SKKN phản ứng giữa CO2 với dung dịch kiềm

Đối với phần chương trình này, học sinh mới bước đầu làm quen thì còn rất lúng túng, để giải được dạng toán này quả thật không phải là dễ đối với nhiều học sinh, đặt biệt là những học si

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong chương trình trung học phổ thông, môn hóa học đóng vai trò rất quan trọng Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, đáp ứng các mục tiêu, nhiệm vụ của Bộ Giáo Dục – Đào Tạo đề ra Người giáo viên và học sinh phải có những phương pháp dạy và học như thế nào để nâng cao chất lượng dạy và học môn hóa học

chương trình hóa học phổ thông cũng như trong các đề thi kiểm tra và đề thi tuyển

sinh đại học, cao đẳng Vì vậy khi lĩnh hội kiến thức này các em phải tìm hiểu bằng

cách sự tìm tòi, khám phá của mình giúp các em phát huy toàn diện trí óc, khả năng của bản thân

Đối với phần chương trình này, học sinh mới bước đầu làm quen thì còn rất lúng túng, để giải được dạng toán này quả thật không phải là dễ đối với nhiều học sinh, đặt biệt là những học sinh yếu kém và nhiều học sinh trung bình Đôi khi một số bài tập

nó đòi hỏi nhiều yếu tố, tâm lí, kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo và phản xạ nhanh của các

em học sinh Do vậy việc hình thành tư duy cho học sinh cần được chú trọng

Có những ý tưởng tuyệt vời nhiều người đều biết, nhưng chuyển ý tưởng thành hiện thực sẽ có ý nghĩa hơn nhiều lần, không phải ai cũng thể hiện được Xuất phát từ

làm sáng kiến kinh nghiệm của mình để giúp các em hiểu kĩ hơn về bản chất của dạng bài tập này, làm thành thạo các bài tập cơ bản, và từ đó các em nắm vững kiến thức để giải quyết các bài tập có liên quan

II MỤC ĐÍCH - ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Mục đích: Giúp các em học sinh làm bài tập nhanh, dễ hiểu, gây hứng thú cho

học sinh trong quá trình giải bài tập hóa học

- Đối tượng nghiên cứu: Học sinh khối 10, 11, 12 của trường THPT Trị An

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình giảng dạy hóa học ở trường THPT

- Phương pháp nghiên cứu đề tài:

+ Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết từ đó định hướng cách giải bài toán

+ Phương pháp khảo sát điều tra

+ Phương pháp thực nghiệm sư phạm

+ Phương pháp so sánh

III QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1 Khảo sát điều tra

Khảo sát ở các lớp 11A4 (năm 2009), lớp 12A5 (năm 2010), 12A9 (năm 2011)

* Giới thiệu hiện trạng khi chưa thực hiện đề tài:

Trong mỗi năm học khi dạy bài tập về dạng này, tôi thường cho HS làm một số bài tập nhỏ (kiểm tra 15 phút) để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kỹ năng làm bài tập dạng này Khi khảo sát ở các lớp khác nhau với những đối tượng khác nhau, tôi nhận thấy một số đặc điểm chung như sau:

- Nhiều em không hiểu bài, không biết cách làm bài tập dạng này

- Phần lớn các em chưa làm xong bài hoặc giải sai, giải nhầm, không ra được kết quả

- Điểm khá giỏi ít (15%), phần lớn chỉ đạt điểm trung bình hoặc yếu

Nguyên nhân chính là do

+ Học sinh chưa nắm chắc kiến thức cơ bản, còn sai, còn nhầm nhiều

+ Lúng túng khi gặp bài toán có nhiều phương trình

+ Nắm tính chất của các chất còn lơ mơ

2 Những biện pháp thực hiện

a Việc làm của giáo viên:

xảy ra (dạng phân tử và dạng ion rút gọn)

- Tổng hợp các bài tập dạng này trong các tài liệu: SGK, SBT, sách tham khảo, các đề thi học sinh giỏi, đề thi đại học và cao đẳng hàng năm

- Phân loại bài tập

+ Theo yêu cầu của đề bài

+ Theo mức độ từ dễ đến khó

- Với mỗi bài tập trước khi giải tôi đều hướng dẫn học sinh cách phân tích yêu cầu của đề bài, định hướng cách giải

- Lưu ý sau khi giải bài tập

+ Khắc sâu những vấn đề trọng tâm, những điểm khác biệt

+ Nhắc lại, giảng lại một số phần mà học sinh hay nhầm, khó hiểu

+ Mở rộng tổng quát hóa bài tập

b Việc làm của học sinh

- Phải nắm vững kiến thức đã học, ôn tập bổ sung kiến thức còn thiếu

- Đọc thêm tài liệu, làm hết bài tập trong SGK, SBT, làm thêm bài tập trong sách nâng cao

- Phải hiểu kĩ các bài tập từ đơn giản đến phức tạp

IV NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Tôi nghĩ, giáo viên cần chọn lọc, nhóm các bài tập làm theo dạng này thành từng dạng, nêu đặc điểm của từng dạng và xây dựng hướng giải cho mỗi dạng đó Đây là khâu có ý nghĩa quyết định trong công tác bồi dưỡng vì nó là cẩm nang giúp học sinh tìm ra được hướng giải một cách dễ dàng, hạn chế tối đa những sai lầm trong quá trình giải bài tập, đồng thời phát triển được tiềm lực trí tuệ và tính sáng tạo của học sinh (thông qua bài tập tương tự mẫu và bài tập vượt mẫu)

Khi thực hiện đề tài này vào giảng dạy, trước hết tôi giới thiệu sơ đồ định hướng giải bài tập Tiếp theo, tôi tiến hành bồi dưỡng kỹ năng theo dạng Mức độ rèn luyện

từ minh họa đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ năng từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh hoạt và sáng tạo Để bồi dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Rút ra nguyên tắc và phương pháp áp dụng

Bước 2: Giới thiệu bài tập mẫu và hướng dẫn giải

Bước 3: HS tự luyện và nâng cao

Tuỳ độ khó mỗi dạng tôi có thể hoán đổi thứ tự của bước 1 và 2

nghiệm giải quyết đã được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế Trong giới hạn của đề tài này, tôi chỉ nêu 3 vấn đề thường gặp, đây là 3 vấn đề tôi dang thử nghiệm và thấy

có hiệu quả

Vấn đề 1 Biết số mol CO2 và số mol OH–

Vấn đề 2 Biết số mol OH– và sản phẩm Xác định lượng CO2

Vấn đề 3 Biết số mol CO2 và số mol OH– của dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 Xác định khối lượng kết tủa

Trong mỗi dạng bài tập này, tôi xây dựng từ 10 đến 15 bài Sau đây tôi xin giới thiệu một số bài tập cụ thể và điển hình

A KIẾN THỨC CẦN NHỚ

- Phương trình phân tử:

4 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 ( hoặc CO2 + H2O + CaCO3 → Ca(HCO3)2 )

- Phương trình ion: CO2 + OH– → HCO3– (1)

CO2 + 2OH– → CO32– + H2O (2)

( CO2 + CO32– + H2O → 2HCO3– )

B MỘT SỐ BÀI TOÁN:

Phản ứng giữa CO2 với dung dịch kiềm ( OH– )

Vấn đề 1 Biết số mol CO2 và số mol OH–

Nguyên tắc: Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = T

Xác định sản phẩm dựa vào 2 phản ứng:

CO2 + OH– → HCO3– (1)

CO2 + 2OH– → CO32– + H2O (2)

Lưu ý: T< 0 thì khí CO2 không hấp thụ hết, không tạo CO32– , mà chỉ tạo HCO3–

1 < T < 2 thì tạo ra HCO3– và CO32–

mol CO32– = nOH– - nCO2

mol HCO3– = molCO2 - mol CO32–

Khối lượng muối = khối lượng (cation ) + khối lượng (anion )

Xác định sản phẩm tạo thành sau phản ứng ?

A Na2CO3 B NaHCO3 C NaHCO3 và Na2CO3 D Na2CO3 và NaOH dư

Giải

nCO2 = 0,03 mol ; nNaOH = 0,042 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,042 / 0,03 = 1,4

định sản phẩm tạo thành sau phản ứng ?

A K2CO3 B KHCO3 C KHCO3 và K2CO3 D K2CO3 và KOH dư

Giải

nCO2 = 0,15 mol ; nKOH = 0,3 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,3 / 0,15 = 2

 Sản phẩm tạo 1 muối : Na2CO3  đáp án A

Xác định sản phẩm tạo thành sau phản ứng ?

A CaCO3 B Ca(HCO3)2

C Ca(HCO3)2 và CaCO3 D CaCO3 và Ca(OH)2 dư

Giải

nCO2 = 0,2 mol ; n Ca(OH)2= 0,09 mol  nOH– = 0,18 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,18 / 0,18 = 1

 Sản phẩm tạo 1 muối : Ca(HCO3)2  đáp án B

định sản phẩm tạo thành sau phản ứng ?

A Na2CO3 B NaHCO3 C NaHCO3 và Na2CO3 D Na2CO3 và NaOH dư

Giải

nCO2 = 0,04 mol ; nNaOH = 0,09 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,09 / 0,04 = 2,25

 Sản phẩm tạo 1 muối CO32– và OH– dư : Na2CO3 và NaOH dư  đáp án D

khối lượng muối thu được ?

A 4,2 gam NaHCO3 B 3,36 gam NaHCO3 và 1,06 gam Na2CO3

C 3,18 gam Na2CO3 D 4,2 gam NaHCO3 và 2,12 gam Na2CO3

Giải

nCO2 = 0,05 mol ; nNaOH = 0,06 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,06 / 0,05 = 1,2

x x ← x

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

y 2y ← y

ta có : x + y = nCO2 = 0,05 mol

x + 2y = nNaOH = 0,06 mol

 x = 0,04 , y = 0,01

 đáp án B

và KOH 0,5M Thu được dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu chất rắn khan ?

Giải

nCO2 = 0,1875 mol ; nNaOH = 0,2 mol ; nKOH = 0,1 mol → nOH– = 0,3 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,3 / 0,1875 = 1,6

 Sản phẩm tạo 2 muối : CO32– và HCO3–

mol HCO3– = mol CO2 - mol CO32– = 0,1875 - 0,1125 = 0,075 mol

 khối lượng muối = 0,2 23 + 0,1 39 + 0,1125 60 + 0,075 61 = 19,825 gam

định nồng độ mol của các chất tạo thành trong dung dịch sau phản ứng ?

Giải

nCO2 = 0,015 mol ; nNaOH = 0,036 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,036 / 0,015 = 2,4

 Sản phẩm tạo 1 muối CO32– và OH– dư : Na2CO3 và NaOH dư

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

0,015 → 0,03 → 0,015

 nNaOH dư = 0,006

ở đktc thu được dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam chất rắn khan ?

Giải

nCO2 = 0,1 mol ; nNaOH = 0,2 mol ; nKOH = 0,1 mol → nOH– = 0,3 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 0,3 / 0,1 = 3  Sản phẩm tạo 1 muối CO32– và OH– dư

CO2 + 2OH– → CO32– + H2O

0,1 → 0,2 → 0,1

Khối lượng chất rắn khan = 0,2 23 + 0,1 39 + 0,1 60 + (0,3- 0,2) 17 = 16,2 gam

Vấn đề 2 Biết số mol OH– và sản phẩm Xác định lượng CO2

Dạng thường gặp là CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1)

2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)

Lưu ý: Khi cho CO2 vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 nếu sau

phản ứng:

- Khối lượng bình tăng  mCO2 = m tăng

- Khối lượng dung dịch tăng  mCO2 = m + m tăng

- Khối lượng dung dịch giảm  mCO2 = m - m giảm

- Thu được kết tủa Lọc tách kết tủa, dung dịch còn lại mang đun nóng thu được lượng kết tủa nữa: Ca(HCO3)2   to CaCO3  + CO2 + H2O

Ví dụ 1 Dẫn V lít đktc khí CO2 qua 400 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1M thu được 4 gam kết tủa Giá trị của V là ?

Giải

nCa(OH)2= 0,04 mol ; nCaCO3= 0,04 mol

 VCO2 = 0,04 22,4 = 0,896 lít  đáp án B

0,2 gam kết tủa Giá trị của V là ?

Giải

nCa(OH)2= 0,006 mol ; nOH– = 0,012 mol ; nCaCO3= 0,002 mol

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1)

0,002 ← 0,002 mol

Ta có: Số mol CO32– = nOH– - nCO2

 nCO2= 0,012 – 0,002 = 0,01 mol

 VCO2 = 0,01 22,4 = 0,224 lít = 224 ml  đáp án C

kết tủa và dung dịch Y Đun kĩ dung dịch Y thu thêm kết tủa nữa Giá trị của V lít là ?

Giải

nCa(OH)2= 0,1 mol ; nOH– = 0,2 mol ; nCaCO3= 0,06 mol

Ta có: Số mol CO32– = nOH– - nCO2

 nCO2= 0,2 – 0,06 = 0,14 mol

 VCO2 = 0,14 22,4 = 3,136 lít  đáp án A

tủa, dung dịch còn lại mang đun nóng thu thêm được 2 g kết tủa nữa Giá trị của a là ?

A 0,05 mol B 0,06mol C 0,07mol D 0,08mol

Giải

nCa(OH)2= 0,1 mol ; nCaCO3= 0,06 mol

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1)

0,03 ← 0,03 mol

2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)

0,04 ← 0,02

Ca(HCO3)2   to CaCO3  + CO2 + H2O

0,02 ← 0,02 mol

dịch nước vôi trong tạo thành 10 gam kết tủa Khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 3,4 gam so với ban đầu Biết hiệu suất của quá trình lên men đạt 90% Giá trị của b là ?

A 16 B 15 C 14 D 25

Giải

C6H12O6 C

enzim

0 35 0

30 



180 2 44

13,5 ← 6,6 gam

 b = 13,5 100/90 = 15 gam  đáp án B

Vấn đề 3 Biết số mol CO2 và số mol OH– của dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 Xác định khối lượng kết tủa

- Trong bài tập này xuất hiện 3 đại lượng: nCO2; nOH– ; nCa2+

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = T

Phản ứng tạo kết tủa: CO32– + Ca2+ → CaCO3

lượng kết tủa thu được là ?

A 10g B 15g C 20g D 25g

Giải

nCO2 = 0,3 mol ; nCa(OH)2= 0,25 mol ; nOH– = 0,5 mol ; nCa2+ = 0,25 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 ≈ 1,7

 mol CO32– = nOH– - nCO2 = 0,2 mol

Ta có: CO32– + Ca2+ → CaCO3

0,2 0,25 → 0,2 mol

 mCaCO3= 0,2 100 = 20 gam  đáp án C

A 15 gam B 0 gam C 10 gam D 5 gam

Giải

nCO2 = 0,35 mol ; nNaOH = 0,2 mol ; nCa(OH)2= 0,1 mol

 Tổng nOH– = 0,4 mol và nCa2+ = 0,1 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 ≈ 1,14

 mol CO32– = nOH– - nCO2 = 0,05 mol

Ta có: CO32– + Ca2+ → CaCO3

0,05 0,1 → 0,05 mol

 mCaCO3= 0,05 100 = 5 gam  đáp án D

Giải

nCO2 = 0,15 mol ; nNaOH = 0,2 mol ; nBa(OH)2= 0,1 mol

 Tổng nOH– = 0,4 mol và nBa2+ = 0,1 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 ≈ 2,7

 mol CO32– = nCO2 = 0,15 mol

Ta có: CO32– + Ba2+ → BaCO3

0,15 0,1 → 0,1 mol

 mBaCO3= 0,1 197 = 19,7 gam  đáp án C

0,01M Thêm tiếp 0,4 gam NaOH vào bình này Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng là ?

A 1,5g B 2g C 2,5g D 3g

Giải

nCO2 = 0,03 mol ; nCa(OH)2= 0,02 mol ; nNaOH = 0,01 mol

 Tổng nOH– = 0,04 mol và nCa2+ = 0,02 mol

Lập tỉ lệ : nOH– / nCO2 = 4/3

 mol CO32– = 0,04 – 0,03 = 0,01 mol

0,01 0,02

0,01 → 0,01

Ta có: CO32– + Ca2+ → CaCO3

0,02 0,02 → 0,02 mol

 mCaCO3= 0,02 100 = 2 gam  đáp án B

A 2,24 lít ≤ V≤ 3,36 lít B 2,24 lít ≤ V ≤ 4,48 lít

C 2,24 lít ≤ V≤ 5,6 lít D 2,24 lít ≤ V≤ 6,72 lít

Giải

nBa(OH)2= 0,1 mol ; nNaOH = 0,2 mol

 Tổng nOH– = 0,4 mol và nBa2+ = 0,1 mol

Ta có: CO32– + Ba2+ → BaCO3

Để thu được kết tủa có khối lượng lớn nhất

 mol CO32– = nCO2 = 0,1 mol → VCO2 = 0,1 22,4 = 2,24 lít

mol CO32– = nBa2+ = 0,1 mol → nCO2 = 0,4 – 0,1 = 0,3 mol

→ VCO2 = 0,3 22,4 = 6,72 lít

 đáp án D

C BÀI TẬP RÈN LUYỆN

vào dung dịch chứa 84g KOH Khối lượng muối thu được là

là : 0,3 < x < 0,5 Dung dịch sau phản ứng có

A Na2CO3 , NaHCO3 B Na2CO3 C NaHCO3 D NaOH , Na2CO3

dịch thu được là 250 ml Tính nồng độ mol của dung dịch muối tạo thành

A 0,2M B 0,3M C 0,5M D 0,1M

lượng kết tủa là

A 8,512 lít B 2,688 lít C 2,24 lít D 8,512 lít hoặc 2,688 lít

Khối lượng kết tủa thu được sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn là bao nhiêu gam ?

Bài 7 Cho 2,8g CaO tác dụng với một lượng nước dư thu được dung dịch X Sục

ứng là

Bài 9 Dùng CO dư để khử hồn tồn mg bột sắt oxit (FexOy), dẫn tồn bộ lượng khí

A 0,05 mol B 0,05 và 0,15 mol C 0,025 mol D 0,05 và 0,075 mol Bài 10 Hấp thụ hồn tồn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa Giá trị của a là

A 0,048 B 0,032 C 0,04 D 0,06

A 19,70 B 17,73 C 9,85 D 11,82

hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,12M, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

A 1,970 B 1,182 C 2,364 D 3,940

đại

C 1,12 lít ≤ V≤ 2,016 lít D 1,12 lít ≤ V ≤ 4,032 lít

Bài 14 Cho m gam tinh bột lên men thành ancol etylic với hiệu suất của quá trình lên

được 550 gam kết tủa và dung dịch X Đun kĩ dung dịch X thu thêm được 100 gam kết tủa Giá trị của m là ?

A 550 B 750 C 810 D 650

X Cho dung dịch NaOH vào dung dịch X thu được kết tủa V lít là:

0,024 mol

hơi khơng đáng kể