(Luận văn thạc sĩ) phân loại và giải các bài toán hóa học vô cơ phần phi kim theo một phương pháp chung góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn hóa học trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRƯƠNG THÀNH CHUNG

PHÂN LOẠI VÀ GIẢI CÁC BÀI TỐN HĨA HỌC VÔ CƠ PHẦN PHI KIM THEO MỘT PHƯƠNG PHÁP CHUNG GĨP
PHẦN NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY VÀ HỌC MƠN HĨA
HỌC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HĨA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN HÓA HỌC)

Mã số: 60 14 10
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Ngọc Ban

HÀ NỘI - 2012
-1-


MỤC LỤC
Lời cảm ơn ..................................................................................................
Danh mục viết tắt .....................................................................................
Danh mục các bảng .....................................................................................
Danh mục biểu đồ, đồ thị ...........................................................................
Mục lục ........................................................................................................
MỞ ĐẦU ..................................................................................................
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ...........
1.1. Cơ sở lý luận của việc nâng cao chất lượng, hiệu quả quá trình dạy
và học mơn Hóa học trung học phổ thơng ..................................................
1.1.1. Q trình dạy học ..............................................................................

1.1.2. Chất lượng dạy học ...........................................................................
1.1.3. Một số biện pháp để nâng cao chất lượng dạy học ..........................
1.2. Bài tập hóa học .....................................................................................
1.2.1. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học ..............................................
1.2.2. Lựa chọn, phân loại bài tập hóa học .................................................
1.2.3. Thực trạng việc sử dụng bài tốn hóa học ở trường THPT ..............
1.3. Phương pháp chung giải các bài tốn hóa học trung học phổ thông ...
1.3.1. Các công thức cần thiết khi giải bài tốn hóa học ............................
1.3.2. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng .....................................
1.3.3. Phương pháp chung giải bài tốn hóa học trung học phổ thơng .......
1.3.4. Kết luận chung ..................................................................................
Chương 2: LỰA CHỌN, PHÂN LOẠI CÁC BÀI TOÁN HĨA HỌC
VƠ CƠ - PHẦN PHI KIM VÀ GIẢI THEO PHƯƠNG PHÁP
CHUNG GIẢI BÀI TỐN HĨA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
2.1. Tổng quan về chương trình hóa học vơ cơ - phần phi kim trong
trung học phổ thông ....................................................................................
2.2. Hệ thống các bài tốn hóa học vơ cơ - phần phi kim lựa chọn, phân
loại và giải theo phương pháp chung ..........................................................
2.2.1. Bài tốn về nhóm Halogen ................................................................
2.2.2. Bài tốn về nhóm Oxi - Lưu huỳnh. .................................................
2.2.3. Bài tốn về nhóm Nitơ – Photpho .....................................................
-v-

Trang
i
ii
iii
iv
v
1

5
5
5
5
6
7
7
8
10
11
11
12
14
20

23
23
26
26
49
60


2.2.4. Bài tốn về nhóm Cacbon – Silic ......................................................
2.3. Sử dụng hệ thống bài tốn hóa học theo mức độ nhận thức tư duy trong
quá trình dạy và học phần phi kim - chương trình Hóa học vơ cơ THPT .........
2.3.1. Sử dụng bài tốn hóa học theo mức độ nhận thức tư duy trong
việc hình thành kiến thức mới .....................................................................
2.3.2. Sử dụng bài tốn hóa học theo mức độ nhận thức tư duy để vận
dụng củng cố kiến thức, kỹ năng ...............................................................

2.3.3. Sử dụng bài tốn hóa học theo mức độ nhận thức tư duy nhằm
kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng kiến thức, kỹ năng của học sinh .......
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ....................................................
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm....................................................
3.3. Quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm ...........................................
3.3.1. Đối tượng và địa bàn thực nghiệm ....................................................
3.3.2. Tiến hành thực nghiệm......................................................................
3.3.3. Nội dung và kết quả thực nghiệm .....................................................
KẾT LUẬN ................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................
PHỤ LỤC ...................................................................................................

-vi-

71
82
82
83
84
86
86
86
86
86
86
87
97
98
101

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

dd

Dung dịch

ĐC

Đối chứng

đktc

Điều kiện tiêu chuẩn

GS

Giáo sư

GV

Giáo viên

hh

Hỗn hợp

HS

Học sinh

Nxb

Nhà xuất bản

PGS

Phó Giáo sư

PTHH

Phương trình hóa học

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

THPT

Trung học phổ thông

TS

Tiến sĩ

-ii-


DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 3.1.Tỉ lệ % học sinh làm đúng bài toán .............................................
Bảng 3.2.Bảng điểm kiểm tra của học sinh.................................................
Bảng 3.3.Bảng % học sinh đạt điểm từ Xi trở xuống..................................
Bảng 3.4. Bảng điểm kiểm tra trung bình của học sinh ..............................
Bảng 3.5.Bảng % HS đạt điểm yếu, kém, trung bình, khá, giỏi .................
Bảng 3.6. Giá trị của các tham số đặc trưng ...............................................

-iii-

88
89
90
92
92
95


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Trang
Biểu đồ 3.1. So sánh trình độ HS ở 2 lớp TN và ĐC - Đề số 1 ..................

93

Biểu đồ 3.2. So sánh trình độ HS ở 2 lớp TN và ĐC - Đề số 2 ..................

93

Biểu đồ 3.3. So sánh trình độ HS ở 2 lớp TN và ĐC - Đề số 3 ..................

93

Biểu đồ 3.4. So sánh trình độ HS ở 2 lớp TN và ĐC - Đề số 4 ..................

94

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Trang
Đồ thị 3.1. Đồ thị biểu diễn đường lũy tích điểm kiểm tra bài số 1 ........... 90
Đồ thị 3.2. Đồ thị biểu diễn đường lũy tích điểm kiểm tra bài số 2 ........... 91
Đồ thị 3.3. Đồ thị biểu diễn đường lũy tích điểm kiểm tra bài số 3 ........... 91
Đồ thị 3.4. Đồ thị biểu diễn đường lũy tích điểm kiểm tra bài số 4 ........... 91

-iv-


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong dạy học hóa học, một trong những hoạt động chủ yếu để phát
triển tư duy cho học sinh là việc sử dụng các bài tập hóa học (gồm bài tập

định tính và bài tập định lượng). Việc sử dụng các bài tốn hóa học, vừa góp
phần củng cố, khắc sâu kiến thức cho học sinh, vừa rèn luyện, phát triển năng
lực nhận thức tư duy cho học sinh.
Trong quá trình dạy học, người giáo viên ln quan tâm tìm tịi, lựa
chọn các câu hỏi, bài toán phù hợp cũng như các cách giải hiệu quả nhất để
phục vụ cho các giờ lên lớp, các giờ luyện tập hoặc kiểm tra, đánh giá học
sinh nhằm nâng cao hiệu quả, chất lượng giảng dạy. Còn đối với học sinh, các
em cũng ln mong muốn có được những câu hỏi, những bài tốn tốt, có
những cách giải dễ dàng, thuận tiện để nâng cao hiệu quả học tập.
Tuy nhiên, hiện nay trong các tài liệu tham khảo hóa học, số lượng bài
tập hóa học quá lớn và đa dạng, phương pháp giải các bài tốn hóa học đưa ra
lại nhiều nên học sinh và ngay cả một số giáo viên cũng cảm thấy lúng túng
trong việc lựa chọn và giải các bài tốn hóa học.
Để góp phần tháo gỡ khó khăn trên, chúng tơi chọn đề tài “Phân loại và
giải các bài tốn hóa học vơ cơ - phần phi kim theo một phương pháp
chung góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học mơn hóa học trung học
phổ thơng”
2. Lịch sử nghiên cứu
Như đã trình bày ở trên, cho đến nay nhiều tác giả khác nhau đã đưa ra
nhiều phương pháp giải các bài toán hóa học, đặc biệt là các phương pháp giải
nhanh các bài tốn hóa học trắc nghiệm. [1, 2, 3, 7, 14, 15, 17, 18...]
Trong tài liệu "Phương pháp chung giải các bài tốn hóa học trung học
phổ thơng" [4], tác giả đã hệ thống và đưa ra một phương pháp chung giải các
bài tốn hóa học đơn giản và dễ sử dụng đối với học sinh. Việc áp dụng
phương pháp chung nêu trên để giải các bài tốn Hóa vơ cơ Lớp 12 và bài
-1-


tốn xác định cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ đã được trình bày ở hai luận
văn thạc sĩ sư phạm hóa học trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc Gia Hà

Nội [6, 24].
Trong luận văn này, chúng tôi tiếp tục áp dụng phương pháp chung giải
các bài tốn hóa học THPT để giải các bài tốn hóa học vơ cơ - phần phi kim
góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học mơn Hóa học THPT.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Mục tiêu
Lựa chọn, phân loại các bài tốn hóa học vơ cơ - phần phi kim và giải
chúng theo một phương pháp chung nhằm nâng cao hiệu quả dạy và học mơn
hóa học trung học phổ thông.
3.2. Nhiệm vụ
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc nâng cao chất lượng dạy và học mơn
hóa học THPT ; Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học trong q trình dạy và
học mơn hóa học ; Cơ sở lựa chọn, phân loại các bài tập hóa học ; Thực trạng
của việc sử dụng các bài tốn hóa học của giáo viên và học sinh THPT.
- Nghiên cứu phương pháp chung giải các bài tốn hóa học THPT và
vận dụng để giải các bài tốn hóa học vơ cơ - phần phi kim đã lựa chọn và
phân loại.
- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả và tính khả thi của đề tài.
4. Phạm vi nghiên cứu
Các bài tốn hóa học vơ cơ - phần phi kim trong chương trình trung học
phổ thơng.
5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy và học mơn Hóa học ở trường
THPT.
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bài tập hóa học vơ cơ - phần phi kim
trong chương trình THPT.

-2-

6. Câu hỏi nghiên cứu
- Cơ sở để lựa chọn và phân loại các bài tốn hóa học là gì ?
- Phương pháp chung giải các bài tốn hóa học THPT là phương pháp nào?
7. Giả thuyết nghiên cứu
Nếu lựa chọn và phân loại tốt các bài tốn hóa học vô cơ - phần phi kim
và sử dụng tốt phương pháp chung giải các bài tốn hóa học THPT để giải các
bài tốn đó sẽ có được một hệ thống các bài tốn, là tài liệu hữu ích cho giáo
viên và học sinh tham khảo, sử dụng góp phần nâng cao hiệu quả, chất lượng
dạy và học mơn Hóa học ở trường trung học phổ thông.
8. Phương pháp nghiên cứu
Chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp sau:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận:
+ Nghiên cứu các tài liệu lý luận liên quan đến đề tài đang xét.
+ Nghiên cứu sách giáo khoa phổ thông và các tài liệu tham khảo về
phần phi kim trong chương trình hóa học ở THPT.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
+ Điều tra tình hình sử dụng bài tốn hóa học và phương pháp giải
chúng trong dạy học hóa học.
+ Trao đổi kinh nghiệm với giáo viên và chuyên gia về phương pháp
giải các bài tốn hóa học trong dạy học hóa học.
+ Thực nghiệm sư phạm và xử lý kết quả thực nghiệm bằng phương
pháp thống kê toán học và khoa học ứng dụng sư phạm.
9. Đóng góp mới của đề tài
Đã lựa chọn và phân loại được hệ thống các bài tốn hóa học vơ cơ phần phi kim theo bốn mức độ tư duy từ thấp đến cao: Biết - Hiểu - Vận dụng
- Vận dụng Sáng tạo và giải các bài tốn đó theo phương pháp chung giải các
bài tốn hóa học THPT. Đây là một tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên và
học sinh trong quá trình dạy và học, góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học
mơn Hóa học ở THPT.
-3-

10. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội
dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Chương 2: Lựa chọn, phân loại các bài tốn hóa học vô cơ - phần phi kim
và giải theo phương pháp chung giải bài tốn hóa học trung học phổ thông
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

-4-


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Cơ sở lý luận của việc nâng cao chất lượng, hiệu quả q trình dạy
và học mơn Hóa học trung học phổ thơng
1.1.1. Q trình dạy học
Q trình dạy học là q trình tương tác giữa thày và trị, là quá trình
nhận thức của học sinh do giáo viên tổ chức, điều khiển nhằm chiếm lĩnh nội
dung học vấn phổ thơng.
Nói cách khác, dạy học là q trình nhận thức của học sinh dưới vai trò
chủ đạo của giáo viên nhằm thực hiện mục đích và nhiệm vụ của dạy học.
1.1.2. Chất lượng dạy học
1.1.2.1. Chất lượng giáo dục
Chất lượng là những đặc tính khách quan của con người, sự vật, sự việc
được biểu hiện ra bên ngồi thơng qua các thuộc tính. Chất lượng liên kết các
thuộc tính của con người, sự vật, sự việc lại thành một tổng thể, bao quát toàn
bộ con người, sự vật và khơng thể tách rời con người và sự vật đó.
Trong giáo dục, chất lượng giáo dục không phải được biểu hiện qua việc
người học đọc được bao nhiêu quyển sách, học được bao nhiêu kiến thức, làm

được bao nhiêu bài tập, ... mà điều quan trọng nhất là thông qua q trình giáo
dục đó, người học thay đổi được những gì về mặt nhận thức, về động cơ học
tập, thái độ và hành vi học tập; về nhân sinh quan, thế giới quan và lý tưởng
sống và từ đó phát triển nhân cách bản thân mình như thế nào. Như vậy, chất
lượng giáo dục sẽ được biểu hiện tập trung nhất ở nhân cách của người học người được đào tạo, được giáo dục.
1.1.2.2. Chất lượng dạy học
Chất lượng dạy học là một bộ phận hợp thành quan trọng nhất của chất
lượng giáo dục. Chất lượng dạy học được hiểu là chất lượng giảng dạy của
người dạy và chất lượng học tập của người học xét cả về mặt định lượng và
định tính so với các mục tiêu của mơn học.
-5-


Chất lượng dạy học được đánh giá thông qua giờ học hoặc thơng qua
một q trình dạy học và chủ yếu được căn cứ vào kết quả giảng dạy học tập
của giờ học hay q trình học đó cả về mặt định lượng (khối lượng tri thức
mà người học tiếp thu được) và cả về mặt định tính (mức độ sâu sắc, vững
vàng của những trí thức mà người học lĩnh hội được).
Trong hai yếu tố là chất lượng giảng dạy của người dạy và chất lượng
học tập của người học thì chất lượng dạy học được biểu hiện tập trung nhất ở
chất lượng học tập của người học. Người học là người quyết định chính đến
chất lượng dạy học. Muốn nâng cao chất lượng dạy học thì đồng nghĩa với
việc phải nâng cao chất lượng học tập của người học.
Lý luận dạy học hiện đại đã chỉ ra rằng: Người học trong q trình đào
tạo khơng chỉ là đối tượng của hoạt động dạy mà còn là chủ thể của hoạt động
lĩnh hội tri thức, kỹ năng, kỹ xảo. Trong các hình thức tổ chức học thì việc tự
học có một vai trị quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dạy học. Tự
học của người học là khâu quan trọng khơng thể tách rời q trình đào tạo ở
nhà trường. Bồi dưỡng cho người học phương pháp luận khoa học, phương
pháp nghiên cứu và phương pháp tự học sẽ giúp người học phát triển những

phẩm chất và năng lực hoạt động trí tuệ sáng tạo, chính là dạy phương pháp
nhận thức để tìm ra trí thức. Như vậy, năng lực tự học của người học vừa là yêu
cầu vừa là điều kiện cho chất lượng đào tạo, chất lượng dạy học. Tổ chức được
hoạt động tự học một cách khoa học, hợp lý và đạt hiệu quả cao là góp phần thiết
thực vào việc nâng cao chất lượng dạy học. Đây không chỉ là trách nhiệm của
người dạy mà quan trọng hơn là ý thức học tập của bản thân người học.
1.1.3. Một số biện pháp để nâng cao chất lượng dạy học
Chất lượng, hiệu quả của quá trình dạy và học phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như nội dung và chương trình mơn học ; hệ thống sách giáo khoa ; đổi mới
phương pháp dạy học ; điều kiện cơ sở vật chất phục vụ cho quá trình dạy và
học, ... Trong bản luận văn này, chúng tơi chỉ đề cập đến việc sử dụng bài
tốn hóa học, trong đó, chú trọng vào việc lựa chọn, phân loại và phương
-6-


pháp giải bài tốn hóa học, để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học mơn
Hóa học THPT.
1.2. Bài tập hóa học
1.2.1. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học
Bài tập hóa học là một hệ thống các câu hỏi và bài tốn về hóa học nhằm
đạt được một hay nhiều những mục tiêu kiến thức cần đánh giá đối với học
sinh. Việc dạy học không thể thiếu bài tập. Sử dụng bài tập trong dạy học là
một biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học.
Bài tập hóa học có ý nghĩa, tác dụng về nhiều mặt.
- Ý nghĩa trí dục:
+ Làm chính xác hóa các khái niệm hóa học; củng cố, đào sâu và mở
rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. Chỉ khi vận dụng
được các kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm được kiến thức
một cách sâu sắc.
+ Ơn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất. Rèn luyện các

kĩ năng hóa học như cân bằng phương trình phản ứng, tính tốn theo cơng
thức hóa học và phương trình hóa học, ... Nếu là bài tập thực nghiệm sẽ rèn kĩ
năng thực hành, góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh.
+ Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao
động sản xuất và bảo vệ môi trường; rèn luyện kĩ năng sử dụng ngơn ngữ hóa
học và các thao tác tư duy.
- Ý nghĩa phát triển:
Phát triển ở học sinh các năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát,
độc lập, thông minh và sáng tạo.
- Ý nghĩa giáo dục:
Rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lịng say mê
khoa học Hóa học. Bài tập thực nghiệm cịn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao
động (lao động có tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm
việc).
-7-


1.2.2. Lựa chọn, phân loại bài tập hóa học
Hiện nay, trong các sách tham khảo hóa học, số lượng câu hỏi và bài
tốn hóa học rất phong phú và đa dạng. Để phục vụ tốt cho việc dạy và học
hóa học, chúng tơi lựa chọn các bài tập hóa học dựa vào những tiêu chí sau:
- Bám sát nội dung chương trình, mục tiêu của mơn học, bám sát nội
dung sách giáo khoa hóa học THPT.
- Có nội dung phong phú, đậm bản chất hóa học và có tính thực tế, tránh sự
nặng nề lắt léo về mặt toán học. Bên cạnh những bài tập cơ bản, cần có những
bài tập tổng hợp, sâu sắc phát triển trí thơng minh sáng tạo, khơi dậy hứng thú
học tập của học sinh. Bên cạnh những bài tập có hướng dẫn giải cần phải có
những bài tập tự luyện, giúp học sinh tự học, phát huy tính chủ động sáng tạo
của học sinh. Bên cạnh những bài tập tự luận là những bài tập trắc nghiệm, ...
Sau khi đã lựa chọn được các bài tập thì việc phân loại chúng có ý nghĩa

quan trọng. Có nhiều cách phân loại bài tập tùy thuộc vào cơ sở phân loại. Có
thể dựa vào các cơ sở sau đây:
- Dựa vào hình thái hoạt động của học sinh khi giải bài tập có thể chia
thành: bài tập lý thuyết và bài tập thực nghiệm.
- Dựa vào tính chất của bài tập có thể chia thành: bài tập định tính và bài
tập định lượng.
- Dựa vào nội dung có thể chia thành: bài tập nồng độ, bài tập điện phân,
áp suất, ...
- Dựa vào kiểu bài hoặc dạng bài có thể chia thành: bài tập xác định
cơng thức phân tử của chất ; tính thành phần phần trăm của hỗn hợp ; nhận
biết ; tách chất ra khỏi hỗn hợp ; điều chế, ...
- Dựa vào khối lượng kiến thức hay mức độ đơn giản, phức tạp, có thể
chia thành: bài tập cơ bản và bài tập tổng hợp.
- Dựa vào chức năng có thể chia thành: bài tập kiểm tra sự hiểu và nhớ ;
bài tập đánh giá khả năng: vẽ sơ đồ, tìm tài liệu, tổng kết, ... ; bài tập rèn
luyện tư duy khoa học (phân tích, tổng hợp, quy nạp, diễn dịch, ...).
-8-


Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi sử dụng cách phân loại bài tập theo
mức độ nhận thức tư duy của học sinh.
Thang cấp độ nhận thức tư duy đã được nhiều tác giả nghiên cứu, thí dụ
trên thế giới có Bloom, Lorin Anderson , ... ở Việt Nam, có GS Nguyễn Ngọc
Quang, ... Quan điểm của các nhà khoa học trên đã được trình bày cụ thể
trong các tài liệu và trong nhiều luận văn thạc sĩ sư phạm hóa học trước đây.
Sau khi nghiên cứu các quan điểm trên, nhận thấy có nhiều điểm tương đồng
và phù hợp với Việt Nam, Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Việt Nam đã chỉ đạo dạy
học bám sát theo chuẩn kiến thức, kỹ năng theo các cấp độ: Nhận biết Thông hiểu - Vận dụng (mức cơ bản) - Vận dụng sáng tạo (mức nâng cao).
Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi áp dụng căn cứ phân loại trên để phân
loại và xây dựng hệ thống các bài toán hóa học vơ cơ - phần phi kim THPT.

■ Các bài tập dạng biết:
Các bài tập ở dạng biết chỉ yêu cầu về năng lực nhận thức của học sinh
là nhớ lại và nhắc lại những kiến thức đã học một cách máy móc. Tư duy của
học sinh ở mức độ biết là tư duy cụ thể và kỹ năng tương ứng chỉ là kỹ năng
bắt chước theo mẫu.
■ Các bài tập dạng hiểu:
Các bài tập ở dạng hiểu yêu cầu học sinh có năng lực nhận thức là tái
hiện kiến thức, diễn giải kiến thức, mô tả kiến thức. Ở mức độ này, học sinh
phải có tư duy logic, tương ứng với kỹ năng phát huy sáng kiến (làm khơng
cịn bắt chước máy móc).
■ Các bài tập dạng vận dụng:
Ở các bài tập vận dụng, yêu cầu học sinh cần phải có là khả năng vận
dụng kiến thức để xử lý tình huống khoa học cụ thể hay tình huống mới, tình
huống trong đời sống thực tiễn. Ở đây, tư duy học sinh đã được nâng lên một
trình độ cao hơn đó là tư duy hệ thống (suy luận tương tự, tổng hợp, so sánh,
khái quát hóa). Kỹ năng tương ứng mà học sinh cần đáp ứng là kỹ năng đổi
mới (khơng bị lệ thuộc vào mẫu, có sự đổi mới, hồn thành kỹ năng nhịp
nhàng khơng phải hướng dẫn).
-9-


■ Các bài tập dạng vận dụng sáng tạo:
Dạng vận dụng được nâng lên ở trình độ cao hơn đó là vận dụng sáng
tạo. Ở trình độ này, học sinh có năng lực nhận thức là phân tích, tổng hợp,
đánh giá và phải có tư duy trừu tượng (suy luận các vấn đề một cách sáng tạo,
ngồi các khn khổ quy định). Kỹ năng tương ứng là kỹ năng có sáng tạo,
đạt tới trình độ cao; sáng tạo ra một quy trình hồn tồn mới, ngun lý mới,
tiếp cận mới, tách ra khỏi mẫu ban đầu.
Do nội dung của những bài tốn vận dụng sáng tạo có mức độ khó cao
nên không phải nội dung kiến thức nào, bài nào cũng xây dựng được mà phải

là sự phối hợp, liên hệ kiến thức của nhiều bài trong một chương hoặc liên hệ
giữa nội dung của nhiều chương với nhau.
1.2.3. Thực trạng việc sử dụng bài tốn hóa học ở trường THPT
Để đánh giá thực trạng việc sử dụng bài toán hóa học ở trường phổ
thơng, chúng tơi đã tiến hành thực nghiệm điều tra thực tế qua bảng câu hỏi
điều tra dành cho giáo viên và học sinh [Phụ lục 1, 2].
Tại trường THPT Marie Curie thành phố Hải Phòng, sau khi tham khảo
ý kiến của 9 giáo viên trong tổ Hóa học và điều tra 580 học sinh tại trường,
kết hợp với kết quả trong nhóm được điều tra ở một số trường khác trong
thành phố, chúng tơi có nhận xét:
- 100% các giáo viên đều thống nhất việc sử dụng bài tốn hóa học trong
việc nâng cao hiệu quả dạy học là rất cần thiết.
- Hầu hết các giáo viên (> 90%) không hướng dẫn học sinh giải các bài
tốn hóa học theo phương pháp chung mà theo các phương pháp khác nhau
theo từng dạng bài.
- 100% các giáo viên đều sử dụng các định luật bảo toàn hóa học và một số
phương pháp khác đã nêu để hướng dẫn học sinh giải nhanh các bài tốn hóa học.
- Với học sinh, hầu hết các em (> 90% HS) cho rằng việc giải các bài
tốn hóa học là khó khăn. Các em giải thích với nhiều lí do, trong đó có một
ngun nhân là do các Thầy, Cơ đưa ra nhiều cách giải khác, tùy theo mỗi
dạng bài nên các em không nắm được bản chất, thường lúng túng, khơng linh
hoạt trong giải bài tốn hóa học.
-10-


Như vậy, kết quả điều tra, cho thấy, vẫn còn nhiều khó khăn trong
phương pháp giải bài tốn hóa học ở trường trung học phổ thơng. Điều đó đã
thúc đẩy chúng tơi có thêm hứng thú để tiếp tục nghiên cứu đề tài này, mong
góp phần nhỏ bé vào việc cải thiện và nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở
trường THPT.

1.3. Phương pháp chung giải các bài toán hóa học trung học phổ thơng
Để giải các bài tốn hóa học, trước hết cần phân tích nội dung của bài
tốn và biểu thị nội dung đó bằng các PTHH. Khi đã viết và cân bằng được
các PTHH, dễ dàng thiết lập được quan hệ giữa số mol của các chất đã
tham gia hay hình thành sau phản ứng, nhờ đó, tính được số mol của "các
chất cần tính tốn" khi biết số mol của "các chất có số liệu cho trước". Tuy
nhiên, trong bài tốn hóa học, các số liệu cho trước thường không phải là số
mol của các chất mà là khối lượng, thể tích, nồng độ, ... của các chất và mục
đích của bài tốn hóa học cũng không phải là xác định số mol của "các chất
cần tính tốn" mà là xác định khối lượng, thể tích, nồng độ, ... của các chất
đó. Như vậy, để giải các bài tốn hóa học, ngồi quan hệ giữa số mol của các
chất phản ứng, còn cần phải dựa vào một số công thức chuyển đổi khối lượng
(m), thể tích (V), nồng độ, (CM, C%) ... của chất ra số mol chất và ngược lại.
1.3.1. Các công thức cần thiết khi giải bài tốn hóa học
STT

Cơng thức

1

m=M  n

2

V0 = 22,4  n

3

CM =

C% =

4
=

Số mol chất
m
n=
M
V
n= 0
22,4

n ct
Vdd

n = CM . Vdd

m ct
. 100%
m dd
m ct
. 100%
V.d

-11-

n ct =

1

C%
. m dd .
M ct
100%

=

1
C%
. V.d .
M ct
100%


Dựa vào các cơng thức ở bảng trên có thể rút ra biểu thức tính một đại
lượng nào đó mà bài tốn địi hỏi. Điều quan trọng là dựa vào các cơng thức
đó có thể tính được số mol chất khi biết khối lượng, thể tích, nồng độ của chất
và ngược lại.
1.3.2. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng
Thí dụ 1:
 cC + dD
Xét phản ứng: aA + bB 

Số mol của các chất đã tham gia hay hình thành sau phản ứng kí hiệu lần lượt
là nA, nB, nC, nD. Các giá trị này phải tỉ lệ với các hệ số a, b, c, d tương ứng,
nghĩa là:

n
nA
n

n
= B = C = D
a
b
c
d
Dựa vào hệ thức này có thể xác định số mol của một chất bất kì khi biết số
mol của các chất khác đã tham gia hay hình thành sau phản ứng:
nA =

a
a
a
b
b
b
n B = n C = n D ; n B = n A = n C = n D ; ...
b
c
d
a
c
d

Thí dụ 2:
Xét một dãy biến hóa sau:
 C + 3D
2A + 5B 

(1)

 2G + 4H
3C + E 

(2)

 5K +
2H + 3I 

(3)

3M

Giả thiết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Hãy thiết lập quan hệ giữa
nK và nA, giữa nB và nM ?
Giải:
Để thiết lập mối quan hệ giữa nK và nA ta xuất phát từ chất K và xét
quan hệ giữa K và A bắc cầu qua các chất trung gian H và C. Cụ thể, theo các
phản ứng (3), (2), (1), ta có:
nK =

5
4
1
5 4 1
5
n H ; n H = n C; n C = n A  n K = . . n A = n A
2
3
2

2 3 2
3

-12-


Tương tự, để thiết lập quan hệ giữa nB và nM ta xuất phát từ chất B và cũng
xét quan hệ giữa B và M bắc cầu qua các chất trung gian C và H. Ta có:
nB = 5nC ; nC =

3 2
5
3
2
nH ; nH = n M  nB = 5 . . n M = n M
4 3
2
4
3

Thí dụ 3:
Cho hỗn hợp 3 kim loại Na, Al, Fe hịa tan hồn tồn trong dung dịch
H2SO4 lỗng thu được một chất khí và dung dịch D. Thêm dung dịch NaOH
vào dung dịch D cho tới dư. Lọc lấy kết tủa, đem nung ngồi khơng khí đến
khối lượng khơng 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 của các kim loại trong hỗn hợp đầu.
Giải:
Theo đề bài, ta có các PTHH:
2Na + H2SO4  Na2SO4 + H2

(1)

2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2

(2)

Fe + H2SO4  FeSO4 + H2

(3)

Al2(SO4)3 + 6NaOH  2Al(OH)3 + 3Na2SO4

(4)

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

(5)

FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2 + Na2SO4

(6)

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3

(7)

2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O

(8)

Chất khí sinh ra là H2, chất rắn thu được là Fe2O3.
Đặt số mol của Na, Al, Fe trong hỗn hợp đầu lần lượt là x, y, z. Ta có:
mhh = 23x + 27y + 56z
Theo (1), (2), (3): n H2 =

1
3
x+ y+z
2
2

Theo (8), (7), (6), (3): n Fe2O3 =

1
z
2

(a)
(b)
(c)

Các phương trình (a), (b), (c) biểu thị các quan hệ cần tìm.

-13-


Như vậy, có thể thấy rằng, khi đã viết và cân bằng được các phương
trình hóa học thì dễ dàng thiết lập được quan hệ giữa số mol của các chất
phản ứng. Dựa vào các quan hệ này và các cơng thức đã nêu ở phần 1.3.1, có

thể giải quyết được các bài tốn hóa học. Điều này sẽ được trình bày rõ ràng
và chi tiết ở phần tiếp theo.
1.3.3. Phương pháp chung giải bài tốn hóa học trung học phổ thơng
Qua các thí dụ nêu trên, ta thấy các bài tốn hóa học có thể chia làm 2 loại:
1) Các bài toán liên quan đến phản ứng của một chất qua một giai đoạn
hay một dãy biến hóa (như thí dụ 1, thí dụ 2 ở trên).
2) Các bài toán liên quan đến phản ứng của một hỗn hợp chất (như thí
dụ 3 ở trên).
Các bài tốn liên quan đến phản ứng của một hỗn hợp chất được gọi là
các bài tốn hỗn hợp cịn các bài tốn liên quan đến phản ứng của một chất
được gọi là các bài tốn "khơng hỗn hợp".
■ Loại bài tốn "khơng hỗn hợp"
Phương pháp giải các bài toán loại này là lập biểu thức tính đại
lượng mà bài tốn địi hỏi rồi dựa vào quan hệ giữa số mol của "chất cần
tính tốn" với số mol của "chất có số liệu cho trước" trong phương trình
hóa học và dựa vào các cơng thức để giải.
Thí dụ 1:
Cho m gam Fe phản ứng vừa đủ với 3,36 lít khí Cl2 (đktc). Tính m ?
Giải:
 2FeCl3
2Fe + 3Cl2 

Ta có: mFe = 56.nFe
Số mol của "chất cần tính tốn" (nFe) có thể dựa vào số mol của "chất có số
liệu cho trước" ( n Cl ).
2

n Fe =

2

2 3,36
n Cl2 = .
= 0,1  mFe = 56 . 0,1 = 5,6 gam .
3
3 22,4

-14-


Thí dụ 2:
Hịa tan 2,4 gam Mg bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thì được dung
dịch X. Cho NaOH dư vào dung dịch X thấy tạo ra kết tủa Y. Lọc lấy kết tủa
Y, đem nung trong không khí tới khối lượng khơng đổi thì thu được m gam
chất rắn Z. Tính giá trị của m.
Giải:
Mg

 MgCl2 + H2 
+ 2HCl 

(1)

 Mg(OH)2  + 2NaCl
MgCl2 + 2NaOH 

(2)

t
Mg(OH)2 
 MgO + H2O

(3)

o

Từ (1), (2), (3)  n MgO = n Mg =

2,4
= 0,1  mMgO = 40 . 0,1 = 4 gam .
24

■ Loại bài toán hỗn hợp.
Phương pháp giải bài toán hỗn hợp là đặt ẩn số, lập phương trình
và giải phương trình để suy ra các địi hỏi của bài tốn.
- Ẩn số thường đặt là số mol của 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 các phương trình sẽ xác định được các ẩn số, rồi dựa vào đó suy
ra các địi hỏi khác nhau của bài tốn.
Thí dụ 4:
Hịa tan 10,4 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe trong dung dịch HCl dư thấy thốt
ra 6,72 lít khí (đktc). Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong X?
Giải:
Mg + 2HCl  MgCl2 + H2

(1)

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

(2)

Đặt: nMg = x ; nFe = y. Ta có:
mhh = 24x + 56y = 10,4
nH = x + y =
2

(a)

6,72
= 0,03
22,4

(b)
-15-


Giải hệ gồm (a) và (b) thu được: x = 0,02 ; y = 0,01

mMg = 24 . 0,2 = 4,8 gam  %Mg = 46,15%
mFe = 56 . 0,1 = 5,6 gam  %Fe = 53,85% .

Chú ý: - Nhiều bài tốn hỗn hợp có số phương trình lập được ít hơn
số ẩn số. Trong trường hợp này, để giải hệ các phương trình vơ định có 2
phương pháp chính, đó là:
● Giải kết hợp với biện luận, dựa vào điều kiện của các ẩn số.
Thí dụ, nếu ẩn số là số mol của các chất thì chúng phải luôn luôn dương,
ẩn số là số nguyên tử cacbon (n) trong các chất hữu cơ thì n phải là số ngun
dương. Với hiđrocacbon là chất khí thì n  4 , với ancol chưa no thì n  3, ...
Dựa vào các điều kiện như vậy có thể giải được hệ phương trình vơ định và

giải được bài tốn.
● Giải dựa vào việc tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp.
Thí dụ, với hỗn hợp gồm 2 chất 1 và 2, có Mhh =

mhh
M n + M2 n 2
= 1 1
n hh
n1 + n 2

Tính M hh và giải bất đẳng thức M1 < M hh < M2 sẽ giải được hệ phương
trình vơ định. Phương pháp này thường được áp dụng với các bài toán mà
khối lượng hỗn hợp đã biết và số mol hỗn hợp đã biết hoặc có thể tính tốn,
đặc biệt là với các bài toán hỗn hợp các chất liên tiếp nhau trong dãy đồng
đẳng, hỗn hợp muối của các kim loại liên tiếp nhau trong một nhóm của bảng
tuần hồn các ngun tố hóa học, ...
- Với các bài tốn hỗn hợp cùng loại, có các phản ứng xảy ra tương tự
nhau, hiệu suất như nhau ... thì có thay thế hỗn hợp bằng một chất có cơng
thức phân tử trung bình (CTPTTB) để giải.
Thí dụ 5:
Hịa tan 28,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại thuộc nhóm
IIA bằng dung dịch HCl dư thu được 6,72 lít khí (đktc).
1) Xác định hai kim loại, biết chúng thuộc hai chu kì liên tiếp nhau trong bảng
tuần hoàn.
-16-


2) Tính phần trăm khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp đầu.
Giải:
1) Gọi hai muối là ACO3 và BCO3, số mol tương ứng là x và y. Giả thiết, khối

lượng mol của A nhỏ hơn B (A < B).
 ACl2 + CO2 + H2O
ACO3 + 2HCl 

(1)

 BCl2 + CO2 + H2O
BCO3 + 2HCl 

(2)

Ta có thệ 2 phương trình, 4 ẩn số:
mhỗn hợp = (A + 6).x + (B + 60).y = 28,4

(a)

nCO2 = 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
B-A

với điều kiện: 0 < y < 0,3 và 0,3A < 10,4 hay A < 34,67.
Các kim loại nhóm IIA thoả mãn điều kiên trên chỉ có Be (A = 9) và
Mg (B = 24).
- Nếu A là Be thì B là Mg: y =

10,4 - 0,3.9
= 0,51 : Loại !
24 - 9

- Nếu A là Mg thì B là Ca: y =

10,4 - 0,3.24
= 0,2 : Thỏa mãn
40 - 24

Vậy, A là Mg và B là Ca với: y = 0,2 và x = 0,1
2) mMgCO3 = 0,1 . 84 = 8,4 gam  %mMgCO3 = 29,58%

mCaCO3 = 0,2 .100 = 20 gam  %mCaCO3 = 70,42%
Cách 2: Khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hp 2 mui:

M hỗn hợp =

28,4
= 94,67
0,3

ta cú bt ng thức: A + 60 < 94,67 < B + 60 hay A < 34,67 < B.
Hai kim loại A, B thỏa mãn điều kiên trên và điều kiện của đề bài chỉ có thể là
Mg (A = 24) và Ca (B = 40).

-17-

Thay A = 24 ; B = 40 vào (a) và giải hai phương trình (a), (b) thu được x =
0,1 và y = 0,2. Từ đó, tính được phần trăm khối lượng của hai muối như ở
cách 1.
Cách 3: Có thể giải bài tốn trên nhanh gọn hơn bằng cách đặt CTPTTB của
hai muối là RCO3 , với số mol là a
 RCl2 + CO2 + H2O
RCO3 + 2HCl

Ta cú: mhỗn hợp = (R + 60).a = 28,4

(a)
(b)

nCO2 = a = 0,3
Giải (a), (b) thu được: R = 34,67

Hai kim loại thỏa mãn điều kiện trên và điều kiện của đề bài chỉ có thể là Mg
(A = 24) và Ca (B = 40).
Đặt số mol của MgCO3 và CaCO3 là b và c, ta có:
b + c = a = 0,3

(c)

84 b + 100c = 28,4

(d)

Giải (c) và (d) thu được b = 0,1 và c = 0,2 ; từ đó, tính được phần trăm khối
lượng của mỗi muối như ở cách 1.
Qua các thí dụ trên, nhận thấy cách giải các bài tốn "khơng hỗn hợp" và

các bài tốn hỗn hợp tuy có những điểm khác nhau nhưng chúng đều thống
nhất ở chỗ là đều dựa vào quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng và
các công thức biểu thị 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 các bài
tốn hóa học.
■ Phân tích các trường hợp của bài tốn hóa học
Phương pháp chung giải các bài tốn hóa học nêu trên dựa vào mối quan
hệ giữa số mol của chất đã tham gia hay hình thành sau phản ứng. Ở đây, ta
cần phân biệt số mol chất đã phản ứng với số mol chất có ban đầu. Có 3
trường hợp có thể xảy ra:

-18-


a). Trường hợp 1: Các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các chất phản
ứng lấy vừa đủ. Trong trường hợp này, các chất phản ứng đều phản ứng hết,
nghĩa là, số mol chất đã phản ứng bằng số mol chất có ban đầu và việc tính
tốn có thể dựa vào số mol có ban đầu của bất kì chất nào.
Thí dụ 1:
Cho 0,56 gam Fe phản ứng với 0,336 lít khí Cl 2 (đktc). Tính khối lượng muối
clorua tạo thành.
Giải:

nFe = 0,01 ; nCl2 = 0,015
2Fe + 3Cl2  2FeCl3
Như vậy, theo phản ứng thì hai chất đã lấy vừa đủ và cùng phản ứng hết. Do
đó, khối lượng clorua FeCl3 có thể tính theo nFe hoặc tính theo nCl2 , đều được.

 n Fe = n FeCl3 = 0,01 hay n FeCl3 =

2
n = 0,01  mFeCl3 = 1,625 gam .
3 Cl2

b). Trường hợp 2: Các phản ứng xảy ra hồn tồn và các chất phản
ứng có chất dư, chất thiếu. Trong trường hợp này, chỉ có chất thiếu phản ứng
hết, nghĩa là số mol chất thiếu đã phản ứng chính bằng số mol của nó ban đầu
và việc tính tốn chỉ có thể dựa vào số mol có ban đầu của chất thiếu.
Thí dụ 2:
Cho 0,84 gam Fe phản ứng với 0,56 lít khí Cl2 (đktc). Tính khối lượng clorua
tạo thành
Giải:

nFe = 0,015 ; nCl2 = 0,025
 2FeCl3
2Fe + 3Cl2 

Như vậy, theo phương trình phản ứng thì sau phản ứng Fe đã hết và Cl 2 cịn
3


dư  0,025 - .0,015 = 0,025 mol  .
2



Vì vậy, lượng muối clorua FeCl3 phải tính theo số mol Fe.

-19-