skkn2

sở giáo dục và đào tạo hng yên
Trờng THPT phù cừ
Sáng kiến kinh nghiệm
"sử dụng phơng pháp đồ thị trong toán
học
để giải nhanh một số bài tập Hoá học"
Ngời viết: Hoàng Đức Hải
Tổ: Lý - Hoá - Kỹ Thuật Công Nghiệp
Năm học: 2007 - 2008
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.
2
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 minh,

sáng tạo, bồi dỡng hứng thú trong học tập.
Việc lựa chọn phơng pháp thích hợp để giải bài tập lại càng có ý nghĩa quan
trọng hơn. Mỗi bài tập có thể có nhiều phơng pháp giải khác nhau. Nếu biết lựa
chọn phơng pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh nắm vững hơn bản chất của các hiện tợng
hoá học.
Qua quá trình giảng dạy, bồi dỡng học sinh giỏi nhiều năm và việc tham khảo
nhiều tài liệu, tôi đã tích luỹ đợc một số phơng pháp giải bài tập hoá học. Việc vận
dụng phơng pháp đồ thị trong toán học để giải nhanh một số bài tập hoá học đã tỏ ra
có nhiều u điểm, đặc biệt là khi các kỳ thi ngày nay đã chuyển đổi sang phơng pháp
TNKQ. Trong trờng hợp này, học sinh tiết kiệm đợc rất nhiều thời gian tính toán để
có kết quả. Một số tác giả khác cũng đã đề cập đến cách làm này trong một số tài
liệu tham khảo. Tuy nhiên, ở đó cũng mới chỉ dừng lại ở việc giải một số bài tập đơn
lẻ mà cha có tính khái quát.
Chính vì vậy, tôi viết đề tài này nhằm khái quát việc vận dụng phơng pháp đồ thị trong
toán học để giải một số bài tập hoá học. Thông qua đó tôi muốn giới thiệu với các thầy cô giáo
và học sinh một trong những phơng pháp giải bài tập hoá học rất có hiệu quả. Vận dụng đợc
phơng pháp này sẽ giúp cho quá trình giảng dạy và học tập môn hoá học đợc thuận lợi hơn rất
nhiều, nhanh chóng có kết quả để trả lời câu hỏi TNKQ.
Đề tài đợc viết dựa trên cơ sở giải một số ví dụ điển hình bằng hai phơng pháp khác nhau.
Trong đó có phơng pháp đồ thị trong toán học. Tổ chức giảng dạy ở một lớp, đánh giá việc vận
dụng phơng pháp này sau khi đã đợc học tập. So sánh kết quả làm bài với một lớp khác không
đợc giới thiệu vận dụng phơng pháp đồ thị trong toán học học tập. Trên cơ sở kết quả thu đợc,
đánh giá đợc u điểm và khái quát thành phơng pháp chung cho một số dạng bài tập hoá học có
thể giải bằng phơng pháp này.
3
B. giải quyết vấn đề
I. ph ơng pháp đồ thị
Cơ sở của phơng pháp là việc sử dụng đồ thị trong toán học để giải một số hệ phơng trình.
Trong hoá học, một số dạng bài tập đợc giải dựa trên cơ sở nội dung của phơng 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
trong hỗn hợp A theo thể tích..
(Sách Hoá học - Lớp 12 - NXB Giáo dục Hà nội).
Lời giải

* Phơng pháp tự luận:
Phơng trình hoá học của những phản ứng lần lợt xảy ra nh sau:
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
CO
2
+ H
2
O + CaCO
3
Ca(HCO
3
)
2
(2)
Ta có: Số mol Ca(OH)
2
= 2. 0,02 = 0,04 (mol)
Số mol CaCO
3
= 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).
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
= 0,04 (mol).
Số mol CaCO
3
(2) = 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol).

Theo phơng trình (1) và (2):
Số mol CO
2
= 0,04 + 0,03 = 0,07 (mol)
Vậy, A có % CO
2
=
=ì
ì
%68,15%100
10
4,2207,0
* Phơng pháp đồ thị:
4
0,04
0,01
Dựa vào tỷ lệ phản ứng ở phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn lợng kết tủa thu
đợc theo lợng CO
2
đã phản ứng nh sau:
Số mol CaCO
3


0,01 0,04 0,07 0,08 Số mol CO
2
Dựa vào đồ thị, nếu sau phản ứng thu đợc 1 gam kết tủa thì ta có ngay:
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.
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
O. Nh vậy, dung dịch A
có:
Số mol Al

3+
= 2. Số mol Al
2
O
3
=
).(08,0
102
08,42
mol=
ì
* Phơng pháp tự luận:
Phơng trình hoá học của những phản ứng lần lợt xảy ra nh sau:
Al
3+
+ 3 OH
-
Al(OH)
3
(1)
Al(OH)
3
+ OH
-
AlO
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:
5