Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2008-2009
LỜI MỞ ĐẦU
Sau mỗi kì thi ĐH-CĐ, gặp lại các em học sinh, được nghe một số em học sinh
tâm sự “…không phải em không làm được, mà thời gian ngắn quá, em làm không
xong…”, tôi luôn trăn trở làm như thế nào để giúp các em có thể nhanh hơn, chính
xác hơn trong thi cử, từ đó tôi đã xây dựng được một số phương pháp giải nhanh bài
tập trắc nghiệm Hóa học và Phương pháp đồ thị là một trong những phương pháp tôi
tâm đắc nhất.
Tôi viết sang kiến kinh nghiệm này trong thời gian năm học 2008-2009 gần kết
thúc, các kì thi đang đến gần, với mong muốn chia sẻ những kinh nghiệm của mình
với bạn bè đồng nghiệp. Tôi hy vọng sáng kiến kinh nghiệm của tôi sẽ đóng góp
một phần nhỏ trong việc giảng dạy để giúp các em học sinh đạt kết quả cao hơn
trong học tập, đạt kết quả cao trong các kỳ thi và đóng góp phần nhỏ bé kinh nghiệm
của mình với các bạn bè đồng nghiệp trong công tác giảng dạy.
Là một giáo viên trẻ, tuy đã có nhiều nỗ lực và cố gắng trong công việc, nhưng
với kinh nghiệm công tác còn thiếu chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót.
Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, xây dựng của các thầy cô và của các
bạn bè đồng nghiệp
Xin chân thành cảm ơn
1
Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2008-2009
A. PHẦN MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Những năm gần đây, với xu thế “đổi mới phương pháp dạy học”, hình thức thi
trắc nghiệm khách quan (TNKQ) đã được đưa vào để thay thế hình thức thi tự luận
trong một số môn học, trong đó có môn Hóa học. Với hình thức thi trắc nghiệm,
trong một khoảng thời gian ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khá lớn
các câu hỏi, bài tập. Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ
kiến thức mà còn phải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập và đặc biệt phải có
phương pháp giải bài tập trắc nghiệm hợp lí. Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có
kiến thức vững vàng nhưng trong các kì thi vẫn không giải quyết hết các yêu cầu
của đề ra. Lí do chủ yếu là các em vẫn tiến hành giải bài tập hóa học theo cách
truyền thống, việc này làm mất rất nhiều thời gian nên từ đấy không tạo được hiệu
quả cao trong việc làm bài thi trắc nghiệm. Vì vậy việc xây dựng “các phương pháp
giải nhanh bài tập hóa học” là một việc rất cần thiết để giúp các em học sinh đạt
hiệu quả cao trong các kì thi. Tuy nhiên, hóa học là một môn khoa học thực nghiệm,
sử dụng các phương pháp toán học để giải quyết các bài toán hóa học một cách
nhanh gọn và đơn giản nhưng vẫn giúp học sinh hiểu được sâu sắc bản chất hóa học
là một điều không phải dễ dàng.
Trong quá trình giảng dạy, tôi đã thấy các em học sinh gặp phải rất nhiều khó
khăn trong việc giải quyết các dạng bài toán: “Sục CO
2
vào dung dịch hỗn hợp
Ca(OH)
2
và NaOH”, “dung dịch H
+
tác dụng với dung dịch hỗn hợp
−
2
3
CO
và
−
3
HCO
”… thực sự đây là những dạng bài tập khó và cũng là một dạng toán thường
gặp trong các kì thi ĐH-CĐ. Là một giáo viên, khi hướng dẫn cho học sinh sử dụng
các phương pháp truyền thống để giải những bài tập dạng này mất rất nhiều thời
gian vì học sinh rất dễ nhầm lẫn thứ tự của các phản ứng xẩy ra dẫn đến việc lựa
chọn đáp án sai.
Phương pháp đồ thị là một phương pháp đã được sử dụng và viết trong khá
nhiều tài liệu, tuy nhiên qua tham khảo các tài liệu tôi thấy phương pháp đồ thị chỉ
dừng lại ở việc áp dụng cho các bài toán đơn giản, những bài toán dung dịch chỉ
gồm một chất. Những dạng bài toán phức tạp như trên (sẽ được đề cập đến trong đề
tài sáng kiến kinh nghiệm này) thì chưa có tài liệu tham khảo hoặc tác giả nào đề
cập đến.
Trong quá trình giảng dạy của mình, đặc biệt là dạy khối và dạy ôn thi đại học,
tôi nhận thấy khi sử dụng “phương pháp đồ thị” để giải quyết các bài tập dạng này
đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian. Học sinh đã nhanh chóng và chính xác hơn
trong việc lựa chọn đáp án đúng do không phải viết nhiều phương trình và không
phải thực hiện các phép toán phức tạp, dễ nhầm lẫn. Thay vào đó học sinh chỉ phải
2
Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2008-2009
sử dụng các phép toán đơn giản về tỉ lệ trong tam giác đồng dạng. Khi làm theo
phương pháp này, các em có thể nhìn vào đồ thị và hiểu ngay được các quá trình
phản ứng xảy ra mà trước đó còn rất mơ hồ và không hiểu rõ.
Với các lí do trên, tôi chọn đề tài “Phát triển phương pháp đồ thị để giải nhanh
các bài tập trắc nghiệm Hóa học” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của mình.
II. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
* Xây dựng dạng đồ thị và phương pháp sử dụng phương pháp đồ thị cho 4
dạng bài toán
1. Sục CO
2
vào dung dịch hỗn hợp Ca(OH)
2
và NaOH
2. Dung dịch H
+
tác dụng với dung dịch hỗn hợp CO
−
2
3
và HCO
−
3
3. Dung dịch OH
-
tác dụng với dung dịch hỗn hợp Al
3+
và H
+
4. Dung dịch H
+
tác dụng với dung dịch hỗn hợp AlO
−
2
và OH
−
* Bằng thực nghiệm sư phạm đánh giá kiểm tra hiệu quả của phương pháp
III. PHẠM VI ÁP DỤNG
Phương pháp trong đề tài được áp dụng vào các tiết dạy tự chọn phần kim loại
kiềm, kiềm thổ, nhôm ở lớp 12 và áp dụng cho các lớp ôn thi ĐH
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
Nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở pháp lí, thực nghiệm sư phạm
3
Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2008-2009
B. NỘI DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ
I. CỞ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp đồ thị trong giải toán hóa học là phương pháp dựa vào đồ thị mô
tả sự phụ thuộc của sản phẩm (thường là số mol chất kết tủa, chất bay hơi) vào chất
tham gia phản ứng để xác định các yêu cầu của bài toán.
Từ đồ thị có nhiều phương pháp khác nhau để xác định các giá trị cần tính,
nhưng có lẽ đơn giản nhất là sử dụng tỉ lệ của tam giác đồng dạng ( Định lý Talet đã
được học ở môn toán cấp 2). Từ đó học sinh chỉ cần sử dụng những phép tính rất
đơn giản là có thể tìm ra kết quả.
Phương pháp này đã được sử dụng rất hiệu quả vào một số dạng bài tập như:
- Sục CO
2
vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)
2
- Dung dịch OH
-
tác dụng với dung dịch hỗn hợp a mol Al
3+
- Dung dịch H
+
tác dụng với dung dịch hỗn hợp a mol AlO
−
2
Các bài toán này trước đây thường được giải quyết bằng việc viết phương trình
ion thu gọn và tính theo phương trình, với phương pháp này học sinh phải viết rất
nhiều phương trình, thực hiện nhiều phép tính dẫn đến mất nhiều thời gian và nhầm
lẫn trong việc xác định kết quả.
4
Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2008-2009
Khi học sinh đã nắm vững dạng đồ thị của bài toán, thì việc xác định kết quả
được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng, phương pháp đồ thị không những không
làm mất đi bản chất Hóa học mà nó còn giúp học sinh giải thích được và dự đoán
một cách chính xác hơn các hiện tượng thực nghiệm. Nó không những có hiệu quả
trong các bài tập định lượng mà còn rất hiệu quả trong một số bài tập định tính về
giải thích hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng.
II. PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ VÀO MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN KHÁC
Dùng phương pháp đồ thị để giải các dạng bài tập trên đã được một số tác giả
khai thác và được viết khá phổ biến trong các tài liệu tham khảo. Với phương châm
thừa kế và phát triển, tôi mạnh dạn đưa phương pháp đồ thị vào các dạng bài tập
phức tạp hơn.
II.1. Dung dịch H
+
tác dụng với dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO
−
2
3
và b mol HCO
−
3
1. Cho từ từ dung dịch H
+
vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO
−
2
3
và b mol HCO
−
3
Trường hợp này do H
+
thiếu nên các phản ứng lần lượt xẩy ra là:
H
+
+ CO
−
2
3
→
HCO
−
3
(1.1)
a a a
H
+
+ HCO
−
3
→
CO
2
+ H
2
O (1.2)
(a+b) (a+b) (a+b)
Hiện tượng: Ban đầu chưa có khí bay lên (xẩy ra phương trình (1.1)), sau đó có
khí bay lên (xẩy ra phương trình (1.2)). Số mol khí thoát ra cực đại là (a+b) mol khi
số mol H
+
bằng (2a+b). Đồ thị là đường số (1)
2. Cho từ từ dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO
−
2
3
và b mol HCO
−
3
vào dung dịch H
+
Trường hợp này H
+
dư nên các phản ứng đồng thời xẩy ra là:
2H
+
+ CO
−
2
3
→
CO
2
+ H
2
O
2a a a
H
+
+ HCO
−
3
→
CO
2
+ H
2
O
b b b
Hiện tượng: Lập tức có khí bay lên. Đồ thị là đường số (2)
5
Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2008-2009
3. Trộn nhanh dung dịch H
+
với dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO
−
2
3
và b mol HCO
−
3
Trường hợp này lượng khí CO
2
thoát ra sẽ nằm trong một khoảng, lượng khí
thoát ra bé nhất khi các phản ứng xẩy ra như trường hợp 1. Lượng khí thoát ra lớn
nhất khi HCO
−
3
tác dụng hoàn toàn với H
+
sau đó CO
−
2
3
mới phản ứng. Để lượng
khí thoát ra cực đại thì các phản ứng lần lượt xẩy ra là:
H
+
+ HCO
−
3
→
CO
2
+ H
2
O
b b b
2H
+
+ CO
−
2
3
→
CO
2
+ H
2
O
2a a a
Đồ thị là đường số (3)
*Áp dụng
Dung dịch A là dung dịch HCl 0,25M. Dung dịch B là dung dịch hỗn hợp
Na
2
CO
3
0,1M và NaHCO
3
0,2M. Tính thể tích CO
2
(đktc) thoát ra trong các trường
hợp sau:
a. Cho từ từ và khuấy đều 100ml dung dịch A vào 100ml dung dịch B
A. 0,448 B. 0,504 C. 0,336 D. 0,4032
b. Cho từ từ và khuấy đều 100ml dung dịch B vào 100ml dung dịch A
A. 0,56 B. 0,504 C. 0,3808 D. 0, 42
c. Trộn nhanh 100ml dung dịch A với 100ml dung dịch B
A. 0,336 ≤ V
2
CO
≤ 0,504 B. 0,336 ≤ V
2
CO
≤ 0,56
C. 0,42 ≤ V
2
CO
≤ 0,504 D. 0,336 ≤ V
2
CO
≤ 0,42
6
Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2008-2009
Giải: Ta có n
+
H
=0,025 mol; a = n
32
CONa
=0,01 mol; b = n
3
NaHCO
=0,02 mol
Từ đó ta có đồ thị như hình vẽ:
a. Xét 2 tam giác đồng dạng ABC và ADE ta có:
AC
AE
BC
DE
=
=>
01,004,0
01,0025,0
03.0
1
−
−
=
x
=> x
1
= 0,015 (mol) => V
1
= 0,336(lít) => Đáp án C
b. 2 tam giác đồng dạng OBC và AEF ta có:
OC
OE
BC
EF
=
=>
04,0
025,0
03.0
2
=
x
=> x
2
= 0,01875 (mol) => V
2
= 0,42 (lít) => Đáp án D
c. x
1
≤ n
2
CO
≤ x
3
;
02,004,0
02,0025,0
02,003,0
02,0
3
−
−
=
−
−
x
=>x
3
= 0,0225(mol) =>V
3
= 0,504(lít)
Vậy 0,336 ≤ V
2
CO
≤ 0,504 => Đáp án A
* Bài tập áp dụng
Dung dịch A là dung dịch HCl 2,7M, dung dịch B là dung dịch hỗn hợp Na
2
CO
3
và
NaHCO
3
.
- Cho từ từ 100ml dung dịch A vào 100ml dung dịch B được 3,808 lít khí
- Cho từ từ 100ml dung dịch B vào 100ml dung dịch A được 4,536 lít khí
a. Tính C
M
của dung dịch A
A. [Na
2
CO
3
] = 1M và [NaHCO
3
] =1M
B. [Na
2
CO
3
] = 1M và [NaHCO
3
] =2M
C. [Na
2
CO
3
] = 2M và [NaHCO
3
] =1M
D. [Na
2
CO
3
] = 1,5M và [NaHCO
3
] =1,5M
b. Trộn nhanh 100ml dung dịch A với 100ml B thì thể tích khí (lít) thoát ra lớn nhất là bao
nhiêu?
A. 5,264 B. 4,536 C. 6,048 D. 6,72
(Các thể tích khí đều đo ở đktc)
7