SKKN Kinh nghiệm giảng dạy bài tập cho muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng axit

SKKN Kinh nghiệm giảng dạy bài tập cho muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng axit

 Hóa học là một bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông nhằm phát triển tư duy cho học sinh và hình thành những kiến thức, kĩ năng cơ bản ban đầu trong nghiên cứu khoa học.

 Là một môn khoa học thực nghiệm nên hóa học rèn luyện cho học sinh kĩ năng làm việc nhóm, tiến hành thí nghiệm, phân tích, đánh giá hiện tượng xảy ra và rút ra kết luận.

 Trong bộ môn hóa học, nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứng thì sẽ dẫn đến việc xác định sai sản phẩm tạo thành và làm sai kết quả của các bài toán định tính hoặc các bài toán định lượng.

 Trong quá trình giảng dạy tôi thấy học sinh thường giải sai bài tập do hiểu chưa đúng cách tiến hành thí nghiệm và bản chất của phản ứng hóa học. Chính vì vậy tôi chọn đề tài: “ Kinh nghiệm giảng dạy bài tập cho muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng axit” để thông qua các bài toán này nhằm khắc phục những sai sót kiến thức, hiểu sai về quá trình tiến hành thí nghiệm và tạo hứng thú và đam mê học tập môn hóa cho học sinh.

 

doc 21 trang thuychi01 6160
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "SKKN Kinh nghiệm giảng dạy bài tập cho muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng axit", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1. Mở đầu.
1.1. Lý do chọn đề tài.
 Hóa học là một bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông nhằm phát triển tư duy cho học sinh và hình thành những kiến thức, kĩ năng cơ bản ban đầu trong nghiên cứu khoa học.
 Là một môn khoa học thực nghiệm nên hóa học rèn luyện cho học sinh kĩ năng làm việc nhóm, tiến hành thí nghiệm, phân tích, đánh giá hiện tượng xảy ra và rút ra kết luận. 
 Trong bộ môn hóa học, nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứng thì sẽ dẫn đến việc xác định sai sản phẩm tạo thành và làm sai kết quả của các bài toán định tính hoặc các bài toán định lượng. 
 Trong quá trình giảng dạy tôi thấy học sinh thường giải sai bài tập do hiểu chưa đúng cách tiến hành thí nghiệm và bản chất của phản ứng hóa học. Chính vì vậy tôi chọn đề tài: “ Kinh nghiệm giảng dạy bài tập cho muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng axit” để thông qua các bài toán này nhằm khắc phục những sai sót kiến thức, hiểu sai về quá trình tiến hành thí nghiệm và tạo hứng thú và đam mê học tập môn hóa cho học sinh. 
1.2. Mục đích nghiên cứu.
 - Nghiên cứu các dạng toán khi cho muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng axit
 - Phân tích những hạn chế về kiến thức dẫn đến hiểu sai của học sinh khi xác định sản phẩm của các phản ứng.
 - Bản thân có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu sâu sắc vấn đề hơn và áp dụng vào thực tế giảng dạy tốt hơn nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. 
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
 - Nghiên cứu lí thuyết về phản ứng của dung dịch muối cacbonat với dung dịch axit
 - Nghiên cứu lí thuyết về phản ứng của các ion xảy ra trong dung dịch chất điện li
 - Nghiên cứu các dạng bài tập thường gặp khi cho dung dịch muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng với dung dịch axit
1.4. Phương pháp nghiên cứu:
 Trên cơ sở nắm vững nội dung trọng tâm Hợp chất của cacbon (lớp 11), Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm (lớp 12) và nghiên cứu kĩ những câu hỏi trong đề TSĐH – CĐ, đề thi THPT Quốc gia, đề thi học sinh giỏi, tài liệu hóa phổ thông có liên quan đến bài tập axit tác dụng với muối cacbonat từ đó xây dựng các dạng bài toán cơ bản thường gặp đồng thời phân tích những sai sót học sinh thường mắc phải và cách khắc phục.
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
2.1.1. Cơ sở lý luận chung.
 Khi cho dung dịch chứa các ion CO32-, HCO3- tác dụng với dung dịch chứa ion H+ thì có thể có các phản ứng sau: 
H+	+	CO32-	→	HCO3-	(1)
H+	+ HCO3-	→ CO2	+ H2O (2)
Hoặc: 2H+	 +	CO32-	→	CO2	+ H2O 	 (3)
 H+	+ HCO3-	 → CO2	+ H2O (4)
Trường hợp 1: Cho từ từ dung dịch chứa ion H+ vào dung dịch chứa các ion CO32-, HCO3- thì lần lượt xảy ra các phản ứng (1) và (2)
Trường hợp 2: Cho từ từ dung dịch chứa các ion CO32-, HCO3- vào dung dịch chứa ion H+ thì xảy ra đồng thời các phản ứng (3) và (4)
Trường hợp 3: Trộn dung dịch chứa các ion CO32-, HCO3- vào dung dịch chứa ion H+ thì xảy ra đồng thời các phản ứng (3) và (4)
Như vậy cùng các chất phản ứng như nhau nhưng thực hiện thao tác thí nghiệm khác nhau thì các phản ứng có thể là khác nhau.
2.1.2. Những thuận lợi và khó khăn của học sinh khi giải các bài tập về muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng dung dịch axit
 * Thuận lợi:
- Học sinh viết được pthh dạng phân tử và dạng ion khi cho dung dịch muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng dung dịch axit.
- Học sinh nắm được lí thuyết về phản ứng xảy ra giữa các ion trong dung dịch các chất điện li.
- Học sinh nắm vững các công thức cơ bản thường sử dụng khi giải bài toán hóa học.
 * Khó khăn:
- Học sinh nhầm lẫn về thứ tự các phản ứng xảy ra khi cho dung dịch muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng dung dịch axit tùy vào thao tác tiến hành thí nghiệm.
- Học sinh lúng túng khi xác định các chất phản ứng hết, chất dư thu được trong dung dịch sau phản ứng.
- Học sinh không linh hoạt trong việc vận dụng các phương pháp: bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng trong giải bài toán.
2.2. Các dạng toán thường gặp khi cho muối cacbonat của kim loại kiềm tác dụng axit.
(1) Cho dung dịch muối cacbonat (CO32-) tác dụng với dung dịch axit (H+).
Dạng 1: Cho từ từ dung dịch chứa ion H+ vào dung dịch chứa ion CO32-.
Phản ứng xảy ra theo thứ tự sau đây:
Trước tiên xảy ra phản ứng:	
H+	+	CO32-	→	HCO3-	(1)
Khi (1) xảy ra xong mà dư H+ thì tiếp tục có phản ứng:
H+	+ HCO3-	→ CO2	+ H2O	(2)
Chúng ta cần xác định được mức độ xảy ra của phản ứng (1) và (2).
Khi nH+ = nCO32- suy ra (1) xảy ra vừa xong, chưa có khí thoát ra, dung dịch chứa HCO3-.
Khi nH+ < nCO32- suy ra (1) chưa xong, chưa có khí thoát ra, dung dịch chứa HCO3- và CO32-.
Khi nH+ = 2nCO32- suy ra (2) vừa xong, khí thoát ra là lớn nhất, dung dịch không còn H+, HCO3- và CO32-.
Khi nH+ > 2nCO32- suy ra (2) xong, khí thoát ra là lớn nhất, dung dịch chứa H+ dư.
Khi nCO32- < nH+ < 2 nCO32- suy ra (1) xong, (2) xảy ra một phần, dung dịch sau phản ứng chứa HCO3- dư.
Với trường hợp dung dịch sau phản ứng còn cả HCO3- và CO32- cần chú ý sau phản ứng cho tác dụng với Ca(OH)2 , Ba(OH)2 hay BaCl2, CaCl2 
Nếu là M(OH)2 (với M là Ca, Ba) thì: 	HCO3- + OH- → CO32-	(3)
CO32-	+ M2+	→ MCO3↓ (4)
Với lượng CO32- gồm cả lượng tạo thành sau (3) và lượng dư trước đó.
Nếu là MCl2, M(NO3)2  thì chỉ có phản ứng: 
CO32-	 +	M2+ → MCO3↓
Ví dụ 1: Thêm từ từ đến hết từng giọt dung dịch chứa 0,07 mol HCl vào dung dịch chứa 0,06 mol K2CO3. Thể tích khí CO2 (đktc) thu được là
 A. 1,344 lít B. 0,784 lít C. 0,224 lít D. 1,12 lít
Giải: 
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch K2CO3 thì lượng H+ thiếu so với CO32- nên lần lượt xảy ra các phản ứng:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
	Ban đầu:	0,06	0,07	 (H+ dư)
	Phản ứng:	0,06	0,06	0,06
 Sau phản ứng:	 0	0,01	0,06
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O 
 Ban đầu:	0,06	0,01	 (HCO3- dư)
	Phản ứng:	0,01	0,01	0,01
 Sau phản ứng:	0,05	 0	0,01
Vậy: thể tích CO2 = 0,01 . 22,4 = 0,224 lít (Đáp án C)
- Sai lầm của học sinh: cho rằng phản ứng: CO32- + 2H+ → H2O + CO2 ­ 
 Từ đó suy ra CO32- dư và H+ hết, nên: nCO2= nHCl = 0,035 mol
VCO2= 0,035.22,4 = 0,784 lít => Đáp án B => kết quả sai. 
Ví dụ 2: Thêm từ từ từng giọt dung dịch chứa 0,54 mol HCl vào dung dịch chứa 0,35 mol Na2CO3 thu được dung dịch X. Cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ca(OH)2 dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là 
A. 32 gam B. 16 gam C. 9 gam D. 15 gam 
Giải: 
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 thì lượng H+ thiếu so với CO32- nên lần lượt xảy ra các phản ứng:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
	Ban đầu:	0,35	0,54	 (H+ dư)
	Phản ứng:	0,35	0,35	0,35
 Sau phản ứng:	 0	0,19	0,35
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O 
 Ban đầu:	0,35	0,19	 (HCO3- dư)
	Phản ứng:	0,19	0,19	0,19
 Sau phản ứng:	0,16	 0	0,19
- Khi cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ca(OH)2 dư:
HCO3- +	OH-	 → 	CO32- + H2O
	Phản ứng: 0,16	 0,16 
Ca2+	+	CO32-	→ 	CaCO3↓
 Phản ứng: 0,16 0,16 
Khối lượng kết tủa CaCO3 = m = 0,16.100=16 gam (Đáp án B)
Ví dụ 3: (ĐH-A-2007) Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu được V lít khí (ở đktc) và dung dịch X. Khi cho dư nước vôi trong vào dung dịch X thấy có xuất hiện kết tủa. Biểu thức liên hệ giữa V với a, b là
A. V = 22,4(a - b). B. V = 11,2(a - b). 
C. V = 22,4(a + b). D. V = 11,2(a + b).
Giải: 
- Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 thì CO32- ban đầu dư so với H+ do đó thứ tự phản ứng là:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
Ban đầu:	 b	 a	 (H+ dư vì tạo CO2)
Phản ứng:	 b	 b	 b
Sau phản ứng: 0 (a-b)	 b
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O
Ban đầu:	 b	 (a-b)	 (HCO3- dư vì tạo kết tủa)
Phản ứng:	 (a-b)	 (a-b)	 (a-b)
Sau phản ứng: (2b-a) 0	 (a-b)
- Khi cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ca(OH)2 dư:
HCO3- +	OH-	 → 	CO32- + H2O 
 Ca2+ +	 CO32- → 	CaCO3↓
 Từ đề bài ta có: nCO2 = a-b = ↔ V = 22,4(a - b) (Đáp án A)
- Sai lầm của học sinh do các nguyên nhân sau: hiểu chưa đúng kiến thức, cho rằng việc cho từ từ axit HCl vào dung dịch Na2CO3, cũng như cho từ từ Na2CO3 vào dung dịch HCl nên chỉ có một phản ứng:
CO32- + 2H+ → H2O + CO2 ­
 và dung dịch X tác dụng với dd Ca(OH)2 tạo kết tủa nên trong X có CO32- dư
 Từ phản ứng suy ra: nCO2= nHCl = mol → V = 11,2a
Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 31,3 gam hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 vào nước dư thu được dung dịch Y. Nhỏ từ từ đến hết 150 ml dung dịch HCl 2M vào Y, sau phản ứng thu được 1,12 lít khí CO2 (đktc) và dung dịch Z. Thêm Ba(OH)2 dư vào Z thu được m gam kết tủa. Khối lượng của K2CO3 trong hỗn hợp X là
A. 20,7 gam B. 10,6 gam C. 49,25 gam D. 15,9 gam 
Giải: 
nHClban đầu = nH+ban đầu= 0,15.2 = 0,3 mol nCO2= 1,1222,4 = 0,05 mol
Đặt: nNa2CO3ban đầu = a mol nK2CO3ban đầu = a mol
 Ta có: 106a+138b=31,3
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 thì lượng H+ thiếu so với CO32- nên lần lượt xảy ra các phản ứng:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
	Ban đầu:	(a+b)	0,3	(H+ dư do tạo khí CO2)
	Phản ứng:	(a+b)	 (a+b)	(a+b)
 Sau phản ứng:	 0 (0,3-a-b)	(a+b)
HCO3- + H+ ® CO2 + H2O
Ban đầu:	(a+b)	 (0,3-a-b)	 (H+ hết, HCO3- dư do tạo kết tủa)
Phản ứng:	(0,3-a-b)	 (0,3-a-b) (0,3-a-b)	
Sau phản ứng: (2a+2b-0,3) 0	 (0,3-a-b)
Ta có: nCO2 = 0,3-a-b = 0,05 ↔ a+b = 0,25
Giải ra ta được: a= 0,1và b=0,15
-Khi cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ba(OH)2 dư:
HCO3- +	OH-	 → 	CO32- + H2O 
Ba2+	+	CO32-	→ 	BaCO3↓
Khối lượng K2CO3 ban đầu = 0,15.138= 20,7 gam (Đáp án A)
Ví dụ 5: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết m gam dung dịch HCl 3,65% vào 200 gam dung dịch Na2CO3 5,3%. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch là 347,8 gam. Số mol HCl đã dùng là
A. 0,1478 B. 0,15 C. 0,1478 hoặc 0,15 D. 0,225
Giải:
nNa2CO3 = nCO32-= 200.5,3100.106 = 0,1 mol; nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = 200.5,3100.106 = 0,1 mol 
- Từ đề bài nên suy ra có 2 trường hợp xảy ra:
*Trường hợp 1: Chỉ xảy ra 1 phản ứng hóa học:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
Vì vậy không có khí thoát ra và theo BTKL:
mdd HCl + mdd Na2CO3 = mdd sau phản ứng
Thay số: mdd HCl + 200 = 347,8 ↔ mdd HCl = 147,8 gam
mHCl = 147,8.3,65100 = 5,3947 gam → nHCl = 5,394736,5 = 0,1478 mol
*Trường hợp 2: Xảy ra 2 phản ứng hóa học, có khí CO2 thoát ra:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O
Ta có: nCO2 = nH+ - nCO32- = 0,001m - 0,1 (mol)
Theo BTKL: mdd HCl + mdd Na2CO3 - mCO2 = mdd sau phản ứng
Thay số: mdd HCl + 200 - mCO2= 347,8 
 ↔ mdd HCl + 200 – 44(0,001m – 0,1) = 347,8 
 ↔ mdd HCl = 150 gam → nHCl = 3,65.150100.36,5 = 0,15 mol (Đáp án C)
- Sai lầm của học sinh: thường chỉ xét trường hợp 1 mà quên là có khả năng xảy ra cả trường hợp 2 dẫn đến chọn đáp án A => kết quả sai. 
Dạng 2: Cho từ từ dung dịch chứa ion CO32- vào dung dịch chứa ion H+.
Lượng H+ trong dung dịch ban đầu rất dư, do đó chỉ xảy ra phản ứng:
	CO32- + 2H+ → CO2 + H2O
Khí CO2 thoát ra ngay sau khi cho hai dung dịch tác dụng với nhau. 
Dung dịch sau phản ứng có thể dư ion CO32- hoặc dư ion H+.
- Nếu dung dịch sau phản ứng có dư CO32-, khi tác dụng với dung dịch khác
có chứa Ca2+, Ba2+ thì sinh ra kết tủa:M2+ + CO32- → MCO3↓ (M: Ca, Ba)
- Nếu dung dịch sau phản ứng dư H+ thì thường được trung hòa bởi NaOH, KOH...
Ví dụ 1: Cho từ từ đến hết 100 ml dung dịch Na2CO3 1M vào 100 ml dung dịch HCl 1,5M. Sau phản ứng thu được dung dịch X và V lít khí CO2 (đktc). Giá trị của V là
A. 2,24 lít	B. 0,56 lít	C. 1,68 lít	D. 1,12 lít
Giải: 
nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = 0,1.1 = 0,1 mol; nHClban đầu = nH+ban đầu = 1,5.0,1 = 0,15 mol 
- Khi thêm từ từ đến hết dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl, thì lượng H+ dư so với CO32- nên có khí CO2 thoát ra ngay. Do đó chỉ có một phản ứng:
Phản ứng xảy ra:	CO32-	+	2H+ 	→ 	CO2	+	H2O
	Ban đầu:	0,1	0,15	(CO32- dư)
	Phản ứng:	0,075	0,15	0,075
 Sau phản ứng:	0,025	0	0,075
Thể tích của khí CO2 thu được sau phản ứng là: VCO2 = 0,075.22,4 = 1,68 lít (Đáp án C)
- Sai lầm của học sinh: do đọc đề không kĩ hoặc nhầm lẫn giữa cách tiến hành thí nghiệm nên cho thứ tự phản ứng là:
 CO32- + H+ ® HCO3- (1)
 HCO3- + H+ ® H2O + CO2 ­ (2)
Từ (1): CO32- hết và H+ dư nên suy ra: nCO32- = nHCO3- = 0,1 mol
Từ (2): HCO3- dư và H+ hết nên suy ra: nCO2 = nH+ = 0,05 mol
Vậy: VCO2 = 0,05.22,4 = 1,12 lít → Chọn đáp án D→ Kết quả sai. 
Ví dụ 2: Cho từ từ 150 ml dung dịch Na2CO3 1M vào 100 ml dung dịch H2SO4 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch X. Cho BaCl2 dư vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 9,85 gam	 B. 23,3 gam	C. 29,55 gam	D. 33,15 gam
Giải:	
nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = 0,15.1 = 0,15 mol 
nHClban đầu = nH+ban đầu = 0,1.2 = 0,2 mol
nH2SO4ban đầu = nSO42-ban đầu = 0,1.1 = 0,1 mol
Phản ứng xảy ra: CO32-	+	2H+ 	→ 	CO2	+	H2O
	Ban đầu:	0,15	0,2	(CO32- dư)
	Phản ứng:	0,1	0,2	0,1
 Sau phản ứng:	0,05	0	0,1
Dung dịch X chứa: CO32- 0,05 (mol) và SO42- 0,1 (mol).
Khi cho BaCl2 dư vào X:	Ba2+	+	CO32-	→ 	BaCO3↓
	0,05	0,05
	Ba2+	+	SO42-	→	BaSO4↓
	0,1	0,1
m = 0,05.197 + 0,1.233 =33,15 gam (Đáp án D)
(2) Cho dung dịch hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat (CO32-, HCO3-) tác dụng với dung dịch axit (H+).
Dạng 1: Cho từ từ dung dịch chứa ion H+ vào dung dịch hỗn hợp chứa ion (CO32-, HCO3-).
Phản ứng xảy ra theo thứ tự sau đây:
Trước tiên xảy ra phản ứng:	
H+	+	CO32-	→	HCO3-	(1)
Khi (1) xảy ra xong mà dư H+ thì tiếp tục có phản ứng:
H+	+ HCO3-	→ CO2	+ H2O	(2)
Ví dụ 1: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M và KHCO3 1M. Nhỏ từ từ từng giọt và khuấy đều cho đến hết 350 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít khí ( ở đktc). Giá trị của V là
	A. 3,36.	B. 1,12.	C. 4,48.	D. 2,24.
Giải:	
nHClban đầu = nH+ban đầu = 0,35.1 = 0,35 mol
nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = 0,1.1,5 = 0,15 mol 
nKHCO3ban đầu = nHCO3-ban đầu = 0,1.1 = 0,1 mol
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp (Na2CO3 và KHCO3) thì lượng H+ thiếu so với CO32- nên ban đầu xảy ra phản ứng:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
	Ban đầu:	0,15	 0,35	 (H+ dư)
	Phản ứng:	0,15	 0,15	 0,15
 Sau phản ứng:	 0 0,2	 0,15
HCO3- + H+ ® CO2 + H2O
Ban đầu:	 0,25	 0,2	 (HCO3- dư) 
Phản ứng:	 0,2	 0,2 0,2	
Sau phản ứng: 0,05 0	 0,2
VCO2= V = 0,2.22,4 = 4,48 lít (Đáp án C)
Ví dụ 2: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 1M và KHCO3 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và khí CO2. Khối lượng muối trong Y là
A. 16,875 gam	 B. 22,975 gam C. 18,975 gam	D. 20,975 gam
Giải:	
nHClban đầu = nH+ban đầu = 0,1.1,5 = 0,15 mol
nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = 0,1.1 = 0,1 mol 
nKHCO3ban đầu = nHCO3-ban đầu = 0,1.1 = 0,1 mol
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp (Na2CO3 và NaHCO3) thì lượng H+ thiếu so với CO32- nên ban đầu xảy ra phản ứng:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- 
	Phản ứng:	 0,1	 0,15 	 (H+ dư)
	Phản ứng:	 0,1	 0,1	 0,1
 Sau phản ứng:	 0 0,05	 0,1
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O
Ban đầu:	 0,2	 0,05	 (HCO3- dư)
Phản ứng:	 0,05	 0,05 0,05	
Sau phản ứng: 0,15 0 0,05
Dung dịch Y thu được gồm ( Na+, K+, Cl-, HCO3-)
m muối trong Y = 23.2.0,1 + 39.0,1 + 35,5.0,15 + 61.0,15 = 22,975 gam 
(Đáp án B)
Ví dụ 3: Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào dd X chứa 0,1 mol Na2CO3 và 0,2 mol NaHCO3, thu được dung dịch Y và 4,48 lít khí CO2 (đktc). Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là	
A. 54,65 gam	 B. 46,60 gam C. 19,70 gam	D. 66,30 gam
Giải:	
nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = 0,1 mol; nKHCO3ban đầu = nHCO3-ban đầu = 0,2 mol
nCO2 = 4,4822,4 = 0,2 mol	
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp (Na2CO3 và NaHCO3) thì lượng H+ thiếu so với CO32- nên ban đầu xảy ra phản ứng:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- (1)
	Ban đầu:	 0,1	 a 	(H+ dư vì tạo khí CO2)
	Phản ứng:	 0,1	 0,1	 0,1
 Sau phản ứng:	 0 (a-0,1)	 0,1
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O (2)
Ban đầu:	 0,3	 (a-0,1)	 (HCO3- dư vì tạo kết tủa)
Phản ứng:	 0,2	 0,2 0,2	
Sau phản ứng: 0,1 0 0,2
Ta có: số mol H+ = a – 0,1 = 0,2 ↔ a = 0,3 mol 
Vậy: số mol H2SO4 = 0,15 mol = số mol SO42-
-Khi cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ba(OH)2 dư xảy ra phản ứng
HCO3- +	OH-	 → 	CO32- + H2O (3)
	Phản ứng: 0,1	 0,1 
Ba2+	+	CO32-	→ 	BaCO3↓ (3)
 Phản ứng: 0,1 0,1 
Ba2+	+	SO42-	→ 	BaSO4↓ (4)
 Phản ứng: 0,15 0,15 
Khối lượng kết tủa = 0,1.197 + 233.0,15 = 54,65 gam (Đáp án A)
- Sai lầm của học sinh: thường quên tính số mol HCO3- tạo ra ở (1) dẫn đến sai kết quả bài toán
Ví dụ 4: Hòa tan hết a gam hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3 vào nước thu được dd X. Cho từ từ 100ml dd HCl 1,5 M vào dd X, thu được dd Y và 1,008 lít khí (ở đktc) . Thêm dd Ba(OH)2 dư vào Y thu được 29,55 gam kết tủa. Giá trị của a là
	A. 20,13 gam	B. 30,63 gam	C. 12,4 gam	D. 32,4 gam
Giải:	
nHClban đầu = nH+ban đầu = 0,1.1,5 = 0,15 mol
nBaCO3= 29,55197 = 0,15 mol
nCO2 = 1,00822,4 = 0,045 mol
Đặt nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = x mol ; nKHCO3ban đầu = nHCO3-ban đầu = y mol
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp (Na2CO3 và KHCO3) thì lượng H+ thiếu so với CO32- nên ban đầu xảy ra phản ứng:
 CO32-	 +	 H+ 	→ 	HCO3- (1)
	Ban đầu:	 x	 0,15 	(H+ dư vì tạo khí CO2)
	Phản ứng:	 x	 x	 x
 Sau phản ứng:	 0 (0,15-x)	 x 
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O (2)
Ban đầu:	 x+y	 (0,15-x)	 (HCO3- dư vì tạo kết tủa)
Phản ứng:	 0,045	 0,045 0,045
Sau phản ứng: (x+y-0,045) 0 0,045
Ta có: số mol H+ = 0,15 - x = 0,045 ↔ x = 0,105 mol 
-Khi cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ba(OH)2 dư xảy ra phản ứng
HCO3- +	OH-	 → 	CO32- + H2O
	Phản ứng: (x+y-0,045)	 (x+y-0,045) 
Ba2+	+	CO32-	→ 	BaCO3↓
 Phản ứng: (x+y-0,045) (x+y-0,045) 
Số mol BaCO3↓ = x+y – 0,045 = 0,15 ↔ y = 0,09 mol
Vậy: a = 106.0,105 + 100.0,09 = 20,13 gam (Đáp án A)
- Sai lầm của học sinh: thường quên tính số mol của HCO3- tạo ra ở (1) dẫn đến sai kết quả bài toán
Dạng 2: Cho từ từ dung dịch hỗn hợp chứa ion (CO32-, HCO3- ) vào dung dịch chứa ion H+.
Lượng H+ trong dung dịch ban đầu rất dư, do đó các phản ứng xảy ra đồng thời:
2H+	+	CO32-	→	CO2	+ H2O
H+	+ HCO3-	→ CO2	+ H2O
Khí CO2 thoát ra ngay sau khi cho các dung dịch tác dụng với nhau. 
Ví dụ 1: Nhỏ từ từ 200ml dung dịch X (K2CO3 1M và NaHCO3 0,5M) vào 200ml dung dịch HCl 2M thì thể tích khí CO2 thu được là V lít (đktc). Giá trị của V là
A. 3,36.	 B. 5,376.	 C. 4,48.	 D. 2,24.
Giải:	
nK2CO3ban đầu= nCO32-ban đầu= 0,2.1 = 0,2 mol
nNaHCO3ban đầu = nHCO3-ban đầu = 0,2.0,5 = 0,1 mol
nHClban đầu = nH+ban đầu = 0,2.2 = 0,4 mol
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch hỗn hợp (Na2CO3 và KHCO3) vào dung dịch HCl thì lượng H+ rất dư nên xảy ra đồng thời 2 phản ứng. 
Vì: nH+ < 2nCO32- + nHCO3- nên H+ hết
Do tỉ lệ số mol ban đầu của K2CO3 và NaHCO3 nên ta đặt số mol phản ứng của chúng lần lượt là 2a mol và a mol
 CO32-	 +	 2H+ 	→ 	CO2 + H2O 
Phản ứng:	 2a	 4a	 2a
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O 
Phản ứng:	 a	 a	 a
Số mol H+ = 5a = 0,4 ↔ a = 0,08 mol
VCO2= V= 3.0,08.22,4 = 5,376 lít (Đáp án B)
-Sai lầm của học sinh: suy luận H+ phản ứng CO32- trước, hết CO32- rồi mới đến HCO3- phản ứng:	
 CO32-	 +	 2H+ 	→ 	CO2 + H2O 
Phản ứng:	 0,2	 0,4	 0,2
H+ hết phản ứng dừng lại
VCO2 = V= 0,2.22,4 = 4,48 lít → Đáp án C → Kết quả sai
Ví dụ 2: Thêm từ từ từng giọt tới hết 100 ml dung dịch chứa Na2CO3 1,2M và KHCO3 0,6M vào 200 ml dung dịch HCl 1 M. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X. Cho dung dịch BaCl2 đến dư vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
	A. 9,85	B. 7,88	C. 23,64	D.11,82
Giải:	
nHClban đầu = nH+ban đầu = 0,2.1 = 0,2 mol
nNa2CO3ban đầu = nCO32-ban đầu = 0,1.1,2 = 0,12 mol 
nKHCO3ban đầu = nHCO3-ban đầu = 0,1.0,6 = 0,06 mol
- Khi thêm từ từ từng giọt dung dịch hỗn hợp (Na2CO3 và KHCO3) vào dung dịch HCl thì lượng H+ rất dư nên xảy ra đồng thời 2 phản ứng. 
Vì: nH+ < 2nCO32- + nHCO3- nên H+ hết
Do tỉ lệ số mol ban đầu của Na2CO3 và KHCO3 nên ta đặt số mol phản ứng của chúng lần lượt là 2a mol và a mol
 CO32-	 +	 2H+ 	→ 	CO2 + H2O 
Phản ứng:	 2a	 4a	 
 HCO3- + H+ ® CO2 + H2O 
Phản ứng:	 a	 a	 
 nH+ban đầu= 5a = 0,2 ↔ a = 0,04 mol
Trong X: nCO32- = 0,12 – 0,08 = 0,04 mol
-Khi cho dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch BaCl2 dư xảy ra phản ứng 
Ba2+	+	CO32-	→ 	BaCO3↓
 Phản ứng: 0,04 0,04
Khối lượng BaCO3↓ = m = 197.0,04 = 7,88 gam (Đáp án B)
Ví dụ 3: Cho từ từ từng giọt đến hết dung dịch X chứa 31,3 g

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_kinh_nghiem_giang_day_bai_tap_cho_muoi_cacbonat_cua_kim.doc
  • docbìa SKKN 2019.doc