SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ ĐỂ
GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP
TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
A. PHẦN MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
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
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 “Sử dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh
một số dạng bài tập trắc nghiệm Hóa học” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của
mình.
2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
* Xây dựng dạng đồ thị và phương pháp sử dụng phương pháp đồ thị cho 4
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 CO
2
3
và HCO
3
- Dung dịch OH
-
tác dụng với dung dịch hỗn hợp Al
3+
và H
+
- Dung dịch H
- Dung dịch OH
-
tác dụng với dung dịch chứa a mol Al
3+ - Dung dịch H
+
tác dụng với dung dịch chứa 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.
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.
thiếu nên các phản ứng lần lượt xảy 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 (xảy ra phương trình (1.1)), sau đó
có khí bay lên (xảy 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)
2.1.2. Cho từ từ dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO
2
3
2
O
b b b
Hiện tượng: Lập tức có khí bay lên. Đồ thị là đường số (2)
2.1.3. 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
+
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
Giải: Ta có n
H
=0,025 mol; a = n
32
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
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)
2 2. Sục CO
2
CO
2
+ Na
2
CO
3
+ H
2
O 2NaHCO
3
(2.3) 2
b
2
b
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O Ca(HCO
3
)
2
VD1: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO
2
(đktc) vào 500ml dung dịch hỗn
hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)
2
0,2M. Thu được m(g) kết tủa. Giá trị m là:
(Đề TSĐH khối A-2008)
A. 11,82 B. 9,85 C. 17,73 D. 19,70
Giải: n
2
CO
= 0,2 mol; n
NaOH
= 0,05 mol; n
2
)(OHBa
= 0,1 mol
Đồ thị như sau:
Dựa vào tỉ lệ đồng dạng của 2 tam giác CBA và CDE ta có:
AB
ED
CA
CE
=>
15,025,0
2,025,0
1,0
1
= 0,02 mol => V
1
= 0,448 lít
09,0012,0
12,0
03,0
02,0
2
n
=> n
2
=0,1 mol => V
2
= 2,24 lít
=> Đáp án A
* Bài tập áp dụng
Câu 1: Hấp thụ hoàn toàn V(lít) CO
2
(đktc) vào 300ml dung dịch hỗn hợp NaOH
0,2M và Ca(OH)
2
0,1M. Điều kiện chính xác nhất để thu được kết tủa cực đại là:
A. 0,672 ≤ V ≤ 1,344 B. 0,672 ≤ V ≤ 2,016
C. V = 1,344 D. 1,344 ≤ V ≤ 2,016
Câu 2: Hấp thụ hoàn toàn 8,288 lít CO
-
+
Al
3+
Al(OH)
3
(3.2)
3a a a
OH
-
+ Al(OH)
3
AlO
2
+ 2H
2
O (3.3)
a a
Đồ thị có dạng: (Hình II.3)
* Áp dụng định tính
VD1: Nêu hiện tượng xẩy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung
dịch hỗn hợp AlCl
3
và HCl
- Đầu tiên chưa xuất hiện kết tủa (xảy ra phản ứng (3.1), đồ thị là đoạn OA)
- Một lúc sau xuất hiện kết tủa và kết tủa tăng dần đến cực đại (xảy ra phản
3
Al
= 0,2 mol; n
H
=0,2 mol; n
3
)(OHAl
= 0,1 mol. Đồ thì như sau: Yêu cầu xác định V lớn nhất nên chúng ta chỉ xác định n
2
. Xét 2 tam giác đồng
dạng ABC và DEC ta có:
CB
CE
DE
AB
=>
8,00,1
0,1
2,0
1,0
2
n
H
=b mol.
Ta có đồ thị
* Xét trường hợp 1: n
NaOH
=0,8 mol = n
1
6,0
8,0
)6,0(2,0
15,0
1
b
bb
bn
=> b = 0,35mol => x
1
= [H
2
SO
4
] =
2,0*2
=0,375M
=> Chọn đáp án A
* Bài tập áp dụng
Câu 1: Cho dung dịch chứa 0,8 mol NaOH vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol AlCl
3
và 0,2 mol HCl, khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được dung dịch trong
suốt. điều kiện của a là:
A. a ≤ 0,2 B. a ≤ 0,15 C. a ≤ 0,4 D. a ≤ 0,6
Câu 2: Cho V lít dung dịch NaOH 0,5M tác dụng với 200ml dung dịch hỗn hợp
AlCl
3
1,5M và HCl 1M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam, giá trị lớn nhất của V
là:
A. 1,2 B. 2 C. 2,4 D. 1,8
Câu 3: Cho 400ml dung dịch NaOH aM vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,1 mol HCl
và 0,15 mol AlCl
3
thì thu được 9,36(g) kết tủa. Giá trị của a là:
A. 0,36 hoặc 0,58 B. 0,9 hoặc 1,45
C. 1,15 hoặc 1,45 D. 0,46 hoặc 0,58
2.4. Cho từ từ dung dịch H
+
vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol AlO
2
và b mol OH
-
2
O (4.3)
3a a
Từ đây đồ thị của dạng bài tập này như sau: * Áp dụng định tính
VD1: Nêu hiện tượng xảy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung
dịch hỗn hợp NaAO
2
và NaOH
- Đầu tiên chưa xuất hiện kết tủa (xảy ra phản ứng (4.1), đồ thị là đoạn OA)
- Một lúc sau xuất hiện kết tủa và kết tủa tăng dần đến cực đại (xảy ra phản
ứng (4.2), đồ thị là đoạn AB)
- Cuối cùng kết tủa tan dần đến hết (xảy ra phản ứng (4.3), đồ thị là đoạn BC)
VD2: Cho dung dịch chứa x mol HCl vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol
NaAlO
2
và b mol NaOH. Khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được
dung dịch trong suốt. Điều kiện chính xác nhất của x là:
A. x ≤ b hoặc x ≥ (4a + b) B. b ≤ x ≤ (4a + b)
C. x ≤ b D. x ≥ (4a + b)
Dựa vào đồ thị hình II.4. Học sinh dễ dàng nhận thấy để thu được dung dịch trong suốt
(không có kết tủa) thì
H
n nằm ngoài khoảng AC. Từ đấy chọn được đáp án chính xác A
* Áp dụng định lượng
01,0025,0
01,0
015,0
01,0
1
n
=>n
1
=0,02 => C
1
=
2,0
02,0
= 0,1 (M)
*
DC
DH
BC
GH
025,007,0
07,0
015,0
01,0
2
2
1M và
NaOH 0,5M thu được 15,6 gam kết tủa keo. Nồng độ M của dung dịch HCl là:
A. 0,35 hoặc 0,75 B. 1 hoặc 3,75 C. 1,75 hoặc 3 D. 1,75 hoặc
3. THỰC NGHIỆM
3. 1. Mục đích thực nghiệm sư phạm.
Mục đích của thực nghiệm sư phạm nhằm giải quyết các vấn đề sau:
3.1.1. Khẳng định hướng đi đúng đắn và cần thiết của đề tài trên cơ sở lý luận và thực
tiễn.
3.1.2. Kiểm chứng tính ưu việt của phương pháp đồ thị trong việc giải một số dạng
bài tập trắc nghiệm ở các chương kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm
3.1.3. Góp phần đổi mới phương pháp và nâng cao chất lượng dạy học hiện nay ở phổ
thông.
3.2. Chọn lớp thực nghiệm
Để có số liệu khách quan và chính xác, tôi chọn dạy 2 lớp 12A
2
và 12A
4
.
Lớp thực nghiệm (TN) là lớp 12A
2
và lớp đối chứng (ĐC) là lớp 12A
4
. Hai lớp này
có trình độ tương đương nhau về các mặt:
- Số lượng học sinh, độ tuổi, nam , nữ.
- Chất lượng học tập nói chung và môn Hoá nói riêng.
Đặc điểm và kết quả học tập học kỳ I ở 2 lớp được chọn như sau.
L
ớp
ĐC
S
ĩ số
2
5
2
6Khá gi
ỏi
41,4% 43,6%
Khá gi
ỏi
46,5% 44,3%
Nam
15
1
7
3.3. Nội dung thực nghiệm
Trong các tiết dạy tự chọn hoặc các buổi dạy khối (ôn thi ĐH), khi hướng
dẫn học sinh giải bài tập ở các chương kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm. Tôi tiến
hành thực nghiệm cùng một nội dung bài tập theo hai phương pháp khác nhau
- Hướng dẫn cho học sinh giải theo phương pháp thông thường (tính theo phương
trình phản ứng, áp dụng các định luật bảo toàn trong Hóa học…) ở lớp ĐC 12A
4
- Hướng dẫn cho học sinh giải theo phương pháp đồ thị ở lớp TN 12A
2
3.4. Kiểm tra kết quả thực nghiệm và thảo luận
Để xác định hiệu quả, tính khả thi của phương pháp. Việc kiểm tra, đánh giá
chất lượng nắm bắt kiến thức của học sinh ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng
được tiến hành bằng các bài kiểm tra, kết quả của một trong các bài kiểm tra đó (đề
kiểm ở phần phụ lục) như sau
K
ết quả
L
ớp thực nghiệm 12A
2
L
ớp đối chứng 12A
4
H
ọc sinh đạt điểm 9,10
47,6%
Từ kết quả các bài kiểm tra cho thấy:
- Khi không dùng phương pháp đồ thị số học sinh hoàn thành tất cả các câu
hỏi rất ít (đa số các em không làm hết bài trong 20 phút), nhiều em lựa chọn đáp án
sai
- Khi sử dụng phương pháp đồ thị tỉ lệ học sinh hoàn thành chính xác ≥ 90%
yêu cầu đề ra khá cao (≈ 50%)
Từ kết quả trên cho thấy phương pháp đồ thị rất có hiệu quả trong việc giải các
dạng bài tập trên.
C. KẾT LUẬN
Đổi mới phương pháp để nâng cao chất lượng dạy học, không những giúp học
sinh nhanh chóng nắm vững kiến thức, hiểu rõ bản chất và hứng thú với việc học
mà còn giúp học sinh đạt kết quả cao hơn trong thi cử là một điều trăn trở của một
giáo viên trẻ chỉ với một số năm công tác như tôi. Trong quá trình công tác tôi cũng
đã tìm tòi và mạnh dạn đưa vào một số phương pháp mới trong hoạt động giảng
dạy của mình.
Tôi xây dựng phương pháp đồ thị này với mong muốn giúp các em học sinh có
được phương pháp giải một số dạng bài tập một cách nhanh chóng. Phương pháp
không mới, đã được nhiều tác giả đề cập đến nhưng tôi đã xây dựng lại phương
pháp dựa trên quan điểm Hóa học và đã phát triển và mở rộng phương pháp này
cho nhiều dạng bài tập khác nhau, phức tạp hơn
Phương pháp đồ thị mà tôi nêu ra trên đây là kết quả của một thời gian giảng
dạy các lớp học khối, các lớp ôn thi ĐH và CĐ ở trường THPT số 1 Bát Xát. Sau
khi trao đổi với các đồng nghiệp về phương pháp này, tôi cũng đã nhận được những
sự đóng góp quý báu và sự ủng hộ của các đồng nghiệp trong và ngoài trường. Tôi
đã đưa phương pháp này vào giảng dạy cho các em học sinh và bước đầu thu được
kết quả khả quan được thể hiện qua các bài kiểm tra cũng như trong các kì thi thử
ĐH mà trường tổ chức. Còn một số dạng bài toán hóa học khác cũng có thể giải
bằng phương pháp đồ thị như
- Xét sự biến đổi pH của dung dịch khi điện phân dung dịch hỗn hợp một số