A - Đặt vấn đề
Trong công cuộc đổi mới chung của đất nớc, cải cách giáo dục là một vấn
đề đợc đa lên hàng đầu. Muốn đa xã hội tiến lên cần phải có những con ngời có
tri thức, có trình độ, có khả năng t duy sáng tạo trên mọi lĩnh vực. Chính vì vậy "
việc dạy" và " việc học" là hai việc luôn đợc xã hội quan tâm.
Trong các môn học cấp THCS thì Hoá học là môn học khá mới mẻ, chỉ bắt
đầu từ lớp 8 và đối với học sinh việc học tập còn khá khó khăn, điều này không
chỉ đúng với nhiều học sinh mà ngay cả học sinh khá giỏi cũng gặp nhiều lúng
túng.
Việc học Hoá không chỉ đơn thuần là viết phơng trình phản ứng hay nắm
một số tính chất hoá học, định luật cơ bản, mà phải hiểu đợc bản chất vấn đề, để
có thể suy đoán, suy diễn hợp lý các khả năng có thể xảy ra. Có nh vậy học sinh
mới có thể phân tích, hiểu và giải đợc các dạng bài tập nhất là những bài tập hỗn
hợp, phức tạp. Vậy khi dạy Hoá nhất là mảng bài tập ngời giáo viên cần giúp học
sinh có các hớng t duy, tự đặt ra các khả năng có thể xảy ra, suy diễn vấn đề từ
phơng trình đầu đến phơng trình cuối một cách logic, hợp lý.
Nói thì nh vậy, nhng suy diễn, lập luận một vấn đề một cách có logic quả là
rất rộng và không hề đơn giản. ở đây tôi chỉ xin đề cập đến một khía cạnh rất
nhỏ là: Rèn phơng pháp t duy logic qua việc giải một số dạng bài tập " D
thừa" ( phần vô cơ) .
Nguyễn Hơng Giang
B- Giải quyết vấn đề :
I- Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn:
1- Cơ sở lý luận:
Hoá học là một khoa học thực nghiệm. Nói đến hoá là nói đến sự biến đổi
từ chất này thành chất khác và bài toán hoá cũng không nằm ngoài bản chất đó.
Để giải một bài toán từ đơn giản đến phức tạp cần vận dụng nhiều kiến thức
về toán học, lý học và cơ bản là nắm đợc sự biến đổi của một chuỗi các phản ứng
hoá học có trong bài, dự đoán các khả năng có thể xảy ra.
Chính vì vậy nếu không có phơng pháp t duy hợp lý, chặt chẽ thì bài tập sẽ
dẫn đến phức tạp hoá vấn đề hoặc lại đơn giản hoá vấn đề và sẽ dẫn đến bế tắc.
- Phản ứng xảy ra không hoàn toàn -> các chất tham gia phản ứng đều d.
+ Học sinh rất lúng túng và sự t duy thờng máy móc, các em tự cho rằng 2
chất tham gia phản ứng hết với nhau. Hoặc khá hơn thì cũng phát hiện đợc một
chất d sau phản ứng.
+ Học sinh cha có khả năng móc nối kiến thức qua nhiều phơng trình phản
ứng xảy ra trong bài. Hoặc nếu có thể móc nối đợc thì lại dẫn đến phức tạp hoá
vấn đề. Cha biết tận dụng các định luật, thuật toán giải bài toán hoá. Thông th-
ờng các em quen giải bài tập nh sau:
+ Viết phơng trình phản ứng.
+ Tìm mối liên hệ giữa các phơng trình ( tự quy chụp các phản ứng xảy ra
hoàn toàn).
+ Tìm ra hệ phơng trình đại số nhiều ẩn.
Chính vì vậy đứng trớc những bài tập phức tạp học sinh thờng bị rối và t
duy trở nên máy móc. Do vậy cần định hớng và rèn phơng pháp t duy cho học
sinh ngay từ những bài tập đơn giản để khi gặp các bài tập khó các em có thể suy
nghĩ, chứng minh một cách logic biến vấn đề phức tạp trở nên dơn giản hơn .
Thông qua việc hớng dẫn học sinh giải một số bài tập " thừa thiếu" giáo
viên có thể rèn chọn học sinh phơng pháp t duy logic trên cơ sở đó mà các em có
thể phát triển đợc kỹ năng t duy nhanh, sắc và chính xác.
II- Nội dung thực hiện :
1- Làm thế nào để phát hiện ra dạng bài tập " d - thừa"
Câu hỏi này tởng là đơn giản nhng đối với học sinh nhất là hoặc THCS thì
không hề đơn giản. Do các em mới tiếp cận bộ môn nên khi làm bài tập, t duy
thờng máy móc và thờng quy chụp cho rằng phản ứng xảy ra hoàn toàn. Vì vậy
không lờng các khả năng có thể xảy ra dẫn đến viết thiếu phơng trình phản ứng
-> Không hiểu đợc bản chất những hiện tợng tiếp theo -> Suy diễn sai.
Chính vì vậy việc phát hiện ra dạng bài tập là rất quan trọng nó có vai trò
định hớng cho khả năng t duy tiếp theo của học sinh có đúng đắn hay không?
Để giải quyết vấn đề này giáo viên cần hớng dẫn cho học sinh lu ý khi cho
2 chất tác dụng với nhau không phải lúc nào m
O ; nến d ).
b- Nến cháy hết .
Giáo viên hỏi : Nến cháy hết trong những điều kiện nào?
Học sinh trả lời đợc :
+ Điều kiện lợng O
2
vừa đủ để cung cấp cho nến cháy có thể O
2
d.
=> Trong bình ngoài các sản phẩm CO
2
; H
2
O còn có thể O
2
d.
c- Trờng hợp 3:
Học sinh phát hiện ra => phản ứng xảy ra cha toàn toàn,
=> Sau phản ứng ngoài H
2
O và CO
2
còn có thể có nến ( d) và O
2
d.
Nh vậy qua ví dụ này giúp cho học sinh bớc đầu hình dung đợc khi 2 chất
tham gia phản ứng thì sẽ có nhiều khả năng có thể xảy ra. Bớc đầu có t duy nh
vậy sẽ giúp học sinh định hớng tốt hơn trong các bớc t duy tiếp theo.
+ Bớc tiếp theo giáo viên có thể đa một só dạng bài tập cơ bản về d thừa để
học sinh xác định .
Bớc 2: Lập tỷ lệ số gam ( hoặc tỷ lệ số mol) của từng chất theo đề bài và
phơng trình:
Số gam A (theo đề bài)
=
m
A
hoặc
Số monl A (theo đề bài
=
n
A
Số gam A (theo PT) A.a Số mol A (theo PT ) a
Số gam B (theo đề bài)
=
m
B
hoặc
Số monl B (theo đề bài
=
n
B
Số gam B (theo PT) B.b Số mol B (theo PT ) b
Nếu :
m
A
>
m
B
hoặc
n
Bớc 2: + Lập tỷ lệ và so sánh => chất nào d.
+ Tính KL sản phẩm theo KL chất đã phản ứng hết .
+ Tính KL chất còn d sau phản ứng.
Giải :
n
NaOH
=
40
50
= 1,25mol ; n
HCl =
5,36
5,36
= 1mol
Phơng trình phản ứng : NaOH + HCl - > NaCl + H
2
O
1mol 1mol 1mol
Lập tỷ số :
n
NaOH
( bài cho) 1,25
n
NaCl
( PT ) 1 1,25 > 1
n
HCl
( bài cho) 1
n
HCl
5
= m
O
2
+ Mp = 105,5+16 = 31,5g
Nguyên nhân: học sinh cha đọc kỹ đề bài vội vàng và không xem xét sau
phản ứng trong bình có những chất nào.
+ Giáo viên cần lu ý học sinh cần xác định xem bài tập này có phản là bài
tập d tha hay không? -> Học sinh thấy rằng bài toán cho trớc lợng 2 chất tham
gia phản ứng => Có thể có khả năng 1 chất d sau phản ứng .
+ Từ đó học sinh sẽ hiểu => khối lợng 31,5 g là tổng khối lợng của P
2
O
5
và
1 chất P hoặc O
2
d sau phản ứng .
+ Học sinh tiếp tục lập tỷ lệ - So sánh => rút ra đợc : + Chất d sau phản ứng
+ Chất phản ứng hết.
Nguyễn Hơng Giang
=
=
+ Tính Kl sản phẩm theo
lợng đã phản ứng hết .
2.2- Chất A, B cùng phản ứng với 1 chất A khác .
* Định hớng chung :
Đây là dạng BT khó yêu cầu đặt ra các khả năng có thể chất C d hoặc
không d.
Bài tập thờng xảy ra trong trờng hợp cho trớc hỗn hợp 2 kim loại tác dụng
Nmin < n
C
< n
max
.
Bớc 4: So sánh giá trị n
C
thực tế với 2 giá trị n
min
và n
max
.
Nếu n
C
< n
min
=> C phản ứng hết A, B d
Nếu n
C
> n
mâx
=> C d sau phản ứng A, B tác dụng hết.
Ví dụ 1: Cho 3,87g hỗn hợp khối lợng gồm Mg và Al tác dụng với 258 gam
dung dịch HCl 7,3%.
a- Cho biết tròng sản phẩm thu đợc có những chất nào?
b- Cho V
B
= 4,368 l ( đktc). Tính thành phần % mỗi Kl có trong hỗn hợp.
Nhận xét: Với bài tập này học sinh dễ dàng bị nhầm với dạng toán 3,87 g
hỗn hợp tác dụng hết với 258 g dung dịch HCl.
=> 24x + 27y = 3,78
Từ phát triển của m
hh
=> Bất phơng trình
24x (x+y) < (24 x + 27y)
<=> 24 (x+y) < 3,78 < 27 (x+y)
Bớc 3: Tính số mol HCl theo x và y:
Từ PT (1) và (2) => n
HCl
= 2x + 3y
Bớc 4: Tìm giá trị cực đại và cực tiêu của n
HCL
:
2(x+y) < 2x + 3y < 3 (x + y)
<=> 20,14 < n
HCl
< 30,16 <=> 0,28 < n
HCl
< 0,48 thế mà theo bài ra:
n
HCl
=
5,36.100
3,7.250
= 0,5> 0,98
=> HCl d sau phản ứng .
=> Trong dung dịch A có AlCl
3
; MgCl
2
2
(1)
Fe + 2HCl -> FeCl
2
+ H
2
(2)
Bớc 2: Đặt ẩn: Gọi x, y lần lợt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp theo bài ra
ta có: m
hh
= m
Al
+ m
Fe
= 22g.
=> 27x + 56y = 22
Bớc 3: Tìm khoảng xác định của (x + y)
Ta có: 27 (x+ y) < 27x + 56y < 56 (x+y)
<=> 27 (x + y) < 22 <56 (x+y)
<=> 0,39 < x+ y < 0,8
Bớc 3: Tính số mol HCl theo x, y và xác định giá trị và nmax của n
HCl
Phơng trình phản ứng: 2Al + 6HCl -> 2 AlCl
3
+ 3 h
2
(1)
x ( mol ) 3x ( mol)
Fe + 2 HCl - > FeCl
2
HCl 1 M thu đợc dung dịch A, Sau khi thêm 800 g dung dịch NaOH vào dung
dịch A lọc thu đợc kết tủa nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi đợc
chất rắn có khối lợng 13,65 g .
Tính khối lợng của Al và Fe trong hỗn hợp.
Nhận xét 1: ở bài này học sinh cũng rất dễ nhầm lẫn và cho rằng 9,96 g
hỗn hợp Al và Fe tan hết trong dung dịch HCl
Nguyễn Hơng Giang
=> Học sinh cần đọc kỹ đề bài và phải đặt ra cho bản thân câu hỏi:
+ Liệu hỗn hợp Al và Fe có tan hết trong dung dịch HCl hay không.
+ Từ đó các em dễ dàng theo các bớc :
Bớc 1 :Viết PTPT: Al và Fe tác dụng với dung dịch HCl
Al + 6 HCl -> 2AlCl3 + 3H2 (1)
x (mol) 3x (mol)
Fe + 2 HCl -> FeCl2 + H2 (2)
y(mol) 2 y(mol)
Bớc 2: Đặt ẩn và tìm giá trị cực đại, cực tiểu của (x+ y)
Gọi x, y lần lợt là số mol Al và Fe có trong 9,96g hỗn hợp ban đầu (x, y>
o).
mhh = m
Al
+ m
Fe
= 27x + 56 y = 9,96g
Ta có: 27 (x+ y) < 27x + 56y < 56 (x+ y)
<=> 27 (x+y) < 9,96 < 56 ( x + y)
<=> 0,178 < x+ y < 0,369.
Bớc 3: Tìm số mol HCl theo x, y, xác định nmin, n
max
của n
HCL
AlCl
3
+ 2NaOH - > 3NaCl + Al (OH)
3
(4)
FeCl
2
+ 2NaOH -> 2NaCl+ Fe ( OH)
2
. (5)
Đến đây học sinh sẽ phải tự đa ra câu hỏi :
+ Liệu Al(OH)
3
có phản ứng hết với NaOH không hay còn d trong kết tủa
lọc đợc?
T duy để đa ra đợc câu hỏi này ra theo tôi đối với học sinh là khó nếu nh
học sinh cha đợc làm quen với các bài tâp " d - thừa" .
Nguyễn Hơng Giang
Chính vì vậy giáo viên cần rèn t duy logic của học sinh ngay từ những dạng
bài tập d thừa đơn giản từ đó học sinh biết đặt câu hỏiđể giải quyết các bài tập
khó một cách hợp lý.
Với bài tập trên cần chia 2 trờng hợp.
1- D NaOH và Al (OH)
3
tan hết -> kết tủa thu đợc là Fe (OH)
2
.
2- thiếu NaOH, Al (OH)
3
tan một phần .
trong 2 l dung dịch H
2
SO
4
0,5M .
a- Chứng tỏ dung dịch này tan hết.
b- Nếu dùng một lợng Zn và Fe gấp đôi trờng hợp trên, lợng H
2
SO
4
vẫn nh
cũ thì hỗn hợp mới có tan hết trong H
2
SO
4
. không?
Hớng dẫn :
+ Viết phơng trình phản ứng:
Zn + H
2
SO
4
- > ZnSO
4
+ H
2
x(mol) x(mol)
Fe + H
2
Nguyễn Hơng Giang
Bài 3: Một hỗn hợp X gồm K, Zn và Fe có khối lợng 49,3g. Số mol K = 2
lần số mol Zn. Hoà tan hỗn hợp trong nớc d còn lại một chất rắn A. Cho A tác
dụng với 150mol dung dịch CuSO
4
4M thu đợc 19,2g kết tủa .
Xác định khối lợng mỗi KL trong hỗn hợp X.
Hớng dẫn :
+ Viết phơng trình phản ứng .
2K + 2H
2
O -> 2KOH + 2H
2
.
Sau đó Zn tan trong dung dịch KOH.
Zn + 2KOH - > K
2
ZnO
2
+ H
2
.
Học sinh cần phải biết đặt câu hỏi chất rắn A có thể là chất nào?
n
KOH
= 2n
Zn
( theo phơng trình )
n
KOH