Một vài kinh nghiệm giải quyết nhanh gọn chính xác dạng bài tập muối cacbonat tác dụng với axit

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT HÀ TRUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT VÀI KINH NGHIỆM GIẢI QUYẾT NHANH GỌN CHÍNH XÁC DẠNG BÀI TẬP MUỐI CACBONNAT TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT Người thực hiện: Lê Mộng Quyên Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh mực: Hóa học THANH HỐ NĂM 2021 MỤC LỤC Mở đầu .1 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm .2 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết 2.3.2 Dạng 2: Cho từ từ dung dịch axit (H+) vào dung dịch muối cacbonat 2.3.3 Dạng 3: Cho từ từ dung dịch muối cacbonat vào dung dịch axit ………12 2.3.4 Dạng 4: Đổ nhanh dung dịch axit (H +) vào muối cacbonnat đổ nhanh dung dịch muối cacbonnat vào dung dịch axit (H+)……………………………14 2.3.5 Dạng 5: Bài tập tổng hợp nâng cao…………………………………… 16 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục 20 Kết luận, kiến nghị 21 3.1 Kết luận 21 3.2 Kiến nghị 21 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Bám sát cấu trúc nội dung đề thi trung học phổ thông quốc gia (THPTQG) năm gần (2017-2018; 2018-2019 ; 2019-2020), đặc biệt đề thi tham khảo tốt nghiệp trung học phổ thông (TNTHPT) năm 20202021 mà Bộ Giáo dục Đào tạo công bố, đề thi khảo sát chất lượng Sở GD&ĐT Tỉnh Thanh Hóa năm 2020-2021 Bài tập muối cacbonat tác dụng với axit… nội dung trọng tâm thiếu, câu hỏi có nhiều mức độ tư biết, hiểu, vận dụng vận dụng cao, dạng lý thuyết tập tính tốn Trong q trình dạy học, bồi dưỡng thi TNTHPT, bồi dưỡng học sinh giỏi phát học sinh hay mắc lỗi không phân biệt trường hợp xảy dạng tập đặc biệt dạng câu hỏi tính tốn, dẫn tới đáp án sai mà đơi em khơng nghĩ sai Nắm bắt khó khăn học sinh, bằng kiến thức, kinh nghiệm tích lũy q trình giảng dạy suy nghĩ tìm tòi tơi cố gắng phân loại thật rõ ràng, kết hợp số phương pháp giải nhanh, ngắn gọn nhằm giúp học sinh phổ thông nhận dạng tập thuộc phương pháp từ có cách giải nhanh gọn, xác hiệu Góp phần cho người học tạo nên luồng tư mạch lạc, có nhìn sâu mơn hố học - mơn khoa học tự nhiên đã, sẽ mãi có đóng góp quan trọng cho sống người Với mong muốn chia sẻ góp ý đồng nghiệp tơi mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm với chủ đề "Một vài kinh nghiệm giải nhanh gọn xác dạng tập muối cacbonat tác dụng với axit" 1.2 Mục đích nghiên cứu Khi tiến hành nghiên cứu đề tài "Một vài kinh nghiệm giải nhanh gọn xác dạng tập muối cacbonat tác dụng với axit" đặt mục đích: + Giúp học sinh nhận diện tốt dạng tập sử dụng "Một vài kinh nghiệm giải nhanh gọn xác dạng tập muối cacbonat tác dụng với axit", áp dụng tốt phương pháp để giải nhanh hiệu + Phát triển tối đa lực tư duy, lực phát vấn đề, kĩ giải tập trắc nghiệm hóa học cho học sinh + Góp phần nâng cao hứng thú, say mê, tích cực, chủ động tự học học sinh q trình học mơn Hóa học + Sự nắm vững kiến thức phân loại tốt dạng tập, kết hợp linh hoạt với số dạng tập khác áp dụng phương pháp giải nhanh bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, bảo tồn electron… nhằm đưa tốn mức độ vận dụng cao, phức tạp tưởng chừng bế tắc trở toán đơn giản, giúp học sinh giải nhanh gọn, xác 1.3 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Các dạng tập muối cacbonat tác dụng với axit mức độ tập tổng hợp vô liên quan đến muối cacbonat tác dụng với axit mức độ vận dụng cao 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Học sinh lớp 12 thi mơn Hóa học cho tổ hợp khoa học tự nhiên kỳ thi TNTHPT, đặc biệt dùng kết để xét tuyển vào trường đại học; Học sinh lớp 11; Học sinh thi học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh, cấp quốc gia… 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sở lí thuyết Nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài: sách giáo khoa, tài liệu tham khảo phương pháp dạy học hóa học, chuyên đề hóa vơ cơ, mạng Internet… Phương pháp điều tra khảo sát thực tế Tham khảo ý kiến đồng nghiệp, thu thập thông tin phản hồi từ học sinh tiến hành nội dung dạy học Tìm hiểu thực tiễn dạy học môn học thông qua việc giảng dạy trực tiếp lớp, tổ chức xây dựng chủ đề chun mơn tổ nhóm chun mơn Từ xác định khó khăn, hạn chế tìm hướng khắc phục Phương pháp thực nghiệm Dựa kế hoạch môn học, kế hoạch dạy bồi dưỡng, soạn giáo án tiết dạy có áp dụng sáng kiến kinh nghiệm, thực tiết dạy nhà trường nhằm kiểm chứng kết nghiên cứu đề tài đưa đề xuất cần thiết Phương pháp thống kê, xử lí số liệu Thơng qua kết kiểm tra - đánh giá thường xuyên định kì học sinh, xử lí thống kê tốn học nhóm đối chứng thực nghiệm để rút kết luận đề xuất NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Bài toán muối cacbonat (HCO3-, CO32-) tác dụng với dung dịch axit (H+): - Muối cacbonat Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3, NaHCO3, KHCO3, Ca(HCO3)2, Ba(HCO3)2…có thể dạng rắn dạng dung dịch, muối hỗn hợp nhiều muối, tổng quát ta biểu diễn muối cacbonat (HCO3-, CO32-) Dung dịch axit dung dịch HCl, H 2SO4, HNO3, KHSO4… tổng quát ta biểu diễn dung dịch axit (H+) - Nhỏ từ từ dung dịch axit (H +) vào dung dịch hỗn hợp muối cacbonat (CO32− HCO3−) Phản ứng hóa học xảy thứ tự: H+ + CO32− → HCO3− (1) − H+ + HCO3 → CO2↑ + H2O (2) Dạng đồ thị: Thứ tự phản ứng dung dịch: H+ + CO32− → HCO3− (1) (đoạn (I), khơng có khí, đoạn nằm ngang) Nếu dư H+: H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (2) (đoạn (II), đồ thị đồng biến, tam giác vuông cân) - Nhỏ từ từ dung dịch hỗn hợp muối cacbonat (CO 32− HCO3−) vào dung dịch axit (H+) Hoặc đổ nhanh dung dịch axit (H +) vào muối cacbonat đổ nhanh dung dịch muối cacbonat vào dung dịch axit (H+) Phản ứng xảy đồng thời: 2H+ + CO32− → CO2↑ + H2O (3) H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (4) 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Trong đề thi tham khảo TNTHPT năm 2020-2021 giáo dục đào tạo thường có 1, câu thuộc tập muối cacbonat tác dụng với axit, loại tập có tất mức độ biết, hiểu, vận dụng vận dụng cao, thường không lạ với học sinh, học sinh hay mắc lỗi điểm nguyên nhân em không phân loại nhầm lẫn dạng tập Đề tài sáng kiến kinh nghiệm: "Một vài kinh nghiệm giải nhanh gọn xác dạng tập muối cacbonat tác dụng với axit" hi vọng giúp em nắm vững kiến thức hơn, phát phân loại tập tốt vận dụng tốt để giải cách nhanh gọn, xác nhất, hiệu đáp ứng yêu cầu phương pháp thi trắc nghiệm khách quan, đề thi TNTHPT 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết 2.3.1.1 Cơ sở lý thuyết - Áp dụng sở lý thuyết để mô tả tượng, nhận định phát biểu sai… - Nhỏ từ từ dung dịch axit (H +) vào dung dịch hỗn hợp muối cacbonat (CO32− HCO3−) Phản ứng hóa học xảy thứ tự: H+ + CO32− → HCO3− (1) − + H + HCO3 → CO2↑ + H2O (2) Khi phản ứng (1) xảy khơng có khí Khi phản ứng (2) xảy có tạo khí CO2 - Nhỏ từ từ dung dịch hỗn hợp muối cacbonat (CO32− HCO3−) vào dung dịch axit (H+) Hoặc đổ nhanh dung dịch axit (H +) vào muối cacbonat đổ nhanh dung dịch muối cacbonat vào dung dịch axit (H+) Phản ứng xảy đồng thời: 2H+ + CO32− → CO2 + H2O (3) H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (4) Trường hợp ln thu khí CO2 - Kết hợp với kiến thức khác để giải câu hỏi lý thuyết tổng hợp 2.3.1.2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Nhỏ từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3 khuấy Kết luận A Tạo kết tủa B Có khí bay C Lúc đầu chưa có khí sau có khí bay D Khơng tượng Định hướng tư giải: Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3 Phản ứng xảy theo thứ tự hết (1), đến (2) HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl (1) HCl + NaHCO3 → CO2 + H2O + NaCl (2) Khi phản (1) xảy khơng có khí ra, Khi phản ứng (2) xảy với tạo khí CO2 ⇒ Chọn C Ví dụ 2: Cặp dung dịch chất sau phản ứng với ln tạo chất khí A Na2CO3 BaCl2 B KOH H2SO4 C Na2CO3 HCl D Ca(HCO3)2 HCl Định hướng tư giải: Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na 2CO3 phản ứng xảy theo thứ tự hết (1), đến (2) A BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3 + 2NaCl B 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O C HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl (1) Hoặc 2HCl + Na2CO3 → CO2 + H2O + 2NaCl (2) Nếu xảy (1) khơng tạo khí D Ca(HCO3)2 + 2HCl → CO2 + H2O + CaCl2 ⇒ Chọn D Ví dụ 3: Dung dịch axit HCl loãng có khả hòa tan chất rắn sau đây? A BaSO4 B AgCl C CaCO3 D CuS Định hướng tư giải: Các chất rắn: BaSO4, AgCl, CuS không phản ứng với dung dịch axit nên không tan CaCO3 phản ứng với dung dịch axit: CaCO3 + 2HCl → CO2 + H2O + CaCl2 ⇒ ⇒ CaCO3 tan Chọn C Ví dụ 4: Thực thí nghiệm sau: (a) Cho dung dịch KHSO4 vào dung dịch Ba(HCO3)2 (b) Cho dung dịch NH4HCO3 vào dung dịch Ba(OH)2 (c) Đun nóng nước cứng tạm thời (d) Cho kim loại Al vào dung dịch NaOH dư (đ) Cho kim loại Na vào dung dịch CuSO4 Sau phản ứng kết thúc, số thí nghiệm thu kết tủa chất khí A B C D Định hướng tư giải: (a) KHSO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4↓ + K2SO4 + CO2↑ + H2O (b) NH4HCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NH3↑ + 2H2O (c) Ca(HCO3)2 to CaCO3  → ↓ +CO2 ↑ +H 2O  Mg(HCO ) MgCO   (d) Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2↑ (e) Na + H2O → NaOH + H2↑ 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 ⇒ Bao gồm: a, b, c, e ⇒ Chọn C Ví dụ 5: Phương trình ion thu gọn CO32- + 2H+ → CO2 + H2O phản ứng sau ? A CaCO3 + 2HCl → CO2 + H2O + CaCl2 B HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl C Ca(HCO3)2 + 2HCl → CO2 + H2O + CaCl2 D 2HCl + K2CO3 → CO2 + H2O + 2KCl Định hướng tư giải: A CaCO3 + 2H+ → CO2 + H2O + Ca2+ B H+ + CO32- → HCO3C HCO3- + H+ → CO2 + H2O D CO32- + 2H+ → CO2 + H2O ⇒ Chọn D 2.3.1.3 Hệ tống tập vận dụng Câu 1: Cho dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Ba(HCO3)2 thấy A khơng có tượng B có bọt khí C có kết tủa trắng D có kết tủa trắng bọt khí Câu 2: Tiến hành thí nghiệm sau: (a) Sục khí SO2 vào dung dịch H2S (b) Cho Na2CO3 vào dung dịch HCl (c) Đun nóng nhẹ dung dịch bão hòa gồm NH4Cl NaNO2 (d) Sục khí CO2 vào dung dịch NaOH (e) Nung quặng apatit (hoặc photphorit), cát than cốc 12000C Số thí nghiệm có sinh đơn chất là: A B C D Câu 3: Thực thí nghiệm sau: (a) Cho dung dịch Fe(NO3)2 vào dung dịch AgNO3 (b) Cho dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch AlCl3 (c) Cho Ba vào dung dịch CuSO4 (d) Cho BaCO3 vào lượng dư dung dịch NaHSO4 (e) Cho dung dịch NH4NO3 vào dung dịch KOH Sau phản ứng kết thúc, số thí nghiệm thu kết tủa A B C D Câu 4: Có thí nghiệm sau : (1) Dẫn từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch nước vôi (2) Cho từ từ dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3 (3) Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2 (4) Cho từ từ CO2 đến dư vào dung dịch Ca(AlO2)2 (5) Cho từ từ HCl đến dư vào dung dịch Ca(HCO3)2 Tổng số thí nghiệm cho kết tủa sau kết tủa tan hoàn toàn ? A B C D Câu 5: Tiến hành thí nghiệm sau: (a) Cho dung dịch (b) Cho dung dịch (c) Cho dung dịch (d) Sục khí NH CO NaHSO H PO tới dư vào dung dịch Ba ( HCO3 )    vào lượng dư dung dịch Na 2SiO3 vào dung dịch AgNO3 CaCl tới dư vào dung dịch HCl Na 2SiO3 (e) Sục khí tới dư vào dung dịch Sau phản ứng kết thúc Số thí nghiệm thu kết tủa A B C D + 2.3.2 Dạng 2: Cho từ từ dung dịch axit (H ) vào dung dịch muối cacbonat 2.3.2.1 Cơ sở lý thuyết - Nhỏ từ từ dung dịch axit (H +) vào dung dịch hỗn hợp muối cacbonat (CO32− HCO3−) Phản ứng hóa học xảy thứ tự: H+ + CO32− → HCO3− (1) − + H + HCO3 → CO2↑ + H2O (2) 2.3.2.2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na 2CO3 1,5M KHCO3 1M Nhỏ từ từ 200ml dung dịch HCl 1M vào 100ml dung dịch X sinh V lít khí (đktc) Giá trị V là? A 4,48 B.1,12 C 2,24 D 3,36 Định hướng tư giải: n Na 2CO3 = 0,15(mol ) n KHCO3 = 0,1( mol ) n HCl = 0,2( mol ) ; ; Phản ứng hóa học xảy thứ tự: H+ + CO32− → HCO3− (1) 0,15 0,15 H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (2) 0,05 0,05 V = 0,05.22,4 = 1,12(lit ) CO2 ⇒ Chọn B Ví dụ 2: Nhỏ từ từ giọt đến hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 0,2M NaHCO3 0,3M Sau phản ứng thu số mol CO2 A 0,015 B 0,01 C 0,03 D 0,02 Định hướng tư giải: n Na 2CO3 = 0,02(mol ) n NaHCO3 = 0,03(mol ) n HCl = 0,03(mol ) ; ; Phản ứng hóa học xảy thứ tự: H+ + CO32− → HCO3− (1) 0,02 0,02 H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (2) 0,01 0,01 ⇒ n CO2 = 0,01( mol) ⇒ Chọn B Ví dụ 3: Dung dịch Z gồm Na2CO3 0,4M, KHCO3 xM Thêm từ từ 0,5 lít dung dịch Z vào 500 ml dung dịch HCl 1M sau phản ứng hồn tồn thu khí dung dịch Y Cho dung dịch Ba(OH) dư vào dung dịch Y sau phản ứng hoàn toàn thu 78,8 gam kết tủa Giá trị x A 1,6 B C 0,8 D 1,2 Định hướng tư giải: nBaCO3 = 0, (mol) CO : 0, HCO3− → = 5a  − CO32−  HCO3 : a 2− CO32− + H + → CO2 + H 2O y 2y HCO3− + H + → CO2 + H 2O 5ay 5ay 0,  2 y + 5ay = nH + y = →  BT :C → + 5a → 0, + a = y + 5ay + nBaCO3   0, + a = y + 5ay + 0, → 0, + a = →x= 0,5 0,5 + 5a + 0, → a = 0, + 5a + 5a n 0, = = 1, 2M V 0,5 ⇒ Chọn D Ví dụ 4: Cho hỗn hợp K2CO3 NaHCO3 ( tỉ lệ mol 1: 1) vào bình dung dịch Ba(HCO3)2 thu kết tủa X dung dịch Y Thêm từ từ dung dịch HCl 0,5M vào bình đến khơng còn khí hết 560 ml Biết tồn Y phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 1M Khối lượng kết tủa X A 7,88 gam B 11,28 gam C 9,85 gam D 3,94 gam Định hướng tư giải: Đặt n K2CO3 = n NaHCO3 = a mol n Ba(HCO3)2 = b mol => n HCO3- = 2b + a (mol) => n CO32- = a (mol) n NaOH = 0,2 mol => n HCO3- = 0,2 mol n HCl = n H+ = n CO32- + n HCO3- = 0,28 mol => nCO32- = ( 0,28 – 0,2 ) : = 0,04 mol => a = 0,04 2b + a = 0,2 mol => b = 0,08 b > a => n Ba2+ > n CO32- => tính theo CO32m BaCO3 = 0,04.197 = 7,88 g ⇒ Chọn A * Dạng tập cho từ từ dung dịch axit (H+) vào dung dịch muối cacbonat có đồ thị - Nhỏ từ từ dung dịch axit (H+) vào dung dịch hỗn hợp CO32− HCO3− Thứ tự phản ứng dung dịch: H+ + CO32− → HCO3− (đoạn (I), khơng có khí, đoạn nằm ngang) y y (mol) + dư H : H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (đoạn (II), đồ thị đồng biến, tam giác vuông cân) x x (mol) Đồ thị tổng quát: 10 biểu diễn đồ thị sau (coi khí CO2 khơng tan nước): Giá trị x A 0,250 B 0,350 C 0,375 D 0,325 Định hướng tư giải: a = 0,15 mol, x - 0,15 = 0,2 ⇒ x = 0,15 + 0,2 = 0,35 mol (tam giác vuông cân) ⇒ Chọn B - Nhỏ dung dịch axit (H+) vào dung dịch hỗn hợp kiềm (OH − ) muối cacbonat (CO32− ) Thứ tự phản ứng dung dịch: H+ + OH− → H2O (đoạn (I), khơng có khí, đoạn nằm ngang) (mol) y y + H + CO32− → HCO3− (đoạn (I), khơng có khí, đoạn nằm ngang) (mol) y’ y’ dư H+: H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (đoạn (II), đồ thị đồng biến, tam giác vuông cân) x x (mol) Đồ thị tổng quát: Ví dụ 3: Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa x mol NaOH, y mol KOH z mol K2CO3 Số mol khí CO2 thu phụ thuộc vào số mol HCl biểu diễn đồ thị sau (coi khí CO2 khơng tan nước): 12 Tổng (x + y) có giá trị A 0,05 B 0,20 Định hướng tư giải: C 0,15 D 0,25 - Đoạn (I), (x + y + z) = 0,2 - Đoạn (II), z = 0,25 - 0,2 = 0,05 ⇒ (x + y) = 0,15 ⇒ Chọn C 2.3.2.3 Hệ thống tập vận dụng Câu 1: Tiến hành hai thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Nhỏ từ từ đến hết V lít dung dịch chứa HCl 1M vào dung dịch chứa x mol KOH y mol K2CO3, thu x mol CO2 Thí nghiệm 2: Nhỏ từ từ đến hết dung dịch chứa x mol KOH y mol K2CO3 vào V lít dung dịch HCl 1M,thu 1,6x mol khí CO2 Tỉ lệ x:y A 5:11 B 1:2 C 1:3 D 2:3 Câu 2: Trộn 100 ml dung dịch A gồm KHCO 1M K2CO3 1M vào 100 ml dung dịch B gồm 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 dung dịch Ba(OH) tới dư vào dung dịch E thu m gam kết tủa Giá trị m V : A 82,4 gam 2,24 lít B 4,3 gam 1,12 lít C 43 gam 2,24 lít D 3,4 gam 5,6 lít Câu 3: Cho hỗn hợp K2CO3 NaHCO3 tỷ lệ mol 1:1 vào bình dung dịch Ba(HCO3)2 thu kết tủa X dung dịch Y Thêm từ từ dung dịch HCl 0,5M vào bình đến khơng còn khí hết 560 ml Biết tồn Y phản ứng vừa đủ với 200ml dung dịch NaOH 1M Khối lượng (gam) kết tủa X A 11,28 B 9,85 C 3,94 D 7,88 Câu 4: Cho từ từ đến hết giọt dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 thu V lít khí (đktc) Mặt khác, cho từ từ đến 13 hết dung dịch chứa b mol Na2CO3 vào dung dịch chứa a mol HCl thu 2V lít khí (đktc) Mối quan hệ a b là? A b = a B b = 0,75a C b = 1,5a D b = 2a Câu 5: Cho từ từ 150ml dung dịch HCl 1M vào 500ml dung dịch A gồm Na2CO3 KHCO3 thu 1,008 lít khí (đktc) dung dịch Y Cho dung dịch tác dụng với dung dịch Ba(OH) đư thu 29,55g kết tủa Nồng độ (mol/lit) Na2CO3 KHCO3 dung dịch A 0,2 0,4 B 0,18 0,26 C 0,21 0,37 D 0,21 0,18 Câu 6: Nhỏ từ từ dd H2SO4 loãng vào dung dịch X chứa 0,1mol Na 2CO3 0,2 mol NaHCO3, thu dd Y 4,48 lít khí CO (đktc) Tính khối lượng (gam) kết tủa thu cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y? A 54,65 B 46,60 C 19,70 D 66,30 Câu 7: Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 2M vào m gam dung dịch X chứa NaHCO3 4,2% Na2CO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y 1,12 lít CO2 (đktc) Cho nước vôi dư vào dung dịch Y thu tối đa 20g kết tủa Giá trị m là? A 100 B 300 C 400 D 200 Câu 8: Hòa tan hết a gam hỗn hợp Na 2CO3 KHCO3 vào nước thu dd X Cho từ từ 100ml dd HCl 1,5M vào dung dịch X, thu dung dịch Y 1,008 lít khí (đktc) Thêm dung dịch Ba(OH) dư vào dư vào Y thu 29,55g kết tủa Giá trị a là? A 20,15 B 18,7 C 12,4 D 32,4 Câu 9: Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M 0,4 lít dung dịch X gồm NaCO3 KHCO3 thu 1,008 lít CO2 (đktc) dung dịch Y Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu 29,55 gam kết tủa Nồng độ mol/lít Na2CO3 KHCO3 dung dịch X là? A 0,0375 M 0,05M B 0,1125M 0,225M C 0,2625M 0,225M D 0,2625M 0,1225M Câu 10: Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch có chứa 0,15 mol Na2CO3 0,1 mol KHCO3 Số mol khí CO2 thu phụ thuộc vào số mol HCl biểu diễn đồ thị sau (coi khí CO2 khơng tan nước): Tỉ lệ z : y A : B : C : D : 2.3.3 Dạng 3: Cho từ từ dung dịch muối cacbonat vào dung dịch axit 2.3.3.1 Cơ sở lý thuyết 14 - Nhỏ từ từ dung dịch hỗn hợp muối cacbonat (CO 32− HCO3−) vào dung dịch axit (H+) Phản ứng xảy đồng thời: 2H+ + CO32− → CO2 + H2O (3) − + H + HCO3 → CO2↑ + H2O (4) Trường hợp 1: Nếu axit dư muối cacbonat hết nCO2 = nco − + n HCO − 3 Ví dụ 1: Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,1 mol K2CO3 0,2 mol NaHCO3 vào 500,0 ml dd HCl 2M Thể tích khí (lít) CO2 (đktc)? A 6,72 lít B 2,24 lít C 4,48 lít D 3,36 lít Định hướng tư giải: Phương trình hóa học: 2H+ + CO32− → CO2 + H2O (3) − H+ + HCO3 → CO2↑ + H2O (4) Nhận thấy H+ dư, muối cacbonat hết nCO2 = nco − + n HCO − ⇒ = 0,3 mol VCO2 = 6,72 lít Trường hợp 2: Nếu axit thiếu muối cacbonat (CO32− HCO3−) dư Gọi nCO ( pu ) 2− = x( mol ) ; n ( pu ) HCO3− = y (mol ) 2 x + y = n H +   y = x  n − n 2− CO3  HCO3 Ta có hệ: Ví dụ 2: Thêm từ từ giọt 100 ml dung dịch chứa Na 2CO3 1,2M NaHCO3 0,6 M vào 200 ml dung dịch HCl 1M Sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch X Cho dung dịch BaCl đến dư vào X thu m gam kết tủa Giá trị m (gam) bằng: A.7,88 B 11,82 C 23,64 D 9,85 Định hướng tư giải: nHCl = 0,2(mol) < 2nCO32- + nHCO3- = 0,12.2 + 0,06 = 0,3(mol) ⇒ CO32- ; HCO3- dư Phương trình phản ứng: CO32- + 2H+ → CO2 + H2O ; 0,12x 0,24x HCO3- + H+ → CO2 + H2O 0,06.x 0,06.x (x % phản ứng) 0,06.x 0,06.x ⇒ ⇒ ⇒ nH+ phản ứng = 0,3x = 0,2 ⇒ x = 2/3 nCO32- dư = nBaCO3 = 0,04 ⇒ m = 7,88g Chọn A 15 Ví dụ 3: Cho từ từ 200 ml dung dịch hỗn hợp Na 2CO3 1M KHCO3 xM vào 300 ml dung dịch HCl 1M Sau phản ứng xảy hoàn tồn thu 4,032 lít khí CO2 (đktc) Giá trị x là: A 0,6 B 0,5 C 0,4 D 0,7 Định hướng tư giải: nNa2CO3 = 0,2 mol; nKHCO3=0,2x; nHCl=0,3 2H+ + → CO2 + H2O 2a a a + H + → CO2 + H2O b b b Ta có hệ: → ⇒ = → x=0,5 Chọn B 2.3.3.3 Hệ thống tập vận dụng Câu 1: Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,15 mol Na2CO3 0,1 mol NaHCO3 vào 100,0 ml dd HCl 2M Thể tích khí (lít) CO2 (đktc) A 2,80 B 2,24 C 3,92 D 3,36 Câu 2: Dung dịch X chứa x mol NaCO y mol NaHCO3 với x : y = 1:2 Dung dịch Y chứa z mol HCl Thực thí nghiệm sau: - Cho từ từ đến hết dung dịch X vào dung dịch Y thấy 16,8 lít khí CO2 (đktc) - Cho từ từ đến hết dd Y vào dung dịch X thấy 5,6 lít CO (đktc) Tổng giá trị (x + y) A 1,75 B 2,50 C 2,25 D 2,00 Câu 3: Thêm từ từ giọt 100 ml dung dịch chứa Na 2CO3 1,2M NaHCO3 0,6M vào 200 ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch X Cho dung dịch nước vôi dư vào dung dịch X thu m gam kết tủa Giá trị m A 10 B C 12 D Câu 4: Nhỏ từ từ giọt hết 300ml dung dịch NaHCO 0,1M; K2CO3 0,2M vào 100ml dung dịch HCl 0,2M; NaHSO 0,6M khuấy thu V lít CO2 thoát (đktc) dung dịch X Thêm vào dung dịch X 100ml dung dịch KOH 0,6M; BaCl2 1,5M thu m gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị V m A 1,0752 22,254 B 0,448 25,8 C 0,448 11,82 D 1,0752 20,678 Câu 5: Cho từ từ, đồng thời khuấy 300 ml dung dịch hỗn hợp gồm: NaHCO3 0,1M K2CO3 0,2M vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm: HCl 0,2M NaHSO4 0,6M thu V lít CO2 (đktc) dung dịch X Thêm vào dung dịch X 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm: KOH 0,6M BaCl 1,5M thu m gam kết tủa Giá trị m A 17,73 B 31,71 C 22,254 D 8,274 + 2.3.4 Dạng 4: Đổ nhanh dung dịch axit (H ) vào muối cacbonat đổ nhanh dung dịch muối cacbonat vào dung dịch axit (H+) 2.3.4.1 Cơ sở lý thuyết 16 Phản ứng xảy đồng thời: 2H+ + CO32− → CO2 + H2O (3) H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (4) Trường hợp 1: Nếu axit dư muối cacbonat hết nCO2 = nco − + n HCO − 3 Ví dụ 1: Cho dung dịch X chứa 0,1 mol K2CO3 0,1 mol KHCO3 vào 350,0 ml dd HCl 2M Thể tích khí (lít) CO2 (đktc)? A 6,72 B 2,24 C 4,48 D 3,36 Định hướng tư giải: Phản ứng hóa học 2H+ + CO32− → CO2 + H2O (3) H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (4) Nhận thấy nHCl = 0,7 (mol) > 2nCO32- + nHCO3- = 0,1.2 +0,1 =0,3 (mol) Vậy H+ dư, muối cacbonat hết nCO2 = nco − + n HCO − ⇒ = 0,2 mol ⇒ VCO2 = 4,48 lít Chọn C Trường hợp 2: Nếu axit thiếu đặt giả thiết Giả thiết 1: Phản ứng (3) xảy trước, đến phản ứng (4) Ta tính giá trị V1 (lít) Giả thiết 2: Phản ứng (4) xảy trước, đến phản ứng (3) Ta tính giá trị V2 (lít) Giá trị VCO2 thu nằm khoảng: Nếu V1< V2 V1 < V CO2 < V2 Nếu V2< V1 V2 < V CO2 < V1 Ví dụ 2: Cho dung dịch X chứa 0,15 mol Na2CO3 0,1 mol NaHCO3 vào 100,0 ml dd HCl 2M Tính thể tích khí (lít) CO2 (đktc)? Định hướng tư giải: PTHH: 2H+ + CO32− → CO2 + H2O (3) H+ + HCO3− → CO2↑ + H2O (4) Nhận thấy: nHCl = 0,2 (mol) < 2nCO32- + nHCO3- = 0,15.2 +0,1 =0,4 (mol) Vậy HCl thiếu Giả thiết : Phản ứng (4) xảy trước, đến phản ứng (3) HCO3- + H+ → H2O + CO2 0,1 0,1 0,1 =>nHCl còn lại = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol CO32- + 2H+ → H2O + CO2 0,15 0,1 0,05 n CO2 thu đc= 0,1 + 0,05 = 0,15 mol VCO2= 0,15 22,4 = 3,36 lít 17 Giả thiết 2: Phản ứng (3) xảy trước, đến phản ứng (4) CO32- + 2H+ → H2O + CO2 0,15 0,2 0,1 sau phản ứng dư 0,05 mol Na2CO3 còn 0,1 mol NaHCO3 chưa phản ứng nCO2 thu đc = 0,1 mol => VCO2 = 0,1 22,4 = 2,24 lít Vậy 2,24 lít < VCO2 < 3,36 lít Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm M2CO3, MHCO3 MCl (M kim loại kiềm) Cho 32,65 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu dung dịch Y có 17,6 gam CO2 thoát Dung dịch Y tác dụng với dung dịch AgNO dư 100,45 gam kết tủa Kim loại M A Li B Na C K D Rb Định hướng tư giải: Sơ đồ: X → MCl → AgCl ⇒ nAgCl = nCl(Y) = 0,7 mol Đặt số mol chất X là: a, b, c mol ⇒ nCl(Y) = nMCl = nM = 2a + b + c = 0,7 mol Và nCO2 = a + b = 0,4 mol mX = mM 2CO3 + mMHCO3 + mMCl = a(2 M + 60) + b( M + 61) + c( M + 35,5) Ta có: => (2a + b + c)M + 60(a + b) + b + 35,5c = 32,65 g => 0,7M = 8,65 - b - 35,5c < 8,65 => M < 12,36 => M Li (M = 7) ⇒ Chọn A 2.3.4.2 Hệ thống tập vận dụng Câu 1: Hỗn hợp X gồm hai muối MgCO RCO3 Cho 15,18 gam X vào dung dịch H2SO4 loãng, thu 0,448 lít khí CO (đktc), dung dịch Y chất rắn Z Cô cạn Y, thu 1,6 gam muối khan Nung Z đến khối lượng không đổi, thu m gam chất rắn 1,792 lít (đktc) khí CO Giá trị m nguyên tố R A 11,14 Ba B 11,14 Ca C 10,78 Ca D 10,78 Ba Câu 3: Cho 34,4g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3, CaCO3 phản ứng với dung dịch HCl dư thu dung dịch X 6,72lit CO2 (đktc) Cô cạn X thu m gam muối khan Giá trị m A 37,7 B 27,7 C 33,7 D 35,5 Câu 4: Cho 20,7g hỗn hợp CaCO3 K2CO3 phản ứng hết với dung dịch HCl dư thu khí Y Sục tồn khí Y từ từ vào dung dịch chứa 0,18 mol Ba(OH)2 thu m gam kết tủa Giá trị m nằm khoảng? A 29,55 < m < 35,46 B 29,55 < m < 30,14 C < m < 35,46 D 30,14 < m < 35,46 18 Câu 5: Hòa tan 115,3 g hỗn hợp X gồm MgCO RCO3 bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu dung dịch A, chất rắn B 4,48 lít khí CO (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B đến khối lượng không đổi thu 11,2 lít CO2 (đktc) Khối lượng chất rắn B A 106,5gam B 110,5gam C 103,3g D 100,8g 2.3.5 Dạng 5: Bài tập tổng hợp nâng cao 2.3.5.1 Cơ sở lý thuyết - Bài toán muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit kết hợp với số dạng tập vơ khác tốn CO tác dụng với dung dịch kiềm, toán nhiệt phân muối cacbonat…tạo thành tốn tổng hợp vơ mức độ vận dụng vận dụng cao Chú ý: Kết hợp với phương pháp bảo toàn khối lượng, bảo tồn ngun tố, phương pháp trung bình, sử dụng biểu thức liên hệ số mol chất phương trình phản ứng… 2.3.5.2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hấp thụ hồn tồn 896 ml khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M NaOH 0,3M, thu dung dịch X kết tủa Y Cho từ từ dung dịch HCl 0,5M vào X đến bắt đầu có khí hết V ml Giá trị V A 120 B 60 C 80 D 40 Định hướng tư giải: nCO2 = 0, 04 mol nOH − = 2nBa( OH ) + nNaOH = 0,1 mol nBa + = 0, 02 mol nOH − nCO2 = 2,5 => OH − dư, phản ứng tạo CO3 2− nCO − = nCO2 = 0, 04 mol nOH − du = nOH − b − 2nCO − = 0,1 − 0, 04.2 = 0, 02 mol nBaCO3 = nBa2 + ( vi Ba 2+ het ) = 0, 02 mol Vậy dung dịch X gồm: CO32− : 0, 02 mol  − OH : 0, 02 mol  Na + : 0, 06 mol  H + + OH − → H O 0, 02 ¬ 0, 02 H + + CO32− → HCO3− 0, 02 ¬ 0, 02 19 → nH + = 0, 04( mol ) → V = 0,04 = 0, 08(l ) = 80 ml 0, ⇒ Chọn C Ví dụ 2: Hấp thụ hết 4,480 lít CO2(đktc) vào dung dịch chứa x mol KOH y mol K2CO3 thu 200 ml dung dịch X Cho từ từ 100 ml X vào 300 ml dung dịch HCl 0,5M thu 2,688 lít khí (đktc) Mặt khác, 100 ml X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu 39,4 gam kết tủa Giá trị x A 0,15 B 0,06 C 0,10 D 0,20 Định hướng tư giải: + HCl:0,15 mol − → CO2 : 0,12 mol  KOH : x (mol )  HCO3 : amol  CO2 : 0, 02(mol ) +   → dd X  + Ba ( OH )2 2− → BaCO3 : 0, mol CO3 :bmol  K CO3 : y (mol ) Xét 100 ml dung dịch X BTNT: C => nBaCO3 = a + b = 0,2 (1) Gọi u v số mol HCO3- CO32- tác dụng với HCl với tỉ lệ u/v = a/b HCO3- + H+ → CO2 + H2O u u u (mol) 2+ CO3 + 2H → CO2 + H2O v 2v v (mol) Ta có hệ phương trình ∑ nH + = u + 2v = 0,15 u = 0, 03(mol ) =>   v = 0, 09(mol ) ∑ nCO2 = u + v = 0,12 => a u = = => 3a − b = 0(2) b v Từ (1) (2) => a = 0,05 b = 0,15 (mol) Xét 200 ml dd X chứa: CO 32-: 0,1 (mol); HCO3-: 0,3 (mol); K+: 0,5 (mol) ( Bảo tồn điện tích số mol K+) BTNT : K   → x + y = 0,  x = 0,1  ⇒  BTNT : C → y + 0, = 0,1 + 0,3  y = 0,    ⇒ Chọn C Ví dụ 3: Nung m gam hỗn hợp X gồm NaHCO3 CaCO3 nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu chất rắn Y Cho Y vào nước dư, thu 10 gam chất rắn Z không tan dung dịch E Nhỏ từ từ dung dịch HCl dư vào dung dịch E thu 0,448 lit khí (đktc) Giá trị m A 22,72 B 28,12 C 30,16 D 20,10 Định hướng tư giải: Nung đến khối lượng khơng đổi rắn Y gồm Na2CO3 CaO Hòa tan Y vào nước CaO chuyển thành Ca(OH)2 Na2CO3 tan 20 lúc này: Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaOH 0,1 0,1 0,1 Cho từ từ HCl vào E thu khí CO2 Na2CO3 pt (1) phải dư Vì HCl dùng dư nên Na2CO3 + 2HCl → NaCl + CO2 + H2O 0,02 0,02 Ta có 0,1 mol Ca(OH)2 0,12 mol Na2CO3 ⇒ NaHCO3: 0,24 mol CaCO3: 0,1 mol ⇒ m = 30,16 (g) ⇒ Chọn C Ví dụ 4: Hòa tan hết 80,2 gam hỗn hợp Na, Ba oxit chúng vào nước dư thu dung dịch X có chứa 22,4 gam NaOH 6,272 lít khí H2 Sục 0,92 mol CO2 vào dung dịch X, kết thúc phản ứng, lọc bỏ kết tủa thu dung dịch Y Cho từ từ 400 ml dung dịch Z chứa HCl 0,4M H 2SO4 z(M) vào dung dịch Y thấy t mol khí CO2 Nếu cho từ từ dung dịch Y vào 400 ml Z thấy 1,2t mol khí CO2 Giá trị t A 0,12 B 0,15 C 0,25 D 0,20 Định hướng tư giải: Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành Na(0,56 mol), Ba (x mol), O (y mol) BTKL: 23 0,56 + 137x + 16y = 80,2 BT mol electron ta có: 0,56 + 2x – 2y = 2.0,28 Vậy x = 0,44 mol; y = 0,44 Sục 0,92 mol CO2 vào dung dịch X có chứa NaOH: 0,56 mol Ba(OH)2: 0,44 mol tạo loại muối HCO3- (a mol) CO32- (b mol) BTNT (C) ta có: a + b = 0,92 (1) BT mol điện tích âm ta có: a + 2b = 1,44 (2) Giải hệ (1),(2) ta có a = 0,4; b = 0,52 Kết tủa BaCO3 = 0,44 mol ⇒ dung dịch Y có n(CO32-) = 0,08 mol n(HCO3- ) = 0,4 mol Cho từ từ Z vào Y n(CO2) = n(H+) – n(CO32-) ⇒ t = 0,16 + 0,8z – 0,08 t = 0,08 + 0,8.z (3) Cho từ từ Y vào Z hai phản ứng sau xảy đồng thời theo tỷ lệ mol HCO3- + H+ → CO2 + H2O x’ x’ 2CO3 + 2H+ → CO2 + H2O y’ 2y’ nCO2 = x’ + y’ = 1,2t nH+ = x’ + 2y’= 0,16 + 0,8z theo tỉ lệ mol HCO3-: CO32- ⇒ x’:y’ = 0,4:0,08 ⇒ x’= 5y’ ⇒ 1,4t = 0,16 + 0,8z(4) giải hệ (3),(4) ta có t = 0,2 z = 0,15 ⇒ Chọn D 21 2.3.5.3 Hệ thống tập vận dụng Câu 1: Hòa tan hết 40,1 gam hỗn hợp gồm Na, Na 2O, Ba, BaO vào nước dư dung dịch X có chứa 11,2 gam NaOH 3,136 lít khí H 2(đktc) Sục 0,46 mol khí CO2 vào dung dịch X, kết thúc phản ứng lọc kết tủa thu dung dịch Y Cho dung dịch Z chứa HCl 0,4M H2SO4 dM Cho từ từ 200 ml dung dịch Z vào dung dịch Y, thấy x mol khí CO Nếu cho từ từ dung dịch Y vào 200ml dung dịch Z, thấy 1,2x mol khí CO2 Giá trị d A B 0,2 C 0,15 D 0,1 Câu 2: Sục 0,5 mol khí CO2 vào dung dịch chứa 0,4 mol KOH 0,2 mol Ba(OH)2 Sau kết thúc phản ứng, lọc bỏ kết tủa, thu dung dịch X Dung dịch Y chứa HCl 1M H2SO4 0,5M Nếu cho từ từ đến hết dung dịch X vào dung dịch Y, thấy thoát V lít CO2, đồng thời thu dung dịch Z Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào Z thu 41,2 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị V A 2,24 B 5,60 C 6,72 D 3,36 Câu 3: Hấp thụ hết 0,3 mol khí CO vào dung dịch chứa NaOH 0,8M Ba(OH)2 0,4M thu 23,64 gam kết tủa dung dịch X gồm NaHCO Na2CO3 Cho từ từ dung dịch H2SO4 1M vào dung dịch X, thu 1,792 lít khí CO2 (đktc) dung dich Y Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào Y, thu m gam kết tủa Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 32,64 B 39,95 C 32,07 D 36,01 Câu 4: Hấp thụ hết 5,6 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch chứa a mol KOH b mol K2CO3, thu 250 ml dung dịch X Cho từ từ đến hết 125 ml dung dịch X vào 375 ml dung dịch HCl 0,5M, thu 3,36 lít khí (đktc) Mặt khác, cho 125 ml dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH) dư, thu 49,25 gam kết tủa Giá trị a A 0,125 B 0,175 C 0,375 D 0,300 Câu 5: 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) dư thu 39,4 gam kết tủa Giá trị x A 0,06 B 0,15 C 0,2 D 0,1 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Đối tượng kiểm tra: nhóm học sinh trường THPT Hà Trung Nhóm 1: lớp 12A (có áp dụng sáng kiến kinh nghiệm) Nhóm 2: lớp 12D (khơng có áp dụng sáng kiến kinh nghiệm) Về tính tương đối lớp đối chứng thực nghiệm học theo chương trình Hóa học 12 nâng cao, có lực học tương đương Hình thức kiểm tra: tập trắc nghiệm khách quan 20 câu/15 phút Kết thu được: 22 Bảng 1: So sánh điểm trung bình trước giới thiệu "Một vài kinh nghiệm giải nhanh gọn xác dạng tập muối cacbonat tác dụng với axit" thu kết sau: Lớp Sĩ số Khá Giỏi (≥ 8,0) (6,5 → Trung bình 7,9) (5,0 → Yếu-Kém 6,4) (