Hướng dẫn học sinh lớp 11 trường THPT lê hoàn giải nhanh dạng bài tậpCO2 tác dụng với dung dịch kiềm

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 11 TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN GIẢI NHANH DẠNG BÀI TẬP “CO2 TÁC DỤNG VỚP DUNG DỊCH KIỀM” Người thực hiện: Lê Văn Mạnh Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc môn: Hóa học THANH HÓA, NĂM 2017 MỤC LỤC Nội dung Mở đầu: 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Đối tượng nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm: Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Kết luận, kiến nghị: Trang 2 2 3 3 15 17 Mở đầu: 1.1 Lý chọn đề tài: Trong chương trình phổ thông, Hóa học môn khoa học tự nhiên gắn liền lí thuyết, thực nghiệm vận dụng Cũng giống môn học khác sau nghiên cứu lý thuyết em vận dụng vào giải tập nhằm củng cố lại kiến thức lý thuyết Mặt khác, tập sách giáo khoa, sách tập hành lại không phân dạng cụ thể, vấn đề làm cho học sinh “lúng túng” cách làm mẫu định Vì vậy, xây dựng phương pháp, đưa phương pháp vào nội dung kiến thức để em học sinh tiếp thu vận dụng có hiệu thành công định thầy cô trược tiếp giảng dạy Trong trình giảng dạy môn Hóa học trường THPT Lê Hoàn năm học 2016 – 2017 Tôi nhận thấy dạng tập định tính, định lượng về: Cacbon đioxit tác dụng với dung dịch kiềm dung dịch kiềm thổ chủ đề hay, đa dạng thường gặp kỳ thi có kỳ thi THPT Quốc Gia Trên sở đó, mạnh dạn chọn đề tài: Hướng dẫn học sinh lớp 11 trường THPT Lê Hoàn giải nhanh dạng tập “CO tác dụng với dung dịch kiềm” làm sáng kiến kinh nghiệm cho Với hy vọng đề tài tài liệu hữu ích cho việc học tập em học sinh, cho công tác giảng dạy cá nhân 1.2 Mục đích nghiên cứu: Giúp học sinh nghiên cứu sở lý thuyết về: Dạng tập CO tác dụng với kiềm kiềm thổ đồng thời tìm hiểu vai trò, cách vận dụng kết hợp định luật hóa học cách dùng phương trình ion rút gọn thay cho phương trình phân tử Từ phát triển tư duy, sáng tạo, tránh lúng túng, sai lầm, tiết kiệm thời gian làm nâng cao kết học tập, kỳ thi 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Sáng kiến nghiên cứu dạng tập “CO tác dụng với dung dịch chứa OH ” sau: + Cho CO2 tác dụng với dung dịch kiềm: NaOH, KOH + Cho CO tác dụng với dung dịch kiềm dung dịch kiềm thổ: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 + Cho CO2 tác dụng với dung dịch kiềm muối cacbonat: NaOH, KOH Các dạng tập chương trình THPT đề thi HSG, ĐH - CĐ 1.4 Phương pháp nghiên cứu: + Nghiên cứu sở lý luận giảng dạy môn hóa học trường THPT Lê Hoàn năm học 201 6– 2017 + Nghiên cứu tài liệu, Internet, sách giáo khoa, tham khảo, đề thi HSG tỉnh, đề thi đại học cao đẳng năm 2004 - 2015, đề thi THPT Quốc gia năm 2015 + Thực nghiệm: Thống kê toán học xử lý kết thực nghiệm Nội dung sáng kiến kinh nghiệm: Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm: Để hình thành kỹ giải nhanh tập hóa học việc giúp học sinh nắm chất trình phản ứng giáo viên phải hình thành cho học sinh phương pháp giải nhanh bên cạnh rèn luyện cho học sinh tư định hướng đứng trước toán khả phân tích đề Với hình thức thi trắc nghiệm việc giải nhanh toán hóa học yêu cầu hàng đầu người học, yêu cầu tìm phương pháp giải toán cách nhanh nhất, giúp người học tiết kiệm thời gian làm mà rèn luyện tư lực phát vấn đề người học 2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Về chủ đề Hướng dẫn học sinh lớp 11 trường THPT Lê Hoàn giải nhanh dạng tập “CO2 tác dụng với dung dịch kiềm” Một số tác giả khác đề cập đến cách làm số tài liệu tham khảo Tuy nhiên, dừng lại giải số tập đơn lẻ chưa có hệ thống, chưa có tính khái quát Do nội dung kiến thức kĩ giải chủ đề cung cấp cho học sinh chưa nhiều Nên gặp toán dạng em thường lúng túng việc tìm cách giải phù hợp, không làm làm nhiều thời gian Trên thực tế, với hình thức thi trắc nghiệm có nhiều học sinh áp dụng cách giải từ cấp THCS như: n NaOH + Xét tỉ lệ mol: T = n CO • Nếu: T ≤ Tạo muối axit CO2 dư • Nếu: ≤ T ≤ Tạo muối hỗn hợp muối, CO2 NaOH hết • Nếu: T ≥ Tạo muối trung hòa NaOH dư + Xét trường hợp xảy …vv Thiết nghĩ để học sinh áp dụng cách dễ ứng với trường hợp cho dung dịch kiềm tác dụng với CO2, cho hỗn hợp dung dịch kiềm, dung dịch kiềm thổ tác dụng với CO2 khó viết phương trình phân tử Do đó, chọn xây dựng sáng kiến: Hướng dẫn học sinh lớp 11 trường THPT Lê Hoàn giải nhanh dạng tập “CO tác dụng với dung dịch kiềm” với mục đích giúp học sinh nhận dạng toán, giảm áp lực phải ghi nhớ công thức giải toán cách nhanh lập luận chặt chẽ 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề: 2.3.1 Cơ sở phương pháp: 2.3.1.1 Định luật bảo toàn nguyên tố (ĐLBTNT): Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: Trong phản ứng, trình hóa học nguyên tố bảo toàn Nghĩa là: + Tổng số mol nguyên tử nguyên tố M trước sau phản ứng không đổi + Khối lượng nguyên tử nguyên tố M trước sau phản ứng không đổi 2.3.1.2 Định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL): + Khối lượng chất tham gia phản ứng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Nghĩa là: Tổng khối lượng chất trước phản ứng (mT) Tổng khối lượng chất sau phản ứng ( mS ) ⇒ * ∑ mT = ∑ mS + Khối lượng hợp chất tổng khối lượng nguyên tử nguyên tố tạo thành hợp chất + Khối lượng muối sau phản ứng: * ∑ mmuối = ∑ mcation+ ∑ manion 2.3.1.3 Định luật bảo toàn điện tích (ĐLBTĐT): + Nguyên tắc: Điện tích luôn bảo toàn + Từ suy hệ quả: Trong dung dịch tổng số mol đơn vị điện tích âm dương phải 2.3.1.4 Một số lưu ý: Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch NaOH, KOH, Ba(OH) 2, Ca(OH)2 xảy PTHH sau: → HCO3− (1) CO2 + OH −  → CO32− + H 2O hay HCO3− + OH −  → CO32− + H 2O (2) CO2 + 2OH −  → MCO3 với M Ba, Ca, Sr (3) CO32− + M +  2− → HCO3− (4) CO2 + CO3 + H 2O  Khi đun nóng hay nung kết tủa tới khối lượng không đổi xảy phương trình hóa học sau: t → MCO3 + CO2 ↑ + H 2O (5) M(HCO3 )2  t cao → MO + CO2 với M Ba, Ca, Sr (6) MCO3  0 + Khi cô cạn dung dịch sau phản ứng, ta có: * ∑ mmuối = ∑ mcation+ ∑ manion + Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch bazơ thiết phải xảy tăng giảm khối lượng dung dịch Thường gặp hấp thụ sản phẩm cháy dung dịch Ca(OH)2 dd Ba(OH)2 Khi : Khối lượng dd (sau phản ứng) tăng = mhấp thụ - mkết tủa Khối lượng dd (sau phản ứng) tăng = mkết tủa - mhấp thụ 2.3.2 Các dạng tập: Trong đề tài xin trình bày phương pháp giải dạng bập về: CO tác dụng với OH − ba dạng chính: Dạng1: Bài tập CO2 tác dụng với OH − biết số mol chất Dạng2: Bài tập CO2 tác dụng với OH − biết số mol chất tác dụng số mol chất kết tủa Dạng3: Bài tập CO2 tác dụng với OH − dung dịch chứa CO32− , HCO3− Dạng 1: Bài tập CO2 tác dụng với OH − biết số mol chất + Phương pháp giải: • Bước 1: Tính số mol CO2 OH − • Bước 2: Viết phương trình ion rút gọn phản ứng → HCO3− Nếu OH − mà dư tiếp tục xảy phương trình: (1) CO2 + OH −  → CO32− + H 2O (2) HCO3− + OH −  → MCO3 ↓ (3) CO32− + M 2+  • Bước 3: Tính toán theo yêu cầu đề + Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch NaOH 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn khối lượng muối có dung dịch là: A 13,7 B 5,3 C 8,4 D 15,9 Hướng dẫn giải - Ta có: nCO2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol, nNaOH = 0,2.1 = 0,2 mol ⇒ nOH − =0,2 mol → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) - PTHH: (1) CO2 + OH −  0,15 0,15 0,15 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,05 0,05 0,05 (mol) + - Dung dịch sau phản ứng gồm: Na (0,2 mol), HCO3− (0,1 mol), CO32− (0,05mol) Vậy: mmuối = mcation + Σ manion = 0,2.23 + 0,1.61 + 0,05.60 = 13,7 gam ⇒ Đáp án: A Ví dụ 2: Hấp thụ hoàn toàn 5,6 lít CO2 (đktc) vào 300ml dung dịch KOH 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X, thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 20,0 B 6,9 C 26,9 D 9,6 Hướng dẫn giải - Ta có: nCO2 = 5,6/22,4 = 0,25 mol, nKOH = 0,3.1 = 0,3 mol ⇒ nOH − =0,3 mol → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) - PTHH: (1) CO2 + OH −  0,25 0,25 0,25 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,05 0,05 0,05 (mol) + - Dung dịch sau phản ứng gồm: K (0,3 mol), HCO3− (0,2 mol), CO32− (0,05mol) Vậy: m = mmuối = mcation + Σ manion = 0,3.39 + 0,2.61 + 0,05.60 = 26,9 gam ⇒ Đáp án: C Ví dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch gồm NaOH 0,5M KOH 0,5M, thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y, thu a gam chất rắn khan Giá trị a A 35,1 B 15,3 C 13,5 D 31,5 Hướng dẫn giải - Ta có: nCO2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol, nNaOH = 0,2.0,5 = 0,1 mol, nKOH =0,2.0,5 = 0,1 ⇒ ΣnOH − =0,2 mol → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) - PTHH: (1) CO2 + OH −  0,15 0,15 0,15 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,05 0,05 0,05 (mol) + - Dung dịch sau phản ứng gồm: K (0,1 mol), Na+ (0,1 mol), HCO3− (0,1 mol), CO32− (0,05mol) Vậy: m = Σ mmuối = mcation + Σ manion = 0,1.39 + 0,1.23 + 0,1.61 + 0,05.60 = 15,3 gam ⇒ Đáp án: B Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 100ml dung dịch Ca(OH)2 0,75M, thu a gam kết tủa Giá trị a A 1,0 B 7,5 C 5,0 D 15,0 Hướng dẫn giải - Ta có: nCO2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol, nCa ( OH )2 = 0,1.0,75 = 0,075 mol ⇒ nOH − nCa2+ = 0,075 mol =0,15 mol, → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) - PTHH: (1) CO2 + OH −  0,1 0,1 0,1 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,05 0,05 0,05 (mol) 2− 2+ 2− → CaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ca 2+ dư) (3) CO3 + Ca  0,05 0,05 0,05 (mol) ⇒ a = mCaCO = 0,05.100 = 5,0 gam ⇒ Đáp án: C Ví dụ 5: Cho 3,36 lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn 100ml dung dịch gồm NaOH 0,8M Ba(OH)2 0,5M Sau kết thúc phản ứng thu x gam kết tủa Giá trị x A 5,91 B 1,97 C 3,94 D 9,85 Hướng dẫn giải nBa (OH )2 = 0,1.0,5 = 0,05 mol, nNaOH = 0,1.0,8 = 0,08 mol ⇒ ΣnOH − =0,18 mol, nBa 2+ = 0,05 mol - Ta có: nCO2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol, → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) - PTHH: (1) CO2 + OH −  0,15 0,15 0,15 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,03 0,03 0,03 (mol) 2− → BaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ba 2+ dư) (3) CO + Ba  0,03 0,03 0,03 (mol) ⇒ x = mBaCO = 0,03.197 = 5,91 gam ⇒ Đáp án: A Dạng 2: Bài tập CO2 tác dụng với OH − biết số mol chất tác dụng số mol chất kết tủa + Phương pháp giải: • Bước 1: Tính số mol chất có đủ liệu (CO 2, OH − MCO3) • Bước 2: Viết phương trình ion rút gọn phản ứng → HCO3− Nếu OH − mà dư tiếp tục xảy phương trình: (1) CO2 + OH −  → CO32− + H 2O (2) HCO3− + OH −  → MCO3 ↓ (3) CO32− + M 2+  •Bước 3: Căn theo kiện đề để xét trường hợp xảy ra, như:  TH1: Sau phản ứng (9) HCO3− hết, HO − dư  TH2: Sau phản ứng (9) OH − hết, HCO3− dư •Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề + Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hấp thụ toàn x mol CO2 vào dung dịch chứa 0,03 mol Ca(OH)2 gam kết tủa Tính giá trị x? Hướng dẫn giải 2− 2+ - Ta có: nCa ( OH )2 = 0,03 mol ⇒ nOH − =0,06 mol, = 0,02 mol - Vì nCaCO3 0,02 mol < nCa 2+ = 0,03 mol, nCaCO = 2/100 nCa 2+ ban đầu, nên ta xét trường hợp sau: + Trường hợp 1: Sau phản ứng (9) HCO3− hết, HO − dư → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  x x x (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( HCO3− hết, OH − dư) 2) HCO3 + OH  x x x (mol) 2− 2+ 2− → CaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ca 2+ dư) (3) CO3 + Ca  x x x (mol) n ⇒ x = CaCO = 0,02 mol + Trường hợp 2: Sau phản ứng (9) OH − hết, HCO3− dư → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  x x x (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,06-x 0,06-x 0,06-x (mol) 2− 2+ → CaCO3 ↓ ( CO32− hết, Ca 2+ dư) (3) CO3 + Ca  0,06-x ⇒ 0,06-x = nCaCO3 = 0,02 ⇒ x = 0,04 mol 0,06-x (mol) Vậy x = 0,02 mol x = 0,04 mol Ví dụ (Trích đề thi ĐH-2007-A): Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu 15,76 gam kết tủa Giá trị a A 0,032 B 0,048 C 0,06 D 0,04 Hướng dẫn giải - Ta có: nCO2 = 2,688/22,4 = 0,12 mol, nBaCO3 = 15,76/197 = 0,08 mol - Vì nCO2 ban đầu = 0,12 mol > nC nBaCO3 = 0,08 mol xảy trường hợp sau: → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  0,12 0,12 0,12 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,08 0,08 0,08 (mol) 2− 2+ 2− → BaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ba 2+ dư) (3) CO3 + Ba  0,08 0,08 (mol) - Theo PTHH: nOH − = 0,12 + 0,08 = 0,2 mol ⇒ 2,5.a.2 = nOH − = 0,2 ⇒ a = 0,04 lít ⇒ Đáp án: D Ví dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 1,12 lít khí CO2 (ở đktc) vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 nồng độ x mol/l, thu gam kết tủa Giá trị x A 0,3 B 0,15 C 0,6 D 0,4 Hướng dẫn giải - Ta có: nCO2 = 1,12/22,4 = 0,05 mol, nCaCO3 = 1/100 = 0,01 mol - Vì nCO2 ban đầu = 0,05mol > nC nCaCO3 = 0,01 mol xảy trường hợp sau: → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  0,05 0,05 0,05 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,01 0,01 (mol) 2− 2+ 2− → CaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ca 2+ dư) (3) CO3 + Ca  0,01 0,01 (mol) - Theo PTHH: nOH − = 0,05 + 0,01 = 0,06 mol ⇒ 0,2.x.2 = nOH − = 0,06 ⇒ x = 0,15 lít ⇒ Đáp án: B Ví dụ 4: Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào lít dung dịch Ba(OH)2 0,01M thu 2,955 gam kết tủa Giá trị V A 0,336 B 0,672 C 0,336 1,456 D 0,672 2,912 Hướng dẫn giải - Ta có: nBa ( OH )2 = 4.0,01 = 0,04 mol ⇒ nOH − =0,08 mol, nBa2+ = 0,04 mol, nBaCO3 = 2,955/197 = 0,015 mol - Vì nBaCO3 = 0,015 mol < nBa2+ ban đầu, nên ta xét trường hợp sau: + Trường hợp 1: Gọi x số mol CO2 tham gia phản ứng → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  x x x (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( HCO3− hết, OH − dư) (2) HCO3 + OH  x x x (mol) 2− 2+ 2− → BaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ba 2+ dư) (3) CO3 + Ba  x x x (mol) ⇒ x = nBaCO = 0,015 mol ⇒ V = VCO = 0,015.22,4 = 3,36 lít + Trường hợp 2: Gọi x số mol CO2 tham gia phản ứng → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  x x x (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,08-x 0,08-x (mol) 2− 2+ → BaCO3 ↓ ( CO32− hết, Ba 2+ dư) (3) CO3 + Ba  0,015 0,015 (mol) ⇒ 0,08-x = nBaCO = 0,015 ⇒ x = 0,065 mol ⇒ V = VCO = 0,065.22,4 = 1,456 lít Vậy V = 3,36 lít V = 1,456 lít ⇒ Đáp án: C Ví dụ 5: Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M thu 1,5 gam kết tủa Giá trị V A 0,336 B 2,016 C 0,336 2,016 D 0,336 1,008 Hướng dẫn giải 3 - Ta có: nCa ( OH )2 = 3.0,01 = 0,03 mol ⇒ nOH − =0,06 mol, nCa2+ = 0,03 mol, nCaCO3 = 1,5/100 = 0,015 mol - Vì nCaCO3 = 0,015 mol < nCa 2+ ban đầu, nên ta xét trường hợp sau: + Trường hợp 1: Gọi x số mol CO2 tham gia phản ứng → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  x x (mol) → CO32− + H 2O ( HCO3− hết, OH − dư) (2) HCO3− + OH −  x x x (mol) 2− 2+ 2− → CaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ca 2+ dư) (3) CO3 + Ca  x x x (mol) n V ⇒ x = CaCO = 0,015 mol ⇒ V = CO = 0,015.22,4 = 3,36 lít x 10 + Trường hợp 2: Gọi x số mol CO2 tham gia phản ứng → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  x x x (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  0,06-x 0,06-x (mol) 2− 2+ → CaCO3 ↓ ( CO32− hết, Ca 2+ dư) (3) CO3 + Ca  0,015 0,015 (mol) ⇒ 0,06-x = nCaCO = 0,015 ⇒ x = 0,045 mol ⇒ V = VCO = 0,045.22,4 = 1,008 lít Vậy V = 3,36 lít V = 1,008 lít ⇒ Đáp án: D Dạng 3: Bài tập CO2 tác dụng với OH − dung dịch chứa: OH − , CO32− + Phương pháp giải: • Bước 1: Tính số mol CO2 OH − • Bước 2: Viết phương trình ion rút gọn phản ứng → HCO3− hay CO2 + 2OH −  → CO32− + H 2O (2) (1) CO2 + OH −  → CO32− + H 2O (3) HCO3− + OH −  → HCO3− (4) CO2 + CO32− + H 2O  → BaCO3 ↓ (5) CO32− + Ba 2+  • Bước 3: Tính toán theo yêu cầu + Ví dụ minh họa: Ví dụ (Trích đề thi ĐH-2010-B): Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K2CO3 0,2M KOH x mol/l, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y Cho toàn Y tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư), thu 11,82 gam kết tủa Giá trị x A 1,6 B 1,2 C 1,0 D 1,4 Hướng dẫn giải - Ta có: nCO2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol, nBaCO3 = 11,82/197 = 0,06 mol, nKOH = 0,1x mol ⇒ nOH − = 0,1x mol, nCO = nK CO = 0,02 mol - Vì CO2 hấp thụ hết tạo kết tủa với BaCl2 nên ta có: → CO32− + H 2O PTHH: (1) CO2 + 2OH −  0,05x 0,1x 0,05x (mol) 2− − → HCO3 (2) CO2 + CO3 + H 2O  0,05x +0,02 - 0,06 (mol) 2− 2+ → BaCO3 ↓ ( CO32− hết, Ba 2+ dư) (3) CO3 + Ba  0,06 0,06 (mol) - Theo PTHH: nCO2 = 0,05x + 0,05x - 0,04 = 0,1 ⇒ x = 1,4 lít ⇒ Đáp án: D Ví dụ 2: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch chứa Na2CO3 0,5M NaOH 0,75M thu dung dịch X Cho dung dịch BaCl2 dư 2− 3 11 vào dung dịch X thu kết tủa có khối lượng A 9,85gam B 29,55 gam C 19,7gam D 39,4 gam Hướng dẫn - Ta có: nCO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol, nNa2CO3 = nCO = 0,1 mol, nNaOH = 0,15mol 2− ⇒ nOH − = 0,15 mol → HCO3− (CO2 dư, OH − hết) xảy tiếp phản ứng: PTHH: (1) CO2 + OH −  0,15 0,15 0,15 (mol) 2− − → HCO3 ( CO2 hết, CO32− dư) (2) CO2 + H 2O + CO3  0,05 0,05 0,1 (mol) 2− 2+ 2− 2+ → BaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ba dư) (3) CO3 + Ba  0,05 0,05 (mol) - Theo PTHH: mBaCO3 = 0,05.197 = 9,58 gam ⇒ Đáp án: A Ví dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K2CO3 x mol/l KOH 0,5 M, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y Cho toàn Y tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư), thu 19,7 gam kết tủa, đun nóng dung dịch lại thu thêm kết tủa Giá trị x A 2,0 B 1,5 C 2,5 D 1,0 Hướng dẫn - Ta có: nCO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol, nBaCO3 = 19,7/197 = 0,1 mol, nKOH = 0,1.0,5 = 0,05 mol ⇒ nOH − = 0,05 mol, nK CO = nCO = nK = 0,1x mol 2− + - Vì đun nóng dung dịch sau phản ứng Y với BaCl2 cho kết tủa nữa, nên dung dịch HCO3− dư, ta có: → HCO3− ( OH − hết, CO2 dư) xảy phản ứng: PTHH: (1) CO2 + OH −  0,05 0,05 0,05 (mol) 2− → HCO3− ( CO2 hết, CO32− dư) (2) CO2 + H 2O + CO3  0,15 0,15 0,3 (mol) 2− 2+ 2− 2+ → BaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ba dư) (3) CO3 + Ba  0,1 0,1 (mol) - Theo PTHH: nCO32− (3) = 0,1x – 0,15 = 0,1 mol ⇒ x = 2,5M ⇒ Đáp án: C Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm Na2CO3 0,25M KOH a mol/lít, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y Cho toàn Y tác dụng với dung dịch Ca(NO3)2 (dư), thu 7,5 gam kết tủa Giá trị a A 2,0 B 1,2 C 1,0 D 1,4 Hướng dẫn giải 12 - Ta có: nCO2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol, nCaCO3 = 7,5/100 = 0,075 mol, nKOH = 0,1a mol ⇒ nOH − = 0,1a mol, nNa CO = nCO = nNa = 0,025 mol 2− 3 + - Vì nC (CaCO ) = 0,075 mol < nC (CO + Na CO ) = 0,15 + 0,025 = 0,175 mol nên 2− − dung dịch sau phản ứng phải có muối: CO3 HCO3 → HCO3− (CO2 hết, OH − dư) PTHH: (1) CO2 + OH −  0,15 0,15 0,15 (mol) − − 2− → CO3 + H 2O ( OH − hết, HCO3− dư) (2) HCO3 + OH  x x (mol) 2− 2+ 2− → CaCO3 ↓ ( CO3 hết, Ca 2+ dư) (3) CO3 + Ca  0,075 0,075 (mol) - Theo PTHH: nCO32− = x + 0,025 = 0,075 ⇒ x = 0,05 mol 2 - Theo PTHH: nOH − = 0,15 + x = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol ⇒ a = 2,0 ⇒ Đáp án: A 13 BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 300ml dung dịch NaOH 1M, thu dung dịch A Cô cạn dụng dịch A thu a gam muối Giá trị a A 8,4 B 14,6 C 4,0 D 10,6 Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 400ml dung dịch KOH 1M, thu x gam muối Giá trị x A 5,6 B 20,7 C 26,3 D 27,0 Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 0,448 lít CO2 (đktc) vào 300ml dung dịch NaOH 0,2M, thu dung dịch X Cô cạn toàn dung dịch X thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 2,92 B 2,12 C 0,8 D 2,21 Bài 4: Hấp thụ hoàn toàn 1,792 lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch KOH 1M, thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y, thu y gam chất rắn khan Giá trị y A 11,04 B 2,24 C 13,28 D 4,22 Bài 5: Cho 2,24 lít khí CO2 (đktc) qua 500ml dung dịch NaOH 0,1M thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X, thu m gam muối khan Giá trị m A 4,2 B 8,4 C 10,6 D 5,3 Bài 6: Cho 8,96 lít khí CO2 (đktc) qua 300ml dung dịch KOH 1M thu dung dịch Y Khối lượng muối thu cô cạn dung dịch Y A 40,0 gam B 55,2 gam C 41,4 gam D 30,0 gam Bài 7: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (đktc) vào 100ml dung dịch gồm NaOH 1M KOH 2M, thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 12,1 B 10,1 C 22,2 D 21,1 Bài 8: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch gồm NaOH 0,5M KOH 0,5M, thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y, thu a gam chất rắn khan Giá trị a A 35,1 B 15,3 C 13,5 D 31,5 Bài (Trích đề thi CĐ-2012-A/B): Hấp thụ hoàn toàn 0,336 lít khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch gồm NaOH 0,1M KOH 0,1M thu dung dịch X Cô cạn toàn dung dịch X thu gam chất rắn khan? A 2,58 gam B 2,22 gam C 2,31 gam D 2,44 gam Bài 10: Hấp thụ hoàn toàn 0,448 lít khí CO2 (đktc) vào 100ml dung dịch gồm NaOH 0,2M KOH 0,3M, thu dung dịch Y Cô cạn cẩn thận dung dịch Y, thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 3,0 B 2,0 C 1,5 D 4,0 Bài 11: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 100ml dung dịch Ca(OH)2 0,75M, thu a gam kết tủa Giá trị a A 1,0 B 7,5 C 5,0 D 15,0 Bài 12: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu m gam kết tủa Giá trị m 14 A 1,97 B 3,94 C 19,7 D 9,85 Bài 13 (Trích đề thi CĐ-2010-A/B): Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu dung dịch X Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol chất tan dung dịch X A 0,4M B 0,2M C 0,6M D 0,1M Bài 14 (Trích đề thi ĐH-2012-B): Hấp thụ hoàn toàn 1,792 lít khí CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch Ca(OH)2 0,5M, thu dung dịch X Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol chất tan dung dịch X A 0,4M B 0,15M C 0,3M D 0,6M Bài 15: Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200ml dung dịch gồm có NaOH 1M Ba(OH)2 0,5M thu 15,76 gam kết tủa Giá trị V A 0,896 B 1,792 7,168 C 1,792 D 0,896 3,584 Bài 16: Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 300ml dung dịch gồm có NaOH 1M Ba(OH)2 0,5M thu 27,58 gam kết tủa Giá trị V A 3,136 B 10,304 1,568 C 10,304 D 3.136 10,304 Bài 17: Cho 3,36 lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn 100ml dung dịch gồm NaOH 0,8M Ba(OH)2 0,5M Sau kết thúc phản ứng thu x gam kết tủa Giá trị x A 5,91 B 1,97 C 3,94 D 9,85 Bài 18 (Trích đề thi ĐH-2008-A): Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,2M, sinh m gam kết tủa Giá trị m A 9,85 B 11,82 C 17,73 D 19,70 Bài 19 (Trích đề thi ĐH-2009-A): Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M Ba(OH)2 0,12M, thu m gam kết tủa Giá trị m A 3,940 B 1,182 C 2,364 D 1,970 Bài 20 (Trích đề thi ĐH-2011-A): Hấp thụ hoàn toàn 0,672 lít khí CO2 (đktc) vào lít dung dịch gồm NaOH 0,025M Ca(OH)2 0,0125M, thu x gam kết tủa Giá trị x A 2,00 B 1,00 C 1,25 D 0,75 ĐÁP ÁN 1.D 11.C 2.B 12.D 3.A 13.B 4.C 14.C 5.A 15.B 6.D 16.D 7.C 17.A 8.B 18.A 9.C 19.D 10.A 20.C 15 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường: Để có đánh giá khách quan sau thời gian ứng dụng đề tài: Hướng dẫn học sinh lớp 11 trường THPT Lê Hoàn giải nhanh dạng tập “CO2 tác dụng với dung dịch kiềm” vào thực tiễn giảng dạy chọn lớp 11 để triển khai đề tài là:11A3, 11A6 11A9 lớp 11A9 làm đối chứng lớp 11A3, 11A6 làm thực nghiệm 2.4.1 Kết kiểm tra trước đưa phương pháp Trước áp dụng đề tài, tiến hành khảo sát kiểm tra 15 phút, thấy kỹ giải toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm em lúng túng, nhiều học sinh chưa viết phương trình hoá học Kết khảo sát sau: Điểm SL % SL % 21, 11,9 TT Lớp Sĩ số 11A3 42 0,0 11A6 47 0,0 6,4 12 25,5 15 11A9 33 0,0 9,1 24,2 9 - 10 SL % 5-6 SL % 14