Đề tài Làm thế nào để học sinh lớp 9 trung học cơ sở Hoàn Trạch có kỹ năng vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập Hóa học có hiệu quả

Đặt vấn đề: I.Lí luận chung Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất, nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, rèn cho học sinh óc tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy. Vì vậy giáo viên bộ môn hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động. Hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu thích khoa học. Học hoá học không những học sinh học lý thuyết mà còn đòi hỏi học sinh vận dụng lý thuyết được học vào giải quyết các bài tập lý thuyết, thực tiễn và thực hành thí nghiệm. Hiện nay việc giải các dạng bài tập hoá học của học sinh ở trường THCS gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là các dạng bài tập tính toán. Đa số học sinh không tự giải quyết được các bài tập này, một số học sinh chỉ biết làm bài tập một cách máy móc mà không hiểu được bản chất. Chính vì lý do trên tôi chọn đề tài “Làm thế nào để học sinh lớp 9 THCS Hoàn Trạch có kỹ năng vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập Hóa học có hiệu quả ” làm SKKN của mình để góp phần nhỏ nhằm khắc phục tình trạng trên của học sinh trong nhà trường. II. Lý do chọn đề tài 1.Tình hình thực tế của học sinh Trong những năm học vừa qua, tôi được nhà trường phân công giảng dạy bộ môn hoá học ở hai khối lớp 8 và 9. Qua thời gian giảng dạy tôi nhận thấy đa số học sinh không tự giải quyết được các bài tập tính toán trong SGK, mặc dù trong giảng dạy tôi đã chú ý đến việc hướng dẫn cụ thể, chi tiết cho từng phần kiến thức có liên quan đến các dạng bài tập. Thậm chí, có những bài tập đã hướng dẫn chi tiết, nhưng khi gặp lại học sinh vẫn còn bỡ ngỡ, không làm được. Thời gian công tác tại trường của tôi đến nay đã được 4năm, trong thời gian đó tôi đã đi sâu tìm hiểu nguyên nhân để tìm biện pháp khắc phục. Tôi nhận thấy có một số nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên: - Trường THCS Hoàn Trạch trên địa phận xã Hoàn Trạch là một xã vùng ven, kinh tế khó khăn, mức độ nhận thức của phụ huynh học sinh còn nhiều hạn chế, không có điều kiện quan tâm đến việc học tập của con em mình. - Đa số bộ phận học sinh con em nông dân , thời gian dành cho học tập không nhiều, thới gian chủ yếu dành cho phụ giúp gia đình , còn nhiều học sinh ham chơi. - Việc học tập của học sinh chủ yếu ở giờ học chính khoá, nên thời gian ôn tập, củng cố cũng như hướng dẫn các dạng bài tập cho học sinh không có. - Giáo viên chưa thực sự nhiệt tình trong giảng dạy, chưa có sự đầu tư nhiều trong giảng dạy. 2 . Kết quả học tập của học sinh trong năm học vừa qua: Vì các nguyên nhân trên, dẫn đến chất lượng học tập của học sinh nói chung và môn hoá học nói riêng còn rất thấp. Không tự giải được các bài tập tính toán trong SGK. Không biết bài tập đó thuộc dạng nào, cách giải ra sao. Cụ thể kết quả học tập của học sinh trong năm học 2007 -2008 như sau: Số lần kiểm tra Só bài kỉêm tra Giỏi Khá T. Bình Yếu, kém SL % SL % SL % SL % Lần 1 (Đầu năm) 90 1 1,1 15 17 32 35,5 42 46,4 Lần 2 (Cuối HK I) 88 2 2,3 21 23.9 33 37,5 32 36,3 Lần 3 (Cuối năm) 87 4 4,6 23 26,4 35 40 25 29 Qua kết quả trên chúng ta thấy được tỷ lệ học sinh khá giỏi còn ít, số học sinh yếu và kém còn rất nhiều. Từ thực trạng học sinh như vậy, tôi đã dành thời gian để thử nghiệm phương pháp riêng của mình, và bước đầu đã cho kết quả khả quan. Giải quyết vấn đề. Các giải pháp thực hiện. Để thực hiện, tôi đã áp dụng một số giải pháp sau: Đối với giáo viên. - Nghiên cứu, phân loại các dạng bài tập sao cho phù hợp với từng đối tượng học sinh và từng phần kiến thức cụ thể. - Thực hiện giảng dạy theo phương pháp mới, sử dụng tối đa đồ dùng học tập để học sinh nắm vững lý thuyết. Trong quá trình giảng dạy quan tâm đến từng đối tượng học sinh, động viên khuyến khích các em học tập. Đối với học sinh. -Học và làm bài tập theo yêu cầu của giáo viên. II.Các biện pháp để tổ chức thực hiện. Một số dạng bài tập thường gặp và phương pháp giải: Dạng 1: Bài tập xác định công thức phân tử hợp chất vô cơ: Phương pháp: 1.Lập CTHH của hợp chất khi biết % nguyên tố và khối lượng mol chất (PTK): - Đưa công thức về dạng chung AxBy hoặc AxByCz (x, y, z nguyên dương) - Tìm MA, MB, MC… -Có tỷ lệ: à x, y, z à CTHH của hợp chất cần tìm. 2/ Lập CTHH dựa vào khối lượng mol chất (PTK) và tỉ lệ về khối lượng nguyên tố. - Đưa công thức về dạng chung AxByCz tỷ lệ khối lượng nguyên tố: a, b, c (x, y, z nguyên dương). - Tìm MA, MB, MC, Mchất. - Đặt đẳng thức: - Tìm x, y, z … à CTHH hợp chất. 3/ Lập CTHH dựa vào thành phần % khối lượng nguyên tố. - Đưa công thức về dạng chung AxByCz (x, y , z nguyên dương) - Tìm MA; MB; MC. - Đặt tỉ lệ: MA : MB : MC = %A : %B : %C - Tìm x, y, z à công thức đơn giản của hợp chất. 4/ Lập CTHH dựa vào PTHH. - Đọc kỹ đề, xác định số mol của chất tham gia và sản phẩm. - Viết PTHH - Dựa vào lượng của các chất đã cho tính theo PTHH. Tìm M nguyên tố. Vận dụng : VD1 :Xác định CTPT của hợp chất A biết thành phần % về khối lượng các nguyên tố là: %Ca = 40%; % C = 12%; %O = 48% và MA = 100 g. Giải: Đặt CTPT là CaxCyOz . Ta có tỷ lệ sau: Thay số vào ta có à x = 1; y = 1; z = 3 Vậy CTPT là: CaCO3. VD2 :Xác định CTPT của hợp chất biết hợp chất này gồm 2 nguyên tố C và H, tỷ lệ khối lượng của các nguyên tố là 3: 1 và phân tử khối là 16. Giải: Đặt công thức là CxHy. Ta có tỷ lệ sau: Thay số vào ta có: à x = 1; y = 4. Vậy CTPT là CH4. VD3:Xác định CTPT của hợp chất biết thành phần % các nguyên tố lần lượt là: % H= 2,04%; % S = 32,65%; % O =65,31%. Giải: Đặt CTPT là: HxSyOz. Ta có tỷ lệ sau: MH : MS : MO = %H : %S : %O Hay: Thay số vào ta có: x: y: z = Rút ra được x= 2; y = 1; z = 4 à CTPT dạng đơn giản nhất là: H2SO4. VD4: Cho 16 gam một oxit của Sắt tác dụng hoàn toàn với khí H2 ở điều kiện nhiệt độ cao thấy dùng hết 6,72 lit khí H2 ( ở đktc). Tìm CTPT của oxit sắt. Giải: Theo đề: nH2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol. Đặt CTPT của oxit sắt là: FexOy. Ta có phương trình hoá học sau: FexOy + y H2 xFe + y H2O. Theo PTHH : nFexOy = 1/y . nH2 = 0,3/y mol. Theo đề: nFexOy = à = Từ đó => 16y= 16,8x+ 4,8y => 11,2 y = 16, 8 x. hay Vậy CTPT của oxit sắt là : Fe2O3. Dạng 2: Bài tập tính theo PTHH . Phương pháp: 1.Dựa vào lượng chất tham gia phản ứng. + Viết PTHH. + Tính số mol của chất đã cho trong đề bài. + Dựa vào PTHH để tìm số mol chất cần tìm theo tỷ lệ trong PTHH. + Tính lượng chất m hoặc V theo đề bài yêu cầu. 2. Dựa vào lượng chất tạo thành sau phản ứng: + Viết PTHH. + Tính số mol của chất đã cho trong đề bài. + Dựa vào PTHH để tìm số mol chất cần tìm theo tỷ lệ trong PTHH. + Tính lượng chất m hoặc V theo đề bài yêu cầu. Vận dụng : VD1:Cho 2,24 lit khí Hiđro (đktc) cháy trong khí Oxi. Viết PTHH Tính thể tích khí oxi đã dùng. Tính khối lượng sản phẩm tạo thành. Giải: a. PTHH: 2H2 + O2 2H2O b. Theo đề có: nH2 = mol. Theo PTHH: nO2 = nH2 = 0,05 mol. -> VO2 = 0,05 . 22,4 = 1,12 lit. Theo PTHH: nH2O = nH2 = 0,1 mol m H2O = 0,1 . 18 = 1,8 gam. VD2: Đốt cháy một lượng Cacbon trong không khí thu được 4,48 lit khí Cacbonic. Tính khối lượng Cacbon đã dùng. Giải: PTHH: C + O2 CO2 . Theo đề: nCO2 = mol. Theo PTHH: nC = n CO2 = 0,2 mol. Vậy khối lượng Cacbon cần dùng là: mC = 0,2 . 12 = 2,4 gam. Dạng 3: Bài toán có chất dư. Phương pháp: -Tìm số mol các chất đã cho theo đề bài. -Viết phương trình hoá học. -Tìm tỷ lệ: số mol các chất theo đề cho / hệ số các chất trong PTHH rồi so sánh. Nếu chất nào cho tỷ lệ lớn hơn thì chất đó dư. - Khi đó muốn tính lượng các chất khác thì chúng ta tính theo số mol của chất phản ứng hết. Vận dụng : Ví dụ :Nhôm oxit tác dụng với axit sunfuric theo phương tình phản ứng như sau: Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3 H2O Tính khối lượng muối nhôm sunfat được tạo thành nếu đã sử dụng 49 gam axit sunfuric nguyên chất tác dụng với 60 gam nhôm oxit. Sau phản ứng chất nào còn dư? Khối lượng chất dư bằng bao nhiêu? (Bài5/T132-SGK8). Giải: Theo đề: = mol. n = mol. Ta có: > vậy Al2O3 dư sau phản ứng. Theo PTHH :n=n = n= mol. Vậy: - Khối lượng muối nhôm sunfat tạo thành là: m= . 342 = 57 gam. - Khối lượng nhôm oxit dư là: m=(ntrước phản ứng- nphản ứng) . M m = (0,59 – 0,5/3). 102 = 43 gam. Dạng 4: Bài tập pha trộn dung dịch: Phương pháp: 1.Pha trộn dung dịch không xảy ra phản ứng. * Trường hợp 1: (Cùng chất tan.) - Xác định m hoặc n trong mỗi dd đem trộn. - Ghi nhớ các công thức tính sau: mdd sau = mdd1+mdd2+ … (mdd đem trộn) Vdd sau = Vdd1+Vdd2+ … (Vdd đem trộn) mct sau = mct1+mct2+ … (mct đem trộn) nct sau = nct1+nct2+ … (nct đem trộn) -Sau đó ADCT tính C% hoặc CM để tính nồng độ dung dịch thu được. *Trường hợp 2 :(Khác chất tan) - Tìm n hoặc m của mỗi chất tan trong mỗi dung dịch trước khi trộn. - Tìm Vdd sau = Vdd1+Vdd2+ … (Vdd đem trộn) Hoặc mdd sau = mdd1+mdd2+ … (mdd đem trộn) - Lưu ý là khi trong một dung dịch đồng thời chứa nhiều chất tan thì mỗi chất tan có một nộng độ riêng ( do lượng chất tan khác nhau). - Sau đó ADCT tính nồng độ để được kết quả. 2.Pha trộn dung dịch có xảy ra phản ứng hoá học. Các bước tiến hành cũng giống như dạng bài tập tính theo phương trình hoá học. Chỉ khác ở chỗ số mol các chất cho được tính từ nồng độ của dung dịch và tìm nồng độ của các chất trong sản phẩm. + Viết PTHH. + Tính số mol của chất đã cho trong đề bài. + Dựa vào PTHH để tìm số mol chất cần tìm theo tỷ lệ trong PTHH. + Tính lượng chất m hoặc V theo đề bài yêu cầu. Vận dụng : VD1: Trộn 150ml dung dịch NaCl 2M với 350 ml dung dịch NaCl 1M, tính nồng độ của dung dịch thu được. Giải: Theo đề ta có: ndd1 = 0,15 x 2 = 0,3 mol. ndd2 = 0,35 x 1 = 0,35 mol. Khi trộn hai dung dịch với nhau thì: ndd sau= ndd1+ndd2 = 0,3 + 0,35 = 0, 65 mol. Vdd sau = Vdd1+ Vdd2= 0,15+ 0,35 = 0,5 lit. à CM dd sau = VD2: Trộn lẫn 200 ml dung dịch NaCl 1M với 300 ml dung dịch HCl 2M. Tính nồng độ của mỗi chất trong dung dịch sau khi trộn. Giải: Ta có: nNaCl = 0,2 . 1 = 0,2 mol. nHCl = 0,3 . 2 = 0,6 mol. Khi trộn hai dung dịch trên thì: Vdd = 0,2+ 0,3 = 0,5 lit. Vậy: CMNaCl=vàCMHCl= VD3:Cho 150 ml dung dịch NaOH tác dụng vừa đủ với 50 ml dung dịch HCl 2M. a.Tính nồng độ của dung dịch NaOH đem phản ứng. b.Tính nồng độ của các chất trong sản phẩm. Giải: Ta có PTHH sau: NaOH + HCl à NaCl + H2O Theo đề ta có: nHCl = 0,05. 2 = 0,1 mol. Theo PTHH : nNaOH = nHCl = 0,1 mol. CM NaOH = . Theo PTHH: nNaCl = nHCl = 0,1 mol. Vdd = 0,15 + 0,05 = 0,2 lit. CM NaCl = . Dạng 5: Bài tập xác định thành phần của hỗn hợp. Phương pháp: Các bước giải bài toán cũng giống như các bài toán giải theo PTHH. Tuy nhiên, ở trường hợp này chúng ta cần đặt ẩn số để lập phương trình hoặc hệ phương trình tuỳ vào dữ kiện của bài toán. + Viết PTHH. + Tính số mol của chất đã cho trong đề bài. + Dựa vào PTHH để tìm số mol chất cần tìm theo tỷ lệ trong PTHH. + Tính lượng chất m hoặc V theo đề bài yêu cầu. Vận dụng : VD1 : 200 ml dung dịch HCl có nồng độ 3,5M hoà tan vừa hết 20 gam hỗn hợp hai oxit CuO và Fe2O3 . a. Viết PTHH. b. Tính khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu. (Bài3/T9-SGK 9). Giải: a. PTHH: 2 HCldd + CuOr à CuCl2dd+H2Ol (1) 6 HCldd + Fe2O3r à2FeCl3dd +3 H2Ol (2) b. Theo đề: nHCl = 0,2 . 3,5 = 0,7 mol. Đặt x là số mol của CuO, y là số mol của Fe2O3. Theo đề ta có: 80x + 160y = 20 (I). TheoPTHH : (1)nHCl(1)=2 nCuO = 2x mol. (2)nHCl (2)= 6 nFe2O3= 6 y mol. Ta có: nHCl (1) + nHCl (2) = nHCl = 0,7 mol. Hay : 2x + 6y = 0,7 (II). Từ I và II ta có hệ phương trình sau: 80x + 160y = 20 (I). x + 6y = 0,7 (II). Giải hệ này ta được : x = 0,05 mol, y = 0,1 mol. => mCuO = 4g ; % CuO = 20% m= 16 g ; % Fe2O3 = 80% Dạng 6: Bài toán liên quan đến hiệu suất phản ứng. Phương pháp Từ dữ kiện đề cho tìm lượng chất tính theo PTHH. Sau đó áp dụng công thức tính sau:+ Nếu tính hiệu suất phản ứng theo sản phẩm : + Nếu tính hiệu suất phản ứng theo chất tham gia: Vận dụng : VD 1: Nung 1 tấn đá vôi (nguyên chất) thu được 0,5 tấn vôi sống. Tính hiệu suất của phản ứng. Giải: Theo bài ra ta có phương trình hoá học sau: CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k) . Theo PTHH: 1 tấn CaCO3 sau khi nung thu được 0,56 tấn CaO. Theo đề thu được: 0,5 tấn CaO Vậy H =89,3%. Dạng 7:Phản ứng tạo muối của oxit axit với bazơ kiềm có hóa trị i,II Phương pháp Dạng bài tập P2O5 tác dụng với dd NaOH hoặc KOH thực chất là a xít H3PO4 (do P2O5 + H2O trong dd NaOH ) tác dụng với NaOH có thể xảy ra các phản ứng sau : H3PO4 + NaOH à NaH2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2NaOH à Na2HPO4 + 2H2O (2) H3PO4 + 3NaOH à Na3PO4 + 3H2O (3) Giả sử có dd chứa a mol H3PO4 tác dụng với dd có chứa b mol NaOH thu được dd A ta có thể biện luận các chất theo tương quan giữa a và b như sau : = 1- Nếu 0 < <1 chỉ xảy ra phản ứng (1) taọ ra NaH2PO4và H3PO4 còn dư 2 - Nếu = 1 phản ứng (1) vừa đủ tạo ra NaH2PO4 3- Nếu Nếu 1 < <2 xảy ra cả phản ứng (1) và phản ứng (2) taọ ra NaH2PO4 và Na2HPO4 4 - Nếu = 2 phản ứng (2) vừa đủ tạo ra Na2HPO4 5 - Nếu Nếu 2 < <3 xảy ra cả phản ứng (2) và phản ứng (3) taọ ra Na3PO4 và Na2HPO4 6 - Nếu = 3 phản ứng (3) vừa đủ tạo ra Na3PO4 7 - Nếu > 3 chỉ xảy ra phản ứng (3) tạo ra Na3PO4 và NaOH còn dư. Với các trường hợp xảy ra như trên học sinh có thể áp dụng làm các ví dụ cụ thể từ đó hình thành ở các em kỹ năng giải các các dạng bài tập này. Vận dụng : Ví dụ 1: Cho học sinh áp dụng làm các bài tập mà các em thường mắc sai lầm để từ đó các em đối chứng và rút ra sai lầm ở đâu : Cho 14,2 gP2O5 tác dụng với 150 g dd KOH 11,2% . Muối nào được tạo thành ? Khối lượng mỗi muối là bao nhiêu ? Giải : Muốn xác định được muối nào tạo thành thì học sinh phải xét tỉ lệ mol của các chất tham gia. Bài toán này có thể sẽ xảy ra các phản ứng sau : P2O5 + 3H2O à 2H3PO4 (1) H3PO4 + KOH à KH2PO4 + H2O (2) H3PO4+2KOHàK2HPO4+ 2H2O (3) H3PO4+3KOHàK3PO4+3H2O (4) Theo (1) nH3PO4 = 2n P2O5 = 0,1.2 =0,2 mol nKOH = = 0,3 mol Tỉ lệ ===1,5 => 1 < <2 Vậy xảy ra phản ứng (2) và (3) tạo ra hai muối là KH2PO4 và K2HPO4 Phần tính toán học sinh viết phương trình phản ứng xảy ra và tính. Cách 1 : Nếu viết phương trình song song thì lập hệ phương trình toán học để tính Cụ thể : H3PO4 + KOH à KH2PO4+ H2O x mol x mol x mol H3PO4 +2KOH à K2HPO4+ 2H2O y mol 2y mol y mol Ta có: giải ra ta được Như vậy m KH2PO4 = 0,1. 136 =13,6 g m K2HPO4 = 0,1. 174 = 17,4 g Cách 2 : Hoặc nếu viết phương trình phản ứng nối tiếp như sau : H3PO4+ KOH à KH2PO4 + H2O n KH2PO4 = nKOH = n H3PO4=0,2 (mol) ( tính theo H3PO4 ) KOH dư : 0,3 - 0,2 = 0,1 mol Vì KOH dư nên : KOH + KH2PO4 à K2HPO4 + H2O nKH2PO4=n K2HPO4= nKOH dư =0,1 mol Vậy nKH2PO4 thu được sau cùng là : 0,2- 0,1 = 0,1 mol nK2HPO4 = 0,1 mol mKH2PO4 = 0,1. 136 = 13,6g mK2HPO 4= 0,1.174 = 17,4 g Từ đó học sinh đối chiếu với bài làm của mình lúc đầu khi các em chưa hình thành cách giải để rút ra sai sót C.Kết luận. 1. Kết quả nghiên cứu: Sau một học kỳ ( Học kỳ I năm học 2008 – 2009) thử nghiệm áp dụng cách giảng dạy cũng như hướng dẫn học sinh thực hiện giải toán bằng phương pháp phân loại các dạng bài tập, tôi thu được kết quả khả quan: Số học sinh khá giỏi và trung bình được nâng lên nhiều, số học sinh yếu kém trong việc giải toán hoá học giảm xuống đáng kể so với các năm học trước đó ở tất cả các lớp tôi phụ trách giảng dạy. Cụ thể: Số lần kiểm tra Số bài kiểm tra Giỏi Khá T. Bình Yếu, kém SL % SL % SL % SL % Lần 1: (Đầu năm) 86 2 2,3 22 26 37 42,7 25 29 Lần 2: (Cuối HKI) 85 3 3,5 40 47,2 23 27 19 22,3 Lần 3: (Cuối năm) 85 5 5,9 48 56,5 25 29,4 7 8,2 2. Những kiến nghị đề xuất.Qua kết quả trên, tôi nhận thấy mặc dù việc giải toán hoá học là một công việc khó khăn đối với nhiều học sinh, nhưng nếu như người giáo viên biết phân loại các dạng toán, dạy cho các em các phương pháp cụ thể của từng dạng thì kết quả thu được sẽ rất khả quan. Để có được kết quả cao trong việc dạy và học, theo tôi các địa phương cần có sự quan tâm hơn nữa về cơ sở vật chất, tạo điều kiện thời gian học tập ở nhà cho con em, xây những phòng học chức năng để những tiết thực hành cô trò làm việc có chất lượng và hiệu quả. Mong rằng tài liệu nhỏ này sẽ được đông đảo các bạn đồng nghiệp tham gia góp ý kiến để có thêm kinh nghiệm trong việc nâng cao chất lượng học sinh trong giảng dạy môn Hoá học. Hoàn Trạch, ngày 15 tháng 5 năm 2009 Người viết SKKN Nguyễn Thị Quyên