Phần 1 – MỞ ĐẦU PHẦN I 3MỞ ĐẦU 3I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 4II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 4III NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 4IV ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 41 Đối tượng nghiên cứu 42 Phạm vi nghiên cứu 5V THỜI GIAN THỰC.
NỘI DUNG
CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ
Khi giải bài toán liên quan đến phản ứng giữa oxit axit CO2 và dung dịch bazơ, cũng như axit mạnh với dung dịch muối cacbonat và hiđrocacbonat, cần nắm vững các phương trình phản ứng Sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn giúp tối ưu hóa quá trình giải quyết, vì thường có nhiều phương trình xảy ra cùng lúc Ví dụ, trong bài toán sục 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch Ca(OH)2 1M, ta cần tính khối lượng kết tủa thu được.
Giải bài toán này bằng phương pháp thông thường như viết phương trình hóa học có thể thực hiện, nhưng thường gặp phải những vướng mắc nhất định Điều này khiến bài toán trở nên phức tạp và tốn thời gian, đồng thời cần lập tỷ lệ số mol giữa các chất.
Để xác định sản phẩm thu được từ phản ứng giữa OH- và CO2, việc viết phương trình và giải quyết bài toán có thể tốn thời gian và dễ dẫn đến việc bỏ sót các trường hợp quan trọng Để khắc phục nhược điểm này, chúng ta nên áp dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn Bằng cách giải bài toán theo hai phương pháp khác nhau và so sánh, chúng ta có thể nhận thấy rõ ưu và nhược điểm của từng phương pháp.
Tính nCO 2 = 0,3 mol; nOH = 2nCa(OH) 2 = 0,5 mol
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (1)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) b b b (mol)
Ta có hệ phương trình: a + b = 0,25 a = 0,05
Cách 2: Sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn Ta coi CaCO3 phân li thành Ca 2+ và CO 2 3
CO2 OH HCO3 OH CO 2 3 + H2O
Trong sơ đồ trên: Hệ số của các chất đều bằng nhau, do đó :
+ chất nào có số mol nhỏ hơn chất đó hết,
+ chất nào có số mol lớn hơn chất đó dư;
+ sản phẩm tính theo chất hết.
So sánh phương pháp cổ điển v phà phương pháp mới ương pháp mớing pháp m iới
PHƯƠNG PHÁP CŨ PHƯƠNG PHÁP MỚI
Phương pháp này rất phổ biến nhưng có thể kéo dài, và đôi khi học sinh gặp khó khăn trong việc nhớ tỉ lệ số mol của OH- và CO2 Họ cũng có thể lập được tỉ lệ nhưng lại quên ứng dụng của tỉ lệ đó trong từng trường hợp cụ thể.
- Ngắn gọn, chính xác, dễ hiểu, không mất nhiều thời gian.
- Không cần lập tỉ lệ để xét các trường hợp xảy ra mà vẫn giải bài toán được
- Đáp ứng mục tiêu của các kì thi trắc nghiệm hóa học, đặc biệt trong các kì thi THPT QG
THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ
Sự quan tâm và chỉ đạo kịp thời từ Ban giám hiệu nhà trường cùng với sự hỗ trợ của tổ bộ môn đã giúp tôi nâng cao hiệu quả trong việc soạn thảo và giảng dạy bài học.
Trong những năm gần đây, việc dạy và học môn hóa học đã có những bước chuyển mình đáng kể, với sự đổi mới mạnh mẽ trong phương pháp giảng dạy.
Chương trình Sách giáo khoa hóa học đã có nhiều cải cách về mục tiêu và cấu trúc, điều này rất phù hợp cho giáo viên trong việc giảng dạy môn hóa học Qua các bài học, học sinh được khuyến khích hoạt động tích cực, chủ động sáng tạo và khám phá để nắm vững nội dung bài học.
Bên cạnh những thuận lợi trên, trong quá trình giảng dạy chúng tôi còn gặp một số khó khăn đó là:
- Một bộ phận học sinh chưa nắm vững kiến thức lớp dưới.
Nhiều học sinh gặp khó khăn khi giải bài tập hóa học, đặc biệt là các bài toán liên quan đến hỗn hợp chất phản ứng trong dung dịch Họ thường lúng túng trong việc viết phương trình phản ứng và xác định thứ tự các phản ứng xảy ra.
Trong các tiết học tự chọn, chúng tôi thường xuyên cung cấp tài liệu hệ thống cho học sinh, tập trung vào các kiến thức trọng tâm và áp dụng các phương pháp giải nhanh bài toán hóa học, đặc biệt là sơ đồ ion tinh giản Để giúp học sinh ghi nhớ bài lâu hơn, chúng tôi tổ chức nhiều thí nghiệm thực tế để học sinh quan sát và rút ra kết luận.
BIỆN PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
1 Những kiến thức cần trang bị
- Xác định được các dạng bài tập sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn.
- Viết được sơ đồ ion tinh giản rút gọn.
- Xử lí các dữ kiện bài toán: số mol, thể tích khí, khối lượng…
Học sinh đã được trang bị kiến thức về tác dụng của CO2 với dung dịch bazơ trong bài học về hợp chất của cacbon ở lớp 11, và kiến thức này sẽ được ôn lại trong bài học về kim loại nhóm.
Trong bài viết này, tôi sẽ tập trung vào việc áp dụng sơ đồ ion tinh giản để giải quyết các dạng bài tập phổ biến trong kỳ thi THPT Quốc gia và kỳ thi tuyển sinh Cao đẳng - Đại học giai đoạn 2019-2020.
1 Dạng CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2.
2 Dạng CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp hai bazơ: Ca(OH)2 và KOH hoặc Ba(OH)2 và KOH.
- Cần phân biệt rõ các dạng bài tập để sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn cho phù hợp
- Trong sơ đồ ion tinh giản rút gọn phải thể hiện được bản chất của bài tập, để tính số mol của sản phẩm và ngược lại.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI VÀ MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG
Phương pháp sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn giúp giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học cho nhiều dạng bài như phản ứng trao đổi ion, phản ứng trung hòa, và phản ứng oxi hóa khử Bài viết này sẽ trình bày một số dạng bài tập thường gặp trong các kỳ thi THPTQG những năm gần đây, nhằm hỗ trợ học sinh nắm vững kiến thức và cải thiện kỹ năng làm bài.
1 Bài tập CO 2 tác dụng với dung dịch bazơ.
1.1 Bài tập CO 2 tác dụng với dung dịch Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH) 2
Phương pháp: Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 có thể xảy ra các phương trình sau:
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (1) Phương trình ion rút gọn CO2 + OH - HCO3
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2CaCO3 + 2H2O (2) Phương trình ion rút gọn OH - + HCO 3 CO 2 3 + H2O
(Coi CaCO3 cũng phân li thành ion)
Cộng phương trình (1)+(2): CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
Phương trình ion rút gọn CO2 + 2OH - CO3 2 + H2O
(Coi CaCO3 cũng phân li thành ion)
Như vậy bài toán dạng này có thể xảy ra 2 phương trình ion rút gọn (1) và (2), ta sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn sau để giải
CO2 OH HCO3 OH CO 2 3 + H2O
So sánh số mol của các chất để tính số mol của các chất cần tìm
Lưu ý rằng không phải bài toán nào cũng cung cấp số mol của các chất trong sơ đồ để so sánh Đôi khi, chúng ta cần dựa vào các dữ kiện phụ của bài toán để xác định rõ chất và lượng của các chất trong sơ đồ.
Khi hấp thụ CO2 vào dung dịch Ca(OH)2, ta thu được kết tủa Sau đó, lọc bỏ kết tủa này và nhỏ dung dịch KOH vào nước lọc, kết quả thu được sẽ là một kết tủa khác Như vậy, sản phẩm cuối cùng chứa cả hai loại muối.
Khi hấp thụ CO2 vào dung dịch Ca(OH)2, ta sẽ thu được kết tủa Sau đó, cần lọc bỏ kết tủa và đun nóng dung dịch nước lọc để tiếp tục thu được kết tủa Kết quả cuối cùng là sản phẩm chứa cả hai muối.
- Hấp thụ CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 thì khối lượng dung dịch sau phản ứng có thể tăng hoặc giảm mdd = mCO 2 - m mdd = m - mCO 2
*Các bài tập vận dụng:
Bài 1: Sục 6,72 lít khí CO2(đktc) vào chứa 250 ml dung dịch Ca(OH)21M Khối lượng kết tủa thu được là:
Tính nCO 2 = 0,3 mol; nOH = 2nCa(OH) 2 = 0,5 mol
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (1)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) b b b (mol)
Ta có hệ phương trình: a + b = 0,25 a = 0,05
Cách 2: Sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn
Ta coi CaCO3 phân li thành Ca 2+ và CO3 2
CO2 OH HCO3 OH CO 2 3 + H2O
Trong sơ đồ trên: Hệ số của các chất đều bằng nhau, do đó :
+ chất nào có số mol nhỏ hơn chất đó hết,
+ chất nào có số mol lớn hơn chất đó dư;
+ sản phẩm tính theo chất hết.
Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 5,28 gam CO2 vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ x mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa Gía trị của x là?
Hướng dẫn giải: nCO 2 = 0,12 mol; nOH = 2nBa(OH) 2 = 5a mol; nBaCO 3 = 0,08 mol
Ta có sơ đồ ion rút gọn
CO2 OH HCO3 OH CO3 2 + H2O 0,12 5a 0,12 5a-0,12 0,08 (mol) Ở phương trình 2: Dễ dàng nhận thấy HCO3 dư: nHCO
3 phản ứng = nOH phản ứng = nBaCO 3 = 0,08 mol = 5a – 0,12 a = 0,04 M
Bài 3: Dẫn V lít CO2 (đkc) vào 300ml dd Ca(OH)2 0,5 M Sau phản ứng được
10 gam kết tủa Giá trị của V là:
C 2,24 lít và 8,96 lít D 2,24 và 4,48 lít
Hướng dẫn giải: nOH = 2.0,5.0,3 = 0,3 mol nCaCO 3 = 0,1 mol
Trường hợp 1: Chỉ tạo muối trung hòa
Trường hợp 2: Tạo cả hai muối
Sử dụng sơ đồ ion tinh giản rút gọn
CO2 OH HCO3 OH CO3 2 + H2O x 0,3 x 0,3-x 0,1 (mol) Điều kiện: 0,1
