SKKN bài tập về co2 tác dụng với dung dịch kiềm

bài tập về co2 tác dụng với dung dịch kiềm THAM KHẢO

ĐỀ TÀI

TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ DÀNH CHO HỌC SINH KHÁ

GIỎI LỚP 9

I Phần mở đầu:

Trong hai năm lại đây Môn Hóa Học là trong những môn học mà được Sở

GD và Phòng GD đem trở lại thi chọn học sinh giỏi và tỷ lệ học sinh xếp loại môn Hóa Học còn thấp Vì thế bản thân tôi là một giáo viên được phân công giảng dạy môn Hóa Học lớp 9 và tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi tôi thường thấy học sinh vận dụng lý thuyết vào làm bài tập chưa thật nhuần nhuyễn, chưa xác định được dạng toán hoặc từ những dạng bài tập đơn giản phát triển thành những dạng bài tập khó hơn thì học sinh thường gặp những sai lầm không đáng

có nên cách giải thường sót đáp án hoặc giải nhầm do đó kết quả đạt được chưa cao Vì vậy tôi mạnh dạn đưa ra đề tài “ Một số kinh nghiệm giải dạng bài tập

“khi cho khí CO 2 tác dụng với dung dịch bazơ” dành cho học sinh khá giỏi

lớp 9”

Một số kinh nghiệm giải dạng bài tập “khi cho khí CO2 tác dụng với dung dịch bazơ’’

Nghiên cứu vấn đề này tôi muốn làm rõ các vấn đề sau

-Làm rõ được dạng toán tổng quát và giúp học sinh nhận ra được dạng toán -Vận dụng được dạng tổng quát để giải quyết các bài tập khó 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 toán này trong các đề thi

4 Điểm mới trong kết quả nghiên cứu:

Tôi đã phân ra thành từng dạng từ dể đến khó và sau khi giải quyết xong tôi

đã đưa ra một số bài tập có đáp án để học sinh có 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 môn học tự nhiên thì Hóa Học là môn khoa học nghiên cứu các chất, sự biến đổi các chất và ứng dụng của nó trong đời sống và sản xuất Nhưng học sinh được tiếp cận môn học từ lớp 8 nên ban đầu còn có nhiều bở

ngở, kiến thức lại rất nhiều, đặc biệt việc ứng dụng vào thực tiển cuộc sống Học sinh thấy khó tiếp cận kiến thức vì cảm thấy mới mẻ, nhưng lại khô khan nên hứng thú học tập trong học sinh rất ít Học sinh thường không nắm vững lý thuyết hoặc nắm vững lý thuyết nhưng vận dụng chúng vào làm bài tập còn sơ sài chưa được nhuần nhuyễn nên học sinh có tâm lý chán học nhất là đối với học sinh đại trà Còn 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 môn khác như Toán hay Vật Lý

2 Thực trạng của việc nghiên cứu đề tài

1 Thuận lợi

Tôi luôn 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 công tác tôi được phân công giảng dạy môn Hóa Học 9 trong nhiều năm và thực hiện công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Bản thân tôi đúc rút được một số kinh nghiệm giúp tôi 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 Khó khăn

Mặc dù có những thuận lợi như trên nhưng tôi cũng gặp không ít khó khăn như môn Hóa Học đa số các em chưa thật sự hứng thú tìm hiểu Đối tượng học sinh của tôi phần lớn là con em nông thôn việc đầu tư cho học tập chưa cao, chưa đồng đều Đa số học sinh gặp khó khăn khi xác định dạng bài tập và cách giải các dạng bài tập đó nên hiệu quả chưa được chưa cao, chưa đạt như yêu cầu của môn học

Vì vậy đã thôi thúc tôi phải tìm giải pháp và thời gian phù hợp để thực hiện sáng kiến trên, nhằm tạo cho học sinh có hứng thú tìm hiểu về môn Hóa Học từ

đó giúp các em học tốt hơn môn Hóa Học

III Giải quyết vấn đề

1 Trường hợp khi cho khí CO 2 tác dụng với dung dịch kiềm MOH

lượng muối thu được

Cách giải

-Tính số mol chất đã cho

-Lập tỷ lệ số mol các chất :

Đặt: T =

2

MOH CO

n n

+ Nếu bài toán cho dd kiềm dư hoặc tính được T ≥ 2 thì cả hai trường hợp này muối tạo thành là muối trung hòa

+ Nếu bài toán cho hấp thụ hết CO2 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 toán 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 cô cạn dd?

Giải:

2

CO

4 , 22

72 , 6

 mol

n NaOH = 0,8.1= 0,8 mol

T =

2

0,8 2 0,3

NaOH

CO

n

n   → Muối tạo thành là muối trung hòa nNaOH dư

CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O

0,3 → 0,6 → 0,3 mol

NaOH

n dư = 0,8 - 0,6 = 0,2 mol

m rắn =mNaOH dư +

2 3

Na CO

m = 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:

2

CO

n

= 22 , 4 0,2

48 , 4



mol nNaOH = 0 , 4

40 100

100 16

T =

2

0, 4

2

0, 2

NaOH

CO

n

n   → phản ứng chỉ tạo ra Na2CO3 , NaOH phản ứng hết

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O

0,2 0,4 0,2(mol)

2 3

Na CO

m

= 0,2.106 = 21,2 gam mdd = 100+ 0,2.44 = 108,8 gam

C%Na2CO3 = 19 , 5 %

8 , 108

% 100 2 , 21



Bài tập 3:

KOH 1M Tính khối lượng sản phẩm thu được ( giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn)?

Giải:

3

CaCO

n

= 100 0,2

20



mol

KOH

n = 0,1 mol

Phản ứng : CaCO3 t0

  CaO + CO2

0,2 0,2 0,2 (mol)

T =

2

0,1

0,5 1

0, 2

KOH

CO

n

n    → phản ứng chỉ tạo ra KHCO3, CO2 dư

CO2 + KOH  KHCO3

0,1 0,1 (mol)

3

KHCO

m

= 84.0,1 = 8,4 gam

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:

2

CO

4 , 22

96 , 8

 mol

nNaOH = 0,2.3 = 0.6mol

T =

2

0,6 1,5

0, 4

NaOH

CO

n

n   →1< T< 2 → tạo ra hai muối.

Ta có 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)

Gọi y là số mol CO2 ở pt (2)

Ta có hệ x+y =0,4 x=0,2mol =

2 3

Na CO

2x + y =0,6 y= 0,2 mol =

3

NaHCO

2 3

Na CO

m =0,2 106 =21,2 gam

3

NaHCO

m

=0,2 ,84 = 16,8 gam

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:

2

CO

n

= 22 , 4 0,15

36 , 3



mol

KOH

n = 0,1.1,5 = 0,15 mol

T =

2

0,15

0,15

NaOH

CO

n

T

n     tạo ra muối axit

Ta có pt CO2 + KOH KHCO3 0,15 0,15 0,15 (mol)

mKHCO3

= 0,15 100 = 15 g

Dạng 2:

Bài toán 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 hòa

.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 Cô cạn cẩn thận dd sau phản ứng thu được 14,6 gam chất rắn Tính V?

Giải:

NaOH

n = 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

2 3

Na CO

m

= 106 0,15 = 15,9 gam > 14,6 gam loại

- Nếu phản ứng chỉ tạo ra NaHCO3

Ptpư: CO2 + NaOH NaHCO3

0,3 0,3 mol

3

NaHCO

m = 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 hòa

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O

x 2x x

nNaOH dư = 0,3- 2x

Ta có : 106 x + 40 (0,3- 2x) = 14,6 giải ra x = 0,1 mol

VCO2 = 0,1 22,4 = 2,24 lít

Bài tập 2:

Hòa tan hoàn toàn 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 Cô cạn cẩn thận dung dịch B để nước bay hơi hết thu được 14,6 gam chất rắn Tính m?

Giải:

n khí = 0 , 3

4 , 22

72 , 6

 mol

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 có x + y = 0,3 mol (1)

nCO2 < 0,3 (mol) nên phản ứng không 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

Ta có hệ pt: 











6 , 14 84 106

3 , 0 2

b a b a

(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 có 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 toán cho số mol CO2 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

+ Nếu CO2 hết xét 3 trường hơp:

.Tạo ra hai muối

.Tạo ra muối trung hòa

.Tạo ra muối trung hòa và MOH dư

Bài tập minh họa:

Nhiệt phân hoàn toàn 59,1 gam BaCO3 Dẫn từ từ khí sinh ra qua 200ml dd NaOH thu được dd A Cô 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:

197

BaCO

n   mol

ptpư: BaCO3 to

  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 < mB < 31,8 loại

- Nếu NaOH dư: mB = mNa CO2 3  mNaOH dư > 31,8 loại

+ Nếu CO2 dư, phản ứng tạo ra NaHCO3:

3

NaOH NaHCO

n  n = 0 , 2

84

8 , 16

NaOH

M

2 , 0

2 , 0

 M

Dạng 4:

Cho số mol CO2 và số mol MOH ở dạng tổng quát Xác định các chất có sau phản ứng?

Cách giải:

Viết pt hóa học

Biện luận các chất thu được theo 5 trường hợp sau:

+ Nếu T > 2

+ Nếu T = 2

+ Nếu T < 1

+ Nếu T = 1

+ Nếu 1 < T < 2

Bài tập minh họa:

Cho a mol CO2 từ từ đi qua dd chứa b mol NaOH, thu được dd X Hãy cho biết dd X gồm những chất nào, số mol của mỗi chất ?

Giải:

PTHH : CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1)

CO2 + NaOH NaHCO3 (2)

Biện luận 5 trường hợp xảy ra;

+ 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<1 → a >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

+ Nếu : 1<T <2→b2 < a < b thì dd X chứa b - a mol Na2CO3 ;

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 CO2 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 :

2

M OH CO

n

T

n



+Nếu bài toán cho kiềm dư hoặc tính được T ≥ 1 thì cả hai trường hợp này muối tạo thành là muối trung hòa ( kết tủa)

+Nếu bài toán cho hấp thụ hết CO2 bằng một lượng kiềm tối thiểu hoặc tính được T 12 thì cả hai trường hợp này muối tạo thành là muối axit

+Nếu tính được : 12 < T< 1 thì trường hợp này tạo ra hai muối:

CO2 + M(OH)2 MCO3 ↓ + H2O

Sau đó vì CO2 dư nên có hiện tượng hòa tan kết tủa:

CO2 + MCO3 + H2O M(HCO3)2

Sau phản ứng có MCO3 còn lại và M(HCO3)2 sinh ra

Chú ý: Cũng có thể nhận biết sự có mặt của muối axit bằng hai dữ kiện sau:

t 0

Lọc bỏ kết tủa đem un nóng nước lọc lại có kết tủa xuất hiện:

M(HCO3)2 to

  CO2 + MCO3↓ + H2O Dung dịch phản ứng tác dụng với dung dịch ba zơ tạo ra kết tủa:

M(HCO3)2 + 2OH- MCO3↓ + CO32- + H2O

Bài tập minh họa.

Bài tập1.

Dẫn 112ml khí CO2 (đktc) đi qua 700 ml dd Ca(OH)2 có nồng độ 0,01 M Hãy tính khối lượng muối thu được sau phản ứng?

Giải:

Ta có 2 0,112 0,005

22, 4

CO

n   mol

2

Ca OH

n = 0,7.0,01= 0.07 mol

2

( ) 0,007

1, 4 0,005

Ca OH

CO

n

T

n

   > 1 → chỉ sinh ra muối trung hòa,

2 ( )

Ca OH

PTHH: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓ + H2O

0,005 0,005 0,005 (mol)

3

CaCO

m = 100.0,005 = 0,5 (gam)

Bài tập 2.

Cho 2,24 l khí CO2 (đktc) vào 200 ml dd Ba(OH)2 0,25 M Hãy tính khối lượng muối thu được sau phản ứng?

Giải:

2

CO

n = 0 , 1

4 , 22

24 , 2

 mol

n Ba(OH)2 = 0,2 0,25 =0,05 (mol)

2

2

2

Ba OH CO

n T

n

  → nên tạo ra muối axit

PTHH 2CO2 + Ba(OH) 2 → Ba(HCO3)2 (2)

0,1 0,05 0,05 (mol)

mBa(HCO3)2 = 0,05 259 = 12,95 gam

Bài tập 3.

Dẫn 3,136 lit khí CO2 (đktc) vào 800 ml dd Ca(OH)2 0,1 M

a Viết phương trình hóa học xảy ra

b Tính khối lượng kết tủa tạo thành.

c Tính nồng độ mol của sản phẩm sau phản ứng

Giải:

Ta có: n CO2 = 0 , 14

4 , 22

136 , 3

 mol

n Ca(OH)2 = 0,1 0,8 =0,08 mol

Tỉ lệ: T = 0 , 75

14 , 0

08 , 0

 vậy 21 < T <1 → tạo ra hai muối ( CaCO3 và Ca(HCO3)2

a CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓ + H2O (1)

x ← x→ x mol

2CO2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO3)2 (2)

2y ← y → y mol

b Gọi x là số mol của Ca(OH)2 ở pt (1)

y là số mol của Ca(OH)2 ở pt (2)

Ta có hệ x + y = 0,08 x = 0,02 mol

x + 2y = 0,14 giải ra y = 0,06 mol

m CaCO3 = 0,02 100= 2gam

c nồng độ mol của dd Ca(HCO3)2 là

CM Ca(HCO3)2 = 0 , 075

8 , 0

06 , 0





V

n

M

.Dạng 2:

Bài toán cho số mol CO2 và sản phẩm kết tủa thu được sau phản ứng Tìm số mol M(OH)2

Cách giải

-Tính số mol chất đã cho

- Ptpư: CO2 + OH HCO3 (1)

CO2 + 2OH CO3 + H2O (2)

M2+ 2

3

CO 

MCO3 (3) -Xét hai trường hợp:

+ Nếu nCO2 = n xảy ra phản ứng (2) và (3)

+ Nếu nCO2 > n xảy ra cả ba phản ứng trên

Bài tập minh họa:

2-Cho 3,36 lít CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 500 ml dd Ba(OH)2 nồng độ a mol/l thấy tạo thành 15,76 gam kết tủa Tính giá trị của a?

Giải:

Ta có

2

CO

n = 0,15 mol

3

BaCO

n = 0 , 08

197

76 , 15

 mol do

2

CO n

n   xảy ra 3 phản ứng PTHH CO2 + Ba(OH)2 BaCO3↓ + H2O (1)

0,08 0,08 0,08 (mol)

2CO2 + Ba(OH) 2 Ba(HCO3)2 (2)

0,07 0,035 (mol)

Từ (1)và (2) có số mol của nBa(OH)2 = 0,08+ 0,035= 0,115(mol) → a = 0 , 23

5 , 0

115 , 0

Dạng 3:

Cho số mol M(OH)2 và số gam muối kết tủa Tính số mol của CO2?

Cách giải:

-Tính số mol các chất đã cho

- Viết pt hóa học có thể xảy ra

- Ptpư: CO2 + OH HCO3 

(1)

CO2 + 2OH CO3 + H2O (2)

M2+ + CO3 MCO3 (3)

- Xét hai trường hợp:

+Nếu n M(OH)2 = n có pt (2) và (3)

+Nếu n M(OH)2 > n thì xẩy ra 2 trường hợp

Nếu kiềm dư tạo ra muối trung hòa

.Nếu kiềm hết tạo ra hai muối

Bài tập minh họa:

Bài tập1:

Hòa tan hoàn toàn m gam CaCO3 bằng dd HCl Dẫn toàn bộ khí sinh ra qua 500ml dd Ba(OH)2 0,4M thu được 31,52 gam kết tủa Tính m?

Giải:

-

2