Sáng kiến kinh nghiệm - Giải bài tập hóa bằng cách tính theo phương trình hóa học (PTHH)

c nhưng vẫn lúng túng khi làm bài tập hóa, hoặc nếu làm được thì bài giải vẫn còn dài, trình bày chưa khoa học. Từ thực trạng trên đây đòi hỏi chúng ta phải có giải pháp cải tiến phương pháp và lựa chọn nội dung phù hợp, đặc biệt chú ý đến các tiết luyện tập, ôn tập hoặc dạy tự chọn trong chương trình, kết hợp các tiết lý thuyết rèn luyện ký năng cho hoc sinh từ đó có hướng bồi dưỡng học sinh khá giỏi.
3.CÁC BIỆN PHÁP TIẾN HÀNH GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
A. Lựa chọn nội dung và lựa chọn phương pháp:
 - Phải hệ thống hóa kiến thức trọng tâm của chương một cách logic và khái quát nhất. Nắm vững các phương pháp giải bài tập và xây dựng hệ thống bài tập phải thật sự đa dạng nhưng vẫn đảm bảo trọng tâm của chương trình phù hợp với đối tượng học sinh.
- Tận dụng mọi thời gian để có thể hướng dẫn, giải được lượng bài tập nhiều nhất. Luôn quan tâm và có biện pháp giúp đỡ các em học sinh có học lực yếu, kém, không ngừng tạo tình huống có vấn đề đối với các em học sinh khá và giỏi.
B. Đối với học sinh
Phải tích cực rèn luyện kỹ năng hệ thống hóa kiến thức sau mỗi bài học, mỗi chương. Phải biết phân loại bài tập hóa học và lập hướng giải cho từng bài toán hóa học. Tích cực làm bài tập ở trên lớp và đặc biệt là ở nhà. Phải rèn cho mình năng lực tự học tập, tự dánh giá.
C. Rèn luyện kỹ năng lập PTHH và tính theo PTHH
1. Rèn luyện kỹ năng lập PTHH: Lập PTHH là yếu tố quan trọng hàng đầu để giải bài toán tính theo PTHH, chỉ có thể học tốt khi học sinh có kỹ năng hoán thiện và thực hành thành thạo.
Có thể lựa chọn bổ sung 3 phương pháp sau đây cho học sinh.
Ví dụ: Lập PTHH theo sơ đồ sau: 
	Fe + O2 --> Fe2O3
 * Phương pháp 1: Tìm bội số chung nhỏ nhất (BSCNN) cho số nguyên tử ( của các nguyên tố có số nguyên tử ở 2 vế chưa bằng nhau) ở đây là nguyên tử ôxi có số nguyên tử là 2 (ở O2) và 3 ( ở Fe2O3) .
- Ta có BSCNN ( 2.3 ) = 6.
	- Chọn hệ số cho số nguyên tử ôxi bằng cách lấy BSCNN chia cho số nguyên tử ôxi ở hai vế.
Fe + O2 --> Fe2O3
	 ( ) ( )
Chọn hệ số cho các nguyên tố còn lại ( ở đây là sắt hệ số 4).
Ta có: 	4Fe + 3O2 2Fe2O3
* Phương pháp 2: Phương pháp chẵn lẻ.
- Nếu ở hai vế trái và phải có số nguyên tử của một nguyên tố nào đó chưa bằng nhau mà một bên có số nguyên tử chẵn một bên có số nguyên tử lẻ ( ở đây là ôxi). 
- Ta lập luận như sau: Muỗn có số nguyên tử hai vế bằng nhau thì buộccả hai vế phải có số nguyên tử đếu chẵn, ta phải chọn hệ số chẵn là 2, 4, 6 ... cho các phân tử chứa nguyên tố có số nguyên tử lẻ. Trong phản ứng trên ôxi ở vế trái có số nguyên tử là chẵn ( O2) nên ta chọn hệ số cho vế phải là Fe2O3  một hệ số chẵn nào đó, ví dụ là 2, từ đó ta tiếp tục chọn các hệ số còn lại, cụ thể:
Ta có: 	4Fe + 3O2 2Fe2O3
 (3) (2) (1) 
Các con số trong ( ) chỉ thứ tự chọn hệ số
* Phương pháp 3: phương pháp logic Chọn một phân tử trong phản ứng có liên quan đến nhiều nguyên tử ở phân tử khác và cho nó một hệ số đơn giản nhất (có thể là 1, 2, 3 ...) dựa vào phép suy luân để xác định các hệ số khác, nếu các hệ số là phân số thì ta quy đồng và khử mẫu số.
- Ở ví dụ trên ta chọn Fe2O3 có liên quan nhiều nhất, cho hệ số đơn giản nhất là 1.
- Lập luận: để có số nguyên tử ôxi ở vế trái là 3 thì hệ số O2 phải là , để có số nguyên tử sắt ở vế trái là 2 thì hệ Al phải là 2.
Ta có: 2Fe + O2 Fe2O3 
- Khử mẫu số, ta nhân cả hai vế với 2.
Ta có: 	4Fe + 3O2 2Fe2O3
Ví dụ 2: Lập phương trình hóa học sau:
FeS2 + O2 - -> Fe2O3 + SO2 
	Chọn phương pháp 3: 
Các phân tử có nhiều liên quan là: FeS2 , Fe2O3 & SO2 ta có thể chọn một trong 3 phân tử trên đều được, giả sử ta chọn FeS2
* Giả sử ta cho FeS2 hệ số là 1 thì:
- Để cân bằng Fe ta phải chọn hệ số cho Fe2O3 là .
- Để cân bằng S ta phải chọn hệ số cho SO2 là 2.
- Để xác định hệ số Ôxi ta phải tính tổng số nguyên tử Ôxi ở vế phải:
3. +2.2 = vậy hệ số của O2 phải là .
Lúc này ta cân bằng về toán học
1FeS2 + O2 - -> Fe2O3 + 2SO2 
 (1 ) (4) (2) (3)
Ta chỉ việc khử mẫu bằng cách nhân cả hai vế với 4 ta được:
 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 
* Giả sử ta cho Fe2O3 hệ số là 1 thì:
- Để cân bằng Fe thì ta phải chọn hệ số 2 cho FeS2.
- Để cân băng cho S ta phải chọn hệ số 4 cho SO2. 
- Để xác định hệ số Ôxi ta phải tính tổng số nguyên tử Ôxi ở vế phải:
3.1 + 4.2 = 11 vậy hệ số của O2 phải là .
Ta được: 2FeS2 + O2 - -> Fe2O3 + 4SO2 
 (2) (4) (1) (3)
Đến đây ta chi việc khử mẫu bằng cách nhân cả hai vế với 2 là được:
	 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 
Nếu chọn SO2 ta cũng làm tương tự như trên.
- Kiến thức về lập PTHH học sinh thường lúng túng không có định hướng phương pháp rõ dàng, ta phải rèn luyện cho học sinh kỹ năng này bằng cách hệ thống một số hình thức và phương pháp xác định:
+ Dựa vào đề bài: học sinh đọc kỹ và viết chính xác các công thức hóa học của các chất thì sẽ xác định được sơ đồ phản ứng.
+ Dựa vào tính chất hoá học của các chất từ đó viết chính xác sơ đồ phản ứng.
+ Dựa vào loại phản úng để suy luận ra các chất sản phẩm từ đó lựa chọn phương pháp thích hợp để lập PTHH.
2. Rèn luyện kỹ năng giải bài toán tính theo PTHH.
Cần củng cố và bổ sung một số kiến thức để học sinh nắm vững từ đó rèn luyện được kỹ năng:
a) Trước hết cấn xác định rõ các bước tiến hành đế giải một bài toán, hiện nay trong sách giáo khoa đã thể hiện ba bước, theo tôi nên xây dựng thành ba bước chính như sau:
Bước 1: Đọc và tóm tắt đầu bài ( xác định các chất tham giam chất tạo thành, xác định điều kiện đầu bài, các thông số đã cho như khối lượng, thêt tích nồng độ.., đổi đơn vị nếu cần) từ đó lập PTHH. Đây là bước quan trọng nhất, học sinh cần được rèn luyện thành kỹ năng.
Cần chú ý viết đúng và đủ các PTHH xảy ra, tóm tắt những thông số ở dạng ký hiệu ghi rõ CTHH các chất phía dưới kí hiệu, ghi rõ đơn vi, đổi các đơn vị nếu chưa phù hợp, nên hình thành cho học sinh thói quen này:
Ví dụ: Cho miếng kim loại nhôm vào dung dịch có chứa axit HCl, khi nhôm phản ứng hết thu được 2,24 lít khí hiđro ( ĐKTC), hãy tìm khối lượng nhôm đã phản ứng.
Ta có thể tóm tắt:
nHCl =0,4 ( mol) - Xác định chất tham gia phản úng : HCl , Al 
V = 2,24 (l ) - Chất tạo thành : H2 ( và sản phẩm AlCl3)
mAl = ?n2	 n = 2,24 /22,4 = 0,1 mol
Bước 2: Từ hệ số của của PTHH và số mol của bài ra ta đặt tỷ lệ
2Al + 	6HCl 	2AlCl3	 + 	3H2
2	3 ( mol)
x	0,1 (mol)
- Từ tỷ lệ tím ra số mol các chất 
-> x = = 0,067
-> nAl = x = 0,067 (mol)
Bước 3: Từ số mol vừa tìm được theo tỷ lệ phương trình ta thay vào công thức tính các đại lượng theo yêu cầu bài ra.
-> mAl = n.M = 0,067.27 = 1,809 (g)
Vậy khối lượng nhôm đã phản ứng là 1,809 g.
b) Phân loại bài tập THCS theo ba loại sau đây:
1- Bài toán cơ bản đơn: là loại bài toán chỉ có một phản ứng xảy ra, đầu bài đã cho biết một đại lượng nào đó của một trong các chất phản ứng hoặc tạo thành và yêu cầu tính đại lượng nào đó của các chất còn lại trong phản ứng đây là dạng cơ bản nhất, yêu cầu 80 – 85 % học sinh phải làm được thành thạo.
- Cách giải vận dụng ba bước cơ bản.
- Yêu cầu: thành thục, nhanh, chính xác ( có kỹ năng tính toán).
2- Bài toán cơ bản kép: là bài toán có hai hoặc nhiều phản ứng xảy ra, và yêu cầu tính các đại lượng của một hay nhiều chất tham gia phản ứng.
- Yêu cầu: - phải xác định đầy đủ các phản ứng và lập đúng các PTHH.
	 - Giải thành thạo bài toán cơ bản đơn, áp dụng để giải theo từng PTHH.
Ví dụ 1: Khử 200g hỗn hợp đồng (II) oxit vad sắt (III) oxit bằng khí hiđro. Tính thể tích khí hiđro cần dùng biết rằng trong hỗn hợp CuO chiếm 20% về khối lượng.
+ Yêu cầu học sinh phải đọc và phân tích kĩ đầu bài, tóm tắt, viết đúng hai PTHH.
Tóm tắt:
m( CuO , ) =200g PTHH :
%CuO = 20% CuO + H2 Cu + H2O (1)
V = ? 1mol 1mol 
 Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O
 1mol 3mol
Học sinh phân tích và tìm ra cách giải bằng cách tính thể tích của H2 ở từng PTHH theo số mol của CuO và Fe2O3 khi biết khối lượng của CuO và Fe2O3 ( từ giả thiết mCuO = 20%mhh), sau đó cộng lại.
Ví dụ 2: Đốt cháy 50g hỗn hợp khí hiđro và khí metan, trong đó hiđro chiếm 20% về khối lượng. Tính thể tích không khí đã dùng cho phản ứng và khối lượng nước tạo thành biết oxi chiếm thể tích không khí.
+ Yêu cầu học sinh phải đọc và phân tích kĩ đầu bài, tóm tắt, viết đúng hai PTHH
Tóm tắt 
mhh = 50g PTHH 2H2 + O2 2H2O
Vkk = ? 2mol 1mol 2mol
mH2O = ? CH4 + 2O2 CO2 +2H2O
 1 2 2
Học sinh phân tích và xác định bài toán gồm 2 PTHH, muốn tính thể tích của ôxi ( từ đó suy ra thể tích không khí) cần phải tính thể tích ôxi ở từng phản ứng, sau đó cộng lại ( tính theo số mol), khối lượng nước cũng làm tương tự.
Nếu bài toán có nhiêu PTHH ta cũng làm tương tự.
3- Bài toán cho biết đại lượng của hai hay nhiều chất trong phản ứng yêu cầu tính các đại lượng khác.
- Yêu cầu học sinh năm được kiến thức cơ bản: trong hai chất tham gia phản ứng sẽ có một chất phản ứng hết, chát còn lại có thể hết hoạc dư. Lượng chất tạo thành được tính theo chất phản ứng hết.
Có nhiều cách xác định chất nào phản ứng hết, ta có thể hướng dẫn cho học sinh theo từng trường hợp ( phụ thuộc vào đề bài), tuy nhiên nên giới thiệu 2 phương pháp cơ bản sau đây:
+ Phương pháp 1: có PTHH tổng quát:
 A 	 + 	B	 C	 +	D
Theo PTHH ta có tỷ lệ số mol: nA : nB = ... .= 1: b
Theo đầu bài: nA : nB = .... = 1: b' ( rút gọn)
Ta so sánh b và b’ 
Nếu b > b’ thì chất B phản ứng hết.
Nếu b < b’ thì chất B là chất còn dư, A phản ứng hết.
Nếu b = b’ thì hai chất tác dụng vừa đủ.
+ Phương pháp 2: có PTHH tổng quát:
 A 	 + 	B	 C	 +	D
Theo PTHH ta có tỷ lệ số mol: nA nB
Theo đầu bài n’A n’B
Ta lập tỷ số: n’A/ nA (1) và n’B/ nAB (2) so sánh giá trị (1) và (2).
Nếu (1) < (2) thì A phản ứng hết, B dư
Nếu (1) > (2) thì A dư B phản ứng hết.
Ví dụ: Lấy vào bình 5,6 lít khí ôxi và 5,6 lít khí hiđro (đktc) để tổng hợp nước. Tính khối lượng nước thu được.
Tóm tắt.
 = 5,6l -> = 0,25mol PTHH
 = 5,6l -> = 0,25 mol 2H2 + O2 2 H2O
mH2O= ? 2mol 1mol
 0,25mol 0,25mol
Xác định chất nào hết như sau:
Cách 1: Theo PTHH: : = 2 : 1 = 1 : 0,5
	Theo bài ra: : = 0,25 : 0,25 = 1 : 1
So sánh 1 (b’) và 0,5 ( b) ta thấy 1> 0,5 tức b’ > b vậy B dư tức là O2 dư và H2 phản ứng hết.
Cách