Một số phương pháp giải bài toán hóa học giúp học sinh dễ tiếp thu

lượng muối thu được sau phản ứng. Giải a. nFe = = 0,1 (mol) nHCl = = 0,3 (mol) Fe + 2HCl à FeCl2 + H2 # 1 2 1 1 (mol) 0,1 0,2 0,1 0,1 (mol) Ta có tỉ lệ: = = 0,1 Vì < nên Fe hết, HCl còn dư = = 0,15 Tính theo số mol Fe nHCl dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 (mol) mHCl dư = 0,1 . 36,5 = 3,65 g b. VH2 (đktc) = 0,1 . 22,4 = 2,24 lít c. m FeCl2 = 0,1 . 127 = 12,7 g DẠNG 3. TOÁN HỖN HỢP Loại 1. Toán hỗn hợp không cần lập hệ phương trình A. Nhận dạng: Có 2 dạng - Chỉ có 1 chất trong hỗn hợp tham gia phản ứng. - Cả hai chất đều tham gia phản ứng nhưng số mol chất tính được theo đề chỉ có thể thay trực tiếp lên 1 phương trình hóa học. B. Các bước giải Bước 1. Viết phương trình hóa học, ghi tỉ lệ mol, chừa 1 dòng để thay số mol Bước 2. Tính số mol từ dữ kiện đề cho Bước 3. Thay số mol vừa tính lên phương trình cho thích hợp, suy ra số mol của 1 chất trong hỗn hợp. Bước 4. Tính khối lượng hoặc thể tích của chất vừa tìm được số mol. Bước 5. Tính khối lượng hoặc thể tích chất còn lại trong hỗn hợp (nếu cần) theo công thức: m2 = mhỗn hợp – m1  hay V2 = Vhỗn hợp – V1 Bước 6. Tính thành phần phần trăm về khối lượng hoặc thể tích mỗi chất trong hỗn hợp (nếu có) theo công thức: % V1 = . 100% %V2 = 100% - %V1 %m1 = . 100% %m2 = 100% - %m1 C. Ví dụ: Cho 20 lít hỗn hợp gồm etilen và metan (đktc) đi qua dung dịch Br2 dư thì thấy có 200ml dung dịch Br2 1M phản ứng. Tính phần trăm về thể tích mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu. Giải CH4 + Br2 à không phản ứng C2H4 + Br2 à C2H4Br2 1 1 1 (mol) 0,2 0,2 (mol) nBr2 = 0,2 . 1 = 0,2 mol VC2H4 (đktc) = 0,2 . 22,4 = 4,48 lít VCH4 (đktc) = 20 – 4,48 = 15,52 lít %VC2H4 = . 100% = 22,4% %VCH4 = 100% - 22,4% = 77,6% Loại 2. Toán hỗn hợp giải bằng cách lập hệ phương trình A. Nhận dạng: - Cả 2 chất trong hỗn hợp đều tham gia phản ứng hóa học và số mol tìm được từ đề bài không thể thay trực tiếp lên trên phương trình hóa học nào cả. B. Các bước giải: Bước 1. Viết phương trình hóa học, dưới mỗi phương trình ghi tỉ lệ mol, chừa 1 dòng để thay số mol Bước 2. Đặt x, y lần lượt là số mol của từng chất trong hỗn hợp ban đầu (n1 = x mol,n2 = y mol) Bước 3. Thay x, y lên phương trình thích hợp, từ đó suy ra số mol các chất khác trên phương trình theo x, y bằng quy tắc tam suất Bước 4. Từ dữ kiện của đề lập hệ phương trình Thường gặp: m1 + m2 = mhh ó M1. n1 + M2 . n2 = mhh ó xM1 + yM2 = mhh Giả sử: từ dữ kiện 20g hỗn hợp gồm Zn và CuO ta lập được phương trình sau: mZn + mCuO = 20 ó 65x + 80y = 20 (Với x, y lần lượt là số mol Zn và CuO trong hỗn hợp) V1 + V2 = Vhh (các thể tích khí được đo ở đktc) ó22,4. n1 + 22,4. n2 = Vhh Giả sử có 3 lít hỗn hợp gồm C2H2 và CH4 ở đktc ta lập được phương trình: 22,4x + 22,4y = 3 (x, y lần lượt là số mol của C2H2 và CH4) Từ 2 phương trình vừa lập, ta tổng hợp lại thành hệ phương trình. Bước 5. Giải hệ phương trình vừa lập, tìm được x, y. Bước 6. Từ x, y vừa tìm được, tính khối lượng, thể tích hoặc thành phần phần trăm về khối lượng, thể tích các chất theo yêu cầu đề bài. C. Ví dụ Đốt cháy hoàn toàn 22 gam hỗn hợp gồm CH4 và C2H2 thì thu được 35,84 lít CO2 đktc. Hãy xác định khối lượng mỗi khí trong hỗn hợp. to Giải CH4 + 2O2 à CO2# + 2H2O (1) 1 2 1 2 (mol) to x 2x x 2x (mol) 2C2H2 + 5O2 à 4CO2#+ 2H2O (2) 2 5 4 2 (mol) y y 2y y (mol) Đặt x = nCH4 y = nC2H2 Theo đề ta có: * mCH4 + mC2H2 = 22 ó 16x + 26y = 22 (*) * VCO2 (1) + VCO2 (2) = 35,84 ó 22,4 x + 22,4 . (2y) = 35,84 ó 22,4x + 44,8y = 35,84 (**) Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình: 16x + 26y = 22 22,4x + 44,8y = 35,84 ó x = 0,4 = nCH4 y = 0,6 = nC2H2 mCH4 = 0,4 . 16 = 6,4 g mC2H2 = 0,6 . 26 = 15,6 g D. Lưu ý: Khi học sinh đã quen dần với cách lập hệ phương trình, có thể cho học sinh làm ngắn gọn hơn bằng cách lượt bỏ bước lập từng phương trình riêng lẻ. DẠNG 4. TOÁN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG Loại 1. Tìm khối lượng, thể tích, … khi đề cho hiệu suất phản ứng. A. Nhận dạng: Đề thường cho khối lượng hoặc thể tích của 1 chất tham gia hoặc sản phẩm, có kèm theo hiệu suất, yêu cầu tìm khối lượng hoặc thể tích của 1 chất khác trên phương trình. B. Các bước giải Bước 1. Bỏ qua hiệu suất, giải bài toán theo các bước như bài tính theo phương trình hóa học (dạng 1 hoặc dạng 2). Khối lượng hoặc thể tích vừa tính được xem là khối lượng lí thuyết. Bước 2. Áp dụng 1 trong các công thức sau để tìm khối lượng hoặc thể tích thực tế: msản phẩm thực tế = msản phẩm lí thuyết . ; mchất tham gia thực tế = mchất tham gia lí thuyết . Vsản phẩm thực tế = Vsản phẩm lí thuyết . ; Vchất tham gia thực tế = Vchất tham gia lí thuyết . Hướng dẫn học sinh cách ghi nhớ: Bài toán có hiệu suất là bài toán mà trong đó lượng chất nào đó bị hao hụt trong quá trình phản ứng. Giống như việc làm bánh, đáng lẽ 10 kg bột sẽ làm ra 100 cái bánh, đằng này, thực tế 10 kg bột chỉ làm ra được 90 cái bánh thôi, đó là do trong quá trình làm bánh, bánh bị khét phải bỏ đi hoặc do người làm bánh đói bụng ăn bớt. Nếu muốn có đủ 100 cái bánh, thì ban đầu phải lấy nhiều hơn 10 kg bột. Ta có thể hiểu nôm na hiệu suất tức là trước thì lấy nhiều, nhưng sau thì thu được ít. Muốn nhiều thì nhân 100 chia H, ít thì chia 100 nhân H. Nhân 100 Chia 100 Trước - nhiều Sau - ít m chất tham gia lí thuyết x m sản phẩm lí thuyết x Có thể thay khối lượng (m) bằng thể tích (V) C. Ví dụ Cho benzen phản ứng với Br2 lỏng ở nhiệt độ cao có mặt bột sắt làm xúc tác, người ta thu được 125,6 gam brom benzen. Biết hiệu suất phản ứng là 80%. Hãy tính khối lượng benzen đã phản ứng. Giải Fe t0 nC6H5Br = = 0,8 mol C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr# 1 1 1 1 (mol) 0,8 0,8 (mol) mC6H6 lí thuyết = 0,8 . 78 = 62,4 g mC6H6 thực tế = 62,4 . = 78 g (Vì C6H6 là chất trước phản ứng nên ta áp dụng công thức: mlí thuyết .) D. Lưu ý: Sau khi cho học sinh làm xong ví dụ, giáo viên cho học sinh bài tương tự, trong đó có bài tính khối lượng thực tế của sản phẩm để học sinh vận dụng thành thạo các công thức. Loại 2. Tính hiệu suất phản ứng. A. Nhận dạng: Đề thường cho 2 giá trị: khối lượng hoặc thể tích của 1 chất tham gia và khối lượng hoặc thể tích của 1 sản phẩm, yêu cầu tính hiệu suất phản ứng. B. Các bước giải Bước 1. Chọn 1 giá trị đề cho để đổi số mol. Bước 2. Viết phương trình, ghi tỉ lệ mol, thay số mol vừa tính vào đúng cột trên phương trình, suy ra số mol của chất thứ hai mà đề đã cho khối lượng hoặc thể tích. Bước 3. Tính khối lượng hoặc thể tích của chất thứ hai. (Đề cho khối lượng thì tính khối lượng, cho thể tích thì tính thể tích). Lưu ý đây là lượng lí thuyết vì được tính toán dựa trên phương trình. msố nhỏ Bước 4. Tính hiệu suất của phản ứng theo qui tắc: msố lớn H% = x 100% (Vì H% ≤ 100%) Trong đó: - m là khối lượng của cùng 1 chất (1 giá trị đề cho, 1 giá trị tính từ bước 3) - Có thể thay khối lượng m bằng thể tích V hoặc số mol (tùy đề) C. Ví dụ: Lên men 18 g glucozo thu được 8,28 g rượu etylic. Tính hiệu suất của phản ứng. Giải Men rượu 30 – 32 0C nC6H12O6 = = 0,1 mol C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 1 2 2 (mol) 0,1 0,2 (mol) mC2H5OH lí thuyết = 0,2 . 46 = 9,2 g H% = . 100% = 90% DẠNG 5. TOÁN TÌM NGUYÊN TỐ CHƯA BIẾT DỰA THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC. A. Nhận dạng: Đề bài thường cho 2 giá trị (khối lượng, số mol hoặc thể tích) của 2 chất trên phương trình hóa học, trong đó có 1 chất hoặc cả 2 chất đều không có công thức hóa học cụ thể. Yêu cầu của đề là tìm tên, kí hiệu hóa học của nguyên tố chưa biết, hoặc xác định công thức hóa học của chất. B. Các bước giải: Dạng này có nhiều cách giải khác nhau: dựa theo tỉ lệ mol hoặc tỉ lệ về khối lượng. Tôi xin giới thiệu cách giải dựa theo tỉ lệ về số mol, vì theo tôi cách này gần gũi với các bước tính theo phương trình hóa học mà các em đã được học. Bước 1. Đặt R là nguyên tố cần tìm Bước 2. Đổi 1 trong 2 số đề cho về số mol. Nên ưu tiên chọn giá trị nào có thể tính được số mol cụ thể như 22,4 lít H2, 3,2g O2, …. Trường hợp không thể tính số mol cụ thể thì ta buộc phải tính số mol mà kết quả vẫn còn ẩn số. Ví dụ: +) Nếu đề cho 14 g kim loại R thì nR = mol (Với R là khối lượng mol của R) +) Nếu đề cho 26 g oxit R2O3 thì nR2O3 = = mol Bước 3. Viết phương trình, ghi tỉ lệ mol, thay số mol vừa tính lên phương trình, tìm số mol chất thứ hai mà đề cho khối lượng hoặc thể tích. Bước 4. Tính khối lượng hoặc thể tích chất vừa tìm số mol ở bước 3 theo R. Bước 5. Lập phương trình tìm R theo qui tắc sau: m (tính theo phương trình) = m (đề cho ban đầu) Trong đó: m là khối lượng của cùng 1 chất, có thể thay khối lượng (m) bằng thể tích (V) hoặc số mol (n). C. Ví dụ: Cho 10,8 g một kim loại hóa trị III tác dụng với Cl2 có dư thì thu được 53, 4 g muối. Hãy xác định kim loại đã dùng. Giải Đặt kim loại cần tìm là R nR = mol 2R + 3Cl2 à 2RCl3 2 3 2 (mol) (mol) Từ phương trình ta có: mRCl3 = . ( R + 35,5 . 3) = 10,8 + g Theo đề ta có: mRCl3 = 53,4 g 10,8 + = 53,4 ó = 42,6 ó R = = 27 Vậy R là nhôm (Al) KẾT LUẬN Tôi vừa trình bày xong một số kinh nghiệm để hướng dẫn học sinh giải bài toán hóa học dễ dàng hơn. Tuy đây chưa phải là kinh nghiệm tối ưu nhưng với tôi, nó đã bước đầu gặt hái được một số kết quả khả quan. Một số học sinh khá giỏi chỉ cần xem hướng dẫn là có thể tự tiến hành làm bài mà không cần sự giúp đỡ của giáo viên, học sinh trung bình dần lấy lại được một số kiến thức căn bản để giải toán. Với phương pháp này, học sinh có thể phát huy được khả năng tự học, nhất là khi ở nhà. Tuy nhiên, để phát huy tối đa lợi ích của cách này thì phải kết hợp với việc sử dụng phiếu học tập trên lớp để có thêm thời gian rèn luyện, khi đó học sinh mới nhớ được bài lâu hơn. Và điều quan trọng hơn hết là giáo viên chúng ta rất cần đến sự hợp tác, nỗ lực của học sinh trong học tập để làm chìa khóa quyết định việc giảng dạy của chúng ta có thành công hay không. Cuối cùng, xin cảm ơn thầy cô đã dành thời gian cho đề tài này. Đề tài này chắc hẳn còn nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được ý kiến đánh giá và góp ý sửa chửa để đề tài này được hoàn thiện hơn. Bình Chánh, ngày 24 tháng 4 năm 2014 Giáo viên Trần Thị Hồng Phương MỤC LỤC