SKKN Một số phương pháp giúp học sinh THCS lập đúng phương trình hóa học

Vì mới bắt đầu làm quen với môn Hoá học, nên có không ít học sinh gặp khó khăn khi học tập bộ môn này, nhất là khi tự mình lập nhanh và đúng các phương trình hoá học - mặc dù được giáo v

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:

HOÁ HỌC”

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong sự nghiệp đổi mới đất nước, nền giáo dục quốc dân cần phải có những đổi mới phù hợp với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội Nghị quyết Trung ương Đảng lần thứ IV đã chỉ rõ “… giáo dục và đào tạo là động lực thúc đẩy và là điều kiện cơ bản đảm bảo việc thực hiện mục tiêu kinh tế - xã hội, xây dựng và bảo vệ đất nước …”

Để thực hiện quan điểm trên, Hội nghị lần thứ IV của Ban chấp hành trung ương Đảng khoá VII về việc tiếp tục đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo đã chỉ rõ: “Đổi mới ph-ương pháp dạy và học ở tất cả các cấp học, bậc học Kết hợp tốt học với hành, học tập với lao động sản xuất, thực nghiệm và nghiên cứu khoa học, gắn nhà trường và xã hội, áp dụng phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” Do đó, nhiệm vụ đặt ra cho ngành giáo dục là phải đổi mới phư-ơng pháp dạy học để đào tạo con người có đủ khả năng sống và làm việc theo yêu cầu của cuộc cách mạng mới Một trong những sự đổi mới giáo dục là đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hoạt động hoá người học, nghĩa là lấy học sinh làm trung tâm Theo hướng này giáo viên đóng vai trò tổ chức và điều khiển học sinh chiếm lĩnh tri thức, còn học sinh thì tự lực hoạt động tìm tòi để chiếm lĩnh kiến thức mới

Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất - đến lớp 8 học sinh mới bắt đầu làm quen với môn học này, nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trường phổ thông Môn Hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, rèn cho học sinh óc tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy Vì vậy giáo viên bộ môn Hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động Hình thành

cho các em những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu thích khoa học

Nhằm thực hiện mục tiêu của ngành và Cuộc vận động hai không với bốn nội dung của

bộ Giáo dục, bản thân là một giáo viên đứng lớp giảng dạy bộ môn Hóa học nhận thấy việc lĩnh hội kiến thức Hoá học của học sinh là hết sức khó khăn Mặt khác, Hóa học là một môn học hoàn toàn mới đối với học sinh lớp 8, mà khối lượng kiến thức cần lĩnh hội tương đối nhiều Phần lớn các bài gồm những khái niệm mới, rất trừu tượng, khó hiểu

Do đó, giáo viên cần tìm ra phương pháp dạy học gây được hứng thú học tập bộ môn giúp các em chủ động lĩnh hội kiến thức một cách nhẹ nhàng, không gượng ép là điều cần quan tâm Khi học sinh có hứng thú, niềm say mê sẽ giúp các em phát huy được năng lực

tư duy, khả năng tự học và óc sáng tạo Để từ đó nâng cao chất lượng bộ môn nói riêng

và góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nói chung là vấn đề hết sức quan trọng trong quá trình dạy học của giáo viên

Trong môn Hóa học có rất nhiều nội dung kiến thức cần phải chiếm lĩnh Vì mới bắt đầu làm quen với môn Hoá học, nên có không ít học sinh gặp khó khăn khi học tập bộ môn này, nhất là khi tự mình lập nhanh và đúng các phương trình hoá học - mặc dù được giáo viên hướng dẫn khá rõ khi học bài “lập phương trình hóa học” Trong Hóa học, phương trình hóa học là một nội dung kiến thức rất quan trọng, do đó việc lập đúng phương trình hóa học lại càng quan trọng hơn Vì lập đúng phương trình hóa học thì các

em mới giải đúng các bài toán hoá học (bài toán tính theo phương trình hóa học) Qua thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh rất lúng túng khi đi tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức, do đó việc lập phương trình hoá học là một nội dung khó đối với học sinh Thực tế học sinh đã học lập phương trình hóa học từ lớp 8 nhưng lên lớp 9 nhiều em vẫn còn lập sai

Với những lý do trên, tôi chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Một số phương pháp giúp

học sinh lập đúng phương trình hoá học” để giúp các em học sinh tham khảo và tự rèn

luyện cho mình những kinh nghiệm bổ ích trong quá trình học tập bộ môn Hoá học một cách tự tin và hứng thú

Tôi cho rằng, lập phương trình hoá học không phải là vấn đề mới đối với học sinh trung học cơ sở, nhưng để lập đúng phương trình hoá học là việc làm không dễ đối với nhiều học sinh lớp 8-9 Vì khi dạy bài “lập phương trình hóa học” lớp 8 giáo viên không đủ thời gian để liệt kê các phương pháp cân bằng mà chỉ giới thiệu cách lập chung (theo sách giáo khoa) nên nhiều học sinh chưa nắm được Với đề tài này sẽ trình bày một số phương pháp cân bằng cụ thể, hệ thống mà trong sách giáo khoa và các sách tham khảo khác chưa đề cập đến hoặc chưa tổng hợp thành hệ thống Đây là tính mới của đề tài, có thể áp dụng ở trường trung học cơ sở và giáo viên có thể thực hiện đề tài này qua các buổi phụ đạo học sinh yếu kém, qua các giờ ôn tập, luyện tập chính khóa

II NỘI DUNG

Trong nhiều năm công tác ở trường trung học cơ sở Vĩnh Thịnh, tôi được phân công giảng dạy bộ môn Hoá lớp 8 và lớp 9 thấy nhiều em khả năng tiếp thu và vận dụng kiến thức còn chậm dẫn đến việc học tập bộ môn Hoá của các em còn gặp nhiều khó khăn Qua quan sát, trò chuyện và điều tra tình hình về việc tiếp thu kiến thức lập phương trình hoá học của học sinh ở trường trung học cơ sở Vĩnh Thịnh nói riêng và các trường trung học cơ sở khác ở huyện Hòa Bình nói chung tôi thấy:

- Có rất nhiều học sinh hiểu cách lập phương trình hoá học một cách mơ hồ

- Kỹ năng lập phương trình hoá học của nhiều học sinh còn yếu, các em chọn các hệ số không chính xác Đa số các em còn lúng túng không biết phải bắt đầu cân bằng từ nguyên

tố nào trước

Cũng qua điều tra, trò chuyện với nhiều học sinh và các giáo viên đang giảng dạy bộ môn Hoá học khác, tôi đã biết được một số nguyên nhân dẫn đến việc học sinh không cân bằng được phương trình hoá học là:

- Do học sinh không chú ý vào tiết học: Đa số những học sinh này thuộc loại những học sinh học yếu - kém Trong giờ học Hoá chẳng thấy thích thú gì cả, vì thấy học môn Hoá quá khó, giáo viên hướng dẫn cách cân bằng nhanh quá các em không tiếp thu kịp, từ đó thấy chán không muốn học

- Do học sinh thiếu điều kiện học tập: Đa số học sinh ở nông thôn có điều kiện gia đình khó khăn, các em phải phụ giúp gia đình nên có ít thời gian học ở nhà, khi đến lớp chưa

có đủ cơ sở để lĩnh hội kiến thức mới

- Do học sinh thấy mình không có năng lực: Đa số những em này thấy việc cân bằng phương trình hoá học quá khó, khi cân bằng lại không chính xác, điều này vẫn thường xuyên xảy ra làm cho các em chán nản, mất tự tin cho rằng mình không có năng lực học

bộ môn Hoá

Xuất phát từ những nguyên nhân nêu trên, để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học

bộ môn hoá, trước hết phải có những biện pháp tích cực giúp cho học sinh lập đúng các phương trình hoá học Muốn vậy, trong quá trình giảng dạy giáo viên cần phải hướng dẫn cho học sinh nắm vững ba bước lập phương trình hoá học, cụ thể:

- Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng, gồm công thức hóa học của các chất phản ứng và sản phẩm Mũi tên trong sơ đồ phản ứng có dạng

- Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức hóa học các chất sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế đều bằng nhau Đây là bước quan trọng nhất khi lập phương trình hóa học

- Bước 3: Viết phương trình hoá học: thay mũi tên bằng mũi tên .

Lưu ý học sinh: Mấy điều cần nhớ khi lập phương trình hoá học:

- Viết sơ đồ phản ứng: Phải xác định đúng chất tham gia và sản phẩm, không được viết thiếu công thức các chất, không được viết sai công thức hoá học Để viết đúng công thức hoá học, phải nhớ hoá trị nguyên tố (hoặc nhóm nguyên tử) và áp dụng quy tắc hóa trị để lập

- Trong quá trình cân bằng không được thay đổi (không thêm, không bớt) các chỉ số nguyên tử trong các công thức hoá học

Qua thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh rất lúng túng ở bước 2 khi đi tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức, do đó việc cân bằng hoá học là một nội dung khó đối với học sinh

Nhằm giúp cho các em học sinh nắm vững những thao tác và phương pháp lập đúng các phương trình hoá học phù hợp với trình độ trung học cơ sở để các em học tốt hơn môn Hoá học, qua kinh nghiệm thực tế giảng dạy tôi đã tìm hiểu và lựa chọn một số phương pháp cơ bản, cụ thể như sau:

Phương pháp thứ nhất: Lập phương trình hoá học bằng phương pháp chẵn - lẻ.

Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta cần thực hiện

theo các bước sau:

- Nên bắt đầu từ những nguyên tố mà số nguyên tử có nhiều và không bằng nhau ở hai vế

- Trường hợp số nguyên tử của một nguyên tố ở vế này là số chẵn và ở vế kia là số lẻ thì trước hết phải đặt hệ số 2 cho chất mà số nguyên tử là số lẻ, rồi tiếp tục đặt hệ số cho

phân tử chứa số nguyên tử chẵn ở vế còn lại sao cho số nguyên tử của nguyên tố này ở hai vế bằng nhau

Ví dụ 1: Lập phương trình hoá học của phản ứng có sơ đồ sau:

P + O2 P2O5

Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng: P + O2 P2O5

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi mỗi nguyên tố:

- Cả P và O đều có số nguyên tử không bằng nhau

- Bắt đầu từ nguyên tố O có nhiều nguyên tử hơn Trước hết phải làm chẵn số nguyên tử

O tức là đặt hệ số 2 trước công thức P2O5

P + O2 2P2O5

- Tiếp đó đặt hệ số 5 trước O2 và 4 trước P Như vậy cả hai bên đều có 10O và 4P

4P + 5O2 2P2O5

Bước 3: Viết phương trình hoá học:

4P + 5O2 2P2O5

Ví dụ 2: Cân bằng phương trình hoá học sau.

Al + CuCl2 -> AlCl3 + Cu

Ta thấy số nguyên tử Cl trong công thức CuCl2 là chẵn còn trong AlCl3 lẻ

Cách làm: Thêm 2 trước công thức AlCl3,

Al + CuCl2 -> 2AlCl3 + Cu Tiếp theo thêm 3 vào trước CuCl2

to

to

to

to

to

2Al + 3CuCl2 -> 2AlCl3 + Cu Cuối cùng ta cân bằng Cu và Al, ta được phương trình hoá học:

2Al + 3CuCl2  2AlCl3 + 3Cu Lưu ý: Trong trường hợp phân tử có nhóm nguyên tử và sau phản ứng (trong sản phẩm) nhóm nguyên tử không bị biến đổi thì ta coi cả nhóm nguyên tử tương đương với một nguyên tố để cân bằng cho nhanh

Ví dụ 3: Lập phương trình hoá học của phản ứng có sơ đồ sau:

Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2

Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố:

- Nhóm SO4 tương đương như một nguyên tố

- Vậy nhóm SO4 có nhiều nhất và lại không bằng nhau ở hai vế, nên ta cân bằng trước, bắt đầu từ nhóm SO4

- Đặt hệ số 3 trước phân tử H2SO4 để làm cho số nguyên tử của nhóm SO4 ở hai vế bằng nhau

- Đặt hệ số 3 trước H2 và 2 trước Al Kiểm tra lại số nguyên tử ở hai bên đã bằng nhau Bước 3: Viết phương trình hoá học:

2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2

Nhận xét:

- Vận dụng phương pháp này học sinh dễ dàng lập nhanh và đúng với đa số các phương trình hoá học Do đó có thể áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh

- Tuy nhiên, phương pháp này rất khó áp dụng đối với những phương trình phức tạp.

Phương pháp thứ hai: Lập phương trình hoá học bằng phương pháp phân số.

Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta cần thực hiện

theo các bước sau:

Bước 1: Chọn các hệ số là số nguyên hay phân số đặt trước các công thức hoá học sao cho số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế bằng nhau

Bước 2: Quy đồng mẫu số rồi khử mẫu

Bước 3: Viết phương trình hoá học

Ví dụ 1: Lập phương trình của phản ứng hoá học có sơ đồ sau:

P + O2 P2O5

Bước 1: - Ta thấy ở vế phải có 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O, còn ở vế trái có 1 nguyên tử P và 2 nguyên tử O

- Chọn hệ số 2 đặt vào trước P hệ số 25 vào trước O2 để cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố

2P + 25 O2 P2O5

Bước 2: Quy đồng mẫu số chung là 2 sau đó khử mẫu, ta được (nhân tất cả các hệ số cho 2):

4P + 5O2 2P2O5

Bước 3: Viết phương trình hoá học

4P + 5O2 2P2O5

Ví dụ 2: Lập phương trình của phản ứng hoá học có sơ đồ sau:

to

to

to

to

đpnc

Al2O3 Al + O2

Bước 1:

- Ở phương trình này ta thấy ở vế phải có 1 nguyên tử Al và 2 nguyên tử O, còn ở

vế trái có 2 nguyên tử Al và 3 nguyên tử O

- Chọn hệ số 2 đặt vào trước Al và 32 vào trước O2 để cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố

Al2O3 2Al + 32O2

Bước 2: Quy đồng mẫu số chung là 2 sau đó khử mẫu, ta được (nhân tất cả các hệ số cho 2):

2Al2O3 4Al + 3O2

Bước 3: Viết phương trình hoá học

2Al2O3 4Al + 3O2

Nhận xét:

- Phương pháp này tương tự như phương pháp chẵn - lẻ, học sinh sẽ áp dụng hiệu quả với các phương trình hoá học đơn giản

- Tuy nhiên, phương pháp này rất khó áp dụng đối với những phương trình phức tạp

Phương pháp thứ ba: Lập phương trình hoá học bằng phương pháp dùng bội số chung

nhỏ nhất

Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta cần thực hiện

theo các bước sau:

đpnc đpnc đpnc

Bước 1: Xác định bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số từng nguyên tố có trong công thức hoá học

Bước 2: Lấy bội số chung nhỏ nhất lần lượt chia các chỉ số từng nguyên tố trong mỗi công thức hoá học để được các hệ số Sau đó cân bằng các nguyên tố còn lại

Bước 3: Viết phương trình hoá học

Chú ý: Thường bắt đầu từ nguyên tố nào có số nguyên tử nhiều và không bằng nhau ở 2

vế phương trình

Ví dụ 1: Lập phương trình của phản ứng hoá học có sơ đồ sau:

Fe + O2 Fe2O3

Bước 1:

- O có số nguyên tử nhiều và không bằng nhau ở 2 vế

- Ta chọn nguyên tố oxi để cân bằng trước: Bội số chung nhỏ nhất của hai chỉ số 2 và 3 là

6

Bước 2:

- Ta lấy 6 : 3 = 2 => đặt hệ số 2 trước công thức Fe2O3

- Ta lấy 6 : 2 = 3 => đặt hệ số 3 trước công thức O2 ta được:

Fe + 3O2 2Fe2O3

- Bên vế phải (trong Fe2O3) số nguyên tử Fe là 4, tiếp theo ta đặt hệ số 4 trước Fe (bên vế trái), ta được:

4Fe + 3O2 2Fe2O3

Bước 3: Viết phương trình hoá học:

to

to

to

to

4Fe + 3O2 2Fe2O3

Ví dụ 2: Lập phương trình của phản ứng hoá học có sơ đồ sau:

Al + Cl2 AlCl3

Bước 1:

- Cl có số nguyên tử nhiều và không bằng nhau ở 2 vế

- Ta chọn nguyên tố Cl để cân bằng trước: Bội số chung nhỏ nhất của hai chỉ số 2 và 3 là

6

Bước 2:

- Ta lấy 6 : 3 = 2 => đặt hệ số 2 trước công thức AlCl3

- Ta lấy 6 : 2 = 3 => đặt hệ số 3 trước công thức Cl2 ta được:

Al + 3Cl2 2AlCl3

- Tiếp theo, ta cân bằng Al: Đặt hệ số 2 trước Al, ta được:

2Al + 3Cl2 2AlCl3

Bước 3: Viết phương trình hoá học:

2Al + 3Cl2 2AlCl3

Nhận xét:

- Phương pháp này áp dụng hiệu quả với những phương trình hoá học đơn giản và nhiều học sinh dễ dàng áp dụng

- Tuy nhiên, phương pháp này rất khó áp dụng đối với những phương trình phức tạp

Phương pháp thứ tư: Lập phương trình hoá học bằng phương pháp đại số

to

to

to

to

Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta cần thực hiện

theo các bước sau:

Bước 1: Đặt hệ số cân bằng là các chữ a, b, c,… trước các chất trong phản ứng (a, b, c là những số nguyên)

Bước 2: - Lập phương trình đại số (thực chất là hệ phương trình) theo nguyên tắc bảo toàn số nguyên tử mỗi nguyên tố ở 2 vế theo a, b, c

- Giải tìm a, b, c: Chọn ẩn số bất kì bằng một giá trị nào đó (thường bằng 1), rồi giải tìm nghiệm các ẩn số còn lại

- Nhân nghiệm tìm được với một số thích hợp để các hệ số là số nguyên (nếu nghiệm không nguyên)

Bước 3: Viết phương trình hoá học

Ví dụ 1: Lập phương trình hoá học của phản ứng theo sơ đồ sau:

P2O5 + H2O H3PO4

Bước 1: Đặt hệ số a, b, c đứng trước các chất trong phản ứng:

aP2O5 + bH2O cH3PO4

Bước 2: Từng nguyên tố 2 vế bằng nhau:

O: 5a + b = 4c (2)

Chọn c = 1 Từ (1) => a = 12

Từ (3) => b = 23