Phương pháp giải bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm

Dựa trên yêu cầu đó khi dạy học môn Hoá lớp 11 tôi đã giúp HS có phương pháp giải bài tập về khí CO2 tác dụng với dung dịchkiềm theo phương pháp giải toán thông thường và phương pháp đồ

MỤC LỤC

Trang

Mục lục……… 1

Một số từ viết tắt 2 Phần I MỞ ĐẦU 3 1 Lời giới thiệu……… 3

2 Tên sáng kiến:……… 3

3 Tác giả sáng kiến:……… 3

4 Chủ đầu tư sáng kiến………. 3

5 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến……… 3

6 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử……… 3

7 Mô tả bản chất của sáng kiến: ……… 3

PHẦN II: NỘI DUNG 4 I Lý thuyết cần nhớ 4 I.1 Bài toán CO2 tác dụng với NaOH, KOH ……… 4

I.2 Bài toán CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2……… 4

I.3 Bài toán CO2 tác dụng với hỗn hợp kiềm NaOH, Ca(OH)2……… 5

II BÀI TẬP MINH HOẠ II.1 Bài toán CO2 tác dụng với NaOH, KOH……… 5

II.1.1: Lập được tỉ lệ T……… 5

II.1.2: Không lập được tỉ lệ T……… 6

II.2 Bài toán CO2 tác dụng với Ca(OH)2, Ba(OH)2……… 7

II.2.1: Lập được tỉ lệ T……… 7

II.2.2: Không lập được tỉ lệ T……… 9

II.2.3: Phương pháp đồ thị……… 10

II.3 Bài toán CO2 tác dụng với hỗn hợp kiềm NaOH, Ca(OH)2……… 13

II.3.1: Lập được tỉ lệ T……… 13

II.3.2: Không lập được tỉ lệ T……… 13

II.3.3: Phương pháp đồ thị……… 14

1 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:………. 21

3 Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng thử hoặc áp

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

Phần I: MỞ ĐẦU

1 Lời giới thiệu

Đào tạo thế hệ trẻ trở thành những người năng động sáng tạo, độc lập tiếp thutri thức là một vấn đề mà nhiều nhà giáo dục đã và đang quan tâm trong giai đoạn lịch

sử hiện nay Đổi mới phương pháp dạy học được hiểu là tổ chức các hoạt động tíchcực cho người học Từ đó khơi dậy và thúc đẩy lòng ham muốn, phát triển nhu cầutìm tòi, khám phá, chiếm lĩnh trong tự thân của người học từ đó phát triển, phát huykhả năng tự học của họ Trước vấn đề đó người giáo viên cần phải không ngừng tìmtòi khám phá, khai thác, xây dựng hoạt động, vận dụng, sử dụng phối hợp các phươngpháp dạy học trong các giờ học sao cho phù hợp với từng kiểu bài, từng đối tượnghọc sinh, xây dựng cho học sinh một hướng tư duy chủ động, sáng tạo

Hiện nay, hình thức thi trắc nghiệm đang được thực hiện phổ biến, rộng rãitrên toàn quốc trong các môn học Muốn làm nhanh bài trắc nghiệm thì HS phải cóphương pháp giải nhanh các bài toán Dựa trên yêu cầu đó khi dạy học môn Hoá lớp

11 tôi đã giúp HS có phương pháp giải bài tập về khí CO2 tác dụng với dung dịchkiềm theo phương pháp giải toán thông thường và phương pháp đồ thị

2 Tên đề tài "Phương pháp giải bài tập CO 2 tác dụng với dung dịch kiềm"

3 Tác giả sáng kiến:

- Họ và tên: Ngô Thị Hiền

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THPT Sông Lô – Vĩnh Phúc

- Số điện thoại: 0983.495.914

E_mail: ngothihiengvc.3songlo@vinhphuc.edu.vn

4 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Ngô Thị Hiền

5 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Hoá lớp 11

6 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: 01/10/2016

7 Mô tả bản chất của sáng kiến:

Phần II: NỘI DUNG

I Lý thuyết cần nhớ

I.1 Bài toán CO 2 tác dụng với NaOH, KOH

Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch KOH, NaOH có thể xảy ra các phản ứng sau:

Trường hợp 1: Biết số mol các chất tham gia phản ứng

Khi bài toán cho biết số mol NaOH và CO2 tham gia phản ứng thì trước tiên phải lập

NaOH CO

n T n



Sau đó kết luận phản ứng xảy ra và tính toán theo dữ kiện bàitoán

Nếu T  1: Chỉ xảy ra phản ứng (1), muối thu được chỉ có NaHCO3

Nếu 1 < T < 2: Xảy ra cả phản ứng (1) và (2), sản phẩm thu được có 2 muối làNaHCO3 và Na2CO3

Nếu T  2: Chỉ xảy ra phản ứng (2), muối thu được chỉ có Na2CO3

(1) 1 (1) và (2) 2 (2)

T

NaHCO3 NaHCO3 + Na2CO3 Na2CO3

Chú ý: Khi T < 1 thì CO2 còn dư, NaOH phản ứng hết

Khi 1  T  2 : Các chất tham gia phản ứng đều hếtKhi T > 2: NaOH còn dư, CO2 phản ứng hết

Trường hợp 2: Khi chưa biết số mol các chất tham gia phản ứng

Khi chưa biết số mol các chất tham gia phản ứng thì phải viết cả 2 phản ứng sau đóđặt số mol của từng muối, tính toán số mol các chất trong phương trình phản ứng và tínhtoán

I.2 Bài toán CO 2 tác dụng với dung dịch Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2

Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 có thể xảy ra các phản ứngsau:

Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2 (1)

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (2)

Trường hợp 1: Biết số mol các chất tham gia phản ứng

Khi biết số mol CO2 và Ca(OH)2 thì trước tiên phải lập tỉ lệ 2

OH CO

n T n



Sau đó kết luận

phản ứng xảy ra và tính toán theo dữ kiện bài toán tương tự như với bài toán kiềm 1 lầnkiềm

Trưòng hợp 2 Khi chưa biết số mol các chất tham gia phản ứng

Với bài toán dạng này thường cho biết trước số mol của CO2 hoặc Ca(OH)2 và số molCaCO3 Khi giải phải viết cả 2 phản ứng và biện luận từng trường hợp

TH1: Chỉ xảy ra phản ứng tạo kết tủa, n CO2 = n Ba OH( ) 2pu = n

TH2: Xảy ra cả 2 phản ứng tạo muối trung hoà (kết tủa) và muối axit n CO2 = 2

I.3 Bài toán CO 2 tác dụng với hỗn hợp kiềm NaOH, Ca(OH) 2

Khi giả bài toán này phải sử dụng phương trình ion Các phản ứng xảy ra:

Trường hợp 1: Biết số mol các chất tham gia phản ứng

Khi biết số mol CO2 và NaOH, Ca(OH)2 thì trước tiên phải lập tỉ lệ 2

OH CO

n T n



Sau đó

kết luận phản ứng xảy ra và tính toán theo dữ kiện bài toán tương tự như với bài toánkiềm 1 lần kiềm

Trường hợp 2 Khi chưa biết số mol các chất tham gia phản ứng

Với bài toán dạng này thường cho biết trước số mol của CO2 hoặc kiềm và số mol kếttủa Khi giải phải viết cả 3 phản ứng và biện luận từng trường hợp

TH1: OH- dư, chỉ xảy ra phản ứng (2) và (3) Khi đó -

n = n - n

TH2: OH – và CO2 đều hết, xảy ra cả 3 phản ứng (1), (2) và (3), -

n = n - n

Lưu ý: Khi tính kết tủa phải so sánh số mol CO32

II BÀI TẬP MINH HOẠ

II.1 Bài toán CO 2 tác dụng với NaOH, KOH

II.1.1: Lập được tỉ lệ T

Bài 1 Cho 5,6 lít CO2 (đkc) đi qua 164ml dd NaOH 20%(d = 1,22g/ml) thu được dd X

Cô cạn dd X thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?

Hướng dẫn:

nNaOH/nCO2 = 4 nên tạo muối trung hoà, NaOH dư 0,5mol

mc.r = m muối + m NaOH dư = 46,5g

Bài 2 Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2(đktc) vào dd chứa 16g NaOH thu được dungdịch X Tính khối lượng muối tan trong dd X

nNaOH/nCO2 = 2 nên phản ứng tạo muối trung hoà

II.1.2: Không lập được tỉ lệ T

Bài 1 Hấp thụ hoàn toàn 15,68 lít khí CO2( đktc) vào 500 ml dd NaOH có nồng độ Cmol/lít Sau phản ứng thu được 65,4 gam muối Tìm C

Bài 3 Sục 0,336 lít CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M thu được m gam kếttủa Tính m và nồng độ các chất trong dung dịch sau phản ứng (giả thiết thể tích dungdịch không đổi trong quá trình phản ứng).

II.2.2: Không lập được tỉ lệ T

Bài 1 Sục từ từ V lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch Ca(OH)2 1M thu được 15gam kết tủa Tìm V

Hướng dẫn:

TH1: Chỉ xảy ra phản ứng tạo kết tủa, nCO2 = n Ca(OH)2pư = n k.tủa = 0.15mol V= 3,36L

TH2: Xảy ra cả 2 phản ứng tạo muối trung hoà (kết tủa) và muối axit

nCO2=2 n Ca(OH)2pư - n k.tủa = 0,25mol V= 5,6L

Bài 2 Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO2 ( đktc ) vào 2,5 lit dung dịch Ba(OH)2 b mol/l,thu được 15,76 gam kết tủa Tìm b

Hướng dẫn:

nCO2 > n k.tủa nên xảy ra 2 phản ứng

n Ba(OH)2pư = (nCO2 + n k.tủa )/2 = 0,1mol

C = 0,04M

Bài 3 Dẫn từ từ 112cm3 khí CO2 ( đktc ) qua 200 ml dung dịch nước vôi trong nồng độ amol/l thì thấy không có khí thoát ra và thu được 0,1 gam kết tủa trắng Tìm a

Hướng dẫn:

nCO2 > n k.tủa nên xảy ra 2 phản ứng

n Ca(OH)2pư = (nCO2 + n k.tủa )/2 = 0,003 mol

C = 0,015M

Bài 4 Sục 0,336 lít khí CO2 vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 a mol/l thu được 1 gam kết tủa.Tính a.

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, được

TH2: Xảy ra phản ứng tạo 2 muối

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, được

II.2.3 Phương pháp đồ thị

Dáng của đồ thị: Hình chữ V ngược đối xứng

Tọa độ các điểm quan trọng

Bài 1: Sục từ từ đến dư CO2 vào dung

dịch Ca(OH)2 Kết quả thí nghiệm được

biểu diễn trên đồ thị như hình bên Giá trị

Bài 2: Sục từ từ đến dư CO2 vào một cốc đựng dung dịch

Ca(OH)2 KQ thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như

hình bên Khi lượng CO2 đã sục vào dung dịch là 0,85

mol thì lượng kết tủa đã xuất hiện là m gam Giá trị của

+ Từ đồ thị(hình 1)  a = 0,3 mol

+ Dễ thấy kết tủa cực đại = 0,3 + (1 – 0,3): 2 = 0,65 mol

+ Từ kết quả trên ta vẽ lại đồ thị(hình 2): Từ đồ thị này

suy ra khi CO2 = 0,85 mol  x = 1,3 – 0,85 = 0,45 mol

 m = 45 gam.

VD3: Sục CO2 vào 200 gam dung dịch Ca(OH)2 ta

có kết quả theo đồ thị như hình bên Tính C% của

chất tan trong dung dịch sau pư?

Bài 4 Sục 0,336 lít khí CO2 vào 2 lít dung

dịch Ca(OH)2 a mol/l thu được 1 gam kết tủa

Bài 5 Sục V lít khí CO2 (đktc) vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M thu được 1 gam kếttủa Tính V.

nOH/nCO2 >1 nên phản ứng tạo 2 muối

n k.tủa = nCO32- = 0,05mol

m k.tủa = 9,85 g

Bài 2 Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH0,06M và Ba(OH)2 0,12M thu được m gam kết tủa Tìm m

Hướng dẫn:

nOH/nCO2 = 1,5 nên phản ứng tạo 2 muối

n k.tủa = nCO32- = 0,01mol

m k.tủa = 1,97 g

II.3.2: Không tìm được T

Bài 1 Hấp thụ hoàn toàn V lít khí CO2 (ở đktc) vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồmKOH 1M và Ca(OH)2 0,25M sinh ra 2,5 gam kết tủa Tìm V

Hướng dẫn:

n k.tủa = nCO32- = 0,025< n Ca2+ = 0,05 nên OH – và CO2 đều hết

Khi đó nCO2 = nOH - nCO32- = 0,125mol

V = 2,8 L

Bài 2 Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO2 (ở đktc) vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồmKOH 1M và Ca(OH)2 aM sinh ra 2,5 gam kết tủa Tìm a

Hướng dẫn:

nCO2= 0,1 > n k.tủa = 0,025 nên OH – và CO2 đều hết

Khi đó nCO2 = nOH - n k.tủa = 0,1mol

nOH = 0,125 mol

nCa(OH)2 = 0,0125mol

a= 0,125M

II.3.3 Phương pháp đồ thị

Dáng của đồ thị: Hình thang cân

Tọa độ các điểm quan trọng

Bài 1: Sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch chứa 0,1 mol NaOH và 0,15 mol Ca(OH)2

KQ thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như hình dưới Tính x, y, z, t?

nCO2

nCaCO3

t z

+ Từ đồ thị và số mol của các ion ta suy ra:

 x = kết tủa cực đại = 0,15 mol

 y = x = 0,15 mol

 t – z = y  0,4 – z = 0,15  z = 0,25 mol

Bài 2: Sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp

gồm Ca(OH)2 và KOH ta quan sát hiện

tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính

theo đơn vị mol) Giá trị của x là

Bài 4: Khi sục từ từ đến dư CO2 vào

dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH và

b mol Ca(OH)2, kết quả thí nghiệm được

biểu diễn trên đồ thị bên Tỉ lệ a : b là:

2

n = 5/24.0,12 = 0,025 (mol); n = 0,3.0,12 = 0,036 (mol); n   (mol)

a) Từ đồ thị nhận thấy kết tủa max khi nBaCO 3

Bài 6 Hấp thụ hết V lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch

X Cho vào dung dịch X 100 ml dung dịch Ba(OH)2 1M thu được 13,79 gam kết tủa.Tính V

Hướng dẫn:

III BÀI TẬP TỰ GIẢI

Câu 1: Hấp thụ toàn bộ x mol CO2 vào dung dịch chứa 0,03 mol Ba(OH)2 thì thu được3,94 gam kết tủa Giá trị của x là?

A 0,02mol hoặc 0,04 mol B 0,02mol hoặc 0,05 mol

C 0,01mol hoặc 0,03 mol D 0,03mol hoặc 0,04 mol

Câu 2 Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn

gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu đượckhí X Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gamkết tủa Giá trị của V là

Câu 3 Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm

NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa Giá trị của m là

A 9,85 B 11,82 C 17,73 D 19,70 Câu 4 Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợpNaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,12M, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

Câu 5 Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thuđược dung dịch X Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol của chất tantrong dung dịch X là

Câu 6 Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 bằng một lượng O2 vừa đủ, thu được khí X Hấpthụ hết X vào 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M và KOH 0,1M, thu được dung dịch Y

và 21,7 gam kết tủa Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa Giá trịcủa m là

Câu 7 Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm

K2CO3 0,2M và KOH x mol/lít, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đượcdung dịch Y Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư), thu được 11,82 gamkết tủa.Giá trị của x là

A 1,6 B 1,2 C 1,0 D 1,4 Câu 8: Cho 28 gam hỗn hợp X gồm CO2 và SO2 (tỉ khối hơi so với oxi là 1,75) lội chậmqua 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,7M và Ba(OH)2 0,4M Sau khi các phảnứng kết thúc, thì thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

A 41,80 gam B 54,25 gam C 52,25 gam D 49,25 gam Câu 9: Cho V lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch hỗn hợpKOH 1M và Ba(OH)2 0,75M thu được 27,58 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V là

A 6,272 lít B 8,064 lít C 8,512 lít D 2,688 lít.

Câu 10: Cho 8,96 lít khí CO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch NaOH 2M được dung dịch X.Cho X tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư được a gam kết tủa Nếu cho X tác dụng vớidung dịch CaCl2 dư được b gam kết tủa Giá trị (a – b) bằng

Câu 11: Hấp thu hết CO2 vào dung dịch NaOH được dung dịch A Biết rằng:

- Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A thì phải mất 50 ml dung dịch HCl 1M mớithấy bắt đầu có khí thoát ra

- Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch A được 7,88 gam kết tủa Dung dịch Achứa?

Na2CO3

Câu 12: Hấp thụ hết 0,2 mol CO2 vào 1 lít dung dịch chứa KOH 0,2M và Ca(OH)20,05M thu được kết tủa nặng?

Câu 13: Dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)2 0,1M Hấp thụ 7,84 lít khí

CO2(đktc) vào 1 lít dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu được là?

Câu 14: Cho 5,6 lít hỗn hợp X gồm N2 và CO2 (đktc) đi chậm qua 5 lít dung dịchCa(OH)2 0,02M để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 5 gam kết tủa Tính tỉ khối hơicủa hỗn hợp X so với H2.

Câu 15: Hấp thụ hoàn toàn 11,2 lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH aM

và Ca(OH)2 1M thu được dung dịch X và 10 gam kết tủa Giá trị của a là

Câu 20: Hỗn hợp X gồm Ba và Na Cho 20,12 g hỗn hợp X vào nước dư thu được dung

dịch Y và 4,48 lít H2(đktc) Sục 5,6 lít CO2 (đktc) vào dung dịch Y thì khối lượng kếttủa thu được là:

A 39,4 gam B 63,04gam C 29,55 gam D 23,64 gam Câu 21: Sục từ từ đến dư CO2 vào

dung dịch chứa V lít Ca(OH)2 0,05M

KQ thí nghiệm được biểu diễn trên đồ

thị như hình bên Giá trị của V và x là

Câu 22: Sục CO2 vào 200 gam dung

dịch Ca(OH)2 ta có kết quả theo đồ thị

như hình bên Tính C% của chất tan

trong dung dịch sau pư?

Câu 23: Sục CO2 vào dung dịch

Ba(OH)2 ta có kết quả theo đồ thị như

hình bên Giá trị của x là

Câu 24: Sục CO2 vào dung dịch

Ba(OH)2 ta có kết quả theo đồ thị như

hình bên Giá trị của x là

0,85

Câu 25: Sục CO2 vào dung dịch

Ba(OH)2 ta có kết quả theo đồ thị như

hình bên Giá trị của x là

A 1,8 mol B 2,2 mol

nBaCO3

x 1,5

a 0,5a 0

Phần III : KẾT LUẬN

1 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:

- Nhà trường cần sắp xếp thời gian học tập hợp lí để có thể giới thiệu phương pháp cho

HS áp dụng

- HS cần nắm chắc tính chất về CO2 tác dụng dung dịch kiềm

2 Đánh giá lợi ích thu được

Trong quá trình giảng dạy, tôi đã áp dụng phương pháp như vừa nêu trên, qua một học

kì thực nghiệm giảng dạy, tôi đã thấy có sự chuyển biến rõ rệt ở các HS Các em đã biếtcách làmvà làm nhanh bài tập CO2 tác dụng dung dịch kiềm

Cụ thể qua điểm số

Khảo sát trước khi thực hiện phương pháp: 123 HS khối 11 trong đó có 21 HS yếu

Kết quả khi thực hiện phương pháp: còn 13 HS yếu

3 Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sáng kiến lần đầu

Số

TT Tên tổ chức/cá nhân Địa chỉ áp dụng sáng kiến Phạm vi/Lĩnh vực