SKKN Sử dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiệm Hóa học

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 
SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ ĐỂ 
GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP 
TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC 
 A. PHẦN MỞ ĐẦU 
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 
 Với xu thế “đổi mới phương pháp dạy học”, hình thức thi trắc nghiệm khách 
quan (TNKQ) đã được đưa vào để thay thế hình thức thi tự luận trong một số môn 
học, trong đó có môn Hóa học. Với hình thức thi trắc nghiệm, trong một khoảng 
thời gian ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khá lớn các câu hỏi, bài 
tập. Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà 
còn phải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập và đặc biệt phải có phương pháp giải 
bài tập trắc nghiệm hợp lí. Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vững 
vàng nhưng trong các kì thi vẫn không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra. Lí do 
chủ yếu là các em vẫn tiến hành giải bài tập hóa học theo cách truyền thống, việc 
này làm mất rất nhiều thời gian nên từ đấy không tạo được hiệu quả cao trong việc 
làm bài thi trắc nghiệm. Vì vậy việc xây dựng “các phương pháp giải nhanh bài tập 
hóa học” là một việc rất cần thiết để giúp các em học sinh đạt hiệu quả cao trong 
các kì thi. Tuy nhiên, hóa học là một môn khoa học thực nghiệm, sử dụng các 
phương pháp toán học để giải quyết các bài toán hóa học một cách nhanh gọn và 
đơn giản nhưng vẫn giúp học sinh hiểu được sâu sắc bản chất hóa học là một điều 
không phải dễ dàng. 
 Trong quá trình giảng dạy, tôi đã thấy các em học sinh gặp phải rất nhiều khó 
khăn trong việc giải quyết các dạng bài toán: “Sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp 
Ca(OH)2 và NaOH”, “dung dịch H+ tác dụng với dung dịch hỗn hợp 23CO và 
3HCO ” thực sự đây là những dạng bài tập khó và cũng là một dạng toán thường 
gặp trong các kì thi ĐH-CĐ. Là một giáo viên, khi hướng dẫn cho học sinh sử dụng 
các phương pháp truyền thống để giải những bài tập dạng này mất rất nhiều thời 
gian vì học sinh rất dễ nhầm lẫn thứ tự của các phản ứng xẩy ra dẫn đến việc lựa 
chọn đáp án sai. 
 Phương pháp đồ thị là một phương pháp đã được sử dụng và viết trong khá 
nhiều tài liệu, tuy nhiên qua tham khảo các tài liệu tôi thấy phương pháp đồ thị chỉ 
dừng lại ở việc áp dụng cho các bài toán đơn giản, những bài toán dung dịch chỉ 
gồm một chất. Những dạng bài toán phức tạp như trên (sẽ được đề cập đến trong đề 
tài sáng kiến kinh nghiệm này) thì chưa có tài liệu tham khảo hoặc tác giả nào đề 
cập đến. 
 Trong quá trình giảng dạy của mình, đặc biệt là dạy khối và dạy ôn thi đại học, 
tôi nhận thấy khi sử dụng “phương pháp đồ thị” để giải quyết các bài tập dạng này 
đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian. Học sinh đã nhanh chóng và chính xác hơn 
trong việc lựa chọn đáp án đúng do không phải viết nhiều phương trình và không 
phải thực hiện các phép toán phức tạp, dễ nhầm lẫn. Thay vào đó học sinh chỉ phải 
sử dụng các phép toán đơn giản về tỉ lệ trong tam giác đồng dạng. Khi làm theo 
phương pháp này, các em có thể nhìn vào đồ thị và hiểu ngay được các quá trình 
phản ứng xảy ra mà trước đó còn rất mơ hồ và không hiểu rõ. 
 Với các lí do trên, tôi chọn đề tài “Sử dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh 
một số dạng bài tập trắc nghiệm Hóa học” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của 
mình. 
2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 
 * Xây dựng dạng đồ thị và phương pháp sử dụng phương pháp đồ thị cho 4 
dạng bài toán 
- Sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp Ca(OH)2 và NaOH 
- Dung dịch H+ tác dụng với dung dịch hỗn hợp CO 23 và HCO 3 
 - Dung dịch OH- tác dụng với dung dịch hỗn hợp Al3+ và H+ 
- Dung dịch H+ tác dụng với dung dịch hỗn hợp AlO 2 và OH 
 * Bằng thực nghiệm sư phạm đánh giá kiểm tra hiệu quả của phương pháp 
 3. PHẠM VI ÁP DỤNG 
 Phương pháp trong đề tài được áp dụng vào các tiết dạy tự chọn phần kim loại 
kiềm, kiềm thổ, nhôm ở lớp 12 và áp dụng cho các lớp ôn thi ĐH 
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
 Để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: 
Nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở pháp lí, thực nghiệm sư phạm 
B. NỘI DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ 
1. CỞ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP 
 Phương pháp đồ thị trong giải toán hóa học là phương pháp dựa vào đồ thị mô 
tả sự phụ thuộc của sản phẩm (thường là số mol chất kết tủa, chất bay hơi) vào chất 
tham gia phản ứng để xác định các yêu cầu của bài toán. 
 Từ đồ thị có nhiều phương pháp khác nhau để xác định các giá trị cần tính, 
nhưng có lẽ đơn giản nhất là sử dụng tỉ lệ của tam giác đồng dạng ( Định lý Talet 
đã được học ở môn toán cấp 2). Từ đó học sinh chỉ cần sử dụng những phép tính rất 
đơn giản là có thể tìm ra kết quả. 
 Phương pháp này đã được sử dụng rất hiệu quả vào một số dạng bài tập như: 
- Sục CO2 vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)2 
- Dung dịch OH- tác dụng với dung dịch chứa a mol Al3+ 
- Dung dịch H+ tác dụng với dung dịch chứa a mol AlO 2 
 Các bài toán này trước đây thường được giải quyết bằng việc viết phương 
trình ion thu gọn và tính theo phương trình, với phương pháp này học sinh phải viết 
rất nhiều phương trình, thực hiện nhiều phép tính dẫn đến mất nhiều thời gian và 
nhầm lẫn trong việc xác định kết quả. 
 Khi học sinh đã nắm vững dạng đồ thị của bài toán, thì việc xác định kết quả 
được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng, phương pháp đồ thị không những không 
làm mất đi bản chất Hóa học mà nó còn giúp học sinh giải thích được và dự đoán 
một cách chính xác hơn các hiện tượng thực nghiệm. Nó không những có hiệu quả 
trong các bài tập định lượng mà còn rất hiệu quả trong một số bài tập định tính về 
giải thích hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng. 
2. SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ VÀO MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN 
 Dùng phương pháp đồ thị để giải các dạng bài tập trên đã được một số tác giả 
khai thác và được viết khá phổ biến trong các tài liệu tham khảo. Với phương châm 
thừa kế và phát triển, tôi mạnh dạn đưa phương pháp đồ thị vào các dạng bài tập 
phức tạp hơn. 
2.1. Dung dịch H+ tác dụng với dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO 23 và b mol HCO 3 
2.1.1. Cho từ từ dung dịch H+ vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO 23 và b mol 
HCO 3 
 Trường hợp này do H+ thiếu nên các phản ứng lần lượt xảy ra là: 
 H+ + CO 23  HCO 3 (1.1) 
 a a a 
 H+ + HCO 3  CO2 + H2O (1.2) 
 (a+b) (a+b) (a+b) 
 Hiện tượng: Ban đầu chưa có khí bay lên (xảy ra phương trình (1.1)), sau đó 
có khí bay lên (xảy ra phương trình (1.2)). Số mol khí thoát ra cực đại là (a+b) mol 
khi số mol H+ bằng (2a+b). Đồ thị là đường số (1) 
2.1.2. Cho từ từ dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO 23 và b mol HCO 3 vào dung 
dịch H+ 
 Trường hợp này H+ dư nên các phản ứng đồng thời xẩy ra là: 
 2H+ + CO 23  CO2 + H2O 
 2a a a 
 H+ + HCO 3  CO2 + H2O 
 b b b 
 Hiện tượng: Lập tức có khí bay lên. Đồ thị là đường số (2) 
2.1.3. Trộn nhanh dung dịch H+ với dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO 23 và b mol 
HCO 3 
 Trường hợp này lượng khí CO2 thoát ra sẽ nằm trong một khoảng, lượng khí 
thoát ra bé nhất khi các phản ứng xẩy ra như trường hợp 1. Lượng khí thoát ra lớn 
nhất khi HCO 3 tác dụng hoàn toàn với H
+ sau đó CO 23 mới phản ứng. Để lượng 
khí thoát ra cực đại thì các phản ứng lần lượt xẩy ra là: 
 H+ + HCO 3  CO2 + H2O 
 b b b 
 2H+ + CO 23  CO2 + H2O 
 2a a a 
Đồ thị là đường số (3) 
*Áp dụng 
 Dung dịch A là dung dịch HCl 0,25M. Dung dịch B là dung dịch hỗn hợp 
Na2CO3 0,1M và NaHCO3 0,2M. Tính thể tích CO2(đktc) thoát ra trong các trường 
hợp sau: 
a. Cho từ từ và khuấy đều 100ml dung dịch A vào 100ml dung dịch B 
 A. 0,448 B. 0,504 C. 0,336 D. 0,4032 
b. Cho từ từ và khuấy đều 100ml dung dịch B vào 100ml dung dịch A 
 A. 0,56 B. 0,504 C. 0,3808 D. 0, 42 
c. Trộn nhanh 100ml dung dịch A với 100ml dung dịch B 
 A. 0,336 ≤ V
2CO
≤ 0,504 B. 0,336 ≤ V
2CO
≤ 0,56 
 C. 0,42 ≤ V
2CO
≤ 0,504 D. 0,336 ≤ V
2CO
≤ 0,42 
Giải: Ta có n H =0,025 mol; a = n 32CONa =0,01 mol; b = n 3NaHCO =0,02 mol 
Từ đó ta có đồ thị như hình vẽ: 
a. Xét 2 tam giác đồng dạng ABC và ADE ta có: 
AC
AE
BC
DE
 =>
01,004,0
01,0025,0
03.0
1
x => x1 = 0,015 (mol) => V1 = 0,336(lít) => Đáp án C 
b. 2 tam giác đồng dạng OBC và AEF ta có: 
 OC
OE
BC
EF
 =>
04,0
025,0
03.0
2 
x => x2 = 0,01875 (mol) => V2 = 0,42 (lít) => Đáp án D 
c. x1 ≤ n 2CO ≤ x3; 02,004,0
02,0025,0
02,003,0
02,03
 x =>x3 = 0,0225(mol) =>V3 = 0,504(lít) 
Vậy 0,336 ≤ V
2CO
≤ 0,504 => Đáp án A 
* Bài tập áp dụng 
Dung dịch A là dung dịch HCl 2,7M, dung dịch B là dung dịch hỗn hợp Na2CO3 và 
NaHCO3. 
- Cho từ từ 100ml dung dịch A vào 100ml dung dịch B được 3,808 lít khí 
- Cho từ từ 100ml dung dịch B vào 100ml dung dịch A được 4,536 lít khí 
a. Tính CM của dung dịch A 
 A. [Na2CO3] = 1M và [NaHCO3] =1M 
 B. [Na2CO3] = 1M và [NaHCO3] =2M 
 C. [Na2CO3] = 2M và [NaHCO3] =1M 
 D. [Na2CO3] = 1,5M và [NaHCO3] =1,5M 
b. Trộn nhanh 100ml dung dịch A với 100ml B thì thể tích khí (lít) thoát ra lớn nhất là 
bao nhiêu? 
A. 5,264 B. 4,536 C. 6,048 D. 6,72 
(Các thể tích khí đều đo ở đktc) 
2..2. Sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol Ca(OH)2 và b mol NaOH 
 Các phản ứng lần lượt xẩy ra là: 
 CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (2.1) 
 a a a 
 CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (2.2) 
2
b b 
2
b 
 CO2 + Na2CO3 + H2O  2NaHCO3 (2.3) 
2
b 
2
b 
 CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 (2.4) 
 a a 
Đồ thị của bài toán dạng này như sau: (Hình II.2) 
*Áp dụng định tính: 
 VD1: Nêu hiện tượng xẩy ra khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hợp 
Ca(OH)2 và NaOH? 
 - Đầu tiên xuất hiện kết tủa, kết tủa tăng dần đến cực đại (xẩy ra phản ứng 
(2.1), đồ thị là đoạn OA) 
 - Khi đạt đến cực đại, lượng kết tủa giữ nguyên trong một khoảng thời gian 
(xẩy ra phản ứng (2.2)+(2.3), đồ thị là đoạn AB) 
 - Cuối cùng kết tủa tan dần cho đến hết (xẩy ra phản ứng (2.4), đồ thị là đoạn BC) 
 VD2: Hấp thụ hoàn toàn x mol CO2 vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol Ca(OH)2 
và b mol NaOH. Điều kiện để xuất hiện kết tủa cực đại là: 
 A. a ≤ x ≤ (2b+a) B. a ≤ x ≤ (2a+b) 
 C. b ≤ x ≤ (a+b) D. a ≤ x ≤ (a+b) 
 Nếu học sinh dung phương pháp tính theo phương trình phản ứng để giải quyết 
bài tập này thì