phân dạng và phương pháp giải toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm

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 h

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 ởmột vài dạng: tính theo PTHH đơn giản ….Trong khi đó đề thi tuyển sinh vàoTHPT, đề thi học sinh khá giỏi đòi hỏi cần có kĩ năng làm nhiều dạng bài phứctạp, vì vậy các em thường gặp khó khăn, lúng túng và thiếu tự khi học tập mônhóa học

b Về phía giáo viên:

- Phần lớn trong giờ học tập môn học giáo viên chỉ dừng lại ở việc truyềnthụ kiến thức sách giáo khoa, việc mở rộng các chuyên đề bài tập lồng ghép vàogiờ dạy còn hạn chế

- Do chưa thực sự tâm huyết vì nhiều lí do, việc dạy các chuyên đề bài tậphóa học của nhiều giáo viên thường theo các phương pháp cũ, việc nghiên cứutài 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 tàiliệu tôi xin mạnh dạn đưa ra việc phân dạng và phương pháp giải mới cho mộtdạng 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”.

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 vớidung dịch kiềm” học sinh khắc phục được hoàn toàn những nhầm lẫn, lúng túngtrước đó

- Học sinh có thể vận dụng kiến thức của chuyên để giải những bài tập cơbản có liên quan ở THPT, giúp các em tự tin hơn khi học môn hóa ở các lớptrên

3 Phạm vi nghiên cứu.

Kiến thức hóa học theo sách giáo khoa hóa học 8, 9, các chuyên đề ôn thi đạihọc THPT

II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH.

1 Cơ sở lý luận và thực tiễn.

- Trong chương trình hoá học trung học cơ sở thì môn Hoá học được xácđịnh là môn học quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo của nhàtrường Môn học này cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông

cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, hình thành ở các em một số kĩ năngphổ thông cơ bản và thói quen làm việc khoa học, góp phần làm nền tảng choviệc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hànhđộng, chuẩn bị cho học sinh học lên cao và đi vào cuộc sống lao động

- Để thực hiện mục tiêu trên thì cần phải sử dụng các phương pháp theohướng tích cực hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh, mộttrong những phương pháp đó là phương pháp sử dụng bài tập hoá học Bài tậphoá học thì có hai dạng chính là bài tập định tính và bài tập định lượng Nếu nhưbài tập định tính phát triển năng lực tư duy 8 phần thì bài tập định lượng pháttriển tư duy 10 phần vì bài tập định lượng bao gồm cả bài tập định tính và kiếnthức toán học Ngay ở chương trình kì I lớp 8 học sinh đã được làm quen vớidạng bài tập định lượng Với những giờ có nội dung bài tập các em tập trung họcchưa cao Nếu giáo viên cứ tuần tự chữa bài theo phương pháp cổ điển vì bài

nào cũng khó, cũng mới đối với học sinh thì học sinh chỉ có chép bài và nóichuyện hoặc làm việc riêng

Để khắc phục hiện tượng đó, GV cần làm phong phú giờ dạy qua những lúccủng cố, hướng dẫn về nhà, giờ luyện tập, ôn tập bằng cách xây dựng những bàitập thuộc một chuyên đề nhỏ, hình thành kĩ năng giải toán cho học sinh Từ đóxây dựng những chuyên đề mở rộng hay và khó giúp phát huy tính tích cực, tìmtòi 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; tàiliệu 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 dungchuyên đề; nghiên cứu lí luận về phương pháp giảng dạy bộ môn Trên cơ sở đóchọn lọc và nhóm các bài toán theo từng dạng, đồng thời biên soạn một số bàitoán 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

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 vớidung dịch kiềm là phản ứng giữa các ion trong dung dịch giúp học sinh hiểu rõcăn 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 quanđến phản ứng trên

- Xây dựng sự tự tin, hứng thú, sáng tạo trong trong học tập bộ môn từ đó nângcao chất lượng dạy và học

II THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI.

1 Điểm mới của đề tài:

- Trước khi áp dụng đề tài, tôi nhận thấy với phương pháp giải bài toán oxit axittác dụng với dung dịch kiềm thông thường học sinh thường phải:

+ Nhận diện dung dịch kiềm trong bài dạng MOH hoặc M(OH)2

Oxit

nK

n

Oxit

nK

n

= và xác định với giá trị nào của K tạomuối trung hòa, muối axit, học sinh thường nhầm lẫn khó phân biệt giữa dungdịch MOH hoặc M(OH)2

- Sau khi áp dụng đề tài học sinh sẽ khắc phục được tình trạng trên vì phươngtrình đưa về dạng bản chất là các ion

- Học sinh sẽ làm dễ dàng hơn khi gặp bài toán là hỗn hợp dung dịch kiềm MOHhoặc M(OH)2 vì đưa về dạng ion OH−

2 Điểm hạn chế của đề tài:

- Cũng như các chuyên đề khác trong hóa học do hạn chế về mặt thời gian nênkhó giảng dạy trên lớp mà chủ yếu áp dụng vào việc bồi dưỡng học sinh khágiỏi

- Nội dung kiến thức của đề tài có liên quan đến ion trong dung dịch, đây là kiếnthức 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 dungdịch kiềm mà chỉ hướng dẫn học sinh viết phương trình dạng ion phục vụ choviệc 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: CO2, SO2

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.-Trường hợp 1: Khi cho CO2 (hoặc SO2) tác dụng với dung dịch kiềm dạngMOH thì có thể xảy ra các phản ứng sau:

2CO2 + M’(OH)2 → M’(HCO3)2 (4)

- Như vậy khi cho oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm có thể xảy ra trườnghợp:

+ Chỉ tạo muối trung hòa (M2CO3, M’CO3), phản ứng (2)và (3)

+ Chỉ tạo muối axit (MHCO3, M’(HCO3)2), phản ứng (1)và (4)

+ Tạo cả 2 muối (MHCO3, M2CO3) phản ứng(1) và (2); (M’CO3, M’(HCO3)2 )phản ứng (3) và (4)

- Thực chất phản ứng của các chất trên trong dung dịch là phản ứng giữa CO2

( hoặc SO2) với ion OH−(của MOH hoặc M’(OH)2) được viết như sau:

Gọi a là số mol CO2, b là số mol OH −

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

(*) Lưu ý:

- Vì học sinh chưa học về ion nên giáo viên cần lựa chọn ngôn ngữ diễn đạt sao cho dễ hiểu phù hợp với trình độ THCS (điện tích các ion trùng với hóa trị của các nguyên tố hoặc nhóm nguyên tử trong CTHH)

Hoặc giáo viên có thể viết dưới dạng sau:

+ 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 molHCO 3−

Số mol Na 2 CO 3 = số mol K 2 CO 3 = số molCO 23−

- Nếu dung dịch kiềm là Ca(OH) 2 hay Ba(OH) 2 thì:

Số mol OH−= 2 số mol Ca(OH) 2 = 2 số mol Ba(OH) 2

Số mol Ca(HCO 3 ) 2 = số mol Ba(HCO 3 ) 2 = 1

2 số molHCO 3−

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 2 ) tác dụng với dung dịch kiềm có thể xảy ra các phản ứng sau:

M' ++CO − →M'CO ↓ (M’ kim loại kiềm hóa trị II) (3)

Để xác định được muối tạo thành ta dựa vào tỉ lệ số mol OH−và số mol oxit.

Đặt OH

oxit

nK

n

−

= 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.

+ Nếu tạo 2 muối: Đặt x, y là số mol mỗi muối Lập hệ PT tìm x, y (Phương pháp song song).

- Bước 4: Hoàn thành yêu cầu của đề bài.

(*) Lưu ý: Với trường hợp tạo 2 muối bước 3 của bài toán có thể giải như sau:

Cách 1: Phương pháp song song:

Gọi x, y lần lượt là số mol của HCO3− và 2

Cách 2: Phương pháp nối tiếp: (Đây là phương pháp đúng nhất về bản chất ).

Giả sử bài cho:nCO2 =a, nOH− =b

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 HCO3−, 2

nKn

−

=

VD1: Nung hoàn toàn 13,4 gam muối MCO3 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 thuđược

*) Cách 1:Phương pháp song song.

Gọi x, y lần lượt là số mol của HCO 3− và 2

Gọi x, y lần lượt số mol của HCO ,3− 2

là cách làm đơn giản và dễ hiểu nhất.

2.1.3.2 Trường hợp oxit axit tác dụng với hỗn hợp dung dịch kiềm dạng MOH

= = = Vậy 1< K <2, phản ứng tạo 2 muối.

Gọi x, y lần lượt là số mol của HSO3−, 2

và số mol Ba2+ Số mol kết tủa chính là số mol của ion có số mol nhỏ hơn.

- Ngoài phương pháp song song, có thể dùng phương pháp nối tiếp, hoặc sơ đồ đường chéo để tìm số mol HSO 3−, 2

3

SO −ở trên.

2.1.4 Bài tập vận dụng:

Bài 1: Nếu cho 100 gam dung dịch muối Na2SO3 12,6% phản ứng hoàn toàn vớidung dịch axit H2SO4 rồi dẫn toàn bộ lượng khí SO2 sinh ra vào 100ml dungdịch 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.

mCaSO3 = 0,1 120 = 12 gam.

Bài 2: Nhiệt phân hoàn toàn 40 g CaCO3 thu được khí A Dẫn A hấp thụ hết vào

700 ml dung dịch NaOH 1M Sau khi phản ứng kết thúc, thu được dung dịch Bgồm những chất nào? Khối lượng mỗi chất đó là bao nhiêu?

Đáp số: 31,8 g Na 2 CO 3 và 8,4 g NaHCO 3

Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500 ml dung dịch hỗnhợp gồm KOH 0,1M và Ca(OH)2 0,2M sinh ra m gam kết tủa Tính giá trị củam

Đáp số:Tạo 2 muối, =

3

mCaCO 5 g

2.2 Dạng bài toán nghịch:

cầu tính lượng chất tham gia còn lại.

(Dạng toán này chủ yếu áp dụng cho dung dịch kiềm dạng M’(OH) 2 ).

M' ++CO − →M'CO ↓ (M’ kim loại kiềm hóa trị II) (3)

Bài toán có các trường hợp như sau:

Trường hợp 1: Biết lượng oxit, lượng kết tủa yêu cầu tính lượng kiềm.

- Nếu noxit = nkeát tuûa phản ứng tạo muối trung hòa (2,3) (*)

- Nếu noxit > nkeát tuûa phản ứng tạo 2 muối (1, 2, 3).

Trường hợp 2: Biết lượng kiềm, lượng kết tủa yêu cầu tính lượng oxit.

- Nếu =

2

M'(OH) keát tuûa

n n phản ứng tạo muối trung hòa (2,3) (**)

(*) 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 tạo muối (hoặc căn cứ vào điều kiện phụ).

VD2: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít SO2 ở đktc vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2

nồng độ aM thấy xuất hiện 17,36 g kết tủa Tìm a

Nhận xét: Dữ kiện bài cho trong bài này giống VD1 nhưng vì noxit >nkeát tuûa

nên xảy ra phản ứng tạo 2 muối.

VD3: Hòa tan hoàn toàn m gam muối CaCO3 bằng axit HCl Hấp thụ hoàn toànlượng khí sinh ra vào 2 lít dung dịch Ba(OH)2 0,015M, thu được 1,97 gam kếttủa Tính giá trị của m

Hướng dẫn: Bài toán cho biết lượng kiềm, lượng kết tủa yêu cầu tính lượng oxit thuộc trường hợp 2.

Trường hợp 1: Phản ứng chỉ tạo muối trung hòa, dư Ba(OH)2

VD4: Đốt cháy hoàn toàn m gam lưu huỳnh trong bình oxi thu được chất khí

hấp thụ hết vào 1 lít dung dịch Ca(OH)2 0,15M thu được 12 g kết tủa và dungdịch X Cho NaOH dư vào dung dịch X thấy xuất hiện thêm kết tủa Tìm m.Hướng dẫn:

Cho NaOH dư vào dung dịch X thấy xuất hiện thêm kết tủa, chứng tỏ trong X có

Bài 3: Nung 6 g CaCO3, 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.

Bài 4: Hấp thụ hoàn toàn V lít CO2 (đktc) vào dung dịch Ca(OH)2 thu được 10 gkết tủa Loại bỏ kết tủa rồi nung nóng phần dung dịch còn lại thu được 5 g kếttủa Tính V.

Đáp số: V =4,48 lít.

IV PHẠM VI ÁP DỤNG

- Chuyên đề đã được xây dựng và áp dụng vào giảng dạy trong môn hóa học 9

tại trường THCS Đại Hưng từ năm học 2010 – 2011 đến nay

- Chuyên đề có thể được lựa chọn nội dung thích hợp lồng ghép vào giảng dạyhóa học 9 từ khi học sinh học xong bài tính chất của oxit

- Có thể dạy toàn bộ nội dung của chuyên đề trong các buổi học bồi dưỡng họcsinh khá giỏi môn hóa học 9

- Chuyên đề có thể là tài liệu tham khảo cho học sinh THPT ôn thi đại học

Khi chấm bài khảo sát tôi nhận thấy các em không còn lúng túng trong việc trìnhbày lời giải, xác định các trường hợp của bài toán rất chính xác, lập luận rõ ràng,

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 thamkhảo 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 thựchiện Qua kết quả đó giáo viên sẽ biết được học sinh còn gặp khó khăn ở nhữngphần kiến thức kĩ năng gì

- Các dạng bài tập hướng dẫn học sinh cần có sự lựa chọn phù hợp từng đốitượng Phải bắt đầu từ bài tập mẫu, hướng dẫn, phân tích đề bài để học sinh xácđịnh hướng giải và tự giải

- Sau mỗi dạng bài tập phải chú trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửachữa rút kinh nghiệm và nhấn mạnh những sai sót mà học sinh thường mắc phảithì mới đem lại kết quả như mong muốn

- Việc kiểm tra đánh giá ngoài việc thực hiện giữa giáo viên với học sinh cần đểcác em tự đánh giá mình và đánh giá bạn, bằng cách tự chấm bài và chấm bàicủa bạn theo sự hướng dẫn của giáo viên

b Với giáo viên:

- Nghiên cứu kĩ nội dung bài học, đầu tư nhiều thời gian soạn giảng