Phương pháp giải các bài toán hóa học vô cơ lớp 12 Trung học phổ thông

1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC





LƢƠNG THỊ BÌNH



PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN HOÁ HỌC
VÔ CƠ LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG


Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học
(Bộ môn Hoá học)
Mã số : 60 14 10



LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HOÁ HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. VŨ NGỌC BAN

HÀ NỘI - 2011

3
DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
BT : Bài tập
BTHH : Bài toán hóa học
dd : Dung dịch
đktc : Điều kiện tiêu chuẩn
ĐC : Đối chứng
ĐLBT : Định luật bảo toàn
HS : Học sinh
GV : Giáo viên
THPT : Trung học phổ thông
TN : Thực nghiệm
TNSP : Thực nghiệm sư phạm
PTPƯ : Phương trình phản ứng.

4
MỤC LỤC

Trang
MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
1
2. Lịch sử nghiên cứu
2
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2
4. Phạm vi nghiên cứu.
3
5. Mẫu khảo sát.

3
6. Vấn đề nghiên cứu.
3
7. Giả thuyết nghiên cứu
3
8. Phương pháp chứng minh luận điểm.
3
9.Đóng góp mới của đề tài
4
10. Cấu trúc luận văn
4
Chƣơng 1: BÀI TẬP HÓA HỌC VÀ BÀI TOÁN HÓA HỌC
VÔ CƠ.

5
1.1. Bài tập hóa học
5
1.1.1. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học
5
1.1.2. Phân loại bài tập hóa học
6
1.1.3. Xu hướng phát triển của bài tập hóa học trong giai đoạn hiện nay
7
1.1.4. Bài toán hóa học và tình hình giải bài toán hóa học của học sinh
THPT hiện nay

8
1.2. Phương pháp chung giải các bài toán hoá học THPT
9
1.2.1. Những công thức cần thiết khi giải bài toán hóa học

10
1.2.2. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng
11
1.2.3. Phương pháp chung giải bài toán hóa học
13
1.3. Áp dụng các định luật bảo toàn trong hóa học và sử dụng
phương trình ion rút gọn để giải nhanh các bài toán hóa học

20
1.3.1. Định luật bảo toàn khối lượng
20
1.3.2. Định luật bảo toàn nguyên tố
21
1.3.3. Định luật bảo toàn điện tích
22
1.3.4. Định luật bảo toàn số mol electron
23

5
1.3.5. Sử dụng phương trình ion thu gọn
24
Tiểu kết chương 1
26
Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN HÓA HỌC
VÔ CƠ LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

27
2.1. Các chú ý khi giải bài toán hóa học vô cơ
27
2.2. Giới thiệu chương trình hóa học vô cơ lớp 12 (chương trình nâng cao)

29
2.3. Phân loại các bài toán hóa học vô cơ lớp 12
31
2.4. Bài toán về phản ứng của kim loại
33
2.4.1. Bài toán về kim loại tác dụng với phi kim
33
2.4.2. Bài toán về kim loại tác dụng với axit
39
2.4.3. Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối
52
2.4.5. Bài toán kim loại tác dụng với nước và dung dịch kiềm.
60
2.5. Bài toán về phản ứng của hợp chất kim loại
66
2.5.1. Bài toán về phản ứng của hiđroxit kim loại kiềm và kim loại
kiềm thổ với CO
2
(hoặc SO
2
)

66
2.5.2. Bài toán về phản ứng của muối cacbonat(CO
2
3

; HCO
3


)với
dung dịch axit và của HCO
3

với dung dịch kiềm

73
2.5.3. Bài toán về phản ứng thể hiện tính lưỡng tính của Al
2
O
3
,
Al(OH)
3
, Zn(OH)
2
…

81
2.5.4. Bài toán về phản ứng nhiệt luyện
89
2.5.5. Bài toán về sự điện phân các hợp chất kim loại
97
2.6. Các bài toán hóa học tổng hợp
106
2.7. Lựa chọn và sử dụng bài toán hóa học trong dạy học hóa học.
108
2.7.1. Sử dụng BTHH trong việc hình thành kiến thức mới.
109
2.7.2. Sử dụng BTHH để vận dụng, củng cố kiến thức kĩ năng, mở

rộng đào sâu kiến thức ( trong giờ luyện tập, ôn tập)

110
2.7.3. Sử dụng BTHH nhằm kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng
kiến thức của học sinh (trong giờ kiểm tra )

111
Tiểu kết chương 2
118
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
119
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
119
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
119
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
119
3.2. Quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm
119

6
3.2.1. Chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm
119
3.2.2. Tiến hành thực nghiệm
120
3.2.3. Kết quả các bài kiểm tra
120
3.2.4. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm
121
3.2.5. Tính các tham số đặc trưng thống kê

125
3.2.6. Phân tích kết quả thực nghiệm
125
Tiểu kết chương 3
126
KẾT LUẬN CHUNG
127
TÀI LIỆU THAM KHẢO
128
PHỤ LỤC

1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát
triển năng lực nhận thức của học sinh bằng nhiều biện pháp và phương pháp
khác nhau.Trong đó, giải bài tập hóa học với tư cách là một phương pháp dạy
học, có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát triển tư duy
của học sinh.
Trong thực tiễn dạy học hóa học ở trường phổ thông, bài toán hóa học
giữ vai trò rất quan trọng, nó vừa là nội dung vừa là phương pháp dạy học
hiệu quả, nó không chỉ cung cấp cho học sinh kiến thức mà còn mang lại
niềm vui cho học sinh trong quá trình giải các bài toán hóa.
Hiện nay hình thức kiểm tra bằng trắc nghiệm khách quan đang được
triển khai thực hiện thì số sách viết về giải toán hóa học được tăng lên đáng
kể. Các sách đều có một kết cấu giống nhau là chia thành nhiều cách giải như
cách giải dựa vào các định luật bảo toàn trong hóa học (định luật bảo toàn
khối lượng, định luật bảo toàn điện tích, định luật bảo toàn nguyên tố, định
luật bảo toàn electron ), phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp
trung bình,phương pháp đường chéo, phương pháp qui đổi v.v.Nhiều phương
pháp được đưa ra gây khó khăn cho người đọc nhất là các em học sinh.
Qua quá trình nghiên cứu chúng tôi nhận thấy rằng việc giải bài toán có
thể thực hiện theo một phương pháp chung là dựa vào quan hệ giữa số mol
của các chất phản ứng và dựa vào các công thức biểu thị quan hệ giữa số mol
chất với các đại lượng như thể tích, khối lượng, nồng độ, của chất. Quan hệ
giữa số mol các chất phản ứng có thể dễ dàng được thiết lập khi đã viết được
phương trình phản ứng, còn số công thức cần sử dụng không nhiều (4- 5 công
thức) do đó việc giải BTHH theo phương pháp trên rất đơn giản, dễ sử dụng

đối với học sinh.
Trong hóa học phổ thông các bài toán hóa vô cơ rất phong phú và đa
dạng, đặc biệt là các BTHH phần hóa vô cơ lớp 12.

2
Vì những lí do trên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: "Phương pháp
giải các bài toán hóa học vô cơ lớp 12 trung học phổ thông
„
.
Ý nghĩa lí luận của đề tài.
Đề tài được nghiên cứu sẽ góp phần làm sáng tỏ về phương diện lý luận
trong tâm lý học dạy học và đổi mới phương pháp dạy học hóa học ở trường
trung học phổ thông.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ làm tài liệu học tập quí cho các em
học sinh THPT và là một tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên trong giảng dạy
môn hóa học ở trường trung học phổ thông.
2. Lịch sử nghiên cứu
Đã có nhiều tác giả nghiên cứu về các phương pháp giải các BTHH
nhưng chưa đưa ra một phương pháp chung, có tính hệ thống và dễ sử dụng
đối với học sinh. Vì vậy, chúng tôi nghiên cứu phương pháp chung giải các
bài toán hóa học, kết hợp với các định luật bảo toàn, phương trình ion để giải
các BTHH góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn hóa học
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu đề xuất phương pháp chung giải các bài toán hóa học, giúp
học sinh thống nhất một cách giải áp dụng cho hầu hết các bài toán hóa vô cơ.
3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu trên, nhiệm vụ nghiên cứu được đề ra như sau:
- Nghiên cứu, tổng hợp tài liệu: Đọc , tìm hiểu, phân tích, tổng hợp.

- Quan sát :
+ Tình hình giải toán hóa học của học sinh phổ thông.
+ Hứng thú của học sinh khi học phương pháp giải các bài toán hóa học
vô cơ lớp 12.
- Xây dựng phương pháp chung giải toán hóa học vô cơ.
- Xây dựng hệ thống các bài toán hóa học vô cơ lớp 12 .

3
- Điều tra: Phát phiếu điều tra về hứng thú của học sinh với phương
pháp giải toán hóa vô cơ.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng, tính hiệu quả của đề tài
4. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu đề xuất phương pháp chung giải bài tập hóa học THPT-
phần hóa vô cơ lớp 12.
5. Mẫu khảo sát
- Học sinh lớp 12 trường THPT
6. Vấn đề nghiên cứu
Lựa chọn và sử dụng phương pháp chung giải bài tập hóa học THPT
như thế nào để học sinh có thể áp dụng giải được dễ dàng hầu hết các bài toán
hóa vô cơ ?
7. Giả thuyết nghiên cứu
Khả năng ứng dụng phương pháp chung giải các bài toán hóa học vô cơ
ở trường THPT là rất khả quan. Áp dụng phương pháp này học sinh có thể
giải được dễ dàng hầu hết các bài toán hóa vô cơ. Mặt khác khi học sinh và
giáo viên thống nhất phương pháp giải thì công việc giảng dạy sẽ thuận lợi
hơn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn hóa học phổ thông.
8. Phƣơng pháp chứng minh luận điểm
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn.
Phương pháp nghiên cứu lí thuyết:
- Phương pháp thu thập và xây dựng các nguồn tài liệu.

- Phương pháp phân tích và tổng hợp lí thuyết các nguồn tài liệu thu được.
Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
- Quan sát, điều tra thực trạng việc giải bài tập hóa học nói chung và
hóa học vô cơ nói riêng
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm và phương pháp thống kê toán
học trong khoa học giáo dục để đánh giá chất lượng, tính khả thi của đề tài.


4
9. Đóng góp mới của đề tài.
Đưa ra một phương pháp chung giải bài toán hóa học đơn giản, dễ sử
dụng đối với học sinh THPT. Phân loại bài toán hóa vô cơ lớp 12, phân tích
cách sử lí, đưa ra các nhận xét giúp giải nhanh các dạng bài đã nêu.
10. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, danh mục các tài liệu
tham khảo, phụ lục, luận văn trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Bài tập hóa học và bài toán hóa học vô cơ.
Chương 2: Phương pháp giải các bài toán hóa học vô cơ lớp 12 trung
học phổ thông.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

5
Chƣơng 1: BÀI TẬP HÓA HỌC VÀ BÀI TOÁN HÓA HỌC VÔ CƠ
1.1. Bài tập hóa học
1.1.1. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học
Bài tập hóa học là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu
hỏi, hoặc đồng thời cả bài toán và cả câu hỏi, mà trong khi hoàn thành chúng,
học sinh nắm được một tri thức hay kỹ năng nhất định và hoàn thiện chúng.
Trong quá trình dạy học ở trường THCS hay THPT không thể thiếu bài
tập hóa học. Bài tập hóa học là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao
chất lượng dạy học, nó giữ vững một vai trò lớn lao trong việc thực hiện mục
tiêu đào tạo: Nó vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại là phương pháp dạy học
hiệu nghiệm. Bài tập hóa học không những cung cấp cho học sinh kiến thức
mà còn là con đường giành lấy kiến thức và cả hứng thú say mê học tập. Bài
tập hóa học có những ý nghĩa và vai trò quan trọng trong việc thực hiện các
nhiệm vụ trí dục, đức dục và giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
a. Tác dụng trí dục
- Bài tập hóa học có tác dụng giúp cho học sinh hiểu sâu hơn các kiến
thức ,khái niệm, tính chất đã học, củng cố kiến thức đã học một cách thường
xuyên và hệ thống kiến thức một cách có hiệu quả
- Ôn tập hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất, đào sâu, mở
rộng sự hiểu biết một cách sinh động, phong phú và không làm cho học sinh
buồn chán khi học môn hóa học.
- Bài tập hóa học thúc đẩy thường xuyên sự rèn luyện các kỹ năng, kỹ
xảo cần thiết về hóa học cho học sinh.
- Bài tập hóa học tạo điều kiện cho học sinh phát triển năng lực tư duy.
như: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, hệ thống hóa, suy luận
b. Tác dụng đức dục.

- Qua việc giải bài tập hóa học học sinh được rèn luyện các phẩm
chất nhân cách như: tính kiên nhẫn, trung thực, tính khoa học và tính độc lập,
sáng tạo khi sử lí các tình huống bài tập.

6
- Việc tự giải các bài tập, còn rèn luyện cho học sinh tinh thần kỷ luật,
tính kiên trì khắc phục khó khăn, kích thích hứng thú học tập bộ môn hóa học
nói riêng và các môn học nói chung.
c. Tác dụng giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
- Các bài tập hóa học có nội dung về những vấn đề , công nghệ hóa
học, sản xuất hóa học, thưc tiễn hóa học, sẽ lôi cuốn học sinh ngày càng say
mê và yêu thích hóa học.
1.1.2. Phân loại bài tập hóa học
Bài tập hóa học được phân chia theo nhiều cách khác nhau chủ yếu
dựa vào các cơ sở sau:
- Dựa vào chủ đề (chương, mục, bài, ).
- Dựa vào khối lượng kiến thức (bài tập đơn giản, bài tập phức tạp, ).
- Dựa vào nội dung bài tập (bài tập dạng chuỗi phản ứng, tinh chế,
tách, ).
- Dựa vào mục đích dạy học (bài tập nghiên cứa tài liệu mới, bài tập
củng cố hoàn thiện kiến thức, )
- Dựa vào hình thức hoạt động của học sinh khi làm bài tập (bài tập lí
thuyết, bài tập thực nghiệm , )
Các cơ sở trên chưa có ranh giới rõ rệt, có những bài tập chứa nhiều nội
dung, phức hợp nhiều yêu cầu, nên rất khó tách riêng ra.
Hiện nay ở phổ thông bài tập hóa học phân ra các dạng như: tự luận,
trắc nghiệm và thực nghiệm.
- Bài tập tự luận : là bài tập khi làm HS phải viết câu trả lời, phải lí giải,
lập luận chứng minh bằng ngôn ngữ của chính mình.
- Bài tập trắc nghiệm: là bài tập khi làm HS chỉ phải đọc, suy nghĩ để

lựa chọn đáp án đúng trong số các phương án đã cho sẵn. Thời gian làm một
bài trắc nghiệm rất ngắn, chỉ khoảng 1-2 phút. Bài tập trắc nghiệm có các
dạng sau: bài tập điền khuyết, bài tập đúng sai, bài tập ghép đôi và bài tập
nhiều lựa chọn.

7
- Bài tập thực nghiệm: là những bài tập cần vận dụng kiến thức lí thuyết
để giải quyết các vấn đề về thực nghiệm. Bài tập thực nghiệm là những bài
tập vừa mang tính chất lí thuyết vừa mang tính chất thưc nghiệm.
Tùy theo tính chất của các dạng bài tập mà người ta còn chia thành bài
tập định tính (không có tính chất tính toán), bài tập định lượng (có tính toán)
và bài tập hỗn hợp (có sự kết hợp giữa định tính và định lượng).
Trong luận văn này, chúng tôi chỉ đề cập đến các bài tập tính toán định
lượng hay các bài toán hóa học.
1.1.3. Xu hướng phát triển của bài tập hóa học trong giai đoạn hiện nay
Thực tế cho thấy có nhiều bài tập hóa học còn quá nặng nề về thuật
toán, nghèo nàn về kiến thức hóa học và không có liên hệ với thực tế hoặc mô
tả không đúng với các quá trình hóa học. Khi giải bài tập này thường mất thời
gian tính toán toán học, kiến thức hóa học lĩnh hội được không nhiều và hạn
chế khả năng sáng tạo, nghiên cứu khoa học hóa học của học sinh. Các dạng
bài tập này dễ tạo lối mòn trong suy nghĩ hoặc nhiều khi lại quá phức tạp, rối
rắm với học sinh làm cho các em thiếu tự tin vào khả năng của bản thân dẫn
đến chán học, học kém.
Định hướng xây dựng chương trình SGK THPT của Bộ Giáo dục và
Đào tạo (2002 ) có chú trọng đến tính thực tiễn và đặc thù của môn học trong
lựa chọn kiến thức nội dung SGK. Xu hướng phát triển chung của bài tập hóa
học trong giai đoạn hiện nay cần đảm bảo các yêu cầu:
- Loại bỏ những bài tập có nội dung trong hóa học nghèo nàn nhưng lại
cần đến những thuật toán phức tạp để giải (hệ nhiều ẩn, nhiều phương trình,
bất phương trình, phương trình bậc hai, cấp số cộng, cấp số nhân…).

- Loại bỏ những bài tập có nội dung lắt léo, giả định rắc rối, phức tạp,
xa rời hoặc phi thực tiễn hóa học.
- Tăng cường sử dụng bài tập thực nghiệm.
- Tăng cường sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan.

8
- Xây dựng bài tập mới để rèn luyện cho học sinh năng lực phát hiện
vấn đề và giải quyết vấn đề.
- Đa dạng hóa các loại hình bài tập như bài tập bằng hình vẽ, bài tập vẽ
đồ thị, sơ đồ, bài tập lắp dụng cụ thí nghiệm…
- Xây dựng bài tập có nội dung phong phú, sâu sắc, phần tính toán đơn
giản nhẹ nhàng.
- Xây dựng và tăng cường sử dụng bài tập thực nghiệm định lượng.
Như vậy xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay hướng đến
rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, phát triển khả năng tư duy hóa học
cho học sinh ở các mặt: lí thuyết, thực hành và ứng dụng. Những bài tập có
tính chất học thuộc trong các câu hỏi lí thuyết sẽ giảm dần mà được thay bằng
các câu hỏi đòi hỏi sự tư duy, tìm tòi, sáng tạo.
1.1.4. Bài toán hóa học và tình hình giải bài toán hóa học của học sinh THPT
hiện nay.
Bài toán hóa học (BTHH) là dạng bài tập rất phổ biến và quan trọng
trong quá trình dạy cũng như học hóa học. Việc giải các BTHH làm cho học
sinh nắm vững không chỉ mặt định tính mà cả mặt định lượng của bài tập hóa
học. Ngay từ khi làm quen với hóa học ở THCS học sinh đã được làm quen
với các đại lượng như nguyên tử khối, phân tử khối, mol, rồi các phương
trình phản ứng, mối quan hệ giữa các chất phản ứng đặc biệt là mối quan hệ
về số mol các chất phản ứng hay trong quá trình học tập học sinh được học
các định luật bảo toàn như định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn
nguyên tố…. Vậy tác dụng của những kiến thức này là gì, phạm vi ứng dụng
của nó ra sao học sinh không thể biết được nêú không có các BTHH. BTHH

giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn về các khái niệm cũng như các định luật trên.
Tình hình giả ibài toán hóa học của học sinh THPT hiện nay.
Với số lượng các tiết dạy lí thuyết trên lớp rất nhiều thường cả chương
mới có từ 1-2 tiết luyện tập mà trong tiết luyện tập giáo viên còn phải hệ
thống lại nội dung kiến thức của cả chương chính vì thế thời gian để luyện các

9
BTHH là không nhiều. Giáo viên không có thời gian dạy các em về lí thuyết
phương pháp chung giải BTHH mà chỉ có thể chữa được một số ít các BTHH.
Nên đòi hỏi học sinh phải tự nghiên cứu là chính. Học sinh buộc phải đi học
thêm hoặc mua sách tự nghiên cứu. Nhưng đi học thêm thì mỗi giáo viên lại
có một cách giảng khác nhau, cách giải bài tập khác nhau làm cho học sinh
không biết theo ai. Rồi tự mua sách về nghiên cứu thì có quá nhiều sách tham
khảo học sinh không thể biết được nên chọn lựa và học như thế nào. Cụ thể
phần phương pháp giải BTHH có rất nhiều sách viết về vấn đề này. Nhưng
hầu hết các sách đều đưa ra quá nhiều phương pháp như phương pháp đường
chéo, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp bảo toàn khối lượng,
bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, bảo toàn số mol electron, phương pháp
đại số, phương pháp ghép ẩn số… làm cho học sinh cảm thấy rất rối vì phải
hiểu được nội dung, bản chất từng phương pháp và khi nào sử dụng các
phương pháp đó. Đây quả là một khó khăn cho các em. Với bài toán hóa học
vô cơ học sinh còn gặp khó khăn là nhiều trường hợp: không viết được
phương trình phản ứng. không tìm được phương pháp giải phù hợp, không
biết cách trình bày hợp lí và logic việc giải các bài tập.v.v… Trong đó lúng
túng nhất là không tìm được phương pháp giải bài tập.
Như vậy nghiên cứu đưa ra một phương pháp chung giải BTHH đơn
giản và dễ sử dụng đối với học sinh THPT là một nhiệm vụ rất cần thiết. Mục
đích của luận văn này là nhằm đóng góp một phần vào giải quyết nhiệm vụ
nêu trên.
1.2. Phƣơng pháp chung giải các bài toán hoá học THPT

Để giải các BTHH, trước hết cần phân tích nội dung của bài toán và
biểu thị nội dung đó bằng các phương trình hóa học. Khi đã viết và cân bằng
được các phương trình hóa học, dễ dàng thiết lập được quan hệ giữa số mol
của các chất tham gia hay hình thành sau phản ứng, nhờ đó tính được số mol
của “các chất cần tính toán” khi biết số mol của “các chất đã cho trước số
liệu”. Tuy nhiên, trong BTHH các số liệu cho trước cũng như các đại lượng

10
cần tính toán thường không phải là số mol mà là các đại lượng khác như khối
lượng, thể tích, nồng độ… của chất và mục đích của bài toán hóa học cũng
không phải là xác định số mol của “các chất cần tính toán” mà là xác định
khối lượng, thể tích, nồng độ, …của các chất đó.Như vậy để giải các bài toán
hóa học, ngoài quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng, còn cần phải dựa
vào một số công thức chuyển đổi khối lượng, thể tích, nồng độ, v.v… của
chất ra số mol chất và ngược lại.
1.2.1. Những công thức cần thiết khi giải bài toán hóa họ.c
Muốn chuyển đổi các đại lượng như nồng độ, thể tích, khối lượng của
chất ra số mol chất ta sử dụng 4 công thức chính:


Ở đây công thức (1) biểu thị quan hệ giữa khối lượng (m), khối lượng
mol (M) và số mol (n) của chất.
Công thức (2) biểu thị quan hệ giữa thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn
(V
0
) với số mol khí (n).
Công thức (3) biểu thị quan hệ giữa nồng độ mol (C
M
), số mol chất tan
(n

ct
) và thể tích dung dịch (V).
STT
Công thức
Số mol chất
1

m = M.n
m
n
M


2

V
0
= n.22,4
0
22,4
V
n 

3
()
ct
M
n
C
Vl




n
ct
= V.C
M

4
.
% .100% .100%
ct ct
dd dd
mm
C
m V d


%. %. .
100%. 100%.
ddC m C V d
n
MM



11
Công thức (4) biểu thị quan hệ giữa nồng độ phần trăm (C%), khối
lượng chất tan (m
ct

) và khối lượng hay thể tích dung dịch (m
dd
, V
dd
).
Chú ý: Trong công thức (3), V tính bằng lít còn trong công thức (4), V
tính bằng ml, d tính bằng g/ml.
Áp dụng công thức trên cho trường hợp hỗn hợp các chất, ví dụ hỗn
hợp gồm 2 chất có khối lượng là m
1
, m
2
có khối lượng mol là M
1
, M
2
và số
mol là n
1
, n
2
ta có:
1 1 2 2 hhm n M n M

1 1 2 2
12
hh
hh
hh
m n M n M

M
n n n




1.2.2. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng
Xét phản ứng: aA + bB → cC + dD
Gọi số mol các chất A, B, C, D tham gia và hình thành sau phản ứng là
A
n
,
B
n
,
C
n
,
D
n
. Ta có

  
A B C D
n n n n
a b c d

Từ hệ thức này, ta có thể tính số mol của một chất bất kì theo số mol
của chất còn lại trong phản ứng:
  

A B C D
a a a
n n n n
b c d


D A B C
ddd
n n n n
a b c

Ví dụ 1: Xét phương trình:
2Al + 6HCl → 2AlCl
3
+ 3H
2

n
Al
=
1
3
n
HCl
=
3
AlCl
n
=
2

3
2
H
n
. v. v…
Ví dụ 2: Xét dãy phản ứng:
Fe + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
(1)
FeCl
2
+ 2NaOH → Fe(OH)
2
+ 2NaCl (2)
4Fe(OH)
2
+ O
2
+ 2H
2
O → 4Fe(OH)
3
(3)

12
2Fe(OH)
3
→ Fe

2
O
3
+ 3H
2
O (4)
Giả sử cần thiết lập quan hệ giữa n
Fe
và
23
Fe O
n

Ta thấy: n
Fe
=
2
FeCl
n
,
2
FeCl
n
=
2
()Fe OH
n
,
2
()Fe OH

n
=
3
()Fe OH
n
,
3
()Fe OH
n
=
1
2
23
Fe O
n
.
Suy ra : n
Fe
=
1
2
23
Fe O
n

Ví dụ 3: Cho hỗn hợp 3 kim loại Na, Fe, Al hoà tan hoàn toàn trong
dung dịch H
2
SO
4

loãng thu được 1 chất khí và dung dịch D. Thêm dung dịch
NaOH vào dung dịch D cho tới dư, lọc lấy kết tủa, đem nung trong không khí
đến khối lượng không đổi, thu được một chất rắn.
Thiết lập quan hệ giữa khối lượng hỗn hợp, số mol chất khí và số mol
chất rắn với số mol các kim loại trong hỗn hợp ban đầu
Lời giải:
2Na + H
2
SO
4

Na
2
SO
4
+ H
2
. (1)
2Al +3 H
2
SO
4

Al
2
(SO
4
)
3
+3 H

2
. (2)
Fe + H
2
SO
4


FeSO
4
+ H
2
(3)
Al
2
(SO
4
)
3
+ 6NaOH`

3Na
2
SO
4
+ 2Al(OH)
3
(4)
Al(OH)
3

+ NaOH

NaAlO
2
+ 2H
2
O (5)
FeSO
4
+ 2 NaOH

Na
2
SO
4
+ Fe(OH)
2
(6)
4 Fe(OH)
2
+ O
2
+ 2H
2
O

4Fe(OH)
3
(7)
2Fe(OH)

3
0
t

Fe
2
O
3
+ 3 H
2
O (8)
Khí sinh ra là H
2,
chất rắn thu được là Fe
2
O
3
. Đặt số mol của Na. Al, Fe
trong hỗn hợp đầu lần lượt là x, y, z mol. Ta có:
m
hỗn hợp
= 23x + 27y + 56z (a)
Theo (1), (2), (3):
2
H
13
n x y z
22
  
(b)

Theo (8), (7), (6) và (3) :
23
Fe O
1
nz
2

(c)

13
Các phương trình (a), (b), (c) biểu thị các quan hệ cần tìm.
Qua các ví dụ trên, nhận thấy khi đã viết và cân bằng được các phương
trình phản ứng thì dễ dàng thiết lập được quan hệ giữa số mol của các chất
phản ứng. Dựa vào các quan hệ này và các công thức đã nêu ở trên có thể giải
quyết được các BTHH .
1.2.3. Phương pháp chung giải toán hóa học
Các BTHH có thể chia thành 2 loại là bài toán hỗn hợp và “không hỗn
hợp” .
- Bài toán “không hỗn hợp” là loại bài toán liên quan đến phản ứng của
1 chất qua một giai đoạn hay 1 dãy biến hóa. (như ví dụ 1, ví dụ 3 ở trên).
- Bài toán hỗn hợp là loại bài toán liên quan đến phản ứng của hỗn hợp
chất.( như ví dụ 3 ở trên ).
1.2.3.1. Loại bài toán “không hỗn hợp”
Phương pháp giải các bài toán loại này là: Lập biểu thức tính đại
lượng mà bài toán yêu cầu rồi dựa vào quan hệ giữa số mol của “chất cần tính
toán” với số mol của “chất có số liệu cho trước” và dựa vào các công thức để
giải.
Ví dụ 1:
Hòa tan vừa đủ 2,4 gam Mg vào 100 ml dung dịch HCl nồng độ aM.
1. Tính thể tích khí H

2
thoát ra ở đktc.
2. Tính nồng độ dung dịch HCl
Lời giải:
Ptpư: Mg + 2HCl → MgCl
2
+ H
2
↑
n
Mg
=
2,4
24
=0,1 (mol)
suy ra: n
HCl
= 0,2 (mol) ;
2
H
n
= 0,1 (mol).
1.
2
H
V
= 22,4.
2
H
n

= 22,4 . 0,1 = 22,4 ( lit).
2.a=
0,1
HCl
H
n
=
0,2
0,1
= 2M

14
Ví dụ 2:
Oxi hóa hoàn toàn 11,2l khí NH
3
(ở đktc) có xúc tác thu được khí A,
oxi hóa khí A thu được khí B màu nâu. Hòa tan toàn bộ khí B vào 146ml H
2
O
với sự có mặt của oxi tạo thành dung dịch HNO
3
.
1. Tính nồng độ % của dung dịch axit
2. Tính nồng độ mol của dung dịch HNO
3
biết tỉ khối của dung dịch là 1,2
g/ml
Lời giải:
Ptpư: 4NH
3

+ 5 O
2
→ 4NO + 6H
2
O (1)
2NO + O
2
→ 2NO
2
(2)
4NO
2
+ O
2
+ 2H
2
O → 4HNO
3
(3)
1. C% ddHNO
3
=
3
.63
.100%
HNO
dd
n
m

Theo ptpư (1), (2), (3):
33
11,2
0,5
22,4
HNO NH
nn  
mol
3 2 2 2
(3)
  
ddHNO NO O H O
m m m m

0,5
46.0,5 32. 146 173
4
    g

Suy ra :C% ddHNO
3
=
0,5.63
.100% 18,2%
173


2.
3
M,ddHNO

C
=
3
HNO
n
V

Ở đây V=
173
1,2.100
= 0,144 lít.
Suy ra
3
M,ddHNO
0,5
C 3,47M
0,144

.
1.2.3.2. Loại bài toán hỗn hợp
Phương pháp giải loại bài toán này là: Đặt ẩn số, lập hệ phương trình và
giải hệ phương trình để tìm ra các yêu cầu bài toán.

15
- Ẩn số thường là đặt số mol các chất trong hỗn hợp.
- Các phương trình được thiết lập bằng cách biểu thị mối quan hệ giữa
các số liệu cho trong bài ( sau khi đã đổi ra số mol chất, nếu có thể được ) với
các ẩn số.
- Giải hệ phương trình để tìm ẩn rồi dựa vào đó suy ra các đòi hỏi khác
nhau của bài toán.

Ví dụ 3:
Cho m gam hỗn hợp gồm Mg và MgO tác dụng vừa đủ với 1 lít dung
dịch HCl 1M thu được 3,36 lít khí H
2
(đktc) và dung dịch Y.
1. Tính m?
2. Tính C
M
chất có trong dung dịch Y? Coi thể tích dung dịch không
đổi.
Lời giải:
Ptpư:
Mg + 2HCl → MgCl
2
+ H
2
↑ (1)
MgO + 2HCl → MgCl
2
+ H
2
O (2)
1. Đặt số mol Mg và MgO là x , y ta có:
n
HCl
= 2x + 2y = 1. (a)
2
H
n
= x = 0,15 (b)

Giải (a) và (b) ta được y = 0,35
Suy ra : m= 24 .0,15 + 40. 0,35 = 17,6 g.
2. Dung dịch Y là dung dịch MgCl
2
có
2
MgCl
n
= (x + y) = 0,5 mol.
Vậy C
M
ddMgCl
2
=
0,5
1
= 0,5M
Ví dụ 4:
Nhiệt phân hoàn toàn 18,43 gam hỗn hợp gồm Na
2
CO
3
, K
2
CO
3
, BaCO
3

và MgCO

3
thu được 2,464 lít khí ( đktc) và hỗn hợp rắn A. Hòa tan A bằng
một thể tích vừa đủ dung dịch H
2
SO
4
0,1M thu được 1,568 lít khí (đktc) và
2,33 gam một chất kết tủa.

16
1. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu.
Tính thể tích dung dịch H
2
SO
4
0,1M cần để hòa tan hỗn hợp rắn A.
Lời giải:
1. Khi nhiệt phân hỗn hợp:
BaCO
3

BaO + CO
2
(1)
MgCO
3

MgO + CO
2
(2)

Hỗn hợp bao gồm BaO, MgO và các muối không bị nhiệt phân là
Na
2
CO
3
, K
2
CO
3.
Na
2
CO
3
+ H
2
SO
4
→ Na
2
SO
4
+ H
2
O + CO
2
(3)
K
2
CO
3

+ H
2
SO
4
→K
2
SO
4
+ H
2
O + CO
2
(4)
BaO + H
2
SO
4


BaSO
4
+ H
2
O (5)
MgO + H
2
SO
4



MgSO
4
+ H
2
O (6)
Chất kết tủa BaSO
4

Đặt số mol Na
2
CO
3
, K
2
CO
3
, BaCO
3
, MgCO
3
trong hỗn hợp đầu là x,
y, z, t ta có;
m
hh
= 106x + 138y + 197z + 84t = 18,43 (a)
Theo (1) và (2):
2
CO
2,464
n 0,11 z t

22,4
   
(b)
Theo (3) và (4) :
2
CO
1,568
n 0,07 x y
22,4
   
(c)
Theo (5) và (1):
4
BaSO
2,33
n 0,01 z
233
  
(d)
Giải 4 phương trình (a), (b), (c), (d) thu được:
x = 0,05; y = 0,02; z = 0,01; t = 0,1
Suy ra:
23
Na CO
m
= 106. 0,05 = 5,3(g);
23
K CO
m
= 138. 0,02 = 2,76 (g).

3
BaCO
m
= 197. 0,01 = 1,97 (g);
3
MgCO
m
= 84. 0,1 = 8,4 (g).
Theo công thức (7):
24
24
H SO
H SO
n
V
0,1


Theo (3), (4), (5) và (6) :
2 4 2 4
H SO ddH SO
n x y z t 0,18 V 1,8      
(lít).

17
Chú ý:
1. Nhiều bài toán hỗn hợp có số phƣơng trình lập đƣợc ít hơn số
ẩn. Trong trường hợp này để giải hệ các phương trình vô định có 2 phương
pháp chính, đó là:

a. Giải hệ kết hợp với biện luận dựa vào các điều kiện của ẩn số.
Ví dụ ẩn số là số mol chất thì phải luôn dương, ẩn số là hoá trị của kim
loại thì hóa trị chỉ nhận giá trị từ 1,2 hoặc 3, dựa vào các điều kiện như vậy
có thể biện luận để giải được hệ phương trình vô định.
b. Giải hệ dựa vào việc tính khối lƣợng mol trung bình của hỗn
hợp.
Thí dụ, với hỗn hợp gồm hai chất 1 và 2:

hh 1 1 2 2
hh
hh 1 2
m M n M n
M
n n n




Tính
hhM
và bất đẳng thức M
1
<
hhM
< M
2
sẽ giải được hệ phương
trình vô định.
Phương pháp này thường được sử dụng khi đã biết khối lượng và số
mol của hỗn hợp, đặc biệt với bài toán hỗn hợp các kim loại hoặc muối của

các kim loại liên tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hòan các nguyên tố hóa
học.
2. Với các bài toán hỗn hợp của các chất cùng loại. có các phản ứng
xảy ra tương tự nhau, hiệu suất như nhau… thì có thể thay thế hỗn hợp bằng
một chất có là công thức phân tử trung bình để giải.
Với việc đặt công thức phân tử trung bình thì số ẩn của phương trình
giảm xuống và việc giải bài toán sẽ thuận lợi và nhanh gọn hơn. Đây là một
phương pháp có hiệu quả cao để giải các bài toán hỗn hợp (cùng loại) có số
phương trình lập ít hơn số ẩn.
Ví dụ 5:
Hòa tan 28,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại thuộc
nhóm IIA bằng dd HCl dư, thu được 6,72 lít khí (đktc).

18
1.Xác định hai kim loại, biết chúng thuộc hai chu kì liên tiếp nhau
trong bảng tuần hoàn.
2. Tính phần trăm khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.
Lời giải:
Gọi hai muối là ACO
3
và BCO
3
, số mol tương ứng là x, y. Giả thiết
khối lượng mol của A nhỏ hơn B ( A< B).
ACO
3
+ 2HCl → ACl
2
+ H
2

O + CO
2
(1)
BCO
3
+ 2HCl → BCl
2
+ H
2
O + CO
2
(2)
Ta có hệ 2 phương trình, 4 ẩn số:
m
hh
= (A + 60) x + (B + 60) y = 28,4 (a)
2
CO
n 
x + y = 0,3 (b)
Cách 1: Từ (a), (b) suy ra: Ax + By = 10,4.
Thay x= 0,3 – y thu được: y =
10,4 0,3A
BA



Với điều kiện 0 < y < 0,3 ; 0,3A < 10,4 hay A < 34,67
Các kim loại nhóm IIA thỏa mãn điều kiện trên chỉ có Be (A= 9) hoặc
Mg(A=24).

- Nếu A là Be thì B là Mg : y=
10,4 0,3.9
0,51
24 9



loại.
- Nếu A là Mg thì B là Ca : y =
10,4 0,3.24
0,2
40 24



thỏa mãn
Vậy : A là Mg ; B là Ca ; x= 0,1 ; y =0,2.
2.Khối lượng MgCO
3
: 0,1 .84 = 8,4 (g) ; % MgCO
3
= 29,58%.
Khối lượng CaCO
3
: 0,2.100 = 20 (g) ; % CaCO
3
= 70,42%.
Cách 2 : Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp hai muối
hhM
=

28,4
94,67
0,3

ta có bất đẳng thức
A + 60 < 94,67 < B+ 60 hay A< 34,67 < B.

19
Hai kim loại A, B thỏa mãn điều kiện trên và điều kiện của đề bài chỉ có thể
là Mg ( A=24) và Ca ( B=40).
Thay A= 24, B= 40 vào (a) và giải hai phương trình (a), (b) thu được x=0,1;
y= 0,2; từ đó tính được phần trăm khối lượng của hai muối như cách 1
Cách 3 : Có thể giải bài toán trên nhanh gọn hơn bằng cách đặt CTPTTB hai
muối là
R
CO
3
, với số mol là a :

R
CO
3
+ 2HCl

R
Cl
2
+ CO
2
+ H

2
O
Ta có m
hh
= (
R
+ 60) a = 28,4 (a)
n
hh
= a = 0,3 (b)
Giải (a), (b) thu được:
R
= 34,67
Hai kim loại thỏa mãn điều kiện trên và điều kiện của đề bài có thể là
Mg (M= 24) và Ca (M= 40).
Đặt số mol của MgCO
3
và CaCO
3
là b và c ta có:
b + c = a = 0,3. (c)
84b + 100c = 28,4 (d)
Giải (c), (d) thu được b= 0,1 ; c= 0,2 ; từ đó tính được phần trăm khối
lượng của mỗi muối như ở cách 1.
Như vậy qua 5 ví dụ trên ta thấy bài toán hỗn hợp và bài toán không
hỗn hợp tuy cách giải có những điểm khác nhau nhưng chúng đều thống nhất
ở chỗ là chúng đều được giải dựa vào mối quan hệ giữa số mol của các chất
phản ứng và dựa vào các công thức biểu thị môi quan hệ giữa số mol chất với
khối lượng, thể tích, nồng độ, … của chất. Đó chính là nội dung của phương
pháp chung giải BTHH.

* *
*
Hiện nay, hình thức thi trắc nghiệm ngày càng phổ biến mà đặc điểm
của loại hình kiểm tra này là số lượng câu hỏi nhiều vì thế thời gian làm bài
rất ngắn. Ngoài việc áp dụng phương pháp chung giải các BTHH nêu trên,

20
học sinh cần kết hợp, vận dụng hợp lí các định luật sẵn có trong hóa học như :
định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn số mol electron, định luật
bảo toàn nguyên tố, định luật bảo toàn điện tích, và sử dụng phương trình ion
thu gọn để giải nhanh các BTHH.
1.3. Áp dụng các định luật bảo toàn trong hóa học để giải nhanh các bài
toán hóa học
1.3.1. Định luật bảo toàn khối lượng
“Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng
các chất tạo thành sau phản ứng”.
Ví dụ 1:
Hòa tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp A gồm hai muối cacbonat của hai
kim loại hóa trị I và II trong dung dịch HCl. Sau phản ứng thu được 4,48 lit
khí (ở đktc). Đem cô cạn dung dịch thu m gam muối khan. Tính m.
Lời giải:
Gọi công thức của 2 muối là M
2
CO
3
và RCO
3
, ta có:
M
2

CO
3
+ 2HCl → 2MCl + CO
2
+ H
2
O
RCO
3
+ 2HCl → RCl
2
+ CO
2
+ H
2
O
Theo đề bài: n
CO2
=
4,48
22,4
= 0,2 mol

n
HCl
= 2n
CO2
= 0,4 mol
n
H2O

= n
CO2
= 0,2 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
m
hh
+ m
HCl
= m+ m
CO2
+ m
H2O


m = 23,8 + 0,4.36,5 – (0,2.44 + 0,2.18) = 26 gam
Ví dụ 2:
Khử hoàn toàn 16g bột oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao, sau khi phản
ứng kết thúc khối lượng chất rắn giảm 4,8g. Xác định công thức oxit sắt và
thể tích khí CO cần dùng (đktc).
Lời giải:
Fe
x
O
y
+ y CO

xFe + y CO
2