SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
“RÈN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC
CHO HỌC SINH THCS”
A. MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Thực trạng của vấn đề nghiên cứu
Hóa học là môn khoa học nghiên cứu về chất, sự biến đổi chất và ứng dụng của
chúng, do vậy Hóa học có vai trò quan trọng trong nhà trường cũng như ngoài cuộc sống.
Hóa học trong nhà trường THCS cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ
thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về Hóa học, hình thành và phát triển năng lực nhận
thức, năng lực hành động, năng lực xã hội và năng lực cá nhân cho học sinh. Từ đó học
sinh có khả năng vận dụng, liên hệ, ứng dụng tốt các kiến thức vào giải quyết các nhiệm
vụ cụ thể, thực tế, có thói quen làm việc khoa học, trung thực, cẩn thận, tỉ mỉ, tự giác, có
ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội, có thể hòa hợp với môi trường thiên
nhiên, chuẩn bị hành trang đi vào cuộc sống lao động.
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, “ học” phải đi đôi với “hành” mới đạt hiệu
quả, chất lượng cao. “ Hành” trong hóa học là nói tới kĩ năng thao tác, tiến hành các thí
nghiệm hóa học, kĩ năng vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn,
hay giải các bài tập hóa học… Trong đó bài tập hóa học là phương tiện chủ yếu để rèn
luyện và phát triển tư duy của học sinh, là công cụ để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ
năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống, sản xuất và nghiên cứu khoa học. Trong thực tế
giảng dạy, việc giải bài tập hóa học nói chung, bài tập về công thức hóa học nói riêng, đối
với học sinh còn gặp nhiều khó khăn, một số học sinh làm bài tập một cách máy móc,
lúng túng trong phương pháp và cách trình bày chưa được khoa học, hợp lý. Hơn nữa
trong phân phối chương trình giảng dạy trên lớp ít: 02 tiết/1 tuần, thời lượng dành cho
luyện tập không nhiều, song số lượng và dạng loại các bài tập lại rất phong phú, đặc biệt
trong các đề thi chọn học sinh giỏi các cấp, thi vào trường chuyên…
Qua nghiên cứu và phân dạng bài tập tôi nhận thấy dạng bài tập về công thức hóa
học xuyên suốt chương trình Hóa học 8, 9, chiếm một vị trí quan trong trong chương
trình Hóa học trung học cơ sở.
thức về hóa học đại cương, vô cơ và hữu cơ.
* Phần đại cương là các khái niệm, định luật, quy tắc cơ bản của hóa học. Những
kiến thức này sẽ theo học sinh trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu hóa học:
Bảng 1: MỘT SỐ NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
Số
Proto
n
Tên nguyên tố
Ký hiệu hóa
học
Nguyên tử khối Hóa trị
1 Hiđro H 1 I
2 Heli He 4
3 Liti Li 7 I
4 Beri Be 9 II
5 Bo B 11 III
6 Cacbon C 12 IV,II
7 Nitơ N 14 II,III,IV…
8 Oxi O 16 II
9 Flo F 19 I
10 Neon Ne 20
11 Natri Na 23 I
12 Magie Mg 24 II
13 Nhôm Al 27 III
14 Silic Si 28 IV
15 Photpho P 31 III,V
16 Lưu huỳnh S 32 II,IV,VI
17 Clo Cl 35,5 I,…
18 Argon Ar 39,9
19 Kali K 39 I
A + B
→
C + D
Công thức về khối lượng: m
A
+ m
B
= m
C
+ m
D
- Quy tắc hóa trị
Trong công thức hóa học, tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố này bằng tích của
chỉ số và hóa trị của nguyên tố kia.
. .
a b
x
y
A B a x b y⇒ =
- Khái niệm về phản ứng hóa học, bản chất của phản ứng hóa học,
- Phương trình hóa học biểu diễn phản ứng hoá học và cho biết :
+ chất tham gia và sản phẩm tạo thành sau phản ứng
+ phản ứng xảy ra trong điều kiện nào ?
+ tỉ lệ giữa các chất tham gia và sản phẩm tạo thành về: số nguyên tử (phân tử) ; khối
lượng ; số mol.
- Công thức chuyển đổi
m
n
M
A
M
d =
Trong đó
n: số mol
M: khối lượng mol
m: khối lượng chất
V: thể tích chất khí
d
A/B
: tỉ khối chất khí A đối với chất khí B
d
A/KK
: Tỉ khối chất khí A đối với không khí
- Tinh thể ngậm nước (tinh thể hidrat) là có chứa một số phân tử nước nhất
định trong tinh thể. Ví dụ CuSO
4
. 5 H
2
O, Na
2
CO
3
.10H
2
O….
* Phần hóa học vô cơ là các kiến thức về phân loại, tính chất của:
- Các hợp chất vô cơ: oxit, axit, bazơ, muối
- Kim loại: sắt, nhôm…, phi kim: clo, cacbon…. và các hợp chất của chúng.
* Phần hóa học hữu cơ là các kiến thức về thành phần, cấu tạo hidrocacbon, dẫn xuất
hợp mỗi dạng bài vào từng phần nội dung của tiết học sao cho phù hợp với nội dung
chương trình dạy học. Đổi mới phương pháp dạy học tích cực và đổi mới kiểm tra đánh
giá, vừa thực hiện tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau – nghĩa là sau khi các nhóm học sinh
hoàn thành nhiệm vụ, thảo luận thống nhất có thể đưa ra đáp án chuẩn, phương pháp trình
bày khoa học nhất từ đó yêu cầu các em tự đánh giá hoặc cho các nhóm đánh giá chéo
nhau để đảm bảo khách quan, kết hợp với đánh giá của giáo viên. Giáo viên đánh giá cao
các cách giải hay, sáng tạo của học sinh nhằm kịp thời động viên các em tích cực phát
huy vận dụng sáng tạo trong học tập. Việc kết hợp đổi mới mục tiêu, nội dung và phương
pháp dạy học phần công thức hóa học như vậy không những khiến cho học sinh phát triển
về mặt trí tuệ, thể lực, nhân cách, còn giúp cho các giờ học trở nên nhẹ nhàng, hiệu quả,
đồng thời rèn cho các em nhiều kĩ năng như tự nghiên cứu, tư duy tổng hợp, khái quát
hóa, khả năng liên hệ, vận dụng linh hoạt, kĩ năng ra quyết định, nhận xét, đánh giá và kĩ
năng giao tiếp…
4. Thời gian tạo ra giải pháp
Tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài này trong năm học 2012-2013. hoàn thành vào
tháng 05 năm 2013.
B. NỘI DUNG
I. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
1. Giúp học sinh hệ thống được các dạng bài tập về công thức hóa học: tính theo công
thức hóa học và xác định công thức, từ đó có phương pháp giải phù hợp cho từng dạng.
2. Giúp học sinh có hứng thú khi học tập bộ môn từ đó tích cực, chủ động sáng tạo trong
việc chiếm lĩnh tri thức.
3. Coi đề tài là một tài liệu để nghiên cứu và tham khảo cho giáo viên và phụ huynh.
II. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH
1. Mô tả giải pháp của đề tài
1.1. Phương pháp giải một số dạng bài tập về công thức hóa học
CHUYÊN ĐỀ 1. BÀI TẬP TÍNH THEO CÔNG THỨC HÓA HỌC
Dạng 1. Biết công thức hóa học, tính thành phần phần trăm về khối lượng các
nguyên tố.
Cách giải
A B A B
m
B
M M
= =
hoặc
% 100% %B A
= −
Trong đó
(+) m
A
, m
B
là khối lượng của nguyên tố A, B
(+) M
x y
A B
lần lượt là khối lượng mol của A
x
B
y
Nếu hợp chất có nhiều nguyên tố thì ta tính tương tự như trên.
Ví dụ 1: Tính thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố trong hợp
chất SO
2
.
Hướng dẫn
- Tìm khối lượng mol của hợp chất
2
32 16.2 64( )
Ví dụ 2. Trong các hợp chất sau, hợp chất nào có hàm lượng sắt cao nhất?
a. FeO b. Fe
2
O
3
c. Fe
3
O
4
d. FeSO
4
e. FeS
2.
Hướng dẫn
Cách 1. Tính thành phần Fe trong từng hợp chất
Trong hợp chất FeO :
56
% Fe .100% 77,78%
56 16
= =
+
Trong hợp chất Fe
2
O
3
:
56.2
% Fe .100% 70%
56.2 16.3
+
Vậy hợp chất FeO có hàm lượng Fe cao nhất
Cách 2. Suy luận nhanh: Do O = 16; S = 32 nên 1 nguyên tử S tính bằng 2 nguyên tử O.
Quy S sang O và tính xem ở mỗi chất trung bình 1 nguyên tử sắt kết hợp với bao nhiêu
nguyên tử O. Chất nào có số nguyên tử O nhỏ nhất thì chất đó có hàm lượng Fe lớn nhất.
1 1
FeO
1,5
1
3
2
Fe O
1,3
1
3 4
Fe O
1 6
4
Fe SO
1 4
2
FeS
Kết luận: Hợp chất FeO có hàm lượng Fe cao nhất.
Dạng 2. Tính khối lượng của mỗi nguyên tố có trong một lượng hợp chất
Ví dụ 1: Tìm khối lượng của C trong 22 gam CO
2
Hướng dẫn
Ta có M
CO
2
= 12 + 16.2 = 44 (g)
Trong 44 gam CO
2
có 12 gam C
vậy trong 22 g CO
2
có b gam C
=>
22.12
6( )
44
b g= =
)
Ví dụ 2. Để tăng năng suất cho cây trồng, một bác nông dân đã đến cửa hàng phân
bón để mua phân đạm. Cửa hàng đó có các loại phân bón sau: NH
4
NO
3
(đạm 2 lá);
(NH
2
)
2
NH CO
n mol
= =
=>
2.8333,33.14 233333( ) 233,333
N
m g kg= = =
+ Đạm 1 lá
4 2 4
( )
500000
3787,87( )
132
NH SO
n mol
= =
=>
2.3787,87.14 106060( ) 106,06
N
m g kg
= = =
Kết luận: Vậy bón đạm urê là có lợi nhất.
Cách 2.
+ Đạm 2 lá:
2.14
% .100% 35%
14 4 14 16.2
N = =
+ + +
+ + +
=>
21, 21
.500 106,06(k )
100
N
m g= =
Kết luận: Vậy bón đạm urê là có lợi nhất
CHUYÊN ĐỀ 2. BÀI TẬP XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC
Phương pháp chung
a) Đối với bài toán tìm công thức của chất vô cơ:
Bao gồm xác định tên kim loại, tên oxit, tên muối, bazơ…
Phương pháp chung là tìm được nguyên tử khối của kim loại, phân tử khối của oxi,
muối…hoặc tìm được tỉ lệ về số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất. Muốn làm
được như vậy chúng ta có thể áp dụng phương pháp trung bình ( nguyên tử khối trung
bình, phân tử khối trung bình) và phối hợp các phương pháp khác như phương pháp đại
số, bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng…
Một số kim loại có nhiều hóa trị nên trong các phản ứng khác nhau nó có thể thể
hiện các hóa trị khác nhau, tùy thuộc vào đề bài.
b) Đối với bài toán tìm công thức phân tử hoặc công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ
thì phương pháp chung là tìm được số nguyên tử cacbon, hiđro, oxi… hoặc tìm được
phân tử khối của hợp chất đó và tỉ lệ số nguyên tử các nguyên tố trong phân tử. Xác định
công thức hợp chất có thể thông qua công thức đơn giản. Muốn vậy chúng ta cũng sử
dụng phương pháp trung bình (số nguyên tử cacbon trung bình, phân tử khối trung bình),
phương pháp đại số, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp bảo toàn khối
lượng, biện luận
Muốn giải được bài toán dạng này thì điều quan trọng nhất là phải viết được các
b
a
là tối giản
Suy ra x = b hoặc b’; y = a hoặc a’
Ví dụ 1: Lập công thức hóa học của nhôm oxit, biết rằng đó là hợp chất của Al và
O.
Hướng dẫn
- Gọi công thức dạng:
III II
x
y
Al O
( x,y là các số nguyên dương)
- Áp dụng quy tắc hóa trị ta có: x. III = y. II
=>
x II
y III
=
=> Suy ra x =2, y = 3
- Vậy công thức của nhôm oxit là Al
2
O
3
Ví dụ 2: Lập công thức hóa học của Ca có hóa trị II và gốc SO
4
Có hóa trị II.
Học sinh vận dụng
Cách 1. - Viết công thức dưới dạng: Ca
II
x
- Khi a = b thì x = y =1 = > công thức CaSO
4
(*)Có thể áp dụng cách 2 để tính nhẩm cho một số các trường hợp sau đây
- Khi a = b thì x = y = 1
+ Hợp chất
II II
y
x
Mg O
⇒
x = y = 1 Vậy công thức hóa học là: MgO
+ Hợp chất
4
( )
III III
x
y
Al PO
⇒
x = y = 1
Vậy công thức hóa học là: AlPO
4
- Khi a = I thì x = b và y = 1 hoặc b = I thì x = 1 và y = a.
I II
x y
Na O
⇒
SO
3
- Khi a
≠
b và đều
≥
2 thì x = b và y = a.
Nếu cả x và y đều là số chẵn hoặc có ước số chung thì rút gọn lấy số đơn giản nhất.
Dạng 2. Xác định công thức hóa học dựa vào kết quả phân tích định lượng
D2.1. Xác định công thức hóa học khi biết thành phần phần trăm về khối lượng các
nguyên tố và phân tử khối.
Cách giải
- Giả sử công thức của hợp chất là A
x
B
y,
biết %A và %B. Cần tìm x và y
- Tìm khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất
m
A
=
%
.
100%
x y
A B
A
M
B
=
=> Suy ra:
A
B
nx a
y n b
= =
- Chọn x = a, y = b => suy ra công thức của hợp chất
( Lưu ý trong công thức của hợp chất hai nguyên tố
- Nếu một nguyên tố là Oxi thì Oxi luôn luôn đứng sau
- Nếu một nguyên tố là kim loại, một nguyên tố là phi kim thì kim loại luôn luôn đứng
trước
- Trong trường hợp bài toán cho tỉ khối chất khí thì dựa vào tỉ khối chất khí để tìm khối
lượng mol của chất cần tìm theo CT: M
A
= d
A/B
. M
B
hoặc M
A
= d
A/KK
. 29 )
Ví dụ 1: Hợp chất X có phân tử khối bằng 62 đvC. Trong phân tử của hợp chất
nguyên tố oxi chiếm 25,8% theo khối lượng, còn lại là nguyên tố Na. Lập công thức
hóa học của X?
Hướng dẫn
n mol
= = =
= = =
- Ta có
: : 2 :1
Na O
x y n n= =
Suy ra công thức của X là Na
2
O
Ví dụ 2. Tìm công thức hóa học của hợp chất khi biết thành phần khối lượng như
sau: 2,4% H, 39,1% S và 58,5% O. Biết phân tử khối là 82 đvC.
Hướng dẫn
- Gọi công thức cần tìm là H
x
S
y
O
z
Ta có x + 32y + 16z = 82
- Lập khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất
2,4.82
2
100
H
m = =
39,1.82
32
- Gọi công thức của hợp chất là S
x
O
y
- Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất
80 40 32
32 1
100 32
80 60 48
48 3
100 16
s s
o o
m g n
m g n
×
= = → = =
×
= = → = =
=> x = 1. y = 3
- Vậy công thức hóa học cần tìm là S0
3
.
Cách 2
- Gọi công thức của hợp chất là S
x
O
y
- Tìm tỉ lệ khối lượng các nguyên tố. Vì khối lượng mỗi nguyên tố trong phân tử tỉ lệ với
thành phần phần trăm nên ta có:
- Vậy công thức là SO
3
Ví dụ 4. Phân tử hợp chất D có tỉ khối đối với khí hiđro bằng 17. Biết trong D, H
chiếm 5,88 % về khối lượng, còn lại là Lưu huỳnh. Xác định công thức phân tử của
D.
Hướng dẫn
- Tính khối lượng mol của hợp chất
2 2 2
/ /
17 .
A H A A H H
d M d M
= => =
=> M
A
= 17.2 = 34 (g)
- Sau đó có thể làm theo 1 trong 3 cách giống như ví dụ 3 để xác định được công thức của
hợp chất là H
2
S.
D2.2. Xác định công thức hóa học khi biết thành phần phần trăm về khối lượng mà
không biết khối lượng mol của hợp chất.
Cách giải
- Công thức chung của hợp chất dạng A
x
B
y
hoặc A
x
x y x y
= => =
=> = => =
- Suy ra công thức của hợp chất muối cần tìm là KCl
Ví dụ 2. Phân tích một hợp chất vô cơ A có thành phần % theo khối lượng như sau:
Cu chiếm 40 %, S chiếm 20 % và O chiếm 40%. Xác định công thức hóa học của A?
Hướng dẫn
- Gọi công thức của hợp chất là Cu
x
S
y
O
z
- Ta có x : y : z =
OSCu
M
O
M
S
M
Cu %
:
%
:
%
=> x : y: z =
16
40
sắt và oxi là 7:3.
Hướng dẫn
- Gọi công thức cần tìm là Fe
x
O
y
- Ta có :
7 3
: : 0,125:0,1875
56 16
: 2: 3
x y
x y
= =
=> =
- Vậy công thức của oxit sắt đó là Fe
2
O
3
Ví dụ 2. Một hợp chất có tỉ lệ về khối lượng của các nguyên tố Ca: N: O lần lượt là
10:7:24. Xác định công thức hóa học của hợp chất biết N và O hình thành nhóm
nguyên tử, và trong nhóm tỉ lệ số nguyên tử của N: O = 1:3.
Hướng dẫn
- Gọi công thức hóa học của hợp chất cần tìm là Ca
x
N
y
O
z
- Ta có:
40 40
% .100 .100
%
40
.100 219( )
18,26
TT
TT
TT
Ca M
M Ca
M g
= => =
=> = =
- Khối lượng nước trong tinh thể là: 219-111 = 108(g)
- Số mol nước trong tinh thể x = 108:18 = 6 (mol)
- Vậy công thức của tinh thể ngậm nước là CaCl
2
.6H
2
O
Ví dụ 2: Hòa tan 6,66 g tinh thể Al
2
(SO
4
)
3
. nH
. 18H
2
O
D2.5. Xác định công thức hợp chất hữu cơ dựa vào thành phần nguyên tố.
Cách giải
- Xác định hợp chất hữu cơ cần tìm có bao nhiêu nguyên tố
- Gọi công thức phân tử của hợp chất hữu cơ cần tìm là C
x
H
y
hoặc C
x
H
y
O
z
, C
x
H
y
O
z
N
t…
- Tìm tỉ lệ:
+ Nếu biết tỉ lệ % các nguyên tố x : y : z :… =
% % %O
: : :
12 1 16
C H
44
C
m g= =
2.2,7
0,3( )
18
H
m g= =
( ) 4,5 (1,8 0,3) 2,4( )
O A C H O
m m m m m g= − + => = − + =
- Gọi công thức của A là C
x
H
y
O
z
=>
1,8 0,3 2,4
: : : : : 0,15: 0,3: 0,15
12 1 16
x y z = =
=>
: : 1: 2:1x y z =
- Công thức đơn giản của A là (CH
2
=> m
H
=
2.3,6
0,4(g)
18
=
- Khối lượng kết tủa ở bình 2 là sản phẩm của PTHH
CO
2
+ Ca(OH)
2
→
CaCO
3
↓
+ H
2
O
2 3
30
0,3( )
100
CO CaCO
n n mol
= = =
)
n
- Trong cùng đk, tỉ lệ thể tích cũng chính là tỉ lệ số mol.
Ta có
2 2
X O X O
V V n n= => =
Mà
2
0,8
0,025( ) 0,025( )
32
O X
n mol n mol= = => =
=> M
X =
2,6
104
0,025
m
n
= =
M
X
= ( 12.3 + 4+ 16.4).n = 104 => n = 1
- Vậy công thức phân tử của X là C
3
H
Xét bảng sau
n 1 2 3
M 9 18 27
Trong các kim loại đã biết, nhôm có hóa trị III và nguyên tử khối bằng 27 là phù hợp với
kết quả trên. Vậy M là Al.
Ví dụ 2. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp 4 g hai kim loại A và B cùng hóa trị II và có tỉ lệ
mol là 1:1 bằng dd HCl thu được 2,24 lít khí H
2
(đktc). Hỏi A, B là các kim loại nào
trong các kim loại sau đây Mg, Ca, Ba, Fe, Zn, Ni.
Hướng dẫn
- Gọi a là số mol mỗi kim loại đã dùng
- PTHH:
2 2
2A HCl ACl H+ → +
amol amol
2 2
2B HCl BCl H+ → +
amol amol
- Ta có
. . 4( ) ( ) 4a A a B g a A B+ = => + =
2,24
0,1( ) a 0,05( )
22,4
a a mol mol+ = = => =
Vậy
cho ra 3,36 lit khí H
2
(đktc). Tìm hai kim loại A, B và khối lượng của mỗi kim loại.
Hướng dẫn
- PTHH: 2A + 2H
2
O
→
2AOH + H
2
(1)
2B + 2H
2
O
→
2BOH + H
2
(2)
- Đặt a = n
A
, b = n
B
ta có: a + b = 2
4,22
36,3
= 0,3 (mol) (I)
-
M
trung bình:
2
SO
4
loãng ta thu được dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO
2
(đktc). Cô cạn
dung dịch A thì thu được 12g muối khan. Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối
lượng không đổi thì thu được 11,2 lít CO
2
(đktc) và chất rắn B
1
. Tính nồng độ
mol/lit của dung dịch H
2
SO
4
loãng đã dùng, khối lượng của B, B
1
và khối lượng
nguyên tử của R. Biết trong hỗn hợp đầu số mol của RCO
3
gấp 2,5 lần số mol của
MgCO
3
.
Hướng dẫn
- Thay hỗn hợp MgCO
3
và RCO
3
2
O (1)
0,2 0,2 0,2 0,2
Vậy n
H
2
SO
4
= n
CO
2
= 0,2 (mol)
⇒
C
M
H
2
SO
4
=
5,0
2,0
= 0,4 M
- Chất rắn B là
M
CO
3
Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B
1
, khối lượng giảm là:
m
CO
2
= 0,5.44 = 22 g.
Vậy m
B
1
= m
B
- m
CO
2
= 110,5 - 22 = 88,5 g
Tổng số mol
M
CO
3
là: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol
Ta có
M
+ 60 =
7,0
3,115
164,71
⇒
M
M
CO
3
+ 2HCl
→
M
Cl
2
+ CO
2
+ H
2
O (1)
Copyright: Tài liệu đại học ©