SKKN Sử dụng đồ thị để xét phản ứng giữa oxit axit với dung dịch bazơ tạo kết tủa
Ông cha ta đã có câu: “Hiền tài là nguyên khí của quốc gia”. Vì vậy bồi dưỡng học sinh giỏi là bước đi đầu tiên để đào tạo nhân tài cho đất nước và là nhiệm vụ quan trọng của ngành Giáo dục. Với ý nghĩa đó, trong những năm qua, ngành Giáo dục huyện Hoằng Hóa nói chung và Trường THCS Nhữ Bá Sỹ nói riêng đã luôn chú trọng đến công tác phát hiện, bồi dưỡng HSG và đã đạt được nhiều thành tích đáng tự hào trong kì thi HSG các cấp.
Là một giáo viên được thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, tôi đã có dịp tiếp xúc với một số đồng nghiệp trong tổ, khảo sát từ thực tế và đã thấy được nhiều vấn đề mà trong đội tuyển nhiều học sinh còn lúng túng, nhất là khi giải quyết các bài toán về oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm. Trong khi loại bài tập này hầu như năm nào cũng có trong các đề thi tỉnh. Từ những khó khăn vướng mắc tôi đã tìm tòi nghiên cứu tìm ra nguyên nhân (nắm kỹ năng chưa chắc; thiếu khả năng tư duy hóa học, ) và tìm ra được biện pháp để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán về oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm.
Để đạt được mục đích trên, trong quá trình giảng dạy phải chú ý giúp học sinh phương pháp tự nghiên cứu, tự học và biết vận dụng những kiến thức đã học trong những trường hợp cụ thể. Trong chương trình Hoá học THCS thường gặp các dạng lý thuyết, bài tập có thể gây khó khăn cho giáo viên và học sinh trong qua trình dạy và học. Một trong những dạng bài tập đó là " Bài toán về phản ứng giữa oxit axit với dung dịch Ca(OH)2 hoặc dung dịch Ba(OH)2 tạo ra kết tủa " Đấy là loại bài mà học sinh thường rất lúng túng khi xét các trường hợp xảy ra, phải mất khá nhiều thời gian để xét khả năng phản ứng và sản phẩm tạo thành, nhưng vẫn có thể không hết được các trường hợp xảy ra hoặc nhầm lẫm khi tính toán.
I. PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài. Ông cha ta đã có câu: “Hiền tài là nguyên khí của quốc gia”. Vì vậy bồi dưỡng học sinh giỏi là bước đi đầu tiên để đào tạo nhân tài cho đất nước và là nhiệm vụ quan trọng của ngành Giáo dục. Với ý nghĩa đó, trong những năm qua, ngành Giáo dục huyện Hoằng Hóa nói chung và Trường THCS Nhữ Bá Sỹ nói riêng đã luôn chú trọng đến công tác phát hiện, bồi dưỡng HSG và đã đạt được nhiều thành tích đáng tự hào trong kì thi HSG các cấp. Là một giáo viên được thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, tôi đã có dịp tiếp xúc với một số đồng nghiệp trong tổ, khảo sát từ thực tế và đã thấy được nhiều vấn đề mà trong đội tuyển nhiều học sinh còn lúng túng, nhất là khi giải quyết các bài toán về oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm. Trong khi loại bài tập này hầu như năm nào cũng có trong các đề thi tỉnh. Từ những khó khăn vướng mắc tôi đã tìm tòi nghiên cứu tìm ra nguyên nhân (nắm kỹ năng chưa chắc; thiếu khả năng tư duy hóa học,) và tìm ra được biện pháp để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán về oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm. Để đạt được mục đích trên, trong quá trình giảng dạy phải chú ý giúp học sinh phương pháp tự nghiên cứu, tự học và biết vận dụng những kiến thức đã học trong những trường hợp cụ thể. Trong chương trình Hoá học THCS thường gặp các dạng lý thuyết, bài tập có thể gây khó khăn cho giáo viên và học sinh trong qua trình dạy và học. Một trong những dạng bài tập đó là " Bài toán về phản ứng giữa oxit axit với dung dịch Ca(OH)2 hoặc dung dịch Ba(OH)2 tạo ra kết tủa " Đấy là loại bài mà học sinh thường rất lúng túng khi xét các trường hợp xảy ra, phải mất khá nhiều thời gian để xét khả năng phản ứng và sản phẩm tạo thành, nhưng vẫn có thể không hết được các trường hợp xảy ra hoặc nhầm lẫm khi tính toán. 2. Mục đích nghiên cứu. Thực tế trong những năm gần đây, bộ môn hoá học bậc THCS đã và đang được quan tâm nhiều hơn cả về cơ sở vật chất cũng như thời gian dạy ngoài giờ lên lớp cấp trường, cấp nghành và bậc phụ huynh đều quan tâm. Vì lẽ đó hiệu quả của môn học ngày càng được nâng lên, chất lượng học sinh giỏi ngày càng được chú trọng, đòi hỏi người giáo viên hoá học phải đào sâu, mở rộng tri thức để đáp ứng yêu cầu của thực tế. Để có cách giải loại bài tập trên đơn giản và hiệu quả nhất, giúp học sinh dễ hiểu, giải quyết nhanh vấn đề, chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn. Đồng thời rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong quá trình học tập của học sinh. Tôi đã chọn đề tài " Sử dụng đồ thị để xét phản ứng giữa oxit axit với dung dịch bazơ tạo kết tủa" 3. Đối tượng nghiên cứu. Là các em học sinh(10 học sinh) Trường THCS Nhữ Bá Sỹ - TT Bút Sơn tham gia ôn luyện và dự thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh bộ môn Hóa học. 4. Phương pháp nghiên cứu. + Phân tích chi tiết về mặt lý thuyết một phản ứng tiêu biểu nhất, từ đó rút ra những điểm chung cho dạng phản ứng giữa oxit axit và dung dịch bazơ tạo kết tủa và các phản ứng tương tự. + Tìm mối liên quan giữa định tính và định lượng, thể hiện bằng mối tương quan về phương pháp đại số. + Vận dụng đồ thị để xét phản ứng thường gặp. + Hình thành kỹ năng tư duy cho học sinh, giúp học sinh tự nghiên cứu, thao tác với một số dạng phản ứng khác và rút ra cách nhận xét các trường hợp phản ứng tương tự. II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm. Phân tích lý thuyết trường hợp oxit axit phản ứng với dung dịch bazơ tạo thành kết tủa ( Phản ứng sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 hoặc dung dịch Ba(OH)2 Khi sục x mol CO2 vào dd có chứa a mol Ca(OH)2 - Trước tiên có phản ứng tạo kết tủa CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) - Khi lượng khí CO2 tăng dần, thì lượng kết tủa lớn dần. Lượng kết tủa đạt cực đại khi CO2 phản ứng vừa đủ với Ca(OH)2 - Sau khi lượng kết tủa cực đại, vẫn tiếp tục sục khí CO2 vào kết tủa sẽ tan dần theo phản ứng. CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (2) - Khi khí CO2 phản ứng hết với CaCO3, kết tủa tan hoàn toàn, sản phẩm thu được chỉ gồm muối tan Ca(HCO3)2 . Như vậy sản phẩm của phản ứng giữa CO2 và dung dịch Ca(OH)2 sẽ là CaCO3 hoặc Ca(HCO3)2 hay cả hỗn hợp hai muối trên. Điều này phụ thuộc vào tỷ lệ số mol giữa CO2 và Ca(OH)2 . 1- 1. Các trường hợp có thể xảy ra. a. Phản ứng chỉ tạo kết tủa (muối trung hoà CaCO3). Tức chỉ có phản ứng (1), có hai khả năng có thể xảy ra. + Lượng khí CO2 chưa đủ để phản ứng hết với dung dịch Ca(OH)2 . => nCO2 = x (mol) < nCa(OH)2 = a(mol) Theo phương trình (1) ta có nCaCO3 = nCO2 = nCa(OH)2 Mà sau phản ứng Ca(OH)2 còn dư => nCaCO3 = nCO2 = x (mol) < a (mol) + Lượng CO2 phản ứng vừa đủ với dung dịch Ca(OH)2. nCO2 = nCa(OH)2 = a (mol) Theo phương trình (1) ta có nCaCO3 = nCO2 = nCa(OH)2 = a (mol) Vậy khi nCO2 < a(mol) chỉ xảy ra phản ứng (1) và khi đó nCaCO3 = nCO2 . b. Phản ứng tạo hỗn hợp hai muối: muối trung hoà CaCO3 kết tủa và muối axit Ca(HCO3)2 tan . Xảy ra cả hai phương trình phản ứng (1) và (2) trong đó Ca(OH)2 đã phản ứng hết ở PTHH (1) . Theo PTHH (1) ta có nCaCO3 = nCO2 = nCa(OH)2 = a (mol) Khi Ca(OH)2 đã phản ứng hết, vẫn tiếp tục sục CO2 vào nên xảy ra phản ứng (2), nhưng khí CO2 ở phương trình (2) không đủ để hoà tan hết lượng kết tủa CaCO3 tạo thành từ phương trình (1) Số mol CO2 còn dư sau phản ứng (1) là nCO2 = x – a (mol) Theo phản ứng (2) ta có nCa(HCO3)2 = nCaCO3 = nCO2 = x – a (mol) Mà sau phản ứng (2) CaCO3 còn dư nên x – a x < 2a => Số mol CaCO3 còn lại sau phản ứng (2) là : a – ( x – a ) = 2a – x (mol) Như vậy khi a < nCO2 < 2a thì sản phẩm gồm (2a – x) mol CaCO3 và ( x – a) mol Ca(HCO3)2 . c. Phản ứng chỉ tạo ra Ca(HCO3)2. Sau khi dd Ca(OH)2 ở phản ứng (1) hết, tiếp tục sục khí CO2 vào để hoà tan hết CaCO3 theo PTHH(2). Khí CO2 ở PTHH (2) phản ứng vừa đủ với CaCO3 sinh ra ở PTHH (1) Theo PTHH (1) ta có : nCO2 = nCa(OH)2 = nCaCO3 = a (mol) Theo PTHH (2) ta có : nCO2 = nCaCO3 = nCa(HCO3)2 = a (mol) Mà sau phản ứng (2) có thể còn dư nên : nCO2 > a + a = 2a ( mol) Như vậy, khi nCO2 > 2a (mol) thì sản phẩm chỉ có a mol Ca(HCO3)2 1-2. Kết luận. Khi sục x mol CO2 vào dung dịch có chứa a mol Ca(OH)2 sẽ có 3 trường hợp tạo sản phẩm. - Nếu x < a mol chỉ tạo ra CaCO3 và khi đó nCaCO3 = x (mol) - Nếu a < x < 2a tạo ra hỗn hợp 2 muối CaCO3 và Ca(HCO3)2 khi đó. nCaCO3 = 2a – x (mol) và nCa(HCO3)2 = x – a (mol) - Nếu x > 2a chỉ tạo ra Ca(HCO3)2 và khi đó nCa(HCO3)2 = a (mol) 1- 3. Biểu diễn mối quan hệ giữa số mol kết tủa CaCO3 với số mol CO2 bằng tương quan hàm số. Sau khi phân tích chi tiết các trường hợp phản ứng có thể xảy ra và các kết luận cụ thể ở trên ta thấy rằng, số mol kết tủa CaCO3 phụ thuộc vào số mol CO2. Nếu biểu thị số mol CO2 là biến số x, số mol CaCO3 là hàm số y, ta có. a. Phản ứng chỉ tạo ra CaCO3 . Khí đó. x nCaCO3 = x mol => y = x b. Phản ứng tạo ra hỗn hợp CaCO3 và Ca(HCO3)2 Khí đó. a nCaCO3 = 2a – x(mol) => y = 2a – x c. Phản ứng tạo ra Ca(HCO3)2 Khí đó. x > 2a => y = 0. 1- 4. Thể hiện trên đồ thị: - Khi 0 < x < a thì y = x cho nên ta có sự tương ứng sau. + Với x = 0,5 a thì y = 0,5 a + Với x = a thì y = a - Khi a < x < 2a thì y = 2a – x nên ta có sự tương ứng sau. + Với x = 1,5a thì y = 0,5a + Với x = 2a thì y = 0. Gọi nhánh OA của đồ thị là nhánh trái ( nhánh thuận ) và nhánh AB của đồ thị là nhánh phải ( nhánh nghịch ) 2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm. Đối với dạng bài tập này, đa số các giáo viên trực tiệp bồi dưỡng HSG trong huyện cũng còn lúng túng, chưa hiểu cách giải, cách hướng dẫn học sinh( phản ánh chất lượng thi HSG cấp huyện) Trong thực tế cũng đã có chuyên đề về oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm song chưa có bài nào viết về năng lực sử dụng đồ thị để xét phản ứng giữa oxit axit với dung dịch bazơ tạo kết tủa mang tính tổng quát Chất lượng làm bài của học sinh khi mới hình thành đội tuyển: Khi chuẩn bị thực hiện đề tài, năng lực sử dụng đồ thị để xét phản ứng giữa oxit axit với dung dịch bazơ tạo kết tủa của học sinh là rất yếu. Đa số học sinh cho rằng loại này quá khó, các em tỏ ra rất mệt mỏi khi phải làm bài tập loại này. Vì thế các em rất thụ động trong các buổi học bồi dưỡng và không có hứng thú học tập. Bản thân tôi là một giáo viên trực tiếp giảng dạy và ôn luyện HSG môn Hóa học cấp huyện, cấp tỉnh. Đứng trước thực trạng trên,Tôi thiết nghĩ mình cần phải tìm tòi, nghiên cứu và hướng dẫn học sinh sử dụng đồ thị để xét phản ứng giữa oxit axit với dung dịch bazơ mà đặc biệt là CO2 hoặc SO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 một cách ngắn gọn, dễ hiểu, dễ nhớ nhằm nâng cao chất lượng môn học và phục vụ cho việc học, thi và ứng dụng trong cuộc sống hiện tại cũng như tương lai. 3. Hướng dẫn học sinh vận dụng đồ thị để xét trường hợp phản ứng khi giải bài tập. - Tìm hiểu chi tiết các trường hợp phản ứng và thể hiện các trường hợp trên đồ thị không có nghĩa là đưa cả quá trình trên vào lời giải của bài toán hoá học, mà chỉ nhằm mục đích giúp học sinh xét các trường hợp phản ứng. Xác định bài toán xảy ra theo trường hợp nào. Từ đó lựa chọn phản ứng và cách giải thích hợp, tránh bỏ sót trường hợp. - Quá trình phân tích phản ứng và biểu diễn trên đồ thị các trường hợp phản ứng của CO2 và Ca(OH)2 cũng được áp dụng cho phản ứng giữa SO2 với Ba(OH)2 gồm các các dạng bài tập sau : 3 -1 : Dạng bài tập cho biết số mol CO2 và số mol Ca(OH)2. Tính số mol kết tủa? a. Ví dụ 1. Sục 5,6 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch có chứa 0,3 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng ? Bài giải Theo bài ra ta có. nCO2 = 5,6 : 22,4 = 0,25 mol < nCa(OH)2 = 0,3 mol Dựa vào đồ thị và kết hợp với kết quả so sánh nCO2 < nCa(OH)2 thấy bài toán thuộc trường hợp thứ nhất ứng với nhánh trái ( nhánh thuận) của đồ thị - dư Ca(OH)2 nên chỉ cần viết PTHH (1) để lý luận và tính toán. PTHH CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Theo PTHH ta có nCa(OH)2 = nCaCO3 = nCO2 = 0,25 (mol) Sau phản ứng Ca(OH)2 còn dư: 0,3 – 0,25 = 0,05 (mol) => Khối lượng kết tủa thu được là: mCaCO3 = 0,25 . 100 = 25 (g) Sau phản ứng thu được 25 g CaCO3 b. Ví dụ 2. Cho 1,12 lít khí CO2 (đktc) tác dụng hết với dung dịch có chứa 0,02 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng ? Bài giải Theo bài ra ta có: nCO2 = 1,12 : 22,4 = 0,05 (mol) và nCa(OH)2 = 0,02 (mol) => nCO2 = 0,05 mol > 2nCa(OH)2 = 2 . 0,02 = 0,04 mol Dựa vào đồ thị, kết hợp với kết quả so sánh ta thấy bài toán này thuộc trường hợp thứ 3, ứng với nhánh phải ( nhánh nghịch) của đồ thị - phản ứng chỉ tạo ra Ca(HCO3)2 duy nhất, nên thay vì viết và tính toán theo hai bước của cả hai phương trình, ta chỉ cần viết một phương trình trực tiếp tạo thành muối axit Ca(HCO3)2 để tính toán. Học sinh tránh được sai lầm thường gặp là coi như chỉ xảy ra PTHH (1) tạo ra CaCO3 và dư CO2 sau phản ứng. PTHH 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) Theo PTHH ta có: nCO2 = 2nCa(OH)2 = 2 . 0,02 = 0,04 (mol) => sau phản ứng CO2 còn dư: nCO2 = 0,05 - 0,04 = 0,01 (mol) Theo PTHH ta lại có: nCa(HCO3)2 = nCa(OH)2 = 0,02 (mol) => mCa(HCO3)2 = 0,02 . 162 = 3,24 (g) Vậy sau phản ứng thu được 3,24 g Ca(HCO3)2 c. Ví dụ 3. Cho 1,12 lít khí CO2 (đktc) phản ứng hoàn toàn với dung dịch có chứa 0,04 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng ? Bài giải Theo bài ra ta có: nCO2 = 1,12 : 22,4 = 0,05 (mol) và nCa(OH)2 = 0,04 (mol) => nCa(OH)2 = 0,04 < nCO2 = 0,05 < 2nCa(OH)2 = 2 . 0,04 = 0,08 Dựa vào đồ thị và kết hợp với kết quả so sánh nCa(OH)2 < nCO2 < 2nCa(OH)2 ta thấy bài toán thuộc trường hợp thứ 2 ứng với trường hợp nhánh phải ( nhánh nghịch) của đồ thị - phản ứng tạo CaCO3 và Ca(HCO3)2 - nên ta chỉ cần viết hai PTHH trực tiếp tạo thành hai muối CaCO3 và Ca(HCO3)2 để tính toán.. Bài toán trở nên gọn gàng hơn và dễ hiểu hơn khi viết và tính toán theo PTHH (1, 2). Vì vậy học sinh không bị nhầm lẫn số mol CaCO3 trong các phương trình hoá học (1, 2) từ đó không bị sai số mol kết tủa CaCO3 . PTHH CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) Gọi số mol của CaCO3 và Ca(HCO3)2 lần lượt là a mol và b mol. Theo PTHH (1, 3) ta có: nCO2 = nCaCO3 + 2nCa(HCO3)2 = a + 2b (mol) => a + 2b = 0,05 mol (*) nCa(OH)2 = nCaCO3 + nCa(HCO3)2 = a + b => a + b = 0,04 mol (**) Kết hợp (*) và (**) giải hệ phương trình ta có. a = nCaCO3 = 0,03 mol và b = nCa(HCO3)2 = 0,01 mol => mCaCO3 = 0,03 . 100 = 3 (g) ; mCa(HCO3)2 = 0,01 . 162 = 1,62 (g) Khối lượng muối thu được sau phản ứng là. m = 3 + 1,62 = 4,62 (g) d. Kết luận về dạng bài tập thứ nhất. Sử dụng đồ thị, học sinh sẽ. + Dễ dàng biết được bài toán xảy ra theo trường hợp nào, từ đó áp dụng cách giải và viết các phương trình phù hợp, đơn giản và dễ theo dõi. + Tránh được giải sai hoặc sót nghiệm. 3- 2: Dạng bài tập cho biết số mol kết tủa CaCO3, số mol Ca(OH)2, tìm số mol CO2 . a. Ví dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lit hiđrocacbon A (ở đktc) rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2. Sau khi kết thúc thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 1,8 gam, ở bình 2 xuất hiện 5 gam kết tủa. Tìm công thức phân tử của hiđrocacbon A ? Bài giải Gọi công thức phân tử của A là CxHy ( x, y > 0 , y < 2x + 2 ) Khí đốt cháy A xảy ra PTHH là CxHy + ( x + y/4 ) O2 to xCO2 + y/2 H2O (1) Khi dẫn sản phẩm qua bình (1), nước bị giữ lại. => mH2O = 1,8 (g) => nH2O = 0,1 (mol) Theo bài ra ta có. nA = 1,12 : 22,4 = 0,05 (mol) Theo phương trình (1) ta có. Phần sản phẩm còn lại là CO2 được dẫn qua bình đựng dd Ca(OH)2 có thể xảy ra các PTHH sau. CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) Theo bài ra ta có. nCaCO3 = 5 : 100 = 0,05 (mol) < nCa(OH)2 = 0,1 (mol) Đối chiếu với đồ thị ta thấy ở trường hợp này sẽ có 2 giá trị về số mol của CO2. Trường hợp 1. Chỉ tạo ra CaCO3. Sau phản ứng Ca(OH)2 còn dư. (chưa xảy ra PTHH 3) Theo PTHH (2) ta có nCO2 = nCa(OH)2 = nCaCO3 = 0,05 (mol) => nCa(OH)2 dư = 0,1 - 0,05 = 0,05 (mol) Theo PTHH (1) ta có. Vậy công thức phân tử của A là CH4 Trường hợp 2. Tạo ra hỗn hợp CaCO3 và Ca(HCO3)2. Theo PTHH (2) ta có nCO2 = nCa(OH)2 = nCaCO3 = 0,05 (mol) => nCa(OH)2 tham gia PTHH 3 = 0,1 - 0,05 = 0,05 (mol) Theo PTHH (3) ta có. nCO2 = 2nCa(OH)2 = 2 . 0,05 = 0,1 (mol) => tổng số mol CO2 là: nCO2 = 0,05 + 0,1 = 0,15 (mol) Theo PTHH ( 1) ta có. Vậy công thức phân tử của A là C3H4 Kết luận. Bài toán có hai nghiệm: Hiđrocacbon A là CH4 và C3H4 . b. Nhận xét. Thường trong bài toán trên và các bài toán tương tự, học sinh thường bỏ sót trường hợp 2. Việc xét mối liên hệ giữa số mol CaCO3 và số mol Ca(OH)2 để tìm ra các khả năng phản ứng là tương đối khó đối với học sinh, nhất là những học sinh chưa quen dạng bài tập này. Hơn nữa khi làm bài tập theo trường hợp 1 và giải ra kết quả chất A là CH4 là xong, học sinh bỏ qua không xét các trường hợp khác. Việc sử dụng đồ thị sẽ giúp học sinh xét các trường hợp dễ dàng hơn, khắc phục được những khó khăn trên. 3-3 : Dạng bài tập cho biết số mol CO2 . Số mol kết tủa CaCO3, tìm số mol Ca(OH)2. a. Ví dụ 1. Dẫn 1,12 lít khí CO2 vào bình đựng 500ml dung dịch Ba(OH)2 aM thu được 9,85 gam kết tủa. Tính nồng độ mol (a) của dung dịch Ba(OH)2 . Bài giải Theo bài ra ta có. nCO2 = 1,12 : 22,4 = 0,05 (mol) nBaCO3 = 9,85 : 197 = 0,05 (mol) Ta nhận thấy nCO2 = nBaCO3 Dựa vào đồ thị ta thấy khi số mol CO2 và BaCO3 bằng nhau, trường hợp phản ứng nằm bên nhánh trái ( nhánh thuận ) của đồ thị. Khi đó số mol CO2 cũng bằng hoặc nhỏ hơn số mol Ba(OH)2 . Từ đó xác định được số mol Ba(OH)2 có trong dung dịch bằng hoặc lớn hơn số mol Ba(OH)2 tham gia phản ứng. Vì vậy chỉ xác định được nồng độ mol tối thiểu của dd Ba(OH)2 . PTHH CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O Theo PTHH ta có. nCO2 = nBaCO3 ( Phù hợp với dự kiện đề bài cho ) => Toàn bộ lượng CO2 đã phản ứng để tạo thành BaCO3 => Ba(OH)2 có thể vừa đủ phản ứng với CO2 hoặc có thể dư. Theo PTHH ta có. nBa(OH)2 = nBaCO3 = 0,05 (mol) => Trong dung dịch có ít nhất 0,05 mol Ba(OH)2 . => Nồng độ mol tối thiểu của dung dịch Ba(OH)2 là. CM Ba(OH)2 = 0,05 : 0,5 = 0,1 (M) b. Ví dụ 2. Cho 0,896 lít khí SO2 (ở đktc ) phản ứng hoàn toàn với dung dịch Ca(OH)2 sau phản ứng 3,6 gam kết tủa. Tính khối lượng Ca(OH)2 có trong dung dịch? Bài giải Theo bài ra ta có. nSO2 = 0,896 : 22,4 = 0,04 (mol) nCaSO3 = 3,6 : 120 = 0,03 (mol) Nhận thấy: nCaSO3 < nCO2 nên bài toán thuộc nhánh nghịch của đồ thị . Phản ứng của SO2 với Ca(OH)2 xảy ra hai PTHH tạo thành CaSO3 và Ca(HSO3)2. Số mol SO2 được tính bằng tổng số mol SO2 của cả 2 PTHH. Sử dụng đồ thị giúp học sinh tránh nhầm lẫn cho rằng chỉ có phản ứng tạo CaSO3 và sau phản ứng SO2 còn dư . PTHH SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 = H2O (1) 2SO2 + Ca(OH)2 Ca(HSO3)2 (2) Theo PTHH (1) ta có. nSO2 = nCa(OH)2 = nCaSO3 = 0,03 (mol) => nSO2 tham gia phản ứng ở (2) = 0,04 – 0,03 = 0,01 (mol) Theo PTHH (2) ta có nCa(OH)2 = 1/2nSO2 = ½ . 0,01 = 0,005 (mol) Do đó tổng số mol Ca(OH)2 trong dung dịch là nCa(OH)2 = 0,03 + 0,005 = 0,035 (mol) => mCa(OH)2 = 0,035 . 74 = 2,59 (g) Vậy trong dung dịch ban đầu có 2,59 (g) Ca(OH)2 Bài tập áp dụng Bài 1: Hấp thụ hết 6,72 lit CO2 vào V lit dung dịch Ba(OH)2 1M. Sau phản ứng thu được 39,4 g kết tủa. Tính V. Bài 2: Sục x lit CO2(đktc) vào 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thì thu được 49,25 gam kết tủa. Tính x? Bài 3: Dẫn 10 lít hỗn hợp khí N2, CO2 (đktc) vào 2 lit dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu được 1 gam kết tủa. Tính % theo thể tích mỗi khí có trong hỗn hợp. Bài 4: Nung nóng m gam hỗn hợp A gồm MgCO3 và CaCO3 cho đến khi không còn chất khí thoát ra nữa thu được 3,52 g chất rắn B và khí C. Cho toàn bộ khí C hấp thụ bởi 2 lit dung dịch Ba(OH)2 thu được 7,88 gam kết tủa. Đun nóng tiếp tục dung dịch thấy tạo thành thêm 3,94 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính m và nồng độ mol của dung dịch Ba(OH)2 cần dùng. Bài 5: Nhiệt phân hoàn toàn 20 gam muối cacbonat của kim loại hóa trị II. Thu được chất rắn A và khí B. Cho toàn bộ khí B vào 1,5 lit dd Ba(OH)2 0,1M thu được 19,7 gam kết tủa. Tính mA và công thức muối. Bài 6: Hấp thụ hết V lit khí CO2(đktc) vào 500 gam dung dịch Ca(OH)2. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 20 gam kết tủa. Độ giảm khối lượng của dung dịch A so với dung dịch Ca(OH)2 ban đầu là 6,8 gam. Tính V và C% của dung dịch Ca(OH)2 ban đầu. 4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường. Qua một thời gian dài trực tiếp bồi dưỡng học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh ở trường THCS Nhữ Bá Sỹ, tôi đã " Sử dụng đồ thị để xét phản ứng giữa oxit axit với dung dịch bazơ tạo kết tủa" đặc biệt là trong năm học: 2012- 2013; 2014 – 2015; 2016 – 2017: tôi đã đạt được kết quả như sau. Năm học Số HS dự thi Kết quả 2012- 2013 12 3 giải nhì, 4 giải ba, 5 giải khuyến khích 2014- 2015 10 1 giải nhất, 2 giải nhì, 3 giải ba, 4 giải khuyến khích 2016 - 2017 10 4 giải nhì, 5 giải ba, 1 giải khuyến khích Từ khí áp dụng đề tài vào việc giảng dạy tôi đã thu được những kết quả nhất định. Khi kiểm tra học sinh ở dạng bài tập này, số học sinh đạt điểm khá giỏi tăng lên và số học sinh đạt điểm trung bình giảm xuống đáng kể. Với cách làm này, tôi cũng đã đưa cho các đồng nghiệp trong huyện áp dụng và cũng thu được những kết quả khá khả quan. Đa số các học sinh sau khi được hướng dẫn thì các em tính ra kết quả nhanh, trình bày rõ ràng, khoa học và hầu như không bị mất điểm ở phần này. Vì thế cả giáo viên và học sinh cảm thấy tự tin không còn ngại dạy, học phần này, qua đó cũng phần nào tạo hứng thú cho các em ôn luyện môn Hóa học đạt kết quả cao. III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Như vậy từ một đồ thị cụ thể, đề tài hình thành hướng giải quyết chung cho các dạng bài toán hoá học, đồng thời giúp học sinh từ một vấn đề cụ thể để nhận thức quy luật khách quan, biết đi từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn. Đề tài đã. Dùng kiến thức cơ bản của toán học để biểu thị
Tài liệu đính kèm:
- skkn_su_dung_do_thi_de_xet_phan_ung_giua_oxit_axit_voi_dung.doc