- Giáo viên có thể hướng dẫn học sinh nghiên cứu thêm về việc xác định số mol của muối tạo thành trong trường hợp chỉ tạo ra 1 muối.Thông qua đó, kích thích thêm trí tò mò khoa học của c[r]
Trang 1PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA PHẢN ỨNG GIỮA DUNG DỊCH KIỀM VỚI H3PO4 BẰNG SƠ ĐỒ
NGUYỄN HỮU MINH PHÚ
Trường THPT Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang
I Cơ sở lý thuyết:
H3PO4 là một tri axit nên trong dung dịch sẽ luôn tồn tại các cân bằng sau:
H PO ⇔ H+ + H PO2 4
H PO
⇔ H+ + HPO42
2
4
HPO
⇔ H+ + PO43
Trong môi trường kiềm, lượng H+ bị trung hòa bởi OH- nên các cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận Vì vậy ta có thể thay thế các cân bằng trên bởi sơ
đồ sau:
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
Giả sử số mol ban đầu của dung dịch H PO3 4là a mol và số mol OH- cho vào dung dịch H3PO4 là b mol
Theo sơ đồ trên ta có:
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
0 mol a mol 2a mol 3a mol
(Ban đầu chưa phản ứng nên số mol H3PO4 = 0)
So sánh với số mol OH- , ta sẽ có các trường hợp sau:
Nếu b < a : Tạo muối H PO2 4
và H PO3 4 dư Nếu b = a : Tạo muối H PO2 4
Nếu a < b < 2a : Tạo hỗn hợp muối H PO2 4
và HPO42
Nếu a = 2b : Tạo muối HPO42
Nếu 2a < b < 3a : Tạo hỗn hợp muối HPO42
và PO43
Nếu b = 3a : Tạo muối PO43
Trang 2Nếu b > 3a : Tạo muối PO43
và OH- dư Nếu chỉ nhìn vào sơ đồ tổng quát thì đúng là khó khăn hơn giải theo cách lập tỉ
lệ Tuy nhiên, khi giải một bài tập cụ thể sẽ thấy nó không phức tạp lắm đâu Ưu điểm của cách giải này là học sinh không cần phải học thuộc các trường hợp trên, chỉ cần học sinh so sánh xem số mol OH- nằm trong khoảng nào là có thể xác định được sản phẩm tạo thành Ngoài ra, trong trường hợp tạo 2 muối chúng
ta có thể kết hợp với sơ đồ đường chéo để tính được số mol mỗi muối rất nhanh Sau đây, ta hãy xét một số ví dụ minh họa để tìm hiểu rõ hơn về cách giải này
II Các ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Rót dung dịch chứa 11,76 g H PO3 4 vào dung dịch chứa 16,8 g KOH Tính khối lượng của từng muối thu được sau khi cho dung dịch bay hơi đến khô ( Bài tập SGK 11NC trang 66)
Giải
3 4
H PO
n = 0,12 mol ; n KOH = 0,3 mol
Theo sơ đồ:
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
0 0,12 0,24 0,36
Ta thấy: 0,24 < 0,3 < 0,36
Tạo 2 muối HPO42
và PO43
Áp dụng phương pháp đường chéo
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
0 0,12 0,24 0,36
0,3
0,06 0,06
Vậy số mol của HPO42
= 0,06 mol ; Số mol của PO43
là 0,06 mol
2 4 4
K HPO HPO
n n
= 0,06 mol m K HPO2 4= 0,06*174 = 10,44 g
3
3 4 4
K PO PO
n n
= 0,06 mol m K PO3 4= 0,06*212 =12,72 g
Trang 3Ví dụ 2: Cho 200 ml dung dịch H3PO4 0,3 M vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2
0,16 M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, tính khối lượng muối thu được
Giải
3 4
H PO
n = 0,06 mol ; n Ba OH( ) 2= 0,08 mol n OH = 0,16 mol
Theo sơ đồ:
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
0 0,06 0,12 0,18
Ta thấy: 0,12 < 0,16 < 0,18
Tạo 2 muối HPO42
và PO43
Áp dụng phương pháp đường chéo
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
0 0,06 0,12 0,18
0,16
0,02 0,04
Vậy số mol của HPO42
= 0,02 mol ; Số mol của PO43
là 0,04 mol
Ta có:
2
4 4
BaHPO HPO
n n
= 0,02 mol m BaHPO4= 0,02*233 = 4,66 g
3
3 ( 4 2 ) 4
1
2
Ba PO PO
= 0,02 mol m Ba PO3 ( 4 2 ) 0,02*601 = 12,02 g
Ví dụ 3: Cho 100 ml dung dịch H3PO4 0,2 M vào 1 lit dung dịch Ca(OH)2 0,012
M Tính khối lượng muối tạo thành sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn
Giải
3 4
H PO
n = 0,02 mol ; n Ca OH( ) 2= 0,012 mol n OH = 0,024 mol
Theo sơ đồ:
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
0 0,02 0,04 0,06
Ta thấy: 0,02 < 0,024 < 0,04
Trang 4 Tạo 2 muối H PO2 4
và HPO42
Áp dụng phương pháp đường chéo
H PO H PO2 4
HPO42
PO43
0 0,02 0,04 0,06
0,024
0,016 0,004
Vậy số mol của H PO2 4
=0,016 mol Số mol của HPO42
= 0,004 mol
Ta có:
2 4 2 2 4
1
2
Ca H PO H PO
= 0,008 mol m Ca H PO( 2 4 2 )
= 0,008*236 = 1,888 g
2
4 4
CaHPO HPO
n n
= 0,004 mol m CaHPO4= 0,004*136 = 0,544 g Phương pháp này không chỉ áp dụng cho H3PO4 mà còn có thể dùng để giải các dạng bài tập tương tự như CO2, SO2, H2S tác dụng với dung dịch kiềm
Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 448 ml khí CO2(đktc) vào 100 ml dung dịch NaOH 0,5 M Sau phản ứng hoàn toàn, dung dịch thu được chứa chất tan nào ?
Giải
2 0, 02
CO
n mol n NaOH= 0,05 mol n OH = 0,05 mol
Theo sơ đồ:
CO2 HCO3
CO32
0 0,02 0,04
Ta thấy: n OH =0,05 mol > 0,04 mol Dung dịch chứa chất tan: Na2CO3 và NaỌH dư
Ví dụ 5: Hấp thụ hết 672 ml CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2 M Sau phản ứng thu được muối gì ? Khối lượng là bao nhiêu ?
Giải
2 0, 03
CO
n mol n Ba OH( ) 2 0,02 mol n OH = 0,04 mol
Trang 5Theo sơ đồ:
CO2 HCO3
CO32
0 0,03 0,06
Ta thấy: 0,03 < n OH 0,04 < 0,06
Tạo 2 muối: Ca HCO( 3 2 ) và CaCO3
Áp dụng phương pháp đường chéo
CO2 HCO3
CO32
0 0,03 0,06
0,02 0,01
Ta có: n Ca HCO( 3 2 ) = 3
1
2n HCO
=
1 0, 02
2 = 0,01 mol m Ca HCO( 3 2 ) = 0,01.162 = 1,62 g
3
CaCO
n =n CO2
= 0,01 mol m CaCO3= 0,01.100 = 1 g
Ví dụ 6: Dẫn 890 ml khí H2S (đktc) vào 2 lit dung dịch Ca(OH)2 0,02 M Sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch chứa muối gì ?
Giải
2
H S
n = 0,04 mol n Ca OH( ) 2 0,04 mol n OH = 0,08 mol
Theo sơ đồ:
H2S HS
S2
0 0,04 0,08
Ta thấy: n OH = 0,08 mol Dung dịch sau phản ứng chỉ chứa muối CaS
III Kết luận:
- Việc áp dụng phương pháp mới vào thực tiễn sẽ giúp học sinh giải quyết được những vấn đề khó khăn trước đây, làm tăng thêm sự thích thú của các em đối với môn hóa học
- Giáo viên khi giảng dạy về các dạng toán này cũng sẽ nhẹ nhàng hơn trong việc hướng dẫn học sinh cách xác định sản phẩm của phản ứng mà không phải
lo lắng việc học sinh sẽ quên đi kiến thức này
0,04
Trang 6- Giáo viên có thể hướng dẫn học sinh nghiên cứu thêm về việc xác định số mol của muối tạo thành trong trường hợp chỉ tạo ra 1 muối.Thông qua đó, kích thích thêm trí tò mò khoa học của các em
- Phương pháp này không chỉ giới hạn cho học sinh khối 11 Thực ra giáo viên
có thể dạy cho học sinh ngay từ lớp 10, như vậy khi lên lớp 11, 12 giáo chỉ việc nhắc lại là các em có thể vận dụng 1 cách khá linh hoạt để giải bài tập