Đề tài phương pháp giải bài toán về CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2

Trong nhiều năm làm nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi cho trường và phòng Giáo dục ĐakPơ, tôi nhận thấy học sinh giỏi vẫn còn nhiều lúng túng khi giải các bài toán phức tạp. Sự lúng túng này càng thể hiện rõ khi các em tham gia giải các bài toán có liên quan đến phản ứng giữa CO2 hoặc SO2 tác dụng với kiềm dạng R(OH)2. Trong khi loại bài tập này hầu như không thể thiếu trong các kỳ thi học sinh giỏi. Từ những sai lầm và rất lúng túng của học sinh, tôi đã kiểm tra, phân tích thực trạng và tìm nguyên nhân chính là do các em chưa hiểu bản chất của phản ứng giữa oxit axit với kiềm ( trong đó có phản ứng của CO2 ( hoặc SO2 ) tác dụng với R(OH)2 ).

Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 A- PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Mục tiêu đổi phương pháp dạy học nhằm góp phần thực mục tiêu đổi giáo dục nước nhà Theo Luật Giáo dục Việt Nam: " Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác chủ động sáng tạo học sinh phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh" Muốn đổi giáo dục phải tích cực đổi cách dạy cách học, thay đổi nhận thức chất lượng dạy học Như vậy, đổi phương pháp dạy học phải chống thói quen áp đặt, “rót kiến thức” tạo hội cho học sinh tiếp cận phát kiến thức, biết giải vấn đề cách linh hoạt sáng tạo Ngày nay, việc đổi giảng lý thuyết áp dụng cách rộng rãi có hiệu Tuy nhiên, đổi phương pháp bồi dưỡng kỹ giải tập cho học sinh nhiều hạn chế ( công tác bồi dưỡng học sinh giỏi); giáo viên sử dụng theo lối mòn (giáo viên giải mẫu, học sinh làm theo), chưa phát huy hết tiềm lực tư duy, tính sáng tạo trí thơng minh học sinh Trong nhiều năm làm nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi cho trường phịng Giáo dục ĐakPơ, tơi nhận thấy học sinh giỏi nhiều lúng túng giải toán phức tạp Sự lúng túng thể rõ em tham gia giải tốn có liên quan đến phản ứng CO SO2 tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 Trong loại tập thiếu kỳ thi học sinh giỏi Từ sai lầm lúng túng học sinh, kiểm tra, phân tích thực trạng tìm ngun nhân em chưa hiểu chất phản ứng oxit axit với kiềm ( có phản ứng CO2 ( SO2 ) tác dụng với R(OH)2 ) Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 Với lý tơi tìm tịi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài: “ Phương pháp giải toán CO2 SO2 tác dụng với kiềm dạng R(OH)2” nhằm giúp cho em HS giỏi khắc phục sai lầm; biết giải tập loại cách tự tin hiệu II- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Đề tài nhằm mục đích làm rõ chất phản ứng CO SO2 tác dụng với kiềm kim loại hóa trị II, qua giúp học sinh hình thành kỹ giải tốn có liên quan đến phản ứng hóa học Đề tài cịn nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo giải tốn hóa học học sinh, góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi III- ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Đề tài nghiên cứu chất phản ứng phản ứng CO ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 phương pháp giải tốn hóa học có liên quan đến phản ứng IV- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1- Phương pháp chủ yếu Để thực đề tài, sử dụng phương pháp chủ yếu tổng kết kinh nghiệm, thực theo bước: • Xác định đối tượng: xuất phát từ khó khăn vướng mắc cơng tác bồi dưỡng HS giỏi, tơi xác định cần phải có đề tài nghiên cứu phương pháp giải toán phản ứng CO2 ( SO2) với kiềm • Thể nghiệm đúc kết kinh nghiệm : Trong q trình vận dụng đề tài, tơi áp dụng nhiều biện pháp, như: trao đổi giáo viên có kinh nghiệm, trị chuyện HS; kiểm tra, đánh giá so sánh kết 2-Các phương pháp hỗ trợ Ngồi ra, tơi cịn dùng số phương pháp hỗ trợ khác phương pháp nghiên cứu tài liệu, điều tra nghiên cứu… Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 V- GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: Đề tài nghiên cứu áp dụng cho đối tượng học sinh giỏi đội tuyển học sinh giỏi lớp huyện ĐakPơ Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tốn có liên quan đến phản ứng CO ( SO2 ) tác dụng với kiềm kim loại hóa trị II VI- PHẠM VI VÀ KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU: - Kế hoạch thực đề tài : Đề tài bắt đầu nghiên cứu từ tháng năm 2007, thử nghiệm năm học 2007-2008 học kỳ I năm học 20082009 Đề tài tổng kết, rút kinh nghiệm vào tháng 12 năm 2008 - Đề tài áp dụng trường THCS Chu Văn An, sau áp dụng bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi mơn Hóa học lớp huyện ĐakPơ Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 B- NỘI DUNG ĐỀ TÀI I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN VỀ PHẢN ỨNG CO2 ( SO2) TÁC DỤNG VỚI KIỀM DẠNG R(OH)2 Giải tốn hóa học kết hợp nhuần nhuyễn tượng chất hóa học với kỹ tốn học Tuy nhiên, muốn giải xác tốn hóa học ( loại tính theo phương trình hóa học) trước tiên phải viết đầy đủ xác phương trình hóa học xảy ra, “chìa khóa” để mở đáp án tốn hóa học Chỉ cần nhầm lẫn nhỏ việc viết phương trình hóa học nổ lực giải tốn trở nên vơ nghĩa Trong hệ thống tập hóa học nâng cao có nhiều loại tập mà chất phản ứng phức tạp, học sinh thường viết thiếu phương trình phản ứng xác định sai chất sản phẩm, khơng thể có lời giải đáp số xác Một loại tập phức tạp dạng tốn CO2 tác dụng với kiềm hóa trị II dạng R(OH) Để giải tốt loại tốn học sinh phải hiểu chất phản ứng Vậy chất phản ứng ? 1- Bản chất phản ứng CO2 ( SO2 ) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 Giả sử dẫn b (mol) CO2 ( SO2) vào dung dịch chứa a (mol) kiềm Ca(OH)2 Ba(OH)2 phản ứng xảy theo trình tự sau: Đầu tiên, phản ứng tạo muối trung hòa, đến n RCO3 = n R(OH)2 = a kết tủa đạt cự đại ( với R kim loại kiềm hóa trị II): CO2 + R(OH)2 → RCO3 ↓ + H2O a ← a→ a (1) (mol) Nếu tiếp tục bơm CO2 kết tủa RCO3 bị tan dần chuyển thành muối R(HCO3)2 Khi n CO2 = 2a kết tủa tan hồn tồn CO2 + H2O + RCO3 → R(HCO3)2 a ←a (1’) (mol) Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 Tổng hợp (1) (1’) ta có PTHH chung: 2CO2 + R(OH)2 → R(HCO3)2 (2) 2a (mol) a a Như vậy, tùy thuộc vào tỷ lệ số mol oxit axit kiềm mà muối tạo thành muối trung hịa muối axit hai muối Để đơn giản việc giải tốn có liên quan, giáo viên rút nhận xét tương đối mặt định tính giúp học sinh giải tốn vừa nhanh, vừa xác:  Nếu tạo muối trung hịa coi xảy phản ứng (1)  Nếu tạo muối axit coi xảy phản ứng (2)  Nếu tạo đồng thời hai muối coi xảy (1) (2) 2) Phương pháp xác định nhanh loại muối tạo thành : Căn vào chất phản ứng, kết luận nhanh loại n CO2 ( hoaëc SO2 ) muối tạo thành dựa theo tỷ số mol Nếu đặt T = n CO2 ( hoaëc SO2 ) n R(OH)2 n R(OH)2 = b có trường hợp tạo muối sau: a Giá trị T Quan hệ mol Muối tạo thành Chất dư T >2 b > 2a R(HCO3)2 CO2 T=2 b = 2a R(HCO3)2 vừa đủ 1< T < a < b < 2a Cả muối vừa đủ T=1 b= a RCO3 vừa đủ T 8,15 (vơ lý) Trường hợp 3: phản ứng tạo hai muối SO2 x + Ba(OH)2  BaSO3 ↓ + H2O → x x (mol) 2SO2 + Ba(OH)2  Ba(HSO3)2 → y 0,5y 0,5y (mol)  x + 0,5y = 0,03  x = 0,01 Ta có hệ phương trình:  giải  217x + 149,5y = 8,15  y = 0,04 VSO2 = (0,01 + 0,04) ×22,4 = 1,12 lít * Cách 2: Ta giả sử phản ứng tạo muối giải đáp số lời giải trường hợp ( Nếu toán tạo muối có ẩn ) 16 Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 4) Dạng 4: CO2 ( SO2) tác dụng với hỗn hợp kiềm X(OH)2 YOH a) Phương pháp giải: Khi sục khí CO2 ( SO2 ) vào dung dịch chứa hỗn hợp kiềm X(OH)2 YOH muối trung hịa tạo trước Trình tự phản ứng sau: CO2 + Y(OH)2 → YCO3 ↓ + H2O (1) → X2CO3 + H2O (2) CO2 + 2XOH CO2 + H2O + X2CO3 → 2XHCO3 (3) CO2 + H2O + YCO3 → Y(HCO3)2 (4) Nhận xét: Nếu lượng kết tủa cực đại ( n YCO = n Y(OH)2 ) chắn khơng có phản ứng (4) Bài tốn có trường hợp: xảy (1) ; xảy (1) (2) ; xảy (1),(2),(3) Nếu kết tủa không cực đại ( n YCO < n Y(OH)2 ) có trường hợp: +) TH1: Chỉ xảy (1) Y(OH)2 chưa hết +) TH2: Đã xảy (4) kết tủa bị hịa tan phần b) Các ví dụ: Ví dụ 1: Sục V lít CO2 ( đktc) tác dụng với lít dung dịch A chứa NaOH 0,05M Ba(OH)2 0,02M thu 5,91 gam kết tủa Tìm V *Phát vấn đề: n BaCO3 < n Ba(OH ) nên kết tủa chưa cực đại, tốn có trường hợp: xảy (1) xảy (4) *Bài giải: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O (1) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (2) Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 (3) BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 (4) 17 Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 n NaOH = 0,05 ×4 = 0,2 mol ; n Ba(OH)2 = ×0,02 = 0,08 (mol) n BaCO3 = 5,91 = 0,03 mol < 0,08 ⇒ tốn có trường hợp: 197 Trường hợp 1: Chỉ xảy (1) Ba(OH)2 dư n CO2 = n CaCO3 = 0,03 (mol) ⇒ VCO2 = 0,03 × 22,4 = 0,672 lít Trường hợp 2: Đã xảy (1),(2),(3),(4) n CO2 = n Ba(OH)2 + n NaOH + n BaCO3 ( hoøa tan) = 0,08 + 0,2+ (0,08-0,03) = 0,33 (mol) VCO = 0,33 ×22,4 = 7,392 lít VCO2 = ( 0,1 + 0,2 + 0,03 ) × 22,4 = 7,392 lít Ví dụ 2: Sục V lít CO2 (đktc) vào lít dung dịch Ca(OH) 0,01M KOH 0,04M thu gam kết tủa dung dịch B Tìm V *Phát vấn đề: Vì n Ca(OH)2 = n CaCO3 nên kết tủa cực đại ⇒ không xảy phản ứng (4) *Bài giải: n Ca(OH)2 = 0,05 (mol) ; n CaCO3 = 0,05 (mol) ; n KOH = 0,2 (mol) CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 ↓ + H2O → (1) CO2 + H2 O (2) H2O  2KHCO3 → (3) + 2KOH K2CO3 + CO2 +  K2CO3 → Vì n CaCO3 = n Ca(OH)2 nên kết tủa cực đại ⇒ có trường hợp: Trường hợp 1: Chỉ xảy (1) vừa đủ ⇒ n CO2 = n CaCO3 = 0,05 VCO2 = 0,05 ×22,4 = 1,12 lít Trường hợp 2: Nếu có (1) (2) : 0,2 n CO2 (max)= nCa(OH)2 + ×n KOH = 0,05 + = 0,15 (mol) 2 VCO2 (max) = 0,15.22,4 = 3,36 lít 18 Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 Vậy 1,12 lít < VCO2 ≤ 3,36 lít Trường hợp 3: Nếu có phản ứng (1),(2),(3) thì: n CO2 (max)= nCa(OH)2 +n KOH = 0,05 + 0,2 = 0,25 (mol) VCO2 (max) = 0,25.22,4 = 5,6 lít Vậy 3,36 lít < VCO2 ≤ 5,6 lít IV - KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM 1- Kết đạt được: Đề tài góp phần nâng cao đáng kể chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Hóa học trường THCS Chu Văn An đội tuyển học sinh giỏi huyện ĐakPơ dự thi tỉnh năm học 2007-2008 2008-2009 Đề tài giúp em tích cực tự tin hoạt động tìm kiếm hướng giải cho tập Từ chỗ lúng túng gặp toán dạng CO ( SO2) tác dụng với kiềm kim loại hóa trị II, phần lớn em biết vận dụng kỹ bồi dưỡng để giải thành thạo nhiều toán phức tạp Điều đáng mừng có nhiều em biết sáng tạo giải tốn hóa học, có nhiều cách giải nhanh thơng minh Qua đề tài này, kiến thức, kỹ HS củng cố cách vững chắc, sâu sắc; kết học tập học sinh nâng cao 19 Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 * Số liệu kết thực đề tài: Năm học 2006- 2007 2007-2008 2008-2009 Học sinh giỏi cấp huyện 11/ 13 em dự thi 10/10 em dự thi 10/10 em dự thi Học sinh giỏi cấp tỉnh 03 em 06 em 09 em dự thi 2- Bài học kinh nghiệm: Trong q trình vận dụng đề tài, tơi rút số kinh nghiệm sau: * Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho dạng tập cần bồi dưỡng cho HS, xây dựng phương pháp giải dạng tốn * Việc hình thành kỹ giải dạng toán nêu đề tài phải thực theo hướng đảm bảo tính kế thừa phát triển Tơi thường tập mẫu, hướng dẫn phân tích đề để học sinh xác định hướng giải tự giải, từ em rút phương pháp chung để giải toán loại Sau tơi tổ chức cho HS giải tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu cuối nêu tập tổng hợp Cách làm giúp cho giáo viên dễ dàng phát sai lầm nhận thức học sinh, giúp học sinh hiểu lý thuyết sâu sắc * Mỗi dạng tốn tơi xây dựng phương pháp giải, nhằm giúp em dễ dàng nhận dạng vận dụng kiến thức, kỹ cách xác; hạn chế nhầm lẫn xảy cách nghĩ cách làm HS Sau dạng trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm nhấn mạnh sai sót mà HS thường mắc phải 20 Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 C- KẾT LUẬN Phân loại tập hóa học xây dựng hướng giải hợp lý yêu cầu quan trọng giáo viên, để kích thích học sinh học tập cách say mê hứng thú, đồng thời vận dụng hiểu biết vào sống Muốn làm điều này, địi hỏi giáo viên phải có trình độ chun mơn vững vàng , có hiểu biết sâu sắc bao qt hết tồn nội dung chương trình hóa học toàn cấp học Những kinh nghiệm nêu đề tài nhằm mục đích bồi dưỡng phát triển kiến thức kỹ cho học sinh vừa bền vững, vừa sâu sắc; phát huy tối đa tham gia tích cực người học Học sinh có khả tự tìm kiến thức,tự tham gia hoạt động để vừa làm vững kiến thức, vừa rèn luyện kỹ Đề tài tác động lớn đến việc phát triển tiềm lực trí tuệ, nâng cao lực tư độc lập khả tìm tịi sáng tạo cho học sinh giỏi Tuy nhiên cần biết vận dụng kỹ cách hợp lý biết kết hợp kiến thức hoá học, toán học cho tập cụ thể đạt kết cao Đề tài mở rộng phát triển quy mơ hơn, mong cấp lãnh đạo triển khai đề tài thành diện rộng Trong viết đề tài chắn chưa thấy hết ưu điển tồn tiến trình áp dụng, tơi mong muốn góp ý đồng nghiệp để đề tài ngày hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn ! Người viết đề tài Nguyễn Đình Hành 21 ... giải toán phản ứng CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 1) Dạng 1: Xác định số mol CO2 ( SO2) kiềm R(OH)2 a) Phương pháp. .. Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 B- NỘI DUNG ĐỀ TÀI I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN VỀ PHẢN ỨNG CO2 ( SO2) TÁC DỤNG VỚI KIỀM DẠNG R(OH)2 Giải tốn hóa học.. .Đề tài: Phương pháp giải toán CO2 ( SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 Với lý tơi tìm tịi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài: “ Phương pháp giải toán CO2 SO2 tác dụng với kiềm dạng