SKKN giai nhanh BT hoa hoc bang do thi

sở giáo dục và đào tạo THáI BìNH
Trờng THPT NAM TIềN HảI

Sáng kiến kinh nghiệm
"sử dụng ph ơng pháp đồ thị trong toán học
để giải nhanh một số bài tập Hoá học"

Ngời viết: TRầN VĂN
Tổ: Tự NHIÊN

NHấT


N¨m häc: 2015 - 2016

2


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
2. Sách Bài tập Hoá học Lớp 12
3. Đề thi tuyển sinh vào các trờng Đại học và Cao đẳng.
4. Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học.

3


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, 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.

4

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 CO2 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
AlO2- hoặc ZnO22-.
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 CO2 ở đktc vào 2 lít dung
dịch Ca(OH)2 0,02 M thì thu đợc 1 gam kết tủa.
Tính % CO2 trong hỗn hợp A theo thể tích..
Lời giải
* Phơng pháp tự luận:
Phơng trình hoá học của những phản ứng lần lợt xảy ra nh sau:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2
Ta có: Số mol Ca(OH)2 = 2. 0,02 = 0,04 (mol)
Số mol CaCO3 = 1 : 100 = 0,01 (mol)
Trờng hợp 1: Chỉ có phản ứng (1) Ca(OH)2 d.
Theo phơng trình ta có:

Số mol CO2 = Số mol CaCO3 = 0,01 (mol)
= Số mol Ca(OH) 2 < 0,04 (mol).

5

(1)
(2)


Vậy, A có % CO2 =

0,01 ì 22,4
ì 100% = 2,24%
10

Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra Ca(OH)2 hết.
Theo phơng trình (1):
Số mol CaCO3 (1) = Số mol Ca(OH)2 = 0,04 (mol).
Số mol CaCO3 (2) = 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol).
Theo phơng trình (1) và (2):
Số mol CO2 = 0,04 + 0,03 = 0,07 (mol)
Vậy, A có % CO2 =

0,07 ì 22,4
ì 100% = 15,68%
10

* Phơng pháp đồ thị:
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 CO2 đã phản ứng nh sau:
Số mol CaCO3

0,04

0,01
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:
Trờng hợp 1: Số mol CO2 = 0,01 (mol).
Trờng hợp 2: Số mol CO2 = 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
BaCl2 d thì thu đợc 27,96 gam kết tủa.
a. Tìm công thức của X.

6


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(SO4)3.18H2O. Nh vậy,
dung dịch A có:
Số mol Al3+ = 2. Số mol Al2O3 =

2 ì 4,08
= 0,08 (mol ).
102

* Phơng pháp tự luận:
Phơng trình hoá học của những phản ứng lần lợt xảy ra nh sau:
Al3+ + 3 OH- Al(OH)3

(1)

Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2 H2O

(2)

b. Để lợng kết tủa lớn nhất thì chỉ xảy ra phản ứng (1).
Theo phơng trình:
Số mol OH- = 3. Số mol Al3+ = 3. 0,08 = 0,24 (mol)
Để lợng kết tủa nhỏ nhất thì xảy ra cả phản ứng (1) và (2).
Theo phơng trình:
Số mol OH- = 4. Số mol Al3+ = 4. 0,08 = 0,32 (mol)
Vậy, thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để lợng kết tủa thu đợc
lớn nhất, nhỏ nhất tơng ứng là:
V = 0,24 : 0,2 = 1,2 (lít) và V' = 0,32 : 0,2 = 1,6 (lít).
c. Số mol kết tủa Al(OH)3 thu đợc là 2,34 : 78 = 0,03 (mol).
Trờng hợp 1: Chỉ có phản ứng (1) Al3+ d.

Theo phơng trình ta có:
Số mol OH- = 3. Số mol Al(OH)3 = 3. 0,03 = 0,09 (mol)
Số mol Al3+ (p) = Số mol Al(OH)3 < 0,04 (mol).
Vậy, nồng độ dung dịch KOH là: [KOH] =

0,09
= 0,36 ( M )
0,25

Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra Al3+ hết.

7


Theo phơng trình (1):
Số mol Al(OH)3 (1) = Số mol Al3+ = 0,08 (mol).
Số mol Al(OH)3 (2) = 0,08 - 0,03 = 0,05 (mol).
Theo phơng trình (1) và (2):
Số mol OH- = 3. 0,08 + 0,05 = 0,29 (mol)
Vậy, nồng độ dung dịch KOH là: [KOH] =

0,29
= 1,16 ( M )
0,25

* Phơng pháp đồ thị:
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 OH- đã phản ứng nh sau:
Số mol Al(OH)3

0,08

0,03
0,09

0,24

0,29 0,32

Số mol OH -

Dựa vào đồ thị ta có ngay:
b. Số mol OH- cần có để lợng kết tủa thu đợc lớn nhất, nhỏ nhất tơng ứng là
0,24 và 0,32 (mol).
c. Nếu sau phản ứng thu đợc 2,34 gam kết tủa thì:
Trờng hợp 1: Số mol OH- = 0,09 (mol).
Trờng hợp 2: Số mol OH- = 0,29 (mol).

Ví dụ 3: Hoà tan vừa hết m gam Al vào dung dịch NaOH thì thu đợc dung
dịch A và 3,36 lít H2 (đktc).
a. Tính m.
b. Rót từ từ dung dịch HCl 0,2 M vào A thì thu đợc 5,46 gam kết tủa. Tính
thể tích dung dịch HCl đã dùng.
Lời giải
a. Phơng trình phản ứng:
8


2 Al + 2 H2O + 2 NaOH 2 NaAlO2 + 3 H2
Theo phơng trình: Số mol Al = 2/3. Số mol H2 = 0,1 (mol).
m = 2,7 (gam).
* Phơng pháp tự luận:

Phơng trình hoá học của những phản ứng lần lợt xảy ra nh sau:
H+ + H2O + AlO2- Al(OH)3

(1)

3 H+ + Al(OH)3 Al3+ + 3 H2O

(2)

b. Theo giả thiết: Số mol Al(OH)3 = 5,46 : 78 = 0,07 (mol)
Trờng hợp 1: Chỉ có phản ứng (1) AlO2- d.
Theo phơng trình ta có:
Số mol H+ = Số mol Al(OH)3 = 0,07 (mol).
Số mol AlO2- (p) = Số mol Al(OH)3 < 0,1 (mol).
Vậy, thể tích dung dịch HCl là: [HCl] =

0,07
= 0,35 (lít).
0,2

Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra AlO2- hết.
Theo phơng trình (1):
Số mol Al(OH)3 (1) = Số mol AlO2- = 0,1 (mol).
Số mol Al(OH)3 (2) = 0,1 - 0,07 = 0,03 (mol).
Theo phơng trình (1) và (2):
Số mol H+ = 0,1 + 3. 0,03 = 0,19 (mol)
Vậy, nồng độ dung dịch HCl là: [HCl] =

0,19
= 0,95 (lít).

0,2

* Phơng pháp đồ thị:
Số mol Al(OH)3
0,1
0,07

0,07 0,1

0,19

0,4

Số mol H+

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 H+ đã phản ứng nh trên.
9


b. Nếu sau phản ứng thu đợc 5,46 gam kết tủa thì:
Trờng hợp 1: Số mol H+ = 0,07 (mol).
Trờng hợp 2: Số mol H+ = 0,19 (mol).
III. Ph ơng pháp chung

Qua việc giải các bài tập ở trên bằng hai phơng pháp khác nhau ta nhận thấy:
- Có thể giải một số bài tập hoá học theo phơng pháp đồ thị một cách nhanh
chóng mà không bị bỏ sót nghiệm.
- Các bài tập hoá học giải đợc theo phơng pháp này gồm hai loại chủ yếu
sau:
1. Tính lợng chất đã phản ứng tơng ứng với lợng kết tủa thu đợc.

2. Tìm điều kiện để khối lợng kết tủa thu đợc lớn nhất, nhỏ nhất.
Dạng 1: Thổi từ từ khí CO2 đến d vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)2 hoặc
Ba(OH)2. Sau phản ứng thu đợc b mol kết tủa.
Số mol kết tủa
a

b
x

a

Số mol CO2 đã phản ứng là:

y

2a

Số mol CO2

x = b (mol)
y = 2a - b (mol).

Dạng 2: Rót từ từ dung dịch kiềm đến d vào dung dịch chứa a mol muối Al 3+
hoặc Zn2+. Sau phản ứng thu đợc b mol kết tủa.
* Số mol OH- đã phản ứng là:

x = 3b (mol)
y = 4a - b (mol).

Số mol Al(OH)3

a
b
Số mol OH10


x

3a

y

4a

Số mol Zn(OH)2
a
b
Số mol OH-

x
* Số mol OH- đã phản ứng là:

2a
y
x = 2b (mol)
y = 4a - 2b (mol).

4a

Dạng 3: Rót từ từ dung dịch axit đến d vào dung dịch chứa a mol muối AlO 2hoặc ZnO22-. Sau phản ứng thu đợc b mol kết tủa.
Số mol Al(OH)3

a
b
Số mol H+
x a
y
* Số mol OH- đã phản ứng là:
x = b (mol)
y = 4a - 3b (mol).
Số mol Zn(OH)2

4a

a
b
Số mol H+
x
* Số mol H+ đã phản ứng là:

2a
y
x = 2b (mol)
y = 4a - 2b (mol).

4a

Khi ó vng phng phỏp ny, cỏc bn cú th rỳt gn bt cỏc bc
gii trờn gii cỏc bi toỏn nhanh hn. Tụi hy vng thụng qua
bi vit ny, cỏc bn, cỏc em hc sinh s gii cỏc bi tp dng ny
d dng hn v phỏt trin nhiu hn na cỏc ý tng sỏng to ca
mỡnh.

11


IV. tổ chức Thực hiện

Với nội dung phơng pháp nh đã trình bày ở trên, tôi đã áp dụng giảng dạy ở
các lớp khối 12 và thu đợc kết quả rất tốt.
Đối tợng áp dụng là học sinh lớp 12A3 và lớp 12A6 trờng THPT Nam Tiền
Hải năm học: 2015 - 2016.
Học sinh lớp 12A10 đợc giới thiệu phơng pháp đồ thị, còn học sinh lớp
12A15 chỉ đợc giới thiệu phơng pháp truyền thống.
Đề bài kiểm tra TNKQ (trích):
Câu 1: Cho V lít (đktc) khí CO 2 hấp thụ hoàn toàn vào 450 ml dung dịch
Ba(OH)2 0,2M thì thu đợc 15,76 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 1,792 lít.
B. 2,24 lít.
C. 2,016 lít.
D. A và B.
Câu 2: Cho m gam Na tan hết trong 100 ml dung dịch Al 2(SO4)3 0,2M. Sau
phản ứng thu đợc 0,78 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 0,69 gam.
B. 2,76 gam.
C. 2,45 gam.
D. 1,69 gam.
Câu 3: Rót từ từ dung dịch HCl 0,1M vào 200 ml dung dịch KAlO 2 0,2M.
Sau phản ứng thu đợc 1,56 gam kết tủa. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:
A. 0,2 và 1 lít.
B. 0,4 và 1 lít.
C. 0,2 và 0,8 lít. D. 0,4 và 1 lít.
Câu 4: Rót từ từ dung dịch Ba(OH) 2 0,2M vào 150 ml dung dịch AlCl 3

0,04M đến khi thu đợc lợng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất. Thể tích dung dịch
Ba(OH)2 đã dùng tơng ứng là:
A. 45 và 60 ml.
B. 60 và 45 ml.
C. 90 và 120 ml. D. 45 và 90 ml.
Kết quả chọn đợc số phơng án đúng:

Lớp 12A3
Lớp 12A6

Tổng HS

1

2

3

4

55
52

0
1

6
9

9

11

40
31

Ngoài những lần kiểm tra, đánh giá lấy kết quả để so sánh nh trên, tôi đã
theo dõi, so sánh trực tiếp trong bài giảng thông qua các câu hỏi vấn đáp. Mức độ
nắm vững bài, biết vận dụng kiến thức của học sinh 2 lớp đều có kết quả tơng tự
nh bài kiểm tra TNKQ.

12


Nh vậy, với việc vận dụng phơng pháp đồ thị trong toán học để giải một số
bài tập hoá học chắc chắn là một trong những phơng pháp mang lại hiệu quả cao
trong quá trình giảng dạy cũng nh học tập môn hoá.

13


C. Kết luận
Quá trình giảng dạy ở năm học vừa qua, đặc biệt là khi việc kiểm tra, đánh
giá học sinh chuyển sang hình thức kiểm tra TNKQ, tôi nhận thấy:
Kiến thức của học sinh ngày càng đợc củng cố và phát triển sau khi
hiểu nắm vững đợc bản chất của các quá trình hoá học.
Trong quá trình tự học, học sinh tự tìm tòi, phát hiện đợc nhiều phơng
pháp khác nhau trong giải bài tập hoá học
Niềm hứng thú, say mê trong học tập của học sinh càng đợc phát huy
khi biết sử dụng kiến thức toán học, đặc biệt là kiến thức về đồ thị để
giải các bài tập loại này.

Học sinh nhanh chóng có đợc kết quả để trả lời câu hỏi TNKQ mà
tránh đợc việc bỏ sót nghiệm khi làm theo hình thức tự luận.
Sử dụng phơng pháp này trong giảng dạy, các thầy cô giáo sẽ không
phải mất nhiều thời gian trong việc mô tả hiện tợng, xét các trờng hợp
xảy ra.
Do năng lực và thời gian có hạn, đề tài có thể cha bao quát hết đợc các loại
dạng của phơng pháp. Các ví dụ đợc đa ra trong đề tài có thể cha thực sự điển
hình nhng vì lợi ích thiết thực của phơng pháp trong công tác giảng dạy và học tập
nên tôi mạnh dạn viết, giới thiệu với các thầy cô và học sinh.
Rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung cho cho đề tài để thực sự góp phần
giúp học sinh học tập ngày càng tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Tin Hi, ngy 20/04/2016
Ngời viết

TRN VN NHT

14