Vận dụng các thuyết axit bazơ vào đề thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế

Mục lục Trang A Mở đầu….…………………………………………………………… Lí chọn đề tài……………………………………………… Mục đích nghiên cứu…………………………… Đối tượng nghiên cứu…………………………… Phương pháp nghiên cứu…………………………… Những điểm sáng kiến kinh nghiệm B Nội dung sáng kiến kinh nghiệm I Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm II Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm III Nội dung sáng kiến III Thuyết axit- bazơ Arenniuyt………………………………… III.2 Thuyết axit- bazơ Bronsted Laury (còn gọi thuyết proton) III.3 Thuyết axit- bazơ theo Liuyt……………………………………… III.4 Vận dụng thuyết axit – bazơ vào đề thi học sinh giỏi Quốc gia Quốc tế………………………………………………………………… IV Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường……………………………………… C Kết luận đề xuất…………………………………………………… Tài liệu tham khảo………………………………………………………… 1 1 1 2 3 3 13 14 15 A Mở đầu Lí chọn đề tài Vấn đề chất axit- bazơ vấn đề hóa học Nó đặt từ thời cổ giai đoạn phát triển khoa học - phản ánh quan điểm tư “chính thống” thời Các thuyết axit- bazơ có vai trò lớn Dựa vào thuyết người ta dự đốn chất có tính chất axit, chất có tính chất bazơ phản ứng axit- bazơ xảy Người ta dự đốn biến đổi tính chất chất dung môi khác Vì giải thích nhiều tượng hóa học xảy phòng thí nghiệm, cơng nghiệp đời sống Các quan điểm axit- bazơ có ý nghĩa lớn lao lĩnh vực tổng hợp vô Khi nghiên cứu phản ứng dung môi khác nước tổng hợp nhiều hợp chất vô có tính chất độc đáo Chẳng hạn hòa tan IF5 dung mơi HF lỏng có phản ứng: IF5 + HF → HIF6 Chất HIF6 có tính chất giống HIO3 nguyên tố oxi thay F Hay dung môi NH lỏng điều chế nhiều chất có tính chất đặc biệt SO2Cl2 + 4NH3 → SO2(NH2)2 + 2NH4Cl Sunfamit NOCl + 2NH3 → NONH2 + NH4Cl Nitrozin amiđua Các thuyết axit- bazơ sở phép chuẩn độ axit- bazơ lĩnh vực thực hành quan trọng hóa học phân tích Ví dụ hỗn hợp axit mạnh HCl, HClO4, HBr, HNO3 dung mơi nước đem chuẩn độ bazơ xác định hàm lượng chúng Nhưng hòa tan hỗn hợp vào axit axetic nguyên chất chuẩn độ riêng biệt axit nói Mục đích nghiên cứu Mục đích sáng kiến thứ giúp thân hiểu sâu sắc toàn diện chất axit - bazơ Thứ hai, xây dựng hệ thống lí thuyết giúp tự tin giảng dạy phần khó đề thi học sinh giỏi quốc gia quốc tế Thứ ba, giúp đồng nghiệp có tài liệu chuẩn đề cập đến vấn đề này, nâng cao tinh thần tự học tự bồi dưỡng giáo viên Thứ tư, giúp em học sinh hiểu, vận dụng , có kĩ làm tập, từ có thêm đam mê học tập mơn hóa học Đối tượng nghiên cứu Trong phạm vi sáng kiến này, Tôi nghiên cứu tổng kết vấn đề sau - Lịch sử quan điểm axit – bazơ thuyết + Thuyết Areniuyt + Thuyết Proton + Thuyết Liuyt - Vận dụng thuyết axit – bazơ vào giải tập thực tiễn Phương pháp nghiên cứu Trang Phương pháp xây dựng sở lí thuyết chuyên đề axit – bazơ Tôi nghiên cứu kĩ lịch sử tìm thuyết; chất chất phản ứng axit – bazơ Sau có hệ thống sở lí thuyết sáng kiến kinh nghiệm; Tơi đưa Tổ chun mơn để đồng nghiệp góp ý; xây dựng thành chuyên đề thuận lợi cho q trình giảng dạy Trong q trình nghiên cứu Tơi có thảo luận với giáo viên có kinh nghiệm giảng dạy chuyên trường THPT Chuyên Vinh; Đại học khoa học tự nhiên; Chuyên Sơn La Phương pháp khảo sát thực tế để kiểm tra chất lượng sáng kiến kinh nghiệm là: giảng dạy học sinh đội tuyển học sinh giỏi năm học 2016- 2017 vừa qua; học sinh hai lớp 10H; 11H Sau giảng dạy thân đồng nghiệp, Tôi lập bảng so sánh kết trước thực sau thực để thấy hiệu Những điểm sáng kiến kinh nghiệm Trong sáng kiến này, điểm quan trọng mà Tôi đưa vận dụng thuyết axit – bazơ vào để giải tập đề thi học sinh giỏi Quốc gia Quốc tế Các em hiểu cấu tạo phân tử chất, chất phản ứng axit – bazơ để vận dụng thuyết cho hợp lí Chẳng hạn phản ứng tạo phức 2HF + SiF4 → H2SiF6, ta phải vận dụng thuyết Liuyt B Nội dung sáng kiến kinh nghiệm I Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Phản ứng hóa học có hai loại phản ứng oxi hóa khử phản ứng axit – bazơ Trong phản ứng axit – bazơ có vai trò lớn, chiếm vị trí quan trọng đặc biệt chương trình hố học phân tích Một chất tham gia phản ứng có vai trò riêng chất oxi hóa, chất khử, axit, bazơ, mơi trường…Nhiều nhà hóa học nghiên cứu vấn đề axit – bazơ như: - Thuyết oxi axit Lavoadiê (A Lavoisier 1743 - 1794) Thuyết có nhiều sở khoa học thuyết oxi axit nhà hố học Pháp Lavoadiê cơng trình cháy vào cuối kỉ XVIII - Thuyết hiđro axit Nhà hoá học Đức Libic (Von Liebig) (1803 – 1900) cho : nguyên tử hiđro phân tử mang tính axit mà ngun tử hiđro thay kim loại mang tính axit – Thuyết axit - bazơ Arêniuyts (còn gọi thuyết axit - bazơ cổ điển) (S Arrhénius 1859 – 1927), nhà vật lí học Thuỵ Điển, giải thưởng Nobel 1903) - Thuyết axit-bazơ Bronsted Lowry: Người đưa định nghĩa axit bazơ gần gũi với quan điểm đại Svate Arrhénius (1859 – 1927) Vào thời điểm đó, bước tiến quan trọng việc định lượng axit – bazơ Nhưng thuyết bị giới hạn chỗ giải thích tính axit-bazơ hidro axit hidroxit; khơng nói lên vai trò dung môi Một định nghĩa tổng quát đề nghị nhà hóa học Ðan Mạch: Jonhannes K.Bronsted nhà hóa họcngười Anh: Thomas Lowry Theo thuyết này: - Thuyết axit-bazơ Lewis: Trang Thuyết axit – bazơ G.N.Lewis đưa II Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Chuyên đề axit – bazơ có nhiều tài liệu đề cập đến lí thuyết, lịch sử tìm thuyết Tuy nhiên để vận dụng vào thực tiễn giải tình cụ thể tốn lại chưa có tài liệu đề cập chuyên sâu Trong trình giảng dạy, đồng nghiệp thân Tôi trước phải trích từ nhiều nguồn tài liệu tập ứng dụng không phù hợp dẫn đến hiệu giảng dạy không cao Bài học không gắn kết phần với Học sinh đội tuyển chưa có cách nhìn xuyên suốt lịch sử cách áp dụng thuyết cho hợp lí Năm nay, Tơi nghiên cứu đưa sáng kiến cách logic vận dụng kiến thức lí thuyết vào áp dụng vào trường hợp cụ thể Các đồng nghiệp học sinh III Nội dung sáng kiến III Thuyết axit- bazơ Arenniuyt Định nghĩa + Axit chất hòa tan nước phân li cation H+ + Bazơ chất hòa tan nước phân li ion OH- Ví dụ HCl axit nước phân li ion H+; NaOH bazơ nước phân li ion OH- Ưu điểm Đây thuyết đời sớm Nó giải thích nhiều tính chất phản ứng axit, bazơ dung môi nước Hạn chế Chỉ áp dụng cho dung môi nước, không áp dụng cho tất dung mơi Đồng thời chưa thấy vai trò định dung môi phân li axit- bazơ Đặc biệt khơng giải thích phản ứng tạo muối giống phản ứng trung hòa mà khơng có ion H+ OH- tham gia Ví dụ: NH3 (k) + HCl(k) → NH4Cl(r) III.2 Thuyết axit- bazơ Bronsted Laury (còn gọi thuyết proton) Định nghĩa + Axit chất có khả cho proton (H+) + Bazơ chất có khả nhận proton (H+) + Chất lưỡng tính chất vừa cho vừa nhận proton Ví dụ: CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+ axit bazơ bazơ axit + RNH2 + H2O  RNH3 + OH bazơ axit axit bazơ Tổng quát phản ứng axit - bazơ axít + bazơ  bazơ liên hợp + axít liên hợp Bazơ liên hợp phân tử ion lại sau axit nhường proton, axit liên hợp chất tạo bazơ nhận proton Phản ứng xảy theo chiều thuận nghịch Trang Nước chất lưỡng tính phản ứng axit bazơ Trong phản ứng axit axetic, CH3CO2H, nước, H2O, nước phản ứng bazơ CH3CO2H + H2O  CH3CO2- + H3O+ Ion axetat (CH3CO2-), bazơ liên hợp axit axetic ion H3O+ axit liên hợp bazơ nước Nước phản ứng axít, ví dụ phản ứng với amoniac Phương trình cho phản ứng là: H2O + NH3  OH- + NH4+ Trong H2O nhường proton cho NH3 Ion hiđrôxit bazơ liên hợp nước có tính chất axít Bảng số ví dụ axit, bazơ, chất lưỡng tính theo thuyết Bronsted Laury Chất Ví dụ minh họa + + 3+ + 2+ Axit H , NH4 , Fe , Ag , Cu , RNH3+ + H2O  RNH2 + H3O+ RNH3+Cl- Bazơ OH-, CO32-, RNH2, PO43- C2H5O- + H2O  C2H5OH + OHC6H5O-, RO- Chất lưỡng tính HCO3-; H2O; Al(OH)3; HCO3- + H2O  H2CO3 + OHZn(OH)2… HCO3- + H2O  CO32- + H3O+ Chất trung tính Na+, ClO4-, Cl-, NO3- * Đại lượng đặc trưng axit, bazơ pK pH Xét dung môi nước, tất dung dịch tích nồng độ [H+].[OH-] = 10-14 Để biểu thị môi trường dung dịch người ta dùng đại lượng pH = -lg[H+] Một axit mạnh, axit clohiđric phân ly hồn tồn Một axit yếu, axit axetic phân ly phần Để biểu thị cho độ mạnh yếu axit hay bazơ người ta dùng đại lượng pK = - lgK Ta có bảng pK số axit, bazơ dung môi nước Axit pKa Bazơ pKb 2HSO4 S 1,1 H3PO4 (nấc 1) 2,12 (C2H5)3N 3,28 2HNO2 3,14 CO3 3,62 HF 3,19 (CH3)3N 4,2 CH3COOH 4,757 NH3 4,75 CO2 + H2O 6,35 C6H5NH2 9,38 H2S F 10,82 Ưu điểm Thuyết proton tổng quát so với thuyết Areniuyt, khơng áp dụng cho dung môi nước Chẳng hạn RNH 2(k) + HCl(k) → RNH3Cl(r), phản ứng khơng có dung mơi nước RNH2 nhận proton HCl Hay CH3COOH + HF → CH3COOH2+ + F- khơng có dung mơi nước HF lại bazơ Hạn chế Trang Thuyết proton giới hạn chất cho proton axit, nhận proton bazơ Có nhiều tương tác thể tính chất axit- bazơ theo thuyết lại khơng Ví dụ: H3C BF + AlCl + NH3 BF - NH3 CH3Cl + CH3 -(Cl - AlCl 3) - H3C O + AlCl O H3C AlCl3 H3C Để khắc phục hạn chế ta nghiên cứu thuyết thứ III.3 Thuyết axit- bazơ theo Liuyt Khái niệm + Axit tiểu phân nhận cặp electron để hình thành liên kết cho nhận + Bazơ tiểu phân nhường cặp electron để hình thành liên kết cho nhận Ví dụ: SnCl2 + Cl- → SnCl3axit bazơ Ưu điểm Thuyết khái quát tổng quát hơn, mở rộng không giới hạn axit, bazơ cho nhận proton mà khơng có proton ví dụ bên Thuyết Liuyt mở rộng cách khái niệm phản ứng axit- bazơ Theo Areniyt kết hợp H+ OH- thành nước Theo Bronsted Laury chuyển proton axit mạnh sang bazơ mạnh để hình thành axit yếu hơn, bazơ yếu Đến Liuyt phản ứng axit – bazơ trở thành cho – nhận electron để hình thành liên kết cho nhận Phân loại axit theo Liuyt a Axit Liuyt chứa nguyên tử thiếu hụt electron Loại nguyên tử trung tâm chứa chưa đủ electron (bát tử) Điển hình hợp chất cộng hóa trị nguyên tố nhóm IIIA (B, Al, Ga, In, Tl) Sau halogenua Si, Ge, Sn, Pb, P, As, Sb, Bi trạng thái số oxi hóa thấp SnCl2; AlCl3; BiCl3… Ví dụ AlCl3 dễ bị me hóa Cl Cl + Al Cl Cl Cl Al Al Al Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl b Axit Liuyt chứa liên kết bội phân cực Trang Các phân tử có chứa liên kết đơi phân cực hoạt động axit Khi cặp axit – bazơ Liuyt lại gần đầu dương liên kết đôi phân cực, liên kết π bị đứt tạo thành liên kết sản phẩm cộng Ví dụ hòa tan SO2 vào nước S + O O O O H OH OH S H O O c Axit Liuyt ion kim loại Cation kim loại obitan trống Khi hiđrat hóa cation kim loại cặp eletron nguyên tử O nước tạo liên kết cộng hóa trị với cation kim loại Ví dụ M2+ + 4H2O  M(H2O)42+ III.4 Vận dụng thuyết axit – bazơ vào đề thi học sinh giỏi Quốc gia Quốc tế Để xác định cấu trúc phân tử giải thích độ bền, tính chất phân tử ta phải dựa vào cấu hình electron nguyên tử, thuyết VB, MO…Từ cấu tạo phân tử, liên kết nguyên tử, cấu trúc phân tử để suy độ bền, tính chất chất… Sau ví dụ minh họa cụ thể Bài tập 1: (Bài tập Tôi tự xây dựng đề đáp án) Cho dung dịch nhôm trietyl (Al(NH3)3) ete tác dụng với dạng huyền phù CrCl3 có mặt khí CO áp suất cao, thấy tạo hợp chất chứa Crom X Bằng kiến thức học, suy đốn cấu trúc, tính chất ứng dụng X Bài làm a Cấu trúc Trong phân tử CO có cặp electron AO phân tử ϭzlk với lượng cao cặp electron trên AO phân tử πxlk πylk có khả tạo liên kết ϭ cho nhận Nguyên tử Crom có cấu hình electron (Ar)3d54s1 Phân tử CO phối tử tạo trường mạnh nên dồn electron Khi Crom có 6AO trống nên trạng thái lai hóa d2sp3 Đó ngun nhân số phối trí phân tử Theo thuyết Liuyt CO bazơ Cr axit nên chúng kết hợp với tạo Cr(CO)6 ↑↓ ↑↓ ↑↓ Cấu trúc phân tử Cr(CO)6 cấu trúc bát diện b Tính chất Trang Cr(CO)6 có cấu trúc tinh thể phân tử dễ thăng hoa chân không, không tan nước tan nhiều dung môi hợp chất hữu Cr(CO)6 bị phân hủy nhiệt độ cao tạo Cr + CO Cr(CO)6 + 2Na(NH3 lỏng) → Na2Cr(CO)5 + CO c Ứng dụng Dùng để mạ lên bề mặt phức tạp chi tiết máy móc mạ lên bề mặt bên ống kim loại Bài tập 2: Trích dẫn tập chuẩn bị ICHO (Quốc tế) lần thứ 38 Hãy mô tả cấu trúc phân tử BX3 Trạng thái lại hoá thay đổi halogenua Bo hình thành liên phân tử với bazơ, ví dụ Pyriđin (C 5H5N)? Sự thay đổi cấu trúc xung quanh Bo với hình thành liên phân tử nói thuận lợi X F hay I? Hãy xếp BF3, BCl3 BBr3 theo chiều tăng dần tính axit Lewis dựa vào xem xét cấu trúc nói Bài làm Nguyên tử trung tâm B có lai hố sp2 BX3 có cấu tạo tam giác X B X X Khi hình thành liên phân với pyridin, cấu trúc xung quanh nguyên tử trung tâm bo chuyển thành cấu trúc lai hoá sp tứ diện Sự thay đổi cấu trúc bị cản trở không gian xung quanh nguyên tử bo có nhóm nguyên tử lớn (chẳng hạn iot) hình thành liên phân khơng thuận lợi Vì thế, BF dự đốn có khuynh hướng tạo thành liên phân mạnh (BF3 dự đốn có tính axit Lewis mạnh nhất) X N: + X B X N X sp2 B X X sp3 Bài tập 3: Trích dẫn tập chuẩn bị ICHO lần thứ 38 Loại liên kết hình thành thêm BX nguyên tử trung tâm Bo số nguyên tử halogen nó, có chứa cặp electron tự do, nhằm thoả mãn quy tắc "bát tử"? giải thích liên kết hình thành thêm có ảnh hưởng đến tính axit Lewis BX3 Bài làm pz-obitan trống nguyên tử bo tiếp nhận liên kết π cho nhận từ cặp electron flo, để thoả mãn quy tắc bát tử bo rút ngắn khoảng cách liên kết B-F Trang : : F: : : : : : :F F: :F B : : F :F :F: : B : :F: : :F: F: Vì cấu trúc cộng hưởng không tồn hợp chất liên phân tử, hiệu ứng cộng hưởng làm yếu khuynh hướng tạo thành liên phân với piriđin Khả hình thành liên kết cho nhận π giảm mạnh nguyên tố (halogen) nặng hơn, khác lượng B X Sự cộng hưởng liên kết cho nhận π trở thành quan trọng clorua quan trọng bromua Các cấu trúc cộng hưởng có liên kết cho nhận π có ảnh hưởng lớn đến mức làm đảo ngược khuynh hướng dự đoán từ hiệu ứng cảm ứng tương đối hiệu ứng khơng gian hình thành liên phân tử Bài tập 4: Trích đề thi chọn HSG Quốc Gia lớp 12 năm 2009 Một dung dịch monoaxit HA nồng độ 0,373% có khối lượng riêng 1,000 g/ml pH = 1,70 Khi pha lỗng gấp đơi pH = 1,89 Xác định số ion hóa Ka axit Xác định khối lượng mol công thức axit Thành phần nguyên tố axit là: hiđro 1,46%, oxi 46,72% nguyên tố chưa biết X (% lại) Bài làm: + HA → H + A - (1) Ka = [H + ][A - ] [HA] (2) Bỏ qua phân li nước, ta có: [H +] = [A-] c (nồng độ mol axit) = [A-] + [HA] [H + ]2 Thay [H ] = [A ] [HA] = c - [H ] vào (2), ta K a = c - [H + ] + - + (3) Khi pH = 1,70 [H+] = 10 -1,70 = 0,0200; Khi pH = 1,89 [H+] = 10 -1,89 = 0,0129 Thay kết vào (3) ta hệ phương trình: 0,02 c - 0,02 0,01292 Ka = c - 0,0129 Ka = Giải hệ phương trình ta c = 0,0545 Ka = 0,0116 Vậy c = 0,0545 mol/l Ka = 0,0116 Trong lít dung dịch có 0,0545 mol axit khối lượng là: 1000ml × 1,000g/ml × 0,00373 = 3,73g Khối lượng mol axit là: M = 3,73g = 68,4 g/mol 0,0545mol Khối lượng hiđro mol axit: m(H) = 0,0146 × 68,4g = 1,00 g (1 mol) Khối lượng oxi mol axit: m(O) = 0,4672 × 68,6g = 32,05 g (2 mol) Khối lượng nguyên tố X chưa biết mol axit: Trang m(X) = 68,4g – m(H) – m(O) = 68,4g – 1,00g – 32,05g = 35,6 g Một mol axit chứa n mol nguyên tố X Khối lượng mol nguyên tố X 35,6/n g/mol Nếu n = M(X) = 35,6 g/mol (X Cl); n = 2: M(X) = 17,8 g/mol (khơng có ngun tố tương ứng); n = 3: M(X) = 11,9 g/moL (C); n = 4: M(X) = 8,9 g/moL (Be); n = 5: M(X) = 7,1 g/moL (Li) Hợp chất chấp nhận HClO2 Các axit HC3O2, HBe4O2 HLi5O2 khơng có Vậy 68,6 g/mol ứng với công thức HClO2 Bài tập 5: Đề thi chọn HSG Quốc gia 2015 Các kim loại nhóm IA Li, Na, có hoạt tính hóa học cao Một số hợp chất chúng có ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực a) Viết phương trình hóa học xảy đốt cháy kim loại Li, Na khơng khí b) Hiện nay, số hợp chất chứa kim loại kiềm vật liệu tiềm cho pin nhiên liệu khả lưu trữ hiđro cao, Li 3N hợp chất Một phân tử Li3N có khả phản ứng với hai phân tử H qua hai phản ứng theo sơ đồ sau: Li3N + H2 → A + B A + H2 → C + B Hồn thành phương trình hóa học cho biết công thức phân tử hợp chất A B c) Một hợp chất khác với hàm lượng hiđro cao thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu NH3BH3 Tuy nhiên, nhược điểm hợp chất bắt đầu giải phóng hiđro nhiệt độ cao (khoảng 150 oC), khơng thích hợp cho phản ứng pin nhiên liệu Để khắc phục nhược điểm này, người ta cho NH 3BH3 phản ứng với hợp chất B theo tỉ lệ mol : 1, thu mol H2 mol hợp chất D Viết phương trình hóa học tạo thành D phản ứng Cho biết công thức cấu tạo D trạng thái lai hóa nguyên tử B, N hợp chất d) Các tính tốn lí thuyết thực nghiệm rằng, hợp chất D có khả đề hiđro hóa nhiệt độ thấp đáng kể so với NH 3BH3 (khoảng 90oC), nhờ có tham gia Li hợp chất Hãy đề xuất chế hai bước cho giải phóng phân tử H2 từ phân tử D Bài làm a) Các phương trình phản ứng xảy đốt cháy Li Na khơng khí: - Phản ứng Li Na với O2 : t 4Li + O2  → 2Li2O t 2Na + O2  → Na2O2 t Na + O2 → NaO2 - Phản ứng Li Na với N2: o o o Trang 10 t 6Li + N2  → 2Li3N t 6Na + N2 → 2Na3N o o Bên cạnh phản ứng chủ yếu trên, thực tế xảy số phản ứng sau: - Phản ứng Li, Na, Li2O, Na2O2, NaO2 với H2O - Phản ứng LiOH, NaOH, Na2O2, NaO2 với CO2 b) Hoàn thành phản ứng sơ đồ: t Li3N + H2  → Li2NH + LiH (A) (B) t Li2NH + H2 → LiNH2 + LiH (A) (C) (B) c) Phương trình phản ứng tạo thành D: t LiH + NH3BH3  → LiNH2BH3 + H2 (B) (D) Theo thuyết Liuyt LiNH2 cặp e, BH3 có AO trống nên phản ứng axit – bazơ Công thức cấu tạo hợp chất D: o o o H H B Li N H H H Các nguyên tử B N trạng thái lai hóa sp3 d) Cơ chế hai bước cho giải phóng phân tử H2 từ phân tử D: Bước 1: Li H H H H B N H Li H H H H + N B H Bước 2: H Li H Li H H N B H N H H B H + H2 a) Khử MnO2 lượng dư dung dịch HCl nóng: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O Tồn lượng Cl2 hấp thụ vào dung dịch KI dư : Cl2 + 3KI → KI3 + 2KCl Chuẩn độ lượng KI3 dung dịch chuẩn Na2S2O3 : KI3 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI + KI b) Hàm lượng phần trăm khối lượng MnO2 quặng Từ phản ứng ta có: n MnO = nCl2 = nI = 2 nNa S O 223 Trang 11 Số mol Na2S2O3 tiêu tốn để chuẩn độ 25,00 mL dung dịch X: nNa2 S2O3 = 22,50.0, 05 = 1,125.10−3 (mol ) 1000 Số mol I2 (dạng I3-) có 250,0 mL dung dịch X: 1,125.10−3.10 nI = = 5, 625.10−3 (mol ) Số mol MnO2 = Số mol I2 (theo phương trình phản ứng) = 5,625.10-3 (mol) % Khối lượng MnO2: % m MnO = 5, 625.10−3.(55 + 16.2) = 97,88% 0,5000 Bài tập 6: Dựa vào đặc điểm cấu tạo, so sánh giải thích: a) Hằng số axit chất: H3PO2, H3PO3, H3PO4 b) Tính bazơ chất: NH3, NF3, N(CH3)3, N(SiH3)3 c) Tính khử chất: NH3, N2H4, PH3, P2H4 Một vài tính chất hợp chất vô chưa biết A liệt kê đây: • A chất rắn màu trắng vàng, dễ chảy rữa thăng hoa đun nóng M A = 266g.mol-1 • A phản ứng mãnh liệt với nước dung dịch B Khi dung dịch hỗn hợp gồm NH3 NH4Cl thêm vào dung dịch B nhận kết tủa keo màu trắng • Một mẫu dung dịch B phản ứng với dung dịch hỗn hợp nitric axit bạc nitrat cho kết tủa vón cục màu trắng C Kết tủa trắng nhanh chóng tan thêm vào dung dịch NH3 ta cho dư NH3 lại xuất kết tủa trắng D • Kết tủa D lọc hoà tan NaOH thu dung dịch suốt E • Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch E lại sinh kết tủa D • Chất A hồ tan khơng điện ly ete không lẫn nước Khi dung dịch phản ứng với LiH tạo thành sản phẩm F Nếu dùng dư LiH F chuyển thành G a) Xác định chất A b) Xác định chất từ B đến G viết tất phương trình phản ứng xảy Bài làm + Hằng số axit tăng dần theo thứ tự: H3PO4 < H3PO3 < H3PO2 a Do chúng có liên kết P=O, có nhiều nhóm O – H, ảnh hưởng hút electron ngun tử O có liên kết đơi đến nhóm O – H yếu nên tính axit nhỏ b + Tính bazơ tăng dần theo thứ tự: NF < N(SiH3)3 < NH3 < N(CH3)3 theo thuyết axit – bazơ thì: Tính bazơ phụ thuộc vào mật độ electron nguyên tử N, mật độ electron N lớn, tính bazơ lớn Nguyên tử F có độ âm điện lớn, hút electron mạnh nên NF3 có tính bazơ yếu Trang 12 c a b Nguyên tử Si obitan d trống nên cặp electron nguyên tử N tạo liên kết π p→d làm giảm mật độ eletron N Nhóm CH3 đẩy electron làm tăng mật độ electron N + Tính khử tăng dần theo thứ tự: NH3 < PH3 < P2H4 < N2H4 độ bền chúng giảm dần( P có độ âm điện bán kính lớn N nên PH bền NH3; cặp electron chưa liên kết chiếm không gian lớn nguyên tử N N 2H4 gần nhau, đẩy mạnh P 2H4 nên N2H4 bền P2H4, bền NH3, PH3) Trong bước thứ ba phép phân tích ta thu kết tủa trắng keo, điều chứng tỏ dung dịch B có chứa Al3+ dung dịch B tạo kết tủa trắng với AgNO3, kết tủa tan ta thêm NH3 vào chứng tỏ dung dịch B có chứa Cl- Vậy chất A Al2Cl6 (MA = 266) Các phản ứng xảy ra: Al2Cl6 + 12H2O = 2[Al(H2O)6]3+ + 6Cl6AgNO3 + 6Cl- = 6AgCl + 6NO3AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ClAl3+ + NH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3NH4+ Al(OH)3 + NaOH = Na+[Al(OH)4-] [Al(OH)4]- + CO2 = Al(OH)3 + HCO3Al2Cl6 + LiH = (AlH3)n + LiHdư = LiAlH4 Bài tập Axit flosunfuric có cơng thức HSO3F axit mạnh Ở trạng thái lỏng, HSO3F tự phân ly theo cân sau: → [HOSO2FH]+ + [SO3F]2HSO3F ¬   a) Xác định cấu trúc HSO3F, [H2SO3F]+, [SO3F]- b) So sánh lực axit HSO3F với H2SO4 Giải thích? c) Khi thêm SbF5 vào HSO3F dạng lỏng, lực axit hỗn hợp tăng mạnh Điều giải thích xuất cân sau: → [H2SO3F]+ + [F5SbOSO2F]HSO3F + SbF5 ¬   (A) → H2SO3F]+ + [(F5SbO)2SOF]và HSO3F + 2bF5 ¬   (B) Biểu diễn cấu trúc ion A B cho biết trạng thái lai hóa Sb ion Bài làm a Cấu trúc HSO3F Cấu trúc [H2SO3F]+ Cấu trúc [SO3F]- Trang 13 O S O + O O S H O F O - O S H O F O F H b Lực axit: HSO3F > H2SO4 ngun tử F có độ âm điện lớn nguyên tử O liên kết O-H HSO3F phân cực mạnh hớn liên kết O-H phân tử H2SO4 Cấu trúc [F5SbOSO2F]F Cấu trúc [(F5SbO)2SOF]- F F F F F O Sb F F F O S O F F Sb O F S O O F F Sb F F F IV Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Sáng kiến kinh nghiệm “vận dụng thuyết axit – bazơ vào đề thi học sinh giỏi quốc gia quốc tế” có hiệu rõ nét Thứ nhất, tài liệu hay để tổ mơn Hóa chúng tơi sử dụng giảng dạy mơn chun, tài liệu áp dụng thực tiễn cho phù hợp với học sinh phần lan man Thứ hai, học sinh đọc dễ hiểu vấn đề, dễ vận dụng vào đề thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế Trong năm học 2017 – 2018 này, Tôi hỗ trợ đội tuyển mảng hóa vơ cơ, tất em làm tốt phần axit – bazơ, kết thi đội tuyển đạt kết cao với 100% giải có giải nhất, giải nhì, giải khuyến khích đặc biệt có em tham gia dự thi olimpic quốc tế vào tháng Trang 14 C Kết luận, kiến nghị Kết luận Trong báo cáo này, Tơi trình bày ba thuyết axit – bazơ Sự phát triển lí thuyết từ quan niệm hạn hẹp đến quan niệm tổng quát Trong dung môi nước ta ý đến thuyết đầu dung môi khác nước ta phải vận dụng đến thuyết Liuyt Mỗi giải vấn đề thực nghiệm cần linh hoạt vận dụng lí thuyết cho đơn giản thỏa đáng Lí thuyết axit – bazơ có nhiều ý nghĩa thực tiễn đặc biệt lí thuyết Liuyt có nhiều ứng dụng quan trọng việc điều chế nhiều chất khơng có dung môi nước hay chuẩn độ axit – bazơ Nếu có điều kiện, Tơi trình bày sâu vấn đề số phân li axit, bazơ; chuẩn độ axit – bazơ; yếu tố ảnh hưởng đến lực axit – bazơ… Kiến nghị Kiến nghị với Sở : Tơi mong muốn kết hợp với đồng chí có chun mơn tốt tin học, mơn vật lí kĩ sư chế tạo máy để sản xuất mơ hình thực tế phản ứng axit – bazơ thuyết theo tiến trình lịch sử Trong phạm vi sáng kiến nhiều phần mở rộng nên Tơi mong muốn có ý kiến đóng góp để sáng kiến hồn thiện có nhiều hướng phát triển Mọi đóng góp xin liên hệ trực tiếp số điện thoại 0948708789 email: Dat.levan1982@gmail.com Tôi xin chân thành cảm ơn! Trang 15 Tài liệu tham khảo Sách hóa học vơ cơ- tập 1- Hồng Nhâm Sách hóa học vơ cơ- tập 2- Hồng Nhâm Sách hóa học vơ cơ- tập 3- Hồng Nhâm Bài tập hóa học 12- Nâng cao- Bộ giáo dục & đào tạo Cơ sở lí thuyết hóa học 11- Nguyễn Hạnh 2400 tập hóa – Hồng Nhâm Hóa học phân tích 1– Nguyễn Tinh Dung Hóa học phân tích 1– Nguyễn Tinh Dung Tuyển tập 351 tập hóa học- Võ Tường Huy 10.Báo Hóa học ứng dụng 11.Đề thi học sinh giỏi cấp Quốc gia từ năm 2003 - 12.Đề thi học sinh giỏi duyên hải 13.Sách olimpic 30/4/2001 14.Sách olimpic 30/4/2013 15.Sách olimpic 30/4/2014 16.Sách olimpic 30/4/2015 17.Sách olimpic 30/4/2016 18.Bài tập hóa sở - Đặng Trần Phách XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng 05 năm 2018 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Nếu chép Tôi xin bị kỉ luật Người viết sáng kiến Lê Văn Đạt Trang 16 ... quan trọng mà Tôi đưa vận dụng thuyết axit – bazơ vào để giải tập đề thi học sinh giỏi Quốc gia Quốc tế Các em hiểu cấu tạo phân tử chất, chất phản ứng axit – bazơ để vận dụng thuyết cho hợp lí Chẳng... III.4 Vận dụng thuyết axit – bazơ vào đề thi học sinh giỏi Quốc gia Quốc tế Để xác định cấu trúc phân tử giải thích độ bền, tính chất phân tử ta phải dựa vào cấu hình electron nguyên tử, thuyết. .. áp dụng thực tiễn cho phù hợp với học sinh phần lan man Thứ hai, học sinh đọc dễ hiểu vấn đề, dễ vận dụng vào đề thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế Trong năm học 2017 – 2018 này, Tôi hỗ trợ đội