Đề tài Phương pháp giải toán theo phương trình phản ứng:

I. Đặt vấn đề: Hóa học là môn khoa học nghiên cứu về khái niệm và sự biến đổi của các chất. Đây là một môn khoa học mà đến lớp 8 HS mới bắt đầu làm quen và nghiên cứu và là một môn học khó nó tổng hợp nhiều kiến thức của nhiều bộ môn. Hóa học vừa nghiên cứu lý thuyết vừa nghiên cứu thực nghiệm. Từ thực nghiệm vân dụng kiến thức để chứng minh, giãi thích, viết phương trình. Bộ môn hóa học với nhiều dạng bài toán khác nhau, trong đó dạng bài toán tính theo phương trình hóa học là một dạng toán phổ biến từ học lớp 8 đến các lớp trên. Để giãi được dạng bài toán này HS cần phải biết được phản ứng đó diễn ra như thế nào và viết được phương trình phản ứng, từ đó vận dụng điều kiện của bài toán để tính toán. II.Giãi quyết vấn đề: Phương pháp giãi toán tính theo phương trình phản ứng được HS nắm bắt từ cuối học kỳ I lớp 8 và từ đó trở về sau HS thường xuyên bắt gặp. Do nhiều nguyên nhân khác nhau dẫn đến việc nắm bắt và giãi bài toán một cách linh hoạt ở HS gặp khó khăn.Biết được thực trạng đó của HS ở trường nên tôi lấy chuyên đề này nhằm giúp HS nắm bắt cách giãi đồng thời đưa ra cho HS các bước giãi một bài toán tính theo phương trình phản ứng, với mục đích là giúp HS nâng cao kỷ năng giãi toán và phát huy tính tích cực trong học tập, nâng dần chất lượng của bộ môn. 1.Các kiến thức cần nắm khi giãi bài toán: Khi giãi bài toán HS cần phải xác định những kiến thức nào có trong bài cần vận dụng. - Công thức hóa học của các chất có trong bài toán. - Phương trình của bài toán được viết như thế nào cho đúng và cân bằng đúng. - Sữ dụng đúng công thức để tính ra số mol. - Biết cách suy luận theo phương trình để tìm số mol của chất khác. - Sữ dụng các công thức n = m.M ; V = n.22,4(ở đktc); CM = n/V; cho phù hợp. - Kỷ năng tóm tắt bài toán củng là một vấn đề rất quan trọng trong giãi toán tính theo phương trình phản ứng. 2. Tìm hiểu các bài toán giãi tính theo phương trình phản ứng: Bài1: Sắt tác dụng với a xit clohiđric. Nếu có 2,8 g sắt tham gia phản ứng. Hảy tìm: a, Thể tích khí hiđrô thu được ở đktc. b, Khối lượng a xit clohiđric cần dùng. Tóm tắt: mFe = 2,8 g VH2 = ? ; mHCl = ? Giãi - Đối với bài toán giãi theo phương trình phản ứng đầu tiên ta tóm tắt bài toán sau đó viết phương trình phản ứng và cân bằng phương trình phản ứng. Fe + 2HCl FeCl2 + H2 - Tìm số mol của chất mà bài toán cho biết theo công thức. n = m/M nFe = 2,8/56 = 0,05(mol) - Từ số mol của chất đã biết ta tìm số mol của các chất mà bài toán yêu cầu tìm theo PTPƯ. ở bước này đòi hỏi khả năng suy luận của HS theo phương trình, chúng ta cần biết rằng số mol của các chất theo phương trình chính là hệ số của phương trình và số mol của bài ra là số mol của chất vừa tính toán phía trên. Số mol theo phương trình và số mol theo bài ra có sự liên hệ với nhau thông qua PTPƯ. Trở lại bài toán. Theo phương trình có 1mol Fe phản ứng với 2 mol HCl sinh ra 1 mol FeCl2 và 1 mol H2. Theo bài ra ta có số mol của Fe, từ đó kết hợp với số mol của phương trình ta có số mol của các chất mà bài toán yêu cầu tìm. Ta cũng có thể suy luận số mol của các chất cần tìm trực tiếp theo phương trình như sau: Theo PT : nH2 = nFe = 0,05(mol) nHCl = 2nFe = 2.0,05 = 1 (mol) Như vậy ta đã có số mol của các chất, vận dụng các công thức phù hợp rồi tính toán. mHCl = nHCl. MHCl và VH2 = nH2. 22,4 Với các bước giãi như thế ta hoàn thành xong bài toán tính theo PTPƯ. Bài 2: Cho một lượng mạt sắt dư vào 50ml dung dịch HCl. Phản ứng xong thu được 3,36 lit khí (đktc). a, Tính khối lượng mạt sắt đã phản ứng. b, Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng. Giãi: Đối với bài toán này GV yêu cầu HS nêu lên những điều mà bài toán cho biết và những yêu cầu phải trả lời trong bài toán. mdd = 50ml mFe =? VH2 = 3,36 l CM = ? Tương tự để giãi bài toán theo phương trình đầu tiên ta phải viết PTPƯ. Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Tiếp theo ta tìm số mol của chất đã cho. nH2 = V/22,4 = 3,36/ 22,4= 0,15 mol Yêu cầu HS xem xét số mol của các chất theo PT để từ đó rút ra số mol của các chất cần phải tìm theo phương trình. Theo PT: nFe = nH2 = 0,15 mol nHCl = 2nH2 = 2. 0,15 = 0,3 mol Khi đã có số mol của các chất cần tìm rồi ta tiến hành vận dụng công thức để tính toán theo yêu cầu của bài ra. mFe = nFe.MFe = 0,15.56 = 8,4 g CMHCl = n/V = 0,3/ 0,05 = 6 M Bài 3: Cho 10,5 g hổn hợp hai kim loại Cu và Zn vào dung dịch H2SO4(loảng) dư người ta thu được 2,24 lit khí ( ở đktc). Tính thành phần % khối lượng mổi chất trong hổn hợp ban đầu. Giãi Giáo viên yêu cầu HS tóm tắt bài toán. Mhh = 10,5 g %Cu =? ;% Zn =? Vkhí = 2,24 l(đktc) Với bài toán này HS cần biết rằng khi tính thành phần% về khối lượng hay thể tích là phải tính được khối lượng hay thể tích của từng chất, có trong hổn hợp sau đó mới tính %. Đồng thời khối lượng hổn hợp không thể tính ra số mol và kim loại đứng sau Hiđrô trong dãy hoạt động hóa học không PƯ với dung dịch a xit, các bước khác tương tự. Với bài này có một PTPƯ là: Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Tìm số mol chất đã biết là thể tích chất khí do đó sử dụng công thức: nH2 = V/22,4 = 2,24/22,4 = 0,1 mol Vận dụng ssố mol của chất đã biết kết hợp PTPƯ suy ra số mol của chất cần tìm theo PT. Theo PT: nZn = nH2 = 0,1 mol Từ đó suy ra khối lượng của chất cần tìm là: mZn = nZn.MZn Khối lượng của kim loại kia được tính bằng cách là: mCu = mhh - mZn Khi đã có khối lượng của mổi kim loại ta tính thành phần % %Cu = mCu .100% mhh %Zn = mZn .100% mhh Bài 4: Cho 9,2 g một kim loại A phản ứng với khí Clo dư tạo thành 23,4 g muối. Hãy xác định kim loại A biết rằng A có hóa trị I. Giãi: Giáo viên yêu cầu HS tóm tắt bài toán. mA = 9,2g, Acó hóa trị I A là nguyên tố nào? mmuối = 23,4 g Đối với bài toán này ta viết PTPƯ ở dạng tổng quát sau đó dựa vào các dử kiện của bài toán kết hợp với PT ta sẻ tìm được công thức A 2A + Cl2 2ACl Gọi M là khối lượng mol của A. Theo PT: Cứ 1 mol A PƯ, ứng với M g tạo thành 1mol ACl ứng với (M + 35,5)g Theo bài ra: Có 9,2g PƯ tạo thành 23,4 g Từ lý luận trên ta có thể lập PT như sau: 23,4.M = 9,2.(M + 35,5) 23,4.M = 9,2.M + 326,6 23,4.M - 9,2.M = 326,6 14,2.M = 326,6 M = 326,6/ 14,2 = 23g M= 23g là khối lượng mol của nguyên tố Na. Vậy A là nguyên tố Natri. Bài 5: Cho 22,4 g sắt tác dụng với 24,5 g a xit H2SO4(loảng). a, Chất nào còn dư sau PƯ và dư bao nhiêu gam. b, Tính thể tích khí H2 thu được sau PƯ. Giãi: Giáo viên yêu cầu HS tóm tắt bài toán. mFe = 22,4g - Chất nào dư sau PƯ, và dư bao nhiêu? mH2SO4 = 24,5 g - VH2 =? GV yêu cầu HS viết PTPƯ. Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 Vì bài toán này cho biết khối lượng của hai chất đều có thể chuyển ra số mol, do đó ta chuyển ra số mol của cả hai chất sau đó dựa vào PT để tính toán xem chất nào sẽ dư. áp dụng CT: n = m/M ta có: nFe = 22,4/ 56 = 0,4 mol nH2SO4 = 24,5/ 98 = 0,25 mol Muốn biết chất nào dư ta lấy số mol của chất đó chia cho hệ số của PT, nếu tỉ số của chất nào lớn hơn thì chất đó sẽ dư sau PƯ. Trở lại bài toán theo PTPƯ ta thấy số mol của các chất theo PT đều bằng nhau, do đó số mol của chất nào theo bài ra lớn hơn, chất đó sẽ dư sau PƯ. Ta sẽ tính toán theo chất PƯ hết. Vậy số mol của Fe lớn hơn do đó sắt sẽ dư sau PƯ, ta tính toán theo số mol của H2SO4. Theo PT: nFe = nH2SO4 = 0.25 mol Suy ra nFe dư = nFe ban đầu - nFe PƯ = 0,4 - 0,25 = 0,15 mol Suy ra mFe = 0,15.56 =8,4 g Theo PTPƯ: nH2 = nH2SO4 = 0,25 mol VH2 = nH2.22,4 = 0,25.22,4 = 5,6 lít. 3. Các bước giãi bài toán tính theo PT: Như vậy thông qua 5 bài tập trên chúng ta nắm được phương pháp giãi toán tính theo PT, nó ứng dụng cho nhiều kiểu bài khác nhau. Chúng ta thấy rằng cách giãi thì tương tự nhau từ đó ta có thể rút ra các bước để giãi bài toán tính theo PT như sau: Bước1: Viết phương trình PƯ Bước 2: Chuyển đổi khối lượng chất, thể tích chất hay thể tích dung dịch ứng với nồng độ mol dung dịch thành số mol chất. Bước 3: Dựa vào PTPƯ để tìm số mol các chất mà bài toán yêu cầu chúng ta tìm. Bước 4: Chuyển đổi số mol thành khối lượng (m = n.M), hoặc thể tích khí (V = n.22,4), hoặc nồng độ mol (CM = n/v), hoặc nồng độ % (C% = mct .100% ) . mdd III.Kết thúc vấn đề: Mục đích cuối cùng của việc dạy học là đem lại cho HS kiến thức về môn hóa, kỉ năng giãi toán hóa và biết vận dụng kiến thức vào thực tiển cuộc sống.Với việc vận dụng phương pháp dạy trên vào HS lớp 8,9 của trường tôi thấy kỉ năng giãi toán của HS đã có phần tiến bộ hơn khi chưa áp dụng sáng kiến này vào dạy học. Đây là điều đáng mừng vì như thế đã góp phần nâng dần chất lượng bộ môn nhằm đạt chỉ tiêu đề ra đầu năm học.