Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải các bài toán về áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

 Phương pháp giải các bài toán về áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 
 I / PHẦN MỞ ĐẦU
 1 - LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
 Hoá học là bộ môn khoa học 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, giáo viên bộ môn hoá học cần hình thành ở 
các em một kỹ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập và làm việc khoa 
học làm nền tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận 
thức, năng lực hành động. Có những phẩm chất thiết như cẩn thận, kiên trì, 
trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với 
bản thân, gia đình, xã hội có thể hoà hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị 
cho học sinh lên và đi vào cuộc sống lao động.
Trong môn hoá học thì bài tập hoá học có một vai trò cực kỳ quan trọng nó là 
nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích các hiện 
tượng các quá trình hoá học, giúp tính toán các đại lượng: Khối lượng, thể tích, 
số mol... Việc giải bài tập sẽ giúp học sinh được củng cố kiến thức lí thuyết đã 
được học vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm bài. Để giải được bài tập đòi hỏi 
học sinh không chỉ nắm vững các tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất 
đã học, nắm vững các công thức tính toán, biết cách tính theo phương trình hóa 
học và công thức hoá học. Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi 
theo mô hình đơn giản: Như viết phương trình hoá học, dựa vào các đại lượng 
bài ra để tính số mol của một chất sau đó theo phương trình hoá học để tính số 
mol của các chất còn lại từ đó tính được các đại lượng theo yêu cầu của bài . 
Nhưng đối với nhiều dạng bài tập thì nếu học sinh không nắm được bản chất 
của các phản ứng thì việc giải bài toán của học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn 
và thường là giải sai như dạng bài tập: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ( 
Bảo toàn khối lượng , bảo toàn mol nguyên tử . )
 Qua giảng dạy tôi thấy rằng đây là một dạng bài tập tương đối khó song nó lại 
 1
Trịnh Bá Lộc – THCS Trần Hào Phương pháp giải các bài toán về áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 
dạng bài toán hoá học theo nội dung đã đề ra. 
- Đúc rút kinh nghiệm của bản thân trong quá trình dạy học.
- Áp dụng đề tài vào chương trình giảng dạy đối với học sinh lớp 9 đại trà và ôn 
thi học sinh giỏi
- Tham khảo, học hỏi kinh nghiệm của một số đồng nghiệp . 
 II/ NỘI DUNG ĐỀ TÀI 
 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
1/ Cơ sở pháp lí :
 - Nghị quyết hội nghị lần II BCH TW Đảng khoá VIII nêu rõ: Đổi mới phương 
 pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành 
 nếp tư duy sáng tạo của người học; phương pháp giáo dục phải phát huy tính 
 tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của người học, bồi dưỡng lòng say mê 
 học tập và ý chí vươn lên. Do đó tạo cho các em có phương pháp học tập tốt 
 nhất là bộ môn hoá là việc làm hết sức cần thiết . Mặc khác bài tập hoá là một 
 rất quan trong nhằm tăng cường khả năng tư duy , giúp các em hệ thống hoá 
 kiến thức ,từ đó nắm chắc kiến thức .
 2/ Cơ sở lí luận :
 Như chúng ta đã biết để giải được một bài toán hoá học tính theo phương 
trình hoá học thì bước đầu tiên học sinh phải viết được chính xác phương trình 
hoá học rồi mới tính đến việc làm tới các bước tiếp theo và nếu viết phương trình 
sai thì việc tính toán của học sinh trở lên vô nghĩa. 
 Đối với dạng bài tập: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng thì để viết 
được phương trình hoá học chính xác, học sinh phải hiểu được bản chất của phản 
ứng nghĩa là phản ứng diễn ra theo cơ chế nào , từ đó tiến hành cân bằng đúng 
PTHH .Dựa vào PTHH các em mới xem xét các yếu tố khác của bài toán nhất là 
hệ số mol phân tử , nguyên tử từ đó mới tính toán chính xác. 
 Mặt khác kỹ năng giải toán hoá học chỉ được hình thành khi học sinh nắm 
vững lý thuyết, nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của chất, biết vận 
dụng kiến thức vào giải bài tập. Học sinh phải hình thành được một mô hình giải 
toán, các bước để giải một bài toán, kèm theo đó là phải hình thành ở học sinh 
thói quen phân tích đề bài và định hướng được cách làm đây là một kỹ năng rất 
quan trọng đối với việc giải một bài toán hóa học. Do đó để hình thành được kỹ 
 3
Trịnh Bá Lộc – THCS Trần Hào Phương pháp giải các bài toán về áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 
3/ Nguyên nhân của thực trạng :
 - Đa số học sinh ít chịu tìm tòi học hỏi thêm ngoài SGK để tăng cường kĩ năng 
 giải bài tập hóa học nhất là các bài tập nâng cao .
 - Mặt khác các sách tham khảo về dạng bài tập này còn ít nên các em không có 
 dịp được tiếp cận với phương pháp để rèn luyện khả năng giải bài tập dạng 
 này .
 CHƯƠNG III / BIỆN PHÁP GIẢI QUYẾT 
 1/ Cơ sở đề xuất các giải pháp :
 - Tăng cường đổi mới phương pháp dạy học nhất là các phương pháp đặc trưng 
 bộ môn hoá học .
 - Tăng cường các tiết luyện tập để các em có thời gian tự làm các bài tập .
 - Nâng cao khả năng tự học của học sinh để giúp các em tiếp cận nhiều hơn 
 nữa các dạng bài tập khó tạo điều kiện học tốt khi lên bậc trung học phổ 
 thông .
 2/ Các giải pháp chủ yếu :
 - Phân loại đối tượng học sinh để tăng cường bài tập cho các học sinh khá giỏi 
 - Đối với những học sinh trung bình chỉ dạy những bài thật đơn giản , dễ làm .
 - Tăng cường bồi dưỡng đội học sinh giỏi để các em tham gia thi các cấp và để 
 làm nền tảng cho cấp học tiếp theo .
 3/ Tổ chức triển khai : Với những nội dung sau :
 1/ PHƯƠNG PHÁP 1 :
 ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
 a/ Nguyên tắc :
 Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn 
khối lượng: “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối 
lượng các chất tạo thành trong phản ứng”. Cần lưu ý là: không tính khối lượng 
của phần không tham gia phản ứng cũng như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn 
trong dung dịch.
Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các gốc 
kim loại ( cation )và gốc axit ( anion ).
b/ BÀI TẬP MINH HOẠ VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI 
 Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống 
sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 
gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. 
 5
Trịnh Bá Lộc – THCS Trần Hào Phương pháp giải các bài toán về áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 
 0,1 188 100
 %m 21,12%. 
 Cu(NO3 )2 89
 Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của các 
kim loại hoá trị (I) và muối cacbonat của kim loại hoá trị (II) trong dung dịch 
HCl. Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí (đktc). Đem cô cạn dung dịch thu được 
bao nhiêu gam muối khan?
 Hướng dẫn giải
 M2CO3 + 2HCl  2MCl + CO2 + H2O
 R2CO3 + 2HCl  2MCl2 + CO2 + H2O
 4,88
 n 0,2 mol
 CO2 22,4
 Tổng n = 0,4 mol và n 0,2 mol.
 HCl H2O
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
 23,8 + 0,4 36,5 = mmuối + 0,2 44 + 0,2 18
 m muối = 26 gam. 
 Ví dụ 4: Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 và KCl 
nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl 
và 17,472 lít khí (ở đktc). Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 
0,5M (vừa đủ) thu được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong dung dịch D 
nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có trong A. % khối lượng KClO3 có trong A là
 Hướng dẫn giải 
 to 3
 KClO  KCl O (1)
 3 2 2
 to
 Ca(ClO3 )2  CaCl2 3O2 (2)
 to
 83,68 gam A Ca(ClO2 )2  CaCl2 2O2 (3)
 CaCl CaCl
 2 2
 KCl KCl
 (A) (A)
 2
 h B
 n 0,78 mol.
 O2
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 
 7
Trịnh Bá Lộc – THCS Trần Hào Phương pháp giải các bài toán về áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 
được 9,062 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp A là
 Hướng dẫn giải
0,04 mol hỗn hợp A (FeO và Fe2O3) + CO 4,784 gam hỗn hợp B + CO2.
 CO2 + Ba(OH)2 dư  BaCO3  + H2O
 n n 0,046 mol
 CO2 BaCO3
và n n 0,046 mol
 CO(p.­ ) CO2
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
 m + m = m + m
 A CO B CO2
 m A = 4,784 + 0,046 44 0,046 28 = 5,52 gam.
Đặt n = x mol, n y mol trong hỗn hợp B ta có:
 FeO Fe2O3
 x y 0,04 x 0,01 mol
 72x 160y 5,52 y 0,03 mol
 0,01 72 101
 %mFeO = 13,04%
 5,52
 %Fe2O3 = 86,96%. 
 C/ MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG GIẢI THEO PHƯƠNG 
 PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
01. Hòa tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 
thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54 gam chất rắn Y và dung dịch Z. Lọc bỏ 
chất rắn Y, cô cạn cẩn thận dung dịch Z tính lượng muối khan ?
02. Trộn 8,1 gam bột Al với 48 gam bột Fe2O3 rồi cho tiến hành phản ứng nhiệt 
nhôm trong điều kiện không có không khí, kết thúc thí nghiệm lượng chất rắn thu 
được là bao nhiêu ?
03. Hòa tan hoàn toàn 10,0 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại (đứng trước H trong 
dãy điện hóa) bằng dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Cô 
cạn dung dịch sau phản ứng thu được lượng muối khan là bao nhiêu ?
04. Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CaCO3 và Na2CO3 thu được 
11,6 gam chất rắn và 2,24 lít khí (đktc). Hàm lượng % CaCO3 trong X là bao 
nhiêu ?
05. Cho 4,4 gam hỗn hợp hai kim loại nhóm IA ở hai chu kỳ liên tiếp tác dụng với 
dung dịch HCl dư thu được 4,48 lít H2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối tan. 
Tên hai kim loại và khối lượng của chúng ?
06. Đốt cháy hoàn toàn 18 gam FeS2 và cho toàn bộ lượng SO2 vào 2 lít dung 
dịch Ba(OH)2 0,125M. Khối lượng muối tạo thành là bao nhiêu ?
 9
Trịnh Bá Lộc – THCS Trần Hào Phương pháp giải các bài toán về áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 
 x + 3y + 2z = 0,04 mol (2)
Nhân hai vế của (2) với 3 rồi trừ (1) ta có:
 x + y = 0,02 mol.
Mặt khác:
 2FeO + 4H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
 x x/2
 2Fe3O4 + 10H2SO4  3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
 y y/2
 x y 0,2
 tổng: n 0,01 mol
 SO2 2 2
Vậy: V 224 ml. 
 SO2
 Ví dụ 2: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H2 đi qua một ống 
đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn 
toàn. Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí và hơi nặng hơn 
khối lượng của hỗn hợp V là 0,32 gam. Tính V và m.
 Hướng dẫn giải
Thực chất phản ứng khử các oxit trên là
 CO + O  CO2
 H2 + O  H2O.
Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban đầu chính là khối 
lượng của nguyên tử Oxi trong các oxit tham gia phản ứng. Do vậy:
 mO = 0,32 gam.
 0,32
 n 0,02 mol
 O 16
 n n 0,02 mol .
 CO H2 
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
 moxit = mchất rắn + 0,32
 16,8 = m + 0,32
 m = 16,48 gam.
 V 0,02 22,4 0,448 lít. 
 hh (CO H2 )
 Ví dụ 3: Thổi rất chậm 2,24 lít (đktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H2 qua 
một ống sứ đựng hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng là 24 gam dư 
đang được đun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng tính khối lượng chất rắn còn lại 
trong ống sứ .
 11
Trịnh Bá Lộc – THCS Trần Hào