Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
PHẦN I: MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ.
1. Thực trạng của vấn đề:
a. Về phía học sinh:
- Hóa học là môn học mới nên việc nhận thức về tầm quan trọng của môn
học còn hạn chế ở nhiều học sinh. Vì vậy việc dành thời gian cho việc học tập,
tự học và đọc tài liệu tham khảo môn hóa học của học sinh THCS chưa nhiều,
nên kĩ năng làm các dạng bài tập hóa học của các em còn rất nhiều hạn chế.
- Bài tập hóa học cơ bản học sinh lớp 8, 9 được học chủ yếu chỉ nằm ở
một vài dạng: tính theo PTHH đơn giản ….Trong khi đó đề thi tuyển sinh vào
THPT, đề thi học sinh khá giỏi đòi hỏi cần có kĩ năng làm nhiều dạng bài phức
tạp, vì vậy các em thường gặp khó khăn, lúng túng và thiếu tự khi học tập môn
hóa học.
b. Về phía giáo viên:
- Phần lớn trong giờ học tập môn học giáo viên chỉ dừng lại ở việc truyền
thụ kiến thức sách giáo khoa, việc mở rộng các chuyên đề bài tập lồng ghép vào
giờ dạy còn hạn chế.
- Do chưa thực sự tâm huyết vì nhiều lí do, việc dạy các chuyên đề bài tập
hóa học của nhiều giáo viên thường theo các phương pháp cũ, việc nghiên cứu
tài liệu tìm tòi phương pháp mới ít được quan tâm.
Xuất phát từ thực tế trên kết hợp cùng việc học tập, tìm tòi, nghiên cứu tài
liệu tôi xin mạnh dạn đưa ra việc phân dạng và phương pháp giải mới cho một
dạng bài toán hay và khó trong hóa học. Nội dung cụ thể nằm trong chuyên đề
“phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm”.
-1-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
2. Ý nghĩa và tác dụng của chuyên đề:
- Việc phân dạng bài tập thành chuyên đề giúp học sinh nhận dạng nhanh
và có định hướng khi làm bài.
- Với phương pháp giải mới cho dạng bài toán “oxit axit tác dụng với
Để khắc phục hiện tượng đó, GV cần làm phong phú giờ dạy qua những lúc
củng cố, hướng dẫn về nhà, giờ luyện tập, ôn tập bằng cách xây dựng những bài
tập thuộc một chuyên đề nhỏ, hình thành kĩ năng giải toán cho học sinh. Từ đó
xây dựng những chuyên đề mở rộng hay và khó giúp phát huy tính tích cực, tìm
tòi và sáng tạo của học sinh.
2. Các biện pháp tiến hành, thời gian tạo ra giải pháp.
- Điều tra trình độ, ý thức của học sinh đối với nội dung chuyên đề; tài
liệu có sẵn của học sinh có liên quan đến nội dung chuyên đề không?
- Tìm hiểu tài liệu tham khảo có liên quan đến bài toán thuộc nội dung
chuyên đề; nghiên cứu lí luận về phương pháp giảng dạy bộ môn. Trên cơ sở đó
chọn lọc và nhóm các bài toán theo từng dạng, đồng thời biên soạn một số bài
toán phục vụ cho chuyên đề.
- Xây dựng kế hoạch thực hiện chuyên đề cho các đối tượng học sinh.
- Kiểm tra trình độ của học sinh sau khi áp dụng chuyên đề, từ đó thống
kê, phân tích, so sánh, khẳng định kết quả chuyên đề.
- Khi chuyên đề có hiệu quả cao, tôi đã áp dụng thường xuyên từ năm học
2010 – 2011 cho đến nay.
-3-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
PHẦN II: NỘI DUNG
I. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:
- Nội dung của đề tài dựa vào bản chất cơ bản của phản ứng giữa oxit axit với
dung dịch kiềm là phản ứng giữa các ion trong dung dịch giúp học sinh hiểu rõ
căn bản phản ứng của oxit axit với dung dịch kiềm
- Xây dựng hệ thống bài tập cơ bản và phương pháp giải cho bài tập liên quan
đến phản ứng trên.
- Xây dựng sự tự tin, hứng thú, sáng tạo trong trong học tập bộ môn từ đó nâng
cao chất lượng dạy và học.
II. THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI.
1. Điểm mới của đề tài:
OH
−
.
2. Điểm hạn chế của đề tài:
- Cũng như các chuyên đề khác trong hóa học do hạn chế về mặt thời gian nên
khó giảng dạy trên lớp mà chủ yếu áp dụng vào việc bồi dưỡng học sinh khá
giỏi.
-4-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
- Nội dung kiến thức của đề tài có liên quan đến ion trong dung dịch, đây là kiến
thức THPT vì vậy đòi hỏi giáo viên phải lựa chọn ngôn ngữ sao cho dễ hiểu,
phù hợp với trình độ các em học sinh THCS.
- Chuyên đề không đi sâu vào bản chất của phản ứng giữa oxit axit với dung
dịch kiềm mà chỉ hướng dẫn học sinh viết phương trình dạng ion phục vụ cho
việc tính toán.
III. NỘI DUNG.
1. Cơ sở lí thuyết của phản ứng oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm:
Oxit axit thường gặp là: CO
2
, SO
2
.
Dung dịch kiềm dạng: MOH (Kim loại M hóa trị I). Ví dụ: NaOH, KOH.
M’(OH)
2
(Kim loại M’ hóa trị II). Ví dụ: Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
.
+ M’(OH)
2
→ M’CO
3
↓
+ H
2
O (3)
2CO
2
+ M’(OH)
2
→ M’(HCO
3
)
2
(4)
- Như vậy khi cho oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm có thể xảy ra trường
hợp:
+ Chỉ tạo muối trung hòa (M
2
CO
3
, M’CO
3
), phản ứng (2)và (3).
+ Chỉ tạo muối axit (MHCO
3
, M’(HCO
3
OH .
−
2 3
CO OH HCO
− −
+ →
(5)
-5-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
a a a (mol)
+ Nếu a
≥
b xảy ra phản ứng (5) tạo muối axit.
+ Nếu a < b sau khi phản ứng (5) xảy ra,
OH
−
còn dư tiếp tục phản ứng với
3
HCO :
−
2
3 3 2
HCO OH CO H O
− − −
+ → +
(6)
a a a (mol)
+ Nếu b = 2a thì toàn bộ lượng
3
HCO
các nguyên tố hoặc nhóm nguyên tử trong CTHH).
Hoặc giáo viên có thể viết dưới dạng sau:
2 3
CO ( OH) ( HCO )+ − → −
2 3 2
CO ( OH) ( CO ) H O+ − → = +
- Mặt khác học sinh cần biết:
+ Nếu dung dịch kiềm là NaOH, KOH thì:
Số mol
OH
−
= số mol NaOH = số mol KOH.
Số mol NaHCO
3
= số mol KHCO
3
= số mol
3
HCO .
−
Số mol Na
2
CO
3
= số mol K
2
CO
3
= số mol
HCO .
−
-6-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
Số mol CaCO
3
= số mol BaCO
3
= số mol
2
3
CO .
−
2. Các dạng bài tập cụ thể:
2.1. Dạng bài toán thuận:
Biết lượng chất tham gia là oxit axit (CO
2
, SO
2
) và lượng kiềm (
−
OH
của
MOH hoặc M’(OH)
2
) yêu cầu tính lượng sản phẩm.
2.1.1. Phương pháp xác định muối thu được sau phản ứng:
Khi cho CO
2
(hoặc SO
−
=
thì ta có:
- Nếu K< 1 tạo muối axit xảy ra phản ứng (1) và dư oxit.
- Nếu K = 1 tạo muối axit xảy ra phản ứng (1) vừa đủ.
- Nếu 1< K < 2 tạo 2 muối xảy ra phản ứng (1) và (2)nếu là MOH, và (1),(2),
(3) nếu là M’(OH)
2
.
- Nếu K = 2 tạo muối trung hòa xảy ra phản ứng(2) vừa đủ nếu là MOH, (2) và
(3) nếu là M’(OH)
2
.
- Nếu K >2 tạo muối trung hòa xảy ra phản ứng(2) nếu là MOH, (2) và (3) nếu
là M’(OH)
2
và dư
OH .
−
2.1.2. Các bước làm bài:
- Bước 1: Tính số mol oxit, số mol
OH .
−
- Bước 2: Lập tỉ số K xác định muối tạo thành. Viết phương trình tạo ra muối
đó.
- Bước 3: Tính theo PTHH:
+ Nếu tạo một muối: Tính theo 1 PTHH dựa vào chất phản ứng hết.
-7-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
y
¬
2 y
¬
y (mol)
Ta có hệ phương trình:
2
CO
OH
x y n
x 2y n
−
+ =
+ =
Giải hệ PT tìm x, y.
Cách 2: Phương pháp nối tiếp: (Đây là phương pháp đúng nhất về bản chất ).
Giả sử bài cho:
2
CO
OH
n a,n b.
−
= =
PT:
(b – a) mol.
Cách 3: Phương pháp dùng sơ đồ đường chéo:
Với K = 1 tạo muối axit; K = 2 tạo muối trung hòa.
Gọi x, y lần lượt số mol của
3
HCO
−
,
2
3
CO .
−
Ta có sơ đồ đường chéo:
3
HCO
−
x K
1
= 1 K
2
- K
2
OH
CO
n
K
n
−
=
-8-
thu được 6,8 gam chất rắn và khí
X Dẫn toàn bộ khí X vào 75 ml dung dịch KOH 2M. Tính khối lượng muối thu
được.
Hướng dẫn:
Ta có PT:
o
t
3 2
MCO MO CO→ + ↑
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
2 2
CO CO
6,6
m 13,4 6,8 6,6 g n 0,15 mol.
44
= − = → = =
Mà:
KOH
OH
n n 0,075.2 0,15 mol.
−
= = =
Ta có:
2
OH
CO
n
n 0,15 mol;
22,4
= =
2
Ba(OH)
OH
n 2n 2.0,125.1 0,25 mol.
−
= = =
2
OH
CO
n
0,25 5
K .
n 0,15 3
−
= = =
Vậy 1< K <2, phản ứng tạo 2 muối.
-9-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
*) Cách 1:Phương pháp song song.
Gọi x, y lần lượt là số mol của
3
HCO
−
và
2
3
CO .
+ =
⇔
x 0,05
y 0,1
=
=
2 2
3 3
Ba CO BaCO
+ −
+ → ↓
Dung dịch X chỉ chứa muối Ba(HCO
3
)
2
mà:
3 2
3
Ba(HCO )
HCO
1 0,05
n n 0,025 mol.
2 2
−
= = =
Vậy theo PT (1, 3) số mol
3
HCO
−
còn là: 0,15 – 0,1 = 0,05 mol.
PT (3) số mol
2
3
CO
−
là 0,1 mol.
Dung dịch X chỉ chứa muối Ba(HCO
3
)
2
mà
3 2
3
Ba(HCO )
HCO
1 0,05
n n 0,025 mol.
2 2
−
= = =
Nên
MddX
0,025
C 0,2M.
n 3
−
= =
2
3
CO
−
y K
2
= 2
2
3
Ta có
x 1
y 2
=
mà x + y = 0,15 nên x = 0,05 và y = 0,1.
Dung dịch X chỉ chứa muối Ba(HCO
3
)
2
mà:
3 2
3
Ba(HCO )
HCO
1 0,05
n n 0,025 mol.
2 2
2
0,12M thu được m gam kết tủa. Tìm m.
Hướng dẫn:
-11-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
Ta có:
2
SO
0,448
n 0,02 mol.
22,4
= =
2
NaOH Ba(OH)
OH
n n 2n 0,1.0,06 2.0,1.0,12 0,03 mol.
−
= + = + =
2
OH
SO
n
0,03
K 1,5.
n 0,02
−
= = =
Vậy 1< K <2, phản ứng tạo 2 muối.
Gọi x, y lần lượt là số mol của
3
Ta có hệ phương trình:
x y 0,02
x 2y 0,03
+ =
+ =
⇔
3
2 2
2
3
HSO
Ba(OH)
SO Ba
x 0,01 n
y 0,01 n n n 0,1.0,12 0,012 mol
−
− +
= =
= = < = = =
2 2
3 3
Ba SO BaSO
−
,
2
3
SO
−
ở trên.
2.1.4. Bài tập vận dụng:
-12-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
Bài 1: Nếu cho 100 gam dung dịch muối Na
2
SO
3
12,6% phản ứng hoàn toàn với
dung dịch axit H
2
SO
4
rồi dẫn toàn bộ lượng khí SO
2
sinh ra vào 100ml dung
dịch Ca(OH)
2
1,5M thì muối nào tạo thành ? Khối lượng bao nhiêu ?
Đáp số: Tạo muối trung hòa CaSO
3
và Ca(OH)
2
dư.
Biết lượng chất sản phẩm và một chất tham gia là oxit axit (hoặc
−
OH )
yêu
cầu tính lượng chất tham gia còn lại.
(Dạng toán này chủ yếu áp dụng cho dung dịch kiềm dạng M’(OH)
2
).
2.2.1. Phương pháp:
Khi cho CO
2
(hoặc SO
2
) tác dụng với dung dịch kiềm có thể xảy ra các phản
ứng sau:
2 3
CO OH HCO
− −
+ →
(1)
2
2 3 2
CO 2OH CO H O
− −
+ → +
(2)
2 2
3 3
M' CO M'CO
+ −
+ Phản ứng tạo 2 muối (1, 2, 3), đủ kiềm (lượng oxit lớn nhất).
(*) Lưu ý: Trường hợp (*) và (**) tương đồng về dữ kiện bài cho và phản ứng
xảy ra chỉ khác về yêu cầu của đề bài.
Trường hợp 3: Biết lượng kết tủa, lượng một chất tham gia và điều kiện phụ để
tìm muối như sau:
- Hấp thụ CO
2
(SO
2
) vào dung dịch kiềm M’(OH)
2
thấy có kết tủa, tiếp tục thêm
NaOH (hoặc KOH)dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa
→
phản ứng tạo 2 muối
trung hòa và muối axit.
- Hấp thụ CO
2
(SO
2
) vào dung dịch kiềm M’(OH)
2
thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa,
đun nóng dung dịch lại thấy xuất hiện thêm kết tủa
→
phản ứng tạo 2 muối trung
hòa và muối axit.
2.2.2. Các bước làm bài:
Bước 1: Tính số mol chất tham gia (oxit, kiềm), số mol kết tủa.
Bước 2: So sánh số mol chất tham gia và số mol kết tủa, xác định trường hợp
= = =
3 2
keỏt tuỷa CaCO CO
30
n n 0,3 mol = n
100
Vy phn ng to mui trung hũa.
PTHH:
2
2 3 2
CO 2OH CO H O
+ +
0,6
ơ
0,3 (mol)
2 2
3 3
Ca CO CaCO
+
+
0,3
ơ
0,3 (mol)
2
Ca(OH)
OH
1
2 3
SO OH HSO
+
(1)
0,12 0,08 0,04
0,04 (mol)
2
2 3 2
SO 2OH SO H O
+ +
(2)
0,08
ơ
0,16
ơ
0,08 (mol)
2 2
3 3
Ba SO BaSO
+
+
0,08
ơ
0,08 (mol)
-15-
Phõn dng v phng phỏp gii toỏn oxit axit tỏc dng vi dung dch kim
Theo PT(1, 2):
ta. Tớnh giỏ tr ca m.
Hng dn: Bi toỏn cho bit lng kim, lng kt ta yờu cu tớnh lng oxit
thuc trng hp 2.
2
Ba(OH)
OH
n 2.0,015 0,03 mol; n 2.0,03 0,06 mol.
= = = =
3 2
keỏt tuỷa BaCO Ba(OH)
1,97
n n 0,01 mol < n .
197
= = =
Vy cú 2 trng hp xy ra:
Trng hp 1: Phn ng ch to mui trung hũa, d Ba(OH)
2
.
2
2 3 2
CO 2OH CO H O
+ +
0,01
ơ
0,01 (mol)
2 2
3 3
Ba CO BaCO
0,04
ơ
(0,06 0,02) (mol)
-16-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
2
2 3 2
CO 2OH CO H O
− −
+ → +
(2)
0,01
¬
0,02
¬
0,01 (mol)
2 2
3 3
Ba CO BaCO
+ −
+ → ↓
(3)
0,01
¬
0,01 (mol)
Theo PT (1, 2):
2
CO
n 0,01 0,04 0,05 mol.
= + =
2
3
CO
CO
n n 0,01 mol.
−
= =
Trường hợp 2:
0,03 mol Ba(OH)
2
2
CO
+
→
0,01 mol BaCO
3
+ dd có 0,02 mol Ba(HCO
3
)
2
Theo PT (1, 2, 3) ở trên ta có:
2
2
3 3
CO
CO HCO
n n n 0,01 + 2.0,02 = 0,05 mol.
− −
= + =
− −
+ →
(1)
0,1
¬
(0,3 – 0,2) (mol)
2
2 3 2
SO 2OH SO H O
− −
+ → +
(2)
0,1
¬
0,2
¬
0,1 (mol)
2 2
3 3
Ca SO CaSO
+ −
+ → ↓
0,1
¬
0,1 (mol)
Theo PT (1, 2):
2
SO
n 0,1 0,1 0,2 mol.
= + =
Bài 2: Dẫn 10 lít hỗn hợp khí A gồm O
2
và CO
2
(ở đktc) vào bình đựng
0,02 mol Ca(OH)
2
. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc riêng kết tủa, làm khô, cân
nặng 2 g. Hãy tính % theo thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A.
Đáp số:
2
SO
%V 4,48 %.=
Bài 3: Nung 6 g CaCO
3
, sau phản ứng thấy khối lượng giảm đi 2,64 g. Sục toàn
bộ chất khí thu được sau phản ứng vào 5 lít dung dịch Ba(OH)
2
nồng độ
a mol/lít thấy xuất hiện 7,88 g kết tủa. Tìm a. Thể tích chất khí đo ở đktc.
Đáp số: a =0,01M.
-18-
Phõn dng v phng phỏp gii toỏn oxit axit tỏc dng vi dung dch kim
Bi 4: Hp th hon ton V lớt CO
2
(ktc) vo dung dch Ca(OH)
2
thu c 10 g
kt ta. Loi b kt ta ri nung núng phn dung dch cũn li thu c 5 g kt
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
suy luận rất tốt. Như vậy kiến thức, kĩ năng môn học của các em đã được củng
cố sâu sắc, vững chắc hơn, hiệu quả dạy học được nâng cao.
2. Bài học kinh nghiệm:
Trong quá trình vận dụng đề tài, tôi rút ra một số bài học sau:
- Để xây dựng được các chuyên đề trong dạy học cần dành nhiều thời gian tham
khảo tài liệu các cấp học có liên quan để nội dung giảng dạy có tính kế thừa,
hướng phát triển vận dụng cao hơn.
- Nên điều tra, nghiên cứu trước thực trạng học sinh về vấn đề mình định thực
hiện. Qua kết quả đó giáo viên sẽ biết được học sinh còn gặp khó khăn ở những
phần kiến thức kĩ năng gì.
- Các dạng bài tập hướng dẫn học sinh cần có sự lựa chọn phù hợp từng đối
tượng. Phải bắt đầu từ bài tập mẫu, hướng dẫn, phân tích đề bài để học sinh xác
định hướng giải và tự giải.
- Sau mỗi dạng bài tập phải chú trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa
chữa rút kinh nghiệm và nhấn mạnh những sai sót mà học sinh thường mắc phải
thì mới đem lại kết quả như mong muốn.
- Việc kiểm tra đánh giá ngoài việc thực hiện giữa giáo viên với học sinh cần để
các em tự đánh giá mình và đánh giá bạn, bằng cách tự chấm bài và chấm bài
của bạn theo sự hướng dẫn của giáo viên.
PHẦN III. KẾT LUẬN
1. Khuyến nghị:
a. Với cấp trên:
- Tăng cường tạo điều kiện cho giáo viên học tập trao đổi kinh nghiệm thông
qua buổi hội thảo, chuyên đề, hội giảng các cấp.
- Những chuyên đề, sáng kiến kinh nghiệm hiệu quả cần phổ biến rộng phục vụ
cho việc giảng dạy các môn học.
b. Với giáo viên:
- Nghiên cứu kĩ nội dung bài học, đầu tư nhiều thời gian soạn giảng.
-20-
Người viết
-21-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TT Tên tài liệu Tác giả
1 Rèn kĩ năng giải bài tập hoá học 9 Huỳnh Bé
2 Hoá học cơ bản và nâng cao Ngô Ngọc An
3 Bài tập trắc nghiệm hoá học 9 PGS Nguyễn Xuân Trường
4 Ôn tập kiến thức và luyện giải nhanh các bài
tập trắc nghiệm THPT
PGS Nguyễn Xuân Trường
5 Sách giáo khoa Hoá học 9 Lê Xuân Trọng (chủ biên)
6 Phương pháp giải toán hoá vô cơ Quan Hán Thành
7 Hoá học cơ bản và nâng cao Quan Hán Thành
8 Bồi dưỡng hoá học THCS Vũ Anh Tuấn
9 Những chuyên đề hay và khó hóa học THCS Hoàng Thành Chung
-22-
Phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm
MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Thực trạng của vấn đề:
2. Ý nghĩa và tác dụng của chuyên đề:
3. Phạm vi nghiên cứu
II. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH
1. Cơ sở lý luận và thực tiễn
2. Các biện pháp tiến hành, thời gian tạo ra giải pháp
PHẦN II: NỘI DUNG
I. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:
II. THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI