MỤC LỤC
Phần I. MỞ ĐẦU ........................................................................................................ - 2 I. Lý do chọn đề tài. ................................................................................................. - 2 II. Đối tượng nghiên cứu. ........................................................................................ - 2 III. Mục tiêu nghiên cứu. ......................................................................................... - 2 Phần II. NỘI DUNG ................................................................................................ - 3 I. Tổng quan lý thuyết ............................................................................................. - 3 1. Học và quá trình dạy học ................................................................................. - 3 2. Bài tập trong giảng dạy hóa học phổ thơng....................................................... - 4 3. Rèn luyện một số thao tác tư duy và năng lực nhận thức cho học sinh thông qua
dạy học hóa học. .................................................................................................. - 8 II. Phát hiện và bồi dưỡng một số phẩm chất, năng lực cho học sinh giỏi hóa học thơng
qua bài tập hóa học sơ cấp. .................................................................................... - 10 1. Bài tập đánh giá khả năng hiểu và và vận dụng kiến thức của học sinh. ......... - 10 2. Bài tập rèn luyện các thao tác và kỹ năng tư duy cần có cho một học sinh giỏi hóa
học. .................................................................................................................... - 13 3. Bài tập rèn luyện cách giải tốn thơng minh, sáng tạo. ................................... - 16 4. Bài tập rèn luyện khả năng suy luận, lập luận và trình bày logic, chính xác. ... - 19 5. Bài tập rèn luyện kỹ năng thực hành và vận dụng lý thuyết vào thực tế. ......... - 22 Phần III. KẾT LUẬN ................................................................................................ - 26 Tài liệu tham khảo .................................................................................................... - 26 -
Phần I. MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài.
Hiện nay cùng với xu thế tồn cầu hóa, khu vực hóa đang diễn ra mạnh mẽ làm
cho khoa học công nghệ ngày càng phát triển nhanh chóng đặc biệt là cơng nghệ thơng
tin. Trước tình hình đó Đảng và nhà nước ta chủ trương đổi mới giáo dục trên quan điểm
“Giáo dục là quốc sách hàng đầu” nhằm mục tiêu “nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi
dưỡng nhân tài”. Trên tinh thần đó giáo dục Việt Nam trong những năm qua đã và đang
không ngừng đổi mới nhằm nâng cao chất lượng dạy và học.
Mục đích của việc dạy học ở trường phổ thông là trang bị cho học sinh hệ thống
kiến thức phổ thông, cơ bản để trên cơ sở đó mà rèn luyện tư duy cho người học bởi lẽ
kiến thức được coi là nguyên liệu của tư duy. Việc rèn luyện tư duy cho học sinh trong
q trình dạy học là vơ cùng quan trọng.
Để thật sự học khá giỏi mơn hóa học, học sinh cần có những phẩm chất và năng
lực cần thiết đó là: có một hệ thống tri thức cơ sở về hóa học vững vàng, một trình độ tư
duy phát triển bên cạnh đó khơng thể thiếu một số kỹ năng thực hành thí nghiệm và vận
dụng sáng tạo, linh hoạt các kiến thức hóa học vào từng trường hợp cụ thể trong cả học
tập lẫn thực tiễn. Vì vậy phát triển năng lực nhận thức và rèn luyện một số kỹ năng là yêu
cầu cơ bản, quan trọng của quá trình bồi dưỡng học sinh khá, giỏi hóa học. Trong dạy
học hóa học bài tập là một phương tiện và phương pháp có khá nhiều lợi thế để hình
thành các kỹ năng và các phẩm chất, năng lực cần thiết cho học sinh. Với mục đích ấy tơi
chọn đề tài: “Sử dụng một số dạng bài tập nhằm phát hiện, bồi dưỡng những phẩm
chất và năng lực cần có cho học sinh khá, giỏi hóa học” làm sáng kiến kinh nghiệm
dạy học năm 2014 – 2015 của mình.
II. Đối tượng nghiên cứu.
Phương pháp sử dụng các bài tập nhằm phát hiện và bồi dưỡng các năng lực cho
học sinh trong dạy học hóa học phổ thơng.
Cách lựa chọn, xây dựng những bài tập hóa học hay và phù hợp với yêu cầu bồi
dưỡng học sinh khá, giỏi mơn hóa.
III. Mục tiêu nghiên cứu.
Góp phần đổi mới xu hướng lựa chọn, sử dụng bài tập trong giảng dạy hóa học
nhằm nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học.
-2-
Phần II. NỘI DUNG
I. Tổng quan lý thuyết
1. Học và quá trình dạy học
1.1. Học là gì?
Học là một hoạt động với đối tượng , trong đó học sinh là chủ thể, khái niệm khoa
học là đối tượng.
Học theo phong cách mới là q trình tích cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức, khái
niệm khoa học dưới sự điều khiển sư phạm của giáo viên.
1.2. Quá trình dạy học.
Quá trình dạy học là một hệ toàn vẹn gồm nội dung dạy học, việc dạy và việc học.
Việc dạy là toàn bộ hoạt động của thầy trong quá trình dạy học nhằm làm cho học sinh
nắm vững kiến thức và kỹ năng, trên cơ sở đó hình thành cho họ những năng lực nhận
thức và một số phẩm chất, thái độ đúng đắn. Việc dạy phải xuất phát từ logic của nội
dung dạy học và logic lĩnh hội của học sinh. Cần tổ chức tối ưu choạt động dạy học cộng
tác, làm sao cho học sinh tự giác, tích cực, tự lực chiếm lĩnh khái niệm khoa học, phát
triển những năng lực nhận thức, hình thành thái độ nhân cách hiểu biết ( bản chất tồn
vẹn của q trình dạy học). Việc học là toàn bộ hoạt động của học sinh dưới sự chỉ đạo
của thầy nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng phát triển những năng lực nhận thức, hình
thành thế giới quan duy vật biện chứng, đạo đức, nhân cách.
Việc dạy và việc học là hai mặt của một quá trình thống nhất gọi là: Sự dạy học.
Việc dạy của thầy phải có tác dụng điều khiến sự học của trị nhằm phát huy tính tự giác,
tích cực của trò. Dạy tốt là làm cho trò biết học, biết biến quá trình đào tạo thành tự đào
tạo. Sự học một mặt phải dựa vào sự dạy, một mặt phải là q trình tự giác tích cực và tự
lực của trị.
1.3 Các tính chất của cơng tác giảng dạy hóa học phổ thơng.
a. Tính chất giáo dục.
Tính chất giáo dục của giảng dạy hóa học phổ thơng được thực hiện thông qua
nhiệm vụ truyền thụ kiến thức, bồi dưỡng thế giới quan và nhân sinh quan cho học sinh.
b. Tính chất phát triển.
Trong giảng dạy hóa học, để học sinh hiểu được nội dung của vấn đề giáo viên cần
phải sử dụng nhiều phương tiện dạy học do đó học sinh sẽ phát triển được óc quan sát,
-3-
đặc biết thơng qua thí nghiệm hóa học giáo viên sẽ giúp học sinh phát triển các thao tác
tư duy cơ bản…
c. Tính lý thuyết và thực nghiệm.
Hóa học là một mơn khoa học thực nghiệm vì vậy giảng dạy hóa học ngồi tính
chất lý thuyết như các mơn khoa học khác thì nó cịn mang tính chất thực nghiệm. Thơng
qua các thí nghiệm hóa học, các bài tập về thực nghiệm hóa học mà việc giảng dạy hóa
học có tác dụng phát triển nhận thức cho học sinh. Tính chất này thể hiện cụ thể trong
công thức của sự nhận thức: “ Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và tư duy
trừu tượng đến thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý và nhận
thức hiện thực khách quan” (Theo V.I.Lênin).
2. Bài tập trong giảng dạy hóa học phổ thơng.
2.1. Ý nghĩa và tác dụng của bài tập hóa học.
Việc dạy học hóa học khơng thể thiếu bài tập. Sử dụng bài tập để luyện tập trong
dạy học hóa học là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học. Bài
tập hóa học thật sự có những ý nghĩa và tác dụng to lớn về nhiều mặt.
a. Ý nghĩa trí dục.
Làm chính xác hóa các khái niệm khoa học hóa học. Củng cố, đào sâu, mở rộng
kiến thức một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. Chỉ khi vận dụng được các kiến thức
vào việc giải các bài tập học sinh mới thật sự nắm được kiến thức đã học một cách sâu
sắc.
Giúp ôn tập, hệ thống hóa một cách tích cực nhất. Việc ơn tập sẽ trở nên nhàm
chán nếu chỉ là việc nhắc lại các kiến thức đã học.Thực tế cho thấy học sinh chỉ thích giải
các bài tập trong giờ ơn tập.
Rèn luyện các kỹ năng hóa học như: Cân bằng phương trình phản ứng, tính tốn
theo cơng thức hóa học và phương trình hóa học…Nếu là các bài tập thực nghiệm sẽ rèn
luyện cho học sinh các kỹ năng thực hành góp phần vào việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp
cho học sinh.
Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao động sản xuất
và bảo vệ môi trường.
Rèn luyện kỹ năng sử dụng ngơn ngữ hóa học và các thao tác tư duy.
b. Ý nghĩa phát triển.
-4-
Phát triển ở học sinh các năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát, độc lập,
thông minh và sáng tạo.
c. Ý nghĩa giáo dục.
Rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa học Hóa
học. Bài tập thực nghiệm cịn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động (lao động có tổ
chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ).
2.2 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học hóa học.
a. Lựa chọn bài tập.
Trong thời gian qua cùng với việc chuyển từ hình thức thi tự luận sang trắc
nghiệm khách quan trong các kỳ thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh ĐH-CĐ nhu cầu về
bài tập hóa học có sự bùng nổ nhanh chóng và phát triển mạnh mẽ, song song với việc
phát triển các dạng bài tập đã có thì có sự bổ sung khơng ngừng nhiều dạng bài tập mới
có nội dung hay và tác dụng tốt. Trên thị trường hiện nay số lượng sách bài tập hóa học
rất nhiều, vấn đề quan trọng đặt ra là phải biết lựa chọn bài tập để sử dụng sao cho có
hiệu quả nhất. Việc lựa chọn bài tập có thể từ các nguồn sau đây:
Các sách giáo khoa hóa học và sách bài tập hóa học phổ thơng.
Các sách bài tập hóa học có trên thị trường.
Các bài tập trên các tạp chí trong và ngồi nước.
Các bài tập trong các giáo trình đại học có thể dùng cho học sinh khá giỏi hoặc cải
biên cho phù hợp với chương trình phổ thơng.
Thực tế cho thấy nhiều khi ta chưa thể khai thác hết các bài tập có trong một số ít
các cuốn sách có trong bộ sách của chúng ta do vậy mỗi giáo viên cần xây dụng một ngân
hàng bài tập Hóa học trong đó mỗi nội dung cần có một hệ thống bài tập đảm bảo các yêu
cầu đã nêu.
b. Sử dụng bài tập trong dạy học hóa học.
Ở bất kỳ cơng đoạn nào của q trình dạy học đều có thể sử dụng bài tập. Khi dạy
học bài mới cũng có thể sử dụng bài tập để vào bài, để tạo tình huống có vấn đề, để
chuyển từ phần này sang phần khác, để củng cố bài học, để hướng dẫn học sinh học bài ở
nhà. Do đó tùy thuộc vào yêu cầu và tình huống dạy học mà giáo viên có thể sử dụng bài
tập một cách hợp lý.
2.3 Phương pháp xây dựng bài tập hóa học mới.
a. Các xu hướng hiện nay.
-5-
Loại bỏ những bài tập có nội dung hóa học nghèo nàn, nhưng lại cần đến các phép
tính tốn tốn học phức tạp.
Loại bỏ những bài tập có nội dung lắt léo, giả định rắc rối, phức tạp, xa rời hoặc
phi thực tiễn hóa học.
Tăng cường sử dụng các bài tập thực nghiệm, bài tập trắc nghiệm khách quan.
Xây dụng và sử dụng các bài tập mới về bảo vệ mơi trường, phịng chống ma túy.
Các bài tập rèn luyện cho học sinh năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề.
Tăng cường các loại bài tập như: bài tập bằng hình vẽ, bài tập lắp dụng cụ thí
nghiệm…
Xây dụng những bài tập có nội dung phong phú, sâu sắc, đơn giản phần tính tốn
về mặt tốn học.
Tăng cường sử dụng các bài tập thực nghiêm hóa học.
b. Phương hướng xây dụng bài tập mới.
- Trong quá trình dạy học, giáo viên luôn cần những bài tập phù hợp với yêu cầu của
công tác giảng dạy (luyện tập, kiểm tra, bồi dưỡng học sinh giỏi, phụ đạo học sinh yếu
kém…). Những bài tập này cần phù hợp với trình độ của học sinh trong mỗi lớp. Mặt
khác với mục đích hình thành kỹ năng giải một dạng bài tập nào đó giáo viên có thể cho
học sinh giải các bài tập có tính chất tương tự. Vì vậy giáo viên cần biết cách tạo ra các
bài tập phù hợp với u cầu, mục đích sử dụng của mình trên cơ sở các bài tập đã có.
- Một số phương pháp tạo bài tập mới:
Xây dựng bài tập theo mẫu có sẵn.
Khi một bài tập có nhiều tác dụng đối với học sinh, ta có thể dựa trên cơ sở bài tập đó để
tạo nên những bài tập khác bằng phương pháp tương tự, hoặc phương pháp đảo cách
hỏi…
Bài 1: Hịa tan hồn tồn 1,28 gam Cu vào 12,6 gam dung dịch HNO3 60% thu được
dung dịch X (khơng có ion NH4+ ). Cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với 105 ml dung
dịch KOH 1M, sau đó lọc bỏ kết tủa được dung dịch Y. Cơ cạn Y được chất rắn Z. Nung
Z đến khối lượng khơng đổi, thu được 8,78 gam chất rắn. Tính nồng độ phần trăm của
Cu(NO3)2 trong dung dịch X?
Đáp án: 28,66%
Từ bài tập này ta có thể tạo ra những bài tập mới bằng phương pháp tương tự như sau:
-6-
Ví dụ: Hịa tan hồn tồn 0,96 gam Mg vào 25,2 gam dung dịch HNO3 60% thu được
dung dịch X (khơng có ion NH4+ ). Cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với 210 ml dung
dịch KOH 1M, sau đó lọc bỏ kết tủa được dung dịch Y. Cơ cạn Y được chất rắn Z. Nung
Z đến khối lượng khơng đổi, thu được 19,16 gam chất rắn. Tính nồng độ phần trăm của
Mg(NO3)2 trong dung dịch X?
Đáp án: 24,03%
Bài 2: Hỗn hợp X gồm 2 amino axit no (chỉ có nhóm chức –COOH và –NH2 trong phân
tử), trong đó tỉ lệ mO : mN = 16 : 5. Để tác dụng vừa đủ với 5,19 gam hỗn hợp X cần 50
ml dung dịch HCl 1M. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 5,19 gam hỗn hợp X cần vừa đủ
3,864 lít O2 (đktc). Dẫn tồn bộ sản phẩm cháy (CO2, H2O và N2) vào nước vơi trong dư
thì khối lượng kết tủa thu được là?
Đáp án: Khối lượng kết tủa CaCO3 = 16 gam.
Từ bài tập này ta có thể tạo ra những bài tập mới bằng phương pháp tương tự.
Ví dụ: Hỗn hợp X gồm 2 amino axit no (chỉ có nhóm chức –COOH và –NH2 trong phân
tử), trong đó tỉ lệ mO : mN = 128 : 49. Để tác dụng vừa đủ với 7,33 gam hỗn hợp X cần 70
ml dung dịch HCl 1M. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 7,33 gam hỗn hợp X cần 0,3275
mol O2. Sản phẩm cháy thu được gồm CO2, N2 và m gam H2O. Tính giá trị của m?
Đáp án: m = 4,95 gam.
Biên soạn bài tập hóa học hồn toàn mới.
- Để biên soạn một bài tập mới cần tiến hành như sau:
Bước 1: Xác định mục đích của bài tập này nhằm kiểm tra kiến thức nào? rèn luyện kỹ
năng gì cho học sinh? dùng cho đối tượng học sinh nào?
Bước 2: Chọn nội dung kiến thức để ra bài tập (Xoay quanh một nội dung kiến cụ thể
nào?). Ví dụ: Bài tập về cấu tạo nguyên tử, định luật tuần hoàn, dung dịch và sự điện li,
hidrocacbon no…
Bước 3: Xét tính chất và mối quan hệ qua lại giữa các chất trong bài toán mà chọn chất
phản ứng thích hợp để tạo nên các biến đổi hóa học. Trên sơ sở các biến đổi hóa học đó
mà ta xây dựng các giả thiết (cái đã cho biết) và kết luận cho bài toán (cái cần xác định).
Viết lại bài tập với lời lẽ chính xác, ngắn gọn, dễ hiểu nhất.
Bước 4: Giải lại bài tập bằng nhiều cách có thể để phát hiện các sai sót có thể có: thừa
hoặc thiếu dữ kiện…và hồn thiện bài tập.
-7-
3. Rèn luyện một số thao tác tư duy và năng lực nhận thức cho học sinh thông qua
dạy học hóa học.
3.1 Quan sát, so sánh.
Quan sát là sự tri giác có chủ định, diễn ra tương đối độc lập và lâu dài. Nhằm
phản ánh một cách chính xác, đầy đủ các sự vật, hiện tượng và những sự biến đổi của
chúng.
Nói chung mỗi người sẽ có một năng lực quan sát khác nhau, sự khác biệt này
được thể hiện qua mức độ quan sát nhanh chóng, chính xác, sâu sắc những điểm quan
trọng, chủ yếu của sự vật, hiện tượng đến đâu. Năng lực quan sát được hình thành và phát
triển trong hoạt động và rèn luyện, thông qua giảng dạy hóa học giáo viên cần rèn luyện
năng lực quan sát cho các em có thể là thơng qua các thí nghiệm biểu diễn, hay các bài
tập thực nghiệm…
So sánh là sự thiết lập sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật hiện tượng
cũng như giữa các khái niệm phản ánh chúng. Trong dạy học hóa học so sánh có vai trị
rất quan trọng, nó khơng chỉ giúp phân biệt và chính xác hóa các khái niệm mà cịn giúp
hệ thống hóa lại kiến thức. Mặt khác, so sánh giúp tìm ra những dấu hiệu bản chất cũng
như không bản chất, thứ yếu của sự vật, hiện tượng.
3.2 Phân tích, tổng hợp.
Phân tích: là q trình tách các bộ phận của sự vật, hiện tượng với các dấu hiệu và
thuộc tính của chúng.
Nhờ sự phân tích, từ một yếu tố hay một bộ phận của sự vật, hiện tượng ta có thể
nhận thức được trọn vẹn tồn bộ sự vật, hiện tượng đó.
Tổng hợp: là sự phát hiện, tìm kiếm ra những chi tiết, tình tiết giống nhau trong
nhiều sự vật hay hiện tượng khác nhau để từ đó khái quát nên một lý luận, một định luật
chung bao trùm lên tất cả các sự vật hiện tượng đó.
Đây là hai kỹ năng rất qua trọng đối với học sinh phổ thơng khi học hóa học.
Thơng qua việc nghiên cứu một hiện tượng hóa học hay phân tích một bài tốn hóa học,
giáo viên có thể rèn luyện cho các em các kỹ năng tổng hợp, phân tích.
3.3 Diễn dịch, quy nạp.
Quy nạp: là sự khái quát dựa trên việc nghiên cứu nhiều hiện tượng, trường hợp
riêng rẻ để đi đến kết luận chung, tổng quát về những tính chất, những mối quan hệ
chung nhất. Sự nhận thức đi từ cái riêng đến cái chung.
-8-
Phép quy nạp có ý nghĩa to lớn trong dạy học hóa học vì nhờ nó mà kiến thức người học
được nâng cao và mở rộng.
Diễn dịch: là cách khái quát khi đi từ một nguyên lý đúng đắn tới một kết luận
thuộc về một trường hợp riêng lẻ. Sự nhận thức đi từ cái chung đến cái riêng. Trong dạy
học hóa học, diễn dịch giúp rút ngắn thời gian học tập và phát triển tư duy logic sáng tạo
cho người học.
3.4 Khái quát hóa.
Khái quát hóa là thao tác tư duy tách những thuộc tính chung, các mối quan hệ
chung thuộc bản chất của sự vật, hiện tượng tạo nên nhận thức mới dưới dạng một định
luật , quy tắc, khái niệm. Nói một cách đơn giản khái quát hóa là tìm ra cái chung, cái bản
chất trong tập hợp các dấu hiệu và thuộc tính của sự vật đang nghiên cứu.
3.5 Suy luận, lập luận.
Lập luận là sử dụng các luận cứ và ví dụ để chứng minh, làm rõ một vấn đề.
Suy luận là những phán đoán mới có dựa trên cơ sở các luận cứ chính xác, đáng
tin cậy để tìm ra sự vật, hiện tượng nào đó chứa được biết đến. Có thể suy luận quy nạp,
suy luận diễn dịch hoặc loại suy.
Suy luận quy nạp: là cách phán đoán trên cơ sở nghiên cứu nhiều sự vật, hiện
tượng tương tự đơn lẻ để đi đến cái chung, tổng quát về tính chất của sự vật hiện tượng.
Suy luận diễn dịch: là cách phán đoán đi từ cái nguyên lý chung đúng đắn đến một kết
luận thuộc một trường hợp riêng rẽ.
Loại suy: là hình thức tư duy đi từ cái riêng biệt này đến cái riêng biệt khác. Bản
chất của nó là dựa vào sự giống nhau (tương tự) của hai hay nhiều sự vật hiện tượng về
một dấu hiệu nào đó mà đi tới kết luận về sự giống nhau của chúng về cả những dấu hiệu
khác nữa. Những kết luận thu được từ sự loại suy không phải lúc nào cũng đúng đắn,
trong nhiều trường hợp cần kiểm tra lại bằng thực nghiệm, thực tiễn.
Trong dạy học hóa học, phương pháp loại suy có tác dụng rất to lớn. Do thời gian
học tập có hạn, khơng thể nghiên cứu hết tất cả các trường hợp mà ta chỉ nghiên cứu một
trường hợp điển hình nhất do chương trình đã chọn sau đó nhờ loại suy giáo viên có thể
dẫn dắt HS đi đến những kết luận về những trường hợp không thể nghiên cứu được.
3.6 Rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành hóa học.
Kỹ năng là khả năng thực hiện một cách hợp lý những hành động trí tuệ và tay
chân trong mọi tình huống.
-9-
Dấu hiệu đặc trưng của kỹ năng là nhận thức đầy đủ về mục đích của hoạt động và biết
lựa chọn con đường ngắn nhất để đạt được mục đích đó.
Kỹ xảo thực hành hóa học là khả năng thực hiện một cách nhanh chóng, thoải mái
những hành động trí tuệ và tay chân trong việc tiến hành thí nghiệm hóa học.
Giữa kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo có mối quan hệ:
Để có kỹ năng thí nghiệm trước hết phải có kiến thức (HS phải hiểu vì sao làm
như thế này mà không làm như thế kia).
Thực hiện các động tác thí nghiệm theo đúng hướng dẫn, phối hợp các động tác
thích hợp do đã nhận thức đầy đủ về mục đích của hoạt động. Như vậy kiến thức là cơ sở
của kỹ năng.
Khi các phương pháp thực hiện trở nên tự động hóa do kỹ năng được lặp đi lặp lại
nhiều lần thì khi đó HS sẽ có kỹ xảo thí nghiệm (kỹ năng được lặp lại nhiều lần thì trở
thành kỹ xảo)
Một số kỹ năng cần rèn luyện để trở thành kỹ xảo cho học sinh:
Biết đặc điểm và cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm cơ bản: bese, bình tam
giác, bình định mức, bình cầu, pipet…
Cách đo khối lượng bằng cân kỹ thuật, đo thể tích chất lỏng, khí…
Lắp bộ dụng cụ thí nghiệm từ các chi tiết đã có sẵn.
Tiến hành các động tác cơ bản: lấy chất lỏng khỏi lọ, bình chứa, lấy chất rắn và
hòa tan chất rắn vào chất lỏng để tạo dung dịch. Thao tác đun nóng các chất trong bình
cầu, ống nghiệm…thao tác làm khơ các dụng cụ thủy tinh…
Trình bày kết quả thực nghiệm: ghi đầy đủ mục đích vài thí nghiệm, tên bài thí
nghiệm, tóm tắt cách tiến hành, hiện tượng, giải thích kết quả thu được, viết phương trình
phản ứng xảy ra.
II. Phát hiện và bồi dưỡng một số phẩm chất, năng lực cho học sinh giỏi hóa
học thơng qua bài tập hóa học sơ cấp.
1. Bài tập đánh giá khả năng hiểu và và vận dụng kiến thức của học sinh.
Khả năng tự học là một trong những yêu cầu vô cùng quan trọng của người học
sinh THPT nói chung và càng đặc biệt hơn với các học sinh có năng lực khá-giỏi. Để
phát hiện năng lực tự học, tự nghiên cứu của người học người giáo viên có thể sử dụng
nhiều phương pháp khác nhau. Tuy nhiên việc sử dụng bài tập để phát hiện năng lực tự
học của học sinh là một ưu thế của dạy học hóa học. Trong q trình dạy học người giáo
- 10 -
viên có thể sử dụng một số dạng bài tập mà trong đề bài có cung cấp một số kiến thức
mới hoặc một số kiến thức đã học nhưng mức độ vận dụng cao hơn. Học sinh trên cơ sở
nghiên cứu bài tập, vận dụng các kiến thức đã có để giải quyết vấn đề của bài tập nêu ra
một mặt sẽ giúp củng cố và đào sâu thêm kiến thức, mặt khác sẽ tiếp nhận thêm một số
kiến thức mới. Từ đó dần hình thành quy luật của các q trình hóa học.
Ví dụ 1: Trộn dung dịch Na2CO3 và dung dịch AlCl3 thấy có khí khơng màu thốt ra, khi
dẫn qua dung dịch nước vôi trong (dư) thấy dung dịch bị vẩn đục. Trong dung dịch có
xuất hiện kết tủa keo trắng. Viết PTPƯ xảy ra và giải thích hiện tượng?
Giải:
Khí khơng màu thốt ra làm vẩn đục dung dịch nước vơi trong là: khí CO 2
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
PTPƯ: 3Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓+ 6NaCl + 3CO2 ↑
3CO32- + 2Al3+ + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 3CO2 ↑
Giải thích: Trong dung dịch các ion: Al3+ và CO32- bị thủy phân mạnh theo các quá trình
sau:
Al3+ + H2O
Al(OH)2+ + H+
(1)
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)2+ + H+
(2)
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)3 + H+
(3)
CO32- + H2O
HCO3- + H2O
HCO3- + OH-
(4)
H2CO3 + OH-
(5)
H2CO3 → CO2 + H2O
(6)
Trong dung dịch: H+ + OH- → H2O
(7)
Phản ứng (7) làm cho nồng độ H+ và OH- giảm xuống do đó các cân bằng (1), (2), (3),
(4), (5), chuyển dịch mạnh sang phải. Kết quả là thu được các sản phẩm như ở phản ứng
ban đầu.
Nhận xét: Khi gặp bài toán này hầu hết các học sinh đã quen với quy luật: muối
tác dụng với muối tạo ra muối mới. Tuy nhiên ở đây ta có thể nhận thấy rõ ràng phản ứng
trên không tuân theo quy luật như vậy. Thông qua việc giải quyết bài toán này học sinh
sẽ hiểu rõ ảnh hưởng của sự thủy phân đến phản ứng trao đổi ion trong dung dịch nước
đồng thời củng cố lại kiến thức về cân bằng hóa học và sự chuyển dịch cân bằng hóa học.
Bài tốn này thường sử dụng cho học sinh lớp 11 THPT.
- 11 -
Ví dụ 2: Cho hỗn hợp KI và KIO3 vào dung dịch muối Al2(SO4)3 thấy có kết tủa keo
trắng tạo thành. Giải thích và viết PTPƯ xảy ra?
Giải:
Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42Trong dung dịch ion Al3+ và bị thủy phân mạnh theo các quá trình sau:
Al3+ + H2O
Al(OH)2+ + H+
(1)
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)2+ + H+
(2)
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)3 + H+
(3)
Khi cho hỗn hợp KI và KIO3 vào dung dịch xảy ra phản ứng:
IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O
(4)
Phản ứng (4) làm cho nồng độ ion H+, các cân bằng (1), (2), (3) chuyển dịch mạnh sang
phải kết quả là thu được kết tủa keo trắng Al(OH)3
PTPƯ: 2Al3+ + IO3- + I- + 3H2O→ 2Al(OH)3 + 3I2
Nhận xét: Tương tự “ví dụ 1” bài tập này cũng địi hỏi học sinh phải vận dụng kiến
thức về sự chuyển dịch cân bằng hóa học và sự thủy phân. Tuy nhiên ở đây còn đòi hỏi
học sinh vận dụng kiến thức về phản ứng oxi hóa-khử để giải thích.
Ví dụ 3: Cho biết sản phẩm tạo thành khi cho etilen tác dụng với dung dịch Br2 trong
nước có pha thêm NaCl? Giải thích.
Giải:
H2O, NaCl
CH2=CH2 + Br2
BrCH2-CH2Br
BrCH2-CH2OH
BrCH2-CH2Cl
Giải thích: Phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng electrophin qua 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu
tạo ra cacbocation. Giai đoạn sau đó cacbocation kết hợp với một tác nhân nucleophin
trong dung dịch tạo ra sản phẩm.
Br-CH2-CH2+ + Br BrCH2-CH2Br
CH2=CH2 + Br-Br
BrCl-
Br-CH2-CH2+
H2O
BrCH2-CH2Cl
BrCH2-CH2OH + H+
- 12 -
Nhận xét: Đây là một bài tập tương đối khó đòi hỏi học sinh phải vận dụng một
kiến thức rất mới là cơ chế cộng electrophin vào anken. Thông qua bài tập này giáo viên
giúp học sinh hiểu được bản chất, cơ chế của phản ứng cộng electrophin vào liên kết đơi
từ đó đánh giá khả năng vận dụng kiến thức mới của học sinh. Bài tập này phù hợp với
học sinh lớp 11 hoặc lớp 12 ban nâng cao, vì lúc này các em đã được tiếp cận với cơ chế
phản ứng cộng electrophin vào liên kết bội.
Ví dụ 4: Cho 3-metylbut-1-en tác dụng với axit bromhiđric tạo ra hỗn hợp sản phẩm
trong đó có A là 2-brom-3-metylbutan và B là 2-brom-2-metylbutan. Giải thích sự tạo
thành các sản phẩm A, B bằng cơ chế phản ứng?
Giải:
Để trả lời câu hỏi này đòi hỏi học sinh phải vận dụng cơ chế cộng AE, tuy nhiên bên cạnh
đó một kiến thức học sinh cần chú ý đó là sự chuyển vị của cacbocation.
Trong dung dịch: HBr H+ + BrCH2=CH-CH(CH3)2 + H+ CH3-CH-CH(CH3)2
(1)
Cacbocation bậc II (1) kém bền nên sẽ có sự chuyển vị nguyên tử H để tạo ra cacbocation
bậc 3 bền hơn
CH3-CH-CH(CH3)2 CH3-CH2-C(CH3)2
(2)
Từ đó các cacbocation (1) và (2) kết hợp với ion Br- trong dung dịch tạo ra các sản phẩm.
CH3-CH-CH(CH3)2 + Br- CH3-CHBr-CH(CH3)2 (2-brom-3-metylbutan)
CH3-CH2-C(CH3)2 Br- CH3-CH2-CBr(CH3)2 (2-brom-2-metylbutan)
2. Bài tập rèn luyện các thao tác và kỹ năng tư duy cần có cho một học sinh giỏi hóa
học.
Việc học khơng chỉ có một mục đích là kế thừa những gì mà nhân loại chúng ta đã
biết mà mục đích to lớn hơn là rèn luyện cho người học các thao tác tư duy để qua đó
khơng chỉ dừng lại ở sự kế thừa mà còn phát triển vốn tri thức mà nhân loại đã có. Có thể
nói việc dạy và học về cơ bản là dạy cách tư duy và học cách tư duy. Người giáo viên
thơng qua hoạt động dạy học của mình dần hình thành và phát triển hồn thiện cho học
sinh các thao tác tư duy quan trọng. Việc sử dụng bài tập trong dạy học hóa học là một
cách tích cực để hình thành và phát triển các thao tác tư duy cho học sinh. Thơng qua
việc đọc đề tốn, nghiên cứu các q trình hóa học trong bài tốn, lập luận giải bài tốn
học sinh dần hình thành các thao tác tư duy từ đơn giản đến phức tạp. Đây là những thao
tác cần có của một người học sinh giỏi hóa học.
- 13 -
Ví dụ 1: Cho các chất sau: FeS, FeS2, FeO, Fe3O4, Fe2O3 trong các hợp chất trên, hợp
chất nào có hàm lượng Fe lớn nhất? hợp chất nào có hàm lượng Fe bé nhất?
Đáp án: Hàm lượng Fe lớn nhất: FeO, bé nhất là: FeS2
Nhận xét: Đối với bài tập này nhiều học sinh sẽ chọn cách giải là tính hàm lượng
Fe ở mỗi chất rồi sau đó so sánh và đưa ra đáp án. Tuy nhiên cách giải này tỏ ra không
thật khoa học, không thể hiện sự sáng tạo, thơng minh của học sinh. Thay vào đó nếu học
sinh chú ý quan sát, so sánh tương quan nguyên tử khối của các nguyên tử có trong các
chất đã cho và vận dụng phương pháp quy đổi thì có thể giả quyết bài tốn một cách
nhanh chóng và sáng tạo. Học sinh khi quan sát vào các chất đã cho có thể thấy rằng
trong các chất đã cho đều có Fe kết hợp với O hoặc S theo tỷ lệ khác nhau, mà nguyên tử
khối (NTK) của S gấp 2 lần NTK của O. Do đó học sinh chỉ cần nhẩm xem mỗi nguyên
tử Fe kết hợp với bao nhiêu nguyên tử O hoặc S. Cụ thể:
FeS → FeO2 ; FeS2 → FeO4 ; FeO → FeO; Fe2O3 → FeO1,5 ; Fe3O4 → FeO1,333
Từ đó học sinh suy ra rằng: FeO có hàm lượng cao nhất cịn FeS2 có hàm lượng bé nhất.
Tương tự cũng dựa vào đặc điểm đặc biệt về NTK của Cu (64) gấp 2 lần NTK của S
(32), gấp 4 lần NTK của O (16). Học sinh có thể so sánh hàm lượng của các nguyên tố
trong các hợp chất của chứa Cu, S, O...Dạng bài tập này tỏ ra phù hợp với học sinh lớp
10 bởi thơng qua việc giải quyết bài tốn này bước đầu giúp học sinh hình thành một số
phẩm chất tư duy quan trọng bên cạnh đó giúp các em tiếp xúc với các tư duy nhạy bén
và nhanh chóng trong giải tốn hóa học.
Ví dụ 2: Trong 3 chén sứ A, B, C có chứa 3 loại muối nitrat X, Y , Z. Đem nung các chén
sứ A, B, C trong khơng khí ở nhiệt độ cao đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn người ta
nhận thấy rằng: Trong chén A khơng cịn dấu vết gì, khi cho HCl vào chén B thấy có khí
khơng màu thốt ra hóa nâu trong khơng khí, trong chén C cịn lại một chất rắn màu nâu
đỏ. Xác định các chất X, Y, Z?
Giải:
Các muối nitrat khi nhiệt phân sẽ cho các sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào bản chất của
các cation.
- Trong chén A khơng cịn lại dấu vết gì chứng tỏ khi nhiệt phân X sẽ sinh ra các chất khí
và đã bay đi hết. Như vậy X có thể là một trong 2 muối sau: NH4NO3, Hg(NO3)2, muối
nitrat hữu cơ (ví dụ: CH3NH3NO3)
PTPƯ: NH4NO3 → N2O ↑ + 2H2O ↑
- 14 -
Hg(NO3)2 → Hg ↑ + 2NO2 ↑ + O2↑
CH3NH3NO3 + O2→ N2↑ + CO2 ↑ + 3H2O↑
- Khi cho HCl vào chén B có khí khơng màu thốt ra hóa nâu trong khơng khí chứng tỏ
trong chén B cịn lại muối nitrit. Như vậy Y là muối nitrat của các kim loại kiềm (ví dụ:
KNO3, NaNO3...)
PTPƯ: 2KNO3 → 2KNO2 + O2
KNO2 + HCl → HNO2 + KCl
3HNO2 → HNO3 + 2NO ↑ + H2O
2NO + O2 → 2NO2 (nâu đỏ)
- Trong chén C còn lại chất rắn màu nâu đỏ đó là Fe2O3 vậy Z có thể là muối nitrat
của Fe (III) hoặc Fe (II).
PTPƯ: 4Fe(NO3)3 → 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2
4Fe(NO3)2 → 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
Nhận xét: Bài tập này địi hỏi học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp cùng
với khả năng lập luận logic. Thơng qua bài tập này giáo viên có thể rèn luyện cho học
sinh thao tác tuy duy quan trọng đó là phân tích-tổng hợp, đó khơng chỉ đơn thuần là 2
phạm trù riêng rẽ của tư duy mà đây chính là 2 thao tác có mối quan hệ biện chứng với
nhau. Phân tích chính là cơ sở cho tổng hợp và ngược lại tổng hợp để phân tích đạt đến
chiều sâu của sự vật hiện tượng. Một học sinh giỏi hóa học cần thiết có khả năng phân
tích-tổng hợp một cách nhuần nhuyễn, logic. Điều đó được hình thành thơng qua việc
giải quyết các bài tốn cụ thể. Đối tượng của bài toán này là học sinh lớp 11 hoặc 12
THPT.
Ví dụ 3: Cho 2 dung dịch: dd A chứa 0,2 mol Na2CO3 và 0,3 mol NaHCO3. Dung dịch B
chứa 0,5 mol HCl. Tính thể tích khí thốt ra ở đktc khi thực hiện 2 thí nghiệm sau:
TN1: Đổ từ từ dung dịch B vào dung dịch A đến hết.
TN2: Đổ từ từ dung dịch A vào dung dịch B đến hết.
Giải:
TN1: Khi cho từ từ dd B vào dd A cho đến hết thì HCl sẽ trung hịa hết Na2CO3 ở nấc 1
sau đó trung hịa tiếp nấc thứ 2 theo thứ tự:
Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl
(1)
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
(2)
Theo (1): n Na CO = nHCl = n NaHCO = 0,2 mol
2
3
3
- 15 -
Như vậy sau phản ứng (1) tổng số mol của NaHCO3 sẽ là: 0,2 + 0,3 = 0,5 mol
Số mol HCl còn lại sau phản ứng (1) là: 0,5 - 0,2 = 0,3 mol
Vậy theo (2) số mol CO2 sinh ra là: n CO = nHCl = 0,3 mol
2
V CO = 0,3 x 22,4 = 6,72 lít
2
TN1: Khi cho từ từ dd A vào dd B, lúc này lượng axit đang rất dư so với Na 2CO3 và
NaHCO3 do đó axit sẽ phản ứng hết với tất cả lượng Na2CO3 và NaHCO3 mà ta thêm vào
cho tới khi lượng HCl hết.
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
(1)
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
(2)
Gọi a là phần trăm số mol của Na2CO3 và NaHCO3 thêm vào cho tới khi hết HCl lúc đó
ta có: a.0,2 + a.0,3 = 0,5 a =
5
7
Do đó số mol CO2 thoát ra là: nCO2=
5
5
5
.0,2 + .0,3 =
mol
14
7
7
Vậy V CO = 8 lít
2
Nhận xét: Đối với bài tập này khơng ít học sinh cho rằng thể tích khí trong 2 TN là
như nhau vì trong cả 2 TN thì HCl đều như nhau. Nghĩa là học sinh không nắm được cái
bản chất của phản ứng. Thông qua bài tập này giúp học sinh thấy rõ được bản chất của
phản ứng trung hòa axit-bazơ đa chức, mặt khác rèn luyện cho học sinh khả năng khái
quát hóa và trừu tượng hóa, biết phân biệt rõ cái bản chất, cái cụ thể trong các hiện tượng
hóa học. Bài tập này tỏ ra phù hợp với học sinh lớp 10 và 11 chương trình nâng cao.
Việc phát triển năng lực và các thao tác tuy duy cho học sinh trong quá trình dạy học là
một yêu cầu quan trong của người giáo viên hóa học vì như đã nói dạy học là q trình
dạy cách tư duy, học cách tư duy. Việc sử dụng bài tập nhằm phát triển trí thơng minh,
năng lực tuy duy sáng tạo là một lợi thế cho người giáo viên hóa học. Trong q trình
giảng dạy người giáo viên cần nâng dần nội dung kiến thức của các bài tập, chú ý tới
những bài tập đòi hỏi sự vận dụng kiến thức tổng hợp, phát hiện vấn đề...để từ đó nâng
cao trình độ phát triển tư duy cho học sinh.
3. Bài tập rèn luyện cách giải tốn thơng minh, sáng tạo.
Trí thơng minh và năng lực sáng tạo có thể được đánh giá trước hết thông qua khả
năng vận dụng linh hoạt các kiến thức đã có để giải quyết bài tốn một cách thơng minh,
sáng tạo nhất. Ngược lại các bài tốn hay và khó trong qua trình đi tìm lời giải có tác
- 16 -
dụng phát triển tư duy cho học sinh. Một khi năng lực tư duy, trí thơng minh của học sinh
được “hoạt hóa” thì học sinh sẽ có được lời giải thông minh và sáng tạo nhất, con đường
đi đến kết luận sẽ trở nên ngắn nhất.
Ví dụ 1: Cho 0,06 mol một oxit sắt FexOy tác dụng với dung dịch HNO3 thu được 0,448
lít khí X (là sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. Xác định X?
Phân tích bài tốn: Bài tốn này có thể giải bằng cách xét các trường hợp có thể
của FexOy (gồm FeO và Fe3O4) chú ý ở đây Fe2O3 khơng thõa mãn vì nó khơng cịn tính
khử. Từ giả thiết và PTPƯ ta xác định được X. Tuy nhiên cách giải này tỏ ra rườm rà và
không thật sự khoa học, tốn nhiều thời gian. Đối với học sinh khá - giỏi sẽ nhận thấy
rằng: khi phản ứng với HNO3 thì Fe+2 trong các oxit sẽ nhường 1 electron để tạo thành
Fe3+. Từ đó tính được số mol electron do chất khử nhường:
Số mol electron nhường = 0,06 .1 = 0,06 mol
Quá trình khử: N+5 + ne → X
0,02n
0,02 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn electron: 0,06 = 0.02n → n = 3
Vậy X là NO
Bài tốn này có thể sử dụng để kiểm tra trí thơng minh, cách giải tốn sáng tạo của học
sinh lớp 10 thơng qua việc vận dụng tính chất của phản ứng oxi hóa-khử.
Ví dụ 2: Cho 13,4 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Fe tác dụng hết với dung dịch
HNO3 2M (lấy dư 10%) thu được 4,48 lít hỗn hợp khí X gồm NO và N2O (ở đktc), dX/H2) =
18,5. Dung dịch tạo thành khơng có mặt NH4+, hãy tính thể tích HNO3 đã dùng và khối
lượng muối khan tạo thành?
Nhận xét: Đứng trước một bài toán như thế này khơng ít học sinh chọn cách giải
thơng thường là viết các PTPƯ xảy ra, lập hệ phương trình đại số, giải hệ và tìm ra các
đại lượng cần xác định. Tuy nhiên cách giải đó sẽ làm cho bài tốn trở nên phức tạp vì số
phản ứng xảy ra nhiều (6 phản ứng). Cách giải đơn giản có thể sử dụng trong trường hợp
này là vận dụng kiến thức về phản ứng của HNO3 với kim loại, định luật bảo toàn khối
lượng và bảo toàn electron để giải.
Dễ dàng ta có: nNO = nN2O = 0,1 (mol)
Quá trình khử: NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O
2NO3- + 10H+ + 8e → N2O + 5H2O
n HNO = 4.nNO + 10.n N O = 1,4 mol V HNO = 0,77 (lít)
3
2
3
- 17 -
Khối lượng muối khan được tính như sau:
mkim loại + maxit = mmuối + mhh khí + mnước
mmuối = mkim loại + maxit - (mhh khí + mnước)
Thay số vào ta có: mmuối = 13,4 + 1,4.63 -(30+44).0,1 - 18.0,7 = 81,6 gam
Bài toán này phù hợp với học sinh trung học phổ thông ban nâng cao, đặc biệt với học
sinh lớp 11.
Ví dụ 3: Trộn 3 dung dịch axit: H2SO4 0,1M, HCl 0,3M, HNO3 0,2M với tỉ lệ thể tích là
1:1:1 thu được dung dịch A. Lấy 300 ml dung dịch A cho tác dụng với dung dịch B chứa
NaOH 0,2M và KOH 0,29 M. Tính thể tích dung dịch B cần dùng để sau phản ứng thu
được dung dịch có pH = 2.
Giải:
Dung dịch tạo thành có pH = 2 do đó axit dư, [H+] = 0,01 M
Khi trộn lẫn dung dịch A và B xảy ra phản ứng trung hòa axit - bazơ
H+ + OH- → H2O
Sau phản ứng khơng thể xác định được H+ cịn dư là của axit nào, do đó việc giải bài tốn
bằng cách thơng thường là viết PTPƯ dạng phân tử sẽ trở nên rất phức tạp. Một trong
những cách giải có thể sử dụng trong trường hợp này cân rèn luyện cho HS đó là sử dụng
phương trình ion thu gọn. Từ 6 PTPƯ trung hòa của 3 axit và 2 bazơ ta đưa về một
phương trình duy nhất. Từ đó việc giải quyết bài tốn sẽ trở nên đơn giản hơn.
Vì các axit trộn theo tỷ lệ thể tích 1:1:1 nên trong 300 ml dung dịch A có 100 ml mỗi axit
do đó: n H = 0,01.2 + 0,02.1 + 0,03.1 = 0,07 mol
Gọi V (lít) là thể tích của dung dịch B cần dùng: nNaOH = 0,2V mol, nKOH = 0,29V mol
nOH- = 0,49V mol
Sau phản ứng nồng độ H+ là 0,01 M do đó ta có:
[H+] =
0,07 0,49V
= 0,01
V 0,3
V = 0,134 lít (hay 134 mL)
Việc sử dụng phương trình ion dạng thu gọn cho phép học sinh giải quyết bài toán
một cách đơn giản, nhanh chóng và hiểu rõ bản chất của các phản ứng xảy ra trong dung
dịch. Đây là một phương pháp giải tốn sáng tạo và thơng minh rất phù hợp với học sinh
lớp 11 THPT.
- 18 -
4. Bài tập rèn luyện khả năng suy luận, lập luận và trình bày logic, chính xác.
Suy luận logic là một trong những phẩm chất rất cần có đối với một học sinh giỏi.
Có được năng lực suy luận logic học sinh sẽ có được cái nhìn bao qt hơn về các khả
năng xảy ra của bài toán để từ đó có được cách giải quyết vấn đề, lựa chọn phương án
diễn đạt phù hợp. Cũng nhờ có năng lực suy luận logic mà học sinh có thể tự mình phát
hiện ra vấn đề nhận thức mới trên cơ sở các kiến thức đã có. Mặt khác khả năng lập luận
giúp học sinh giải thích chính xác các yêu cầu cụ thể của bài tốn một cách chính xác,
hợp logic diễn đạt rành mạch làm thuyết phục người nghe. Trong q trình dạy học hóa
học người giáo viên cần cho học sinh làm quen với những dạng bài tập đòi hỏi cao về khả
năng suy luận logic, lập luận thuyết phục, trình bày chính xác.
Ví dụ 1: A, B, C là các hợp chất vô cơ của một kim loại, khi đốt nóng ở nhiệt độ cao cho
ngọn lửa màu vàng. Biết A tác dụng với B tạo thành C. Nung nóng B ở nhiệt độ cao thu
được chất rắn C, hơi nước và khí D. Biết khí D là một hợp chất của cacbon, D tác dụng
với A tạo thành B hoặc C.
a/ Cho biết A, B, C có thể là các chất nào? Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b/ Cho A, B, C lần lượt tác dụng với CaCl2, cho C tác dụng với dung dịch Fe2(SO4)3. Viết
các phương trình phản ứng xảy ra?
Giải:
Các hợp chất A, B, C khi đốt có màu vàng chứng tỏ đó là các hợp chất của Na. Mặt khác
khí D là hợp chất của cacbon nên trong A, B, C có muối cacbonat. Khí D chỉ có thể là
CO2, khi đó A là NaOH, B là NaHCO3, C là Na2CO3.
PTPƯ: NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
CO2 + NaOH → NaHCO3
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
b/ Các PTPƯ xảy ra:
2NaOH + CaCl2 → Ca(OH)2 (ít tan) + 2NaCl
NaHCO3 + CaCl2 → Khơng xảy ra
Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 ↓ + 2NaCl
3Na2CO3 + Fe2(SO4)3 + 3H2O → 3Na2SO4 + 2Fe(OH)3 + 3CO2
Nhận xét: Bài tập này đòi hỏi học sinh phải biết vận dụng các kiến thức tổng hợp
về tính chất của các loại hợp chất vô cơ cùng với năng lực suy luận, lập luận chặt chẽ để
khẳng định đúng các chất. Thông qua bài tập này người giáo viên có thể phát hiện khả
- 19 -
năng suy luận, lập luận của học sinh để có hướng bồi dưỡng và phát triển thêm. Việc vận
dụng tất cả các kiến thức tổng hợp về hóa vơ cơ đòi hỏi học sinh phải được trang bị kiến
thức đầy đủ trong chương trình hóa phổ thơng do đó các bài toán dạng này phù hợp với
học sinh lớp 12 nâng cao.
Ví dụ 2: Cho A, B, D là các đồng phân có cơng thức phân tử là C6H8Cl2O4. Hãy lập
luận để xác định công thức cấu tạo của A, B, C biết rằng:
a/ 43 gam A + NaOHdư → 12,4 gam C2H4(OH)2 + 0,4 mol muối A1 + NaCl
b/ B + NaOHdư → Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O
c/ D + NaOhdư → Muối A1 + CH3COONa + NaCl + H2O
Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Giải:
Số mol của A là : nA = 0,2 mol, số mol của C2H4(OH)2 là: 0,2 mol.
Tổng số (π + v) hay độ bất bão hòa của (A, B, D) là: a = 2
a/ Ta có: nA : netilen glicol : n A = 0,2 : 0,2 : 0,4 = 1 : 1 : 2
1
Vậy thì A có thể là một este hai chức của etilen glycol và một đơn axit, mặt khác A cịn
là một dẫn xuất halogen
A có thể là: ClCH2-OOC-CH2-CH2-COO-CH2Cl
Ngồi ra A cịn có thể là: ClCH2-COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl
PTPƯ: ClCH2-OOC-CH2-CH2-COO-CH2Cl + 4NaOH → C2H4(OH)2
+ 2HO-CH2-COONa + 2NaCl
ClCH2-COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl + 4NaOH → C2H4(OH)2 + 2HO-CH2-COONa
2NaCl
b/ B là một este mà khi thủy phân sinh ra dạng ancol kém bền, dễ chuyển thành anđehit
đó có thể là ancol dạng vinylic hoặc ancol có 2 nhóm -OH cùng ở một nguyên tử C (gemđiol). Ở đây xảy ra trường hợp 2 tức là sinh ra gem-điol.
B có thể là: CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3
PTPƯ:
CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3 + 4NaOH → Na2C2O4 + 2CH3CHO + NaCl + H2O
c/ D phải là một este của axit CH3COOH, và axit HO-CH2-COOH. Ancol sinh ra phải là
dạng kém bền dễ chuyển thành axit CH3COOH hoặc HO-CH2-COOH.
D có thể là: CH3COO-CH2COO-C(Cl)2-CH3
PTPƯ:
- 20 -
CH3COOCH2COOC(Cl)2-CH3 + 4NaOH → 2CH3COONa + HO-CH2COONa +NaCl
+ H2 O
Nhận xét: Đây là một bài tập khó và hay, địi hỏi học sinh không chỉ vận dụng tốt
một lúc nhiều kiến thức về hóa học hữu cơ đặc biệt là tính chất hóa học của các nhóm
chức mà bên cạnh đó địi hỏi học sinh phải biết lập luận một cách logic và chuẩn xác.
Việc xác định đúng các cấu tạo của A, B, D là việc khơng hồn tồn đơn giản, do đó bài
tốn này phù hợp với đối tượng học sinh khá, giỏi lớp 12 THPT.
Ví dụ 3: Cho a mol bột Fe vào dung dịch chứa b mol AgNO3. Khuấy đều cho phản ứng
xảy ra hoàn hoàn thu được dung dịch X và chất rắn Y. Xác định thành phần định tính và
định lượng trong X và Y?
Giải:
Để giải quyết bài toán này học sinh cần phải dựa vào thế điện cực xét các phản ứng có
thể xảy ra theo một thứ tự. Biện luận một cách chính xác để xác định các chất có trong X,
Y theo a, b.
Các PTPƯ xảy ra:
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
(1)
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag
(2)
Các trường hợp xảy ra:
TH1: Khi b = 2a, chỉ xảy ra phản ứng (1) dd X có a mol Fe(NO3)2, Y chứa b mol Ag
TH2: Khi b < 2a tức là Fe dư, khi đó dd X chứa b/2 mol Fe(NO3)2, chất rắn Y chứa b mol
Ag và (a-b/2)mol Fe.
TH3: Khi b > 2a tức là AgNO3 dư, khi đó tồn tại 3 trường hợp:
a/ Lượng AgNO3 đúng bằng lượng Fe(NO3)2 hay b - 2a = a b = 3a, lúc đó trong dd X
có a mol Fe(NO3)3 , chất rắn Y có b = 3a mol Ag.
b/ Khi b - 2a < a hay b < 3a tức là lượng Fe(NO3)2 dư, lúc này trong dung dịch X có (b 2a) mol Fe(NO3)2 và (3a-b) mol Fe(NO3)3. Chất rắn Y có b mol Ag.
c/ Khi b - 2a > a, tức là lượng AgNO3 dư, lúc đó dd X có a mol Fe(NO3)3 và (b-3a) mol
AgNO3. Chất rắn Y có 3a mol Ag.
Nhận xét: Đây là một bài tập giúp học sinh rèn luyện tính cẩn thận trong trình bày,
lập luận giải bài tốn có nhiều trường hợp. Thật sự để xét hết tất cả các trường hợp có thể
xảy ra của bài tốn này là điều khơng phải đơn giản, đòi hỏi học sinh phải nắm chắc kiến
- 21 -
thức và có kỹ năng giải tốn tốt. Bài tập này có thể sử dụng cho các học sinh lớp 11 và 12
nâng cao.
Kỹ năng lập luận, suy luận và trình bày logic, chính xác là một u cầu quan trọng của
người học sinh giỏi hóa học. Các hiện tượng hóa học ln có mối quan hệ mật thiết với
nhau điều quan trọng là người học phải biết cách vận dụng các kiến thức đã có để giải
quyết các trường hợp khi gặp phải. Để làm được điều đó địi hỏi học sinh phải có các lập
luận chặt chẽ, đúng logic. Bên cạnh đó học sinh cần rèn luyện cho mình một phong cách
trình bày chính xác, khoa học bởi ngoài việc lĩnh hội cho bản thân người học cần thuyết
phục, làm rõ vấn đề cho người khác cùng hiểu khi đó sự lĩnh hội mới thật sự hồn thiện.
5. Bài tập rèn luyện kỹ năng thực hành và vận dụng lý thuyết vào thực tế.
Hóa học là một mơn khoa học thực nghiệm có lập luận, vì vậy người học sinh giỏi
hóa bên cạnh giỏi về lý thuyết thì nhất thiết phải có kỹ năng thực hành, có khả năng giải
thích những vấn đề mang tính chất thực tiễn có liên quan đến khoa học hóa học và có ý
thức vận dụng các kiến thức đã biết vào thực tiễn của cuộc sống. Thông qua hoạt động
của học sinh khi làm việc tại phịng thí nghiệm, thực tiễn của các bài thực hành cũng như
ý thức quan sát, sự nhạy bén trong việc vận dụng các kiến thức vào thực tiễn cuộc sống
những năng lực này của học sinh dần hình thành và phát triển. Tuy nhiên trong thực tiễn
dạy học hiện nay, điều kiện về thực hành mơn học cịn gặp nhiều khó khăn về cả trang
thiết bị và thời gian. Vì vậy trong quá trình dạy học hóa học ngồi việc tận dụng tối đa
các điều kiện hiện có để tăng cường kỹ năng thực hành cho học sinh thơng qua các
phương tiện dạy học thì việc sử dụng bài tập để qua đó góp phần hình thành và phát triển
kỹ năng thực hành và giải quyết các vấn đề thực tiễn cịn có ý nghĩa quan trọng. Dưới góc
độ này, có thể sử dụng bài tập với các dạng như:
- Bài tập chứng minh các học thuyết, nguyên lý...
- Bài tập mang tính thực nghiệm: nhận biết, tách, tinh chế, điều chế.
- Các bài tập giải thích các hiện tượng tự nhiên, các kinh nghiệm dân gian.
- Các bài tập có sử dụng hình vẽ mơ tả thí nghiệm.
Ví dụ 1: Dùng hình vẽ, mơ tả thí nghiệm được tiến hành trong phịng thí nghiệm để xác
định sự có mặt của các nguyên tố C và H có trong glucozơ.
Giải:
- 22 -
Ví dụ 2: Có 5 lọ dung dịch bị mất nhãn, mỗi lọ chứa một trong các chất sau: NaOH,
KNO3, Ba(NO3)2, MgCl2, AlCl3. Chỉ dùng thêm một thuốc thử, hãy nêu phương pháp
nhận biết mỗi dung dịch trên? Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Giải:
Chọn thuốc thử là dung dịch Na2CO3. Trích các mẫu thử tương ứng.
Cho dung dịch Na2CO3 lần lượt vào các mẫu thử.
- Không xuất hiện kết tủa là: NaOH và KNO3 (Nhóm I)
- Có kết tủa trắng là: Ba(NO3)2 và MgCl2 (Nhóm II)
Na2CO3 + MgCl2 2NaCl + MgCO3
Na2CO3 + Ba(NO3)2 2NaNO3 + BaCO3
- Có kết tủa keo trắng và đồng thời có khí thoát ra là: AlCl3
3Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
Dùng dung dịch AlCl3 vừa nhận ra cho vào 2 mẫu thử của nhóm I.
- Mẫu có kết tủa và tan một phần là NaOH, còn lại khơng có hiện tượng là KNO 3.
3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
Dùng dung dịch NaOH mới nhận ra cho vào 2 mẫu thử của nhóm II.
- Mẫu có kết tủa trắng là MgCl2, cịn lại khơng có hiện tượng là Ba(NO3)2
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl
Ví dụ 3: Cho hỗn hợp muối gồm BaCl2.2H2O và Na2CO3.10H2O. Hãy nêu cách tiến
hành phân tích thành phần % về khối lượng của các muối có trong hỗn hợp.
Giải:
Cách tiến hành:
- Bước 1: Cân lấy lượng xác định của mẫu hỗn hợp m1 gam
- 23 -
- Bước 2: Sấy khô mẫu để làm mất nước kết tinh, khi đó khối lượng hỗn hợp thu được ở
dạng khan là: m2 gam
Kết quả:
- Khối lượng nước kết tinh là: m = m1 – m2 (gam)
Giả sử khối lượng của BaCl2.2H2O trong hỗn hợp là a gam thì khối lượng của
Na2CO3.10H2O là (m1 – a) gam.
Gọi b là khối lượng nước kết tinh trong BaCl2.2H2O khi đó khối lượng nước kết tinh
trong Na2CO3.10H2O là (m – b) gam.
1 mol BaCl2.2H2O hay 244 gam ------ 36 gam H2O
a gam ------- b
a=
244b 61b
(1)
36
9
1 mol Na2CO3.10H2O hay 286 gam -------180 gam H2O
(m1-a) gam ----- (m-b) gam
m1 – a =
286(m b) 143(m b)
(2)
180
90
Thay giá trị a từ (1) vào phương trình (2) ta có: b =
Suy ra: a =
90m1 143a
467
61(90m1 143a)
61(90m1 143a)
% BaCl2.2H2O =
.100%
4203
4203.m1
Và % Na2CO3.10H2O = 100% - % BaCl2.2H2O
Trong chương trình hóa học phổ thông ngay từ những bài học đầu tiên học sinh đã
làm quen với rất nhiều các khái niệm mang tính chất định lượng: phân tử khối, khối
lượng riêng…Việc giải quyết các bài tập định lượng sẽ giúp học sinh khơng chỉ nắm rõ
mặt định tính mà cả mặt định lượng của q trình hóa học đồng thời bài tập định lượng
hóa học cịn giúp học sinh nắm rõ các khái niệm, quy tắc cơ bản trong hóa học.
Ví dụ 4: Hãy giải thích câu ca dao sau:
“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”?
Giải:
Sấm, sét là hiện tượng phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu và giữa đám mây
tích điện với mặt đất. Trong qn trình sấm, sét có sinh ra tia lửa điện tạo điều kiện cho
phản ứng giữa O2 và N2 xảy ra.
- 24 -
C
N2 + O2 3000
2NO
o
Khí NO sinh ra dễ bị oxi hóa bởi oxi khơng khí: 2NO + O2 → 2NO2
Sau đó khí NO2 phản ứng với hơi nước trong khơng khí: 3NO2 + H2O→2HNO3 + NO
Axit HNO3 sinh ra khi rơi xuống đất sẽ phản ứng với các hợp chất có trong đất như: đá
vơi (CaCO3), đơlơmit (CaCO3.MgCO3)…tạo ra muối nitrat là nguồn cung cấp đạm (dưới
dạng NO3- ) cho cây trồng làm cho cây trồng xanh tốt.
Trong tự nhiên có rất nhiều hiện tượng có bản chất hóa học, bản thân một học sinh
giỏi hóa học cần biết vận dụng các kiến thức đã có để giải thích nó. Qua việc giải thích
các hiện tượng tự nhiên, học sinh sẽ càng u thích thêm mơn học từ đó các em sẽ học
bằng lịng say mê do đó việc lĩnh hội sẽ trở nên dễ dàng hơn.
Như vậy, khi bồi dưỡng học sinh giỏi thông qua hệ thống bài tập ngồi mức độ
luyện tập thơng thường người giáo viên cần yêu cầu học sinh ở mức độ cao hơn đó là biết
cách vận dụng các kiến thức một cách sáng tạo, linh hoạt để giải quyết bài tập trong tình
huống mới, biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi xử lý một tình huống. Và do đó, với
nét đặc thù của mình, bài tập hóa học có vai trò to lớn trong việc phát hiện, rèn luyện, bồi
dưỡng các phẩm chất, năng lực và các kỹ năng tư duy cần thiết cho một học sinh giỏi hóa
học.
- 25 -