BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

TRƯƠNG THÙY LINH

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
ĐỂ GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN TRONG
CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC PHỔ THÔNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

SƠN LA, NĂM 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

TRƯƠNG THÙY LINH

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
ĐỂ GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN TRONG
CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: TN1

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Người hướng dẫn: Th.s. Hoàng Thị Bích Nguyệt

SƠN LA, NĂM 2016




BTKL

Điều kiện tiêu chuẩn

ĐKTC

Giáo viên

GV

Học sinh

HS

Phương pháp giảng dạy

PPGD

Thí nghiệm

TN

Trung học phổ thông

THPT


MỤC LỤC
PHẦN 1: MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1

2.2.2. Dạng 2: Khi cation kết hợp với anion để tạp thành các hợp chất (như oxit,
hidroxit, muối) ..................................................................................................... 24
2.3. Dạng 3: Bài toán: Kim loại + axit  muối + khí .................................. 25
2.4.Dạng 4: Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại bởi các chất khí (H2, CO) ....... 26
2.4.1. Ví dụ minh họa .......................................................................................... 28
2.5. Bài tập chưa có lời giải................................................................................. 33
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ............................................................ 43
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm............................................................ 43
3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm .................................................................... 43
3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm .............................................................. 43
3.5 Kết quả và bài học kinh nghiệm.................................................................... 43
Phần 3 . KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 47
III.1. Kết luận ...................................................................................................... 47
III.2. Khuyến nghị ............................................................................................... 48
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 49
PHỤ LỤC


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn khóa luận
Trong xu thế hội nhập và phát triển của thế giới ngày nay, nền giáo dục của
mỗi quốc gia đều có nhiệm vụ là đào tạo ra những lớp người có đầy đủ năng lực
và trí tuệ, phẩm chất đạo đức và các kĩ năng cơ bản để tiếp thu những tri thức
mà loài người đã có. Đồng thời sáng tạo ra những giá trị vật chất tinh thần mới
để đáp ứng những yêu cầu đặt ra cho sự phát triển của đất nước.
Trong xu thế ấy, nền giáo dục Việt Nam đã và đang có những cải cách
quan trọng để phù hợp với sự phát triển chung. Việc đổi mới nội dung chương
trình và phương pháp dạy học trong những năm gần đây cũng không ngoài mục
tiêu hoàn thiện và nâng cao nền giáo dục nước nhà. Nghị quyết hội nghị lần thứ
IV Ban Chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam khóa VIII vê việc tiếp

học tốt môn hóa học, ngoài việc nắm vững những kiến thức lí thuyết thì việc
giải các bài tập hóa học cung giữ một vai trò hết sức quan trọng. Vì đó là cơ sở
để học sinh có điều kiện mở rộng, đào sâu, củng cổ, hệ thống hóa lại các kiến
thức đã học,từ đó biết cách vận dụng chúng để thỏa mãn nhu cầu học hỏi, mở
rộng sự hiểu biết của bản thân. Để giải tốt các bài toán hóa học thì việc cốt yếu
là học sinh phải nắm vững các phương pháp giải toán, vì số lượng bài tập tuy
nhiều nhưng phương pháp để giải chúng thì lại không nhiều. Nắm được các
phương pháp giải, học sinh sẽ biết cách phân dạng và giải được các bài toán một
cách dễ dàng.
Trong các cách giải, có những cách chỉ thiên về phương pháp giải nhanh
trắc nghiệm, cũng có những cách thiên về thuần túy theo phương pháp tự luận,
vậy nên có những cách giải rất ngắn nhưng cũng có cách giải rất dài. Tuy nhiên,
dù một cách giải dài hay ngắn cũng thể hiện được sự tìm tòi, sáng tạo của học
sinh, không nên quá lạm dụng phương pháp giải hướng theo hình thức trắc
nhiệm mà quên đi bản chất phương pháp tự luận của bài toán.
Do đó, giải bài toán hóa học giúp học sinh rèn luyện kĩ năng và tư duy học
hóa, có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau, phát triển tư
duy logic và vận dụng tối đa các kiến thức đã học.
Ngoài ra, việc giải bài tập hóa học còn giúp giáo viên trau dồi thêm kiến
thức, kinh nghiệm giảng dạy của mình, đồng thời phát triển được nhiều bài tập
mới và hay cho học sinh. Trên cơ sở đó, với mong muốn đóng góp một phần
2


nhỏ của mình trong việc phát triển phương pháp giảng dạy hóa học ở trường phổ
thông, trong phạm vi một khóa luận, tôi chọn nghiên cứu khóa luận: “Sử dụng
phương pháp bảo toàn khối lượng để giải một số bài toán trong chương
trình hóa học phổ thông”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Cơ sở lý thuyết của định luật bảo toàn khối lượng

5.4. Phương pháp xử lí thống kê toán học
- Tổng hợp và xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm.
- Phân tích và rút ra nhận xét.
6. Đóng góp của khóa luận
Nếu có hệ thống bài tập thích hợp và giáo viên sử dụng linh hoạt phương pháp
bảo toàn khối lượng sẽ giúp cho học sinh mở rộng, đào sâu kiến thức và rèn luyện
tư duy, như vậy sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Hóa học.
Đề tài này hoàn thành sẽ là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành hóa của
trường Đại học Tây Bắc và những độc giả yêu thích môn hóa học. Đồng thời có
thể là tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học
hóa học trong chương trình sách giáo khoa THPT hiện nay.
7. Lịch sử nghiên cứu
Việc nghiên cứu các vấn đề về bài tập hóa học từ trước đến nay đã có nhiều
công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước quan tâm đến như
Apkin G.L, Xereda. I.P. nghiên cứu về phương pháp giải toán. Ở trong nước có
GS. TS Nguyễn Ngọc Quang nghiên cứu lý luận về bài toán; PGS. TS Nguyễn
Xuân Trường, PGS. TS Lê Xuân Thọ, TS Cao Cự Giác, PGS. TS Đào Hữu
Vinh và nhiều tác giả khác đều quan tâm đến nội dung và phương pháp giải
toán... Tuy nhiên, việc nghiên cứu bài toán hóa học sử dụng phương pháp bảo
toàn khối lượng, chỉ một số ít tác giả nghiên cứu như: PGS. TS Nguyễn Xuân
Trường, TS Cao Cự Giác, Vũ Khắc Ngọc, Lê Phạm Thành.
Xu hướng hiện nay của lý luận dạy học là đặc biệt chú trọng đến phương
pháp dạy học tích cực. Đi theo hướng này có các công trình nghiên cứu sau :
- “Phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh trung học phổ
thông qua bài tập hóa học”, Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Văn Dũng năm 2001.

4


- “Tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập nhằm phát triển tư duy cho học

- Dựa vào tính chất của bài tập: bài tập định tính và bài tập định lượng.
- Dựa vào kiểu bài hoặc dạng bài: bài tập xác định công thức phân tử, tính
thành phần phần trăm, nhận biết, tách chất,...
- Dựa vào nội dung: bài tập nồng độ, điện phân, áp suất,…
- Dựa vào chức năng: bài tập kiểm tra sự hiểu và nhớ, bài tập đánh giá các
khả năng vẽ sơ đồ, tìm tài liệu, bài tập rèn luyện tư duy khoa học (phân tích,
tổng hợp, quy nạp, diễn dịch, …).
- Dựa vào khối lượng kiến thức hay mức độ đơn giản, phức tạp của bài
tập: bài tập cơ bản, bài tập tổng hợp.
6


- Dựa vào hình thức kiểm tra, đánh giá : bài tập tự luận, bài tập trắc nghiệm.
Tuy nhiên các cách phân loại trên không có danh giới rõ rệt, có những bài
tập trong đó vừa có chứa nội dung phong phú, vừa có tính chất đặc trưng nổi
bật, vừa có thuật toán riêng. Với những bài như vậy có thể dùng để ôn luyện,
củng cố sau khi đã phân từng dạng nhỏ. Phân loại bài tập hóa học phải dựa vào 3
cơ sở chính như sau: dựa vào nội dung cụ thể của bài tập đó, dựa trên cơ sở tính
đặc thù của vấn đề cần nghiên cứu và dựa vào mục đích dạy học.
TỔNG QUÁT VỀ BÀI TẬP HÓA HỌC
BTHH
BTĐG

BTĐT

NCTL
mới

BTNC


- BTNC: Bài tập nghiên cứu

- HTKTKN: Hoàn thiện kiến thức kĩ năng

- BTĐT: Bài tập định tính

- KTĐG

: Kiểm tra đánh giá

1.1.2.1. Một số dạng bài tập phổ biến ở trường phổ thông
+ Viết công thức electron, công thức cấu tạo, đồng phân, …
+ Viết phương trình phản ứng biểu diễn dãy biến hóa của các chất.
+ Bài tập bằng hình vẽ.
+ Nhận biết hay phân biệt các chất.
+ Tách các chất ra khỏi hỗn hợp.
+ Điều chế.
7


+ Xác định cấu tạo của chất dựa vào tính chất của nó.
+ Trình bày tính chất hóa học của chất.
+ Trình bày các định luật, học thuyết, các khái niệm hóa học cơ bản.
+ Tính khối lượng phân tử của chất
+ Tính theo công thức hóa học : Tính tỉ lệ khối lượng giữa các nguyên tố,
tính phần trăm khối lượng các nguyên tố trong hợp chất, tính khối lượng nguyên
tử của một nguyên tố, …
+ Tính theo phương trình hóa học.
+ Hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân, tính chu kỳ bán
hủy,…

mới, học sinh đã biết và nắm vững được các lí thuyết chung như các khái niệm,
định luật, tính chất các chất….là những kiến thức tổng quát, trừu tượng. Đến khi
giải bài tập học sinh vận dụng lí thuyết vào từng trường hợp cụ thể rất phong
phú đa dạng. tư đó mà các kiến thức lí thuyết dần được củng cố và chính xác
hơn. Mặt khác khi giải bài tập học sinh không chỉ nhớ lại kiến thức mà còn giúp
các em tổng hợp và khái quát kiến thức từ nhiều bài, nhiều chương khác nhau.
Vì vậy các em nắm kiến thức một cách bền vững, tăng hiệu quả của việc tự học.
Bài tập hóa học là một trong những phương pháp để nâng cao hứng thú cho
học sinh trong quá trình học tập. Bài tập hóa học rèn luyện cho học sinh các kĩ
năng, kĩ xảo hóa học như cân bằng phương trình phản ứng theo phương trình
hóa học và công thức hóa học,…khả năng vận dụng kiến thức đã biết vào thực
tiễn cuộc sống, lao động sản xuất và bảo vệ môi trường. Do đó việc tự học của
học sinh không còn nhàm chán, không chống đối, nâng cao ý thức tự giác, làm
việc độc lập cho các em.
1.1.4. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học
- Rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng được các kiến thức đã học
biến những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng, của thầy thành kiến
thức của chính mình. Khi vận dụng được một kiến thức nào đó, kiến thức đó
sẽ nhớ được lâu
- Đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp
dẫn. Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập, học sinh mới nắm vững kiến thức
một cách sâu sắc
9


- Ôn tập củng cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi nhất. Trong khi
ôn tập nếu chỉ đơn thuần ôn lại kiến thức học sinh sẽ chán vì không có gì mới, hấp
dẫn. Thực tế cho thấy học sinh khá và giỏi chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập.
- Rèn luyện cho học sinh các kỹ năng cần thiết về hóa học như cân bằng
phản ứng, kĩ năng tính toán theo công thức hóa học và phản ứng hóa học, kĩ


Ví dụ : Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của các kim
loại hoá trị (I) và muối cacbonat của kim loại hoá trị (II) trong dung dịch HCl.
Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí (đktc). Đem cô cạn dung dịch thu được bao
nhiêu gam muối khan ?
Hướng dẫn giải
M2CO3 + 2HCl  2MCl + CO2 + H2O
R2CO3 + 2HCl  2MCl2 + CO2 + H2O
n CO2 

4,88
 0,2 mol
22,4

 Tổng nHCl = 0,4 mol và n H O  0,2 mol.
2

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
23,8 + 0,436,5 = mmuối + 0,244 + 0,218


mmuối = 26 gam.

3. Phương pháp bảo toàn điện tích
Trong dung dịch: tổng điện tích cation bằng tổng điện tích anion

 cation   anion
Ví dụ : Hòa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe trong 4 lít dung dịch HNO3 aM
vừa đủ thu được dung dịch A và 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N2 và N2O có tỉ lệ mol
1:1. Cô cạn dung dịch A thu được m (gam.) muối khan. giá trị của m, a là ?


a

0,88
 0,22 M.
4

Số mol NO3 tạo muối là: 0,88  (0,08 + 0,08) = 0,72 mol.
Khối lượng muối là: 10,71 + 0,72  62 = 55,35 gam.
4. Phương pháp bảo toàn nguyên tử nguyên tố



số nguyên tử mỗi nguyên tố = const

Trong phản ứng hóa học: Tổng số nguyên tử nguyên tố bằng hằng số
Ví dụ : Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H 2 đi qua một ống đựng
16,8 gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn toàn.
Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí và hơi nặng hơn
khối lượng của hỗn hợp V là 0,32 gam. Tính V và m ?
Hướng dẫn giải
Thực chất phản ứng khử các oxit trên là
CO + O  CO2
H2 + O  H2O.
Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban đầu chính là
khối lượng của nguyên tử Oxi trong các oxit tham gia phản ứng. Do vậy:
mO = 0,32 gam.


nO 


5. Phng phỏp bo ton electron
Trong phn ng oxi húa kh: tng electron cho = tng electron nhn



electron cho =



electron nhn

ne cho hoc nhn = NA. s electron bin thiờn. ch s A

Vớ d: Trn 0,81 gam bt nhụm vi bt Fe2O3 v CuO ri t núng tin hnh
phn ng nhit nhụm thu c hn hp A. Ho tan hon ton A trong dung dch
HNO3 un núng thu c V lớt khớ NO (sn phm kh duy nht) ktc. Giỏ tr
ca V l ?
Hng dn gii
Túm tt theo s :
Fe2O3 to
hòa tan hoàn toàn
0,81 gam Al

hỗn hợp A
VNO ?
dung dịch HNO3
CuO

Thc cht trong bi toỏn ny ch cú quỏ trỡnh cho v nhn electron ca


b
a

Ví dụ: Hòa tan 3,28 gam hỗn hợp muối CuCl 2 và Cu(NO3)2 vào nước được dung

dịch A. Nhúng Mg vào dung dịch A cho đến khi mất màu xanh của dung dịch.
Lấy thanh Mg ra cân lại thấy tăng thêm 0,8 gam. Cô cạn dung dịch sau phản ứng
thu được m gam muối khan. Tính m?
Hướng dẫn giải
Ta có:



mtăng = mCu  mMg phản ứng = mCu  m Mg  3,28  mgèc axit  m Mg
2



2

2

  0,8

m = 3,28  0,8 = 2,48 gam.

7. Phương pháp trung bình (số nguyên tử C trung bình, hóa trị trung bình,
nhóm chức trung bình, khối lượng mol trung bình,…)
Bài tập hỗn hợp các chất: M =

m2

C2%

(C1 < C < C2 )
C – C1 = b
14


m 1: m 2 = a : b
Mặt khác: m = m 1 + m 2
Do đó: m 1 hoặc m 2 =

a
.m
(a  b)

Ví dụ: Cần trộn hai thể tích metan với một thể tích đồng đẳng X của metan để
thu được hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 15. X là?
Hướng dẫn giải
Áp dụng sơ đồ đường chéo:
VCH4 M  16

M 2  30
M  15  2  30

VM2 M  M 2

M 2  30 2


9. Phương pháp ghép ẩn
Dùng cho dạng bài số ẩn số nhiều hơn số phương trình.
Ví dụ: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng HNO3 đặc
nóng thu được 4,48 lít khí NO2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được
145,2 gam muối khan giá trị của m là?
Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất FeO và Fe2O3 ta có
FeO + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
0,2 mol  0,2 mol  0,2 mol
Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O
0,2 mol  0,4 mol
n Fe( NO3 )3 

145,2
= 0,6 mol.
242

15




mX = 0,2(72 + 160) = 46,4 gam.

10.Phương pháp tách công thức
Thường dung trong hóa học hữu cơ dựa trên nguyên tắc:
Trong anken: mC : mH = 1:6
Tức trong anken, m C =
mH=



8,4 0,1 0,35


56 3
3



n Fe2O3 

0,35
3 2

m X  m Fe  m Fe2O3
mX 

0,1
0,35
 56 
160 = 11,2 gam.
3
3

 Quy hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe2O3:
16


FeO + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
0,1  0,1 mol

Fe ( 0, 05)

2Cl- (0,1)

FeCl2
13. Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn
VÝ dô : 200 ml dung dÞch A chøa HCl 0,15M vµ H2SO4 0,05M trung hoµ hÕt bao
nhiªu ml dung dÞch baz¬ B chøa NaOH 0,2 M vµ Ba(OH)2 0,1 M ?
Hướng dẫn giải
Gäi thÓ tÝch dung dÞch B lµ V (lit).
Trong 200 ml ddA :
nH  = 2. 5 x = 0,05 (mol)
Trong V (lit) ddB :
nOH  = 0,2 . V + 2. 0,1. V = 0,4 V (mol)
17


nH 

= nOH  hay 0,4 V = 0,05 => V = 0,125 (lit) hay 125 (ml)

14. Phương pháp đồ thị
Sử dụng cho các dạng bài tập có đặc điểm chung là: ban đầu tạo kết tủa sau
đó kết tủa tan dần ra.
Cơ sở chung của phương pháp: trong đồ thị có 2 phần
- Phần đồng biến: chất phản ứng tăng -> lượng kết tủa tăng.
- Phần nghịch biến: chất phản ứng tăng -> lượng kết tủa giảm.
Ví dụ: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2
nồng độ b mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa. Tìm giá trị của b ?
Hướng dẫn giải:

1.2. Vai trò, mối liên hệ của phương pháp bảo toàn khối lượng với bài
tập hóa học
Trong học tập hóa học, một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển tư
duy cho học sinh là hoạt động giải bài tập. Vì vậy giáo viên cần phải tạo điều
kiện để thông qua hoạt động này giúp học sinh phát triển phẩm chất tư duy mới,
thể hiện qua phương pháp bảo toàn khối lượng.
18


Qua phương pháp bảo toàn khối lượng, người giáo viên cần ý thức được mục
đích của việc giải bài tập hóa học, không phải chỉ tìm ra đáp số đúng mà còn là
phương tiện khá hiệu quả để rèn luyện tư duy hóa học cho học sinh. Bài tập hóa
học phong phú đa dạng, để giải được cần phải vận dụng nhiều kiến thức cơ bản, sử
dụng các thao tác tư duy so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng
hóa,…Qua đó học sinh thường xuyên được rèn luyện ý thức tự giác trong học tập,
nâng cao khả năng hiểu biết của bản thân.
Thông qua hoạt động giải bài tập sẽ giúp cho tư duy được rèn luyện và phát
triển thường xuyên, đúng hướng, thấy được giá trị lao động, nâng khả năng hiểu
biết thế giới của học sinh lên một tầm cao mới, góp phần cho quá trình hình
thành nhân cách toàn diện của học sinh.

19