Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm

1. Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm Mở đầu I - lý do chọn đề tài Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, giáo viên bộ môn hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động. Có những phẩm chất thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội có thể hoà hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh lên và đi vào cuộc sống lao động. Trong môn hoá học thì bài tập hoá học có một vai trò cực kỳ quan trọng nó là nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích các hiện tượng các quá trình hoá học, giúp tính toán các đại lượng: Khối lượng, thể tích, số mol Việc giải bài tập sẽ giúp học sinh được củng cố kiến thức lí thuyết đã được học vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm bài. Để giải được bài tập đòi hỏi học sinh không chỉ nắm vững các tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất đã học, nắm vững các công thức tính toán, biết cách tính theo phương trình hóa học và công thức hoá học. Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi theo mô hình đơn giản: Như viết phương trình hoá học, dựa vào các đại lượng bài ra để tính số mol của một chất sau đó theo phương trình hoá học để tính số mol của các chất còn lại từ đó tính được các đại lượng theo yêu cầu của bài . Nhưng đối với nhiều dạng bài tập thì nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứng thì việc giải bài toán của học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn và thường là giải sai như dạng bài tập: Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm Qua giảng dạy tôi thấy rằng đây là một dạng bài tập tương đối khó song nó lại rất quan trọng với học sinh cấp II . tuy nhiên qua thực tế giảng dạy, tôi thấy Nguyễn Đức Thái – THCS Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên
2. Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm một số giáo viên còn xem nhẹ dạng bài tập này vì thế học sinh gặp rất nhiều khó khăn khi gặp phải những bài toán dạng này . Chính vì những lý do trên mà tôi đã chọn đề tài : “Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm’’ II- mục đích và nhiệm vụ của đề tài 1- Mục đích: - Nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy- học hoá học - Giúp cho học sinh nắm chắc được bản chất của các bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm từ đó rèn kỹ năng giải bài tập nói chung và bài tập dạng này nói riêng - Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập đặc biệt là trong giải bài tập hoá học - Là tài liệu rất cần thiết cho việc ôn học sinh giỏi khối 9 và giúp giáo viên hệ thống hoá được kiến thức, phương pháp dạy học. 2- Nhiệm vụ: - Nghiên cứu cơ sở lí thuyết, bản chất của phản ứng: oxit axit với dung dịch kiềm của kim loại hoá trị I - Nghiên cứu cơ sở lí thuyết , bản chất của phản ứng: oxit axit với dung dịch kiềm của kim loại hoá trị II - Xây dựng các cách giải với bài tập dạng: oxit axit với dung dịch kiềm - Các dạng bài tập định lượng minh hoạ - Một số bài tập định tính minh hoạ III – Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành tốt đề tài này tôi đã sử tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như: - Phân tích lý thuyết, điều tra cơ bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm và sử dụng một số phương pháp thống kê toán học trong việc phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm v.v . - Nghiên cứu kỹ sách giáo khoa lớp 9 và các sách nâng cao về phương pháp giải bài tập tham khảo các tài liệu đã được biên soạn và phân tích hệ thống các dạng bài toán hoá học theo nội dung đã đề ra. Nguyễn Đức Thái – THCS Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên 2
3. Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm - Đỳc rút kinh nghiệm của bản thân trong quá trình dạy học. - áp dụng đề tài vào chương trình giảng dạy đối với học sinh lớp 9 đại trà và ôn thi học sinh giỏi - Tham khảo, học hỏi kinh nghiệm của một số đồng nghiệp . Chương I: Tổng quan I- Cơ sở lí luận. Như chúng ta đã biết để giải được một bài toán hoá học tính theo phương trình hoá học thì bước đầu tiên học sinh phải viết được chính xác phương trình hoá học rồi mới tính đến việc làm tới các bước tiếp theo và nếu viết phương trình sai thì việc tính toán của học sinh trở lên vô nghĩa. Đối với dạng bài tập: Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm thì để viết được phương trình hoá học chính xác, học sinh phải hiểu được bản chất của phản ứng nghĩa là phản ứng diễn ra theo cơ chế nào. Khi một oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm thì có thể tạo ra muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp cả hai muối. điều khó đối với học sinh là phải biết xác định xem phản ứng xảy ra thì tạo ra những sản phẩm nào, từ đó mới viết được phương trình hoá học chính xác. Mặt khác kỹ năng giải toán hoá học chỉ được hình thành khi học sinh nắm vững lý thuyết, nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của chất, biết vận dụng kiến thức vào giải bài tập. Học sinh phải hình thành được một mô hình giải toán, các bước để giải một bài toán, kèm theo đó là phải hình thành ở học sinh thói quen phân tích đề bài và định hướng được cách làm đây là một kỹ năng rất quan trọng đối với việc giải một bài toán hóa học. Do đó để hình thành được kỹ năng giải toán dạng oxitaxit phản ứng với dung dịch kiềm thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản chất của phản ứng thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một mô hình giải (các cách giải ứng với từng trường hợp ) bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài. Chính vì vậy việc cung cấp cho học sinh các cách giải bài toán oxitaxit phản ứng với dung dịch kiềm đặc biệt là xây dựng cho học sinh mô hình để giải bài toán và các kỹ năng phân tích đề giúp học định hướng đúng khi làm Nguyễn Đức Thái – THCS Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên 3
4. Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm bài tập là điều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học khi học tập hoá học nói riêng và các môn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng trong giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh. II- Phân tích thực trạng của đề tài 1- Điểm mới của đề tài - Học sinh nắm được bản chất của phản ứng nên các em cảm thấy dễ hiểu, hiểu sâu sắc vấn đề giải thích được nguyên nhân dẫn đến các trường hợp của bài toán - có thể áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh khối cấp 2: với học sinh đại trà, áp dụng với các đối tượng học sinh khá giỏi. - Tài liệu này có thể giúp ôn học sinh giỏi khối lớp 9, dùng cho các học sinh khối trung học phổ thông hoặc giáo viên có thể tham khảo. 2- Điểm hạn chế của đề tài - Đề tài khó áp dụng vào việc giảng dạy trực tiếp trên lớp mà chủ yếu áp dụng vào việc bồi phụ học sinh ngoài giờ hoặc bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi. - đề tài chỉ đề cập một số phương phương pháp giải cơ bản chưa mở rộng được các phương pháp giải nhanh. chương II – Nội dung I – Cơ sở lý thuyết 1- Khi cho oxit axit(CO2,SO2 )vào dung dịch kiềm hoá trị I( NaOH, KOH ) có các trường hợp sau xảy ra: * Trường hợp 1: Khi cho CO2,SO2 vào dung dịch NaOH, KOH (Dung dịch kiềm) dư ta có một sản phẩm là muối trung hoà + H2O ). n n (CO2 , SO2 ) < ( NaOH, KOH) Phương trình: CO2 + 2NaOH dư  Na2CO3 + H2O SO2 + 2KOH dư  K2SO3 + H2O * Trường hợp 2: Nguyễn Đức Thái – THCS Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên 4
5. Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm Khi cho CO2, SO2 dư vào dung dịch NaOH, dung dịch KOH thì sản phẩm thu được là muối axit duy nhất. Tức là: n n ( CO2, SO2 ) > ( NaOH, KOH ) Phương trình: CO2 + NaOH  NaHCO3 Hoặc cách viết: CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O. Vì CO2 dư nên CO2 tiếp tục phản ứng với muối tạo thành: CO2 + Na2CO3 + H2O  2NaHCO3 . * Trường hợp3: Nếu biết thể tích hoặc khối lượng của oxit axit và dung dịch kiềm thì trước hết ta phải tính số mol của cả 2 chất tham gia rồi lập tỉ số. a, Nếu: n (NaOH,KOH) n ≤ 1 (CO 2 ,SO 2 ) Kết luận: Sản phẩm tạo ra muối axit và CO2 hoặc SO2 còn dư. Phương trình phản ứng:(xảy ra cả 2 phản ứng) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O. (1) CO2 + Na2CO3 hết + H2O  2NaHCO3. (2) b, Nếu: n (NaOH,KOH) n ≥ 2 ( không quá 2,5 lần) (CO 2 ,SO 2 ) Kết luận:Sản phẩm tạo ra muối trung hoà do nNaOH, nKOH dư. Phương trình phản ứng:(chỉ xảy ra 1 phản ứng). CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O. (1) c, Nếu: Nguyễn Đức Thái – THCS Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên 5
6. Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm n (NaOH,KOH) 1 < n < 2 (CO 2 ,SO 2 ) Kết luận :Sản phẩm tạo ra là hỗn hợp hai muối:Muối axit và muối trung hoà . Phương trình phản ứng Ví dụ: CO2 + NaOH  NaHCO3 (I) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O. Hoặc cách viết: CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O. CO2 + Na2CO3 + H2O  2NaHCO3. (II) Hoặc: CO2 + NaOH  NaHCO3 NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O (III) Nhận xét : - Trong cách viết phản ứng (II) ta viết phản ứng tạo thành Na2CO3 trước, sau đó dư CO2 mới tạo thành muối axit. - Cách này là đúng nhất vì lúc đầu lượng CO2 sục vào còn rất ít, NaOHdư do đó phải tạo thành muối trung hoà trước. - Cách viết (I) và (III) nếu như giải bài tập sẽ vẫn ra cùng kết quả như cách viết (II),nhưng bản chất hoá học không đúng.Ví dụ khi sục khí CO2 vào nước vôi trong, đầu tiên ta thấy tạo thành kết tủa và chỉ khi CO2 dư kết tủa mới tan tạo thành dung dịch trong suốt. CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 tan Cách viết (I) chỉ được dùng khi khẳng định tạo thành hỗn hợp hai muối, nghĩa là : n n n CO2 < NaOH < 2 CO2 Hay: n (NaOH,KOH) 1 < n < 2 (CO 2 ,SO 2 ) Nguyễn Đức Thái – THCS Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên 6
7. Phương phỏp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm 2- Khi cho dung dịch kiềm( NaOH, KOH ) tác dụng với P2O5 (H3PO4) Tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol: có thể có nhiều trường hợp xảy ra: n NaOH n = T (*) H 3 PO4 Do ta có tỉ lệ (*) vì khi cho P2O5 vào dung dịch KOH, dung dịch NaOH thì P2O5 sẽ phản ứng trước với H2O. PT: P2O5 + 3 H2O  2 H3PO4 Nếu: T ≤ 1 thì sản phẩm là: NaH2PO4 PT: NaOH + H3PO4 dư  NaH2PO4 + H2O Nếu: 1 < T < 2 Sản phẩm tạo thành là: NaH2PO4 + Na2HPO4 PT: 3NaOH + 2H3PO4 dư  NaH2PO4 + Na2HPO4 + 3H2O. Nếu: T = 2 thì sản phẩm tạo thành là Na2HPO4 PT: 2NaOH + H3PO4  Na2HPO4 + 2H2O. Nếu: 2<T < 3.Sản phẩm tạo thành là hỗn hợp hai muối: Na2HPO4 và Na3PO4. PT: 5NaOH + 2H3PO4  Na3PO4 + Na2HPO4 + 5H2O. Nếu: T ≥ 3 thì sản phẩm tạo thành là: Na3PO4 và NaOH dư PT: 3NaOH + H3PO4  Na3PO4 + 3H2O. 3- Cho oxit axit (SO2 , CO2 ) vào dung dịch kiềm hoá trị II (Ca(OH)2, Ba(OH)2 ) *Trường hợp 1: Nếu đề bài cho CO2, SO2 vào dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2dư thì sản phẩm tạo ra là muối trung hoà và H2O. Phương trình phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 dư  CaCO3 + H2O (phản ứng này dùng để nhận biết ra khí CO2) *Trường hợp 2: Nếu đề bài cho CO2, SO2 từ từ vào dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 đến dư cho sản phẩm duy nhất là muối axit. Nguyễn Đức Thái – THCS Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên 7