Trong bộ môn hóa học có thể nói rằng việc xác định đúng sản phẩm tạo thành hết sức quan trọng vì nó quyết định kết quả của bài toán định tính cũng như bài toán định lượng. Chính vì vậy t[r]
(1)SỞ GD & ĐT HÀ TĨNH === ===
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI
BÀI TOÁN AXIT TÁC DỤNG VỚI MUỐI CACBONAT CHO LƯỢNG SẢN PHẨM KHÁC NHAU TÙY THEO CÁCH LÀM THÍ NGHIỆM
Người thực hiện: PHAN PHÚC THI Giáo viên: Trường THPT Nguyễn Văn Trỗi
Bộ mơn: Hóa Học
NĂM 2011 – 2012
(2)I Lý chọn đề tài.
Hóa học môn khoa học thực nghiệm nên rèn luyện cho học sinh kỷ thí nghiệm thơng qua thí nghiệm nói chung tập tập thực nghiệm nói riêng có ý nghĩa to lớn việc khắc sâu kiến thức, tạo hứng thú đam mê học tập mơn hóa
Trong mơn hóa học nói việc xác định sản phẩm tạo thành quan trọng định kết tốn định tính tốn định lượng Chính tơi chọn đề tài: “ Bài tốn axit tác dụng với muối cacbonat cho lượng sản phẩm khác tùy theo cách làm thí nghiệm” Thơng qua tốn nhằm khắc phục sai sót kiến thức, hiểu sai q trình tiến hành thí nghiệm tài liệu cho học sinh tham khảo, kinh nghiệm nhỏ cho đồng nghiệp tham khảo nhằm nâng cao chất lượng dạy học, đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học
II Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu dạng toán axit tác dụng với muối cacbonat thường gặp đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng học sinh giỏi
- Phân tích mặt hạn chế kiến thức sai lầm xác định sản phẩm học sinh, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn trường phổ thông hành trang vững để em chuẩn bị bước vào kì thi TSĐH-CĐ học sinh giỏi tĩnh
- Bản thân có hội nghiên cứu, tìm hiểu sâu sắc vấn đề áp dụng vào thực tế giảng dạy nhiều nhằm nâng cao chất lượng dạy học
III Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu nội dung hợp chất cacbon lớp 11 Đồng thời tìm dạng tập điển hình thường gặp đề thi TSĐH-CĐ học sinh giỏi
- Nghiên cứu phương trình ion vận để giải tập IV Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu chương trình hóa học THPT: Các dạng tốn axit tác dụng với muối cacbonat
V Phương pháp nghiên cứu, Phạm vi áp dụng - Phương pháp nghiên cứu
Trên sở nắm vững nội dung trọng tâm hợp chất cacbon lớp 11 nghiên cứu kĩ câu hỏi đề TSĐH – CĐ, đề thi học sinh giỏi, tài liệu hóa phổ thơng có liên quan đến tập axit tác dụng với muối cacbonat
Phân tích, đánh giá sai sót học sinh thường mắc phải cách khắc phục - Phạm vi áp dụng:
+ Áp dụng cho đối tượng học sinh luyện thi ĐH-CĐ, bồi dưỡng học sinh giỏi
+ Axit tác dụng với muối cacbonat hỗn hợp muối cacbonat; hỗn hợp axit tác dụng với muối hay hỗn hợp muối cacbonat
(3)1 Cơ sở lý luận chung
Khi gặp toán so sánh lượng chất sinh cặp chất thao tác thí nghiệm khác phải nắm vững số nguyên tắc sau :
- Cho từ từ chất X vào chất Y ban đầu chất Y dư nên phản ứng xảy môi trường Y
- Ngược lại, Cho từ từ chất Y vào chất X ban đầu chất X dư nên phản ứng xảy môi trường X
- Cho hỗn hợp chất X, Y, Z tác dụng với chất E :
+) Cho từ từ hỗn hợp chất X, Y, Z vào chất E E thiếu phản ứng xảy theo thứ tự ưu tiên (Phản ứng dễ xảy phản ứng trước)
+) Cho từ từ hỗn hợp chất X, Y, Z vào chất E phản ứng xảy song song (% số mol phản ứng X, Y, Z so với ban đầu tỉ lệ số mol phản ứng tỉ lệ số mol hỗn hợp )
- Phải xem xét kỹ chất sản phẩm sinh có tồn môi trường chất tham gia phản ứng dư môi trường sản phẩm tạo thành hay không
2 Một số tình cụ thể
* Chẳng hạn, cho từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl xảy phản
ứng
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2
CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
Vì ban đầu H+ dư so với Na
2CO3, nên không sinh sản phẩm NaHCO3
khi Na2CO3 bắt đầu dư mơi trường dung dịch sau phản ứng khơng có
chất tác dụng với
* Nhưng ngược lại, cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 thứ tự
phản ứng sau:
Đầu tiên: Na2CO3 + HCl NaCl + NaHCO3 ( dư Na2CO3 ) (1)
Sau đó: HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2 (2)
Hoặc
CO
32-+ H
+HCO
3-HCO
3-+ H
+CO
2+ H
2O
(3) (4)
Giải thích: Khi cho từ từ H+ vào dung dịch muối CO
32- ban đầu H+ thiếu so với CO32- điện tích 1+ H+ trung hịa điện tích 1- CO3 2-nên tạo muối HCO3- ban đầu xẩy phản ứng (1) (3) Sau lượng H+ nhiều so với lượng CO32- kết thúc phản ứng (1) (3) sản phẩm tạo
thành có muối HCO3-, muối khơng tồn mơi trương axit mạnh đó
tiếp đến xẩy phản ứng (2) (4)
* Nếu cho từ từ hỗn hợp dung dịch muối CO32- HCO3- vào axit hỗn
hợp axit mạnh (như HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO4 ) Do ban đầu lượng H+
dư so với lượng CO32- HCO3- nên xẩy đồng thời hai phản ứng có
khí ra:
CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
(4)Do ta lập hệ để giải tỉ lệ số mol CO32- HCO3- phản ứng tỉ lệ số
mol CO32- HCO3- ban đầu (hoặc % số mol CO32- HCO3- tham gia phản
ứng nhau)
* Nhưng ngược lại, Nếu cho từ từ axit hỗn hợp axit mạnh (như HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO4 ) vào hỗn hợp dung dịch muối CO32- HCO3- Vì
ban đầu lượng H+ thiếu so với lượng CO
32- HCO3- nên thứ tự phản ứng:
Đầu tiên: H+ + CO
32- -> HCO3- (5)
Sau lượng H+ thêm đến dư so với CO
32- có phản ứng xẩy
và có khí ra:
H+ + HCO
3- -> H2O + CO2 (6)
Do ta dựa vào phản ứng theo thứ tự để tính yêu cầu tốn
Giải thích: Khi cho từ từ H+ vào dung dịch muối CO
32- HCO3- ban đầu H+ thiếu so với CO32- HCO3-, mà điện tích CO32- lớn điện tích HCO3 -do điện tích 1+ H+ trung hịa điện tích 1- CO
32- nên tạo muối HCO3- ban đầu xẩy phản ứng (5) Sau lượng H+ nhiều so với lượng CO32- kết thúc phản ứng (5) sản phẩm tạo thành có muối HCO3-, muối này khơng tồn mơi trương axit mạnh tiếp đến xẩy phản ứng (6)
* Tương tự muối HSO4- cho từ từ vào dung dịch muối CO32- hỗn
hợp dung dịch chứa CO32- HCO3- hay ngược lại tương tự
* Nếu cho nhanh axit mạnh vào hỗn hợp muối CO32- HCO3- (hoặc cho nhanh
hỗn hợp muối CO32- HCO3- vào axit mạnh) phân biệt H+
phản ứng với CO32- trước hay HCO3- trước Do phải xét hai trường hợp:
- CO32- phản ứng với H+ trước:
CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
H+ + HCO
3- -> H2O + CO2
Dựa vào số liệu thứ tự để tính yêu cầu toán - HCO3- phản ứng với H+ trước:
H+ + HCO
3- -> H2O + CO2
CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
Dựa vào số liệu thứ tự để tính u cầu toán
Nếu toán yêu cầu tính thể tích CO2 (ở đktc) giá trị nằm khoảng
H+ hết so với hỗn hợp muối CO
32- HCO3- giá trị cụ thể H+ dư so với
hỗn hợp muối CO32- HCO3-
- Khi mà axit dư khơng cần phân biệt thứ tự tiến hành thí nghiệm, xẩy PTPƯ: CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
3 Các thí dụ áp dụng
Bài 1: (ĐH A 2007) Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu V lít khí (ở đktc) dung dịch X Khi
cho dư nước vôi vào dung dịch X thấy có xuất kết tủa Biểu thức liên hệ V với a, b là:
A V = 22,4(a - b) B V = 11,2(a - b) C V = 22,4(a + b) D V = 11,2(a + b)
Bài giải
(5)- Do cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 nên CO32- ban đầu dư so với
H+ mà thứ tự phản ứng là:
CO
32-+ H
+HCO
3-HCO
3-+ H
+CO
2+ H
2O
(3) (4)
Do có phản ứng (4) nên sau phản ứng (3) CO32- hết dung dịch X tạo kết
tủa với nước vôi nên kết luận HCO3- dư có phản ứng:
NaHCO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + NaOH + H2O
Vậy H+ hết nên CO
2 tính theo H+: số mol H+ sau (3) = a – b => số mol CO2 = 1/2 số
mol H+ (4) = a – b => V = 22,4(a - b) => Đáp án A
- Sai lầm học sinh nguyên nhân sau: hiểu chưa kiến thức, cho rằng việc cho từ từ axit HCl vào dung dịch Na2CO3, cho từ từ Na2CO3 vào
dung dịch HCl nên có phản ứng:
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2
CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
dung dịch X tác dụng với nước vôi tạo kết tủa nên X có Na2CO3 dư
từ phản ứng suy ra: số mol CO2 = 1/2 số mol HCl = a/2 => V = 11,2a
Hoặc đọc chưa kỷ đề, chưa để ý đến thứ tự thí nghiệm dẫn đến kết sai
- Nếu làm thí nghiệm ngược lại cho từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl
kết thu V = 11,2a, khác với kết Do qua khắc sâu cho học sinh kỷ cách tiến hành thí nghiệm khác cho kết khác Bài 2: Thêm từ từ giọt dung dịch chứa 0,05 mol HCl vào dung dịch chứa 0,06 mol K2CO3 Thể tích khí CO2 (đktc) thu là:
A 1,344 lít B 0,560 lít C 0,000 lít D 1,120 lít
Bài giải
* Phân tích:
- Khi thêm từ từ giọt dung dịch HCl vào dung dịch K2CO3 Thì lượng HCl
thiếu so với K2CO3 nên ban đầu phản ứng tạo muối axit
pứ: K2CO3 + HCl KCl + KHCO3 (1)
Hoặc CO32- + H+ HCO3-
Sau phản ứng mà cịn dư HCl có phản ứng: HCl + KHCO3 KCl + H2O + CO2 (2)
Hoặc HCO3- + H+ H2O + CO2
Theo giả thiết số mol HCl hết phản ứng (1) khơng có phản ứng (2) => khơng có khí CO2 => thể tích CO2 = 0.00 lít => Đáp án C
- Sai lầm học sinh: cho phản ứng
K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2
CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
Từ suy K2CO3 dư HCl hết, nên số mol CO2 = 1/2 số mol HCl = 0,025
=> thể tích CO2 = 0,025*22,4 = 0,560 lít => Đáp án B => kết sai
Bài 3: Thêm từ từ đến hết dung dịch chứa 0,02 mol K2CO3 vào dung dịch chứa
0,03 mol HCl Thể tích khí CO2 (đktc) thu là:
A 0,448 lít B 0,224 lít C 0,336 lít D 0,112 lít
(6)* Phân tích:
- Khi thêm từ từ đến hết dung dịch K2CO3 vào dung dịch HCl, lượng H+ dư so
với CO32- nên có khí CO2 Do có phản ứng:
K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2
CO32- + 2H+ -> H2O + CO2 (3)
Từ (3) => CO32- dư H+ hết => số mol CO2 = 1/2 số mol H+ = 0,015
thể tích CO2 = 0,015*22,4 = 0,336 lít => Chọn đáp án C
- Sai lầm học sinh: đọc đề không kỷ nhầm lẫn cách tiến hành thí nghiệm nên cho phản ứng xẩy ban đầu tạo muối axit thứ tự phản ứng là: CO32- + H+ HCO3- (1)
HCO3- + H+ H2O + CO2 (2)
Từ (1) => CO32- hết H+ dư => số mol HCO3- = số mol CO32- = 0,02
Từ (2) => HCO3- dư H+ hết => số mol CO2 = số mol H+ = 0,01
thể tích CO2 = 0,01*22,4 = 0,224 => Chọn đáp án B
Do dẫn đến kết sai
Bài 4: Trộn 150 ml dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1M K2CO3 0,5M
với 250 ml dung dịch HCl 2M Thì thể tích khí sinh (ở đktc) là: A 2,52 lít B 3.36 lít C 5,60 lít D 5,04 lít
Bài giải * Phân tích:
số mol CO32- = 0,15 + 0,075 = 0,225; số mol H+ = 0,5
- Do trộn dung dịch X với dung dịch HCl nên phản ứng xẩy có khí CO2
ngay
PƯ: CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
Ta có số mol H+ pư = số mol CO
32- = 2* 0,225 = 0,45 < 0,5 => CO32- hết H+
dư => số mol CO2 = số mol CO32- = 0,225 => thể tích CO2 = 5,04 lít => Đáp án D
- Sai lầm học sinh: đọc đề không kỷ nhầm lẫn cách tiến hành thí nghiệm nên cho phản ứng xẩy ban đầu tạo muối axit thứ tự phản ứng là: CO32- + H+ HCO3- (1)
HCO3- + H+ H2O + CO2 (2)
Nên từ (1) (2) => số mol CO2 = số mol HCO3- = số mol CO32- = 0,225 => thể
tích CO2 = 5,04 lít
Mặc dù kết thực sai quy trình tiến hành thí nghiệm
Bài 5: Trộn 200 ml dung dịch X chứa hỗn hợp gồm NaHCO3 1M K2CO3 0,5M
với 250 ml dung dịch KHSO4 2M Thì thể tích khí sinh (ở đktc) là:
A 6,72 lít B 3.36 lít C 5,60 lít D 5,04 lít
Bài giải * Phân tích:
Số mol: 0,2 mol HCO3-; 0,1 mol CO32-; 0,5 mol HSO4-
- Do trộn dung dịch X với dung dịch KHSO4 nên đồng thời hai phản ứng xẩy
có khí CO2
pư: CO32- + 2HSO4- -> 2SO42- + CO2 + H2O (1)
(7)Từ (1) (2) ta có: số mol HSO4- phản ứng = số mol CO32- + số mol HCO3- = 0,4
< 0,5 => HSO4- dư CO32-, HCO3- hết => số mol CO2 = 0,3 => V = 6,72 lít
=> Đáp án A
- Học sinh không so sánh số mol HSO4- phản ứng (tính theo CO32-
HCO3-) với ban đầu mà hiển nhiên xét
+ Nếu NaHCO3 phản ứng trước :
HCO3- + HSO4- -> SO42- + CO2 + H2O
0,2 0,2 0,2 => HSO4- lại = 0,3 mol
CO32- + 2HSO4- -> 2SO42- + CO2 + H2O
0,1 0,2 0,1 => số mol CO2 = 0,3 => V = 6,72 lít
+ Nếu K2CO3 phản ứng trước : CO32- + 2HSO
4- -> 2SO42- + CO2 + H2O
0,1 0,2 0,1 => HSO4- lại = 0,3 mol
HCO3- + HSO4- -> SO42- + CO2 + H2O
0,2 0,2 0,2 => số mol CO2 = 0,3 => V = 6,72 lít
* Nhận xét: Nêu so sánh số mol HSO4- phản ứng (tính theo CO32- HCO3-) so
với số mol HSO4- ban đầu làm cho cách giải trở nên ngắn gọn nhiều tốn
ít thời gian Ngược lại khơng so sánh cách giải dài nhiều thời gian
Bài Cho 300 ml dung dịch chứa KHCO3 x mol/l K2CO3 y mol/l Thêm từ từ
dung dịch HCl z mol/l vào dung dịch đến bắt đầu có khí dừng lại thấy hết t ml Mối quan hệ x, y, z, t là:
A t.z = 300xy B t.z = 300y C t.z = 150xy D t.z = 100xy
Bài giải:
Số mol : 0,3y mol CO32- ; 0,3x mol HCO3- ; t.z/1000 mol H+ Phân tích:
- Khi thêm từ từ dung dịch HCl dung dịch chứa KHCO3 K2CO3 Lượng H+ thiếu
so với CO32- HCO3- nên ban đầu tạo muối axit => thứ tự phản ứng:
CO32- + H+ HCO3- (1)
HCO3- + H+ CO2 + H2O (2)
Lượng H+ thêm vào đến bất đầu có khí dừng lại nên phản ứng (2)
mới bắt đầu xẩy dừng lại ln => xẩy phản ứng (1) => H+ CO
2-vừa hết
Vậy: t.z/1000 = 0,3y => t.z = 300y => Đáp án B
- Sai làm học sinh : cho có phản ứng (2) xẩy => kết sai
Bài 7: Cốc X đựng 200ml dung dịch Na2CO3 1M NaHCO3 1,5M Cốc Y: đựng
173ml dung dịch HCl 7,7% (d= 1,37 g /ml) Làm thí nghiệm sau: TN1: Đổ từ từ Y vào X
TN2: Đổ từ từ X vào Y
TN3: Đổ nhanh X vào Y
(8)Bài giải:
Số mol : 0,2 mol CO32- ; 0,3 mol HCO3- ; 0,5 mol H+ Phân tích:
- Nhận xét: thí nghiệm tiến hành dung dịch X với dung dịch Y, thứ tự tiến hành thí nghiệm khác nên sản phẩm thu khác * TN1 : Khi cho từ từ Y vào X phản ứng xảy mơi trường Na2CO3 nên
ban đầu tạo muối axit thứ tự :
CO32- + H+ HCO3- (1)
0,2 0,2 0,2
Số mol HCO3- tạo (1) ban đầu : 0,2 + 0,3 = 0,5 mol
HCO3- + H+ CO2 + H2O (2)
Bđ: 0,5 (0,5-0,2) (mol) Pư: 0,3 0,3 0,3
Spư: 0,2 0,3
CO
V Vậy 0,3 22,4 = 6,72 lít
* TN2: Đổ từ từ X vào Y lúc đầu H+ dư so với CO
32- HCO3- nên xảy song
song phản ứng
CO32- + 2H+ CO2 + H2O (3)
HCO3- + H+ CO2 + H2O (4)
Cách 1: Gọi x % số mol muối phản ứng với HCl
HCl
0, 2x 0,3x
n 0,5
100 100
x 50
0,7
Từ PTHH ta có : giải (%)
CO
50
V (0, 0,3) 22,
0,7.100
lít
Cách : Gọi x, y số mol CO32- HCO
3- phản ứng
Theo phương trình phản ứng (3) (4): Gỉa sử CO32- HCO3- phản ứng hết số
mol H+ phản ứng = 2*0,2 + 0,3 = 0,7 > số mol H+ ban đầu = 0,5
=> H+ phản ứng hết
=> n H+ = 2x + y = 0,5 (I)
và x/y = 0,2/0,3 => y = 1,5x (II)
Giải (I) (II) => x = 0,5/3,5 y = 0,75/3,5
1, 25 3,5 CO2
1, 25
V 22,
3,5
Số mol CO2 = x + y = 2,5x = ( mol ) lít
* TN3: Đổ nhanh X vào Y khơng biết phản ứng xảy trước CO32- + 2H+ -> H2O + CO2
HCO3- + H+ CO2 + H2O
Vì số mol CO32- + số mol HCO3- = 0,7 > 0,5 = số mol H+ ban đầu => H+ hết 1 Nếu Na2CO3 phản ứng trước :
CO32- + 2H+ CO2 + H2O (5)
0,2 0,4 0,2 (mol)
HCO3- + H+ CO2 + H2O (6)
0,1 0,1 (mol)
2
CO
(9)2 Nếu NaHCO3 phản ứng trước:
HCO3- + H+ CO2 + H2O (1)
0,3 0,3 0,3 (mol)
CO32- + 2H+ CO2 + H2O (2)
0,1 0,2 0,1 (mol)
2
CO
V 0, 22, 8,96 lít
Thực tế phản ứng diễn song song nên: 6,72 lít < V < 8,96 lít
- Trong TN1, TN2 TN3 học sinh thường mắc phải sai lầm cho phản ứng xẩy đồng thời giả sử CO32-, HCO3- theo (3), (4) số mol H+ phản ứng
= 0,4 mol => H+ dư, số mol CO
2 = số mol CO32- + số mol HCO3- = 0,5 mol
=> V = 11,2 lit Kết luận thí nghiệm có giá trị thể tích CO2
- Trong số liệu nhau, cách tiến hành thí nghiệm khác cho tượng khác cho kết khác Qua toán cần khắc sâu cho học sinh kiến thức kỷ tiến hành thí nghiệm
Bài 8 : Trong phịng thí nghiệm có dung dịch chưa biết nồng độ dung dịch NaHSO4 Na2CO3 Tiến hành thí ngiệm sau:
Thí nghiệm 1: Cho từ từ đến hết 100 gam dung dịch NaHSO4 vào 100 gam
dung dịch Na2CO3 thu đượcc 198,9 g dung dịch muối
Thí nghiệm 2: từ từ đến hết 100 gam dung dịch Na2CO3 vào 100 g dung dịch
NaHSO4 thu 197,8 g dung dịch muối
Thí nghiệm 3: Cho 50 g dung dịch NaHSO4 vào 100g dung dịch Na2CO3 thu
được 150 g dung dịch muối
a Giải thích kết thí nghiệm trên?
b Tính nồng độ phần trăm (C%) dung dịch ban đầu?
Bài giải:
* Phân tích:
- Axit H2SO4 axit mạnh nên muối axit NaHSO4 xem đơn axit mạnh
(HSO4- có pKa = 2)
- Khi tiến hành thí nghiệm với muối ta thấy sản phẩm khơng có kết tủa, nên khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm so với khối lượng dung dịch trước phản ứng khối lượng CO2
- Từ thí nghiệm kết luận khơng có khí CO2 (vì khối lượng dung
dịch sau phản ứng không đổi so với ban đầu) => NaHSO4 hết Na2CO3 vừa đủ
hoặc dư => từ thí nghiệm tính số mol NaHSO4 => từ thí nghiệm tính
số mol Na2CO3
a Các phản ứng xẩy thực thí nghiệm:
- TN1: Cho từ từ dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Na2CO3 thứ tự phản ứng
HSO4- + CO32- -> SO42- + HCO3- (1)
HCO3- + HSO4- -> SO42- + CO2 + H2O (2)
Ta có: mdd sau pư = mdd trước pư – mCO2 => khối lượng CO2 = 200 – 198,9 = 1,1g
số mol CO2 = 0,025 mol
- TN2: Cho từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch NaHSO4 có phản ứng:
CO32- + 2HSO4- -> 2SO42- + CO2 + H2O (3)
(10) số mol CO2 = 0,05 mol
- TN3: Cho dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Na2CO3
Ta thấy khối lượng dung dịch khơng thay đổi nên phản ứng khơng có khí CO2
thốt Phương trình phản ứng:
HSO4- + CO32- -> SO42- + HCO3- (4)
Gọi x số mol NaHSO4 có 100g dung dịch => 50g dung dịch số mol
NaHSO4 x/2
Gọi y số mol Na2CO3 có 100g dung dịch
Từ TN3 phản ứng (4) khơng có khí CO2 thoát => NaHSO4 hết Na2CO3
vừa đủ dư => x/2 = y x/2 < y
* Trường hợp 1: x/2 = y phản ứng (3) lượng NaHSO4 phản ứng vừa đủ
với Na2CO3 => x/2 = 0,05 => x = 0,1 y = 0,05
Nhưng theo phản ứng (1) (2) số mol CO2 tính theo x, y = 0,05 > 0,025 (trái với
giả thiết) => trường hợp x/2 = y không thỏa mãn
* Trường hợp 2: x/2 < y => x < 2y theo phản ứng (3) lượng NaHSO4 phản
ứng hết Na2CO3 dư => số mol NaHSO4 = số mol CO2 => x/2 = 0,05=>x = 0,1
Theo phản ứng (1) (2): Từ (1) => số mol HSO4- sau phản ứng (1) = x – y; số
mol HCO3- = y
Từ (2): x < 2y => x – y < y => HSO4- phản ứng hết (2) HCO3- dư => số mol
CO2 (2) = x – y = 0,025 => y = 0,1 – 0,025 = 0,075
b Nồng độ phần trăm:
C% (NaHSO4) = 120*0,1*100/100 = 12%
C% (Na2CO3) = 106*0,075*100/100 = 7,95%
- Một số sai lầm mà học sinh thường mắc phải như: TN1 học sinh không xác định thứ tự phản ứng cho TN1 TN2 chung phản ứng: CO32- + 2HSO4- -> 2SO42- + CO2 + H2O
và dựa vào số mol CO2 TN1 TN2 => số mol NaHSO4 = số mol CO2 TN2
= 2*0,025 = 0,05; từ TN3 => số mol Na2CO3 = số mol NaHSO4 50g dung
dịch = 50*0,05/100 = 0,025
Vậy C% ( NaHSO4) = 6% C% (Na2CO3) = 2,65% => Kết sai
II BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài Cho 35 gam hỗn hợp X gồm Na2CO3 K2CO3 Thêm từ từ khuấy
0,8 lit HCl 0,5 M vào dung dịch X thấy có 2,24 lit khí CO2 (ở đktc)
dung dịch Y Thêm Ca(OH)2 vào dung dịch Y kết tủa Z Khối lượng
Na2CO3 K2CO3 X khối lượng kết tủa Z là:
A 21,2 gam; 13,8 gam; 20 gam B 4,4 gam; 30,8 gam; 10 gam C 17,5 gam; 17,5 gam; 30 gam D 12,21 gam; 22,79 gam; 20 gam Bài (CĐ B - 2010) Hấp thu hết CO2 vào dung dịch NaOH dung dịch X
Biết rằng: Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch X phải 50ml dd HCl 1M thấy bắt đầu có khí Mặt khác cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung
dịch X 7,88 gam kết tủa Dung dịch X chứa?
A Na2CO3 B NaHCO3 C NaOH Na2CO3 D NaHCO3, Na2CO3
Bài Nhỏ từ từ 200ml dung dịch X (Na2CO3 1M; KHCO3 0,5M) vào 200ml dung
dịch HCl 1M thu thể tích CO2 (đktc) là:
(11)Bài Nhỏ từ từ V lít dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch K2CO3 1M thu
được dung dịch X có khả tác dụng tối đa vói 50 ml dung dịch KOH 1M Thể tích dung dịch HCl ban đầu là:
A 0,05 0,15 C 0,25 D 0,1
-3
HCO
2-3
CO Bài 5: Cho 200 ml dung dịch X gồm (Na+ ; K+ ; ; ) phản ứng đủ 100 ml
NaOH 1M Mặt khác, cho 200 ml X tác dụng với HCl dư thấy thoát 4.48 lít khí (đktc) dung dịch thu chứa 20,75 g muối Khối lượng muối có 100 ml dung dịch X là:
A 13,4 g B 11.1 g C 6.8 g D 9.3 g
Bài 6: Cho từ từ 150 ml dd HCl 1M vào 500 ml dung dịch X gồm Na2CO3 NaHCO3
thì thu 1.008 lít khí (điều kiện chuẩn) dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu 29.55 gam kết tủa Nồng độ mol Na2CO3
NaHCO3 dung dịch X là:
A 0.18M 0.26M B 0.21M 0.18M C 0.21M 0.32M D 0.2M 0.4M
Bài 7: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M KHCO3 1M Nhỏ từ từ
từng giọt hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh V lít khí (ở đktc) Giá trị V
A 4,48 B 1,12 C 2,24 D 3,36
Bài 8: Nhỏ từ từ giọt đến hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa Na2CO3 0,2M NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu số mol CO2
A 0,030 B 0,010 C 0,020 D 0,015
Bài 9: Hịa tan hồn tồn 4,25 gam Na2CO3 vào nước thu dung dịch A Cho
từ từ 20 gam dung dịch HCl 9,125% vào dung dịch A khuấy mạnh, cho thêm vào dung dịch 0,02 mol Ba(OH)2
a Cho biết chất hình thành khối lượng chất dung dịch b Nếu cho từ từ dung dịch A vào 20 gam dung dịch HCl 9,125% khuấy sau cho thêm vào dung dịch chứa 0,02mol Ba(OH)2 Hãy giải thích
tượng xẩy tính khói lượng chất sau phản ứng Giả sử phản ứng xẩy hoàn toàn
Bài 10: Cho từ từ 300ml dung dịch HCl 1M vào 300ml dung dịch (K2CO3 +
Na2CO3) thu 2,24 lít khí (đktc) dung dịch A Nếu lấy dung dịch A cho
phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư thấy xuất 19,7 gam kết tủa Tính nồng
độ mol muối dung dịch đầu Biết cô cạn dung dịch đầu thu 24,4 gam chất rắn
Bài 11: Một hỗn hợp X gồm NaHCO3 ; Na2CO3; K2CO3 có khối lượng 46,6 gam
Chia X làm phần nhau:
1
2- X với dung dịch CaCl2 dư tạo thành 15 gam kết tủa
2- X với dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 20g kết tủa
(12)b Hoà tan 46,6 gam hỗn hợp X H2O dung dịch A sau thêm từ từ
dung dịch HCl 0,2M vào dung dịch A Tính V dung dịch HCl 0,2M cho vào bắt đầu có khí CO2 ?
Bài 12: Hoà tan hỗn hợp Na2CO3; KHCO3; Ba(HCO3)2 ( Trong số mol Na2CO3
và KHCO3 nhau) vào nước lọc thu dung dịch X m gam kết tủa Y
Biết X tác dụng vừa đủ 0,16 mol NaOH 0,24 mol HCl hết khí bay Giá trị m là: A 3,94g B 1,97g C 4,925g D 7,88
Bài 13 Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat hidrocacbonat kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl dư sinh 0,448 lít khí (đktc) Xác định kim loại M ?
Bài 14 Cho 75 gam dung dịch A chứa 5,25 gam hỗn hợp muối M2CO3
M`2CO3 ( M,M` kim loại trog phân nhóm chính) Vừa khuấy
bình phản ứng vừa thêm chậm dung dịch HCl 3,65% vào dung dịch A Kết thúc phản ứng thu 336 ml khí B (đktc) dung dịch C Thêm nước vôi dư vào dung dịch C, thu gam kết tủa
a, Xác định kim loại M, M`
b, Tính % khối lượng muối cacbonat hỗn hợp c, Dung dịch C nặng gấp lần dung dịch A
Bài 15 Hoà tan m (gam) hỗn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nước dung
dịch A Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào A thu dung dịch B 1,008 lít khí ( đktc) Cho B tác dụng với Ba(OH)2 dư thu 29,55 gam kết
tủa
a/ Tính m nồng độ mol chất dung dịch A
b/ Tính thể tích khí CO2 (đktc) sinh đổ dung dịch A vào bình đựng 100ml
dung dịch HCl 1,5M
Bài 16: Hỗn hợp X gồm muối Na2CO3 K2CO3 có khối lượng 35 gam Khi thêm
từ từ khuấy 0,8 lít dd HCl 0,5M vào dd chứa muối có 2,24 lít CO2
thốt (ở đktc) dd Y Thêm Ca(OH)2 dư vào dung dịch Y thu kết
tủa
a, Tính khối lượng muối hỗn hợp X khối lượng kết tủa
b, Thêm x gam NaHCO3 vào hỗn hợp X, hỗn hợp X Cũng làm thí nghiệm
giống trên, thể tích dung dịch HCl 0,5M thêm vào 0,8 lít dung dịch thu dung dịch Y Khi thêm Ca(OH)2 dư vào Y kết tủa A nặng 30 gam
Tính VCO2 bay (đktc) tính x
Bài 17: Hoà tan a gam hỗn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nước để 400 ml dung
dÞch A Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A, thu dung dịch B 1,008 lít khí (đktc) Cho B tác dụng với Ba(OH)2 dư thu 29,55 gam
kết tủa
a Tính nồng độ ion dung dịch A (bỏ qua cho nhận proton ion HCO3- CO32-)
b Người ta lại cho từ từ dung dịch A vào bình đựng 100ml dung dịch HCl 1,5M Tính thể tích khí CO2 (ở đktc) tạo
Bài 18: Cho từ từ dung dịch chứa x mol HCl vào dung dịch chứa y mol Na2CO3 thu
được 1,12 lít khí (đktc) dung dịch X Khi cho nước vôi dư vào dung dịch X thấy xuất gam kết tủa Giá trị x y
(13)Bài 19: Hấp thụ hết 4,48 lít CO2 (đktc) vào dung dịch chứa x mol KOH y mol
K2CO3 thu 200 ml dung dịch X Lấy 100 ml dung dịch X cho từ từ vào 300 ml
dung dịch HCl 0,5M thu 2,688 lít khí (đktc) Mặt khác, 100 ml dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu 39,4 gam kết tủa Giá trị x
A 0,15 B 0,2 C 0,1 D 0,06.
Bài 20: Dung dịch X: 200ml HCl 1M , dung dịch Y: 100ml dung dịch K2CO3 1M
và KHCO3 0,5 M Kết có giống trường hợp sau không :
a) Cho từ từ X vào Y b) Cho từ từ Y vào X c) Cho nhanh Y vào X
Bài 21 Hoà tan m gam hổn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nước 400ml dung
dịch X Cho từ từ vào dung dịch X 100ml HCl 1,5M, thu dung dịch Y 1,008 lít khí(đkc) Cho dung dịch Y phản ứng với lượng dư Ba(OH)2 thu 29,55g kết tủa Tính nồng độ mol/lít chất dung
dịch X
Bài 22: Trộn 100 ml dung dịch A gồm (K2CO3 1M + KHCO3 1M) vào dung dịch B
(NaHCO3 1M + Na2CO3 1M) thu dung dịch C Nhỏ từ từ 100 ml dung dịch D
gồm (H2SO4 1M + HCl 1M) vào dung dịch C thu V lít CO2 (đktc) dung
dịch E Cho Ba(OH)2 tới dư vào dung dịch E thu m gam kết tủa Tính giá trị
của m V?
Bài 23: Cho 5,64 gam hỗn hợp gåm (K2CO3+ KHCO3) vào thể tích chứa dung
dịch (Na2CO3 + NaHCO3) thu 600ml dung dịch A Chia dung dịch A thành ba
phần nhau, cho từ từ 100ml dung dịch HCl vào phần thứ thấy 448 cm3 khí (ở đktc) thu dung dịch B Cho dung dịch B phản ứng với nước
vôi dư, thấy xuất 2,5 gam kết tủa Phần hai cho tác dụng vùa hết với 150 ml dung dịch NaOH 0,1M Cho khí HBr dư qua phần thứ sau cạn dung dịch thu 8,125 gam chất rắn khan
a Tính nồng độ chất dung dịch A b Tính nồng độ dung dịch HCl dùng
Bài 24: Một hỗn hợp A (M2CO3+ MHCO3+ MCl) M kim loại kiềm Cho 43,71
gam A tác dụng với lượng dư V ml dung dịch HCl 10,52% (d= 1,05) thu dung dịch B 17,6 gam khí C Chia B thành hai phần
Phần 1: Phản ứng vừa đủ với 125ml dung dịch KOH 0,8M, cô cạn dung dịch thu m gam muối khan
Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư thu 68,88 gam kết tủa 1. Xác định kim loại M Tính % khối lượng chất A
2. Tính giá trị V m
3. Lấy 10,93 gam hỗn hợp A đun nhẹ đến khơng cịn khí Cho khí thu qua 250ml dung dịch Ca(OH)2 0,02M Tính khối lượng muối tạo
thành dung dịch thu
(14)Sau năm giảng dạy, luyện thi Đại học – Cao đẳng bồi dưỡng học sinh giỏi rút kinh nghiệm Những năm dạy phần tập axit tác dụng muối cacbonat, photo phát cho học sinh cho thấy: học sinh khá, giỏi sau đọc xong lý thuyết áp dụng vào làm tập đạt kết 100% Cịn học sinh trung bình đạt kết khoảng 80% Qua tơi nhận nhiều ý kiến đóng góp hay, sâu sắc học sinh đồng nghiệp từ giúp tơi hồn chỉnh kinh nghiệm
Qua kinh nghiệm khắc sâu cho học sinh cách tiến hành thí nghiệm khác cho tượng, sản phẩm kết tính tốn thu khác
Như khẳng định kinh nghiệm có tác dụng tới việc nâng cao chất lượng học tập học sinh
D KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT
Tuy nhiên kết bước đầu khiêm tốn hạn chế, mong đóng góp ý kiến thêm q thầy xa gần kinh nghiệm hoàn thiện
Bản kinh nghiệm sau bổ sung hoàn chỉnh cần lưu giử thư viện học sinh đồng nghiệp có điều kiện tham khảo