dạng toán cho dung dịch chứa ion h+ tác dụng với dung dịch chứa ion hco3- và co32-

Thông thường nhiều học sinh rất lúng túng và không biết phânbiệt cụ thể 2 dạng bài toán xuôi và ngược là khi cho từ từ dung dịch chứa H+ vàodung dịch chứa CO32- và HCO3- và bài toán cho

A/ PHẦN MỞ ĐẦU

I/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Trong nội dung chương trình hoá học phổ thông có nhiều phần kiến thức

mà học sinh không tự lĩnh hội hết kiến thức Vì vậy giáo viên cần có nhữngphương pháp giúp học sinh nắm vững và đặc biệt là vận dụng kiến thức tốt hơn

Sự đổi mới trong cách thi tuyển sinh đại học của Bộ giáo dục và Đào tạo

đã đặt ra những yêu cầu mới cho học sinh Để có kết quả thi tốt học sinh cầnphải nắm vững kiến thức và vận dụng kiến thức một cách linh hoạt đặc biệt là kĩnăng giải toán hoá học

Trong quá trình giảng dạy và ôn thi đại học tôi nhận thấy bài tập sử dụngphương trình ion rút gọn để giải quyết là khá nhiều dạng Trong đó bài toán H+

tác dụng với HCO3- và CO32- là một trong những bài toán khó của phương phápgiải toán này Thông thường nhiều học sinh rất lúng túng và không biết phânbiệt cụ thể 2 dạng bài toán xuôi và ngược là khi cho từ từ dung dịch chứa H+ vàodung dịch chứa CO32- và HCO3- và bài toán cho từ từ dung dịch chứa CO32- vàHCO3- vào dung dịch chứa H+ thì phản ứng nào xảy ra ưu tiên trước hay chúngxảy ra đồng thời Rất nhiều học sinh cho là phản ứng của chúng xảy ra là nhưnhau không có gì khác biệt trong tính toán cũng như trong hiện tượng quan sátđược Do đó học sinh rất khó vận dụng và xây dựng kiến thức hệ thống Vì vậyviệc giải quyết bài tập của học sinh cũng gặp nhiều khó khăn hơn Trong khi đóhình thức thi trắc nghiệm lại có sẵn các phương án “bẫy” có kết quả như kết quả

mà các em tính được nên các em sẽ có thể cho rằng mình có thể đã có cách làmđúng, tuy nhiên kết quả đó có thể đúng do may mắn Trong quá trình giảng dạy

và ôn thi đại học tôi đã nhận thấy bài tập dạng này gây nhiều khó khăn cho họcsinh, đa số các em không hiểu rõ các quá trình xảy ra Nhiều khi còn cảm thấyrất mơ hồ và rối khi làm bài tập Nghiên cứu một số tài liệu cũng như từ thực tếtôi đã đưa ra cách khai thác bài đơn giản dể hiểu hơn mang tính quy luật để họcsinh không bị nhầm lẫn trong việc tìm ra kết quả bài toán.Dạng toán này các tài

liệu tham khảo không đề cập rõ cách giải quyết và đặc biệt là không đưa ra quytắc cho từng trường hợp tránh việc học sinh làm bài tập may ra thì đúng chứkhông chắc chắn mình đã giải quyết đúng.

Qua thực tế giảng dạy bồi dưỡng học sinh Tôi nhận thấy kết quả học tậpcủa học sinh đã được nâng cao hơn nhiều, học sinh đã yêu thích môn hoá họchơn Chính vì vậy tôi mạnh dạn đề xuất một kinh nghiệm nhỏ:

“Dạng toán cho dung dịch chứa ion H + tác dụng với dung dịch chứa ion HCO3

-và CO3 2-”.

II/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Thực hiện sáng kiến này, nhằm mục đích:

- Khẳng định tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp trong giảng dạy

- Giúp học sinh lĩnh hội và vận dụng kiến thức tốt hơn

- Nâng cao kết quả thi của học sinh trong các kì thi

- Nâng cao năng lực tư duy của học sinh thông qua giải toán hóa học

III/ PHƯƠNG PHÁP:

- Nghiên cứu tài liệu, sưu tầm các tài liệu phục vụ viêc soạn thảo

- Thực nghiệm trong giảng dạy

IV/ Giới hạn nghiên cứu của đề tài:

- Dùng phương trình ion rút gọn giải bài toán cho dung dịch chứa ion H+ tác dụng với dung dịch chứa ion HCO3- và CO32-

- Dùng phương trình ion rút gọn kết hợp với phương pháp khác như bảo toàn điện tích, bảo toàn nguyên tố,

B NỘI DUNG:

I Cơ sở lí luận:

Việc phân loại rõ hai dang toán: Cho từ từ dung dịch chứa ion H+ vào dung dịch chứa ion HCO3- và CO32- với bài toán ngược lại là cho từ từ dung dịch

chứa ion HCO3- và CO32- vào dung dịch chứa ion H+ làm học sinh thấy rõ hiện tượng quan sát được trong hai trường hợp trên và cách tính toán lượng sản phẩmtạo ra khác nhau như thế nào Học sinh hiểu rõ được bản chất của phản ứng trong hai trường hợp trên là gì, từ đó giải bài tập hiệu quả hơn, cho kết quả nhanh và chính xác hơn.

II Cơ sở thực tiễn:

Thông qua việc giảng dạy thực tế, để làm tốt dạng bài tập này tôi đưa ra một số kinh nghiệm, lưu ý nhằm giúp học sinh làm bài tập đạt hiệu quả cao hơn

1. Viết phương trình phản ứng ở dạng ion rút gọn nhằm làm giảm số lượng phương trình phản ứng so với phương trình phân tử Cách tính toán đơn giản hơn

2. Đảm bảo tổng điện tích ở hai vế của phương trình điện li là như nhau

3. Đảm bảo số nguyên tử - số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng là như nhau (Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố)

4. Nắm vững phản ứng Axít – Bazơ theo quan điểm Bronsted

5. Áp dụng được tương tự cho bài toán của dung dịch chứa ion H+ tác dụng dung dịch chứa ion HSO3- và SO32-.

6. Xác định nhanh được số mol HCO3- và CO32- tạo ra khi cho CO2 vào dung dịch bazơ hoặc hỗn hợp bazơ

b.Khi cho từ từ dung dịch chứa ion H+ vào dung dịch chứa CO32- và HCO3- thì ion CO32- phản ứng trước do ion này chỉ có tính bazơ và tính bazơ mạnh hơn so với ion HCO3- Mặt khác cho từ từ H+ vào dung dịch này lượng H+

ban đầu ít.Sau khi ion CO32- đã chuyển hết thành ion HCO3- nếu tiếp tục cho thêm H+ thì lúc đó HCO3- mới nhận H+ để tạo ra CO2 và H2O.Như vậy trong trường hợp này nếu đã thấy khí thoát ra chứng tỏ CO32- đã hết Dung dịch thu được nếu có thì chỉ chứa HCO3-

CO32- + H+ → HCO3

HCO3- + H+ → CO2 + H2O

1.2 Một số ví dụ áp dụng:

Ví dụ 1: ( Đề thi thử đại học năm 2013 ): Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 150

ml dung dịch HCl 1M vào 200 ml dung dịch chứa Na2CO3 0,5M và NaHCO3

0,2M sau phản ứng thu được số mol CO2 là:

0,1 mol 0,15 mol 0,1 molHCO3- + H+ → CO2 + H2O (2)0,14 mol 0,05 mol 0,05 molTheo phương trình phản ứng(1) và (2):n CO2 =0,050mol

Đáp án A

Ví dụ 2 ( Đề thi thử đại học năm 2013): Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm

Na2CO3 1,5M và KHCO3 1M Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml X, sinh ra V lít khí ở đktc Đun nóng để cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m(g) muối khan Giá trị của m là :

0,20 mol 0,1 mol 0,1 mol

Khối lượng muôí thu được là: 0,15.106 +0,1.100 + 0,2 36,5 – 0,15.44 –

0,15.18 =23,9 gam Đáp án C

Ở bài toán này học sinh được bổ trợ thêm kiến thức về khả năng phân huỷ của muối hiđrocacbonat Trong phản ứng này còn giúp học sinh hiểu rõ hơn, nắm chắc hơn về kiến thức axit-bazơ theo quan điểm Bronsted( Phản ứng 3)

Ví dụ 3(Đề thi thử đại học năm 2013): Cho từ từ 150 ml dung dịch HCl 1M

vào 500ml dung dịch A gồm Na2CO3 và NaHCO3 thì thu được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch B Cho B tác dụng với Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 gam kết tủa Tính CM của Na2CO3 và NaHCO3 trong A

ymol n

0,5x mol 0,5x mol 0,5x molHCO3- + H+ → CO2 + H2O (2)0,5x + 0,5y mol 0,045 mol 0,045 mol

Dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư tạo kết tủa Vậy B chứa ion HCO3- (CO32- đã hết do phản ứng đã có khí thoát ra)

Đáp án B

Ở bài toán này học sinh vận dụng thêm kiến thức về bảo toàn nguyên

tố và bảo toàn điện tích

Ví dụ 4 (Đề thi thử đại học năm 2013): Cho rất từ từ từng giọt cho đến hết 200

ml dung dịch HCl 1M vào bình chứa 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3

1,5M và KHCO3 1M Hấp thụ toàn bộ lượng khí CO2 sinh ra vào dung dịchCa(OH)2 dư thu được m gam kết tủa Giá trị của m là:

n CO n Na CO 0,1.1,5 0,15mol

3 2

mol n

n HCO NaHCO3 0,1.1,0 0,1

Phương trình phản ứng:

CO32- + H+ → HCO3- (1)0,15 mol 0,20 mol 0,15 molHCO3- + H+ → CO2 + H2O (2)0,25 mol 0,05 mol 0,05 mol 0,05 mol

CO2 + Ca(OH)2 dư → CaCO3 + H2O

0,05 mol 0,05 mol

Vậy khối lượng kết tủa thu được là: 0,05.100 = 5 gam Đáp án D

Ở bài toán này học sinh được bổ trợ thêm kiến thức về phản ứng của CO2 tác dụng với dung dịch bazơ

Ví dụ 5 (Đề thi thử đại học năm 2013): Hoà tan m gam hỗn hợp gồm Na2CO3

và KHCO3 vào nước để được 400ml dung dịch X Cho từ từ 150ml dung dịch HCl 1M vào dung dịch X, thu được dung dịch Y và 1,008 lít khí (đktc) Cho Y tác dụng với Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 gam kết tủa Giá trị của m là:

Theo sơ đồ :nH+ = nHCl = 0 , 15 mol

n CO − =n Na CO =xmol

3 2

Đã có CO2 thoát ra chứng tỏ phản ứng (1) đã xảy ra xong Cho tiếp Ba(OH)2

dư vào dung dịch sau phản ứng thấy có kết tủa chứng tỏ CO32- đã hết nhưngHCO3- còn dư trong dung dịch sau phản ứng

HCO3- + OH-→ CO32- + H2O (3)

CO32- + Ba2+ → BaCO3 (4)Theo phương trình phản ứng (3) và (4):

 nH+ = x + 0,045 = 0,15ó x = 0,105 mol

mol y

y x du

2.2 Một số ví dụ áp dụng :

Câu 1((Đề thi thử đại học năm 2013): Nhỏ rất từ từ 250ml dung dịch X (chứa

Na2CO3 0,4M và KHCO3 0,6M) vào 300ml dung dịch H2SO4 0,35M và khuấy đều, thấy thoát ra V lít CO2 (đktc) và dung dịch Y Cho BaCl2 dư vào Y được m gam kết tủa Giá trị của V và m lần lượt là:

HCO3- + H+ → CO2 + H2O (2)0,25 mol 0,11 mol 0,11 mol

mol y

y x du

n HCO 0,045 0,06

Mặt khác: n CO − =n Na CO =xmol

3 2 2

mol y

y x du

Câu 2(Đề thi thử đại học năm 2013): Cho từ từ 100ml dung dịch chứa hỗn hợp

Na2CO3 2M, KHCO3 1M vào 100ml dung dịch chứa HCl 1M và H2SO4 0,5M thuđược V lít khí (đktc) và dung dịch X Cho 100ml dung dịch Ba(OH)2 2,5M và NaOH 0,75M vào dung dịch X thu được m gam kết tủa Tính giá trị của m và V:

Dung dịch X chứa CO2 −

3 dư là 0,2 – 0,08 = 0,12( mol) HCO−

3dư là 0,1 – 0,04 = 0,06( mol) Cho dung dịch hỗn hợp bazơ vào X ta có pư:

HCO−

3 + OH− → CO2 −

3 + H2O 0,06 mol 0,475 mol 0,06 mol

0,18 mol 0,18 mol 0,18 mol

Khối lượng kết tủa thu được là : 0,05.233 + 0,18.197 = 47,11 ( gam)

→ Đáp án : D

Ví dụ 3 (Đề thi thử đại học năm 2013) : X là dung dịch chứa x mol HCl, Y là

dung dịch chứa y mol Na2CO3 Cho từ từ X vào Y thu được 0,1 mol khí Cho từ

từ Y vào X thu được 0,25 mol khí Giá trị của y là:

y mol x mol y molHCO3- + H+ → CO2 + H2O (2)

y mol x - y mol x – y mol = 0,1 molCho từ từ Y vào X

Câu 1(Đề thi thử đại học năm 2013): Cho từ từ dung dịch chứa x mol HCl vào

dung dịch chứa y mol Na2CO3 thu được 1,12 lít khí (đktc) và dung dịch X Cho nước vôi dư vào X thấy xuất hiện 5g kết tủa Tính x, y

A x = 0,1; y = 0,1 B x = 0,005 ; y = 0,1

C x = 0,1; y = 0,05 D x = 0,1 ; y = 0,2

Đáp án: A

Câu 2(Đề thi thử đại học năm 2013): Cho từ từ từng giọt dd chứa b mol HCl vào

dung dịch chứa a mol Na2CO3 thu được V lít CO2 Làm thí nghiệm ngược lại thu được 2V lít CO2 Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện So sánh a và b

A a = 0,8b B a = 0,35b C a = 0,75b D a = 0,5b

Đáp án: C

Câu 3(Đề thi đại học khối A năm 2007): Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl

vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 thu được V lít khí (đktc) và dung dịch X Cho

từ từ nước vôi trong vào X thấy xuất hiện kết tủa Biểu thức liên hệ giữa V với a

và b là:

Đáp án: B

Câu 4(Đề thi thử đại học năm 2013): Cho 0,15 mol hỗn hợp KHCO3 và K2CO3

tác dụng hết với dung dịch HCl, dẫn khí thoát ra vào 200ml dung dịch Ca(OH)2

0,5M Tính khối lượng kết tủa thu được:

A 5(g) B 10(g) C 15(g) D 1(g)

Đáp án: A

Câu 5(Đề thi thử đại học năm 2013): Cho từ từ 100ml dung dịch A chứa H2SO4

1M và HCl 1M vào 200ml dung dịch B gồm KHCO3 1M và Na2CO3 1M thu được V lít CO2 (đktc) và dung dịch X Cho Ba(OH)2 dư vào X thu được m gam kết tủa Tính m và V

A 1,68(l) B 2,24(l) C 1,12(l) D 3,36(l)

Đáp án: C

Câu 7(Đề thi thử đại học năm 2013): Trộn 100ml dd chứa KHCO3 1M và

K2CO3 1M với 100ml dung dịch chứa NaHCO3 1M và Na2CO3 1M được 200ml dung dịch X Nhỏ từ từ 100ml dung dịch Y chứa H2SO4 1M và HCl 1M vào X được V lít CO2 (đktc) và dung dịch Z Cho Ba(OH)2 dư vào Z thu được m gam kết tủa Tính V và m

A 59,1(g); 2,24 (l) B 59,1(g); 4,48 (l)

C.39,4(g); 2,24 (l) D 82,4(g); 2,24 (l)

Đáp án: D

Câu 8(Đề thi thử đại học năm 2013): Thêm từ từ 300ml dung dịch HCl 1M vào

200ml dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 1M và NaHCO3 0,5M thu được dung dịch A + V lít CO2 (đktc) Thêm dung dịch nước vôi trong vào A đến dư thu được m gam kết tủa Tính m và V

A 59,1(g); 2,24 (l) B 59,1(g); 4,48 (l)

C.39,4(g); 2,24 (l) D 82,4(g); 2,24 (l)

Đáp án: D

Câu 9: (Đề thi đại học năm 2009): Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5

M và KHCO3 1M Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X sinh ra V(l) khí (đktc) Gía trị của V là:

A.4,48(l) B.1,12(l) C.2,24(l) D.3,36(l)

Câu 10: (Đề thi đại học năm 2010) : Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 30 ml dung

dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa Na2CO3 0,2M và NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu đựoc số mol CO2 là:

A 0,030(mol) B.0,010(mol)

C.0,020(mol) D.0,015(mol)

Đáp án: B

Câu 11: (Đề thi thử đại học năm 2013) : Hoà tan hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3

vào nước để được 400ml dung dịch X Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch X, thu được dung dịch Y và 1,008 lít khí (đktc) Cho Y tác dụng với Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 gam kết tủa Cho từ từ dung dịch X vào bình đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M, thu được V lít khí (đktc) Giá trị của m và v là:

C 34,51 gam D 23,68 gam

Đáp án: D

Câu 13 (Đề thi thử đại học năm 2013): X là dung dịch chứa a mol Na2CO3, Y là dung dịch chứa b mol H2SO4 Khi cho từ từ X vào Y hoặc ngược lại đều thu được thể tích khí như nhau trong cùng điều kiện) Mối tương quan giữa a và b là:

A 2a < b B a > 2b C a < b D 2a > b

Đáp án: C

Câu 14(Đề thi thử đại học năm 2013):X là dung dịch chứa x mol HCl, Y là dung

dịch chứa y mol Na2CO3 Cho từ từ X vào Y thu được 0,1 mol khí Cho từ từ Y vào X thu được 0,25 mol khí Giá trị của Y là:

Đáp án: C

Câu 15(Đề thi thử đại học năm 2013): Cho từ từ 150 ml dung dịch HCl 1M vào

500ml dung dịch X gồm Na2CO3 và NaHCO3 thì thu được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch Y Cho Y tác dụng với Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 gam kết tủa Nồng

độ mol/lít của Na2CO3 và NaHCO3 trong dung dịch X lần lượt là:

A 0,21M và 0,32M B 0,18M và 0,26M

C 0,2M và 0,4M D 0,21M và 0,18M

Đáp án: A

Câu 16(Đề thi thử đại học năm 2013): X là dung dịch chứa x mol HCl, Y là

dung dịch chứa y mol Na2CO3 Cho từ từ X vào Y thu được 0,15 mol khí Cho từ

từ Y vào X thu được 0,25 mol khí Giá trị của y là:

Khi áp dụng chuyên đề này vào giảng dạy tại lớp 11A1 năm học 2013 –

2014 tôi nhận thấy học sinh nắm bắt và vận dụng phương pháp nhanh hơn, bàitập trở nên đơn giản hơn, học sinh đã biết cách nhận dạng và nhẩm nhanh đượckết quả một số bài toán Không những kĩ năng giải toán tốt hơn mà lí thuyết các

em nắm cũng vững hơn từ đó số học sinh ham thích làm các bài tập và có hứngthú học nhiều hơn, tiết học sinh động và có chất lượng cao hơn

Khảo sát bài cho thấy:

Khi chưa đưa ra phương pháp trên :

Tỷ lệ học sinh giải được Tỷ lệ học sinh lúng túng Tỷ lệ học sinh không giải

được

Khi đưa ra phương pháp trên vào vận dụng:

Tỷ lệ học sinh giải được Tỷ lệ học sinh lúng túng Tỷ lệ học sinh không giải

Tuy nhiên chất lượng học sinh còn quá chênh lệch do đó khi giảng dạy cần làm rõ lí thuyết cơ bản từ đó khai thác ra để học sinh vận dụng không đưa trực tiếp các dạng bài tập, đối với học sinh khá giỏi thì cần khai thác triệt để đặc biệt là các dạng vận dụng kết hợp với kiến thức axit-bazơ theo quan điểm

Bronsted và các phương pháp khác, còn học sinh trung bình thì chỉ cần cung cấpnhững lí thuyết cơ bản và bài tập không quá khó

Trên đây là một số kinh nghiệm mà tôi đã trình bày, tôi hy vọng nó sẽ có ích cho công tác giảng dạy của giáo viên trong các chương trình đổi mới hiện nay.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Tuyển tập đề thi đại học năm 2007 đến năm 2013

2 Tuyển tập đề thi thử đại học năm 2010,2011,2012,2013

MỤC LỤC