Tư duy giải nhanh bài toán H3PO4, p2o5 tác dụng với dung dịch kiềm bằng phương pháp đường chéo và các định luật bảo toàn

Type equation here SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG CẨM THỦY I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI “TƯ DUY GIẢI NHANH BÀI TOÁN H3PO4, P2O5 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHÉO VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” Người thực hiện: NGUYỄN THƯƠNG HUYỀN Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Hóa học MỤC LỤC Phần Mở đầu Trang 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phần Nội dung Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 3 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 3 Giải pháp giải vấn đề Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 18 Phần Kết luận, kiến nghị 18 Kết luận 20 Kiến nghị 20 Tài liệu tham khảo 21 Phần Mở đầu Lí chọn đề tài Xu đổi cách đề thi giáo dục đào tạo đặc biệt trọng phát triển lực người học Vì để có kết cao kỳ thi tốt nghiệp THPT quốc gia xét tuyển Đại học đòi hỏi em học sinh phải có kỹ khai thác tối ưu phương pháp hay cách giải nhanh dạng tập để tìm đáp số tốn nhanh chóng xác Làm để em khơng “sợ hãi” trước toán trắc nghiệm chất tác dụng với có nhiều trường hợp xảy ra, thời gian giành cho câu trắc nghiệm trung bình khoảng 1,25 phút? Câu hỏi ln hữu đầu tơi Dạng H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm dạng tập hóa học vơ Với dạng tập điều khó cho học sinh phải biết xác định xem phản ứng tạo sản phẩm muối axit, muối trung hòa hay hỗn hợp từ giải xác tốn Trong H 3PO4 axit ba nấc tạo hai loại muối axit loại muối trung hòa trường hợp xảy nhiều so với axit khác Để nhớ trường hợp tạo sản phẩm xét khả xảy toán gây nhiều khó khăn cho học sinh.Vì giúp học sinh có cách nhớ đơn giản, cách giải nhanh tốn q trình giảng dạy, tìm tòi nghiên cứu mạnh dạn chọn đề tài: “Tư giải nhanh toán H 3PO4, P2O5 tác dụng với kiềm phương pháp đường chéo định luật bảo toàn ” Với hy vọng đề tài tài liệu tham khảo để em học sinh tự tin “đối diện” với dạng tập phục vụ tốt cho công tác giảng dạy thân bạn bạn đồng nghiệp Mục đích nghiên cứu - Việc nghiên cứu đề tài trước hết giúp thân hiểu rõ chất phản ứng, phân dạng tìm đường tư để giải nhanh toán - Việc nghiên cứu đề tài thành công, đạt kết tốt giúp học sinh lĩnh hội vận dụng kiến thức tốt hơn, nâng cao kết kỳ thi làm tài liệu tham khảo Đối tượng nghiên cứu Trong đề tài này, nghiên cứu tổng kết vấn đề sau: - Nội dung phương pháp đường chéo định luật bảo tồn điện tích, bảo tồn khối lượng, bảo tồn nguyên tố - Kiến thức H3PO4, P2O5 phân dạng tập - Cách áp dụng phương pháp đường chéo định luật bảo toàn dạng thơng qua ví dụ cụ thể Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu mà sử dụng đề tài: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết: Tôi nghiên cứu nhiều tài liệu như: “Hóa học –lớp 11 nâng cao – Bộ GD ĐT ”; “Công phá đề thi THPT quốc gia 2018 – Nguyễn Anh Phong- Lê Kiều Hưng ”; “16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh trắc nghiệm mơn Hóa Học – Phạm Ngọc Bằng”;” Đột phá đỉnh cao kỹ thuật giải nhanh tập Hóa Học – Cù Thanh Tồn, Nguyễn Ngọc Anh”; ”Tư đảo chiều giải tập theo chuyên đề hóa học vơ – Nguyễn Anh Phong” trang web khác - Phương pháp điều tra khảo sát thu thập thông tin: Trước tiến hành nghiên cứu đề tài điều tra 72 học sinh lớp 12A1 12A2 trường THPT Cẩm Thủy I (chia học sinh học mức độ giỏi, khá, trung bình ) hình thức: Làm tập H3PO4 P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm để khảo sát học sinh phương pháp giải tập đề thi dạng nằm nhóm câu vận dụng thấp Sau giảng dạy theo phương pháp đường chéo định luật bảo tồn tơi lại khảo sát học sinh theo hình thức - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu: Tôi sử dụng biểu đồ để so sánh số liệu rút kết luận Phần Nội Dung I Cơ sở lí luận Trong q trình học sinh làm tập, khơng phải tập viết phương trình hóa học tính tốn theo phương trình cho ta kết Để phát triển lực mình, q trình làm tập học sinh phải suy nghĩ, tư duy, tìm tòi cách giải hay, nhanh, khơng cần viết phương trình Muốn làm điều đòi hỏi học sinh phải nắm vững chất phản ứng xảy toán Phương pháp đường chéo phương pháp sử dụng mối liên hệ giá trị trung bình hỗn hợp với giá trị tương ứng chất hỗn hợp để giải tập hóa học Phương pháp thường áp dụng cho toán hỗn hợp chứa thành phần mà yêu cầu toán xác định tỉ lệ thành phần Để giải tốt tốn hóa học ln xem chúng hệ kín Khi chất phản ứng với nhau, nguyên tố chạy từ chất sang chất khác thông số khối lượng, điện tích bảo tồn chuyển hóa lẫn Định luật bảo toàn khối lượng tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng.Và theo định luật bảo tồn ngun tố “trong phản ứng hóa học thơng thường, ngun tố ln bảo tồn” Điều có nghĩa “tổng số mol nguyên tử nguyên tố X trước sau phản ứng nhau” Điểm mấu chốt để áp dụng phương pháp toán H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm xác định hợp phần chứa P trước sau phản ứng để rút mối liên hệ Mặt khác toán xảy dung dịch nên phải tuân theo định luật bảo tồn điện tích “tổng số điện tích dương tổng số điện tích âm” Với tốn hóa học nói chung tốn H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm nói riêng, để xử lý nhanh sử dụng định luật bảo toàn ta cần quân tâm đến yêu tố cần thiết không quan tâm đến phương trình hóa học Nhiệm vụ người giáo viên khơng phải phân tích cho học sinh thấy chất phản ứng mà phải hướng dẫn học sinh đường tư phân tích đề định hướng cách giải Thực trạng vấn đề Trong chương trình sách giáo khoa 11, nội dung H 3PO4 P2O5 ít, phương trình phản ứng với kiềm nhiều trường hợp xảy ra.Với tốn có đầy đủ số mol chất tham gia đa số học sinh làm theo cách lập tỉ lệ viết phương trình phản ứng lập hệ thời gian tốn khơng biết hết số mol chất tham gia học sinh loay hoay để xét trường hợp nhiều học sinh lười tư duy, thấy tốn dài dòng khó q bỏ ln Đa số học sinh chưa tìm phương pháp chung, tối ưu để giải toán H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm khó Trên thực tế có khơng sáng kiến kinh nghiệm giáo viên Hóa học đề cập đến phương pháp giải tập H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm sáng kiến kinh nghiệm dừng việc giải toán biết đầy đủ số mol chất tham gia chưa thật chuyên sâu Trong đề tài muốn đề cập đến tập H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm cách tương đối đầy đủ dạng đề thi THPT Quốc gia Tôi chọn 72 học sinh lớp 12A1và 12A2 trường THPT Cẩm Thủy I chia cho mức độ giỏi, khá, trung bình để tham gia vào đề tài nghiên cứu Hình thức khảo sát trước thực nghiệm đề tài: Cho học sinh làm kiểm tra tự luận với tập H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm mức độ khác thời gian 15 phút Nội dung tập sau: Câu 1: Cho 100 ml dung dịch KOH 1,5M vào 200ml dung dịch H3PO4 0,5M, thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X, thu hỗn hợp gồm chất nào? Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 6,2g P O2 dư, toàn sản phẩm sinh cho vào 500ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,4M KOH 0,6M, kết thúc phản ứng thu dung dịch X Biết phản ứng xảy hoàn tồn Tính tổng khối lượng muối có dung dịch X Câu 3: Cho m gam H3PO4 vào lít dung dịch NaOH 0,2M KOH 0,3M đến phản ứng hồn tồn thu dung dịch X Cơ cạn cẩn thận X thu 35,4g hỗn hợp chất rắn Tính m Câu 4: Cho m gam NaOH vào dung dịch chứa 0,04 mol H 3PO4, sau phản ứng hoàn toàn thu 1,22m gam chất tan Tính m Câu 5: Cho x gam P2O5 tác dụng hết với 338ml dung dịch NaOH 4M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 3x gam chất rắn Xác định thành phần khối lượng chất * Kết kiểm tra: Điểm ≤ Điểm < 5 ≤ Điểm < 6,5 6,5 ≤ Điểm < 8 ≤ Điểm ≤ 10 Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % 12 16,67% 42 58,33% 18 25% 0% Nhận xét: Qua kết cho thấy chưa có học sinh đạt điểm giỏi,từ câu thứ ba học sinh phải xét nhiều trường hợp xảy thời gian nên không học sinh làm hết câu Chủ yếu học sinh giỏi lớp đạt mức trung bình làm tập phần Giải pháp giải vấn đề Tôi sưu tầm tập dạng tài liệu tham khảo, đề thi đại học - cao đẳng đề thi thử trường THPT giải rút phương pháp giải nhanh Tôi áp dụng vào thực hành giảng dạy cho học sinh khá, giỏi, nhận thấy em tiếp thu tốt giải nhanh tập tương tự Sau xin trình bày kiến thức quan trọng cách giải cho dạng H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm thơng qua ví dụ cụ thể A.Lý thuyết : I Với H3PO4 : Là axit ba nấc, độ mạnh trung bình H3PO4 H2PO4HPO42- H+ + H2PO4H+ + HPO42H+ + PO43- Sau điện li dung dịch tồn đồng thời gốc axit nên tác dụng với dung dịch kiềm, tùy theo tỉ lệ mà tạo muối đihiđrophotphat H 2PO4-, muối hiđrophotphat HPO42-, muối photphat PO43- II Với P2O5 : oxit tương ứng H3PO4 cho P2O5 tác dụng với H2O đủ dư tạo axit H3PO4 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Vì xem phản ứng P 2O5 tác dụng với dung dịch kiềm n  n P2O5 phản ứng H3PO4 tác dụng với dung dịch kiềm Trong H3PO4 Chú ý: - Nếu kiềm Ca(OH)2 Ba(OH)2 muối CaHPO4, Ca3(PO4)2, BaHPO4 Ba3(PO4)2 chất kết tủa - Trong toán H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm bỏ qua thủy phân gốc axit sản phẩm tối đa có anion B Bài Tập : Phương pháp đường chéo định luật bảo toàn toán H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm vận dụng dạng sau : Cho lượng hai chất tham gia, xác định tính lượng sản phẩm Dạng Cho lượng hai chất tham gia sản phẩm,tính lượng chất tham gia lại  Dạng 1: Cho lượng hai chất tham gia, xác định tính lượng sản phẩm  Cách 1: Cho toán xác định cụ thể chất tạo thành sau phản ứng Tính số mol hai chất theo đề Giả sử nH PO  a mol , nOH  b mol Thay phải lập tỉ lệ để nhớ nhiều trường hợp xảy ta hiểu cách đơn giản là: cho OH - vào OH- “cướp” H+ H3PO4 nấc hết H Vì dùng sơ đồ sau :  H3PO4 → H2PO4- → HPO42- → PO43Số mol H+ bị “cướp” là: a 2a 3a Đưa số mol H+ vào để so sánh ta có trường hợp sau :  Nếu b < a : Tạo muối H PO4 H PO4 dư  Nếu b = a : Tạo muối H PO4  2 Nếu a < b < 2a : Tạo hỗn hợp muối H PO4 HPO4 2 Nếu b = 2a : Tạo muối HPO4 2 3 Nếu 2a < b < 3a : Tạo hỗn hợp muối HPO4 PO4 3 Nếu b = 3a : Tạo muối PO4 3 Nếu b > 3a : Tạo muối PO4 OH- dư Nhìn vào sơ đồ ta thấy phức tạp cách lập tỉ lệ thực tế làm học sinh ko cần phải viết phương trình, khơng phải nhớ trường hợp xảy ra, cần đưa số mol OH - vào khoảng giá trị sơ đồ gốc axit H3PO4 đưa kết luận sản phẩm Mặt khác xảy trường hợp tạo hai muối dùng phương pháp đường chéo nhanh gọn thay lập hệ phương trình tốn học bấm giải hệ Sau đây, ta xét số ví dụ để hiểu rõ cách giải Ví dụ (Bài toán bản) Cho dung dịch chứa 11,76g H3PO4 vào dung dịch chứa 16,8g KOH Khối lượng muối thu : A.10,44g KH2PO4; 8,5g K3PO4 C 13,5 g KH2PO4; 10,24g K2H PO4 B.10,44g K2H PO4; 12,72g K3PO4 D 10,44g K2H PO4; 8,5g K3PO4 Hướng dẫn: nH3 PO4  - Ta có : - Viết sơ đồ: 11,76 16,8  0,12 mol nKOH   0,3 mol  nOH  98 56 H3PO4 → H2PO4- → HPO42- → PO43- 0,12 0,24 0,36 0,3 0,06  0,06 nK2 HPO4  0,06 mol � mK2 HPO4  174 0,06  10, 44 g nK3PO4  0,06 mol � mK3PO4  212 0,06  12,72 g Đáp án B + Những vướng mắc học sinh giải tập này: - Học sinh không nhớ rõ nên lập tỉ lệ số mol chất chất sản phẩm ? - Học sinh phải viết phương trình để đặt ẩn lập hệ nhiều thời gian + Kết luận: Để giải tập cần hiểu rõ chất phản ứng Việc sử dụng sơ đồ phương pháp đường chéo giúp rút ngắn tối đa cho toán + Dạy học sinh tiếp thu cách giải toán theo phương pháp đường chéo định luật bảo toàn thực sau : - Bước 1: Giáo viên yêu cầu học sinh viết phương trình điện li H 3PO4 Việc làm giúp cách tách H nấc khỏi axit gốc axit tồn dung dịch ý liên quan đến thủy phân gốc axit sản phẩm sau phản ứng - Bước 2: Giáo viên hướng dẫn học sinh cách viết sơ đồ đặt số mol tượng ứng với gốc axit - Bước 3: Giáo viên hướng dẫn cách cho học sinh so sánh mol để rút kết luận mà không cần lập tỉ lệ nhớ sản phẩm - Bước 4: Hướng dẫn học sinh dùng phương pháp đường chéo để nhẩm số mol mà không cần sử dụng máy tính.Với khơng đủ số mol để so sánh dùng định luật BTĐT BTNT - Bước 5: Ra thêm tập tương tự từ dễ đến khó để học sinh tự luyện (chẳng hạn ví dụ đây) Ví dụ 2: Cho 500ml dung dịch chứa 15,6 g NaOH tác dụng với 14,2g P2O5.Giả sử thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể Tính nồng độ mol muối A 0,02M NaH2PO4; 3,8M Na3PO4 C 0.02M NaH2PO4; 0,38M Na2H PO4 B.0,2M Na2H PO4; 0,19M Na3PO4 D 0,2M NaH2 PO4; 3,8M Na2HPO4 Hướng dẫn: - Ta có : nNaOH  nP2O5  14,  0,1 mol 142 15,  0,39 mol 40 - Viết sơ đồ: ĐLBTNT u uuuuuuuuu r nH3 PO4  2nP2 O5  0, mol ĐLBTNT u uuuuuuuuu r nOH   nNaOH  0,39 mol H3PO4 → H2PO4- → HPO42- → PO430 0,2 0,4 0,6 0,39 0,01  nNaH PO4  0,1 mol � CM NaH PO nNa2 HPO4  0,19 mol � CM Na HPO 0,1  0, M 0,5  4 0,19  0,19  0,38 M 0,5 Đáp án C Nhận xét: - Bài toán vận dụng kiến thức từ toán cần xác định mol H3PO4 thơng qua bảo tồn ngun tố P - Việc hiểu sử dụng định bảo toàn giúp cho toán dễ dàng nhiều so với viết phương trình phản ứng Ví dụ 3: Hòa tan hết 0,15mol P2O5 vào 200g dung dịch H3PO4 9,8 %, thu dung dịch X Cho X tác dụng hết với 750ml dung dịch NaOH 1M, thu dung dịch Y Khối lượng muối Y : A 14,2 gam Na2H PO4 41 gam Na3 PO4 B 30 gam NaH2PO4 35,5 gam Na2HPO4 C 45 gam NaH2PO4 17,5 gam Na2HPO4 D 30 gam Na2H PO4 35,5 gam Na3 PO4 Hướng dẫn: nH PO4  - Ta có : nP O  0,15 mol ĐLBTNT u uuuuuuuuu r �nH3 PO3 - 200.9,8  0, mol 100.98 nOH   - Viết sơ đồ: nNaOH  0,15.2  0,  0,5 mol          0, 75 mol H3PO4 → H2PO4- → HPO42- → PO430 0,5 1,5 0,75 0,25  0,25 nNaH PO4  0.25 mol � mNaH PO4  0, 25 120  30 g nNa2 HPO4  0.25 mol � mNa2 HPO4  0,25 142  35, g Đáp án B Nhận xét: Với toán học sinh thấy khác so với toán có xuất đồng thời P2O5 H3PO4 GV cần phân tích cho HS thấy chất phản ứng từ dùng định luật bảo tồn ngun tố P để tính tổng số mol H3PO4 đưa toán toán Như với tốn có nhiều trường hợp xảy ta dùng sơ đồ, phương pháp đường chéo định luật bảo tồn ngun tố để giải tốn nhanh  Cách 2: Với toán dung dịch chứa hay nhiều bazơ kiềm, đề yêu cầu tính lượng chất mà khơng u cầu xác định cụ thể chất ngồi cách ta dùng cách Cách giải: Coi chất gồm cation kim loại, PO 43- so sánh tổng điện tích âm dương Nếu điện tích âm lớn dung dịch thiếu ion H + nghĩa dung dịch có muối, ngược lại dung dịch OH- nghĩa kiềm dư Dùng định luật bảo toàn điện tích đề tìm ion thiếu Sau dùng định luật bảo tồn ngun tố để tính lượng chất đề yêu cầu Ngoài số mol kiềm H3PO4 hết ta ln có: nH 2O  nOH  Sau tìm số mol H2O dùng định luật bảo toàn khối lượng để xác định lượng chất Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 6,2 gam photpho khí O2 dư, tồn sản phẩm sinh cho vào 500 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,4M KOH 0,6M, kết thúc phản ứng thu dung dịch X Biết phản ứng xảy hồn tồn Tổng khối lượng muối có dung dịch X : A 39,0g Hướng dẫn: B.44,4g C 35,4g D.37,2g Dung dịch X gồm ion : �Na  : 0, mol � �K : 0,3 mol � 3 �PO4 : 0, mol �H  : x mol � Đuu LB TĐT u uuu uuuur x  0, 2.3  0,  0,3  0,1 mol  Khối lượng muối : m = 0,2.23 + 0,3.39 + 0,2.95 + 0,1 = 35,4g Đáp án C Nhận xét: Từ số mol ion ta dễ dàng nhận tổng mol điện tích âm lớn nên ion thiếu phải H+ có nghĩa dung dịch X chứa muối Ở toán đề yêu cầu xác định khối lượng muối dung dịch X mà khơng nói rõ X gồm muối hay có kiềm việc dùng ĐLBTKL sau tìm số mol H2O khơng phải cách tơi lựa chọn toán cho kết Vì khơng đảm bảo chắn Việc dùng cách ta xác định nhanh ion thiếu dựa vào viêc tính nhẩm số mol điện tích mà lại đưa kết xác 10 Chúng ta dùng cách để tìm cơng thức số mol gốc axít sau dùng định luật bảo tồn khối lượng để tính tổng ion tìm khối lượng muối.Tuy nhiên việc xác định muối tạo thành khơng cần thiết với dạng đề nên dùng cách giải tốn cách nhanh Nếu toán mà dung dịch chứa PO 43- cation số mol H+ OHcó giá trị Chẳng hạn ví dụ Ví dụ 2: Cho 100ml dung dịch hỗn hợp gồm KOH 1,5M Ca(OH) 1,5M vào 200 ml dung dịch H3PO4 0,75M Sau phản ứng thu m gam muối Tính m A 26,1 B 25,5 C 32,0 Hướng dẫn: Số mol KOH Ca(OH)2 0,15 mol D 26,6 Dung dịch X chứa muối nên gồm ion : � Ca 2 : 0,15 mol � �K : 0,15 mol � 3 �PO4 : 0,15 mol �H  : x mol � ĐLBTĐT u uuuuuuuuur x  0,15.3  0,15.2  0,15  mol  Khối lượng muối : m = 0,15.39 + 0,15.40 + 0,15.95 = 26,1g Đáp án A Ngoài tốn cho sau phản thu muối hiểu H 3PO4 kiềm n  n OH  , dùng định luật bảo toàn khối lượng cách giải hết H 2O nhanh tốn Ta có: nH 2O  �n OH   0,15  0,15.2  0, 45 mol uĐuLBTKL uuuuuuur mKOH  mCa (OH )2  mH3PO4  mmuoi  mH 2O Thay số  mmuoi  21,6 g Nhận xét: Với tốn có sau phản ứng đề cho thu muối ta dễ dàng biết dung dịch có gì.Còn với tốn khơng nói rõ sau phản ứng chứa muối hay gồm kiềm dư cần suy luận để xác định ion lại H+ hay OH- nghĩa kiềm hết hay dư Như ví dụ đây: Ví dụ 3: Cho hỗn hợp X gồm 21,3g P2O5, 28,2g K2O, 15,5g Na2O vào nước dư thu dung dịch Y Cô cạn Y thu m gam chất rắn Tính M A 88,6 B 86,6 C 68,6 D 66,8 Hướng dẫn: Tính số mol dung định luật bảo toàn nguyên tố ta rút Dung dịch X gồm ion : 11 �K  : 0, mol �  �Na : 0,5 mol � 3 �PO4 : 0,3 mol  Tổng số mol điện tích dương 0,6 + 0,5 = 0,11 mol > tổng điện tích âm 0,3.3= 0,9 mol nên dung dịch có ion OH- : x mol  Theo định luật bảo tồn điện tích ta có : x = 0,6 + 0,5 – 0,9 = 0,2 mol  Khối lượng chất rắn : m = 0,6.39 + 0,5.23 + 0,3.95 + 0,2.17 = 66,8g Đáp án D Nhận xét: Với kiểu đề dạng lại không yêu cầu xác định chất tạo thành cách xác định ion dùng đinh luật bảo toàn điện tích bảo tồn ngun tố cách mang lại cho tốn kết nhanh, xác tổng quát Bài tập tự luyện: Câu Oxi hóa hồn tồn 3,1 gam photpho khí oxi dư Cho toàn sản phẩm vào 200 ml dung dịch NaOH 1M đến phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch X Khối lượng muối X là: A 16,4 gam B 14,2 gam C 12,0 gam D 11,1g (Trích thi tuyển sinh ĐH khối A năm 2013) Câu 2: Cho 2,13 gam P2O5 tác dụng với 80 ml dung dịch NaOH 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X chứa m gam muối Bỏ qua thủy phân ion, giá trị m : A 4,70 gam B 4,48 gam C 2,46 gam D 4,37 gam (Trích thi thử Chuyên ĐH Vinh năm 2015) Câu 3: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol P2O5, 0,15 mol K2O, 0,1 mol Na2O vào nước dư thu dung dịch Y chứa m gam muối Giá trị m : A 45,2 B 43,5 C 34,5 D 35,4 (Trích thi thử Nguyễn Anh Phong năm 2015) Câu 4: Trộn lẫn 250ml dung dịch NaOH 2M vào 200ml H 3PO4 1,5M, cô cạn dung dịch sau phản ứng % khối lượng Na 2HPO4 hỗn hợp chất rắn thu là: A 29,7% B 70,3% C 28,4% D 56,8% Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 g phot oxi dư Cho sản phẩm tạo thành tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 32% tạo muối Na 2HPO4 Nồng độ phần trăm muối dung dịch sau phản ứng là: 12 A 40,2% B 44,2% C 42,4% D 24,4% Câu 6: Oxi hóa hồn tồn 0,31g P thành P 2O5, cho vào 100ml dung dịch chứa KOH 1M NaOH 0,15M Sau phản ứng thu dung dịch X chứa m gam muối Giá trị m : A.1,86 B 1,55 C 2,17 D 2,48 Câu 7: Cho 200ml dung dịch H3PO4 1M tác dụng hoàn toàn với 240ml dung dịch NaOH 1M dung dịch A Dung dịch A có chứa : A Na3PO4 C NaH2PO4 Na2HPO4 B Na2HPO4 Na3PO4 D NaH2PO4 (Trích thi thử THPTQG -2018 –đề 22- Thầy Vũ Khắc Ngọc) Câu 8: Cho 22g dung dich NaOH 10% tác dụng với g dung dịch H 3PO4 39,2% Sau phản ứng dung dịch gồm : A Na3PO4 NaOH C Na3PO4 Na2HPO4 B Na3PO4 NaH2PO4 D.NaH2PO4 H3PO4  Dạng 2: Cho lượng hai chất tham gia phản ứng sản phẩm, tính lượng chất tham gia lại Dạng tập dạng hay gặp đề thi thử, đề minh họa giáo dục đề THPTQG năm gần Tuy nhiên gặp tốn này, học sinh bị lúng túng có nhiều trường hợp xảy với tốn gần tài liệu nêu cách giải cách rõ ràng Điều dẫn đến khơng phải thuộc vận dụng cao nhiều học sinh giỏi không làm làm nhiều thời gian Cách giải: -Tương tự cách dạng 1, ta phân tích ion sau phản ứng sử dụng định luật bảo tồn điện tích, bảo tồn ngun tố để giải nhanh chóng tốn -Các gốc axit có H hay khơng H tách thành H+ PO43- (nếu khơng có H+ số mol 0) đảm bảo điện tích khối lượng +) Nếu đề cho sản phẩm sau phản ứng muối gồm ion sau : �M n   cation KL  � � 3 �PO4 � �H Sau dùng định luật BTĐT BTKL để xác định ẩn +) Nếu đề không cho rõ ràng muối hay có kiềm dư phải xét hai trường hợp : Trường hợp : Chỉ gồm có muối gồm ion sau: 13 �M n   cation KL  � � 3 �PO4 � �H Trường hợp : Gồm muối kiềm dư gồm ion sau: � M n   cation � � 3 PO4 � �  OH � KL  Sau dùng định luật BTĐT,BTNT BTKL để xác định ẩn cho trường hợp có trường hợp bị loại tạo hệ phương trình vơ nghiệm Ví dụ 1: Cho 14,2 g P2O5 vào V(ml) dung dịch NaOH 1M Phản ứng xong cô cạn dung dịch thu 27,3g chất rắn Giá trị V A 350 B 462,5 C 600 D 452,5 (Trích đề thi thử THPTQG –trường THPT chuyên Phan Bội Châu –Nghệ Annăm 2018) Hướng dẫn: nP2O5  14,  0,1 mol � nPO 3 142  nP2O5  0, mol Cô cạn dung dịch thu chất rắn nên xét trường hợp : Trường hợp : Chất rắn gồm muối có ion sau: �Na  : a mol � 3 �PO4 : 0, mol � �H : b mol TheoĐLBTĐT a  b  0,  1 uuuuuuuuuuuuuuuur  TheoĐL uuuuuuuuuuBTKL uuuuur 23a  b  0, 95  27,3   �a  0,35 mol � Giải hệ (1) (2) ta thu được: �b  0, 25 mol Theo ĐLBTNT  VNaOH  nNaOH  nNa          0,35 mol 0,35  0,35 l  350 ml Trường hợp : Chất rắn gồm muối có kiềm dư có ion sau: 14 �Na  : a mol � 3 �PO4 : 0, mol �  OH : b mol � TheoĐLBTĐ a - b  0,  1 uuuuuuuuuuuuuuuTur  TheoĐLB TuK uuuuuuuuuuuu uuLr 23a  17b  0, 95  27,3   Giải hệ (1) (2) ta thấy hệ vô nghiệm có nghiệm âm (loại) Nhận xét: Với tồn này, thức chẳng có kiện đề xác định toán diễn trường hợp có trường hợp Khi tơi tham khảo cách giải tốn có cách giải chọn cách thử xác suất vào trường hợp hay gặp cho tốn Cách làm khơng phải lúc cho kết Vì cách xác định ion sử dụng định luật bảo tồn nhanh tìm kết xác mà nhiều cần xác định hai trường hợp Ta xét tiếp ví dụ tương tự sau: Ví dụ 2: Cho m gam P2O5 vào dung dịch chứa 0,1mol NaOH 0,05mol KOH dung dịch X Cô cạn X thu 8,56 gam chất rắn khan Giá trị m : A.1,72 B 2,13 C 4,46 (trích đề minh họa BGD năm 2018) Hướng dẫn: D 2,84 Cô cạn dung dịch thu chất rắn nên xét trường hợp : Trường hợp : Chất rắn gồm muối có ion sau: �Na  : 0,1 mol � ĐLBTĐT �K : 0, 05 mol u uuuuuuuuur 3a  b  0,1  0,15 � 3 ĐL uuuBTKL uuuuur 95  b  8,56  4, 25 �PO4 : a mol u �H  : b mol � Giải hệ hai PT ta thấy hệ vô nghiệm(loại) Trường hợp : Chất rắn gồm muối có kiềm dư có ion sau: �Na  : 0,1 � �K : 0, 05 � 3 �PO4 : a � OH  : b � mol mol u ĐLBTĐT 3a  b  0,1  0,15 uuuuuuuuur ĐL TuK mol u uuuBuu uuLr 95  17b  8,56  4, 25 mol a  0, 04 mol � � Giải hệ hai phương trình ta thu được: �b  0, 03 mol   nP2O5  n 3 PO4  0,02 mol mP2O5  0,02 142  2,84 g Đáp án D 15 Nhận xét: Cũng tương tự ví dụ việc giải tốn theo cách xác định ion dùng định luật bảo tồn giúp tư tốn nhanh Điểm khác ví dụ so với ví dụ có nhiều ba zơ kiềm khác lúc ta tách cation kim loại theo điện tích khối lượng Trong ví dụ chất rắn khơng đơn muối mà có kiềm dư Với mà cần cụ thể chất sau phản ứng phải giải tốn nào? Ta xét ví dụ sau để hiểu rõ hơn: Ví dụ 3: Cho 200ml dung dịch NaOH 1,6M KOH 1M tác dụng hết với dung dịch H3PO4 thu dung dịch X Chia X thành hai phần : Phần 1: Cô cạn dung dịch 17,12g hỗn hợp muối Phần : Cho tác dụng với dung dịch CaCl2 dư thu m gam kết tủa ( Biết Ca3(PO4)2 CaHPO4 không tan) Giá trị m là: A 14,7 B 9,3 C.14,74 D.20,24 ( trích đề THPTQG Lương Thế Vinh - Hà Nội - năm 2016) Hướng dẫn: Ở phần : 0, 2.1,6  0,16 mol nNaOH  nKOH  0, 2.1  0,1 mol Ở phần 1: Sau phản ứng thu muối nên sản phẩm có ion : �Na  : 0,16 mol � �K : 0,1 mol � 3 �PO4 : a mol �H  : b mol � ĐLBTĐT u uuuuuuuuur 3a  b  0,16  0,1 ĐLBTK u uuuuuuuuLr 95  b  17,12  7,58 �a  0,1 mol � Giải hệ hai phương trình ta thu được: �b  0, 04 mol  Theo ĐLBTNT Ta có sơ đồ nH3PO4  n PO4 3  0,1 mol H3PO4 → H2PO4- → HPO42- → PO430 0,1 0,2 0,3 0,26 0,04 0,06 16 nCa3  PO4   n 3 PO4  0,03 mol n  n 2  0,04 mol  CaHPO4 HPO4 Khối lượng kết tủa : 0,04 136 + 0,03 310 = 14,47 gam Đáp án C Nhận xét: Điểm khác ví dụ đề yêu cầu xác định lượng kết tủa mà có hai ba HPO42- PO43- tạo kết tủa với Ca2+ Vì phải xác định dung dịch có anion Bằng cách tìm số mol PO 43- ta tìm số mol H3PO4 từ xác định xác anion tạo cách nhanh chóng thay xét trường hợp xảy Bài tốn cho ta thấy cách sử dụng phương pháp đường chéo định luật bảo toàn ta hoàn hoàn giải nhanh tốn có nhiều trường hợp mà khơng phải xét đốn xác suất nhiều trường hợp xảy Bài tập tự luyện: Câu 1: Cho dung dịch H3PO4 tác dụng hết với dung dịch chứa m gam NaOH, sau phản ứng thu dung dịch X có chứa 2,51m gam chất tan Chất tan dung dịch X gồm: A.Na2HPO4; Na3PO4 B NaH2PO4; Na2HPO4 C Na3PO4; NaOH D NaH2PO4; Na3PO4 ( trích đề thi thử trường chuyên Hạ Long- năm 2016) Câu 2: Cho m gam P2O5 tác dụng với 253,5 ml dung dịch NaOH 2M Sau phản ứng thu 3m gam chất rắn khan Giá trị m là: A 8,52 B.12,78 C 21,3 D 7,81 ( trích đề Đại học khối B - năm 2014) Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn m gam P cho toàn sản phẩm cháy vào bình chứa 0,15 mol KOH Sau phản ứng hồn tồn cạn dung dịch thu (m + 97,2) gam muối Giá trị m là: A 1,86 B 1,55 C 2,17 D 2,48 Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam P oxi dư Cho toàn sản phẩm tạo thành vào 500ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaOH 0,1M KOH 0,2M đến phản ứng xảy hoàn toàn Cô cạn dung dịch thu 9,448 gam chất rắn khan Giá trị m là: A 1,426 B 1,395 C 1,302 D 1,085 ( trích đề thi thử THPTQG sở GD-ĐT Hà Nội - năm 2018) Câu 5: Cho 21,3 gam P2O5 vào dung dịch có chứa a gam NaOH Sau phản ứng thu dung dịch chứa 28,4 gam Na2HPO4 b gam Na3PO4 Giá trị a,b là: A 28; 8,2 B 20; 16,4 C 28; 16,4 D 20; 8,2 17 Câu 6: Cho m gam P2O5 vào 200ml dung dịch NaOH 10% (d = 1,2g/ml) Sau phản ứng thu dung dịch X chứa chất tan Y có nồng độ 16,30% Giá trị m công thức chất tan là: A 22,13 NaH2PO4 B 21,3 Na3PO4 C 23,1 NaH2PO4 D 21,3 Na2HPO4 Câu 7: Cho m gam NaOH vào dung dịch chứa 0,04 mol H 3PO4, sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch Y Cô cạn Y 1,22m gam chất rắn khan Giá trị m gần với : A 8,1 B 4,2 C 6,0 D 2,1 ( trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong ) Câu 8: Lấy V ml dung dịch H3PO4 35% ( d = 1,25 g/ml) đem trộn với 100ml dung dịch KOH 2M thu dung dịch X có chứa 14,95 gam hỗn hợp hai muối K3PO4 K2HPO4 Giá trị V : A 26,25 ml B 21ml C 7,35ml D 16,8ml Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 4.1 Phương pháp kiểm tra hiệu sáng kiến kinh nghiệm Ưu điểm, nhược điểm: - Giúp GV có thêm kiến thức, kinh nghiệm việc giải tập toán H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm để giảng dạy ôn luyện cho học thi kỳ thi THPTQG Bản thân tự tin giảng dạy phần tập - Rèn luyện cho học sinh kỹ vận dụng sáng tạo kiến thức H 3PO4 P2O5 tác dụng với kiềm, phương pháp đường chéo định luật bảo toàn vào giải tập, giúp em tự tin, hứng thú gặp toán H3PO4, P2O5 nói riêng tốn axit nhiều nấc nói chung - Tuy nhiên nhược điểm việc sử dụng kĩ thuật không sử dụng tất H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm Để đánh giá hiệu đề tài sau áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào thực tế giảng dạy, cho nhóm học sinh tham gia lớp học theo phương pháp làm kiểm tra thời gian 15 phút với nội dung sau: Câu 1: Cho 200ml dung dịch H3PO4 1M vào 500ml dung dịch KOH 1M Muối tạo thành khối lượng tương ứng kết thúc phản ứng ( bỏ qua thủy phân muối ) ? Câu 2: Cho m gam P2O5 vào 300ml dung dịch NaOH M dung dịch sau phản ứng chứa muối NaH2PO4 Na2HPO4 có nồng độ Tính giá trị m? 18 Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 6,2g photpho oxi lấy dư Cho sản phẩm tạo thành tác dụng với 150 ml dung dịch NaOH 2,0 M Muối thu sau phản ứng cho tác dụng với BaCl2 dư thu g kết tủa? Câu 4: Cho m gam P2O5 lít dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2M KOH 0,3M đến phản ứng hồn tồn thu dung dịch X Cơ cạn cẩn thận X thu 35,4 gam hỗn hợp muối khan Tính m Câu 5: Cho m gam H3PO4 tác dụng hết với 335 ml dung dịch NaOH 3M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 2,5x gam chất rắn Xác định thành phần khối lượng chất 4.2 Kết thu Số lượng HS kiểm tra: 72 Bảng kết điểm kiểm tra học sinh Điểm ≤ Điểm < 5 ≤ Điểm < 6,5 6,5 ≤ Điểm < 8 ≤ Điểm ≤ 10 Kết Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % Trước thực nghiệm 12 16,67 % 42 58,33 % 18 25% 0% 36 50% Sau thực 0% nghiệm Thay đổi Giảm 16,67% 20,83 % Giảm 37,5% 15 Tăng 25% 29,17 % Tăng 29,17% 21 % 70 58,33 60 50 50 40 30 20 20,83 16,67 29,17 25 10 0% < Điểm < 0% < Điểm < 6,5 Trước thực nghiệm 6,5 < Điểm < 8 < Điểm < 10 Mức điểm Sau thực nghiệm 19 Biểu đồ: Kết điểm kiểm tra học sinh Nhận xét: Kết kiểm tra lực học sinh cho thấy việc áp dụng “phương pháp đường chéo định luật bảo toàn ” việc giải số dạng tập H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm đạt hiệu cao, cụ thể là: - Trước thực nghiệm học sinh đạt điểm yếu, 16,67% Sau thực nghiệm khơng có học sinh có điểm yếu, - Trước thực nghiệm, đa số HS đạt mức điểm trung bình (58,33%) tỉ lệ học sinh đạt điểm giỏi khơng có sau thực nghiệm phổ điểm học sinh chủ yếu đạt mức (50%) giỏi (29,17%) Phần Kết Luận, Kiến Nghị Kết luận - Qua trình nghiên cứu “phương pháp đường chéo định luật bảo tồn ” giải tốn hóa học tơi nhận thấy để áp dụng phương pháp có hiệu đòi hỏi giáo viên, học sinh cần tìm hiểu rõ chất hóa học ẩn chứa toán, quan tâm đến vấn đề liên quan mà khơng thiết lúc viết phương trình phản ứng lập hệ rút ngắn thời gian làm - Nhận thấy chương trình thi THPT QG tập H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm thường tập để lấy điểm 6,7; tập mức độ vận dụng thấp Vì thân giáo viên cần yêu cầu học sinh linh hoạt việc áp dụng phương pháp đường chéo định luật bảo toàn để rút ngắn thời gian làm so với thời gian trung bình 1,25 phút/ câu dành thời gian cho câu vận dụng cao để đạt kết cao - Việc áp dụng SKKN vào thực tiễn giảng dạy hồn tồn khả thi có hiệu tốt việc học học sinh, tài liệu tham khảo bổ ích cho đồng nghiệp trình giảng dạy thân Việc áp dụng thành công SKKN nâng cao chất lượng dạy học thầy trò chất lượng chung nhà trường - Phương pháp đường chéo định luật bảo tồn khơng dùng để áp dụng cho dạng toán H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm mà dùng nhiều tốn hóa học khác Việc làm giúp tốn trở nên đơn giản rút ngắn thời gian làm cách tối đa Kiến nghị Đối với giáo viên mơn Hóa học: Nghiên cứu kĩ nội dung SKKN, phát triển SKKN theo hai hướng là: - Nghiên cứu bổ sung dạng tập khác H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm áp dụng phương pháp - Phương pháp áp dụng cho toán khác axit nhiều nấc dạng khác Từ truyền tải kiến thức thân thu lượm đến học sinh cách có hiệu 20 Đối với nhà trường : tạo điều kiện thời gian, sở vật chất để tổ chức buổi ôn luyện hiệu TÀI LIỆU THAM KHẢO Hóa học 11 nâng cao – Lê Xuân Trọng, Nguyễn Hữu Đỉnh – NXB Giáo Dục Công phá đề thi THPT quốc gia 2018 mơn Hóa Học – Nguyễn Anh Phong, Lê Kiều Hưng - NXB ĐH QG Hà Nội 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh trắc nghiệm mơn Hóa Học – Phạm Ngọc Bằng – NXB Đại Học Sư Phạm 4.Tư đảo chiều giải tập theo chun đề hóa học vơ – Nguyễn Anh Phong – NXB ĐHQGHà Nội 5.Đột phá đỉnh cao kỹ thuật giải nhanh tập Hóa Học – Cù Thanh Toàn, Nguyễn Ngọc Anh – NXBĐHQG Hà Nội 6.Các trang mạng https://dethi.violet.vn www.hochoaonline net ( toán H3PO4 P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm ) XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng năm 2018 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Nguyễn Thương Huyền 21 ... chọn đề tài: Tư giải nhanh toán H 3PO4, P2O5 tác dụng với kiềm phương pháp đường chéo định luật bảo toàn ” Với hy vọng đề tài tài liệu tham khảo để em học sinh tự tin “đối diện” với dạng tập... để áp dụng phương pháp toán H3PO4, P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm xác định hợp phần chứa P trước sau phản ứng để rút mối liên hệ Mặt khác toán xảy dung dịch nên phải tuân theo định luật bảo tồn... Làm tập H3PO4 P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm để khảo sát học sinh phương pháp giải tập đề thi dạng nằm nhóm câu vận dụng thấp Sau giảng dạy theo phương pháp đường chéo định luật bảo tồn tơi lại