Phương pháp giải bài tập dạng oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm

Giáo viên Hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản,thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục, pháttriển năng lực nhận thức, năng lực hành động, giúp

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông.Môn Hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản

và thiết thực Giáo viên Hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản,thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục, pháttriển năng lực nhận thức, năng lực hành động, giúp học sinh có những phẩmchất cần thiết như: cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân líkhoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội Từ đó có thểhoà hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh học tiếp lên hoặc đivào cuộc sống lao động

Trong môn Hoá học thì bài tập Hoá học có một vai trò cực kỳ quan trọng,

nó là nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích hiệntượng các quá trình hoá học, giúp tính toán các đại lượng như khối lượng, thểtích, số mol Việc giải bài tập sẽ giúp học sinh củng cố kiến thức lí thuyết đãđược học, vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm bài Để giải được bài tập, đòi hỏihọc sinh nắm vững các tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất đã học,nắm vững các công thức tính toán, biết cách tính theo phương trình hóa học vàcông thức hoá học Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi theo

mô hình đơn giản: như viết phương trình hoá học, dựa vào các đại lượng bài ra đểtính số mol của một chất sau đó theo phương trình hoá học để tính số mol của cácchất còn lại, từ đó tính được các đại lượng theo yêu cầu của bài Nhưng đối vớinhiều dạng bài tập thì nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứngthì việc giải bài toán của học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn và thường là giải sai,

điển hình như dạng bài tập: Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm.

Chúng ta đã biết, để giải được một bài toán hoá học tính theo phương trìnhhoá học thì bước đầu tiên học sinh phải viết được chính xác phương trình hoáhọc rồi mới tính đến việc làm tới các bước tiếp theo và nếu viết phương trình saithì việc tính toán của học sinh trở lên vô nghĩa

Đối với dạng bài tập: Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm thì để viết

được phương trình hoá học chính xác, học sinh phải hiểu được bản chất của phảnứng nghĩa là phản ứng diễn ra theo cơ chế nào Khi một oxit axit phản ứng vớidung dịch kiềm thì có thể tạo ra muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp cả haimuối Điều khó đối với học sinh là phải biết xác định xem phản ứng xảy ra thì tạo

ra những sản phẩm nào, từ đó mới viết được phương trình hoá học chính xác

Mặt khác, kỹ năng giải toán hoá học chỉ được hình thành khi học sinh nắmvững lý thuyết, nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của chất, biết vậndụng kiến thức vào giải bài tập Học sinh phải hình thành được một mô hình giảitoán, các bước để giải một bài toán, kèm theo đó là phải hình thành ở học sinhthói quen phân tích đề bài và định hướng được cách làm đây là một kỹ năng rấtquan trọng đối với việc giải một bài toán hóa học Do đó để hình thành được kỹ

năng giải toán dạng oxitaxit phản ứng với dung dịch kiềm thì ngoài việc giúp học

sinh nắm được bản chất của phản ứng thì giáo viên phải hình thành cho học sinhmột mô hình giải (các cách giải ứng với từng trường hợp) bên cạnh đó rèn luyệncho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phântích đề bài

Chính vì vậy việc cung cấp cho học sinh các cách giải bài toán oxit axit

phản ứng với dung dịch kiềm là xây dựng cho học sinh mô hình để giải bài toán

và các kỹ năng phân tích đề giúp học sinh định hướng đúng khi làm bài tập làđiều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học nhằm nâng cao chất lượngtrong giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh

Qua thực tế giảng dạy, tôi thấy rằng đây là một dạng bài tập tương đối khósong nó lại rất quan trọng với học sinh THPT

Thứ nhất: Nếu không nắm được bản chất thì sẽ định hướng sai dẫn đến làm sai Thứ hai: Nếu không nắm được bản chất thì viết thiếu hoặc thừa phương trìnhdẫn đến giải sai

Thứ ba: Nếu không nắm được bản chất thì sẽ lẫn lộn số mol OH- hoặc số moloxit axit

Tuy nhiên, tôi thấy một số giáo viên còn xem nhẹ dạng bài tập này, vì thế họcsinh gặp rất nhiều khó khăn khi gặp phải những bài toán dạng này Chính vì

những lý do trên mà tôi đã chọn đề tài: “Phương pháp giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm’’

1.2 Mục đích nghiên cứu

Hướng dẫn học sinh cách làm bài tập khi cho các oxit axit như : CO2, SO2 tác dụng với dung dịch bazơ ( NaOH, KOH… và Ba(OH)2 , Ca(OH)2…)

1.3 Đối tượng nhiên cứu

Áp dụng cho học sinh các khối 10, 11, 12 Cơ bản và Nâng cao THPT

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp và sử dụng các phương pháp : Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở

lí thuyết, phương pháp điều tra khảo sát thực tế và phương pháp thống kê, xử lí sốliệu

PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1 Những vấn đề về cơ sở lí luận

Như ta đã biết Hoá học là một môn học có tính thực nghiệm cao, là một môn học khó đối với học sinh THPT Việc nắm bắt các kiến thức lí thuyết của môn Hóa học đã là khó đối với học sinh còn việc vận dụng kiến thức đó vào làm các bài tập định lượng còn khó hơn, để việc vận dụng lí thuyết vào làm bài tập đòi hỏihọc sinh cần phải có tư duy logic tốt Để đạt được điều đó giáo viên phải xây dựng được cơ sở lí thuyết cơ bản, từ đó hướng dẫn học sinh vận dụng cơ sở lí thuyết đó vào giải các bài tập

lý do khác thì thích học hóa vì nó là môn học bắt buộc Các lý do trên hoàn toànchính đáng và rất hợp lý

Nhờ tài năng của người giáo viên, những nét đặc trưng riêng của môn Hoáhọc so với môn khác, yếu tố quan trọng để các em học sinh yêu thích môn Hóahọc sẽ được làm rõ, phát huy Bởi vậy, nguời giáo viên cần phải cố gắng phát huynhững nét đặc trưng của môn hoá đồng thời khơi dậy ở các em lòng say mê họchỏi, nghiên cứu khoa học

2.2.2 Hạn chế

Một bộ phận học sinh cho rằng môn hoá vừa nhàm chán và hơi khó

Các em thấy khó phần lớn là không hiểu bài, không học bài và không biếtlàm bài tập Xin trích lời của một em học sinh: “Môn hoá sẽ trở nên dễ nếu mộthọc sinh cố gắng tìm hiểu học hỏi cho dù thầy cô dạy khó hiểu Nhưng môn hoá

sẽ trở nên khó nếu học sinh không muốn học dù thầy cô dạy dễ hiểu” Vậy sự yêuthích, cảm nhận về môn hoá khó hay dễ phụ thuộc cả hai phía từ nguời giáo viên

và cả từ phía học sinh

Nguời giáo viên không cố gắng phát huy những nét đặc trưng của môn hoáđồng thời không khơi dậy ở các em lòng say mê học hỏi, nghiên cứu khoa học

Theo kết quả điều tra cho thấy một số em có ý thức học tập chưa cao Các

em dành thời gian cho môn hoá không nhiều, chủ yếu là khi có giờ hoá và khi sắpthi Như vậy, cách học của các em có phần đối phó học để trả bài để được điểm

tốt, còn số các em học hoá thường xuyên nhưng có hứng thú không nhiều vàtrong số các em có ý kiến khác thì không học gì hết hoặc thi thoảng mới học mônhóa chứng tỏ các em còn lơ là đối với việc học môn hoá

Trong giờ học phần nhỏ các em ngồi tập trung nghe giảng nhưng nghegiảng một cách thụ động số em ngồi nghe giảng có tham gia phát biểu ý kiến xâydựng bài chỉ chiếm rất ít Ở đây không thể đổi lỗi cho học sinh, nó phản ánh lốitruyền thụ kiến thức một chiều truyền thống của nền giáo dục nước ta

Giáo viên giảng, học sinh chép bài một cách thụ động, sự bất hợp lý trongchương trình hiện nay Tuy nhiên, người giáo viên chưa tạo mọi điều kiện khuyếnkhích các em tham gia phát biểu ý kiến xây dựng bài trong giờ học Như vậy các

em mới chưa có hứng thú học tập

So sánh giữa lý do làm cho các em thích học và không thích học môn hoá thì thấy vai trò của người giáo viên rất quan trọng, các em yêu thích môn học do những nét đặc trưng riêng của giáo viên dạy môn Hoá học

2.2.3 Nguyên nhân của thực trạng

2.2.3.1 Từ học sinh

- Một số học sinh không hứng thú học tập bộ môn: Khác với các môn khác, môn Hóa học có nhiều khái niệm trừu tượng, khó, học sinh rỗng kiến thức cơ bản, do đó học sinh tiếp thu kiến thức ngày càng khó khăn

và thiếu hụt

- Chất lượng đầu vào thấp, học sinh học yếu môn Toán, Lý khó có khả năng tiếp thu kiến thức môn Hóa học do đó sợ môn Hóa và không ham thích học Hóa

- Một số em lười học, thiếu sự chuẩn bị chu đáo dụng cụ học tập dẫn tớikhông nắm được các kĩ năng cần thiết trong việc học và vận dụng vào việc giải quyết các dạng bài tập Hóa học

- Một số em thiếu tìm tòi, sáng tạo trong học tập, không có sự phấn đấu vươn lên, có thói quen chờ đợi lười suy nghĩ hay dựa vào giáo viên, bạn

bè hoặc xem lời giải sẵn trong sách giải một cách thụ động

2.2.3.2 Từ giáo viên

- Chưa thực sự quan tâm đến tất cả các đối tượng học sinh trong cả lớp

mà chỉ chú trọng một số em học khá, giỏi; giáo viên chưa thật tâm lý, chưa động viên khéo léo kịp thời đối với những tiến bộ của học sinh dù nhỏ

- Chưa cân đối giữa việc truyền thụ kiến thức với rèn luyện kỹ năng

thực hành Hóa học

- Không nắm chắc đối tượng dẫn tới ra đề quá cao hoặc quá thấp đối với

trình độ học sinh

- Chưa tạo được không khí học tập thân thiện Giáo viên chưa phối kết

hợp tốt với giáo viên chủ nhiệm và phụ huynh học sinh

- Phương pháp dạy học chậm đổi mới: nhiều giáo viên chưa chú ý đến

phương pháp dạy học đặc trưng của bộ môn: không có thí nghiệm trên lớp, bỏ giờ thực hành thí nghiệm, phương tiện dạy học nghèo nàn, lạc hậu

- Việc kiểm tra, đánh giá chưa nghiêm túc, chưa có tác dụng khích lệ

học sinh trong học tập, thậm chí còn tạo điều kiện cho học sinh chây lười

- Chưa tổ chức được các buổi ngoại khóa, những hoạt động ngoài giờ

lên lớp cho học sinh tham gia

2.2.3.3 Từ phụ huynh học sinh và xã hội

- Học sinh là con em nhân dân lao động, ít có điều kiện đầu tư việc học

cho con cái

- Một số phụ huynh không quan tâm đến việc học của con em, khoán

trắng việc học tập của con em họ cho nhà trường

- Sự phát triển bùng nổ của công nghệ thông tin với các dịch vụ vui

chơi, giải trí hấp dẫn đã lôi cuốn các em

- Nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy- học hoá học

- Giúp cho học sinh nắm chắc được bản chất của các bài tập dạng oxit axit phảnứng với dung dịch kiềm từ đó rèn kỹ năng giải bài tập nói chung và bài tập dạngnày nói riêng

- Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập đặc biệt là trong giải bài tập Hoá học

- Là tài liệu rất cần thiết cho việc ôn tập cho học sinh và giúp giáo viên hệ thống hoá được kiến thức, phương pháp dạy học

- Cơ sở lí thuyết, bản chất của phản ứng oxit axit với dung dịch kiềm của kim loạihoá trị I

- Cơ sở lí thuyết, bản chất của phản ứng oxit axit với dung dịch kiềm của kim loạihoá trị II

- Xây dựng các cách giải với bài tập dạng oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm

- Các dạng bài tập định lượng minh hoạ

- Một số bài tập định tính minh hoạ

- Áp dụng giải pháp vào chương trình giảng dạy đối với học sinh THPT đại trà và

ôn thi học sinh giỏi

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

Vì CO2 dư nên CO2 tiếp tục phản ứng với muối tạo thành:

CO2 + Na2CO3 + H2O  2NaHCO3

) , (

2 2

≤

SO CO

KOH NaOHn n

Kết luận: Sản phẩm tạo ra muối axit và CO2 hoặc SO2 còn dư.

Phương trình phản ứng:(xảy ra cả 2 phản ứng)

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

CO2 + Na2CO3 hết + H2O  2NaHCO3

b Nếu

2

) , (

) , (

2 2

≥

SO CO

KOH NaOHn n

Kết luận: Sản phẩm tạo ra muối trung hoà do nNaOH,nKOH dư

) , (

2

2 SO CO

KOH NaOH

CO2 + NaOH  NaHCO3 (I)

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

Hoặc cách viết:

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

CO2 + Na2CO3 + H2O  2NaHCO3 (II)

Hoặc:

CO2 + NaOH  NaHCO3 NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O (III)

Nhận xét.

- Trong cách viết phản ứng (II) ta viết phản ứng tạo thành Na2CO3 trước, sau đó

dư CO2 mới tạo thành muối axit

- Cách này là đúng nhất vì lúc đầu lượng CO2 sục vào còn rất ít, NaOH dư do

đó phải tạo thành muối trung hoà trước

- Cách viết (I) và (III) nếu như giải bài tập sẽ vẫn ra cùng kết quả như cách viết(II), nhưng bản chất hoá học không đúng Ví dụ khi sục khí CO2 vào nước vôitrong, đầu tiên ta thấy tạo thành kết tủa và chỉ khi CO2 dư kết tủa mới tan tạothành dung dịch trong suốt

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3↓ + H2O CaCO3↓ + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 tanCách viết (I) chỉ được dùng khi khẳng định tạo thành hỗn hợp hai muối, nghĩa là:

nCO2 < nNaOH < 2nCO2 Hay:

1 <

n n

(NaOH,KOH)

2.4.2 Khi cho dung dịch kiềm (NaOH, KOH ) tác dụng với P 2 O 5 (H 3 PO 4 )

Tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol có thể có nhiều trường hợp xảy ra:

n n

NaOH

H PO = T (1)

Do ta có tỉ lệ (1) vì khi cho P2O5 vào dung dịch KOH, dung dịch NaOH thì P2O5

sẽ phản ứng trước với H2O

Pthh: P2O5 + 3H2O  2H3PO4Nếu: T≤ 1 thì sản phẩm là NaH2PO4

Pthh: NaOH + H3PO4 dư  NaH2PO4 + H2ONếu: 1 < T < 2 Sản phẩm tạo thành là NaH2PO4 + Na2HPO4

Pthh: 3NaOH + 2H3PO4 dư  NaH2PO4 + Na2HPO4 + 3H2O

Nếu: T = 2 thì sản phẩm tạo thành là Na2HPO4

Pthh: 2NaOH + H3PO4  Na2HPO4 + 2H2O

Nếu: 2<T < 3 Sản phẩm tạo thành là hỗn hợp hai muối: Na2HPO4 và Na3PO4

Pthh: 5NaOH + 2H3PO4  Na3PO4 + Na2HPO4 + 5H2O

Nếu: T ≥ 3 thì sản phẩm tạo thành là Na3PO4 và NaOH dư

Phh: 3NaOH + H3PO4  Na3PO4 + 3H2O

2.4.3 Cho oxit axit (SO 2 , CO 2 ) vào dung dịch kiềm hoá trị II: Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2

*Trường hợp 1: Nếu đề bài cho CO2, SO2 vào dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 dư

thì sản phẩm tạo ra là muối trung hoà và H2O

Phương trình phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2 dư  CaCO3↓ + H2O

*Trường hợp 2 Nếu đề bài cho CO2, SO2 từ từ vào dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2

đến dư cho sản phẩm duy nhất là muối axit

*Trường hợp 3 Nếu bài toán chỉ cho biết thể tích hoặc khối lượng của một chất

thì phải biện luận các trường hợp:

* Nếu:

n 2 n

* Nếu :

2 2

2

) ( , (OH Ca OH Ba

Cách 1: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3↓ + H2O

CaCO3↓ + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 tan

Cách 2: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3↓ + H2O

2CO2 dư + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2

Cách 3: 2CO2 dư + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  2CaCO3 ↓ + 2H2O

*Chú ý: Cách viết 1 là đúng bản chất hoá học nhất Cách 2 và 3 chỉ được dùng

khi biết tạo ra hỗn hợp 2 muối

2.5 Một số bài tập minh họa

2.5.1 Dạng bài tập CO 2, SO 2 phản ứng với dung dịch kiềm NaOH, KOH

Bài 1: Dẫn khí CO2 điều chế được bằng cách cho 100 g đá vôi tác dụng với dung

dịch HCl dư, đi qua dung dịch chứa 60 g NaOH Tính khối lượng muối tạo thành

* Phân tích đề bài

- Trước khi tính khối lượng muối tạo thành ta phải xác định muối nào đượctạo ra sau phản ứng

- Khi cho axit HCl tác dụng với CaCO3 có một sản phẩm tạo ra là khí CO2

ta sẽ tính được số mol CO2 dựa vào mCaCO3 = 100 g

- Tính số mol của 60 g NaOH

nNaOH = 60

40 = 1,5 (Mol)

Ta có: 1 <

n n 2

CO

NaOH

= 1,5 < 2 Kết luận: Sản phẩm tạo ra 2 muối ta có phương trình phản ứng.

*Cách1 (Phương pháp song song)

Sau khi tính số mol lập tỉ số khẳng định sản phẩm tạo ra hai muối:

Ta có thể viết phương trình theo cách sau:

Phương trình phản ứng:

2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O (4)CO2 + NaOH  NaHCO3 (5)Gọi x,y lần lượt là số mol CO2 tham gia phản ứng (4),(5) (hoặc có thể đặt

số mol của hai muối tạo thành )

Ta có:

Phương trình: x + y = 1 (I)Theo (4) => nNaOH = 2nCO2 = 2x (mol)

Theo (5) => nNaOH = nCO2 = y (mol)

ΣnNaOH = 1,5 (mol) do đó ta có: 2x + y = 1,5 (II)

Kết hợp (I),(II) ta có hệ phương trình :

x + y = 1 x = 0,5 ( mol )

2x + y = 1,5 y = 0,5 ( mol )

Vậy:

mNaHCO3 = 0,5.84 = 46 (g)

mNa2CO3 = 0,5.106 = 53 (g)

*Cách 2 (Phương pháp nối tiếp)

2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O (5)

Số mol Trước P/ư 1,5 1

Vì CO2 dư nên tiếp tục phản ứng với Na2CO3 theo phương trình:

CO2 + N a2CO3 + H2O  2NaHCO3 (6)

Số mol Trước P/ư 0,25 0,75

các chất Phản ứng 0,25 0,25 2 0,25

Sau P/ư 0 0,5 0,5

Dung dịch sau phản ứng gồm: nNa2CO3 = 0,5 (mol)

nNaHCO3 = 0,5 (mol)