Giáo án Bài 1. Pha chế dung dịch theo nồng độ yêu cầu

Huy động vốn hiểu biết về tỉ lệ phần trăm; xác định vấn đề: nồng độ phần trăm cho biết điều gì về dung dịch.

GV đưa tình huống: Bạn An cần 100 g nước muối có nồng độ 10%. Hỏi: Trong 100 g dung dịch này có bao nhiêu gam muối? Sau đó đặt câu hỏi: Nếu lấy 20 g muối hoà vào 200 g dung dịch, em nhận xét thế nào về tỉ lệ muối trong dung dịch?

HS nêu được: 100 g dung dịch 10% chứa $100 \cdot 0{,}1 = 10$ g muối. Với 20 g muối trong 200 g dung dịch, tỉ lệ là $\dfrac{20}{200}\cdot 100\% = 10\%$. Kết luận ban đầu: nồng độ phần trăm là tỉ lệ khối lượng chất tan so với khối lượng dung dịch, tính theo phần trăm.

Nêu được công thức nồng độ phần trăm; giải thích được khối lượng dung dịch và chất tan được bảo toàn khi trộn không phản ứng, không bay hơi; giải thích được ảnh hưởng của việc thêm nước.

HS làm việc theo cặp với Phiếu học tập số 1. Nhiệm vụ: (1) Điền công thức và tính nồng độ ở ví dụ 20 g muối trong 200 g dung dịch. (2) Với 100 g dung dịch 20% thêm 100 g nước, tính khối lượng muối và nồng độ mới. (3) Trả lời: khi thêm nước tinh khiết, khối lượng muối thay đổi thế nào? Chọn A. tăng; B. giảm; C. không đổi; D. luôn bằng 0. (4) Tra cứu hoặc làm bài tương tác về nồng độ phần trăm trên học liệu NeoEdu để kiểm tra.

Công thức: $C\% = \dfrac{m_{ct}}{m_{dd}}\cdot 100\%$. Ví dụ: $\dfrac{20}{200}\cdot 100\% = 10\%$. Với 100 g dung dịch 20% có $20$ g muối; thêm 100 g nước thành 200 g dung dịch, muối vẫn 20 g, nồng độ là $\dfrac{20}{200}\cdot 100\% = 10\%$. Đáp án: C (khối lượng muối không đổi). Kết luận: khi không phản ứng và không bay hơi, khối lượng chất tan và khối lượng dung dịch đều được bảo toàn; thêm nước làm tăng khối lượng dung dịch nên nồng độ giảm.

Vận dụng được hệ $x + y = M$, $0{,}1x + 0{,}2y = pM$ để tính khối lượng và nồng độ khi trộn hai dung dịch; giải thích được vì sao trung bình cộng không đúng khi khối lượng hai dung dịch khác nhau.

HS làm việc theo nhóm 4 người (khăn trải bàn). Mỗi HS nhận một ô: (a) Trộn 100 g dung dịch 10% với 100 g dung dịch 20%: tính nồng độ sau khi trộn. (b) Trộn 100 g dung dịch 10% với 200 g dung dịch 20%: tính nồng độ sau khi trộn và so với trung bình cộng 15%. (c) Trộn x gam dung dịch 10% với y gam dung dịch 20% thành M gam dung dịch nồng độ p: lập hệ phương trình. (d) Nhận xét: Khi nào trung bình cộng của hai nồng độ bằng nồng độ hỗn hợp? Các thành viên ghi kết quả vào khăn trải bàn chung.

(a) Muối: $10 + 20 = 30$ g trong 200 g dung dịch, nồng độ $\dfrac{30}{200}\cdot 100\% = 15\%$. (b) Muối: $10 + 40 = 50$ g trong 300 g dung dịch, nồng độ $\dfrac{50}{300}\cdot 100\% \approx 16{,}67\%$, khác 15%. (c) Hệ: $x + y = M$; $0{,}1x + 0{,}2y = pM$. (d) Trung bình cộng chỉ đúng khi hai khối lượng bằng nhau; nếu hai nồng độ bằng nhau thì nồng độ hỗn hợp cũng bằng nồng độ đó. Kết luận: phải lấy trung bình có trọng số theo khối lượng, không lấy trung bình cộng đơn thuần.

Vận dụng được công thức nồng độ phần trăm và công thức trộn để giải các bài tập cơ bản; nhận biết và sửa được lỗi lập luận.

HS làm bài tập trắc nghiệm và tự luận nhanh theo cặp (đề trên phiếu hoặc trình chiếu): (1) 100 g dung dịch 10% có mấy gam muối? (2) 20 g muối trong 200 g dung dịch, nồng độ bao nhiêu %? (3) 100 g dung dịch 10% trộn 100 g dung dịch 20%, nồng độ bao nhiêu %? (4) Thêm 100 g nước vào 100 g dung dịch 20%, nồng độ bao nhiêu %? (5) Khi thêm nước tinh khiết, khối lượng muối: A. tăng; B. giảm; C. không đổi; D. luôn bằng 0. (6) Đúng hay sai: “Trộn hai dung dịch luôn được nồng độ bằng trung bình cộng”? Giải thích.

(1) 10 g (100·0,1 = 10). (2) 10% (20/200·100 = 10). (3) 15% (muối 10 + 20 = 30 g trong 200 g). (4) 10% (muối 20 g trong 200 g). (5) Đáp án C. (6) Sai; phải lấy trung bình có trọng số theo khối lượng. Ví dụ 100 g 10% trộn 200 g 20% cho $\dfrac{50}{300}\cdot 100\% \approx 16{,}67\%$, không phải 15%.

Thực hiện được quy trình pha chế với dữ liệu cụ thể; giải thích và kiểm tra sản phẩm; lập báo cáo có số liệu.

HS làm việc theo nhóm 4 người với Phiếu học tập số 2. (1) Bài toán: Pha 200 g nước muối 5% từ muối ăn và nước. Tính khối lượng muối và nước. (2) Thực hành: cân cốc rỗng và trừ bì, cân muối và nước theo kết quả tính, hoà tan, khuấy đều, dán nhãn ghi thành phần và nồng độ, cân lại dung dịch để kiểm tra khối lượng. (3) Bài toán bổ sung: Pha 300 g dung dịch 15% từ dung dịch 10% và 25%; tính khối lượng mỗi loại. (4) Ghi báo cáo theo mẫu trong phiếu. Lưu ý: chỉ dùng nước và muối ăn; không đun, không uống dung dịch thí nghiệm.

Đề: pha 200 g nước muối 5%. Giải: muối $= 200 \cdot 0{,}05 = 10$ g; nước $= 200 - 10 = 190$ g. Kiểm tra: $\dfrac{10}{200}\cdot 100\% = 5\%$. Báo cáo gồm: cân cốc rỗng, khối lượng muối cân được, khối lượng nước cân được, khối lượng dung dịch sau khi pha, nồng độ tính lại. Bài bổ sung: $x + y = 300$; $0{,}1x + 0{,}25y = 45$; giải được $y = 100$ g (dung dịch 25%), $x = 200$ g (dung dịch 10%). Kiểm tra: $20 + 25 = 45 = 0{,}15 \cdot 300$.

Vận dụng quy trình tính toán và kiểm tra nồng độ vào tình huống thực tế; rèn kĩ năng viết báo cáo toán học.

GV nêu nhiệm vụ: Em hãy lập báo cáo pha 500 g nước muối 4% từ muối ăn và nước theo các bước: (1) Tính khối lượng muối và nước. (2) Mô tả quy trình cân, hoà tan, dán nhãn. (3) Kiểm tra lại nồng độ bằng công thức. (4) Nêu một lưu ý an toàn. Hoàn thành ở nhà và nộp vào tiết sau.

Muối: $500 \cdot 0{,}04 = 20$ g; nước: $500 - 20 = 480$ g. Kiểm tra: $\dfrac{20}{500}\cdot 100\% = 4\%$. Quy trình gồm cân cốc rỗng, cân trừ bì, cân muối và nước, hoà tan, khuấy đều, dán nhãn. Lưu ý: không uống hoặc đưa dung dịch thí nghiệm vào thực phẩm.