Tài liệu Skkn phương pháp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU I. 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, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động. Qua đó giáo dục học sinh những đức tính cần 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 hành trang đi vào cuộc sống. 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, mà còn 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(cơ chế) 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: oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm. Với mục đích góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả việc dạy và học môn Hoá học, tôi chọn đề tài “Phương pháp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm” II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phân tích lý thuyết, điều tra cơ bản, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm. - Nghiên cứu kỹ sách giáo khoa và các sách nâng cao về phương pháp giải bài tập tham khảo các tài liệu đã được biên soạn và phân tích hệ thống các 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 10, 11, 12. - Tham khảo, học hỏi kinh nghiệm của một số đồng nghiệp . III. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.CƠ SỞ LÍ LUẬN: 1 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 nên vô nghĩa. Đối với dạng bài tập: oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm 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. Khi một oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm thì có thể tạo ra muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp cả hai muối. Điều khó đối với học sinh là phải biết xác định xem phản ứng xảy ra thì tạo ra những sản phẩm nào, từ đó mới viết được phương trình hoá học 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 năng giải toán dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản chất của phản ứng thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một mô hình giải (các cách giải ứng với từng trường hợp) bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài. Chính vì vậy việc cung cấp cho học sinh các cách giải bài toán oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm đặc biệt là xây dựng cho học sinh cách để giải bài toán và các kỹ năng phân tích đề giúp học sinh định hướng đúng khi làm bài tập là điều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học khi học tập hoá học nói riêng và các môn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng dạy học. 2. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ: Đây là một dạng bài tập tương đối khó song nó lại rất quan trọng không thể bỏ qua, vẫn thường gặp trong các đề thi Tốt nghiệp cũng như đề thi ĐH-CĐ. Tuy nhiên qua thực tế giảng dạy, chúng tôi thấy một số giáo viên còn xem nhẹ dạng bài tập này vì thế học sinh gặp rất nhiều khó khăn khi gặp phải những bài toán dạng này. 2 CHƯƠNG II: NỘI DUNG A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tùy vào điều kiện đề bài ra mà ta có thể sử dụng phương trình phân tử ( không áp dụng được với bài tập cho oxit axit tác dụng với hỗn hợp dung dịch kiềm) hay phương trình ion rút gọn ( có thể áp dụng cho mọi bài toán dạng này ) để làm bài tập. 1. Oxit axit (CO2,SO2...) vào dung dịch kiềm của kim loại hoá trị I (NaOH, KOH...) n Ta tính số mol của cả 2 chất tham gia rồi lập tỉ số: T = (NaOH,KOH) n (CO 2 ,SO 2 ) a. Nếu: n T= (NaOH,KOH) n (CO 2 ,SO 2 ) ≤1 Kết luận: Sản phẩm tạo ra muối axit và CO2 hoặc SO2 còn dư (T <1). Phương trình phản ứng xảy ra: CO2(dư) + NaOH  NaHCO3. (1) b. Nếu: n T= (NaOH,KOH) n (CO 2 ,SO 2 ) ≥2 Kết luận: Sản phẩm tạo ra muối trung hoà và NaOH, KOH dư (T >2 ). Phương trình phản ứng xảy ra: CO2 + 2NaOH(dư)  Na2CO3 + H2O. (1) c. Nếu: n 1 NaOH = 2 CO2 = 2x (mol) n n Theo (5) => NaOH = CO2 = y (mol) n  NaOH = 1,5 (mol) do đó ta có: 2x + y = 1,5 (II) Kết hợp (I), (II) ta có hệ phương trình x+y=1(I) x = 0,5 ( mol) 2x + y = 1,5 (II) => y = 0,5 (mol) Vậy: m NaHCO3 = 0,5 . 84 = 46 (g) m Na2CO3 = 0,5.106 = 53 (g) *Cách 2: (Phương pháp nối tiếp) 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O Số mol trước p/ư 1,5 1 (5) 6 Các chất phản ứng 1,5 1 .1,5 2 1 .1,5 2 Sau p/ư 0 0,25 0,75 Vì CO2 dư nên tiếp tục phản ứng với Na2CO3 theo phương trình: CO2 + N a2CO3 + H2O  2NaHCO3 (6) Số mol trước p/ư 0,25 0,75 các chất phản ứng 0,25 0,25 2. 0,25 Sau P/ư 0 0,5 0,5 Dung dịch sau phản ứng gồm: Na2CO3 : 0,5 (mol) NaHCO3 : 0,5 (mol) => mNa CO = 0,5 . 106 = 53 (g) 2 3 m => NaHCO3 = 0,5 . 84 = 46 (g) *Cách 3: (Viết phương trình theo đúng tỉ lệ số mol ) n Vì NaOH = 1,5 / 1 = 3/2 n CO 2 Do đó, ta lập phương trình theo đúng tỉ lệ mol như trên : 2CO2 + 3 NaOH  NaHCO3 + Na2CO3 + Theo pt : 2 3 1 1 Theo bài : 1 1,5 0,5 0,5 Vậy, số gam muối thu được là : m NaHCO3 = 0,5.84 = 46 (g) H2O m Na2CO3 = 0,5.106 = 53 (g) Bài 2: Người ta dùng dung dịch NaOH 0,1 M để hấp thụ 5,6 lít CO 2 ( đo ở đktc). Tính V dung dịch NaOH đủ để: a. Tạo ra muối axit. Tính nồng độ mol/l của muối này trong dung dịch sau phản ứng ? b. Tạo ra muối trung hoà.Tính nồng độ mol/l của muối này trong dung dịch sau phản ứng? c.Tạo ra cả hai muối với tỉ lệ số mol là 2:1.Tính nồng độ mol/l của mỗi muối có trong dung dịch sau phản ứng? *Phân tích đề bài: - Để tạo ra muối axit thì tỉ lệ: nCO2 : nNaOH = 1:1. - Để tạo ra muối trung hoà: nCO2 : nNaOH = 2:1. - Để tạo ra cả hai muối tỉ lệ 2:1 thì tỉ lệ về số mol. 1 < nCO2 : nNaOH < 2. Bài giải n 5,6 CO2 = 22,4 = 0,25 ( mol) a. Trường hợp tạo ra muối axit. 7 Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH  NaHCO3 (1) 1 1 1 (mol) n n Theo(1) : NaOH = CO2 = 0,25 (mol) do đó 0,25 V d2 NaOH = 0,1 = 2,5 (lít) n và nNaHCO3 = CO2 = 0.25 (mol) do đó. 0,25 CM( NaHCO3) = 2,5 = 0,1 (M) b. Trường hợp tạo ra muối trung hoà. Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O (2) 2(mol) 1(mol) 1 ( mol) n Theo (2): nNaOH = 2 CO2 = 2.0,25 = 0,5 (mol) do đó: 0,5 V d2 NaOH = 0,1 = 5 ( lit ) n và nNaOH = CO2 = 0,25 (mol)  CM(NaOH) = 0,25 = 0,05 (M) 5 c. Trường hợp tạo ra cả hai muối với tỉ lệ số mol hai muối là 2:1 n n  NaHCO3 : Na2CO3 = 2 : 1 (*) Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH  NaHCO3 ( 3 ) 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O (4) Theo (*) ta phải nhân đôi (3) rồi cộng với (4) ta được: 4NaOH + 3CO2  2NaHCO3 + Na2 CO3 + H2O (5) 4 n Theo (5) NaOH = 3 .0,25 = 0,33 (mol) V Do đó: và : 0,33 NaOH = 0,1 = 3,3 (lit) 2n n 2 (5) => NaOH = 3 CO2 = 3 .0,25 = 0,167 (mol) n 1n 1 (5) => Na2CO3 = 3 CO2 = 3 .0,25 = 0,083 (mol) Vậy : 0,167 CM(NaHCO3) = 3,3 = 0,05 (M) 8 0,083 = 0,025 (M) 3.3 CM(Na2CO3) = Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO2 vào 500 ml dung dịch NaOH thu được 17,9gam muối. Tính CM của dung dịch NaOH? *Phân tích đề bài: Ta có CM = n V VNaOH = 500(ml) = 0,5 lít n Để tính CM(NaOH) ta phải tính được NaOH. n Khi cho CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH chưa biết NaOH.Ta n n không thể lập được tỉ số NaOH : CO2 Để xác định sản phẩm. Ta phải xét cả 3 trường hợp xảy ra: Bài giải: n n *Trường hợp 1: CO2 ≥ NaOH : chỉ tạo ra là muối axit. Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH  NaHCO3 ( 1 ) 4,48 n CO2 = 22,4 = 0,2 (mol). Muối sau phản ứng là NaHCO3. 17,9 n NaHCO3 = 84 = 0,2 ( mol). n n Theo (1) CO2 = NaOH = 0,2 (mol). 0,2 CM(NaOH) = 0,5 = 0,4 (mol/l) n n *Trường hợp 2: NaOH ≥ 2 CO2 chỉ tạo ra muối trung hoà . Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O (2) 0,4 mol 0,2 mol 0,2 mol Nếu rơi vào trường hợp này thì: n n 17,9 Na2CO3 = 0,2 mol > Na2CO3 = 106 = 0,17 mol - theo đề cho Vậy trường hợp 2 loại. *Trường hợp 3: Tạo ra hai muối (muối axit và muối trung hoà) Phương trình phản ứng: 9 CO2 + NaOH  NaHCO3 ( 3 ) 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O (4) Gọi x, y lần lượt là số mol của NaHCO3và Na2CO3 (x, y > 0) Theo bài ra ta có phương trình : 84 x + 106 y = 17,9 ( I ) Theo phương trình phản ứng (3),(4) tổng số mol CO 2 bằng tổng số mol 2 muối ta có phương trình: x + y = 0,2 ( II ) Kết hợp (I) và (II) ta được: 84 x + 106 y = 17,9 ( I ) => x = 0,15 ( mol ) x + y = 0,2 ( II ) y = 0,05 ( mol ) n n NaOH = NaHCO3 = x = 0,15 (mol) (3) => n n (4) => NaOH = 2 Na2CO3 = 2.0,05 = 0,1 Do đó:Tổng số mol NaOH tham gia phản ứng là: n NaOH = 0,1 + 0,15 = 0,25 (mol) (mol) 0,25 => CM(NaOH) = 0,5 = 0,5 (mol/l) *Chú ý: Nếu bài toán chỉ cho thể tích hoặc số mol một chất ta phải xét cả ba trường hợp tao ra muối axit hoặc muối trung hoà hoặc tạo ra hỗn hợp hai muối. Bài 4: Người ta dẫn 2,24 lít khí CO2 (ở đktc) qua bình đựng dung dịch NaOH. Khí CO2 bị hấp thụ hoàn toàn. Sau phản ứng muối nào được tạo thành với khối lượng là bao nhiêu gam? *Phân tích đề bài: Với bài tập này chỉ cho trước số mol (tức V CO2 ở đktc) của CO2 còn số mol NaOH chưa biết. Vì vậy muốn biết muối nào được tạo thành và khối lượng là bao nhiêu ta phải xét các trường hợp xảy ra: Bài giải 2,24 n CO2 = 22,4 = 0,1 (mol) *Trường hợp1: Sản phẩm tạo thành là: Na2CO3. n n CO2 = 2 NaOH. Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O Theo (1) n (1) n CO2 = NaCO3 = 0,1 (mol) 10 m => Na2CO3 = 0,1 . 106 = 10,6 (g) *Trường hợp2: Sản phẩm tạo thành là muối axit: NaHCO3. n n CO2 = NaOH Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH  NaHCO3 ( 2 ) Theo (2) n n NaHCO3 = CO2 = 0,1 (mol) m => NaHCO3 =0,1 . 84 = 8,4 (g) *Trường hợp3: Sản phẩm tạo thành là hỗn hợp hai muối. NaHCO3 và Na2CO3 n Khi đó 1 < NaOH < 2. CO 2 n Các phương trình phản ứng : CO2 + NaOH  NaHCO3 (3) 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O (4) Và khối lượng hỗn hợp hai muối: m m 8,4 (g) < NaHCO3 + Na2CO3 < 10,6 (g) * Bài tập vận dụng : Bài 5: Cho 16,8 lit CO2(ở đktc) hấp thụ hoàn vào 600 ml dung dịch NaOH 2M.Thu được dung dịch A. 1.Tính tổng khối lượng muối có trong dung dịch A. 2. Lấy dung dịch A cho tác dụng với một lượng dư BaCl 2 .Tính khối lượng kết tủa tạo thành . Bài 6: Dẫn khí CO2 điều chế được bằng cách cho 10 (g) CaCO 3 tác dụng với dung dịch HCl dư vào dung dịch NaOH. Tính khối lượng muối tạo thành? (Cho Na =23,O = 16, C = 12, H = 1, Ca = 40) Bài 7: Hoà tan m(gam) hỗn hợp Na 2CO3 và K2CO3 vào 55,44 gam H2O được 55,44 ml dung dịch ( d =1,0822 ), bỏ qua sự biến đổi thể tích. Cho từ từ dung dịch HCl 0,1M vào dung dịch trên cho đến khi thoát ra 1,1 gam khí thì dừng lại. Dung dịch thu được cho tác dụng với nước vôi trong tạo ra 1,5 gam kết tủa. Giá trị m và thể tích dung dịch HCl 0,1M là: A. 5,66 gam ; 0,05 lít C. 56,54 gam ; 0,25 lít. B. 4,56 gam ; 0,025 lít D. 4,56 gam ; 0,5 lít Bài 8: Nung 20 gam CaCO3 và hấp thụ hoàn toàn thể tích khí tạo ra do sự nhiệt phân CaCO3 nói trên trong 0,5 lit dung dịch NaOH 0,56 M . Nồng độ mol của muối cacbonat thu được (cho Ca = 40) là. A. CM ( Na2CO3) = 0,12 M , CM(NaHCO3) = 0,08 M B. CM ( Na2CO3) = 0,16 M , CM(NaHCO3) = 0,24 M C. CM ( Na2CO3) = 0,4 M , CM(NaHCO3) = 0 11 D. CM ( Na2CO3) = 0, CM(NaHCO3) = 0,40 M 2. Dạng bài tập P2O5 phản ứng với dung dịch NaOH, KOH. Bµi 9: §èt ch¸y hoµn toµn 6,2 g ph«tpho thu ®îc chÊt A.Cho chÊt A t¸c dông víi 800 ml dung dÞch NaOH 0,6 M . * Ph©n tÝch ®Ò bµi: - §èt ch¸y phèt pho ta thu ®îc P2O5 (A). Cho A (P2O5 )t¸c dông víi dung dÞch NaOH th× P2O5 sÏ ph¶n øng víi H2O tríc t¹o ra H3PO4. - TÝnh sè mol H3PO4 vµ sè mol NaOH. - XÐt tØ sè: T = n n NaOH H 3 PO4 tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc muèi g× ®îc t¹o thµnh . Bµi gi¶i nP n = 6,2 = 0,2 (mol) 31 NaOH = 0,8 . 0,6 = 0,48 (mol). C¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng : 4P + 5O2  2P2O5 (1) P2O5 + 3H2O  2H3PO4 (2) Theo (1) => nP2O5 = 1 n 0,2 P = = 0,1 (mol) 2 2 Theo (2) => nH3PO4 = 2 nP2O5 = 2.0,1 = 0,2 (mol) XÐt tØ lÖ: 2< n n 0,48 NaOH = = 2,4 < 3 . 0,2 H 3 PO4 *KÕt luËn: s¶n phÈm t¹o ra lµ hçn hîp hai muèi. Ph¬ng tr×nh ph¶n øng : 5NaOH + 2H3PO4  Na2HPO4 + Na3PO4 + 5H2O (3) Hay: 2NaOH + H3PO4  Na2HPO4 + 2H2O (4) 3NaOH + H3PO4  Na3PO4 + 3H2O (5) Gäi x, y lÇn lît lµ sè mol cña Na2HPO4 vµ Na3PO4 Theo (4) => nNaOH = 2n Na2HPO4 = 2x (mol) => n H3PO4 = n Na2HPO4 = x (mol) Theo (5) => nNaOH = 3n Na3PO4 = 3y (mol) => n H3PO4 = n Na3PO4 = y (mol) n Theo bµi ra:  NaOH = 0,48 (mol) = 2x +3y (I)  n H3PO4 = 0,2 (mol) = x + y (II) Do®ã ta cã : 2x +3y = 0,48 (I) => x = 0,12 (mol) x+y = 0,2 (II) y = 0,08 (mol) m Na HPO = 0,12 . 142 = 17,04 (g) VËy khèi lîng muèi: 2 4 m Na PO = 0,08 . 164 = 13,12 (g) 3 4 12 3 - D¹ng bµi tËp oxit axit ( CO 2, SO2...) ph¶n øng víi dung dÞch kiÒm ho¸ trÞ II (Ca(OH)2, Ba(OH)2 ...) Bµi 10: Nªu hiÖn tîng x¶y ra vµ gi¶i thÝch khi sôc tõ tõ CO 2 vµo dung dÞch níc v«i trong trong èng nghiÖm sau ®ã ®un nãng èng nghiÖm trªn ngän löa Bµi gi¶i: *HiÖn tîng : Khi sôc CO2 tõ tõ vµo dung dÞch níc v«i trong th× lóc ®Çu thÊy xuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng vµ lîng kÕt tña t¨ng dÇn. - NÕu tiÕp tôc sôc CO2 th× thÊy lîng kÕt tña l¹i gi¶m dÇn vµ tan hÕt t¹o dung dÞch trong suèt. - NÕu ®un nãng dung dÞch sau ph¶n øng th× ta l¹i thÊy xuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng * Gi¶i thÝch: - Lóc ®Çu khi míi sôc CO 2 th× lîng CO2 Ýt, lîng Ca(OH)2 d khi ®ã chØ x¶y ra ph¶n øng CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O VËy kÕt tña tr¾ng xuÊt hiÖn lµ: CaCO3 lîng kÕt tña nµy t¨ng dÇn ®Õn khi n CO2 = nCa(OH)2 lóc ®ã lîng kÕt tña lµ cùc ®¹i - NÕu tiÕp tôc sôc khÝ CO2 vµo th× thÊy kÕt tña tan dÇn lµ do lóc ®ã lîng Ca(OH)2 ®· hÕt CO2 d khi ®ã x¶y ra ph¶n øng CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 tan S¶n phÈm t¹o thµnh lµ Ca(HCO3)2 tan nªn lîng kÕt tña gi¶m dÇn ®Õn khi lîng kÕt tña tan hÕt th× t¹o dung dÞch trong suèt Lóc ®ã : nCO2 =2 nCa(OH)2 s¶n phÈm trong èng nghiÖm chØ lµ Ca(HCO3)2 - Nhng nÕu ta lÊy s¶n phÈm sau ph¶n øng ®un nãng trªn ngän löa ®Ìn cån th× l¹i thÊy xuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng lµ do Ca(HCO3)2 to CaCO3 + CO2 + H2O Bµi 11: Hoµ tan hÕt 2,8 (g) CaO vµo H 2O ®îc dung dÞch A. Cho 1,68 lÝt khÝ CO 2 (®o ë ®ktc) hÊp thô hoµn toµn dung dÞch A.Hái cã bao nhiªu gam muèi t¹o thµnh? * Ph©n tÝch ®Ò bµi: - §Ò bµi cho 2,8 g CaO ta sÏ tÝnh ®îc nCaO.Dùa vµo ph¶n øng CaO t¸c dông víi níc tÝnh ®îc nCa(OH)2. - MÆt kh¸c biÕt VCO = 1,68 lit tÝnh ®îc nCO2 2 - LËp tØ sè T = n n CO 2 ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc muèi nµo ®îc t¹o thµnh vµ Ca(OH) 2 tÝnh ®îc khèi lîng cña muèi. Bµi gi¶i nCaO = 2,8 = 0,05 (mol) 56 1,68 nCO = = 0,075 (mol) 2 22,4 Ph¬ng tr×nh ph¶n øng : CaO + H2O  Ca(OH)2 (1) n n (1) => Ca(OH)2 = CaO = 0,05 (mol) 13 1< T= XÐt tØ lÖ: 0,075 0,05 = 1,5 < 2. *KÕt luËn:VËy s¶n phÈm t¹o ra lµ hçn hîp hai muèi. Muèi trung hoµ vµ muèi axit. C¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng : CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (2) 2CO2 d + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (3) *C¸ch 1: Gäi x, y lÇn lît lµ sè mol CO2 ë ph¶n øng (2) vµ (3). Theo bµi ra ta cã:  nCO2 = 0,075 (mol) do ®ã . x + y = 0,075 (I) n n Theo (2) : Ca(OH)2 = CO2 = x (mol) Theo (3) : nCa(OH)2 = 1 n 1 CO2 = y (mol) 2 2 MÆt kh¸c:  nCa(OH)2 = 0,05(mol).do ®ã ta cã . x + KÕt hîp (I) vµ (II) ta ®îc Theo (3): nCaCO nCa(HCO 3 ) = 3 2 = 0,05 (II) x + y = 0,075 x + Theo (2): nCO2 = 1 y 2 1 y 2 (I) = 0,05 => (II) x = 0,025 (mol) y = 0,05 (mol) = 0,025 (mol) =>mCaCO3= 0,025.100 = 2,5 (g) 1 n CO2 = 2 1 .0,05 = 0,025 2 => mCa(HCO3)2 = 0,025.162 = 4,05 (g) . Tổng khối lượng muối thu được là: 6,55 gam. *C¸ch 2: Sau khi tÝnh sè mol lËp tØ sè x¸c ®Þnh ®îc s¶n phÈm t¹o ra lµ hçn hîp hai muèi ta viÕt ph¬ng tr×nh ph¶n øng nh sau: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (4) Sè mol Tríc P/ 0,075 0,05 c¸c chÊt Ph¶n øng 0,05 0,05 0,05 Sau P/ 0,025 0 0,05 Theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng (4) nCO2 d nªn tiÕp tôc ph¶n øng víi s¶n phÈm CaCO3 theo ph¬ng tr×nh: CO2 + CaCO3  + H2O  Ca(HCO3)2 (5) Sè mol tríc p/ 0,025 0,05 C¸c chÊt p/ư 0,025 0,025 0,025 Sau p/ 0 0,025 0,025 VËy, Sau ph¶n øng thu ®îc c¸c chÊt lµ: Ca(HCO3)2 = 0,025 (mol) CaCO3 = 0,025 (mol) VËy, khèi lîng c¸c chÊt thu ®îc trong hçn hîp : 14 m Ca(HCO3)2 = 0,025 . 162 = 4,05 (g) CaCO3 = 0,025 . 100 = 2,5 (g) Tổng khối lượng muối thu được là: 6,55 gam. m Bµi 12: Cho 10 lÝt hçn hîp khÝ gåm N2 vµ CO2 ®i qua 2 lit dung dÞch Ca(OH)2 0,02 M ®îc 1,0 g kÕt tña. X¸c ®Þnh % theo thÓ tÝch cña c¸c chÊt khÝ cã trong hçn hîp. (C¸c thÓ tÝch khÝ ®o ë ®ktc). *Ph©n tÝch ®Ò bµi: - Khi cho N2, CO2 ®i qua dung dÞch Ca(OH) 2 chØ cã CO2 ph¶n øng víi Ca(OH)2. - Trong 10 lÝt hçn hîp khÝ N2 vµ CO2 chóng ta kh«ng biÕt sè mol CO 2 b»ng bao nhiªu.do vËy kh«ng thÓ xÐt tØ lÖ n n CO 2 do ®ã kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®îc Ca(OH) 2 chÝnh x¸c muèi nµo ®îc t¹o thµnh nªn ph¶i xÐt c¸c trêng hîp: - Trêng hîp 1: T¹o ra muèi trung hoµ. - Trêng hîp 2: T¹o ra muèi axit ( Trêng hîp nµy lo¹i v× muèi axit tan m©u thuÉn víi ®Ò bµi co 1g kÕt tña. - Trêng hîp 3 t¹o ra hçn hîp hai muèi. Bµi gi¶i Khi cho 10 lÝt h«n hîp N2 vµ CO2 vµo dung dÞch Ca(OH)2 chØ cã CO2 ph¶n øng víi Ca(OH)2. *Trêng hîp1: NÕu nCO2 < nCa(OH)2 t¹o ra muèi trung hoµ. Ph¬ng tr×nh ph¶n øng: CO2 + Ca(OH)2 d  CaCO3  + H2O (1) KÕt tña lµ CaCO3 : nCaCO3 = Theo (1) nCO 1 = 0,01 ( mol ). 100 = nCaCO3 = 0,01 (mol). => VCO = 0,01 . 22,4 = 0,224 (lít) 2 2 => % CO2 = => % N2 = *Trêng hîp2: 1< 0,224 . 100 = 2,24 (%) 10 100 - 2,24 = 97,76 (%). n n CO 2 < 2 .s¶n phÈm t¹o thµnh lµ hçn hîp cña Ca(OH) 2 hai muèi : CaCO3, Ca(HCO)2. Ph¬ng tr×nh ph¶n øng: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (2) 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO)2 (3) nCa(OH) = 0,02 .2 = 0,04 (mol). 2 Theo (2) nCaCO3 = nCa(OH)2 = nCO2 = 0,01 (mol). nCa(OH) ë ph¶n øng (2) lµ : 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol). 2 n Theo (3) : CO2 = 2 nCa(OH)2 = 0,03 .2 = 0,06 (mol) 15 => nCO2 ph¶n øng lµ: 0,06 + 0,01 = 0,07 (mol) => VCO = 0,07 . 22,4 = 1,57 (lit) 2 1,57 .100 = 15,68 (%) 10 => % VCO = 2 => % N2 = 100 - 15,68 = 84,3 (%) n * Trêng hîp 3: 2 ≤ n CO 2 S¶n phÈm t¹o ra muèi axit . Ca(OH) 2 Lo¹i trêng hîp nµy v× muèi axit ta hÕt mµ đề bài cho thu ®îc 1 g kÕt tña. *Bµi tËp vËn dông: Bµi 13: Ngêi ta dÉn khÝ CO2 vµo 1,2 lÝt dung dÞch Ca(OH)2 0,1 M t¹o ra ®îc 5 (g) mét muèi kh«ng tan cïng mét muèi tan . a,TÝnh thÓ tÝch khÝ CO2 ®· dïng ( C¸c khÝ ®o ë ®ktc) b, TÝnh khèi lîng vµ nång ®é mol/l cña muèi tan. c,TÝnh thÓ tÝch CO2 (®ktc) trong trêng hîp chØ t¹o muèi kh«ng tan. TÝnh m muèi kh«ng tan ®ã. Bµi 14: §Ó ®èt ch¸y 6,72 lÝt hçn hîp khÝ A gåm CO,CH4, cÇn dïng 6,72 lÝt khÝ O2.TÝnh thµnh phÇn % theo thÓ tÝch mçi khÝ trong A. - HÊp thô toµn bé khÝ sinh ra trong ph¶n øng ch¸y vµo b×nh chøa 4 lÝt dung dÞch Ca(OH)2 xuÊt hiÖn 25 g kÕt tña tr¾ng. TÝnh CM cña dung dÞch Ca(OH)2. Bµi 15: HÊp thô hoµn toµn V lÝt CO2 (ë ®ktc) vµo dung dÞch Ca(OH)2 thu ®îc 10 gam kÕt tña. Lo¹i bá kÕt tña råi nung nãng phÇn dung dÞch cßn l¹i thu ®îc 5 gam kÕt tña n÷a .V b»ng: A, 3,36 lit C, 2,24 lit B, 4,48 lit D, 1,12 lit 4 - D¹ng bµi tËp oxit axit ( CO 2, SO2...) ph¶n øng víi hỗn hợp dung dÞch kiÒm của các kim loại có hóa trị khác nhau (NaOH, Ca(OH)2, ...) Bài 16: Cho 2,688 lít CO2 hấp thụ hoàn toàn bởi 2000 ml dung dịch NaOH 0,1M và Ca(OH)2 0,01M. Tính tổng khối lượng muỗi thu được sau phản ứng. * Phân tích đề bài: - đây là dạng bài tập không thể tính theo pt phân tử mà phải dùng pt ion n - dựa vào tỉ lệ OH  n CO2 để xác định những muối nào được tạo ra - viết các pư xảy ra(dạng ion) - tính khối lượng muối dựa vào khối lượng các ion trong dung dịch(tính theo các pư viết ở trên). Bài giải n CO 2 = 2,688 22,4 =0,12 mol; n => tỉ lệ Pư: OH  n CO2 = 0,24 0,12 n OH - = 2.0,1 + 2.2.0,01 = 0,24 mol = 2. Vậy phản ứng sẽ chỉ tạo ra muối trung hòa-vừa đủ. CO2 + 2OH0.12 mol 0,24mol CO320,12mol 16 => mmuối = mNa+ + mCa2+ + mCO32- = 0,2 . 23 + 0,02.40 + 0,12.60 =12,6 gam Bài 17: Sục 2,24 lít CO2 (đktc) vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,05 mol Ca(OH) 2 và 0,1 mol KOH. Khối lượng kết tủa thu được sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn là bao nhiêu gam? Bài giải n n OH - = 0,05.2 + 0,1 = 0,2 mol Ta có: CO 2 = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol; n tỉ lệ: OH  n CO2 = 0,2 : 0,1 = 2. Phản ứng chỉ tạo muối trung hòa. Khối lượng muối CaCO3 kết tủa tạo thành là: 0,05.100 = 5,00gam C. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Sau khi hoàn thành đề tài “phương pháp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm’’ tôi đã áp dụng với học sinh Trung tâm GDTX - DN Hà trung các năm học 2010 – 2011, 2011 -2012 chúng tôi đã triển khai trong các tiết luyện tập, ôn tập thêm , kết hợp giữa dạy lý thuyết và bài tập, kết quả thu được rất khả quan. Các em không còn lúng túng khi giải các dạng bài tập này mà còn rất hứng thú. Qua các lớp đã dạy tôi chỉ rèn luyện cho các em dạng bài oxi axit tác dụng với dung dịch kiềm của kim loại hóa trị I và II, kết quả khảo sát cho thấy : Năm học 2010 - 2011 Kết quả kiểm tra đợt 1: (Chưa áp dụng đề tài ) Điểm giỏi Điểm khá Điểm TB Điểm yếu Lớp Sĩ số SL % SL % SL % SL % 12E 44 0 0 6 13,6 28 63,6 10 22,8 12C 42 0 0 3 7,1 17 40,5 22 52,4 Kết quả kiểm tra đợt 2: (Đã áp dụng đề tài) Điểm giỏi Điểm khá Điểm TB Điểm yếu Lớp Sĩ số SL % SL % SL % SL % 12E 44 2 4,5 15 34,1 23 52,3 4 9,1 12C 42 1 2,4 10 23,8 21 50,0 10 23,8 Năm học 2011 - 2012 Kết quả kiểm tra đợt 1: (Chưa áp dụng đề tài ) Điểm giỏi Điểm khá Điểm TB Lớp Sĩ số SL % SL % SL % 11A 37 0 0 2 5,4 13 35,1 Kết quả kiểm tra đợt 2: (Đã áp dụng đề tài) Lớp Sĩ số Điểm giỏi Điểm khá Điểm TB Điểm yếu SL % 22 59,5 Điểm yếu 17 SL % SL % SL % SL % 11A 37 0 0 7 18,9 20 54,1 10 27 Ở đợt 2 ta thấy các lớp đã đạt được kết quả nâng lên rõ rệt là do học sinh đã hiểu thấu đáo vấn đề ở những góc độ khác nhau của phản ứng giữa oxit axit với kiềm . Đặc biệt là ở học sinh đã hình thành được kỹ năng giải bài tập, biết phân tích bài toán. Tuy nhiên, việc áp dụng từng nội dung của đề tài tuỳ thuộc vào đối tượng học sinh. CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT: 1. KẾT LUẬN CHUNG: Trên đây tôi đã đề xuất “phương pháp gải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm’’ vấn đề của tôi nêu ra trong tài liệu này có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên, học sinh . Với đối tượng nghiên cứu của đề đài chỉ là một mảng kiến thức tương đối hẹp so với toàn bộ chương trình hoá học nhưng tôi hi vọng nó sẽ giúp ích cho các em học sinh và các thầy cô giáo trong việc giảng dạy phần kiến thức này, giúp các em và thầy cô có cách nhìn tổng quát hơn về dạng toán này và là tài liệu hữu ích cho việc ôn luyện của học sinh. Các bài tập trong đề tài ở mức độ từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, giúp các em rèn luyện được kỹ năng không chỉ giải được dạng bài tập phần này mà còn rèn được một số kỹ năng khác như kỹ năng tính số mol, kỹ năng phân tích, viết phương trình phản ứng... Mặc dù đã rất cố gắng, song tôi không thể tránh được các thiếu sót rất mong được sự đóng góp ý kiến các thầy cô trong tổ chuyên môn, của HĐKH, các bạn đồng nghiệp trong trường để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn! 2. ĐỀ XUẤT: Để nâng cao chất lượng dạy và học tôi xin đề xuất một số vấn đề sau: + Đối với nhà trường và các thầy cô giáo: Do môn Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm nên đòi hỏi nhiều thời gian chuẩn bị đồ dùng thí nghiệm. Vì vậy tôi rất mong được BGĐ nhà trường tiếp tục quan tâm tạo điều kiện giúp đỡ về thời gian cũng như người chuẩn bị đồ dùng thiết bị dạy học để cho chúng tôi có thể giảng dạy tốt hơn. + Đối với giáo viên: Phải tự học, tự bồi dưỡng, tham khảo nhiều tài liệu, luôn học tập các bạn đồng nghiệp để không ngừng nâng cao chuyên môn và nghiệp vụ cho bản thân. + Với dạng bài tập này chúng ta có thể mở rộng thêm một số dạng bài tập như: cho oxit axit tác dụng với hỗn hợp dung dịch kiềm, tính lưỡng tính của Al(OH)3… Nhưng trong khuôn khổ của đề tài không cho phép chúng tôi làm được điều đó. 18 + Hóa học là môn khoa học thực nghiệm việc gắn lí thuyết với thực hành là yêu cầu cấp bách đối với ngành giáo dục, ở buổi hội thảo chuyên đề này không cho phép tôi tiến hành những điều vừa nói vì những lí do như: dễ gây ô nhiêm môi trường, hay điều kiện tiến hành thí nghiệm không cho phép. Tuy nhiên, trong giảng dạy chúng tôi đề nghị các đồng chí giáo viên trong nhóm Hóa của Trường khắc phục những khó khăn tiến hành những thí nghiệm đơn giản. Đặc biệt, là những thí nghiệm về oxit axit với dung dịch kiềm, có như vậy học sinh sẽ yêu thích môn học hơn, cũng từ đó rèn cho các em tư duy khoa học MỤC LỤC CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II- PHƯƠNG PHÁP NGIÊN CỨU III- GIẢI QUYẾT VẤNĐỀ 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN 2. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ CHƯƠNG II: NỘI DUNG A.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Oxit axit(CO2, SO2...) phản ứng với dung dịch kiềm của kim loại hoá trị I (NaOH.KOH...) 2. Dung dịch kiềm( NaOH, KOH...) tác dụng với P2O5 (H3PO4) 3. Oxit axit (SO2 , CO2...) vào dung dịch kiềm của kim loại hoá trị II (Ca(OH)2, Ba(OH)2...) 4. Tổng quát: Cho oxit axit (SO2 , CO2...) vào dung dịch kiềm hoặc hỗn hợp dung dịch kiềm B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ VÍ DỤ C. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 1. KẾT LUẬN CHUNG 2. ĐỀ XUẤT 19 20