Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học tại trường THCS Thọ Vực, nhậnthấy dạng bài tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm là một chuyên đề hay,nội dung phong phú, liên quan đến kiến thứ
Trang 11 MỞ ĐẦU
1.1 Lý do chọn đề tài.
Bài tập hoá học là một phần rất quan trọng trong một hệ thống hoàn chỉnhcác nội dung kiến thức hoá học Thông qua bài tập hoá học, học sinh có cơ hộicủng cố, mở rộng kiến thức hoá học và do đó có cơ hội rèn luyện và phát triểncác thao tác tư duy
Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học tại trường THCS Thọ Vực, nhậnthấy dạng bài tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm là một chuyên đề hay,nội dung phong phú, liên quan đến kiến thức của nhiều chủ đề trong chươngtrình hóa học lớp 9: Oxit, bazơ, muối, phi kim, cacbon và hợp chất của cacbon,
và cả toán đốt cháy các hợp chất hữu cơ Nên dạng bài tập này học sinh thườngxuyên gặp khi học Hóa 9
Trong quá trình ôn luyện cho đội tuyển học sinh giỏi của trường và độituyển học sinh giỏi của huyện, thấy dạng bài tập oxit axit tác dụng với dung dịchkiềm cũng thường xuyên được khai thác trong đề thi học sinh giỏi các cấp và thivào trường chuyên
Trong thực tế, nếu không được hướng dẫn kỹ về cơ sở lý thuyết và phươngpháp giải thì học sinh thường gặp khó khăn khi giải dạng bài tập này Các emthường vướng mắc ở các điểm sau:
- Các em chưa biết căn cứ theo tỉ lệ số mol để biện luận xác định sản phẩm
tạo thành là muối axit hay muối trung hòa, hay cả 2 muối, nên có thể viết sai,thiếu PTHH, dẫn tới kết quả sai
- Học sinh thường nhầm lẫn đây là bài toán xác định chất hết chất dư, khi
đề cho biết số mol của cả 2 chất tham gia là oxit axit và kiềm
- Học sinh chưa biết phân chia trường hợp, nên có thể giải không đủ các
trường hợp xảy ra, bỏ sót nghiệm
- Với các bài tập cho ở dạng đồ thị, các em ít gặp nên phân tích các số liệutrên đồ thị chưa quen, lúng túng trong cách giải
Sau nhiều năm giảng dạy và đúc rút kinh nghiệm, để gỡ bỏ những vướngmắc trên của các em học sinh, nâng cao chất lượng dạy học, tôi đã nghiên cứu
và áp dụng đề tài “Kinh nghiệm dướng dẫn phương pháp giải dạng bài tập về oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm cho học sinh lớp 9 trường THCS Thọ Vực” vào giảng dạy Cũng hy vọng đề tài này sẽ góp một phần nhỏ vào nguồn
tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp, cho các em học sinh lớp 9, đặc biệt là các
em trong đội tuyển học sinh giỏi
1.2 Mục đích nghiên cứu.
- Bản thân tôi nghiên cứu đề tài này nhằm giúp các em học sinh hiểu rõ cơ
sở lý thuyết của dạng bài tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm, biết nhậndạng bài tập và biết phương pháp giải phù hợp với mỗi dạng bài cụ thể, khắcphục những sai lầm thường mắc phải như đã nêu trên
- Năm học 2020-2021 tôi cùng đồng nghiệp được phân công nhiệm vụ bồidưỡng lớp đội tuyển học sinh giỏi hóa của huyện, việc nghiên cứu đề tài SKKK
Trang 2cũng giúp tôi có thêm nguồn tài liệu áp dụng vào bồi dưỡng đội tuyển củatrường, của huyện.
1.3 Đối tượng nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu tổng quát về dạng bài tập oxit axit tác dụng với dungdịch kiềm, từ cơ sở lý thuyết tới phân dạng bài tập chi tiết và cách hướng dẫnhọc sinh giải từng dạng cụ thể
Trong giới hạn của đề tài này, chỉ nghiên cứu được về oxit axit là CO2, SO2
tác dụng với dung dịch kiềm Phần P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm sẽ tiếp tụcđược nghiên cứu phát triển ở giai đoạn tiếp theo
1.4 Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Phương pháp vấn đáp
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế, thu thập thông tin
- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu
Không chỉ dừng lại ở điều tra thực trạng mà phải điều tra qua từng giaiđoạn trong suốt thời gian áp dụng đề tài, thống kê và phân tích số liệu điều tra để
từ đó rút ra nguyên nhân và biện pháp điều chỉnh
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Xét dạng bài tập oxit axit là CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm của kimloại hóa trị I là NaOH, KOH; hoặc dung dịch kiềm của kim loại hóa trị II làCa(OH)2, Ba(OH)2
- Khi cho khí CO2 tác dụng với dung dịch NaOH có thể xảy ra các phảnứng:
- SO2 có phản ứng tương tự CO2; KOH có phản ứng tương tự NaOH;Ba(OH)2 có phản ứng tương tự CaOH)2
Trang 32.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
a Thuận lợi:
- Hiện nay, đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng giáodục đại trà và đặc biệt là chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi là vấn đề được Hộiđồng sư phạm trường THCS Thọ Vực đặt lên hàng đầu
- Bản thân là giáo viên trẻ, tâm huyết với nghề, với việc bồi dưỡng HSG
- Học sinh trường THCS Thọ Vực đa số các em ngoan, chủ yếu sống ởvùng nông thôn nên các em chăm chỉ, chịu khó
b Khó khăn:
- Với chất lượng đại trà: Những năm gần đây tỉnh ta thường thi tuyển lênlớp 10 THPT bằng ba môn Toán, Văn, Tiếng Anh, nên một số học sinh chưa chútrọng học môn Hóa, dẫn tới chưa nắm vững kiến thức cơ bản như: Lập PTHH,giải bài tập tính theo PTHH, bài tập liên quan đến biện luận phân chia trườnghợp
- Thời lượng dành để luyện tập, sửa bài tập cho các em còn ít, nên chưa cóđiều kiện để phân loại các dạng bài tập, hướng dẫn phương pháp giải toán đối với từngdạng cụ thể, dẫn tới kỹ năng giải bài tập hóa học của các em chưa tốt
- Với việc nâng cao chất lượng học sinh giỏi: Là học sinh vùng nông thônnên điều kiện học tập của các em còn gặp nhiều khó khăn Tài liệu tham khảocòn hạn chế Số lượng học sinh thực sự có năng lực để có thể học chương trìnhluyện thi nâng cao là không nhiều
2.3 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
Theo kinh nghiệm của cá nhân tôi, để học sinh hiểu sâu sắc và có kỹ nănggiải thành thạo dạng bài tập về CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm, giáo viênthực hiện một số việc sau:
- Giúp học sinh hiểu kỹ cơ sở lý thuyết về phản ứng giữa oxit axit tác dụng
với dung dịch kiềm Hướng dẫn để học sinh hiểu sản phẩm của phản ứng phụthuộc vào tỉ lệ số mol của oxit axit và kiềm, từ đó xác định được đã xảy ranhững phản ứng nào, viết phương trình hóa học xảy ra, dựa vào dữ kiện đề cho
để giải, chứ không nhầm lẫn với dạng bài tập chất hết - chất dư thông thường(khi biết trước số mol của cả 2 chất tham gia là CO2, SO2 và kiềm)
- Giúp học sinh biết nhận dạng, phân dạng bài tập và nắm vững phươngpháp giải đối với từng dạng cụ thể
- Với mỗi dạng, cho học sinh làm nhiều bài tương tự, độ khó phát triển dần
để rèn kỹ năng giải bài tập cho học sinh
Trang 4Để thực hiện mục tiêu trên, trong quá trình giảng dạy dạng toán về CO2,
SO2 tác dụng với dung dịch kiềm, tôi đã phân dạng cụ thể và hướng dẫn phươngpháp giải phù hợp với mỗi dạng như sau:
2.3.1 CO 2 , SO 2 tác dụng với dung dịch kiềm của kim loại hóa trị I như NaOH, KOH.
Khi cho khí XO2 (CO2 hoặc SO2) tác dụng với dung dịch kiềm MOH(NaOH hoặc KOH) có thể xảy ra các phản ứng viết dưới dạng tổng quát sau:
+ Trường hợp kiềm dư => chỉ tạo muối trung hòa Na2CO3 (K2CO3)
+ Nếu đề cho biết khi thêm BaCl2 vào dung dịch A thấy tạo kết tủa trắng =>trong dung dịch A có muối trung hòa Na2CO3 (K2CO3)
+ Thêm Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 vào dung dịch A thấy xuất hiện kết tủatrắng → trong dung dịch A có muối axit NaHCO3 (KHCO3)
+ Nếu thêm BaCl2 dư vào dung dịch A thấy tạo kết tủa trắng, sau đóthêm tiếp Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 vào dung dịch A thấy xuất hiện thêm kết tủatrắng => trong dung dịch A có cả muối axit và muối trung hòa
- Hấp thụ CO2, (SO2) vào bình dd NaOH (KOH) làm khối lượng bình tăng => mbình tăng = mdd tăng = mchất hấp thụ (CO2 , SO 2 )
- Nếu không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải
- Bước 1: Tìm số mol của XO2 và số mol kiềm (Nếu đề chưa cho sẵn sốmol mà chỉ cho dữ liệu để tính thì mới làm bước này)
Trang 5- Bước 3: Từ giá trị của T => Biện luận xác định muối nào được tạo thành
=> Viết PTHH tương ứng và tính theo các PTHH đó
+ Nếu T ≤ 1: Chỉ xảy ra phản ứng (1), sản phẩm tạo thành chỉ có muốiaxit MHXO3 (T=1: phản ứng vừa đủ; T < 1: oxit axit dư)
+ Nếu T ≥ 2: Chỉ xảy ra phản ứng (2), sản phẩm tạo thành chỉ có muốitrung hòa M2XO3 (T=2: phản ứng vừa đủ; T > 2: kiềm dư)
+ Nếu 1< T < 2: Xảy ra cả phản ứng (1) và (2), sản phẩm tạo thành gồm
12 , 1
1000
200 2 , 0
n T
Vì T < 1 => chỉ xảy ra phản ứng tạo muối axit NaHCO3, và sau phản ứng
96 , 8
40 100
15 240
mol
n NaOH = =
4 , 0
9 , 0
2 3
n NaOHdu = − = => m NaOH du = 0 , 1 40 = 4 (g)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
mdd(sau phản ứng)= mCO 2 + mddNaOH = 0,4.44 + 240 =257,6 (gam)
Ví dụ 2: Dẫn từ từ 8,96 lít khí CO2 (đktc) vào 240 gam dung dịch NaOH 15% Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch sau phản ứng
Ví dụ 1: Dẫn 1,12 lít khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 0,2M, sau phản ứng thu được dung dịch X Tính khối lượng muối tan trong dd X
Trang 6Nồng độ phần trăm của dung dịch sau phản ứng là:
% 46 , 16
% 100 6 , 257
4 , 42 )
6 , 257
4 )
Theo PTHH (1) ta có: 0 , 2 ( )
3
n CO = CaCO =Đặt 00,,252 1,25
Vì 1 < T < 2 nên sản phẩm tạo thành gồm cả 2 muối Na2CO3 và NaHCO3
Gọi x và y lần lượt là số mol Na2CO3 và NaHCO3 tạo thành
- Theo đề bài ta có: n NaOH = 2x+y= 0 , 25 (mol)(II)
Từ (I) và (II) giải ra ta được: x = 0,05 mol; y = 0,15 mol
Khối lượng mỗi muối tạo thành sau phản ứng là:
) ( 3 , 5 106 05 , 0
- Viết 2 PTHH có thể xảy ra tạo 2 muối theo phương pháp song song
- Giả sử toàn bộ chất đã cho biết số mol phản ứng hết tạo ra muối axit, khi
đó khối lượng muối axit thu được là m1 gam
- Giả sử toàn bộ chất đã cho biết số mol phản ứng hết tạo ra muối trunghòa, khi đó khối lượng muối trung hòa thu được là m2 gam
- So sánh khối lượng muối đề cho (m gam) với các giá trị m1, m2
+ Nếu m1< m< m2 => sản phẩm tạo cả 2 muối
Ví dụ 3: Nung 20 gam CaCO3 rồi dẫn toàn bộ khí CO2 sinh ra vào 200g dung dịch NaOH 5% Sau khi phản ứng kết thúc thu được những muối nào
và có khối lượng là bao nhiêu?
( Trích bài 1trang 63- Bài tập chọn lọc Hóa học 9 – Tác giả Bùi Tá Bình)
Biết số mol của 1 trong 2 chất tham gia phản ứng và khối lượng muối tạo thành => Tính số mol chất còn lại.
Dạng 2
Trang 7+ Nếu m < m1 và m < m2 => chất đề cho biết trước số mol đó đang còn dưsau phản ứng (Nếu cho trước số mol oxit axit, mà oxit axit dư thì muối tạothành là muối axit; nếu cho trước số mol kiềm, mà kiềm dư thì muối tạo thành làmuối trung hòa).
- Kết luận thực tế bài toán xảy ra phản ứng nào, tạo muối gì => dựa vàoPTHH đó và giải theo PTHH để tìm số mol của chất còn lại
(Cách khác, cũng có thể chia các trường hợp: giả sử muối tạo thành chỉ có mình muối trung hòa, hoặc mình muối axit, hoặc hỗn hợp 2 muối để giải, trường hợp nào cho nghiệm phù hợp thì nhận).
2 , 11
3
n Na SO = SO = ⇒ Na SO = =
* Giả sử toàn bộ SO2 tạo muối NaHSO3 thì khối lượng muối thu được là:
- Theo PTHH (2): n NaHSO3 =n SO2 = 0 , 5 (mol) = >m NaHSO3 = 0 , 5 104 = 52 (g)
Khối lượng muối thực tế đề cho là 56,4 gam
Ta thấy: 52 < 56,4 < 63 nên SO2 đã phản ứng tạo ra cả 2 muối Na2SO3 vàNaHSO3
Gọi x và y lần lượt là số mol Na2SO3 và NaHSO3 tạo thành
- Theo PTHH (1) và (2) ta có: n SO2 =x+y= 0 , 5 (mol)(I)
- Theo đề bài ta có: mmuối = 126x+104y = 56,4 (g) (II)
- Từ (I) và (II) giải ra ta được: x = 0,2 mol; y = 0,3 mol
Tổng số mol NaOH bằng: 2.0,2+ 0,3 = 0,7 (mol)
=> CM (NaOH) = 1 ( )
7 , 0
7 , 0
Ví dụ 2: Sục V lít khí CO2 vào 300 ml dung dịch KOH 1M, sau phản ứng kết thúc thu được dung dịch có chứa 26,9 g muối Tính V (đktc)
Trang 8* Giả sử toàn bộ KOH tạo muối KHCO3 thì khối lượng muối thu được là:
- Theo PTHH (2): n KHCO3 =n KOH = 0 , 3 (mol) = >m KHCO3 = 0 , 3 100 = 30 (g)
Khối lượng muối thực tế đề cho là 26,9 gam
Ta thấy: 20,7 < 26,9 < 30 nên thực tế KOH đã phản ứng hết tạo ra cả 2 muối
K2CO3 và KHCO3
Gọi x và y lần lượt là số mol K2CO3 và KHCO3 tạo thành
- Theo PTHH (1) và (2) ta có: n KOH = 2x+y= 0 , 3 (mol)(I)
- Theo đề bài ta có: mmuối = 138x+100y = 26,9 (g) (II)
- Từ (I) và (II) giải ra ta được: x = 0,05 mol; y = 0,2 mol
(Trích ví dụ 3 - Trang 105 - Tuyển tập phụ đạo – Bồi dưỡng môn hóa học THCS – Tác giả Lê Ngọc Tú – Nhà xuất bản Thanh Hóa 2020)
Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 5,04 lít khí CO2 (đktc) vào dd chứa 250 ml dung dịchNaOH 1,75M thu được dung dịch X Tính khối lượng muối tan trong dd X
Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 1,12 lít khí CO2 (đktc) vào 160 gam dung dịch NaOH1% thu được dung dịch X Tính nồng độ phần trăm các chất trong dd X
và khối lượng các muối trong X
Trang 9Bài 6: Sục hết 1,568 lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,16 M Sau thí nghiệm được dung dịch A Rót 25 ml dung dịch B (gồm BaCl2 0,16 M +Ba(OH)2 x M) vào dung dịch A được 3,94 gam kết tủa Tìm x.
Bài 7: Hỗn hợp khí A (gồm CO2, SO2) có tỉ khối so với H2 là 27 Dẫn a mol hỗnhợp khí A từ từ qua bình đựng 1 lít dd NaOH 1,5a M Sau phản ứng thu được m(g) muối khan Tìm m theo a?
(Trích ví dụ - Trang 118 - Tuyển tập phụ đạo – Bồi dưỡng môn hóa học THCS – Tác giả Lê Ngọc Tú – Nhà xuất bản Thanh Hóa 2020)
2.3.2 CO 2 , SO 2 tác dụng với dung dịch kiềm của kim loại hóa trị II như Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2
Khi cho khí XO2 (CO2 hoặc SO2) tác dụng với dung dịch kiềm M(OH)2
(Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2) có thể xảy ra các phản ứng viết dưới dạng tổng quátsau: XO2 + M(OH)2 → MXO3 + H2O (1)
- Nếu biết trước số mol của 2 chất tham gia, dựa vào tỉ lệ số mol giữa kiềm
XO n
n
T = ) => ta có thể xác định được muối tạo thành là muối gì
=> Viết PTHH tương ứng để giải
- Có những bài toán không thể tính T Khi đó phải dựa vào những dữ kiệnphụ để tìm ra khả năng tạo muối sau phản ứng
+ Trường hợp kiềm dư => chỉ tạo muối trung hòa CaCO3 (BaCO3)
+ Trường hợp oxit axit dư => chỉ tạo muối axit Ca(HCO3)2 (Ba(HCO3)2)+ Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa => chứng tỏ có tạo muốitrung hòa Nếu thêm kiềm vào thấy có tạo thêm kết tủa => chứng tỏ sản phẩm cótạo muối axit Ca(HCO3)2
+ Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa, rồi đunnóng nước lọc lại thấy tạo thêm kết tủa nữa => chứng tỏ sản phẩm tạo cả CaCO3 vàCa(HCO3)2
- Sự tăng giảm khối lượng bình đựng dung dịch kiềm khi hấp thụ khí CO2,SO2 (hoặc sản phẩm đốt cháy cháy có chứa các oxit trên) vào bình Ca(OH)2 hayBa(OH)2:
=> mbình tăng = mchất hấp thụ (CO2, SO2, hoặc sản phẩm đốt cháy có cả nước)
mdd tăng = mchất hấp thụ - mkết tủa
mdd giảm = mkết tủa – m chất hấp thụ
- Nếu không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải
Trang 10* Kinh nghiệm:Hướng dẫn học sinh giải theo từng bước như sau:
- Bước 1: Tìm số mol của XO2 và số mol kiềm (Nếu đề chưa cho sẵn sốmol mà chỉ cho dữ liệu để tính thì mới làm bước này)
XO n
n
- Bước 3: Từ giá trị của T => Biện luận xác định muối nào được tạo thành
=> Viết PTHH tương ứng và tính theo các PTHH đó
+ Nếu T ≤ 1: Chỉ xảy ra phản ứng (1), sản phẩm tạo thành chỉ có muốitrung hòa CaCO3 (BaCO3) (T=1: phản ứng vừa đủ; T < 1: kiềm dư)
+ Nếu T ≥ 2: Chỉ xảy ra phản ứng (2), sản phẩm tạo thành chỉ có muốiaxit M(HXO3)2 (T=2: phản ứng vừa đủ; T > 2: oxit axit dư)
+ Nếu 1< T < 2: Xảy ra cả 2 phản ứng (1) và (2), sản phẩm tạo thành gồm
cả 2 muối là M(HXO3)2 và MXO3
CO n
n
T =
a Với V = 0,896 lít => 0 , 04 ( )
4 , 22
896 , 0
Ví dụ 1: Dẫn V lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1
M Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng Biết:
a V = 0,896 lít b V = 2,24 lít c V= 1,344 lít