Phương pháp tư duy giải nhanh bài tập vận dụng cao về muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh

Phần Mở đầu Lí chọn đề tài Một điểm xu đổi phương pháp dạy học, đổi cách đề thi trung học phổ thông quốc gia Bộ Giáo dục Đào tạo, đề thi học sinh giỏi đặc biệt trọng phát triển lực người học,hình thành phát triển giới quan khoa học,giúp học sinh biết phát giải vấn đề học tập đời sống thực tế, sản xuất Vì vậy, để có kết cao kỳ thi trung học phổ thông quốc gia kì thi học sinh giỏi cấp đòi hỏi em học sinh ngồi việc nắm lí thuyết chất hóa học phải có kỹ tử sáng tạo khai thác tối ưu phương pháp hay cách giải nhanh dạng tập tập tổng hợp, vận dụng cao để tìm đáp số tốn xác thời gian ngắn Trong đề thi trung học phổ thông quốc gia đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh năm gần có nhiều câu hỏi, tập tổng hợp vô đề thường dài,các chất phản ứng biến đổi qua nhiều giai đoạn phức tạp, học sinh thường bị rối,mất phương hướng giải thường bế tắc nhiều thời gian để tìm đáp án.Các câu hỏi, tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh nội dung thế,mặc dù thể loại câu hỏi khơng q nhiều,nhưng nội dung thường khó nên học sinh không dễ tiếp cận, nội dung lại có đa dạng kiểu hỏi, kiểu tập, dễ khiến học sinh nhầm lẫn trình giải tập đề thi Thực trạng ôn thi trung học phổ thông quốc gia bồi dưỡng chuyên đề muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh cho học sinh giỏi trường Trung học phổ thông Cẩm Thủy 1,bản thân trước đây, nhiều đồng nghiệp khác thường cảm thấy lúng túng từ việc soạn chuyên đề đến khâu lên lớp dạy.Nguyên nhân học sinh học sinh miền núi có lực học tập khơng cao, khơng đồng thân giáo viên ngại đọc vấn đề khó nên hiểu khơng sâu, vào nội dung đơn giản nên đưa tập đơn giản cho học sinh nhớ công thức làm theo Tài liệu giảng dạy bị hạn chế nội dung dạng tập, hội tiếp cận chất vấn đề, giải đa dạng tập khó phương pháp, kĩ thuật học sinh giáo viên bị hạn chế theo Xuất phát từ thực tế trên, mạnh dạn chọn đề tài “Phương pháp tư giải nhanh tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh ” làm sáng kiến kinh nghiệm năm học 2018 -2019 Với hi vọng đề tài tài liệu tham khảo phục vụ tốt cho công tác giảng dạy thân tài liệu tham khảo quý cho bạn đồng nghiệp Mục đích nghiên cứu Thực sáng kiến này: + Trước hết giúp thân hiểu sâu chất toán vận dung cao liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh tìm đường tư để giải nhanh toán + Tổng hợp dạng dạng tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh hay gặp đề thi thử, đề thi thức trung học phổ thơng quốc gia, kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh năm gần đây, từ giúp em học sinh tiếp cận, làm quen với dạng bài, hình thành nên tư để giải nhanh, xác tập liên quan + Cung cấp tài liệu có ích cho quý đồng nghiệp em học sinh trung học phổ thông Đối tượng nghiên cứu Trong đề tài này, nghiên cứu tổng kết vấn đề sau: - Phương pháp giải nhanh tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh - Hoạt động dạy giáo viên học tập học sinh lớp 11 trường THPT Cẩm Thủy Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu mà sử dụng đề tài: - Đọc kỹ tài liệu sách giáo khoa, sách tham khảo, sư tầm tập chia sẻ mạng tập đề thi thử thức kì thi trung học phổ thơng quốc gia, đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh tỉnh Thanh Hóa số tỉnh lân cận - Kiểm tra, đánh giá chất lượng học sinh - Dạy thực nghiệm lớp 11 trường là: 11A1, 11A3 đội tuyển học sinh giỏi mơn Hóa trường trung học phổ thông Cẩm Thủy 1, năm học 2018 – 2019 Phần Nội dung I Cơ sở lí luận Bài tập liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh dạng tập quen thuộc mà học sinh tiếp cận nhiều khối, lớp Tuy nhiên, năm gần nhiều tài liệu tham khảo, nhiều đề thi thử , đề thi thức kì thi trung học phổ thơng quốc gia đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh xuất nhiều hình thức câu hỏi, tập vận dụng cao liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh có tính chất mới, lạ,tương đối khó với học sinh, học sinh lần đầu tiếp cận chương trình học lớp lại khơng đủ thời gian để giáo viên hướng dẫn học sinh cách cụ thể chi tiết Để có lời giải cách nhanh chóng, đầy đủ xác câu hỏi, tập vận dụng cao liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh đòi hỏi học sinh khơng nắm vững kiến thức, chất phản ứng, thứ tự phản ứng mà phải có phương pháp phân tích đề cách khoa học, sử dụng thao tác tư sáng tạo, vận dụng phương pháp, kĩ thuật giải đại từ đảm bảo có lời giải xác thích ứng với áp lực mặt thời gian thi cử Với toán vận dụng cao nói chung tốn vận dụng cao liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh nói riêng cách giải tư khoa học dựa định luật bảo tồn quen thuộc hóa học : bảo tồn khối lượng, bảo tồn ngun tố, bảo tồn điện tích Ngồi ra,phương phápxây dựng cơng thức tính nhanh giải pháp hiệu để xử lí thể loại tập Để học sinh phát triển tốt lực giải tập hóa học nói riêng từ phát triển tồn diện lực khác người giáo viên khơng phải phân tích cho học sinh thấy chất phản ứng mà phải hướng dẫn học sinh hình thành đường tư duy, phân tích đề, định hướng cách giải vận dụng thành thạo,sáng tạo định luật bảo toàn nêu Thực trạng vấn đề Trong chương trình sách giáo khoa 11, sách tập hóa học 11 bao gồm chương trình chuẩn nâng cao, số lượng tập đặc biệt tập khó liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh không nhiều.Tuy nhiên, tập phần kiến thức lại thường xuyên xuất đề thi THPT Quốc gia (phần vận dụng cao) đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh năm gần Nhiều học sinh lúng túng, không định hướng cách giải giải cho kết sai hiểu sai chất hóa học giải xác lại khơng đảm bảo áp lực thời gian phòng thi, học sinh thường bỏ qua thi tự luận, tìm cách khoanh bừa, tô bừa thi trắc nghiệm Thực tế qua sưu tầm mạng, nghiên cứu nhiều tài liệu, đề thi tham khảo đồng nghiệp có số sáng kiến kinh nghiệm đề cập đến mảng kiến thức dừng lại mức độ đơn giản,hoặc lời giải vắn tắt, xa rời chất hóa học làm cho học sinh khó tiếp cận khơng nhiều hứng thú,đam mê học tập Trong đề tài muốn đề cập đến tập vận dụng cao liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh đề thi THPT Quốc gia ,trong đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh với lời giải sâu vào chất giúp học sinh dễ hiểu, đồng thời lời giải trình bày kĩ thuật giải sáng tạo giúp học sinh vượt qua áp lực thời gain phòng thi Trong q trình thực đề tài, Tơi chọn 25 học sinh học tốt mơn Hóa lớp 11A1,11A3 trường THPT Cẩm Thủy tham gia vào đề tài nghiên cứu Cách thức làm khảo sát trước thực nghiệm đề tài: Sau học sinh học hết chương Cacbon – Silic sách giáo khoa 11,tôi cho học sinh chuẩn bị học, tự tìm hiểu dạng tập chương.Sau tơi tổ chức cho học sinh làm thi đánh giá lực hình thức tự luận với tập vận dụng cao liên quan đến muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh thời gian 30 phút Nội dung đề kiểm tra sau: Bài 1:Cho hai dung dịch A B Một dung dịch chứa HCl dung dịch chứa Na2CO3 Người ta tiến hành hai thí nghiệm sau : TN1: Cho từ từ A vào B,vừa cho vừa khuấy đều.Sau kết thúc thí nghiệm thu 2,24 lít khí (đktc) TN2: Cho từ từ B vào A, vừa cho vừa khuấy đều.Sau kết thúc thí nghiệm thu 3,36 lít khí (đktc) Tìm A,B số mol chất A,B Bài 2: Có dung dịch : dung dịch A chứa 0,2 mol Na 2CO3 0,3 mol NaHCO3, dung dịch B chứa 0,5 mol HCl.Tính thể tích khí bay ra(đktc) ba thí nghiệm sau: a Đổ từ từ dung dịch B vào dung dịch A đến hết b Đổ từ từ dung dịch A vào dung dịch B đến hết c Trộn nhanh hai dung dịch với Kết kiểm tra : * Về vấn đề xuất lời giải học sinh - 10 học sinh không xác đinh thứ tự phản ứng - học sinh viết sai chất phản ứng - 14 học sinh không định hướng cách giải có cách giải q dài dòng * Về điểm số cụ thể: ≤ Điểm < 5 ≤ Điểm < 6,5 6,5 ≤ Điểm < 8 ≤ Điểm ≤ 10 Số lượng 12 Tỉ lệ % 48,00% Số lượng 09 Tỉ lệ % 36,00% Số lượng 04 Tỉ lệ % 16,00% Số lượng Tỉ lệ % 0,00 % Nhận xét: Qua kết cho thấy: - Đa số học sinh đạt điểm trung bình kém.Học sinh giỏi hai lớp đạt mức thấp làm tập phần - Học sinh chưa nắm chất phản ứng, thứ tự phản ứng kĩ thuật giải nhanh tập Giải pháp giải vấn đề Dựa vào hạn chế học sinh thể sau kiểm tra,tôi sưu tầm tập dạng đề thi trung học phổ thông gia Bộ, đề thi thử trường THPT đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh nhiều tỉnh giải rút phương pháp giải nhanh Bên cạnh tơi sưu tầm,nghiên cứu, học hỏi từ nhiều tài liệu liên quan đồng nghiệp.Sau mang tất nghiên cứu áp dụng vào thực hành giảng dạy cho học sinh khá, giỏi lớp 11A1,11A3 nhận thấy em tiếp thu tốt giải nhanh tập tương tự hứng thú,đam mê giao tập, đề thi Sau tơi xin trình bày dạng, kiến thức cốt lõi, kĩ phương pháp giải nhanh tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit A LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM VÀ TƯ DUY GIẢI NHANH Cơ sở kĩ thuật tử duy, giải nhanh tập hóa học chất thứ tự phản ứng, q trình giảng dạy tơi trú trọng cho học sinh xác định quy trình làm thí nghiệm chất phản ứng kèm mà đề cho.Về mặt tổng quát, cho muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh có cách tiến hành thí nghiệm: - Cách 1.cho từ từ dung dịch axit mạnh vào dung dịch muối cacbonat (hoặc dung dịch hỗn hợp muối cacbonat muối hiđrocacbonat) - Cách 2.Cho từ từ muối cacboat (hoặc dung dịch hỗn hợp muối cacbnat muối hiđrocacbonat) vào dung dịch axit mạnh Thứ tự phản ứng thí nghiệm hồn tồn khác Tình Cho từ từ axit mạnh vào dung dịch muối cacbonat hỗn hợp ( muối cacbonat muối hiđrocacbonat) • Cách viết phản ứng Khi cho dung dịch axit mạnh (HCl, H 2SO4 …) tác dụng từ từ với dung dịch muối cacbonat (CO32-) muối hiđrocacbonat ( HCO3-) nên viết phản ứng dạng ion thu gọn.Thứ tự phản ứng cụ thể là: Trước hết axit ( H+) chuyến muối cacbonat trung hoà (CO32-) thành muối axit (HCO3-): (1) H+ + CO32-  → HCO3- Sau (1), axit (H+) dư có phản ứng chuyển muối axit (HCO 3-) ban đầu vừa sinh (1) thành khí CO2: ∑ HCO − (2) + H+  → CO2 ↑ + H2O Như vậy, có (1), tức nH + ≤ nCO 2− n + H ≤ cho từ từ H+ tác dụng hay n CO 2− với muối cacbonat ⇒ không thu CO2.Ngược lại , nH + nCO 2− nH + nCO 2− > hay > (1) H+ dư nên có (2) có CO2  HCO3− Tóm lại cho H vào dung dịch  2− có thu khí CO2 CO3 nH + + hay khơng phụ thuộc vào tỉ lệ mol n CO 2− • Chú ý : số tính chất muối cacbonat hay dùng làm đề thi - Muối trung hoà ( CO32-) tác dụng với axit, muối axit (HCO3-) tác dụng với axit bazơ - Muối axit + Bazơ  → Muối trung hoà + H2O - Muối trung hoà bền dung dịch, muối axit bền t dung dịch: 2M(HCO3)n  → M2(CO3)n + nCO2 ↑ + nH2O • Kĩ thuật tính tốn CO32− Khi gặp toán H + từ từ hỗn hợp hai muối  − giải nhanh  HCO3 + toán phương pháp: - Phương pháp đại số - ba dòng (tính ba thời điểm: ban đầu, phản ứng, sau phản ứng) - Phương pháp sử dụng cơng thức tính nhanh + Nếu nH ≤ nCO thì: + ∑n HCO3− (dd) = n HCO− (b.d) + n H + nCO 2− (dd) = nCO 2− (b.d) − nH+ 3 + Nếu thì: nCO = nH (b.d) − nCO nHCO − = nHCO − (bd) + 2nCO 2− (bd) − nH+ (bd) 3 + Nếu 2nCO + nHCO < nH nCO = nHCO 2− − + − (b.d) + 2− (b.d) + nCO 2− (b.d) Các công thức nêu chứng minh dễ dàng dựa vào phản ứng - Phương pháp bảo tồn điện tích bảo tồn ngun tố C Đây phương pháp có tính hiệu cao giải câu hỏi, tập phức tạp Tình cho từ từ dung dịch muối CO32- dung dịch hỗn hợp CO32− muối  − vào axit mạnh  HCO3 • Cách viết phản ứng - Nếu cho từ từ muối CO32- vào dung dịch H+ có phản ứng: CO32- + 2H+ → CO2 + H2O CO32− - Nếu cho từ từ dung dịch hỗn hợp  − vào axit mạnh có hai phản ứng  HCO3 ứng tạo khí coi xảy đồng thời : 2H+ + CO32− → CO2 + H2O  + −  H + HCO3 → CO2 + H2O • Kĩ thuật tính tốn Khi giải tập thuộc tình , giáo viên cần đặc biệt lưu ý học sinh kĩ sau: - Tỉ lệ mol tham gia phản ứng muối tỉ lệ mol ban đầu muối - Nếu biết đồng thời số mol muối số mol axit để biết muối hết hay axit hết bạn đọc phản chứng theo phương pháp đại số (giả sử muối phản ứng hết, dựa vào phản ứng tính H+ cần, đối chiếu H+ cần H+ đề cho có kết luận H+ hết hay dư) bảo tồn điện tích ( phản ứng đủ phải có : ∑q + ∈H + = ∑ q− ∈(CO 2− ,HCO − ) ⇔ 1× nH+ = 2× nCO 2− + 1× nHCO − 3 3 Từ vào số mol ion đề cho học sinh đủ sở để kết luận muối hết hay axit hết) - Nếu đề chưa cho biết số mol muối số mol axit ( phản chứng để kết luận muối hết hay axit hết )thì nên đặt mol muối phản ứng làm ẩn giải theo đại số bảo tồn điện tích B HƯỚNG DẪN – VẬN DỤNG Sau phân tích đầy đủ chất,thứ tự phản ứng định hướng tư cách giải, giáo viên cho học sinh vận dụng điều vừa học để giải tập với nhiều biến thể khác để giúp học sinh hiểu sâu – nhớ lâu – vận dụng tốt ,đồng thời giúp giáo viên phát khó khăn, vướng mắc học sinh q trình làm tập từ đưa giải pháp hổ trợ học sinh kịp thời hiệu Bài Cho A dung dịch HCl, B dung dịch Na2CO3.Tiến hành thí nghiệm: - TN1: Cho từ từ 100g dung dịch A vào 100 gam dung dịch B thu 195,6 gam dung dịch - TN2: cho từ từ 100gam dung dịch B vào 100 gam dung dịch A thu 193,4 gam dung dịch - TN3 Cho từ từ 50 gam dung dịch A vào 100gam dung dịch B thu 150 gam dung dịch Tìm nồng độ phần trăm dung dịch A,B Hướng dẫn giải Các phản ứng xảy ra: Cho từ từ HCl vào Na2CO3 Cho từ từ HCl vào Na2CO3 (TN1) (TN3) Gọi x,y số mol HCl Na2CO3 100 gam dung dịch HCl+Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl (1) HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl (1/) Sau : Sau : HCl + NaHCO3 HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O (2) → NaCl + CO2 + H2O (2/) mdd giảm = 4,4 gam ⇒ nCO ¬ (2) = 0,1 TN3 khơng có khí ⇒ khơng có (2/) ⇒ nHCl(TN3) ≤ nNa CO (TN3) ⇒ 0,5x ≤ y hay : mol 2 x ≤ 2y TN1 có khí ⇒ có (2) ⇒ nHCl(TN1) > nNa2CO3(TN1) ⇒ x > y TN2: Cho từ từ Na2CO3 vào HCl 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO2 + H2O (3) Mặt khác, : x < 2y nên sau phản ứng (2) HCl hết, tính theo HCl: HCl +Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl mdd giảm = 6,6 gam ⇒ nCO ¬ (3) = 0,15 mol - Do x < 2y nên HCl hết ⇒ nHCl(TN3) = 2.nCO2 ¬ TN3 = 0,3 (1) y y y ⇒ x= 0,3 (mol) Sau : y = 0,3 – 0,1 = 0,2 HCl + NaHCO3 C%ddHCl = 10,95% ⇒ C%ddNa2CO3 = 21,2% → NaCl + CO2 + H2O (2) 0,1 0,1 Ta có : x = y + 0,1 Nhận xét Chỉ nắm chất, thứ tự phản ứng cách bố trí ,trình bày lời giải thật khoa học tốn giải mã Bài Cho hai dung dịch A B Một dung dịch chứa HCl dung dịch chứa Na2CO3 Người ta tiến hành hai thí nghiệm sau : TN1: Cho từ từ A vào B,vừa cho vừa khuấy đều.Sau kết thúc thí nghiệm thu 2,24 lít khí (đktc) TN2: Cho từ từ B vào A, vừa cho vừa khuấy đều.Sau kết thúc thí nghiệm thu 3,36 lít khí (đktc) Tìm A,B số mol chất A,B Hướng dẫn giải Bài toán tổng quát: - Đặt mol ban đầu HCl = x, M2CO3 = y - Phương trình phản ứng : Cho HCl vào muối M2CO3 M2CO3 + HCl → MHCO3 + NaCl Cho muối M2CO3 vào HCl M2CO3 + 2HCl → 2MCl + CO2 + H2O MHCO3 + HCl → MCl + CO2 + H2O Nhận thấy :  → CO2 hai thí nghiệm + Nếu HCl đủ dư (tức nHCl ≥ 2.nM CO ) ¬   phải tính theo muối M2CO3 : Cho HCl vào muốiM2CO3 M2CO3 + HCl → MHCO3 + NaCl Cho muối M2CO3 vào HCl M2CO3 + 2HCl → 2MCl + CO2 + H2O y y y y y MHCO3 + HCl → MCl + CO2 + H2O y y nCO2 choaxitvào = nCO2 chomuối vào = nM 2CO3 Tức : + HCl thiếu( tức nM CO < nHCl < 2nM CO ), y < x < 2y, tính theo HCl : 3 Cho HCl vào muối M2CO3 + HCl → MHCO3 y y Cho muối vào HCl M2CO3 + 2HCl → 2MCl + CO2 + H2O + NaCl y y x x→ MHCO3 + HCl → MCl + CO2 + H2O (x – y) → y (x – y) Khi ln có : (x – y ) < x ( điều ngược lại xảy x > 2y, khơng thỏa trường hợp xét), tức : nCO2 ¬ choaxitvào < nCO2 chomuối vào nCO2 choaxitvào = nHCl − nNa2CO3   →  nCO2 chomuối vào = ì nHCl phảnứng p dụng xét : - Do nCO (TN1) < nCO (TN2) ⇒ HCl thiếu TN1 cho từ từ axit vào muối, TN cho từ từ muối vào axit tức A= dung dịch HCl, B = dung dịch Na2CO3 2  2,24  22,4 = x − y x = 0,3 nHCl = 0,3(mol) ⇒ ⇒ - Có hệ  nNa2CO3 = 0,2(mol) y = 0,2  3,36 = x  22,4 Nhận xét Bài tốn vơ đơn giản nắm vững chất phản ứng, thứ tự phản ứng số kĩ tính tốn nêu Bài Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, Ba BaO vào nước, thu 0,15 mol khí H2 dung dịch X Sục 0,32 mol khí CO vào dung dịch X, thu dung dịch Y chứa ion Na +, HCO3-,CO32- kết tủa Z Chia dung dịch Y làm phần 10 - Cho từ từ đến hết phần vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M thấy 0,075 mol khí CO2, coi tốc độ phản ứng HCO3- , CO32- với H+ - Cho từ từ đến hết 200 ml dung dịch HCl 0,6M vào phần 2, thấy 0,06 mol khí CO2 Các phản ứng xảy hoàn toàn, H2O phân li khơng đáng kể Tính m Hướng dẫn giải  Na: x (mol)  NaOH : x (mol)  → + H  Ba: y (mol) + H2O  {2 Sơ đồ: O: z (mol)  Ba(OH) : y (mol) 0,15 mol 1 44 43 m gam Bảo tồn e có : x + 2y -2z =0,15.2 (I)………………………………………… CO + { - Sục CO2 vào dung dịch X: 0,32 mol − OH { x+2y (mol)  → HCO3− + CO 32− { 123 a (mol) b (mol) Bảo tồn C có: a + b = 0,32 (II) Bảo tồn điện tích có: a +2b = x+2y (III) 2+ 2− Ba → BaCO  { + CO 33 { y (mol) b (mol) y (mol) HCO3- : a (mol)  2Dung dịch Y có CO3 : (b-y) mol  +  Na - Cho từ từ dung dịch Y vào HCl HCO3- + Ban đầu : a Phản ứng : α CO32Ban đầu : b− y Phản ứng : β H+ → CO2 + H2O (mol) α + 2H+ α → CO2 (mol) + H2O (mol) 2β β (mol) 11 α + β = 0, 075  α = 0, 03 ⇒ α + 2β = 0,12 β = 0, 045 Ta có :  ⇒ 0, 03.2 0, 045.2 = ⇔ b - y = 1,5a (IV) a b−y Cho từ từ HCl vào Y: CO32− + H+ →HCO3− b−y b−y b−y 2 HCO3− + H+ → H2O + CO2 a+b−y ⇒ 0,06 0,06 b − y = 0,06 (V) Từ (I), (II), (III), (IV), (V) có a = 0,08 mol; b = 0,24; x=0,32; y = 0,12; z = 0,13 Vậy m = 25,88 Bài A dung dịch Na2CO3 0,1M; B dung dịch hỗn hợp Na 2CO3 0,1M KHCO3 0,1M C dung dịch KHCO3 0,1M a) Tính tích khí CO2 (đktc) cho từ từ giọt đến hết 50 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 ml dung dịch A cho hết 100 ml dung dịch B vào 200 ml dung dịch HCl 0,1M b)Xác định số mol chất có dung dịch thu thêm 100 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 ml dung dịch C Hướng dẫn giải (a) - Cho từ từ giọt đến hết 50 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 ml dung dịch Na2CO3 0,1M: CO32- + H+ → HCO3- Ban đầu : 0,01 0,00 (mol) Phản ứng : 0,005 0,00 (mol) 12 Sau phản ứng : 0,005 (mol) Do CO32- dư nên khơng có giai đoạn tạo CO2, VCO2 = - Cho hết 100 ml dung dịch Na2CO3 0,1M KHCO3 0,1M vào 200 ml dung dịch HCl 0,1M: CO32- + 2H+ → H2O + CO2 (1) HCO3- + H+ → H2O + CO2 (2) Vì 2n CO32− + n HCO3− > n H + nên H+ phản ứng hết Giả sử (1) xảy trước ta có n CO2 = n H + = 0,01mol Giả sử (2) xảy trước từ (1) (2) ta có n CO2 = 0,015mol Thực tế (1) (2) đồng thời xảy nên: 0,01× 22,4 < VCO2 < 0,015× 22,4 ⇒ 0,224(lit) < VCO2 < 0,336(lit) (b).Thêm 100 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 ml dung dịch KHCO3 0,1M HCO3- + OH- → CO32- + H2O Ban đầu : 0,015 0,02 (mol) Phản ứng : 0,015 0,01 0,015 (mol) 0,00 0,015 (mol) Sau phản ứng : Ba2+ + CO32- → BaCO3 ↓ Ban đầu : 0,01 0,01 (mol) Phản ứng : 0,01 0,01 (mol) 0,00 (mol) Sau phản ứng : Dung dịch 0,005 mol KOH 0,005 mol K2CO3 Bài Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào 100 ml dung dịch A chứa hỗn hợp chất tan NaOH 0,8M Na2CO3 0,6M Thấy lượng khí CO2 theo đồ thị sau: 13 Tính giá trị y Hướng dẫn giải x = n OH− + n CO2− = = 0,08 + 0,06 = 0,14 Từ gốc tọa độ O đến hoành độ x phản ứng : NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl Nên có : x = n OH + n CO = 0, 08 + 0, 06 = 0,14 − 2− Từ hoành độ x đến hoành độ 1,2x phản ứng: NaHCO3 + HCl → CO2 + NaCl + H2O Nên có ngay: y = 1,2x – x = 0,168- 0,14 ⇒ y = 0,028 (mol) Nhận xét Bài tốn có lời giải thật đơn giản học sinh nắm thứ tự, chất phản ứng đặc biệt đọc xác hình ảnh chất hóa học đồ thị đề cho Bài Có dung dịch : dung dịch A chứa 0,2 mol Na 2CO3 0,3 mol NaHCO3, dung dịch B chứa 0,5 mol HCl.Tính thể tích khí bay ra(đktc) ba thí nghiệm sau: a Đổ từ từ dung dịch B vào dung dịch A đến hết b Đổ từ từ dung dịch A vào dung dịch B đến hết c Trộn nhanh hai dung dịch với Hướng dẫn giải a Khi cho từ từ axit HCl( đung dịch B) vào dung dịch muối cacbonat (dung dịch A),lúc đầu xảy phản ứng chuyển muối trung hòa thành muối axit : Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl (1) Sau đó, tiếp tục nhỏ axit vào muối axit bị chuyển thành khí CO2 : 14 NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O (2) Theo (1) : nHCl = nNa2CO3 = nNaHCO3 = 0,2(mol) ⇒ ∑ nNaHCO3(2) = 0,2 + 0,3 = 0,5(mol) nHCl (còn lại sau 1) = 0,5 – 0,2 = 0,3 mol (2) ×22,4  → nCO2 = nHCl(2) = 0,3(mol)  → VCO2↑ = 6,72 lít b Khi đổ từ từ muối cacbonat vào dung dịch axit lúc đầu axit trạng thái “dư” so với lượng Na2CO3 NaHCO3 thêm vào nên xảy đồng thời hai phản ứng tạo khí CO2 : Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 ↑ + H2O (1/) NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O (2/) Cả hai phản ứng tiếp tục xảy hết HCl Gọi x % số mol Na 2CO3 NaHCO3 thêm vào HCl vừa hết, ta có: 0,2x 0,3x 500 + 1= 0,5 → x = 100 100 Tổng số mol CO2 bay 0,2x 0,3x 2,5 ×22,4 + = (mol)  → VCO2 = (lít) 100 100 c Khi trộn dung dịch khơng thể biết chất phản ứng trước, chất phản ứng sau.Do ta phải giả thiết sau: - Giả sử Na2CO3 phản ứng trước, lúc : Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 ↑ + H2O (1/) 0,2 → 0,4 0,2 NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O ¬ 0,1 → 0,1 (2/) 0,1 nHCl(1/ ) = 2× nNa2CO3 = 0,2.2 = 0,4 (mol)  → nHCl(2/ ) = 0,1 (mol) / / (1 ),(2 ) → VCO2 = (0,2+0,1).22,4 = 6,72 lít - Giả sử NaHCO3 phản ứng trước, lúc đó: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O 0,3 0,3 → (2/) 0,3 15 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 ↑ + H2O (1/) ¬ 0,2 0,1 / 0,1 / (2 ),(1 ) → VCO2 =(0,3+0,1).22,4 = 8,96 lít Vậy thực tế thể tích khí CO2 nằm khoảng : 6,72(l) ≤ V ≤ 8,96(l) Bài Thêm từ từ giọt hết 100ml dung dịch hỗn hợp gồm Na 2CO3 1,2M NaHCO3 0,6M vào 200ml dung dịch HCl 1M.Sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch X.Cho BaCl đến dư vào dung dịch X thu m gam kết tủa Tính giá trị m Hướng dẫn giải - Với cách làm thí nghiệm theo nội dung phân tích dễ thấy hai muối phản ứng đồng thời giải phóng CO2 - Bằng phương pháp phản chứng dễ chứng minh H+ hết muối dư - Do ban đầu nCO : nHCO = 2:1→ đặt nHCO 2− − − (pư) = a → n CO 2− (pư) = 2a - Áp dụng dịnh luật bảo tồn điện tích cho phần muối phản ứng(cũng viết hai phản ứng tính bình thường) có : 1× nH+ = 2× nCO 2− (p.­ ) + 1× nHCO − (p.­ ) → a = 0,05(mol) { 14 43 14 23 43 0,2 2a a → nCO 2− (dư) = 0,04 mol - Theo CO32-(phần còn) + Ba2+ (dư) → BaCO3 ↓ : mkết tủa = 197 0,04 ⇒ mkết tủa = 7,88g Nhận xét Đây hay cách đặt thí nghiệm số liệu tính tốn Tuy nhiên, nắm rõ chất phản ứng vận dụng linh hoạt kĩ tính tốn nêu việc hóa giải toán đơn giản Bài Dung dịch X chứa x mol Na2CO3 y mol NaHCO3 với x: y = 1: 2.Dung dịch Y chứa z mol HCl Thực hai thí nghiệm sau : - Cho từ từ đến hết dung dịch X vào dung dịch Y thấy 16,8 lít CO2 (đktc) - Cho từ từ đến hết dung dịch Y vào dung dịch X thấy 5,6 lít CO2(đktc) Tính tổng giá trị (x +y) Hướng dẫn giải 16 Nhận thấy: - Lượng H+ lượng CO32- hai thí nghiệm - Khi cho từ từ H+ vào HCO3-, CO32- cho từ từ HCO3-, CO32- vào H+ CO32- chuyển hết thành CO2 lượng H+ tiêu tốn hai thí nghiệm thu lượng CO nhau.Chúng ta thấy rõ điều dựa vào phản ứng xảy hai thí nghiệm: Cho từ từ CO32- vào H+ Cho từ từ H+ vào CO32- CO32− + 2{H + → CO2 ↑ + H 2O { 12 →2 a a→ CO32− + { H + → HCO3− { 123 a →a a→ a − + HCO + H → CO2 ↑ + H 2O 123 33 {a nCO 2− = a  → nH + = 2a  nCO2 ↑ = a a→ a nCO 2− = a  → nH + = 2a  nCO2 ↑ = a Ở ta thấy,lượng H+ HCO3-, CO32- lượng CO2 hai thí nghiệm lại khác chứng tỏ lượng H+ hai thí nghiệm khơng đủ để chuyển hết HCO3-, CO32- thành CO2: - Ở thí nghiệm : H+ hết nên tính CO2 theo H+ Gọi số mol CO 32- HCO3đã tham gia phản ứng x1 y1 + CO32− + 2H ↑ + H2O { → CO { { 2x x1 (mol) → x1 (mol) + HCO3− + H → CO2 ↑ + H2O { {y y1 (mol) → 16,8   nCO2 = ( x1 + y1 ) = 22, Từ có:   n + = (2 x1 + y1 ) = z  H y1 (mol) (1) (2) (*) Mặt khác, tỉ lệ mol ban đầu chất hỗn hợp tỉ lệ mol tham gia phản ứng chất nên có x1 : y1 = : (**) (*)&(**)   → z = 1( M ) 17 - Ở thí nghiệm 2: tốn thuộc trường hợp: (1) xong, (2) diễn dừng lại H+ thiếu nên theo cơng thức tính nhanh (hoặc phương pháp dòng ) có ngay: x:y=1:2 nH+ (p.­ ) = nCO (banĐ ầu) + nCO2 nCO (BanĐ Çu) = x = 0,75(mol)  → y = 1,5 → x + y = 2,25 3 { 123 42 43 x 0,25 Chú ý.Ở thí nghiệm giải theo bảo tồn ngun tố C phương pháp bảo tồn điện tích (cho phần muối phản ứng) sau: CO32− → CO2 nCO2 = x1 + x1 = 0, 75 { { x1 x  x1  = → → 1{× z = 2.x1 + 1.2 x1 → z = 1 43 y  HCO3− → CO2 +  q { 123 ∑ q− ∑ x1  x1 C BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu : ( Trích Thi thử lần 1- THPT Lê Văn Hưu 2014 – Thanh Hóa) Cho từ từ 200ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 1M H2SO4 0,5M vào 300ml dung dịch Na2CO31M thu V lít khí (đktc) Giá trị V A 1,68 lít Câu : B.3,36 lít B.0,0075 C.0,01 D.0,015 ( Trích đề thi thử lần năm 2010- THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ).Cho từ từ dung dịch chứa b mol HCl vào dung dịch chứa a mol Na2CO3 (Thí nghiệm 1),thu V lít CO2(đktc).Ngược lại, cho từ từ dung dịch chứa a mol Na2CO3 vào dung dịch chứa b mol HCl( Thí nghiệm 2),thu 2V lít CO2.Mối liên hệ a,b A a = 0,8b Câu : C.20,16 148,7 D.11,2 148,7 Cho từ từ dung dịch chứa 0,015 mol HCl vào dung dịch chứa a mol K2CO3 thu dung dịch X (không chứa HCl) 0,005 mol CO2.Nếu tiến hành thí nghiệm ngược lại (cho từ từ K 2CO3 vào dung dịch HCl) số mol CO2 thu A 0,005 Câu : D.2,24 lít Cho từ từ dung dịch dịch hỗn hợp chứa 0,5 mol HCl 0,3 mol NaHSO4 vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm 0,6 mol NaHCO 0,3 mol K2CO3 dung dịch X V lít CO2 (đktc).Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào X thấy tạo thành m gam kết tủa.Giá trị m V A 11,2 78,7 B.20,16 78,8 Câu : C.4,48 lí B a = 0,35b C.a = 0,75b D.a= 0,5b (Trích đề thi thử lần – 2014 – THPT Quỳnh Lưu – Nghệ An).Thêm từ từ giọt 100 ml dung dịch chứa Na 2CO3 1,2M NaHCO3 0,6M vào 200ml dung dịch HCl 1M.Sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch X Cho dung dịch BaCl đến dư vào dung 18 dịch X thu m gam kết tủa.Giá trị m A 9,85 Câu : A D.7,88 B.a = 0,35b C.a = 0,75b D.a = 0,5b (Trích chun KHTN lần 1- 2014).Hòa tan hết a gam hỗn hợp gồm Na2CO3 KHCO3 vào nước thu dược dung dịch X.Cho tù từ 100ml dung dịch HCl 1,5M đung dịch X,thu dung dịch Y 1,008 lít CO2 (đktc).Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào Y 29,55g kết tủa Giá trị a A 20,13g Câu : C.23,64 Cho từ từ giọt dung dịch chứa b mol HCl vào dung dịch chứa a mol Na2CO3 thu V lít CO2 (dktc).Ngược lại,cho từ từ giọt dung dịch chứa amol Na2CO3 vào dung dịch chứa b mol HCl thu 2V lít CO2(đktc) Quan hẹ a b A a = 0,8b Câu : B 11,8 B.18,7g C.12,4g D.32,4g (Trích đề thi thử lần THPT Lương Đắc Bằng 2014 – Thanh Hóa ).Hòa tan m gam hỗn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nước 400ml dung dịch X.Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch X ,thu dung dịch Y 1,008 lít khí (đktc).Cho Y tác dụng với Ba(OH)2 dư thu 29,55g kết tủa.Cho từ từ dung dịch X vào bình đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M thu V lít khí (đktc) Giá trị m V 20,13 2,688 B.20,13 2,814 C.18,96 2,184 D.18,96 2,688 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Ưu điểm, nhược điểm: - Giúp GV nâng cao kiến thức, kinh nghiệm kĩ việc giải tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh, có thêm tài liệu để giảng dạy, bồi dưỡng học sinh khá, giỏi, ôn thi trung học phổ thông quốc gia, ôn thi học sinh giỏi cấp tỉnh - Giúp học sinh hiểu rõ chất hóa học,rèn luyện cho học sinh kỹ tư duy, vận dụng sáng tạo phương pháp giải tập hóa học, định luật bảo tồn thường dùng giải tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh nói riêng tốn tổng hợp vơ hay khó nói chung, giúp em chinh phục điểm 8, 9, 10 đề thi THPT Quốc gia tập khó đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh - Bên cạnh ưu điểm nêu đề tài điểm chưa hồn thiện lối tư chưa thực phù hợp với học sinh có lực học tập trung bình, yếu, Người giáo viên cần áp dụng phương pháp khác phù hợp với đối tượng học sinh 19 Để đánh giá hiệu đề tài sau áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào thực tế giảng dạy, tơi cho nhóm 25 học sinh tham gia lớp học theo phương pháp làm kiểm tra hình thức tự luận thời gian 30 phút với nội dung sau: Bài 1: Có dung dịch : dung dịch X chứa 0,1 mol Na 2CO3 ; 0,1 mol K2CO3; 0,05 mol KHCO3 0,25 mol NaHCO3, dung dịch Y chứa 0,25 mol H2SO4.Tính thể tích khí bay ra(đktc) ba thí nghiệm sau: a Đổ từ từ dung dịch Y vào dung dịch X đến hết b Đổ từ từ dung dịch X vào dung dịch Y đến hết c Trộn nhanh hai dung dịch với Bài Rót từ từ dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp X gồm Na 2CO3 NaHCO3 ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol CO vào số mol HCl sau : Khi số mol HCl thêm vào 1,5a mol ,lấy toàn lượng khí CO sinh cho hấp thụ hết vào dung dịch chứa a mol NaOH thu dung dịch chứa 15,515 gam chất tan.Tính khối lượng NaHCO3 có dung dịch X Kết thu Số lượng HS kiểm tra: 25 ≤ Điểm < 5 ≤ Điểm < 6,5 Kết Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % 36,0% 6,5 ≤ Điểm < 8 ≤ Điểm ≤ 10 Số lượng Số lượn g Tỉ lệ % 16,0% Tỉ lệ % Trước 12 48,0% 09 04 0,00 % thực nghiệm Sau 04 16,0% 06 24,0% 10 40,0% 05 20,0 % thực nghiệm Thay Giảm 32% Giảm 12% Tăng 24% Tăng 20,0% đổi Bảng số liệu cho thấy tính khả thi đề tài góp phần đáng kể việc cải thiện nâng cao tỉ lệ học sinh có điểm thi giỏi, làm giảm lượng học sinh có điểm thi trung bình yếu xuống rõ rệt Phần Kết luận , kiến nghị Kết luận - Thơng qua q trình nghiên cứu “Phương pháp tư giải nhanh tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh” thân nhận thấy để áp dụng phương pháp xác có hiệu đòi hỏi khơng học sinh mà giáo viên phải nắm vững cách tiến hành thí nghiệm, 20 chất phản, thứ tự phản ứng cho loại dung dịch muối cacbonat tác dụng từ từ với dung dịch axit mạnh, đồng thời phải biết sử dụng linh hoạt, sáng tạo định luật bảo tồn hóa học như: định luật bảo tồn ngun tố, bảo tồn điện tích dung dịch - Từ kết thực tiễn đạt q trình giảng dạy, ơn tập kiến thức, luyện thi trung học phổ thông quốc gia bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh thân khẳng định tính khả thi cao sáng kiến việc sử dụng để ôn tập cho học sinh lớp 12 thi THPT Quốc gia; học sinh lớp 10, 11 ôn thi học sinh giỏi cấp nhận thấy q trình ơn luyện học sinh khám phá nhiều điều, hứng thú ôn thi , khơng khí lớp học sơi Khi trình bày trước tổ phiên sinh hoạt chuyên môn, đề tài đồng nghiệp nồng nhiệt bàn luận đánh giá cao Bên cạnh kết đạt sáng kiến số hạn chế Lối tư trình bày sáng kiến hữu ích học sinh khá, giỏi ôn thi THPT Quốc gia ôn thi học sinh giỏi cấp tỉnh chưa thực phù hợp với học sinh có lực học tập trung bình, yếu ,kém Các tập đề tài chưa nhiều tập hình ảnh thí nghiệm, đồ thị,… Một số kiến nghị Chúng ta biết,trong dạy học phương pháp dạy học vạn năng,chỉ có trình độ lực người giáo viên làm chủ kiến thức ,tường minh kế hoạch dạy học ,hiểu rõ nhu cầu khả học sinh để đưa tập phương pháp thật phù hợp với đối tượng học sinh.Có việc hiểu kiến thức ,vận dụng kiến thức học sinh đạt hiệu cao từ chất lượng dạy học nói chung chất lượng ơn thi THPT Quốc Gia cho học sinh lớp 12, ôn thi học giỏi cấp tỉnh nói riêng đạt kết cao.Đề nghị tổ môn buổi sinh hoạt tổ chun mơn thảo luận, góp ý, xây dựng để sáng kiến triển khai thực tới tất thành viên tổ Trên nội dung đề tài“Phương pháp tư giải nhanh tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh ”.Do có khó khăn sở vật chất, hạn chế thời gian yếu tố khách quan đưa lại; khả thân có hạn nên thân tơi có điểm chưa hồn việc thực trình bày SKKN Rất mong Hội đồng Khoa học ngành Giáo dục tỉnh Thanh hoá xem xét, đánh giá, bổ sung để sáng kiến có giá trị tốt góp phần đổi phương pháp nâng cao chất lượng dạy mơn Hóa học,đồng thời để rút kinh nghiệm thực tốt công tác viết SKKN năm học Xin chân thành cảm ơn 21 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng năm 2019 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Tác giả ký ghi rõ họ tên) Trần Đức Tồn Lê Hữu Đơng TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 phương pháp & kĩ thuật đại giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học, tập 1- Nguyễn Minh Tuấn , Bùi Quốc Tuấn, Lại Huy An – NXB ĐHQG Hà Nội 22 phương pháp & kĩ thuật đại giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học, tập 2- Nguyễn Minh Tuấn , Bùi Quốc Tuấn, Lại Huy An, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Ngọc Khải, Nguyễn Trọng Hải – NXB ĐHQG Hà Nội Tư đảo chiều, tập – Nguyễn Anh Phong – NXB ĐHQG Hà Nội Kĩ thuật giải nhanh toán hay khó hóa học 11 – PGS.TS Nguyễn Xuân Trường , Th.s Quách Văn Long, Th.s Hoàng Thị Thúy Hương - NXB ĐHQG Hà Nội Giải chi tiết 99 đề thi thử Quốc gia Hóa học- Nguyễn Anh Phong - NXB ĐHQG Hà Nội Một số đề thi học sinh giỏi trung học phổ thông cấp tỉnh 22 23 ... - Phương pháp giải nhanh tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh - Hoạt động dạy giáo viên học tập học sinh lớp 11 trường THPT Cẩm Thủy Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp. .. luyện cho học sinh kỹ tư duy, vận dụng sáng tạo phương pháp giải tập hóa học, định luật bảo toàn thường dùng giải tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit mạnh nói riêng tốn tổng... thu tốt giải nhanh tập tư ng tự hứng thú,đam mê giao tập, đề thi Sau tơi xin trình bày dạng, kiến thức cốt lõi, kĩ phương pháp giải nhanh tập vận dụng cao muối cacbonat tác dụng từ từ với axit A