Hướng dẫn học sinh cách giải quyết tốt nhất cho một số dạng bài tập có nhiều trường hợp phản ứng xảy ra

Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ I. Lí do chọn đề tài Hiện nay, với định hớng đầu t cho giáo dục là "đầu t cho sự phát triển" thì ngành giáo dục đã không ngừng phát triển về mọi mặt với mục tiêu và phơng châm ngày càng nâng cao chất lợng dạy và học. Vì vậy, ngành giáo dục đã luôn luôn có sự đổi mới, tích lũy, cải tiến phơng pháp dạy học cho phù hợp với yêu cầu phát triển của đất nớc. Để nâng cao chất lợng dạy và học đòi hỏi ngời giáo viên phải tự trau dồi kiến thức, có phơng pháp truyền đạt cho học sinh khối lợng kiến thức cơ bản, đầy đủ và sâu sắc, biết vận dụng sáng tạo vào giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn đề ra. Bộ môn hóa học giữ một vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển trí dục cho học sinh. Mục đích của môn học là giúp học sinh hiểu đúng đắn và hoàn chỉnh những tri thức, hiểu biết thế giới và thông qua những tri thức đó giúp học sinh phát triển t duy. Đặc biệt là với học sinh THPT, kiến thức hoa học đã nhiều hơn, tổng hợp hơn, học sinh phải gặp những vấn đề phức tạp trong hoá học. Vì vậy rất nhiều học sinh đã chán nản, cảm thấy khó khăn khi gặp các dạng bài tập nh vậy. Do đó, khi giảng dạy tôi thờng tổng kết một số dạng bài về một vấn đề nào đó để giúp các em hiểu rõ bản chất và có hớng giải quyết nhanh nhất. Một trong các vấn đề tôi quan tâm đó là các dạng bài tập có nhiều trờng hợp xảy ra phản ứng cho các sản phẩm khác nhau. Chính vì vậy, tôi đã lựa chọn đề tài Hớng dẫn học sinh cách giải quyết tốt nhất cho một số dạng bài tập có nhiều trờng hợp phản ứng xảy ra. Tôi hi vọng với việc áp dụng đề tài này giúp cho học sinh thấy dễ dàng tiếp cận với các bài tập hoá học hơn, và qua đó sẽ ngày càng hứng thú với bộ môn này II. nội dung đề tài II.1. Các dạng bài : Dạng 1. Bazơ + đa axit ( oxit bazơ +đa axit ( dd bazơ + oxit axit của các đa axit) Nguyễn Thị Điểu trang 1/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ VD: + Cho NaOH + H 3 PO 4 +Sục CO 2 vào các dd kiềm + Cho P 2 O 5 , H 3 PO 4 + dd kiềm + Cho CaO, Ca(OH) 2 , Na 2 O + dd H 3 PO 4 Dạng 2. Cho dd kiềm vào muối của kim loại có hiđroxit lỡng tính VD: Cho dd NaOH vào dd muối Al 3+ hoặc Zn 2+ Dạng 3. Dung dịch axit + muối của hiđroxit có tính lỡng tính VD: Cho dd HCl và dd NaAlO 2 ( Natri aluminat) Dạng 4. dd NH 3 vào các dung dịch muối có khả năng tạo phức VD: Cho dd NH 3 vào dd ZnSO 4 II.2. Hớng giải quyết: Các phản ứng trên thờng có 2 cách viết phản ứng: Theo kiểu nối tiếp và kiểu song song Dạng viết theo kiểu nối tiếp: Sản phẩm phản ứng (1) lại tiếp tục phản ứng ở phản ứng (2) Dạng viết theo kiểu song song: Chỉ quan tâm đến sản phẩm cuối cùng. Xét 2 phản ứng diễn ra đồng thời,, độc lập với nhau Dạng 1 : a. Phản ứng kiểu: CO 2 , SO 2 , H 2 S vào dung dịch kiềm Viết theo kiểu nối tiếp: VD1: Khi sục CO 2 vào dd Ca(OH) 2 : CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O CO 2 + CaCO 3 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 Cách viết này nêu rõ bản chất của phản ứng, dùng để giải thích hiện tợng xảy ra khi cho từ từ các dung dịch tác dụng với nhau. Ví dụ, học sinh sẽ nêu đợc hiện tợng xảy ra khi sục CO 2 từ từ vào dung dịch nớc vôi trong là: xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần Viết theo kiểu song song: CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O 2CO 2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO 3 ) 2 + H 2 O Nguyễn Thị Điểu trang 2/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Tổng quát: CO 2 + OH - HCO 3 - CO 2 + 2OH - CO 3 2- + H 2 O Học sinh dựa vào tỉ lệ số mol OH - /CO 2 để xác định sản phẩm. Có 3 trờng hợp xảy ra :đặt T = 2CO OH Nếu T 1 : phản ứng chỉ tạo HCO 3 - ( Nếu T< 1 : tạo HCO 3 - , d CO 2 ) Nếu T 2 : phản ứng chỉ tạo CO 3 2- ( Nếu T>2: Tạo CO 3 2- và d OH - ) Nếu 1< T <2 : phản ứng tạo cả 2 loại muối: HCO 3 - ,CO 3 2- Ưu điểm của cách viết song song là học sinh có thể xác định ngay sản phẩm, đặc biệt với dạng bài tập khi cho CO 2 , SO 2 , H 2 S với dung dịch gồm hỗn hợp các kiềm. Bài tập áp dụng 1( BTAD 1) Sục 4,48 lít (đktc) CO 2 vào 250 ml dung dịch NaOH 2M. Dung dịch sản phẩm gồm các chất nào? A. NaOH, NaHCO 3 B. NaHCO 3 C. Na 2 CO 3 , NaOH D. Na 2 CO 3 , NaHCO 3 Giải: 2nCO nNaOH = 2,0 5,0 = 2,5>2 sản phẩm phản ứng là Na 2 CO 3 , d NaOH. Chọn phơng án C BTAD 2. Sục 4,48 lít (đktc) CO 2 vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,5M và Ca(OH) 2 1M thu đợc m (g) kết tủa. Tìm giá trị của m. Giải: n OH- = 0,3 mol; n CO2 = 0,2 mol. Vì T=1,5. Học sinh xác định ngay đ- ợc muối tạo ra. Các phản ứng xảy ra: CO 2 + OH - HCO 3 - (1) x x x CO 2 + 2OH - CO 3 2- + H 2 O (2) y 2y y Nguyễn Thị Điểu trang 3/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ca 2+ + CO 3 2- CaCO 3 (3) 0,1 y Có hệ: x+ y = 0,2 x+ 2y = 0,25 . Giải hệ: x=0,15; y= 0,05 mol. Theo (3) n CaCO3 = nCO 3 2- = 0,05 mol m kết tủa = 0.05.100=5 g BTAD 3. Sục a mol CO 2 vào dung dịch chứa b mol Ca(OH) 2 , tỉ lệ a/b nh thế nào thì thu đợc kết tủa? A. 2 B. 2 C.2 D. <2 Giải: Để thu đợc kết tủa, thì phải tạo ion CO 3 2- , nh vậy T= 2CO nOH > 1 nOH - = 2b a b2 >1 b a <2. Vậy chọn đáp án D BTAD 4. Khi cho 0,02 hoặc 0,04 mol CO 2 hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH) 2 thì l- ợng kết tủa thu đợc đều nh nhau. Số mol Ba(OH) 2 có trong dung dịch là: A. 0,01 B. 0,02 C. 0,03 D. 0,04 Giải: Cách 1: Sử dụng phơng pháp viết song song: CO 2 + Ba(OH) 2 BaCO 3 + H 2 O (1) 0,02 0,02 2CO 2 + Ba(OH) 2 Ba(HCO 3 ) 2 (2) 0,02 0,01 Vì lợng kết tủa sinh ra ở 2 lần TN nh nhau nên có thể coi lợng CO 2 thêm vào 0,04-0,02= 0,02 chỉ dành cho phản ứng (2). Vậy tổng số mol Ba(OH) 2 là: 0,02+ 0,01= 0,03 mol. Chọn phơng án C Cách 2: Sử dụng phơng pháp viết nối tiếp: Vì cho 0,02 hoặc 0,04 mol CO 2 tác dụng Với Ba(OH) 2 đều thu đợc lợng kêt tủa nh nhau, nên khi cho cho 0,02 mol CO 2 vào Ba(OH) 2 thì Ba(OH) 2 d chỉ xảy ra phản ứng (1) CO 2 + Ba(OH) 2 d BaCO 3 + H 2 O (1) Nguyễn Thị Điểu trang 4/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 0,02 0,02 Có thể coi lợng CO 2 thêm vào 0,02 mol vừa tạo kết tủa vừa hoà tan kết tủa CO 2 + Ba(OH) 2 BaCO 3 + H 2 O (1) x x x CO 2 + BaCO 3 + H 2 O Ba(HCO 3 ) 2 (2) x x Theo (1), (2) tổng số mol CO 2 thêm vào x+ x= 0,02 mol x=0,01 Vậy tổng số mol Ba(OH) 2 có trong dung dịch ở phơng trình (1), (1) là 0,02+0,01=0,03 mol. Chọn đáp án C BTAD 5. Sục 9,52 lít CO 2 (đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp ( NaOH 0,25M, Ba(OH) 2 1,5M. KOH 0,25M). Kết thúc phản ứng thu đợc m gam kết tủa. Trị số của m là: A. 14,775g B. 54,175 g C. 59,1 g D. 49,25g Giải: n CO2 = 0,425 mol n OH- = 0,2 + 2.1.0,2 + 0,5.0,2= 0,7 mol Xét 1<T= 0,7/0,425 <2 xảy ra các phản ứng : CO 2 + OH - HCO 3 - x x x CO 2 + 2OH - CO 3 2- + H 2 O y 2y y Ba 2+ + CO 3 2- BaCO 3 Ta có hệ : x+ y= 0,425 x+ 2y= 0,7 x=0,15 mol ; y= 0,275 mol n Ba2+ = 0,3 mol ; n CO32- = 0,275 mol n BaCO3 = 0,275 mol m= 0,275.197= 54,175 g. Chọn phơng án B b. Khi cho dd NaOH, Ca(OH) 2 vào H 3 PO 4 hoặc n Na 2 O vào dd H 3 PO 4 hoặc P 2 O 5 vào dd kiềm. Có 5 trờng hợp xảy ra: Đặt T= 43POnH nOH Nếu : T 1 : Chỉ tạo H 2 PO 4 - Nếu : 1<T<2 : Tạo hỗn hợp 2 muối H 2 PO 4 - và HPO 4 2- ; Nguyễn Thị Điểu trang 5/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nếu T= 2 : chỉ tạo HPO 4 2- ; Nếu 2<T<3 : tạo hỗn hợp 2 muối HPO 4 2- và PO 4 3- ; Nếu T 3 : chỉ tạo muối PO 4 3- ; u điểm của phơng pháp này là học sinh có thẻ xác định nhanh sản phẩm của phản ứng. Nếu đề bài cho Na 2 O thì qui về số mol OH - bằng cách Na 2 O 2NaOH. Nếu đề bài cho P 2 O 5 vào dd kiềm thì qui P 2 O 5 2H 3 PO 4 Một số bài tập áp dụng: BTAD 6. Cho 4 g NaOH vào 75 ml dung dịch H 3 PO 4 1M. Tính khối lợng từng muối thu đợc n NaOH = n OH- = 0,1 mol n H3PO4 = 0,075 mol ; T= 43POnH nOH = 075,0 1,0 1<T<2. Các phản ứng xảy ra là: H 3 PO 4 + NaOH NaH 2 PO 4 + H 2 O x x x H 3 PO 4 + 2NaOH Na 2 HPO 4 +2H 2 O y 2y y Có hệ : x+ y= 0,075 x+ 2y = 0,1 y= 0,025 ; x=0,05. Khối lợng NaH 2 PO 4 là 0,05.120=6 g. Khối lợng Na 2 HPO 4 là 0,025. 142=3,55 g. BTAD 7. Cho 1,42 g P 2 O 5 vào 450 ml dung dịch KOH 0,1M thu đợc dung dịch X. Dung dịch X có các chất tan sau : A. KH 2 PO 4 và K 2 HPO 4 ; B. K 2 HPO 4 và K 3 PO 4 ; C. KH 2 PO 4 và H 3 PO 4 ; D. K 3 PO 4 và KOH ; Giải: n P2O5 = 0,01 mol n H3PO4 = 0,02 mol nKOH = 0,045 mol T= 2,25. Vậy sản phẩm gồm 2 muối HPO 4 2- và PO 4 3- đáp án B đúng. BTAD 8. Cho 1,395 g Na 2 O vào 100 ml dung dịch H 3 PO 4 0,1M thu đợc dung dich X. Tính khối lợng chất tan có trong dung dịch X. A. 1,64g B. 2,24 g C. 3 g D. 2,5 g Nguyễn Thị Điểu trang 6/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ n Na2O = 0,0225 mol n NaOH= 0,045 mol n H3PO4 = 0,01mol T=0,045/0,01= 4,5> 3. Chỉ tạo muối Na 3 PO 4 , d NaOH H 3 PO 4 + 3NaOH Na 3 PO 4 +3H 2 O 0,01 0,03 0,01 D 0 0,015 0,01. Dung dịch X gồm : Na 3 PO 4 0,01 mol ; NaOH 0,015 mol M = 0,01.164 + 40.0,015 =2,24 g Dạng 2: Cho dd kiềm vào muối của kim loại có hiđroxit lỡng tính VD: Cho dd NaOH vào dd muối Al 3+ hoặc Zn 2+ : Có 3 trờng hợp xảy ra Cách 1: viết kiểu nối tiếp: Al 3+ + 3OH - Al(OH) 3 (1) Al(OH) 3 + OH - AlO 2 - + 2H 2 O (2) Zn 2+ + 2OH - Zn(OH) 2 (1) Zn(OH) 2 + 2OH - ZnO 2 2- + 2H 2 O (2) Học sinh viết từng phản ứng : Nếu OH - d thì có thêm phản ứng 2. phơng pháp viết này tỏ ra u thế với những bài tập đơn giản : Tính sản phẩm tạo thành BTAD 9. Cho 5,34 g AlCl 3 vào 150 ml dung dịch NaOH 1M. Tính khối lợng kết tủa thu đợc. n AlCl3 = 0,04 mol; n NaOH = 0,15 mol Al 3+ + 3OH - Al(OH) 3 (1) 0,04 0,15 0.04 D 0 0,03 0,04 Al(OH) 3 + OH - AlO 2 - + 2H 2 O (2) 0,04 0,03 D 0,01 0 Khối lợng kết tủa Al(OH) 3 là: 0,01.78= 0,78 g Cách 2: Viết kiểu song song: Al 3+ + 3OH - Al(OH) 3 Al 3+ + 4OH - AlO 2 - + 2H 2 O Zn 2+ + 2OH - Zn(OH) 2 Zn 2+ + 4OH - ZnO 2 2- + 2H 2 O Nguyễn Thị Điểu trang 7/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nếu dùng phơng pháp này học sinh có thể xác định ngay sản phẩm phản ứng : đặt T= + 3nAl nOH Nếu T 3: Chỉ tạo Al(OH) 3 Nếu 3<T<4 : Vừa tạo Al(OH) 3 , vừa có AlO 2 - Nếu T 4 : Chỉ tạo AlO 2 - Cách viết này tỏ ra u thế khi chỉ cần xác định sản phẩm BTAD 10. Cho 3,42 g Al 2 (SO 4 ) 3 vào V ml dung dịch gồm NaOH 0,5M và KOH 0,5M. Để không tạo ra kết tủa thì V phải: A. =80 ml B. 80 ml C. 80 ml D. 40 ml Giải: n Al2(SO4)3 = 3,42/342=0,01 mol nAl 3+ = 0,02 mol n OH- = 0,5V+ 0,5V= V. Để không tạo kết tủa thì T 4 , tức V 4.0,02=0,08 lít V 80 ml BTAD 11. Ho tan ht m gam ZnSO 4 vo nc c dd X. Cho 110 ml dd KOH 2M vo X, thu c a gam kt ta. Mt khỏc, nu cho 140 ml dd KOH 2M vo X thỡ cng thu c a gam kt ta. Giỏ tr ca m l A. 20,125. B. 22,540. C. 12,375. D. 17,710. ( Đề thi đại học khối A- 2009) Giải: Zn 2+ + 2OH - Zn(OH) 2 0,11 0,22 mol Zn 2+ + 4OH - ZnO 2 2- + 2H 2 O 0,015 0,06 TN1: n KOH = 0,22 mol TN2: n KOH =0,28 mol. Vì lợng kết tủa thu đợc ở 2 TN nh nhau , nên có thể coi l- ợng KOH thêm vào 0,28-0,22= 0,06 mol chỉ dành cho phản ứng (2) Tổng số mol ZnSO 4 là 0,11+ 0,015 = 0,125 mol m=0,125.161 = 20,125 g BTAD 12 : Dung dịch hỗn hợp A gồm KOH 1M, Ba(OH) 2 0,75M. Cho từ từ dung dịch B vào 100 ml Zn(NO 3 ) 2 1M thấy cần dùng ít nhất V ml dd B thì không còn kết tủa. Trị số của V là: A. 120 ml B. 150 ml C, 160 ml D. 180 ml Nguyễn Thị Điểu trang 8/17 Trờng THPT Phạm Hồng Thái sáng kiến kinh nghiệm ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Dạng 3. Dung dịch axit + muối của hiđroxit có tính lỡng tính VD: Cho HCl vào dd muối NaAlO 2 : Có 3 trờng hợp xảy ra Cách viết nối tiếp: NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl Al(OH) 3 + 3HCl AlCl 3 + 3H 2 O Cách viết song song: NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl NaAlO 2 + 4HCl AlCl 3 + 2H 2 O Nếu T = 2NaAlO nHCl 1: Chỉ tạo kết tủa : chỉ tạo Al(OH) 3 Nếu 1<T< 4 : Kết tủa bị tan một phần Nếu T 4 : Không có kết tủa BTAD 13: Cho dung dịch chứa a mol HCl tác dụng với dung dịch chứa b mol NaAlO 2 . Tỉ lệ a/b phải nh thế nào để thu đợc kết tủa? A. 1/2 B. 1 C. >4 D. <4 Giải: Để thu đợc kết tủa , thì 2nNaAlO nHCl = b a < 4 đáp án D BTAD 14: Dung dịch X chứa a mol NaAlO 2 . Khi thêm vào dung dịch X b mol HCl hoặc 2b mol HCl thì lợng kết tủa sinh ra đều nh nhau. Tỉ số a/b có giá trị là: A. 1 B. 1,25 C. 1,5 D. 1,75 Giải: NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl (1) b b NaAlO 2 + 4HCl AlCl 3 + 2H 2 O (2) b/4 b Vì lợng kết tủa sinh ra ở 2 TN đều nh nhau nên có thể coi nh lợng HCl thêm vào 2b-b= b chỉ dành cho phản ứng (2) Vậy tổng số mol NaAlO 2 = b+b/4 = a a/b =1,25 . Đáp án B BTAD 15: Cho từ từ dd chứa 1mol HCl vào dd A chứa (0,3 mol NaAlO 2 và m(g) NaOH ) để thu đợc 15,6g kết tủa thì giá trị nhỏ nhất của m bằng : A.32g B.16g C.48g D. 8g Giải : Để thu đợc nAl(OH) 3 = 0,2 mol Nguyễn Thị Điểu trang 9/17 . Hớng dẫn học sinh cách giải quyết tốt nhất cho một số dạng bài tập có nhiều trờng hợp phản ứng xảy ra. Tôi hi vọng với việc áp dụng đề tài này giúp cho học. và có hớng giải quyết nhanh nhất. Một trong các vấn đề tôi quan tâm đó là các dạng bài tập có nhiều trờng hợp xảy ra phản ứng cho các sản phẩm khác nhau.