Chuyên đề Phương pháp giải nhanh bài toán hóa học pha chế dung dịch bằng sơ đồ đường chéo

hjhghjh CHÚC MỪNG NĂM MỚI 2012 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CƯ M’GAR CỤM THI ĐUA SỐ 3 TRƯỜNG THCS - ÊA TUL PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO THỰC HIỆN TỔ: SINH- HOÁ Tác giả:Y Nep Ktla CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO I/ Phần mở đầu: - Với hình thức thi trắc nghiệm khách quan, trong một khoảng thời gian tương đối ngắn học sinh phải giải quyết một số lượng câu hỏi và bài tập khá lớn (trong đó bài tập toán chiếm một tỉ lệ không nhỏ). Do đó việc tìm ra các phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học có một ý nghĩa quan trọng. - Bài toán trộn lẫn các chất với nhau là một dạng bài hay gặp trong chương trình hóa học phổ thông. Ta có thể giải bài tập dạng này theo nhiều cách khác nhau, song cách giải nhanh nhất là “phương pháp sơ đồ đường chéo”. II. Mục đích và phương pháp - Mục đích của chuyên đề này giúp học sinh nắm vững thêm kiến thức đã học. Biết cách vận dụng các phương pháp giải các dạng bài tập pha chế dung dịch. Giúp học sinh nhớ lâu và dễ nhớ các phương pháp giải bài tập này. - Phương pháp: Giáo viên đưa ra các công thức,dạng bài tập và tiến hành dạy cho học sinh ở cuối lớp 8 và 9 yêu cầu các em rút ra phương pháp giải nhanh bài tập pha chế dung dịch bằng sơ đồ đường chéo (có sự hỗ trợ của giáo viên) PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO III. Phạm vi áp dụng chuyên đề: 1/ Vận dụng cho học sinh ở cuối lớp 8, 9 và cấp THPT 2/ Các nguồn tài liệu tham khảo . Sách bài tập hoá học lớp 8, 9 . Sách giáo khoa hoá học lớp 8, 9 Chuẩn kiến thức kỹ năng hoá học trung học cơ sở Tạp chí Hóa Học và Ứng dụng Một số tài liệu khác PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO IV. Nội dung của chuyên đề 1/ Tiến trình bài học Gv: Chia lớp thành 2 nhóm học sinh tiến hành làm bài tập theo nhóm hoặc cá nhân nếu bên nào làm đúng và nhanh nhất sẽ nhận được điểm 10, nhóm làm đúng nhưng chậm nhận điểm 7 hoặc 8. Sai không có điểm. Kết quả nhóm nào nhận được nhiều điểm sẽ chiến thắng. Học sinh làm bài tập rồi đưa ra phương pháp giải hoặc giáo viên đưa ra phương pháp giải nếu khó quá. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO 2/.Nguyên tắc: Trộn lẫn 2 dung dịch: Dung dịch 1: có khối lượng m1, thể tích V1, nồng độ C1 (C% hoặc CM), khối lượng riêng d1. Dung dịch 2: có khối lượng m2, thể tích V2, nồng độ C2 , khối lượng riêng d2. Dung dịch thu được có m = m1 + m2, V = V1 + V2, khối lượng riêng d. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO A. Đối với nồng độ % về khối lượng: B. Đối với nồng độ mol/lít: C. Đối với khối lượng riêng: PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO 3/ Các dạng các bài tập và công thức áp dụng Khi sử dụng sơ đồ đường chéo ta cần chú ý: - Chất rắn coi như dung dịch có C = 100% - Dung môi coi như dung dịch có C = 0% - Khối lượng riêng của H2O là d = 1 g/ml Sau đây là một số ví dụ sử dụng phương pháp đường chéo trong tính toán pha chế dung dịch. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Dạng 1: Tính toán pha chế dung dịch Ví dụ1: Để thu được dung dịch HCl 25% cần lấy m1 gam dung dịch HCl 45% pha với m2 gam dung dịch HCl 15%. Tỉ lệ m1/m2 là: Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (1): Đáp án A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Ví dụ2: Để pha được 500 ml dung dịch nước muối sinh lí (C = 0,9%) cần lấy V ml dung dịch NaCl 3%. Giá trị của V là: Hướng dẫn giải: Đáp án A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Áp dụng công thức (2): Phương pháp này không những hữu ích trong việc pha chế các dung dịch mà còn có thể áp dụng cho các trường hợp đặc biệt hơn, như pha một chất rắn vào dung dịch. Khi đó phải chuyển nồng độ của chất rắn nguyên chất thành nồng độ tương ứng với lượng chất tan trong dung dịch. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO - Ví dụ3: Hòa tan 200 gam SO3 vào m gam dung dịch H2SO4 49% ta được dung dịch H2SO4 78,4%. Giá trị của m là: Hướng dẫn giải: -Phương trình phản ứng: SO3 + H2O → H2SO4 100 gam SO3 → gam H2SO4 -Nồng độ dung dịch H2SO4 tương ứng: 122,5%Gọi m1, m2 lần lượt là khối lượng SO3 và dung dịch H2SO4 49% cần lấy. Đáp án D PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Áp dụng công thức (1) ta có: Điểm lí thú của sơ đồ đường chéo là ở chỗ phương pháp này còn có thể dùng để tính nhanh kết quả của nhiều dạng bài tập hóa học khác. Sau đây ta lần lượt xét các dạng bài tập này Dạng bài tập này có thể giải dễ dàng bằng phương pháp thông thường (viết phương trình phản ứng, đặt ẩn). Tuy nhiên cũng có thể nhanh chóng tìm ra kết quả bằng cách sử dụng sơ đồ đường chéo. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Dạng 2: - Bài toán hỗn hợp 2 đồng vị Đây là dạng bài tập cơ bản trong phần cấu tạo nguyên tử. Ví dụ 4: -Nguyên tử khối trung bình của brom là 79,319. Brom có hai đồng vị bền: và Thành phần % số nguyên tử của là: Hướng dẫn giải: Đáp án D PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Áp dụng công thức (1) Dạng 3: Tính tỉ lệ thể tích hỗn hợp 2 khí Ví dụ5:-Một hỗn hợp gồm O2, O3 ở điều kiện tiêu chuẩn có tỉ khối đối với hiđro là 18. Thành phần % về thể tích của O3 trong hỗn hợp là: Hướng dẫn giải: Đáp án B PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Áp dụng công thức (2) Ví dụ 6: Cần trộn 2 thể tích metan với một thể tích đồng đẳng X của metan để thu được hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 15. X là: Hướng dẫn giải:  M2 = 58  14n + 2 = 58  n = 4 Vậy X là: C4H10  Đáp án B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Áp dụng công thức (1) Dạng 4: Tính thành phần hỗn hợp muối trong phản ứng giữa đơn bazơ và đa axit Ví dụ 7:Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200 ml dung dịch H3PO4 1,5M. Muối tạo thành và khối lượng tương ứng là: Hướng dẫn giải: Có:  Tạo ra hỗn hợp 2 muối: NaH2PO4, Na2HPO4 Sơ đồ đường chéo:(1) PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO A.14,2 gam Na2HPO4; 32,8 gam Na3PO4 B. 28,4 gam Na2HPO4; 16,4 gam Na3PO4 C12,0 gam NaH2PO4; 28,4 gam Na2HPO4 D. 24,0 gam NaH2PO4; 14,2 gam Na2HPO4 Mà (mol) Đáp án C. Dạng 5: Bài toán hỗn hợp 2 chất vô cơ của 2 kim loại có cùng tính chất hóa học Ví dụ 8:-Hòa tan 3,164 gam hỗn hợp 2 muối CaCO3 và BaCO3 bằng dung dịch HCl dư, thu được 448 ml khí CO2 (đktc). Thành phần % số mol của BaCO3 trong hỗn hợp là: Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (1). Ta có: Đáp án C. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Dạng 6: Bài toán trộn 2 quặng của cùng một kim loại Đây là một dạng bài mà nếu giải theo cách thông thường là khá dài dòng, phức tạp. Tuy nhiên nếu sử dụng sơ đồ đường chéo thì việc tìm ra kết quả trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều. Để có thể áp dụng được sơ đồ đường chéo, ta coi các quặng như một “dung dịch” mà “chất tan” là kim loại đang xét, và “nồng độ” của “chất tan” chính là hàm lượng % về khối lượng của kim loại trong quặng. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Ví dụ 9: A là quặng hematit chứa 60% Fe2O3. B là quặng manhetit chứa 69,6% Fe3O4. Trộn m1 tấn quặng A với m2 tấn quặng B thu được quặng C, mà từ 1 tấn quặng C có thể điều chế được 0,5 tấn gang chứa 4% cacbon. Tỉ lệ m1/m2 là: - Số kg Fe có trong 1 tấn của mỗi quặng là: + Quặng A chứa: ; +Quặng B chứa: +Quặng C chứa: Áp dụng công thức (1). Ta có: Đáp án D. Hướng dẫn giải: PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC PHA CHẾ DUNG DỊCH BẰNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO Một số bài tập tham khảo: BT1:Để thu được dung dịch CuSO4 16% cần lấy m1 gam tính thể CuSO4.5H2O cho vào m2 gam dung dịch CuSO4 8%. Tỉ lệ m1/m2 là A. 1/3 B.1/4 C. 1/5 D. 1/6 Hướng dẫn giải Ta coi CuSO4.5H2O như là dung dịch CuSO4 có: C% = 64% -Gọi m1 là khối lượng của CuSO4.5H2O và m2 là khối lượng của dung dịch CuSO4 8%. Theo sơ đồ đường chéo: (1)  (Đáp án D) BT2:Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54 Đồng có hai đồng vị bền: và .Thành Phần % số nguyên tử của là A. 73,0% B.34,2% C.32,3% D.27,0% BT1: BT1: Để thu được dung dịch CuSO4 16% cần lấy m1 gam tính thể CuSO4.5H2O cho vào m2 gam dung dịch CuSO4 8%. Tỉ lệ m1/m2 là 1/3 B.1/4 C. 1/5 D. 1/6 BT2: Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54 Đồng có hai đồng vị bền: và .Thành Phần % số nguyên tử của là A. 73,0% B.34,2% C.32,3% D.27,0% Một số bài tập tham khảo: BT2: Hướng dẫn giải: Ta có sơ đồ đường chéo: Đáp án D. BT3: Hòa tan hoàn toàn m gam Na2O nguyên chất vào 40 gam dung dịch NaOH 12% thu được dung dịch NaOH 51%. Giá trị của (gam) Là: A. 11,3 B. 20,0 C. 31,8 D. 40,0 BT1: Để thu được dung dịch CuSO4 16% cần lấy m1 gam tính thể CuSO4.5H2O cho vào m2 gam dung dịch CuSO4 8%. Tỉ lệ m1/m2 là 1/3 B.1/4 C. 1/5 D. 1/6 BT2: Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54 Đồng có hai đồng vị bền: và .Thành Phần % số nguyên tử của là A. 73,0% B.34,2% C.32,3% D.27,0% Một số bài tập tham khảo:  Đáp án B. Hướng dẫn giải: BT3 Na2O → 2NaOH Coi Na2O là ‘dung dịch NaOH’ có: -Áp dụng phương pháp chéo, ta có: BT4: Số lít nước nguyên chất cần thêm vào 1 lít dung dịch H2SO4 98% (d = 1,84 g/ml) để được dung dịch mới có nồng độ 10% là A.14,192 B. 15,192 C. 16,192 D. 17,192 BT5: Cần lấy V1 lít CO2 và V2 lít CO để điều chế 24 lít hỗn hợp CO2 và CO có tỉ khối hơi đối với metan bằng 2. Giá trị của V1 (lít) là A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 BT6: Thêm 150 ml dung dịch KOH 2M vào 120 ml dung dịch H3PO4 1M.Khối lượngcác muối thu được trong dung dịch là A. 10,44 gam KH2PO4; 8,5 gam K3PO4 B. 10,44 gam K2HPO4; 12,72 gam K3PO4 C. 10,24 gam K2HPO4; 13,5 gam KH2PO4 D. 13,5 gam KH2PO4; 14,2 gam K3PO4 Một số bài tập tham khảo: Trên đây là một vài dạng bài tập pha chế dung dịch , tính toán nồng độ đơn giản nhưng tốn nhiều thời gian làm bài nếu làm theo cách thông thường . Với suy nghĩ nhỏ của tôi . Tôi mạo muội đưa ra các dạng trên và phương pháp giải mang tính chất tham khảo cho quá trình dạy học. Vì nhiều lý do chủ quan và khách quan chắc chắn không tránh khỏi những sai sót nhất định. Với tinh thần trao đổi và học hỏi lẫn nhau, tôi rất mong nhận được sự đóng góp của các vị lãnh đạo, các thầy cô giáo đồng nghiệp để có được chuyên đề hoàn chỉnh hơn, giáo án giảng dạy phong phú, kích thích hứng thú học tập của học sinh, và không ngừng nâng cao chất lượng dạy học. Tôi xin chân thành cám ơn. V/ KẾT LUẬN Xin chào tạm biệt quí thầy cô tham dự chuyên đề tại trường THCS ÊaTul