Chuyên đề Bồi dưỡng một số kỹ năng biện luận tìm công thức hóa học

 BỒI DƯỠNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC
 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ
 A- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
 I- CƠ SỞ LÍ LUẬN. 
 Nghị quyết Quốc hội khóa X kì họp thứ 8 về công tác đổi mới giáo dục phổ thông 
với mục tiêu là xây dựng chương trình và phương pháp giáo dục toàn diện cho thế hệ trẻ, 
đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực phục vụ cho việc công nghiệp hóa, hiện đại hóa 
đất nước, phù hợp với thực tiễn và truyền thống Việt Nam, tiếp cận trình độ giáo dục ở các 
nước trong khu vực và trên thế giới.
 Để thực hiện tốt mục tiêu giáo dục người giáo viên cần phải có sự hiểu biết và nắm 
bắt chắc chắn những sự thay đổi về nội dung và phương pháp giảng dạy cũng như những 
yêu cầu trong đổi mới phương pháp. Đó là lấy học trò làm trung tâm, phát huy tính tích 
cực của học sinh. Học sinh tự tìm tòi kiến thức, vận dụng những kiến thức đã học vào quá 
trình giải các bài tập và vào thực tế đời sống. 
 Trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ngoài việc rèn luyện các kỹ năng cho học 
sinh còn một vấn đề hết sức quan trọng nữa là kiến thức của người thầy. Là một giáo viên 
giảng dạy môn hóa học đòi hỏi giáo viên phải có một vốn kiến thức sâu rộng, phải biết 
phân loại các dạng bài tập và phát triên các dạng bài tập ấy ở dạng cao hơn thành các 
chuyên đề. Qua đó giúp học sinh nắm kĩ hơn kiến thức và đi sâu vào các dạng bài tập cơ 
bản, bài tập nâng cao, hệ thống hóa được chương trình đã học và có tính sáng tạo trong học 
tập, trong việc giải toán hóa học.
 II- CƠ SỞ THỰC TẾ.
 Dạy và học hóa học ở các trường hiện nay đã và đang được đổi mới tích cực nhằm 
góp phần thực hiện thắng lợi các mục tiêu của trường THCS. Ngoài nhiệm vụ nâng cao 
chất lượng hiểu biết kiến thức và vận dụng kỹ năng, các nhà trường phải chú trọng tới công 
tác bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp; coi trọng việc hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ 
cho học sinh. Đây là một nhiệm vụ không phải trường nào cũng có thể làm tốt vì nhiều lí 
do. Có thể nêu ra một số lí do như: Do môn học mới đối với bậc THCS nên kiến thức kỹ 
năng của học sinh còn nhiều chỗ khuyết; một bộ phận giáo viên chưa có đủ tư liệu cũng 
như kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi
 Trong những năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp 
huyện, cấp tỉnh được phòng giáo dục đào tạo đặc biệt quan tâm, được các nhà trường và 
các bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ. Giáo viên được phân công dạy bồi dưỡng đã có 
nhiều cố gắng trong việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ được giao. Nhờ vậy số lượng 
và chất lượng đội tuyển học sinh giỏi của huyện đạt cấp tỉnh khá cao. Tuy nhiên trong thực 
tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi còn nhiều khó khăn cho cả thầy và trò. Nhất là trong những 
năm đầu tỉnh ta tổ chức thi học sinh giỏi hóa học cấp THCS. 
 Là một giáo viên được thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, tôi đã 
được tiếp xúc với một số đồng nghiệp đồng môn, khảo sát từ thực tế và đã thấy được nhiều 
 1 PHẦN II – NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
 A- NỘI DUNG
 I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BÀI TOÁN BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC
 Trong hệ thống các bài tập hoá học, loại toán tìm công thức hóa học là rất phong phú 
và đa dạng. Về nguyên tắc để xác định một nguyên tố hóa học là nguyên tố nào thì phải 
tìm bằng được nguyên tử khối của nguyên tố đó. Từ đó xác định được CTPT đúng của các 
hợp chất. Có thể chia bài tập tìm CTHH thông qua phương trình hóa học thành hai loại cơ 
bản:
 - Loại 1 : Bài toán cho biết hóa trị của nguyên tố, chỉ cần tìm nguyên tử khối để kết 
luận tên nguyên tố; hoặc ngược lại ( Loại này thường đơn giản hơn ).
 - Loại 2 : Không biết hóa trị của nguyên tố cần tìm ; hoặc các dữ kiện thiếu cơ sở để 
xác định chính xác một giá trị nguyên tử khối. (hoặc bài toán có quá nhiều khả năng có thể 
xảy ra theo nhiều hướng khác nhau ).
 Cái khó của bài tập loại 2 là các dữ kiện thường thiếu hoặc không cơ bản và thường 
đòi hỏi người giải phải sử dụng những thuật toán phức tạp, yêu cầu về kiến thức và tư duy 
hóa học cao; học sinh khó thấy hết các trường hợp xảy ra. Để giải quyết các bài tập thuộc 
loại này, bắt buộc HS phải biện luận. Tuỳ đặc điểm của mỗi bài toán mà việc biện luận có 
thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:
 +) Biện luận dựa vào biểu thức liên lạc giữa khối lượng mol nguyên tử (M) và hóa 
trị ( x ) : M = f (x) (trong đó f(x) là biểu thức chứa hóa trị x).
 Từ biểu thức trên ta biện luận và chọn cặp nghiệm M và x hợp lý.
 +) Nếu đề bài cho không đủ dữ kiện, hoặc chưa xác định rõ đặc điểm của các chất 
phản ứng, hoặc chưa biết loại các sản phẩm tạo thành , hoặc lượng đề cho gắn với các cụm 
từ chưa tới hoặc đã vượt  thì đòi hỏi người giải phải hiểu sâu sắc nhiều mặt của các dữ 
kiện hoặc các vấn đề đã nêu ra. Trong trường hợp này người giải phải khéo léo sử dụng 
những cơ sở biện luận thích hợp để giải quyết. Chẳng hạn: tìm giới hạn của ẩn (chặn trên 
và chặn dưới ), hoặc chia bài toán ra nhiều trường hợp để biện luận, loại những trường hợp 
không phù hợp .v.v.
 Tôi nghĩ, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi sẽ không thể đạt được mục 
đích nếu như không chọn lọc, nhóm các bài tập biện luận theo từng dạng, nêu đặc điểm của 
dạng và xây dựng hướng giải cho mỗi dạng. Đây là khâu có ý nghĩa quyết định trong công 
tác bồi dưỡng vì nó là cẩm nang giúp HS tìm ra được hướng giải một cách dễ dàng, hạn 
chế tối đa những sai lầm trong quá trình giải bài tập, đồng thời phát triển được tìm lực trí 
tuệ cho học sinh (thông qua các bi tập tương tự mẫu và các bi tập vượt mẫu ).
 Trong phạm vi của đề tài này, tôi xin được mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi 
dưỡng một số dạng bài tập biện luận tìm công thức hóa học. Nội dung đề tài được sắp xếp 
theo 5 dạng, mỗi dạng có nêu nguyên tắc áp dụng và các ví dụ minh hoạ.
 3 1.2- Các phương pháp hỗ trợ
 Ngoài các phương pháp chủ yếu, tôi còn dùng một số phương pháp hỗ trợ khác như 
phương pháp nghiên cứu tài liệu và điều tra nghiên cứu: 
 Đối tượng điều tra: Các HS giỏi đã được phòng giáo dục gọi vào đội tuyển, đội ngũ 
giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi.
 Câu hỏi điều tra: Chủ yếu tập trung các nội dung xoay quanh việc dạy và học 
phương pháp giải bài toán biện luận tìm CTHH; điều tra tình cảm thái độ của HS đối với 
việc tiếp xúc với các bài tập biện luận.
 2- Nội dung đề tài:
 Khi thực hiện đề tài vào giảng dạy, trước hết tôi giới thiệu sơ đồ định hướng giải bài 
toán biện luận tìm CTHH dùng chung cho tất cả các dạng; gồm 5 bước cơ bản:
 B1: Đặt CTTQ cho chất cần tìm, đặt các ẩn số nếu cần ( số mol, M, hóa trị  )
 B2: Chuyển đổi các dữ kiện thành số mol ( nếu được )
 B3: Viết tất cả các PTPƯ có thể xảy ra
 B4: Thiết lập các phương trình toán hoặc bất phương trình liên lạc giữa các ẩn số 
với các dữ kiện đã biết.
 B5: Biện luận, chọn kết quả phù hợp.
 Tiếp theo, tôi tiến hành bồi dưỡng kỹ năng theo dạng. Mức độ rèn luyện từ minh họa 
đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ năng từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh 
hoạt và sáng tạo. Để bồi dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện theo các bước sau:
 B1: Giới thiệu nguyên tắc và phương pháp áp dụng.
 B2: Đưa ra bài tập mẫu và hướng dẫn giải.
 B3: Học sinh tự luyện và nâng cao.
 Tuỳ độ khó mỗi dạng tôi có thể hoán đổi thứ tự của bước 1 và 2.
 Sau đây là một số dạng bài tập biện luận, cách nhận dạng, kinh nghiệm giải quyết đã 
được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế. Trong giới hạn của đề tài, tôi chỉ nêu 5 dạng 
thường gặp, trong đó dạng 5 hiện nay tôi đang thử nghiệm và thấy có hiệu quả.
 DẠNG 1: BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ TRONG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH
 1) Nguyên tắc áp dụng:
 GV cần cho HS nắm được một số nguyên tắc và phương pháp giải quyết dạng bài 
tập này như sau:
 - Khi giải các bài toán tìm CTHH bằng phương pháp đại số, nếu số ẩn chưa biết 
nhiều hơn số phương trình toán học thiết lập được thì phải biện luận. Dạng này thường gặp 
trong các trường hợp không biết nguyên tử khối và hóa trị của nguyên tố, hoặc tìm chỉ số 
nguyên tử các bon trong phân tử hợp chất hữu cơ 
 - Phương pháp biện luận: 
 +) Thường căn cứ vào đầu bài để lập các phương trình toán 2 ẩn: y = f(x), chọn 1 ẩn 
làm biến số ( thường chọn ẩn có giới hạn hẹp hơn. VD : hóa trị, chỉ số  ); còn ẩn kia 
được xem là hàm số. Sau đó lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trị hợp lí.
 5 lập biểu thức toán : số mol hiđrat = số mol muối khan.
 Lưu ý HS : do phần rắn kết tinh có ngậm nước nên lượng nước thay đổi.
 * Giải:
 0
 S( 80 C) = 28,3 gam  trong 128,3 gam ddbh có 28,3g R2SO4 và 100g H2O
 Vậy : 1026,4gam ddbh  226,4 g R2SO4 và 800 gam H2O.
 Khối lượng dung dịch bão hoà tại thời điểm 100C:
 1026,4  395,4 = 631 gam
 0
 Ở 10 C, S(R2SO4 ) = 9 gam, nên suy ra: 
 109 gam dung dịch bão hòa có chứa 9 gam R2SO4 
 6319
 Vậy 631 gam dung dịch bão hòa có khối lượng R2SO4 là :  52,1gam 
 109
 Khối lượng R2SO4 khan có trong phần hiđrat bị tách ra : 226,4 – 52,1 = 174,3 gam
 395,4 174,3
 Vì số mol hiđrat = số mol muối khan nên : 
 2R  96 18n 2R  96
 442,2R - 3137,4x + 21206,4 = 0 R = 7,1n  48 
 Đề cho R là kim loại kiềm , 7 < n < 12 , n nguyên  Ta có bảng biện luận:
 N 8 9 10 11
 R 8,8 18,6 23 30,1
 Kết quả phù hợp là n = 10 , kim loại là Na  công thức hiđrat là Na2SO4.10H2O
 DẠNG 2 : BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HỢP
 1) Nguyên tắc áp dụng:
 - Đây là dạng bài tập thường gặp chất ban đầu hoặc chất sản phẩm chưa xác định cụ 
thể tính chất hóa học ( chưa biết thuộc nhóm chức nào, Kim loại hoạt động hay kém hoạt 
động, muối trung hòa hay muối axit  ) hoặc chưa biết phản ứng đã hoàn toàn chưa. Vì 
vậy cần phải xét từng khả năng xảy ra đối với chất tham gia hoặc các trường hợp có thể 
xảy ra đối với các sản phẩm.
 - Phương pháp biện luận:
 +) Chia ra làm 2 loại nhỏ : Biện luận các khả năng xảy ra đối với chất tham gia và 
biện luận các khả năng đối với chất sản phẩm.
 +) Phải nắm chắc các trường hợp có thể xảy ra trong quá trình phản ứng. Giải bài 
toán theo nhiều trường hợp và chọn ra các kết quả phù hợp.
 2) Các ví dụ:
 Ví dụ 1:
 Hỗn hợp A gồm CuO và một oxit của kim loại hóa trị II (không đổi) có tỉ lệ mol 
1: 2. Cho khí H2 dư đi qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thì thu được hỗn hợp rắn B. Để 
hòa tan hết rắn B cần dùng đúng 80 ml dung dịch HNO 3 1,25M và thu được khí NO duy 
nhất.
 Xác định công thức hóa học của oxit kim loại. Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn 
toàn.
 * Gợi ý HS:
 7