Sáng kiến kinh nghiệm Hướng dẫn học sinh cách giải quyết tốt nhất cho một số dạng bài tập có nhiều trường hợp phản ứng xảy ra

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Hướng dẫn học sinh cách giải quyết tốt nhất cho một số dạng bài tập có nhiều trường hợp phản ứng xảy ra

1. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm I. Lí do chọn đề tài Hiện nay, với định hướng đầu tư cho giáo dục là "đầu tư cho sự phát triển" thì ngành giáo dục đã không ngừng phát triển về mọi mặt với mục tiêu và phương châm ngày càng nâng cao chất lượng dạy và học. Vì vậy, ngành giáo dục đã luôn luôn có sự đổi mới, tích lũy, cải tiến phương pháp dạy học cho phù hợp với yêu cầu phát triển của đất nước. Để nâng cao chất lượng dạy và học đòi hỏi người giáo viên phải tự trau dồi kiến thức, có phương pháp truyền đạt cho học sinh khối lượng kiến thức cơ bản, đầy đủ và sâu sắc, biết vận dụng sáng tạo vào giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn đề ra. Bộ môn hóa học giữ một vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển trí dục cho học sinh. Mục đích của môn học là giúp học sinh hiểu đúng đắn và hoàn chỉnh những tri thức, hiểu biết thế giới và thông qua những tri thức đó giúp học sinh phát triển tư duy. Đặc biệt là với học sinh THPT, kiến thức hoa học đã nhiều hơn, tổng hợp hơn, học sinh phải gặp những vấn đề phức tạp trong hoá học. Vì vậy rất nhiều học sinh đã chán nản, cảm thấy khó khăn khi gặp các dạng bài tập như vậy. Do đó, khi giảng dạy tôi thường tổng kết một số dạng bài về một vấn đề nào đó để giúp các em hiểu rõ bản chất và có hướng giải quyết nhanh nhất. Một trong các vấn đề tôi quan tâm đó là các dạng bài tập có nhiều trường hợp xảy ra phản ứng cho các sản phẩm khác nhau. Chính vì vậy, tôi đã lựa chọn đề tài “ Hướng dẫn học sinh cách giải quyết tốt nhất cho một số dạng bài tập có nhiều trường hợp phản ứng xảy ra”. Tôi hi vọng với việc áp dụng đề tài này giúp cho học sinh thấy dễ dàng tiếp cận với các bài tập hoá học hơn, và qua đó sẽ ngày càng hứng thú với bộ môn này II. nội dung đề tài II.1. Các dạng bài : Dạng 1. Bazơ + đa axit ( oxit bazơ +đa axit Nguyễn Thị Điểu trang 1/17
2. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ( dd bazơ + oxit axit của các đa axit) VD: + Cho NaOH + H3PO4 +Sục CO2 vào các dd kiềm + Cho P2O5 , H3PO4+ dd kiềm + Cho CaO, Ca(OH)2, Na2O + dd H3PO4 Dạng 2. Cho dd kiềm vào muối của kim loại có hiđroxit lưỡng tính VD: Cho dd NaOH vào dd muối Al3+ hoặc Zn2+ Dạng 3. Dung dịch axit + muối của hiđroxit có tính lưỡng tính VD: Cho dd HCl và dd NaAlO2 ( Natri aluminat) Dạng 4. dd NH3 vào các dung dịch muối có khả năng tạo phức VD: Cho dd NH3 vào dd ZnSO4 II.2. Hướng giải quyết: Các phản ứng trên thường có 2 cách viết phản ứng: Theo kiểu nối tiếp và kiểu song song Dạng viết theo kiểu nối tiếp: Sản phẩm phản ứng (1) lại tiếp tục phản ứng ở phản ứng (2) Dạng viết theo kiểu song song: Chỉ quan tâm đến sản phẩm cuối cùng. Xét 2 phản ứng diễn ra đồng thời,, độc lập với nhau Dạng 1: a. Phản ứng kiểu: CO2, SO2, H2S vào dung dịch kiềm Viết theo kiểu nối tiếp: VD1: Khi sục CO2 vào dd Ca(OH)2: CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 + H2O CO2 + CaCO3 ↓+ H2O → Ca(HCO3)2 Cách viết này nêu rõ bản chất của phản ứng, dùng để giải thích hiện tượng xảy ra khi cho từ từ các dung dịch tác dụng với nhau. Ví dụ, học sinh sẽ nêu được hiện tượng xảy ra khi sục CO2 từ từ vào dung dịch nước vôi trong là: xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần Viết theo kiểu song song: CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 + H2O Nguyễn Thị Điểu trang 2/17
3. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm - - Tổng quát: CO2 + OH HCO3 - 2- CO2 + 2OH CO3 + H2O - Học sinh dựa vào tỉ lệ số mol OH /CO2 để xác định sản phẩm. Có 3 trường OH hợp xảy ra :đặt T = CO2 - Nếu T ≤ 1 : phản ứng chỉ tạo HCO3 - ( Nếu T 2: Tạo CO3 và dư OH ) - 2- Nếu 1 2 sản phẩm phản ứng là Na 2CO3, dư NaOH. nCO2 0,2 Chọn phương án C BTAD 2. Sục 4,48 lít (đktc) CO2 vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,5M và Ca(OH)2 1M thu được m (g) kết tủa. Tìm giá trị của m. Giải: nOH- = 0,3 mol; nCO2= 0,2 mol. Vì T=1,5. Học sinh xác định ngay được muối tạo ra. - - Các phản ứng xảy ra: CO2 + OH HCO3 (1) x x x - 2- CO2 + 2OH CO3 + H2O (2) y 2y y Nguyễn Thị Điểu trang 3/17
4. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm 2+ 2- Ca + CO3 CaCO3 (3) 0,1 y Có hệ: x+ y = 0,2 x+ 2y = 0,25 . Giải hệ: x=0,15; y= 0,05 mol. 2- Theo (3) nCaCO3= nCO3 = 0,05 mol m kết tủa = 0.05.100=5 g BTAD 3. Sục a mol CO2 vào dung dịch chứa b mol Ca(OH)2, tỉ lệ a/b như thế nào thì thu được kết tủa? A. 2 B. ≥2 C.≤2 D. 1 CO2 2b a nOH-= 2b >1 <2. Vậy chọn đáp án D a b BTAD 4. Khi cho 0,02 hoặc 0,04 mol CO2 hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH)2 thì lượng kết tủa thu được đều như nhau. Số mol Ba(OH)2 có trong dung dịch là: A. 0,01 B. 0,02 C. 0,03 D. 0,04 Giải: Cách 1: Sử dụng phương pháp viết song song: CO2 + Ba(OH)2 →BaCO3 + H2O (1) 0,02 0,02 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (2) 0,02 0,01 Vì lượng kết tủa sinh ra ở 2 lần TN như nhau nên có thể coi lượng CO2 thêm vào 0,04-0,02= 0,02 chỉ dành cho phản ứng (2). Vậy tổng số mol Ba(OH)2 là: 0,02+ 0,01= 0,03 mol. Chọn phương án C Cách 2: Sử dụng phương pháp viết nối tiếp: Vì cho 0,02 hoặc 0,04 mol CO2 tác dụng Với Ba(OH)2 đều thu được lượng kêt tủa như nhau, nên khi cho cho 0,02 mol CO 2 vào Ba(OH)2 thì Ba(OH)2 dư chỉ xảy ra phản ứng (1) CO2 + Ba(OH)2 dư →BaCO3 + H2O (1) Nguyễn Thị Điểu trang 4/17
5. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm 0,02 0,02 Có thể coi lượng CO2 thêm vào 0,02 mol vừa tạo kết tủa vừa hoà tan kết tủa CO2 + Ba(OH)2 →BaCO3 + H2O (1’) x x x CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 (2) x x Theo (1’), (2) tổng số mol CO2 thêm vào x+ x= 0,02 mol → x=0,01 Vậy tổng số mol Ba(OH)2 có trong dung dịch ở phương trình (1), (1’) là 0,02+0,01=0,03 mol. Chọn đáp án C BTAD 5. Sục 9,52 lít CO2(đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp ( NaOH 0,25M, Ba(OH)2 1,5M. KOH 0,25M). Kết thúc phản ứng thu được m gam kết tủa. Trị số của m là: A. 14,775g B. 54,175 g C. 59,1 g D. 49,25g Giải: nCO2= 0,425 mol nOH-= 0,2 + 2.1.0,2 + 0,5.0,2= 0,7 mol Xét 1<T= 0,7/0,425 <2 xảy ra các phản ứng : - - CO2 + OH HCO3 x x x - 2- CO2 + 2OH CO3 + H2O y 2y y 2+ 2- Ba + CO3 BaCO3 Ta có hệ : x+ y= 0,425 x+ 2y= 0,7 x=0,15 mol ; y= 0,275 mol nBa2+ = 0,3 mol ; nCO32-= 0,275 mol nBaCO3= 0,275 mol m= 0,275.197= 54,175 g. Chọn phương án B b. Khi cho dd NaOH, Ca(OH)2 vào H3PO4 hoặc n Na2O vào dd H3PO4 hoặc nOH P2O5 vào dd kiềm. Có 5 trường hợp xảy ra: Đặt T= nH3PO4 - Nếu : T≤ 1 : Chỉ tạo H2PO4 - 2- Nếu : 1<T<2 : Tạo hỗn hợp 2 muối H2PO4 và HPO4 ; Nguyễn Thị Điểu trang 5/17
6. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm 2- Nếu T= 2 : chỉ tạo HPO4 ; 2- 3- Nếu 2<T<3 : tạo hỗn hợp 2 muối HPO4 và PO4 ; 3- Nếu T≥ 3 : chỉ tạo muối PO4 ; ưu điểm của phương pháp này là học sinh có thẻ xác định nhanh sản phẩm - của phản ứng. Nếu đề bài cho Na2O thì qui về số mol OH bằng cách Na2O 2NaOH. Nếu đề bài cho P2O5 vào dd kiềm thì qui P2O5 2H3PO4 Một số bài tập áp dụng: BTAD 6. Cho 4 g NaOH vào 75 ml dung dịch H3PO4 1M. Tính khối lượng từng muối thu được nNaOH= nOH-= 0,1 mol nOH 0,1 nH3PO4= 0,075 mol ; T= = 1<T<2. Các phản ứng xảy ra là: nH3PO4 0,075 H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O x x x H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 +2H2O y 2y y Có hệ : x+ y= 0,075 x+ 2y = 0,1 y= 0,025 ; x=0,05. Khối lượng NaH2PO4 là 0,05.120=6 g. Khối lượng Na2HPO4 là 0,025. 142=3,55 g. BTAD 7. Cho 1,42 g P2O5 vào 450 ml dung dịch KOH 0,1M thu được dung dịch X. Dung dịch X có các chất tan sau : A. KH2PO4 và K2HPO4 ; B. K2HPO4 và K3PO4 ; C. KH2PO4 và H3PO4 ; D. K3PO4 và KOH ; Giải: n P2O5 = 0,01 mol n H3PO4 = 0,02 mol 2- 3- nKOH = 0,045 mol T= 2,25. Vậy sản phẩm gồm 2 muối HPO4 và PO4 đáp án B đúng. BTAD 8. Cho 1,395 g Na2O vào 100 ml dung dịch H3PO4 0,1M thu được dung dich X. Tính khối lượng chất tan có trong dung dịch X. A. 1,64g B. 2,24 g C. 3 g D. 2,5 g Nguyễn Thị Điểu trang 6/17
7. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm n Na2O = 0,0225 mol n NaOH= 0,045 mol nH3PO4 = 0,01mol T=0,045/0,01= 4,5> 3. Chỉ tạo muối Na3PO4, dư NaOH H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 +3H2O 0,01 0,03 0,01 Dư 0 0,015 0,01. Dung dịch X gồm : Na3PO4 0,01 mol ; NaOH 0,015 mol M = 0,01.164 + 40.0,015 =2,24 g Dạng 2: Cho dd kiềm vào muối của kim loại có hiđroxit lưỡng tính VD: Cho dd NaOH vào dd muối Al3+ hoặc Zn2+ : Có 3 trường hợp xảy ra Cách 1: viết kiểu nối tiếp: 3+ - 2+ - Al + 3OH Al(OH)3 (1) Zn + 2OH Zn(OH)2 (1) - - - 2- Al(OH)3 + OH AlO2 + 2H2O (2) Zn(OH)2 + 2OH ZnO 2 + 2H2O (2) Học sinh viết từng phản ứng : Nếu OH- dư thì có thêm phản ứng 2. phương pháp viết này tỏ ra ưu thế với những bài tập đơn giản : Tính sản phẩm tạo thành BTAD 9. Cho 5,34 g AlCl3 vào 150 ml dung dịch NaOH 1M. Tính khối lượng kết tủa thu được. nAlCl3 = 0,04 mol; n NaOH= 0,15 mol 3+ - Al + 3OH Al(OH)3 (1) 0,04 0,15 0.04 Dư 0 0,03 0,04 - - Al(OH)3 + OH AlO2 + 2H2O (2) 0,04 0,03 Dư 0,01 0 Khối lượng kết tủa Al(OH)3 là: 0,01.78= 0,78 g Cách 2: Viết kiểu song song: Nguyễn Thị Điểu trang 7/17
8. Trường THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm 3+ - 2+ - Al + 3OH Al(OH)3 Zn + 2OH Zn(OH)2 3+ - - 2+ - 2- Al + 4OH AlO2 + 2H2O Zn + 4OH ZnO2 + 2H2O Nếu dùng phương pháp này học sinh có thể xác định ngay sản phẩm phản nOH ứng : đặt T= nAl3 Nếu T≤ 3: Chỉ tạo Al(OH)3 - Nếu 3<T<4 : Vừa tạo Al(OH)3, vừa có AlO2 - Nếu T≥ 4 : Chỉ tạo AlO2 Cách viết này tỏ ra ưu thế khi chỉ cần xác định sản phẩm BTAD 10. Cho 3,42 g Al2(SO4)3 vào V ml dung dịch gồm NaOH 0,5M và KOH 0,5M. Để không tạo ra kết tủa thì V phải: A. =80 ml B. ≤ 80 ml C. ≥80 ml D. ≥ 40 ml 3+ Giải: nAl2(SO4)3 = 3,42/342=0,01 mol nAl = 0,02 mol nOH- = 0,5V+ 0,5V= V. Để không tạo kết tủa thì T ≥ 4 , tức V≥ 4.0,02=0,08 lít V≥ 80 ml BTAD 11. Hoà tan hết m gam ZnSO4 vào nước được dd X. Cho 110 ml dd KOH 2M vào X, thu được a gam kết tủa. Mặt khỏc, nếu cho 140 ml dd KOH 2M vào X thỡ cũng thu được a gam kết tủa. Giỏ trị của m là A. 20,125. B. 22,540. C. 12,375. D. 17,710. ( Đề thi đại học khối A- 2009) 2+ - Giải: Zn + 2OH Zn(OH)2 0,11 0,22 mol 2+ - 2- Zn + 4OH ZnO2 + 2H2O 0,015 0,06 TN1: nKOH= 0,22 mol TN2: nKOH =0,28 mol. Vì lượng kết tủa thu được ở 2 TN như nhau , nên có thể coi lượng KOH thêm vào 0,28-0,22= 0,06 mol chỉ dành cho phản ứng (2) Tổng số mol ZnSO4 là 0,11+ 0,015 = 0,125 mol m=0,125.161 = 20,125 g Nguyễn Thị Điểu trang 8/17