SKKN Một số kinh nghiệm giải dạng bài tập khi cho khí CO₂ tác dụng với dung dịch bazơ dành cho học sinh khá giỏi Lớp 9

Nội dung text: SKKN Một số kinh nghiệm giải dạng bài tập khi cho khí CO₂ tác dụng với dung dịch bazơ dành cho học sinh khá giỏi Lớp 9

1. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm ĐỀ TÀI MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIẢI DẠNG BÀI TẬP KHI CHO KHÍ CO2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ DÀNH CHO HỌC SINH KHÁ GIỎI LỚP 9 I. Phần mở đầu: 1. Lý do chọn đề tài: Trong hai năm lại đây Mơn Hĩa Học là trong những mơn học mà được Sở GD và Phịng GD đem trở lại thi chọn học sinh giỏi và tỷ lệ học sinh xếp loại mơn Hĩa Học cịn thấp. Vì thế bản thân tơi là một giáo viên được phân cơng giảng dạy mơn Hĩa Học lớp 9 và tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi tơi thường thấy học sinh vận dụng lý thuyết vào làm bài tập chưa thật nhuần nhuyễn, chưa xác định được dạng tốn hoặc từ những dạng bài tập đơn giản phát triển thành những dạng bài tập khĩ hơn thì học sinh thường gặp những sai lầm khơng đáng cĩ nên cách giải thường sĩt đáp án hoặc giải nhầm do đĩ kết quả đạt được chưa cao. Vì vậy tơi mạnh dạn đưa ra đề tài “ Một số kinh nghiệm giải dạng bài tập “khi cho khí CO2 tác dụng với dung dịch bazơ” dành cho học sinh khá giỏi lớp 9” 2. Phạm vi đối tượng nghiên cứu: Một số kinh nghiệm giải dạng bài tập “khi cho khí CO 2 tác dụng với dung dịch bazơ’’ 3. Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu vấn đề này tơi muốn làm rõ các vấn đề sau. -Làm rõ được dạng tốn tổng quát và giúp học sinh nhận ra được dạng tốn. -Vận dụng được dạng tổng quát để giải quyết các bài tập khĩ hơn. -Hình thành cho học sinh kỷ năng giải quyết vấn đề một cách triệt để. -Học sinh sẻ đạt được kết quả cao khi gặp dạng tốn này trong các đề thi. 4. Điểm mới trong kết quả nghiên cứu: Tơi đã phân ra thành từng dạng từ dể đến khĩ và sau khi giải quyết xong tơi đã đưa ra một số bài tập cĩ đáp án để học sinh cĩ thể tham gia giải, rèn luyện kỷ năng tư duy củng như sáng tạo của các em. II . Phần nội dung: 1, Cơ sở lý luận: Trong số các mơn học tự nhiên thì Hĩa Học là mơn khoa học nghiên cứu các chất, sự biến đổi các chất và ứng dụng của nĩ trong đời sống và sản xuất. Nhưng học sinh được tiếp cận mơn học từ lớp 8 nên ban đầu cịn cĩ nhiều bở 1
2. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm ngở, kiến thức lại rất nhiều, đặc biệt việc ứng dụng vào thực tiển cuộc sống. Học sinh thấy khĩ tiếp cận kiến thức vì cảm thấy mới mẻ, nhưng lại khơ khan nên hứng thú học tập trong học sinh rất ít. Học sinh thường khơng nắm vững lý thuyết hoặc nắm vững lý thuyết nhưng vận dụng chúng vào làm bài tập cịn sơ sài chưa được nhuần nhuyễn nên học sinh cĩ tâm lý chán học nhất là đối với học sinh đại trà. Cịn đối với học sinh khá giỏi khi được giáo viên lấy làm đối tượng bồi dưỡng học sinh giỏi thi các cấp thì các em vẫn e ngại và lo lắng hơn so với học các mơn khác như Tốn hay Vật Lý 2. Thực trạng của việc nghiên cứu đề tài 1. Thuận lợi Tơi luơn nhận được sự quan tâm của ban giám hiệu nhà trường, các đồng nghiệp quý bậc phụ huynh cũng như các em học sinh. Trong quá trình cơng tác tơi được phân cơng giảng dạy mơn Hĩa Học 9 trong nhiều năm và thực hiện cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi. Bản thân tơi đúc rút được một số kinh nghiệm giúp tơi khi thực hiện tốt đề tài “ Một số kinh nghiệm giải dạng bài tập khi cho khí CO2 tác dụng với dung dịch kiềm dành cho học sinh khá giỏi lớp 9” 2. Khĩ khăn Mặc dù cĩ những thuận lợi như trên nhưng tơi cũng gặp khơng ít khĩ khăn như mơn Hĩa Học đa số các em chưa thật sự hứng thú tìm hiểu. Đối tượng học sinh của tơi phần lớn là con em nơng thơn việc đầu tư cho học tập chưa cao, chưa đồng đều. Đa số học sinh gặp khĩ khăn khi xác định dạng bài tập và cách giải các dạng bài tập đĩ nên hiệu quả chưa được chưa cao, chưa đạt như yêu cầu của mơn học. Vì vậy đã thơi thúc tơi phải tìm giải pháp và thời gian phù hợp để thực hiện sáng kiến trên, nhằm tạo cho học sinh cĩ hứng thú tìm hiểu về mơn Hĩa Học từ đĩ giúp các em học tốt hơn mơn Hĩa Học. III. Giải quyết vấn đề 1. Trường hợp khi cho khí CO2 tác dụng với dung dịch kiềm MOH Dạng 1: Bài ra cho số mol của CO 2 và số mol của MOH yêu cầu tính khối lượng muối thu được Cách giải -Tính số mol chất đã cho -Lập tỷ lệ số mol các chất : n Đặt: T = MOH n CO2 + Nếu bài tốn cho dd kiềm dư hoặc tính được T ≥ 2 thì cả hai trường hợp này muối tạo thành là muối trung hịa 2
3. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm + Nếu bài tốn cho hấp thụ hết CO 2 bằng một lượng kiềm tối thiểu hoặc tính được T ≤1 thì cả hai trường hợp này muối tạo thành là muối axit + Nếu tính được :1< T < 2 thì trường hợp này tạo ra hai muối -Viết phương trình phản ứng -Tính tốn theo yêu cầu bài ra Bài tập minh họa: Bài tập 1: Cho 6,72 lit CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 800 ml dd NaOH 1M .Tính khối lương chất rắn thu được khi cơ cạn dd? Giải: 6,72 nCO = 0,3 mol 2 22,4 n NaOH = 0,8.1= 0,8 mol nNaOH 0,8 T = 2 → Muối tạo thành là muối trung hịa nNaOH dư n 0,3 CO2 CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O 0,3 → 0,6 → 0,3 mol nNaOH dư = 0,8 - 0,6 = 0,2 mol m m m rắn = NaOH dư + Na2CO3 = 0,2 .40 + 0,3 . 106 = 39,8 gam Bài tập 2. Hấp thụ 4,48 lít CO2 (đktc) vào 100 gam dd NaOH 16% .Tính nồng độ dd sau phản ứng? Giải: 4,48 16.100 nCO = 0,2 mol nNaOH = 0,4 mol 2 22,4 100.40 n 0,4 T = NaOH 2 → phản ứng chỉ tạo ra Na CO NaOH phản ứng hết. n 0,2 2 3 , CO2 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,2 0,4 0,2(mol) m = 0,2.106 = 21,2 gam Na2CO3 mdd = 100+ 0,2.44 = 108,8 gam 3
4. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm 21,2.100% C% = 19,5% Na2CO3 108,8 Bài tập 3: Nhiệt phân 20 gam CaCO3 rồi dẫn từ từ khí sinh ra vào cốc chứa 100ml dd KOH 1M. Tính khối lượng sản phẩm thu được ( giả thiết các phản ứng xảy ra hồn tồn)? Giải: 20 nCaCO = 0,2 mol 3 100 nKOH = 0,1 mol t0 Phản ứng : CaCO3  CaO + CO2 0,2 0,2 0,2 (mol) nKOH 0,1 T = 0,5 1→ phản ứng chỉ tạo ra KHCO , CO dư n 0,2 3 2 CO2 CO2 + KOH KHCO3 0,1 0,1 (mol) m = 84.0,1 = 8,4 gam KHCO3 Bài tập 4: Cho 8,96 lit khí CO2(đktc) tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 3M. Hãy tính khối lượng các muối tạo thành sau phản ứng. Giải: 8,96 nCO = 0,4 mol 2 22,4 nNaOH = 0,2.3 = 0.6mol n 0,6 T = NaOH 1,5 →1< T< 2 → tạo ra hai muối. n 0,4 CO2 Ta cĩ pt CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1) x 2x x (mol) CO2 + NaOH NaHCO3 (2) y y y (mol) Gọi x là số mol CO2 ở pt (1) 4
5. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm Gọi y là số mol CO2 ở pt (2) n Ta cĩ hệ x+y =0,4 x=0,2mol = Na2CO3 n 2x + y =0,6 y= 0,2 mol = NaHCO3 m Na2CO3 =0,2. 106 =21,2 gam m =0,2 ,84 = 16,8 gam NaHCO3 Bài tập 5: Cho 3,36 lit khí CO2(đktc) tác dụng với 100 ml dung dịch KOH 1,5M. Hãy tính khối lượng các muối tạo thành sau phản ứng? Giải: 3,36 nCO = 0,15 mol 2 22,4 nKOH = 0,1.1,5 = 0,15 mol n 0,15 T = NaOH 1 T 1, tạo ra muối axit n 0,15 CO2 Ta cĩ pt CO2 + KOH KHCO3 0,15 0,15 0,15 (mol) m KHCO3 = 0,15 . 100 = 15 g Dạng 2: Bài tốn cho số mol MOH và số gam chất thu được sau phản ứng, yêu cầu tìm V của CO2 Cách giải: Tính số mol chất đã cho Xét hai trường hợp + Nếu sau phản ứng MOH hết xét 3 trường hợp: .Tạo ra hai muối .Tạo ra muối trung hịa 5
6. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm .Tạo ra muối axit + Nếu sau phản ứng MOH dư Bài tập minh họa: Bài tập 1: Hấp thụ V lit khí cácboníc ở (đktc) vào 300 ml dd NaOH 1M. Cơ cạn cẩn thận dd sau phản ứng thu được 14,6 gam chất rắn . Tính V? Giải: nNaOH = 0,3 .1 = 0,3 mol + Sau phản ứng NaOH hết - Nếu phản ứng chỉ tạo Na2CO3 Ptpư: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,3 0,15 mol m = 106. 0,15 = 15,9 gam > 14,6 gam loại Na2CO3 - Nếu phản ứng chỉ tạo ra NaHCO3 Ptpư: CO2 + NaOH NaHCO3 0,3 0,3 mol m NaHCO3 = 84.0,3 = 35,2 gam > 14,6 loại - Nếu phản ứng tạo ra cả hai muối NaHCO3 và Na2CO3, 15,9< m < 25,2 loại + Sau phản ứng NaOH dư tạo ra muối trung hịa CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O x 2x x nNaOH dư = 0,3- 2x Ta cĩ : 106 x + 40 (0,3- 2x) = 14,6 giải ra x = 0,1 mol V = 0,1 . 22,4 = 2,24 lít CO2 Bài tập 2: Hịa tan hồn tồn m gam hh A gồm Mg và MgCO3 bằng dd HCl dư thu được 6,72 lít khí (đktc). Dẫn từ từ hỗn hợp khí này qua bình chứa 300 ml dd NaOH 1M thu được dd B. Cơ cạn cẩn thận dung dịch B để nước bay hơi hết thu được 14,6 gam chất rắn. Tính m? Giải: 6
7. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm 6,72 n khí = 0,3 mol 22,4 nNaOH = 0,3 .1 = 0,3 mol Gọi x,y lần lượt là số mol của Mg và MgCO3 Ptpư: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 x x mol MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O y y mol Ta cĩ x + y = 0,3 mol (1) n CO2 < 0,3 (mol) nên phản ứng khơng tạo ra NaHCO3 duy nhất + Nếu NaOH phản ứng hết CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O a 2a a (mol) CO2 + NaOH NaHCO3 b b b mol 2a b 0,3 Ta cĩ hệ pt: 106a 84b 14,6 (giải ra a= 0,17mol ; b= - 0,04 mol loại) + Nếu sau phản ứng NaOH dư Ptpư: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O y 2y y mol nNaOH dư = 0,3 – 2y ta cĩ 106 y + 40( 0,3 - 2y) = 14,6 giải ra y = 0,1 mol thay vào pt (1) được x = 0,2 mol Vậy m = 24. 0,2 + 84 .0,1 = 13,2 gam Dạng 3: Bài tốn cho số mol CO 2 và sản phẩm thu được sau phản ứng. Tìm số mol MOH? Cách giải: Tính số mol chất đã cho Xét hai trường hợp + Nếu CO2 dư 7
8. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm + Nếu CO2 hết xét 3 trường hơp: .Tạo ra hai muối .Tạo ra muối trung hịa .Tạo ra muối trung hịa và MOH dư Bài tập minh họa: Nhiệt phân hồn tồn 59,1 gam BaCO3. Dẫn từ từ khí sinh ra qua 200ml dd NaOH thu được dd A. Cơ cạn từ từ dd A ở điều kiện thích hợp để nước bay hơi hết, thu được 16,8 gam chất rắn B. Tính nồng độ mol của dd NaOH? Giải: 5 9 ,1 n 0 , 3 m o l B a C O 3 1 9 7 to ptpư: BaCO3  BaO + CO2 0,3 0,3 0,3 mol CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH NaHCO3 + Nếu CO2 hết: - Nếu tạo ra Na2CO3 : m B = 106.0,3 = 31,8 gam> 16,8 loại - Nếu tạo ra cả hai muối NaHCO3 và Na2CO3 thì 25,2 31,8 loại + Nếu CO2 dư, phản ứng tạo ra NaHCO3: 16,8 nNaOH nNaHCO = 0,2 mol 3 84 0,2 CM = 1 M NaOH 0,2 Dạng 4: Cho số mol CO2 và số mol MOH ở dạng tổng quát. Xác định các chất cĩ sau phản ứng? Cách giải: Viết pt hĩa học Biện luận các chất thu được theo 5 trường hợp sau: + Nếu T > 2 + Nếu T = 2 8
9. S¸ng kiÕn kinh nghiƯm + Nếu T 2 → b > 2a Thì dd tạo ra chứa a mol : Na2CO3 ; NaOH dư = b- 2a mol + Nếu: T=2 → b=2a thì dd X chứa b=2a mol Na2CO3 + Nếu: T b thì dd X chứa b mol NaHCO3 ; CO2 dư a- b mol + Nếu : T=1 → a=b thì dd X chứa a=b mol NaHCO3 b + Nếu : 1<T <2→ < a < b thì dd X chứa b - a mol Na2CO3 ; 2 2a - b mol NaHCO3 Trường hợp 2: Khi cho CO2 tác dụng với dd kiềm M(OH)2 Dạng 1: Bài ra cho số mol của CO 2 và số mol của M(OH ) 2 yêu cầu tính khối lượng muối thu được Cách giải -Tính số mol chất đã cho -Lập tỷ lệ số mol các chất : n T M (OH )2 n CO2 +Nếu bài tốn cho kiềm dư hoặc tính được T ≥ 1 thì cả hai trường hợp này muối tạo thành là muối trung hịa ( kết tủa). +Nếu bài tốn cho hấp thụ hết CO 2 bằng một lượng kiềm tối thiểu hoặc 1 tính được T thì cả hai trường hợp này muối tạo thành là muối axit 2 +Nếu tính được : 1 < T< 1 thì trường hợp này tạo ra hai muối: 2 9