Tài liệu Bồi dưỡng một số kỹ năng biện luận tìm công thức hóa học cho học sinh giỏi

0 Noäi dung ñeà taøi MUÏC LUÏC Trang A- PHAÀN MÔÛ ÑAÀU......................................................................................................................1 I- LYÙ DO CHOÏN ÑEÀ TAØI:.............................................................................................................1 II-MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU:....................................................................................................1 III-ÑOÁI TÖÔÏNG VAØ KHAÙCH THEÅ NGHIEÂN CÖÙU:....................................................................2 1- Ñoái töôïng nghieân cöùu :......................................................................................................2 2- Khaùch theå nghieân cöùu :.....................................................................................................2 IV-NHIEÄM VUÏ NGHIEÂN CÖÙU:....................................................................................................2 V- PHAÏM VI NGHIEÂN CÖÙU:.......................................................................................................2 VI- PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU:..........................................................................................2 1- Phöông phaùp chuû yeáu........................................................................................................2 2-Caùc phöông phaùp hoã trôï.....................................................................................................2 B-NOÄI DUNG VAØ PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC HIEÄN:.....................................................................4 I- CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN VEÀ BAØI TOAÙN BIEÄN LUAÄN TÌM COÂNG THÖÙC HOÙA HOÏC:.....................4 II- THÖÏC TIEÃN VEÀ TRÌNH ÑOÄ VAØ VAØ ÑIEÀU KIEÄN HOÏC TAÄP CUÛA HOÏC SINH....................5 1- Thöïc traïng chung:.............................................................................................................5 2- Chuaån bò thöïc hieän ñeà taøi:.................................................................................................5 III- KINH NGHIEÄM VAÄN DUÏNG ÑEÀ TAØI VAØO THÖÏC TIEÃN:....................................................6 DAÏNG 1: BIEÄN LUAÄN THEO AÅN SOÁ TRONG GIAÛI PHÖÔNG TRÌNH..................6 DAÏNG 2 : BIEÄN LUAÄN THEO TRÖÔØNG HÔÏP..........................................................8 DAÏNG 3: BIEÄN LUAÄN SO SAÙNH............................................................................11 DAÏNG 4: BIEÄN LUAÄN THEO TRÒ SOÁ TRUNG BÌNH.............................................12 DAÏNG 5: BIEÄN LUAÄN TÌM CTPT CUÛA HÔÏP CHAÁT HÖÕU CÔ TÖØ COÂNG THÖÙC NGUYEÂN.....................................................................................................14 C - BAØI HOÏC KINH NGHIEÄM VAØ KEÁT QUAÛ ÑAÏT ÑÖÔÏC:..................................................17 I- BAØI HOÏC KINH NGHIEÄM:.....................................................................................................17 II- KEÁT QUAÛ ÑAÏT ÑÖÔÏC:.........................................................................................................17 D- KEÁT LUAÄN CHUNG:..............................................................................................................18 E- PHAÀN PHUÏ LUÏC:.....................................................................................................................19 I- PHIEÁU ÑIEÀU TRA :................................................................................................................19 II- TAØI LIEÄU THAM KHAÛO:..................................................................................................19 1 A- PHAÀN MÔÛ ÑAÀU I- LYÙ DO CHOÏN ÑEÀ TAØI: Daïy vaø hoïc hoùa hoïc ôû caùc tröôøng hieän nay ñaõ vaø ñang ñöôïc ñoåi môùi tích cöïc nhaèm goùp phaàn thöïc hieän thaéng lôïi caùc muïc tieâu cuûa tröôøng THCS. Ngoaøi nhieäm vuï naâng cao chaát löôïng hieåu bieát kieán thöùc vaø vaän duïng kyõ naêng, caùc nhaø tröôøng coøn phaûi chuù troïng ñeán coâng taùc boài döôõng hoïc sinh gioûi caùc caáp; coi troïng vieäc hình thaønh vaø phaùt trieån tieàm löïc trí tueä cho hoïc sinh. Ñaây laø moät nhieäm vuï khoâng phaûi tröôøng naøo cuõng coù theå laøm toát vì nhieàu lyù do. Coù theå neâu ra moät soá lyù do nhö: do moân hoïc môùi ñoái vôùi baäc trung hoïc cô sôû neân kieán thöùc kyõ naêng cuûa hoïc sinh coøn nhieàu choã khuyeát; moät boä phaän giaùo vieân chöa coù ñuû caùc tö lieäu cuõng nhö kinh nghieäm ñeå ñaûm nhieäm coâng vieäc daïy hoïc sinh gioûi … Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, vaán ñeà boài döôõng hoïc sinh döï thi hoïc sinh gioûi caáp Tænh ñöôïc phoøng giaùo duïc ñaëc bieät quan taâm, ñöôïc caùc nhaø tröôøng vaø caùc baäc cha meï hoïc sinh nhieät tình uûng hoä.Giaùo vieân ñöôïc phaân coâng daïy boài döôõng ñaõ coù nhieàu coá gaéng trong vieäc nghieân cöùu ñeå hoaøn thaønh nhieäm vuï ñöôïc giao. Nhôø vaäy soá löôïng vaø chaát löôïng ñoäi tuyeån hoïc sinh gioûi cuûa huyeän ñaït caáp tænh khaù cao. Tuy nhieân trong thöïc teá daïy boài döôõng hoïc sinh gioûi coøn nhieàu khoù khaên cho caû thaày vaø troø. Nhaát laø nhöõng naêm ñaàu tænh ta toå chöùc thi hoïc sinh gioûi hoùa hoïc caáp THCS. Laø moät giaùo vieân ñöôïc thöôøng xuyeân tham gia boài döôõng ñoäi tuyeån HS gioûi, toâi ñaõ coù dòp tieáp xuùc vôùi moät soá ñoàng nghieäp trong toå, khaûo saùt töø thöïc teá vaø ñaõ thaáy ñöôïc nhieàu vaán ñeà maø trong ñoäi tuyeån nhieàu hoïc sinh coøn luùng tuùng, nhaát laø khi giaûi quyeát caùc baøi toaùn bieän luaän. Trong khi loaïi baøi taäp naøy haàu nhö naêm naøo cuõng coù trong caùc ñeà thi tænh. Töø nhöõng khoù khaên vöôùng maéc toâi ñaõ tìm toøi nghieân cöùu tìm ra nguyeân nhaân (naém kyõ naêng chöa chaéc; thieáu khaû naêng tö duy hoùa hoïc,…) vaø tìm ra ñöôïc bieän phaùp ñeå giuùp hoïc sinh giaûi quyeát toát caùc baøi toaùn bieän luaän. 2 Vôùi nhöõng lyù do treân toâi ñaõ tìm toøi nghieân cöùu, tham khaûo tö lieäu vaø aùp duïng ñeà taøi: “ BỒI DƯỠNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH GIỎI ” nhaèm giuùp cho caùc em HS gioûi coù kinh nghieäm trong vieäc giaûi toaùn bieän luaän noùi chung vaø bieän luaän tìm CTHH noùi rieâng. Qua nhieàu naêm vaän duïng ñeà taøi caùc theá heä HS gioûi ñaõ töï tin hôn vaø giaûi quyeát coù hieäu quaû khi gaëp nhöõng baøi taäp loaïi naøy. II-MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU: 1-Nghieân cöùu caùc kinh nghieäm veà boài döôõng kyõ naêng hoùa hoïc cho hoïc sinh gioûi lôùp 9 döï thi tænh. 2-Neâu ra phöông phaùp giaûi caùc baøi toaùn bieän luaän tìm CTHH theo daïng nhaèm giuùp hoïc sinh gioûi deã nhaän daïng vaø giaûi nhanh moät baøi toaùn bieän luaän noùi chung, bieän luaän tìm coâng thöùc hoùa hoïc noùi rieâng. III-ÑOÁI TÖÔÏNG VAØ KHAÙCH THEÅ NGHIEÂN CÖÙU: 1- Ñoái töôïng nghieân cöùu : Ñeà taøi naøy nghieân cöùu caùc phöông phaùp boài döôõng kyõ naêng bieän luaän trong giaûi toaùn hoùa hoïc ( giôùi haïn trong phaïm vi bieän luaän tìm CTHH cuûa moät chaát ) 2- Khaùch theå nghieân cöùu : Khaùch theå nghieân cöùu laø hoïc sinh gioûi lôùp 9 trong ñoäi tuyeån döï thi caáp tænh. IV-NHIEÄM VUÏ NGHIEÂN CÖÙU: Nhieäm vuï nghieân cöùu cuûa ñeà taøi naøy nhaèm giaûi quyeát moät soá vaán ñeà cô baûn sau ñaây : 1-Nhöõng vaán ñeà lyù luaän veà phöông phaùp giaûi baøi toaùn bieän luaän tìm CTHH; caùch phaân daïng vaø nguyeân taéc aùp duïng cho moãi daïng. 2-Thöïc traïng veà trình ñoä vaø ñieàu kieän hoïc taäp cuûa hoïc sinh. 3-Töø vieäc nghieân cöùu vaän duïng ñeà taøi, ruùt ra baøi hoïc kinh nghieäm goùp phaàn naâng cao chaát löôïng trong coâng taùc boài döôõng hoïc sinh gioûi taïi huyeän Ñak Pô. 3 V- PHAÏM VI NGHIEÂN CÖÙU: Do haïn cheá veà thôøi gian vaø nguoàn löïc neân veà maët khoâng gian ñeà taøi naøy chæ nghieân cöùu giôùi haïn trong phaïm vi huyeän ÑakPô. Veà maët kieán thöùc kyõ naêng, ñeà taøi chæ nghieân cöùu moät soá daïng bieän luaän tìm CTHH ( chuû yeáu taäp trung vaøo caùc hôïp chaát voâ cô ). VI- PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU: 1- Phöông phaùp chuû yeáu Caên cöù vaøo muïc ñích vaø nhieäm vuï nghieân cöùu, toâi söû duïng phöông phaùp chuû yeáu laø toång keát kinh nghieäm, ñöôïc thöïc hieän theo caùc böôùc:  Xaùc ñònh ñoái töôïng: xuaát phaùt töø nhöùng khoù khaên vöôùng maéc trong nhöõng naêm ñaàu laøm nhieäm vuï boài döôõng HS gioûi, toâi xaùc ñònh ñoái töôïng caàn phaûi nghieân cöùu laø kinh nghieäm boài döôõng naêng löïc giaûi toaùn bieän luaän cho hoïc sinh gioûi. Qua vieäc aùp duïng ñeà taøi ñeå ñuùc ruùt, toång keát kinh nghieäm.  Phaùt trieån ñeà taøi vaø ñuùc keát kinh nghieäm : Naêm hoïc 1999-2000, naêm ñaàu tieân Tænh toå chöùc thi hoïc sinh gioûi boä moân hoùa hoïc lôùp 9, chaát löôïng HS coøn nhieàu yeáu keùm; phaàn ñoâng caùc em thöôøng beá taéc trong khi giaûi caùc baøi toaùn bieän luaän. Tröôùc thöïc traïng ñoù, toâi ñaõ maïnh daïn aùp duïng ñeà taøi naøy. Trong quaù trình vaän duïng ñeà taøi, toâi ñaõ suy nghó tìm toøi, hoïc hoûi vaø aùp duïng nhieàu bieän phaùp. Ví duï nhö : toå chöùc trao ñoåi trong toå boài döôõng, troø chuyeän cuøng HS, theå nghieäm ñeà taøi, kieåm tra vaø ñaùnh giaù keát quaû daïy vaø hoïc nhöõng noäi dung trong ñeà taøi. Ñeán nay, trình ñoä kyõ naêng giaûi quyeát toaùn bieän luaän ôû HS ñaõ ñöôïc naâng cao ñaùng keå. 2-Caùc phöông phaùp hoã trôï Ngoaøi caùc phöông phaùp chuû yeáu, toâi coøn duøng moät soá phöông phaùp hoã trôï khaùc nhö phöông phaùp nghieân cöùu taøi lieäu vaø ñieàu tra nghieân cöùu: Ñoái töôïng ñieàu tra: Caùc HS gioûi ñaõ ñöôïc phoøng giaùo duïc goïi vaøo ñoäi tuyeån, ñoäi nguõ giaùo vieân tham gia boài döôõng HS gioûi. 4 Caâu hoûi ñieàu tra: chuû yeáu taäp trung caùc noäi dung xoay quanh vieäc daïy vaø hoïc phöông phaùp giaûi baøi toaùn bieän luaän tìm CTHH; ñieàu tra tình caûm thaùi ñoä cuûa HS ñoái vôùi vieäc tieáp xuùc vôùi caùc baøi taäp bieän luaän. 5 B-NOÄI DUNG VAØ PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC HIEÄN: I- CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN VEÀ BAØI TOAÙN BIEÄN LUAÄN TÌM COÂNG THÖÙC HOÙA HOÏC: Trong heä thoáng caùc baøi taäp hoaù hoïc, loaïi toaùn tìm coâng thöùc hoùa hoïc laø raát phong phuù vaø ña daïng. Veà nguyeân taéc ñeå xaùc ñònh moät nguyeân toá hoùa hoïc laø nguyeân toá naøo thì phaûi tìm baèng ñöôïc nguyeân töû khoái cuûa nguyeân toá ñoù.Töø ñoù xaùc ñònh ñöôïc CTPT ñuùng cuûa caùc hôïp chaát. Coù theå chia baøi taäp Tìm CTHH thoâng qua phöông trình hoùa hoïc thaønh hai loaïi cô baûn: - Loaïi I : Baøi toaùn cho bieát hoùa trò cuûa nguyeân toá, chæ caàn tìm nguyeân töû khoái ñeå keát luaän teân nguyeân toá; hoaëc ngöôïc laïi ( Loaïi naøy thöôøng ñôn giaûn hôn ). - Loaïi II : Khoâng bieát hoùa trò cuûa nguyeân toá caàn tìm ; hoaëc caùc döõ kieän thieáu cô sôû ñeå xaùc ñònh chính xaùc moät giaù trò nguyeân töû khoái.( hoaëc baøi toaùn coù quaù nhieàu khaû naêng coù theå xaûy ra theo nhieàu höôùng khaùc nhau ) Caùi khoù cuûa baøi taäp loaïi II laø caùc döõ kieän thöôøng thieáu hoaëc khoâng cô baûn vaø thöôøng ñoøi hoûi ngöôøi giaûi phaûi söû duïng nhöõng thuaät toaùn phöùc taïp, yeâu caàu veà kieán thöùc vaø tö duy hoùa hoïc cao; hoïc sinh khoù thaáy heát caùc tröôøng hôïp xaûy ra. Ñeå giaûi quyeát caùc baøi taäp thuoäc loaïi naøy, baét buoäc HS phaûi bieän luaän. Tuyø ñaëc ñieåm cuûa moãi baøi toaùn maø vieäc bieän luaän coù theå thöïc hieän baèng nhieàu caùch khaùc nhau: +) Bieän luaän döïa vaøo bieåu thöùc lieân laïc giöõa khoái löôïng mol nguyeân töû (M )vaø hoùa trò ( x ) : M = f (x) (trong ñoù f(x) laø bieåu thöùc chöùa hoùa trò x). Töø bieåu thöùc treân ta bieän luaän vaø choïn caëp nghieäm M vaø x hôïp lyù. +) Neáu ñeà baøi cho khoâng ñuû döõ kieän, hoaëc chöa xaùc ñònh roõ ñaëc ñieåm cuûa caùc chaát phaûn öùng, hoaëc chöa bieát loaïi caùc saûn phaåm taïo thaønh , hoaëc löôïng ñeà cho gaén vôùi caùc cuïm töø chöa tôùi hoaëc ñaõ vöôït … thì ñoøi hoûi ngöôøi giaûi phaûi hieåu saâu saéc nhieàu maët cuûa caùc döõ kieän hoaëc caùc vaán ñeà ñaõ neâu ra. Trong tröôøng hôïp naøy ngöôøi giaûi phaûi kheùo leùo 6 söû duïng nhöõng cô sôû bieän luaän thích hôïp ñeå giaûi quyeát. Chaúng haïn : tìm giôùi haïn cuûa aån (chaën treân vaø chaën döôùi ), hoaëc chia baøi toaùn ra nhieàu tröôøng hôïp ñeå bieän luaän, loaïi nhöõng tröôøng hôïp khoâng phuø hôïp .v.v. Toâi nghó, giaùo vieân laøm coâng taùc boài döôõng hoïc sinh gioûi seõ khoâng theå ñaït ñöôïc muïc ñích neáu nhö khoâng choïn loïc, nhoùm caùc baøi taäp bieän luaän theo töøng daïng, neâu ñaëc ñieåm cuûa daïng vaø xaây döïng höôùng giaûi cho moãi daïng. Ñaây laø khaâu coù yù nghóa quyeát ñònh trong coâng taùc boài döôõng vì noù laø caåm nang giuùp HS tìm ra ñöôïc höôùng giaûi moät caùch deã daøng, haïn cheá toái ña nhöõng sai laàm trong quaù trình giaûi baøi taäp, ñoàng thôøi phaùt trieån ñöôïc tìm löïc trí tueä cho hoïc sinh ( thoâng qua caùc BT töông töï maãu vaø caùc BT vöôït maãu ). Trong phaïm vi cuûa ñeà taøi naøy, toâi xin ñöôïc maïn pheùp trình baøy kinh nghieäm boài döôõng moät soá daïng baøi taäp bieän luaän tìm coâng thöùc hoùa hoïc. Noäi dung ñeà taøi ñöôïc saép xeáp theo 5 daïng, moãi daïng coù neâu nguyeân taéc aùp duïng vaø caùc ví duï minh hoaï. 7 II- THÖÏC TIEÃN VEÀ TRÌNH ÑOÄ VAØ VAØ ÑIEÀU KIEÄN HOÏC TAÄP CUÛA HOÏC SINH. 1- Thöïc traïng chung: Khi chuaån bò thöïc hieän ñeà taøi, naêng löïc giaûi caùc baøi toaùn bieän luaän noùi chung vaø bieän luaän xaùc ñònh CTHH cuûa hoïc sinh laø raát yeáu. Ña soá hoïc sinh cho raèng loaïi naøy quaù khoù, caùc em toû ra raát meät moûi khi phaûi laøm baøi taäp loaïi naøy. Vì theá hoï raát thuï ñoäng trong caùc buoåi hoïc boài döôõng vaø khoâng coù höùng thuù hoïc taäp. Raát ít hoïc sinh coù saùch tham khaûo veà loaïi baøi taäp naøy. Neáu coù cuõng chæ laø moät quyeån saùch “hoïc toát” hoaëc moät quyeån saùch “naâng cao “maø noäi dung vieát veà vaán ñeà naøy quaù ít oûi. Lyù do chuû yeáu laø do ñieàu kieän kinh teá gia ñình coøn khoù khaên hoaëc khoâng bieát tìm mua moät saùch hay. 2- Chuaån bò thöïc hieän ñeà taøi: Ñeå aùp duïng ñeà taøi vaøo trong coâng taùc boài döôõng HS gioûi toâi ñaõ thöïc hieän moät soá khaâu quan troïng nhö sau: a) Ñieàu tra trình ñoä HS, tình caûm thaùi ñoä cuûa HS veà noäi dung cuûa ñeà taøi; ñieàu kieän hoïc taäp cuûa HS. Ñaët ra yeâu caàu veà boä moân, höôùng daãn caùch söû duïng saùch tham khaûo vaø giôùi thieäu moät soá saùch hay cuûa caùc taùc giaû ñeå nhöõng HS coù ñieàu kieän tìm mua; caùc HS khoù khaên seõ möôïn saùch baïn ñeå hoïc taäp. b) Xaùc ñònh muïc tieâu, choïn loïc vaø nhoùm caùc baøi toaùn theo daïng, xaây döïng nguyeân taéc aùp duïng cho moãi daïng, bieân soaïn baøi taäp maãu vaø caùc baøi taäp vaän duïng vaø naâng cao. Ngoaøi ra phaûi döï ñoaùn nhöõng tình huoáng coù theå xaûy ra khi boài döôõng moãi chuû ñeà. c) Chuaån bò ñeà cöông boài döôõng, leân keá hoaïch veà thôøi löôïng cho moãi daïng toaùn. d) Söu taàm taøi lieäu, trao ñoåi kinh nghieäm cuøng caùc ñoàng nghieäp; nghieân cöùu caùc ñeà thi HS gioûi cuûa tænh ta vaø moät soá tænh, thaønh phoá khaùc. 8 III- KINH NGHIEÄM VAÄN DUÏNG ÑEÀ TAØI VAØO THÖÏC TIEÃN: Khi thöïc hieän ñeà taøi vaøo giaûng daïy, tröôùc heát toâi giôùi thieäu sô ñoà ñònh höôùng giaûi baøi toaùn bieän luaän tìm CTHH duøng chung cho taát caû caùc daïng; goàm 5 böôùc cô baûn: B1: ñaët CTTQ cho chaát caàn tìm, ñaët caùc aån soá neáu caàn ( soá mol, M, hoùa trò … ) B2: chuyeån ñoåi caùc döõ kieän thaønh soá mol ( neáu ñöôïc ) B3: vieát taát caû caùc PTPÖ coù theå xaûy ra B4: thieát laäp caùc phöông trình toaùn hoaëc baát phöông trình lieân laïc giöõa caùc aån soá vôùi caùc döõ kieän ñaõ bieát. B5: bieän luaän, choïn keát quaû phuø hôïp. Tieáp theo, toâi tieán haønh boài döôõng kyõ naêng theo daïng. Möùc ñoä reøn luyeän töø minh hoïa ñeán khoù, nhaèm boài döôõng hoïc sinh phaùt trieån kyõ naêng töø bieát laøm ñeán ñaït meàm deûo, linh hoaït vaø saùng taïo. Ñeå boài döôõng moãi daïng toâi thöôøng thöïc hieän theo caùc böôùc sau: B1: giôùi thieäu baøi taäp maãu vaø höôùng daãn giaûi. B2: ruùt ra nguyeân taéc vaø phöông phaùp aùp duïng. B3: HS töï luyeän vaø naâng cao. Tuyø ñoä khoù moãi daïng toâi coù theå hoaùn ñoåi thöù töï cuûa böôùc 1 vaø 2. Sau ñaây laø moät soá daïng baøi taäp bieän luaän, caùch nhaän daïng, kinh nghieäm giaûi quyeát ñaõ ñöôïc toâi thöïc hieän vaø ñuùc keát töø thöïc teá. Trong giôùi haïn cuûa ñeà taøi, toâi chæ neâu 5 daïng thöôøng gaëp, trong ñoù daïng 5 hieän nay toâi ñang thöû nghieäm vaø thaáy coù hieäu quaû. DAÏNG 1: BIEÄN LUAÄN THEO AÅN SOÁ TRONG GIAÛI PHÖÔNG TRÌNH 1) Nguyeân taéc aùp duïng: GV caàn cho HS naém ñöôïc moät soá nguyeân taéc vaø phöông phaùp giaûi quyeát daïng baøi taäp naøy nhö sau: 9 - Khi giaûi caùc baøi toaùn tìm CTHH baèng phöông phaùp ñaïi soá, neáu soá aån chöa bieát nhieàu hôn soá phöông trình toaùn hoïc thieát laäp ñöôïc thì phaûi bieän luaän. Daïng naøy thöôøng gaëp trong caùc tröôøng hôïp khoâng bieát nguyeân töû khoái vaø hoùa trò cuûa nguyeân toá, hoaëc tìm chæ soá nguyeân töû caùc bon trong phaân töû hôïp chaát höõu cô … - Phöông phaùp bieän luaän: +) Thöôøng caên cöù vaøo ñaàu baøi ñeå laäp caùc phöông trình toaùn 2 aån: y = f(x), choïn 1 aån laøm bieán soá ( thöôøng choïn aån coù giôùi haïn heïp hôn. VD : hoùa trò, chæ soá … ); coøn aån kia ñöôïc xem laø haøm soá. Sau ñoù laäp baûng bieán thieân ñeå choïn caëp giaù trò hôïp lí. +) Naém chaéc caùc ñieàu kieän veà chæ soá vaø hoaù trò : hoaù trò cuûa kim loaïi trong bazô, oxit bazô; muoái thöôøng  4 ; coøn hoaù trò cuûa caùc phi kim trong oxit  7; chæ soá cuûa H trong caùc hôïp chaát khí vôùi phi kim  4; trong caùc CxHy thì : x  1 vaø y  2x + 2 ; … Caàn löu yù : Khi bieän luaän theo hoùa trò cuûa kim loaïi trong oxit caàn phaûi quan taâm ñeán möùc hoùa trò 8 . 3 2) Caùc ví duï : Ví duï 1: Hoøa tan moät kim loaïi chöa bieát hoùa trò trong 500ml dd HCl thì thaáy thoaùt ra 11,2 dm3 H2 ( ÑKTC). Phaûi trung hoøa axit dö baèng 100ml dd Ca(OH) 2 1M. Sau ñoù coâ caïn dung dòch thu ñöôïc thì thaáy coøn laïi 55,6 gam muoái khan. Tìm noàng ñoä M cuûa dung dòch axit ñaõ duøng; xaùc ñònh teân cuûa kim loaïi ñaõ ñaõ duøng. * Gôïi yù HS : Caëp aån caàn bieän luaän laø nguyeân töû khoái R vaø hoùa trò x 55,6 gam laø khoái löôïng cuûa hoãn hôïp 2 muoái RClx vaø CaCl2 * Giaûi : Giaû söû kim loaïi laø R coù hoùa trò laø x  1 x, nguyeân  3 soá mol Ca(OH)2 = 0,1 1 = 0,1 mol soá mol H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol 10 Caùc PTPÖ: 2R + 2xHCl 1/x (mol) 1 Ca(OH)2 + 0,1  2RClx + 1/x 2HCl  CaCl2 0,2 xH2  (1) 0,5 + 2H2O (2) 0,1 töø caùc phöông trình phaûn öùng (1) vaø (2) suy ra: nHCl = 1 + 0,2 = 1,2 mol noàng ñoä M cuûa dung dòch HCl : theo caùc PTPÖ ta coù : ta coù :  CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M mRClx 55, 6  (0,1 111) 44, 5 gam 1 ( R + 35,5x ) = 44,5 x R = 9x x 1 2 3 R 9 18 27 Vaäy kim loaïi thoaõ maõn ñaàu baøi laø nhoâm Al ( 27, hoùa trò III ) Ví duï 2: Khi laøm nguoäi 1026,4 gam dung dòch baõo hoøa R 2SO4.nH2O ( trong ñoù R laø kim loaïi kieàm vaø n nguyeân, thoûa ñieàu kieän 7< n < 12 ) töø 80 0C xuoáng 100C thì coù 395,4 gam tinh theå R2SO4.nH2O taùch ra khoûi dung dòch. Tìm coâng thöùc phaân töû cuûa Hiñrat noùi treân. Bieát ñoä tan cuûa R 2SO4 ôû 800C vaø 100C laàn löôït laø 28,3 gam vaø 9 gam. * Gôïi yù HS: mct (800 C ) ?; mddbh (100 C ) ?; mct (100 C ) ?  mR2 SO4 ( KT ) ? laäp bieåu thöùc toaùn : soá mol hiñrat = soá mol muoái khan. Löu yù HS : do phaàn raén keát tinh coù ngaäm nöôùc neân löôïng nöôùc thay ñoåi. 11 * Giaûi: S( 800C) = 28,3 gam  trong 128,3 gam ddbh coù 28,3g R2SO4 vaø 100g H2O Vaäy : 1026,4gam ddbh  226,4 g R2SO4 vaø 800 gam H2O. Khoái löôïng dung dòch baõo hoaø taïi thôøi ñieåm 100C: 1026,4  395,4 = 631 gam ôû 100C, S(R2SO4 ) = 9 gam, neân suy ra: 109 gam ddbh coù chöùa 9 gam R2SO4 vaäy 631 gam ddbh coù khoái löôïng R2SO4 laø : 6319 52,1gam 109 khoái löôïng R2SO4 khan coù trong phaàn hiñrat bò taùch ra : 226,4 – 52,1 = 174,3 gam Vì soá mol hiñrat = soá mol muoái khan neân : 442,2R-3137,4x +21206,4 = 0  395, 4 174,3  2 R  96  18n 2 R  96 R = 7,1n  48 Ñeà cho R laø kim loaïi kieàm , 7 < n < 12 , n nguyeân  ta coù baûng bieän luaän: n 8 9 10 11 R 8,8 18,6 23 30,1 Keát quaû phuø hôïp laø n = 10 , kim loaïi laø Na  coâng thöùc hiñrat laø Na2SO4.10H2O DAÏNG 2 : BIEÄN LUAÄN THEO TRÖÔØNG HÔÏP 1) Nguyeân taéc aùp duïng: - Ñaây laø daïng baøi taäp thöôøng gaëp chaát ban ñaàu hoaëc chaát saûn phaåm chöa xaùc ñònh cuï theå tính chaát hoùa hoïc ( chöa bieát thuoäc nhoùm chöùc naøo, Kim loaïi hoaït ñoäng hay keùm hoaït ñoäng, muoái trung hoøa hay muoái axit … ) hoaëc chöa bieát phaûn öùng ñaõ hoaøn toaøn chöa. Vì vaäy caàn phaûi xeùt töøng khaû naêng xaûy ra ñoái vôùi chaát tham gia hoaëc caùc tröôøng hôïp coù theå xaûy ra ñoái vôùi caùc saûn phaåm. - Phöông phaùp bieän luaän: 12 +) Chia ra laøm 2 loaïi nhoû : bieän luaän caùc khaû naêng xaûy ra ñoái vôùi chaát tham gia vaø bieän luaän caùc khaû naêng ñoái vôùi chaát saûn phaåm. +) Phaûi naém chaéc caùc tröôøng hôïp coù theå xaûy ra trong quaù trình phaûn öùng. Giaûi baøi toaùn theo nhieàu tröôøng hôïp vaø choïn ra caùc keát quaû phuø hôïp. 2) Caùc ví duï: Ví duï 1: Hoãn hôïp A goàm CuO vaø moät oxit cuûa kim loaïi hoùa trò II( khoâng ñoåi ) coù tæ leä mol 1: 2. Cho khí H2 dö ñi qua 2,4 gam hoãn hôïp A nung noùng thì thu ñöôïc hoãn hôïp raén B. Ñeå hoøa tan heát raén B caàn duøng ñuùng 80 ml dung dòch HNO 3 1,25M vaø thu ñöôïc khí NO duy nhaát. Xaùc ñònh coâng thöùc hoùa hoïc cuûa oxit kim loaïi. Bieát raèng caùc phaûn öùng xaûy ra hoaøn toaøn. * Gôïi yù HS: HS: Ñoïc ñeà vaø nghieân cöùu ñeà baøi. GV: gôïi yù ñeå HS thaáy ñöôïc RO coù theå bò khöû hoaëc khoâng bò khöû bôûi H2 tuyø vaøo ñoä hoaït ñoäng cuûa kim loaïi R. HS: phaùt hieän neáu R ñöùng tröôùc Al thì RO khoâng bò khöû  raén B goàm: Cu, RO Neáu R ñöùng sau Al trong daõy hoaït ñoäng kim loaïi thì RO bò khöû  hoãn hôïp raén B goàm : Cu vaø kim loaïi R. * Giaûi: Ñaët CTTQ cuûa oxit kim loaïi laø RO. Goïi a, 2a laàn löôït laø soá mol CuO vaø RO coù trong 2,4 gam hoãn hôïp A Vì H2 chæ khöû ñöôïc nhöõng oxit kim loaïi ñöùng sau Al trong daõy BeâKeâToâp neân coù 2 khaû naêng xaûy ra: - R laø kim loaïi ñöùng sau Al : Caùc PTPÖ xaûy ra: CuO + H2  a RO + + H2 O a + H2  2a R 2a 3Cu + 8HNO3 a 8a 3 3R Cu 13 H2 O + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO  + 4H2O  3R(NO3)2 + 2NO  + 4H2O + 4H2O 16a 3 2a Theo ñeà baøi:  8a 16a 0, 08 1, 25 0,1  a 0, 0125    3  3  R 40(Ca )  80a  ( R  16)2a 2, 4 Khoâng nhaän Ca vì keát quaû traùi vôùi giaû thieát R ñöùng sau Al - Vaäy R phaûi laø kim loaïi ñöùng tröôùc Al CuO + H2  a + H2 O a 3Cu + 8HNO3 a 8a 3 RO Cu + 2a 2HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO   R(NO3)2 + 2H2O 4a  8a   4a 0,1  Theo ñeà baøi :  3  80a  ( R  16).2a 2, 4  a 0, 015   R 24( Mg ) Tröôøng hôïp naøy thoaû maõn vôùi giaû thieát neân oxit laø: MgO. Ví duï 2: 14 Khi cho a (mol ) moät kim loaïi R tan vöøa heát trong dung dòch chöùa a (mol ) H2SO4 thì thu ñöôïc 1,56 gam muoái vaø moät khí A. Haáp thuï hoaøn toaøn khí A vaøo trong 45ml dd NaOH 0,2M thì thaáy taïo thaønh 0,608 gam muoái. Haõy xaùc ñònh kim loaïi ñaõ duøng. * Gôïi yù HS: GV: Cho HS bieát H2SO4 chöa roõ noàng ñoä vaø nhieät ñoä neân khí A khoâng roõ laø khí naøo.Kim loaïi khoâng roõ hoùa trò; muoái taïo thaønh sau phaûn öùng vôùi NaOH chöa roõ laø muoái gì. Vì vaäy caàn phaûi bieän luaän theo töøng tröôøng hôïp ñoái vôùi khí A vaø muoái Natri. HS: Neâu caùc tröôøng hôïp xaûy ra cho khí A : SO 2 ; H2S ( khoâng theå laø H2 vì khí A taùc duïng ñöôïc vôùi NaOH ) vaø vieát caùc PTPÖ daïng toång quaùt, choïn phaûn öùng ñuùng ñeå soá mol axit baèng soá mol kim loaïi. GV: Löu yù vôùi HS khi bieän luaän xaùc ñònh muoái taïo thaønh laø muoái trung hoøa hay muoái axit maø khoâng bieát tæ soá mol caëp chaát tham gia ta coù theå giaû söû phaûn öùng taïo ra 2 muoái. Neáu muoái naøo khoâng taïo thaønh thì coù aån soá baèng 0 hoaëc moät giaù trò voâlyù. * Giaûi: Goïi n laø hoùa trò cuûa kim loaïi R . Vì chöa roõ noàng ñoä cuûa H2SO4 neân coù theå xaûy ra 3 phaûn öùng: 2R + nH2SO4  R2 (SO4 )n 2R + 2R + + nH2  (1) 2nH2SO4  R2 (SO4 )n + nSO2  + 2nH2O (2) 5nH2SO4  4R2 (SO4 )n + nH2S  + 4nH2O (3) khí A taùc duïng ñöôïc vôùi NaOH neân khoâng theå laø H2  PÖ (1) khoâng phuø hôïp. Vì soá mol R = soá mol H2SO4 = a , neân : Neáu xaûy ra ( 2) thì : 2n = 2  n =1 ( hôïp lyù ) Neáu xaûy ra ( 3) thì : 5n = 2  n = 2 ( voâ lyù ) 5 Vaäy kim loaïi R hoùa trò I vaø khí A laø SO2 2R + 2H2SO4  R2 SO4 + SO2  + 2H2O 15 a(mol) a 2 a a 2 Giaû söû SO2 taùc duïng vôùi NaOH taïo ra 2 muoái NaHSO3 , Na2SO3 SO2 + Ñaët : x (mol) SO2 + y (mol) NaOH  NaHSO3 x x 2NaOH  Na2SO3 + 2y H2 O y  x  2 y 0, 2 0, 045 0, 009 theo ñeà ta coù :  104 x 126 y 0,608   x 0, 001 giaûi heä phöông trình ñöôïc  y 0, 004  Vaäy giaû thieát phaûn öùng taïo 2 muoái laø ñuùng. Ta coù: soá mol R2SO4 = soá mol SO2 = x+y = 0,005 (mol) Khoái löôïng cuûa R2SO4 : (2R+ 96)0,005 = 1,56  R = 108 . DAÏNG 3: Vaäy kim loaïi ñaõ duøng laø Ag. BIEÄN LUAÄN SO SAÙNH 1) Nguyeân taéc aùp duïng: - Phöông phaùp naøy ñöôïc aùp duïng trong caùc baøi toaùn xaùc ñònh teân nguyeân toá maø caùc döõ kieän ñeà cho thieáu hoaëc caùc soá lieäu veà löôïng chaát ñeà cho ñaõ vöôït quaù, hoaëc chöa ñaït ñeán moät con soá naøo ñoù. - Phöông phaùp bieän luaän:  Laäp caùc baát ñaúng thöùc keùp coù chöùa aån soá ( thöôøng laø nguyeân töû khoái ). Töø baát ñaúng thöùc naøy tìm ñöôïc caùc giaù trò chaën treân vaø chaën döôùi cuûa aån ñeå xaùc ñònh moät giaù trò hôïp lyù.  Caàn löu yù moät soá ñieåm hoã trôï vieäc tìm giôùi haïn thöôøng gaëp: +) Hoãn hôïp 2 chaát A, B coù soá mol laø a( mol) thì : 0 < nA, nB < a +) Trong caùc oxit : R2Om thì : 1  m, nguyeân  7 +) Trong caùc hôïp chaát khí cuûa phi kim vôùi Hiñro RHn thì : 1  n, nguyeân  4 16 2) Caùc ví duï : Ví duï1: Coù moät hoãn hôïp goàm 2 kim loaïi A vaø B coù tæ leä khoái löôïng nguyeân töû 8:9. Bieát khoái löôïng nguyeân töû cuûa A, B ñeàu khoâng quaù 30 ñvC. Tìm 2 kim loaïi * Gôïi yù HS: Thoâng thöôøng HS hay laøm “ moø maãn” seõ tìm ra Mg vaø Al nhöng phöông phaùp trình baøy khoù maø chaëc cheõ, vì vaäy giaùo vieân caàn höôùng daãn caùc em caùch chuyeån moät tæ soá thaønh 2 phöông trình toaùn : Neáu A : B = 8 : 9 thì  A 8n   B 9n  *Giaûi: Theo ñeà : tæ soá nguyeân töû khoái cuûa 2 kim loaïi laø A 8  B 9  A 8n neân   B 9n ( n  z+ )  Vì A, B ñeàu coù KLNT khoâng quaù 30 ñvC neân : 9n  30  n  3 Ta coù baûng bieän luaän sau : N 1 2 A 8 16 B 9 18 Suy ra hai kim loaïi laø Mg vaø Al 3 24 27 Ví duï 2: Hoøa tan 8,7 gam moät hoãn hôïp goàm K vaø moät kim loaïi M thuoäc phaân nhoùm chính nhoùm II trong dung dòch HCl dö thì thaáy coù 5,6 dm 3 H2 ( ÑKTC). Hoøa tan rieâng 9 gam kim loaïi M trong dung dòch HCl dö thì theå tích khí H 2 sinh ra chöa ñeán 11 lít ( ÑKTC). Haõy xaùc ñònh kim loaïi M. * Gôïi yù HS: GV yeâu caàu HS laäp phöông trình toång khoái löôïng cuûa hoãn hôïp vaø phöông trình toång soá mol H2. Töø ñoù bieán ñoåi thaønh bieåu thöùc chæ chöùa 2 aån laø soá mol (b) vaø nguyeân töû khoái M. Bieän luaän tìm giaù trò chaën treân cuûa M. 17 Töø PÖ rieâng cuûa M vôùi HCl  baát ñaúng thöùc veà VH  giaù trò chaën döôùi cuûa M 2 Choïn M cho phuø hôïp vôùi chaën treân vaø chaën döôùi * Giaûi: Ñaët a, b laàn löôït laø soá mol cuûa moãi kim loaïi K, M trong hoãn hôïp Thí nghieäm 1: 2K + 2HCl  2KCl + a M H2  a/2 + 2HCl  MCl2 + b H2  b a 5, 6  soá mol H2 = 2  b  22, 4 0, 25  a  2b 0,5 Thí nghieäm 2: M + 2HCl  MCl2 + 9/M(mol)  H2  9/M 9 11 Theo ñeà baøi: M  22, 4  39a  b.M 8, 7 Maët khaùc:  a  2b 0,5   M > 18,3  39(0,5  2b)  bM 8, 7   a 0,5  2b Vì 0 < b < 0,25 neân suy ra ta coù : 10,8 < 0,25 78  M (1) 10,8  b = 78  M  M < 34,8 (2) Töø (1) vaø ( 2) ta suy ra kim loaïi phuø hôïp laø Mg DAÏNG 4: BIEÄN LUAÄN THEO TRÒ SOÁ TRUNG BÌNH ( Phöông phaùp khoái löôïng mol trung bình) 1) Nguyeân taéc aùp duïng: - Khi hoãn hôïp goàm hai chaát coù caáu taïo vaø tính chaát töông töï nhau ( 2 kim loaïi cuøng phaân nhoùm chính, 2 hôïp chaát voâ cô coù cuøng kieåu coâng thöùc toång quaùt, 2 hôïp chaát höõu cô 18 ñoàng ñaúng … ) thì coù theå ñaët moät coâng thöùc ñaïi dieän cho hoãn hôïp. Caùc giaù trò tìm ñöôïc cuûa chaát ñaïi dieän chính laø caùc giaù trò cuûa hoãn hôïp ( mhh ; nhh ; M hh ) - Tröôøng hôïp 2 chaát coù caáu taïo hoaëc tính chaát khoâng gioáng nhau ( ví duï 2 kim loaïi khaùc hoùa trò; hoaëc 2 muoái cuøng goác cuûa 2 kim loaïi khaùc hoùa trò … ) thì tuy khoâng ñaët ñöôïc coâng thöùc ñaïi dieän nhöng vaãn tìm ñöôïc khoái löôïng mol trung bình: M M hh mhh n1M 1  n2 M 2  ...  nhh n1  n2  ... phaûi naèm trong khoaûng töø M1 ñeán M2 - Phöông phaùp bieän luaän : Töø giaù trò M hh tìm ñöôïc, ta laäp baát ñaúng thöùc keùp M 1 < M hh < M2 ñeå tìm giôùi haïn cuûa caùc aån. ( giaû söû M1< M2) 2) Caùc ví duï: Ví duï 1: Cho 8 gam hoãn hôïp goàm 2 hyñroxit cuûa 2 kim loaïi kieàm lieân tieáp vaøo H 2O thì ñöôïc 100 ml dung dòch X. Trung hoøa 10 ml dung dòch X trong CH 3COOH vaø coâ caïn dung dòch thì thu ñöôïc 1,47 gam muoái khan. 90ml dung dòch coøn laïi cho taùc duïng vôùi dung dòch FeCl x dö thì thaáy taïo thaønh 6,48 gam keát tuûa. Xaùc ñònh 2 kim loaïi kieàm vaø coâng thöùc cuûa muoái saét clorua. * Gôïi yù HS: Tìm khoái löôïng cuûa hoãn hôïp kieàm trong 10 ml dung dòch X vaø 90 ml dung dòch X. Hai kim loaïi kieàm coù coâng thöùc vaø tính chaát töông töï nhau neân ñeå ñôn giaûn ta ñaët moät coâng thöùc ROH ñaïi dieän cho hoãn hôïp kieàm. Tìm trò soá trung bình R * Giaûi: Ñaët coâng thöùc toång quaùt cuûa hoãn hôïp hiñroxit laø ROH, soá mol laø a (mol) Thí nghieäm 1: 19 10 8 mhh = 100 = 0,8 gam ROH + CH3COOH  CH3COOR 1 mol + H2 O (1) 1 mol 0,8 1, 47   R  17 R  59 suy ra : R  33 vaäy coù 1kim loaïi A > 33 vaø moät kim loaïi B < 33 Vì 2 kim loaïi kieàm lieân tieáp neân kim loaïi laø Na, K Coù theå xaùc ñònh ñoä taêng khoái löôïng ôû (1) : m = 1,47 – 0,8=0,67 gam  nROH = 0,67: ( 59 –17 ) = M 0,8 ROH = 0, 67 42 ; 50 0, 67 42  R = 50 –17 = 33 Thí nghieäm 2: mhh = 8 - 0,8 = 7,2 gam xROH (g): + FeClx  Fe(OH)x  + ( R +17)x (56+ 17x) 7,2 (g) 6,48 (g) suy ra ta coù:  ( R 17) x 56 17 x   6, 48  7, 2  R 33  xRCl (2) giaûi ra ñöôïc x = 2 Vaäy coâng thöùc hoùa hoïc cuûa muoái saét clorua laø FeCl2 Ví duï 2: X laø hoãn hôïp 3,82 gam goàm A2SO4 vaø BSO4 bieát khoái löôïng nguyeân töû cuûa B hôn khoái löôïng nguyeân töû cuûa A laø1 ñvC. Cho hoãn hôïp vaøo dung dòch BaCl 2 dö thì thu ñöôïc 6,99 gam keát tuûa vaø moät dung dòch Y. a) Coâ caïn dung dòch Y thì thu ñöôïc bao nhieâu gam muoái khan b) Xaùc ñònh caùc kim loaïi A vaø B * Gôïi yù HS :