sở giáo dục và đào tạo Thanh hóa
Trờng THPT hàm rồng
Sáng kiến kinh nghiệm
"sử dụng phơng pháp đồ thị trong toán học
để giải nhanh một số bài tập Hoá học"
Ngời viết: Nguyễn Thanh Hải
Tổ: Hoá - Sinh - Kỹ thuật
Năm học: 2006 - 2007
2
Mục lục
Trang
A. Đặt vấn đề 3
B. Giải quyết vấn đề 4
I. Phơng pháp đồ thị 4
II. Các ví dụ 4
III. Phơng pháp chung 9
IV. Tổ chức thực hiện 11
C. Kết luận 12
Tài liệu tham khảo
1. Sách Hoá học Lớp 12 - NXB GD HN 2000.
2. Sách Bài tập Hoá học Lớp 12 - NXB GD HN 2000.
3. Đề thi tuyển sinh vào các trờng Đại học và Cao đẳng
NXB ĐHQG HN 1999-2001.
4. Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học cấp Tỉnh, cấp
Quốc gia các năm.
3
A. đặt vấn đề
Trong học tập hoá học, việc giải bài tập có một ý nghĩa rất quan trọng. Ngoài
việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách
sinh động; bài tập hoá học còn đợc dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về
hoá học. Thông qua giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông

phơng trình.
Trong hoá học, một số dạng bài tập đợc giải dựa trên cơ sở nội dung của ph-
ơng pháp này. Đó là trờng hợp mà trong thí nghiệm hoá học có hai quá trình lợng
kết tủa tăng dần, sau đó giảm dần đến hết khi lợng chất phản ứng có d. Có thể vận
dụng phơng pháp này trong hoá học ở các trờng hợp chủ yếu sau:
- Thổi khí CO
2
vào dung dịch chứa hiđroxit của kim loại phân nhóm chính
nhóm II.
- Rót từ từ dung dịch kiềm đến d vào dung dịch muối nhôm hoặc muối kẽm.
- Rót từ từ dung dịch axit đến d vào dung dịch muối có chứa anion AlO
2
-
hoặc ZnO
2
2-
.
Ta xem xét phơng pháp giải một số bài tập dựa trên cơ sở đó thông qua một
số ví dụ sau.
II. Các ví dụ
Ví dụ 1: Cho 10 lít (đktc) hỗn hợp A gồm N
2
và CO
2
ở đktc vào 2 lít dung
dịch Ca(OH)
2
0,02 M thì thu đợc 1 gam kết tủa.
Tính % CO
2

= 1 : 100 = 0,01 (mol)
Tr ờng hợp 1: Chỉ có phản ứng (1) Ca(OH)
2
d.
Theo phơng trình ta có:
Số mol CO
2
= Số mol CaCO
3
= 0,01 (mol)
= Số mol Ca(OH)
2
< 0,04 (mol).
5
Vậy, A có % CO
2
=
=ì
ì
%24,2%100
10
4,2201,0
Tr ờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra Ca(OH)
2
hết.
Theo phơng trình (1):
Số mol CaCO
3
(1) = Số mol Ca(OH)
2

Tr ờng hợp 1: Số mol CO
2
= 0,01 (mol).
Tr ờng hợp 2: Số mol CO
2
= 0,07 (mol).
Ví dụ 2: Hoà tan 26,64 gam chất X là tinh thể muối sunfat ngậm nớc của kim
loại M hoá trị n vào nớc đợc dung dịch A.
Cho A tác dụng với dung dịch NH
3
d, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lợng
không đổi thì thu đợc 4,08 gam chất rắn B. Nếu cho A tác dụng với dung dịch
BaCl
2
d thì thu đợc 27,96 gam kết tủa.
6
a. Tìm công thức của X.
b. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để thu đợc lợng kết
tủa lớn nhất, nhỏ nhất.
c. Cho 250 ml dung dịch KOH tác dụng hết với A thì thu đợc 2,34 gam kết
tủa. Tính nồng độ của dung dịch KOH.
(Đề thi tuyển sinh - NXB Giáo dục Hà nội - 1998).
Lời giải
a. Kết quả tính toán cho ta công thức muối là: Al
2
(SO
4
)
3
.18H

2
-
+ 2 H
2
O (2)
b. Để lợng kết tủa lớn nhất thì chỉ xảy ra phản ứng (1).
Theo phơng trình:
Số mol OH
-
= 3. Số mol Al
3+
= 3. 0,08 = 0,24 (mol)
Để lợng kết tủa nhỏ nhất thì xảy ra cả phản ứng (1) và (2).
Theo phơng trình:
Số mol OH
-
= 4. Số mol Al
3+
= 4. 0,08 = 0,32 (mol)
Vậy, thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để lợng kết tủa thu đợc
lớn nhất, nhỏ nhất tơng ứng là:
V = 0,24 : 0,2 = 1,2 (lít) và V' = 0,32 : 0,2 = 1,6 (lít).
c. Số mol kết tủa Al(OH)
3
thu đợc là 2,34 : 78 = 0,03 (mol).
Tr ờng hợp 1: Chỉ có phản ứng (1) Al
3+
d.
Theo phơng trình ta có:
Số mol OH

= 3. 0,08 + 0,05 = 0,29 (mol)
Vậy, nồng độ dung dịch KOH là: [KOH] =
= )(16,1
25,0
29,0
M
* Phơng pháp đồ thị:
Dựa vào tỷ lệ phản ứng ở phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn l-
ợng kết tủa thu đợc theo lợng OH
-
đã phản ứng nh sau:
Số mol Al(OH)
3
0,08

0,03

0,09 0,24 0,29 0,32 Số mol OH
-
Dựa vào đồ thị ta có ngay:
b. Số mol OH
-
cần có để lợng kết tủa thu đợc lớn nhất, nhỏ nhất tơng ứng là
0,24 và 0,32 (mol).
c. Nếu sau phản ứng thu đợc 2,34 gam kết tủa thì:
Tr ờng hợp 1: Số mol OH
-
= 0,09 (mol).
Tr ờng hợp 2: Số mol OH
-

Al(OH)
3
(1)
3 H
+
+ Al(OH)
3
Al
3+
+ 3 H
2
O (2)
b. Theo giả thiết: Số mol Al(OH)
3
= 5,46 : 78 = 0,07 (mol)
Tr ờng hợp 1: Chỉ có phản ứng (1) AlO
2
-
d.
Theo phơng trình ta có:
Số mol H
+
= Số mol Al(OH)
3
= 0,07 (mol).
Số mol AlO
2
-
(p) = Số mol Al(OH)
3

(lít).
* Phơng pháp đồ thị:
Số mol Al(OH)
3
0,1
0,07
9 0,07 0,1 0,19 0,4 Số mol H
+
Dựa vào tỷ lệ phản ứng ở phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn l-
ợng kết tủa thu đợc theo lợng H
+
đã phản ứng nh trên.
b. Nếu sau phản ứng thu đợc 5,46 gam kết tủa thì:
Tr ờng hợp 1: Số mol H
+
= 0,07 (mol).
Tr ờng hợp 2: Số mol H
+
= 0,19 (mol).
III. Ph ơng pháp chung
Qua việc giải các bài tập ở trên bằng hai phơng pháp khác nhau ta nhận thấy:
- Có thể giải một số bài tập hoá học theo phơng pháp đồ thị một cách nhanh
chóng mà không bị bỏ sót nghiệm.
- Các bài tập hoá học giải đợc theo phơng pháp này gồm hai loại chủ yếu sau:
1. Tính lợng chất đã phản ứng tơng ứng với lợng kết tủa thu đợc.
2. Tìm điều kiện để khối lợng kết tủa thu đợc lớn nhất, nhỏ nhất.
Dạng 1: Thổi từ từ khí CO

y = 4a - b (mol).

Số mol Al(OH)
3
a

b

Số mol OH
-
x 3a y 4a
Số mol Zn(OH)
2
a

b

Số mol OH
-
x 2a y 4a
* Số mol OH- đã phản ứng là: x = 2b (mol)
y = 4a - 2b (mol).
Dạng 3: Rót từ từ dung dịch axit đến d vào dung dịch chứa a mol muối AlO
2
-
hoặc ZnO
2
2-
. Sau phản ứng thu đợc b mol kết tủa.
Số mol Al(OH)

và lớp 12C
9
trờng THPT Hàm Rồng
năm học: 2006 - 2007.
Học sinh lớp 12C
8
đợc giới thiệu phơng pháp đồ thị, còn học sinh lớp 12C
9
chỉ đợc giới thiệu phơng pháp truyền thống.
Đề bài kiểm tra TNKQ (trích):
- Cho V lít (đktc) khí CO
2
hấp thụ hoàn toàn vào 450 ml dung dịch Ba(OH)
2
0,2M thì thu đợc 15,76 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 1,792 lít. B. 2,24 lít. C. 2,016 lít. D. A và B.
- Cho m gam Na tan hết trong 100 ml dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
0,2M. Sau phản
ứng thu đợc 0,78 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 0,69 gam. B. 2,76 gam. C. 2,45 gam.D. 1,69 gam.
- Rót từ từ dung dịch HCl 0,1M vào 200 ml dung dịch KAlO
2
0,2M. Sau
phản ứng thu đợc 1,56 gam kết tủa. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:
A. 0,2 và 1 lít. B. 0,4 và 1 lít. C. 0,2 và 0,8 lít. D. 0,4 và 1 lít.

- Kiến thức của học sinh ngày càng đợc củng cố và phát triển sau khi hiểu
nắm vững đợc bản chất của các quá trình hoá học.
- Trong quá trình tự học, học sinh tự tìm tòi, phát hiện đợc nhiều phơng pháp
khác nhau trong giải bài tập hoá học
- Niềm hứng thú, say mê trong học tập của học sinh càng đợc phát huy khi
biết sử dụng kiến thức toán học, đặc biệt là kiến thức về đồ thị để giải các bài tập
loại này.
- Học sinh nhanh chóng có đợc kết quả để trả lời câu hỏi TNKQ mà tránh đ-
ợc việc bỏ sót nghiệm khi làm theo hình thức tự luận.
- Sử dụng phơng pháp này trong giảng dạy, các thầy cô giáo sẽ không phải
mất nhiều thời gian trong việc mô tả hiện tợng, xét các trờng hợp xảy ra.
Do năng lực và thời gian có hạn, đề tài có thể cha bao quát hết đợc các loại
dạng của phơng pháp. Các ví dụ đợc đa ra trong đề tài có thể cha thực sự điển hình
nhng vì lợi ích thiết thực của phơng pháp trong công tác giảng dạy và học tập nên
tôi mạnh dạn viết, giới thiệu với các thầy cô và học sinh.
Rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung cho cho đề tài để thực sự góp phần
giúp học sinh học tập ngày càng tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Thành phố Thanh Hóa, ngày 25/4/2007
Ngời viết
Nguyễn Thanh Hải
14