skkn một số kĩ năng về giải bài toán chất khí co2, so2 tác dụng với dung dịch kiềm

Cùng với sự đổi mới về phương pháp dạy học, đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng chất lượng giáo dục toàn diện, song song với nâng cao chất l

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

MỘT SỐ KĨ NĂNG VỀ GIẢI BÀI TOÁN

DUNG DỊCH KIỀM

A.Mở đầu

I Lí do chọn đề tài

NQ TW2 khoá VIII tiếp tục khẳng định: “ Đổi mới phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh” “ Giáo dục đào tạo là quốc sách hàng đầu” Khẳng định tầm quan trọng và vai trò đặc biệt của giáo dục đào tạo đối với sự phát triển kinh tế, xã hội, nhất là trong giai đoạn hiện nay Việt Nam đang đổi mới về cải cách hành chính và đặc biệt hơn là thành viên của WTO nên việc nâng cao chất lượng dạy học trong nhà trường là tất yếu Để tiếp cận dần xoá bỏ khoảng cách với các nền giáo dục tiên tiến Hiện nay chúng ta đang đổi mới nội dung, chương trình để tiếp cận với các nền giáo giục trong khu vực và trên thế giới, bước đầu đã tạo cho học sinh có hứng thú trong học tập giáo viên(GV) đã biết cách tổ chức một tiết học theo hướng học sinh là người chủ động Cùng với sự đổi mới về phương pháp dạy học, đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng chất lượng giáo dục toàn diện, song song với nâng cao chất lượng đại trà thì việc nâng cao chất lượng mũi nhọn( Đào tạo nhân tài) là một công việc vô cùng cần thiết vì thế trong nhiều năm học vừa qua Phòng GD -ĐT Lệ Thủy cũng như các trường trung học cơ sở trên huyện nhà nói chung và trường THCS Sen Thủy nói riêng luôn đầu tư đích đáng cho công tác này Bản thân tôi trong năm học này được nhà trường giao trách nhiệm bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học 8 Trong quá trình bồi dưỡng tôi nhận thấy rằng học sinh rất khó tiếp thu bộ môn này bởi một lý do

cơ bản đây là một bộ môn mà học sinh lần đầu tiếp cận với những kiến thức mới nên học sinh chúng ta rất khó tiếp thu Đặc biệt là việc bồi dưỡng học sinh giỏi có

những dạng bài học sinh rất khó định dạng phương pháp giải Vì thế trong quá trình bồi dưỡng người giáo viên phải biết dạy cho học phương pháp giải, biết cách khai thác đề thì học sinh dễ dàng tiếp thu hơn

Xuất phát từ thực tế trên bản thân tôi mạnh dạn đưa ra một số kinh nghiệm về giải bài toán chất khí CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối

II Mục đích - nhiệm vụ - phạm vi của đề tài

1 Mục đích đề tài

Với Sáng kiến này, tôi muốn các đồng chí đồng nghiệp bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học bậc THCS và các em học sinh khá giỏi dễ dàng làm bài tập khi gặp dạng bài toán này

2 Nhiệm vụ của đề tài

áp dụng kỹ năng làm các bài tập nhằm nâng cao chất lượng mũi nhọn đối với bộ môn hóa học bậc THCS

3 Phạm vi đề tài

Bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học bậc THCS về chuyên đề chất khí CO2,

SO2 tác dụng với dung dịch kiềm

III Tài liệu tham khảo

1 Sách giáo khoa - sách giáo viên hoá học 8; 9

2 Sách 250 bài toán hóa học, tác giả Đào Hữu Vinh

3 Sách tuyển tập hóa học căn bản 8-9, tác giả Huỳnh Bé

4 Sách 500 bài tập hóa học THCS , tác giả Lê Đình Chuyên, Hoàng Tấn Bửu,

Hà Đình Cảnh và các tài liệu tham khảo khác

5 Các tài liệu hóa học khác

B Nội dung

I Cơ sở lí luận

1 Cơ sở khoa học về phương pháp dạy học

Phương pháp dạy học là hệ thống tác động liên tục của giáo viên nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và thực hành của học sinh để học sinh lĩnh hội vững chắc các nội dung giáo dục nhằm đạt được mục tiêu đã đề ra Phương pháp dạy học luôn luôn đặt trong mối quan hệ các thành tố khác của quá trình giáo dục Trước hết là mối quan hệ “ Mục tiêu- nội dung- phương pháp” ( Trần Kiều - Đổi mới phương pháp dạy học ở trường trung học cơ sở) Xuất phát từ cơ sở khoa học về đổi mới phương pháp dạy học việc áp dụng phương pháp giải cho từng dạng bài là rất quan trọng giúp cho học sinh yêu thích bộ môn hóa học cảm thấy bộ môn hóa học không phải là quá khó

2 Định hướng đổi mới về mục tiêu:

Do yêu cầu đổi mới của đất nước theo hướng hiện đại hoá, hoà nhập với cộng đồng quốc tế, nên mục tiêu giáo dục cũng cần phải thay đổi để đào tạo những người lao động thích ứng với sự phát triển của xã hội và thích ứng với bản thân người học, giúp đào tạo nên những nhân tài cho quê hương cho đất nước

3 Định hướng đổi mới hoạt động dạy của giáo viên

Với yêu cầu hình thành năng lực nhận thức, năng lực hành động cho học sinh nên hoạt động dạy của giáo viên cũng cần thay đổi cho phù hợp:

Hoạt động dạy là quá trình giáo viên thiết kế, tổ chức, điều khiển các hoạt động của học sinh để đạt được mục tiêu cơ bản của từng dạng bài

+ Lựa chọn, thiết kế các dạng bài toán phù hợp với kiến thức của bậc học trình

độ của học sinh

Như vậy, hoạt động của giáo viên đựơc chuyển đổi theo hướng tích cực, nghĩa là không dạy cho học sinh từng bài toán riêng biệt mà chỉ hướng dẫn cung cấp cho học sinh phương pháp dạy cho từng dạng bài(chuyên đề) vì thế người giáo viên

phải chủ động trong thiết kế bài giảng, phải có sự đầu tư và tâm huyết với công tác bồi dưỡng học sing giỏi

II Cơ sở thực tiễn

Định hướng sự phát triển giáo dục hiện nay của nước ta là tiếp cận với các nền giáo dục tiên tiến trên thế giới, vì vậy trong giáo dục đòi hỏi phải đào tạo được những con người có kiến thức, có chuyên môn đóng góp vào sự tiến bộ của xã hội, phát triển văn minh của loài người, biết làm kinh tế, biết quản lý.Với định hướng

và với mục tiêu đó, nước ta nhanh chóng tiến hành CNH- HĐH đất nước nhằm mục tiêu “ Dân giàu - Nước mạnh - Xã hội công bằng - Dân chủ -Văn minh”, vững bước đi lên chủ nghĩa xã hội Vì vậy phải đào tạo được những con người “vừa hồng vừa chuyên’’

Xuất phát từ những định hướng - mục tiêu trên, bộ môn hoá học trong nhà trường nói chung và hoá học THCS nói riêng đã nâng cao chất lượng đại trà song

để đạo tào nên những học sinh học giỏi bộ môn hóa học là điều rất cần thiết Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi bản thân nhận thấy rằng tỉ lệ học sinh nắm bài sau từng tiết dạy là rất thấp tỉ lệ 1/5( chiếm 20%) số học sinh bồi dưỡng hiểu rõ

phương pháp làm bài.( khi chưa áp dụng kỹ năng giải bài toán hóa học theo từng

dạng bài)

III Thực trạng của việc bồi dưỡng học hoá học hiện nay ở trường THCS

Qua thực tế bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học trên địa bàn Huyện Lệ Thủy nói chung ở trường THCS Sen Thủy và trao đổi với đồng nghiệp về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học ở trường trung học cơ sở vẫn còn một số vấn đề cần bàn đó là:

1 Về phía giáo viên

- Nhiều giáo viên vẫn chưa đổi mới phương pháp thiết kế bài dạy theo hướng giáo viên là người hướng dẫn, chỉ chọn cho học sinh những bài tập nâng cao mà không đưa ra phương pháp cụ thể cho từng dạng bài

- Một số giáo viên vẫn chưa nhiệt huyết vì sợ mất thời gian

2 Về phía học sinh

- Hầu như các em chưa có thói quen tự tìm hiểu(tự nghiên cứu )mà chỉ quen với lối tiếp nhận kiến thức một cách thụ động, các em chưa có khả năng độc lập suy nghĩ để rút ra những kiến thức cần thiết Vì vậy đã từ lâu học sinh không có hứng thú nhiều với môn hoá học, chất lượng mũi nhọn còn thấp, số học sinh học giỏi môn hóa học là rất ít

III giải pháp

1 Các giải pháp

Qua quá trình tìm hiểu thực trạng của việc dạy học hoá học ở trường THCS nói chung, trường THCS Sen Thuỷ nói riêng bản thân tôi đã khắc phục những khó khăn để mạnh dạn đưa ra một số kỹ năng khi giải các bào toán về chất khí CO2,

SO2 tác dụng với dung dịch kiềm, kiềm thổ đối với học sinh giỏi môn hóa học

a Trước hết đối với giáo viên:

- Cần phải đổi mới phương pháp dạy học( bồi dưỡng) dạy theo dạng bài cần hướng dẫn cho học sinh phương pháp phân tích đề ra xác định dạng bài toán trước khi giải

- Biết chọn bài phù hợp với từng đối tượng học sinh, từng chuyên đề

b Đối với học sinh:

- Cần có kiến thức cơ bản về bộ môn

- Cần cù, biết tự nghiên cứu tài liệu tham khảo dưới sự hướng dẫn của giáo viên

- Yêu thích bộ môn hóa học muốn học tốt bộ môn hóa học

Trong quỏ trỡnh giảng dạy tụi nhận thấy rằng loại bài toỏn hoỏ học này cũng khỏ hay cú những bài tương đối hóc búa, nếu không cẩn thận ta thường mắc phải

những sai lầm không đáng có

Sau đây tôi xin đưa ra một số phương pháp và cỏc dạng bài tập vận dụng nhằm giỳp học sinh rốn luyện và củng cố thờm những kiến thức húa học

Phương pháp giải

1 Loai 1: Sục khớ SO 2 vào dung dịch Bazơ kiềm như dung dịch NaOH và dung dịch KOH

Bài toỏn tổng quỏt

Sục a mol khớ CO2 vào b mol dung dịch NaOH Hóy tỡm mối quan hệ giữa a và b để:

-Chỉ tạo muối trung hoà (Na2CO3)

-Chỉ tạo muối axit (NaHCO3)

-Tạo đồng thời hai muối Na2CO3 và NaHCO3

Lời giải:

Ban đầu sục khí CO2 vào dung dịch NaOH tạo muối trung hoà theo phương trỡnh:

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (1)

Như vậy chỉ tạo muối trung hoà thỡ

2

1

2

CO NaOH

2

a  b hay b 2

Để tạo muối axit thỡ ở phương trỡnh (1) NaOH phản ứng hết,CO2 dư và tham gia phản ứng sau:

CO2 + Na2CO3 + H2O  2NaHCO3 (2)

(a – b/2) b/2

Như vậy để tạo muối axit thỡ CO2 phản ứng dư hoặc vừa đủ với Na2CO3

a    a  b

Để tạo đồng thời hai muối thỡ Na2CO3 phải dư ở phương trỡnh (2)

Khi đó ta có:

a 

thỡ n N a O H  2 n C O2  b  2 a hay b 2

a

Nếu bài ra cho dữ liệu cả hai chất tham gia phản ứng thỡ ta nhất thiết lập tỉ lệ số

mol của NaOH/CO2 để biết tạo ra muối nào sau đó viết phương trỡnh phản ứng

Chỳ ý: Khi tạo đồng thời 2 muối thỡ cả hai chất tham gia phản ứng đều phản ứng

hết

Thớ dụ:

Thổi từ từ 4,48 lit khớ CO 2 (đktc) vào 300 ml dung dịch NaOH 1M Sau phản

thu được muối nào, khối lượng là bao nhiêu ?

Lời giải:

+Số mol khớ CO2: 4,48/22,4 = 0,2 (mol), số mol NaOH: 0,3 x 1 = 0,3 (mol)+ Ta

cú t ỉ lệ số mol NaOH/số mol CO2 = 0,3/0,2 = 1,5 chứng tỏ tạo đồng thời hai

muối

+ Phươg trỡnh phản ứng:

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (1)

2x x

Co2 + NaOH  NaHCO3 (2)

+Đặt x, y là số mol của CO2 ở phương trỡnh (1), (2)

Ta cú x + y =0,2 và 2x + y = 0,3  x = y = 0,1

+ mNa 2 CO 3 = 0,1 x 106 = 10,6 (g)

m NaHCO 3 = 0,1 x 84 = 8,4 (g)

+Qua bài toỏn tổng quỏt và thí dụ trên ta có thể đưa ra kết luận:

Nếu T ≥ 2 tao muụi trung hũa Na 2 CO 3

Nếu 1 < T < 2 tạo dụng thơi 2 muụi

Lọai 2: Sục khớ CO 2 vào dung dịch kiềm thổ như Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2

Bài toỏn tổng quỏt

Sục từ từ a mol khớ CO 2 vào b mol dung dịch Ca(OH) 2 Hóy tỡm mối quan hệ giữa a va b để:

- Chỉ tạo muối trung hũa

- Chỉ tạo muối axit

- Tạo đồng thời hai muối

- Với trường hợp nào của a, b thỡ tạo lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất

Lời giải

+ Ban đầu tạo muối CaCO3 vỡ Ca(OH)2 dư

+ Ta có Phương trỡnh phản ứng

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2o (1)

+ Để tạo muối CaCO3 thỡ phản ứng (1) Ca(OH)2 dùng dư hoặc vừa đủ

 a ≤ b hay a/b ≤ 1

+ Để tạo muối axit CO2 phải dư ở (1) và tham gia phản ứng với CaCO3

CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 (2)

a – b b

+ Để tạo muối axit thỡ CO2 phản ứng dư hoặc vừa đủ:

a – b ≥ b  a ≥ 2b hay a/b ≥ 2

+ Để tạo đồng thời 2 muối CaCO3 dư ở phản ứng (2):

b > a – b  2b > a

Hay a/b < 2 mặt khỏc CO2 luôn dư nên a > b  a/b > 1

+ Ta thấy để lượng kết tủa lớn nhất thỡ chỉ cú phản ứng (1) nờn: b ≥ a

+ Để lượng kết tủa nhỏ nhất thỡ ở phản ứng (2) CaCO3 hoà tan hết nờn a ≥ 2b

Qua đây ta đưa ra công thức chung

Nếu 1 < T < 2 tạo đồng thời hai muối

Qua đây các bạn có thể hiểu vỡ sao tụi lại phõn ra 2 loại toỏn này vỡ học sinh thường nhầm lẫn giữa dung dịch bazơ kiềm và dung dịch bazơ kiềm thổ nên trong quá trỡnh giải toỏn hoỏ học dạng này thường sai

Chỳ ý: Khi cho cả hai khớ CO2 và SO2 vào dung dịch bazơ thỡ SO2 mạnh hơn nên tham gia phản ứng trước sau đó mới đến CO2

Bài tập vận dụng

Bài 1 Cho 2,24 lit khớ CO 2 (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH aM Với giá trị nào của a để

a Tạo muối trung hoà

b Tạo muối axit

c Tạo đồng thời 2 muối

Lời giải

+ Số mol của CO2 = 2,24/22,4 = 0,1 (mol) Số mol của NaOH = 0,2a (mol)

+ Để tạo muối Na2CO3 ta cú

Số mol NaOH/số mol CO2 ≥ 2  0,2a/0,1 ≥ 2  a ≥ 1

+ Để tạo muối NaHCO3 ta cũng lập tỉ lệ số mol NaOH/ số mol CO2 từ đó ta tính được

0,2a ≤ 0,1  a ≤ 0,5

+ Để tạo đồng thời 2 muối thỡ 0,5 < a < 1

Bai 2: Hũa tan hoàn toàn 174 gam hỗn hợp 2 muối của một kim loại kiềm (M 2 CO 3 , M 2 SO 3 ) vào dd HCl dư thu được hỗn hợp khí A Hấp thụ hết khí A tối thiểu bởi 500 ml dd NaOH 3M Tỡm M

Lời giải

+ Số mol của NaOH = 0,5 x 3 =1,5 (mol)

+ Theo bài ra khi hấp thụ hết khớ A tối thiểu dd NaOH thỡ phải tạo muối axit +Phương trỡnh phản ứng

M2SO3 + 2HCl  2MCl + SO2 + H2O (1)

M2CO3 + 2HCl  2MCl + CO2 + H2O (2)

SO2 + NaOH  NaHSO3 (3)

CO2 + NaOH  NaHCO3 (4)

+ Gọi M là khối lượng mol trung bỡnh của hỗn hợp ta cú: Số mol của hỗn hợp =

số mol hh khớ A = 1,5 mol

 M = 174/1,5 =116  2M + 60 < 116 < 2M + 80

 18 < M < 28

+ Vậy M là Natri (Na) là giỏ trị thoả món

Bai 3: Cho hỗn hợp khớ gồm 0,06 mol khớ SO 2 và 0,006 mol khớ CO 2 vào x

mol dd NaOH Hỏi với giỏ trị nào của x thỡ

-Tạo ớt nhất một muối

- Tạo nhiều nhất ba muối

Lời giải

a- Để tạo ít nhất một muối thỡ SO2 phải dư khi phản ứng với dd NaOH

-Ta có phương trỡnh phản ứng

SO2 + NaOH  NaHCO3

-Khi đó x ≤ 0,06

b- Để tạo nhiều nhất ba muối thỡ SO2 tỏc dụng hết và NaOH dư lúc đó CO2 tham

gia phản ứng tạo 2 muối

+Phương trỡnh phản ứng

SO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

0,06 0,12

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O CO2 + 2NaOH  NaHCO3

+Số mol của NaOH tham gia phản ứng với CO2 là (x – 0,12 ) mol

+ Khi CO2 tỏc dụng với dd NaOH tạo 2 muối ta cú hệ thức sau

1 < số mol NaOH / số mol CO2 < 2

 1 < x – 0,12/0,006 < 2  0,126 < x < 0,132

Bai 4: Cho V lit khớ CO 2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200ml dung dịch chứa hỗn hợp KOH 1M và Ca(OH) 2 0,75M thu được 12 gam kết tủa Tính V

Lời giải

+Số mol KOH = 0,2 x 1 =0,2 mol, số mol cua Ca(OH)2 = 0,2 x 0,75 =0,15 mol

* Nếu chỉ tạo muối CaCO3 ta cú:

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O

+Số mol của CaCO3 = 12/100 = 0,12 mol  số mol của CO2 = 0,12 mol VCO2

= 0,12 x 22,4 = 2,688 lit

* Nếu tạo đồng thời cả hai muối

CO2 + KOH  KHCO3

0,2 0,2

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O

0,12 0,12 0,12

2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2

0,06 0,03

 Số mol của CO2 = 0,2 + 0,12 + 0,06 = 0,38 mol  VCO2 = 0,38 x 22,4 = 8,512 lit

Bai 5: Sục từ từ V lit khớ CO 2 ở (đktc) vào 1 lit dung dịch Ca(OH) 2 0,2M thỡ thu được 10 gam kết tủa Tính giá trị lớn nhất của V

Lời giải:

+Số mol của Ca(OH)2 = 0,2 x 1 = 0,2 mol

Khi cho CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 cú kết tủa xuất hiện thỡ bài toỏn xảy ra 2 trường hợp sau:

TH1 chỉ tạo một muối CaCO3

Phương trỡnh phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O