* Giúp học sinh nắm được:
- Phương trình phản ứng hoá học xảy ra khi cho một cặp chất phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm.
- Phương pháp giải bài toán từ một cặp chất tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau.
- Tư duy giải bài toán hoá.
II- Chuẩn bị.
* Giáo viên:
Hệ thống lý thuyết và hệ thống câu hỏi bài tập.
* Học sinh:
Tính chất hoá học của đơn chất, hợp chất và kỹ năng tính toán bài tập nồng độ mol/ lít, nồng độ %, % khối lượng...
III- Các bước lên lớp:
1. ổn định.
2. Nội dung.
A. Hệ thống các loại phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm.
Trong chương trình hóa học Phổ thông các loại phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm thường bao gồm:
1. Phản ứng “Axít - Bazơ”
Hay xảy ra đối với axít chứa từ 2 nguyên tử H trở lên hoặc oxít axít với dung dịch bazơ.
Ví dụ:
1. Ca(OH)2 + CO2 có thể tạo ra Ca(HCO3)2 hoặc CaCO3 hoặc cả hai muối.
2. H3PO4 + NH3 có thể tạo ra: NH4H2PO4.
Hoặc: (NH4)2HPO4. Hoặc: (NH4)3PO4.
Hoặc: NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4. Hoặc: (NH4)2HPO4 và (NH4)3PO4.
2. Phản ứng Muối - Axít:
Ví dụ: Na2CO3 + HCl có thể tạo ra NaHCO3 + NaCl
Hoặc NaCl + CO2 + H2O.
B. chú ý những sai sót cơ bản của học sinh:
Khi gặp những loại phản ứng trên học sinh thường phạm vào những sai sót cơ bản sau:
1. Không chú ý đến lượng các chất tham gia phản ứng, nên số đông thường viết tạo ra muối trung hòa.
Ví dụ: ở phản ứng: Ca(OH)2 + CO2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Hay ở phản ứng Na2CO3 + HCl
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 +H2O
2. Không hiểu được quá trình thí nghiệm hay nói cách khác là quá trình thực hiện phản ứng. Ví dụ ở 2 trường hợp sau:
- Trư ờng hợp 1 : Cho rất từ từ d2 Na2CO3 vào d2 HCl đến khi song phản ứng.
- Trường hợp 2: Cho rất từ từ d2 HCl vào d2 Na2CO3 đến khi song phản ứng.
Cho biết hiện tượng và viết phương trình phản ứng.
Hầu hết học sinh cho rằng 2 trường hợp trên giống nhau và có CO2 thoát ra, các em thường viết:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2 3. Hiểu bản chất các phản ứng còn mờ hồ:
Ví dụ: ở phản ứng Na2CO3 + HCl Người ta thường viết là 2 khả năng:
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
Học sinh thường nhầm tưởng là 2 phản ứng trên xảy ra song song với nhau, rất ít học sinh hiểu được rằng: Tr- ước hết.
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl
Sau đó NaHCO3 mới phản ứng tiếp với HCl để tạo ra CO2. NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
C. Giải pháp cụ thể
Vấn đề đặt ra để giải quyết thấu đáo những bài toán ở dạng trên có 2 việc lớn:
Chú trọng đến lượng các khối chất tham gia phản ứng.
Cách tiến hành thí nghiệm.
a) Phương pháp giải toán có lượng các chất tham gia gồm:
- Bước 1: Viết toàn bộ các phương trình phản ứng có khả năng xảy ra.
- Bước 2: Tính tỷ lệ các chất tham gia phản ứng theo phương trình phản ứng và theo bài ra (Tính bằng số mol)
* Bài toán 1: Cho 14,2 (g) P2O5 tác dụng với 500 ml d2 NaOH 1 (M). Xác định thành phần muối tạo thành và tính lượng muối đó?
Bài giải:
Số mol P2O5 = 0,1 142
2 ,
14 (mol)
Số mol NaOH = 0,5 x 1 = 0,5 (mol) Bước 1: Phương trình phản ứng:
P2O5 + 2NaOH + H2O = 2NaH2PO4 (1) P2O5 + 4NaOH = 2Na2HPO4 + H2O (2) P2O5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O (3) Bước 2: Xác định tỷ lệ các phản ứng:
ở phản ứng (1): T1 =
1 2
5 2
O molP molNaOH
ở phản ứng (2): T2 =
1 4
5 2
O molP molNaOH
ở phản ứng (3): T1 =
1 6
5 2
O molP molNaOH
Theo bài ra:
Tbài ra =
1 5 1 , 0
5 , 0
5 2
O
molP molNaOH
Bước 3: So sánh và tính toán.
Nếu ở bài toán trên:
+ Tbài ra = T1 chỉ có phản ứng (1) xảy ra, sản phẩm là NaH2PO4
+ Tbài ra = T2 chỉ có phản ứng (2) xảy ra, sản phẩm là Na2HPO4
+ Tbài ra = T3 chỉ có phản ứng (3) xảy ra, sản phẩm là Na3PO4
+ Tbài ra < T1 chỉ có phản ứng (1) xảy ra, sản phẩm là NaH2PO4 và d P2O5
+ T1 < Tbài ra < T2: Có 2 phản ứng (1) và (2) và tạo ra 2 sản phẩm NaH2PO4 và Na2HPO4. + T2 < Tbài ra < T3: Có 2 phản ứng (2) và (3) và tạo ra 2 sản phẩm Na2HPO4 và Na3PO4. + Tbài ra > T3: Phản ứng (3) xảy ra, sản phẩm Na3PO4 và NaOH dư.
Vậy bài toán đã cho xảy ra ở trường hợp T2 < Tbài ra < T3. Xảy ra phản ứng (2) và (3).
Ta có thể đặt ẩn, giải hệ:
Gọi số mol P2O5 ở phản ứng (2) là x.
Gọi số mol P2O5 ở phản ứng (3) là y.
Ta có hệ phương trình:
Vậy:
Khối lượng Na2HPO4 = 142 . 0.05 = 7,1 (g).
Khối lượng Na3PO4 = 164 . 0.05 = 8,2 (g).
b) Phương pháp giải toán có nhiều sản phẩm từ cặp chất ban đầu theo tiến trình thí nghiệm.
ở loại toán này thường xảy ra tình huống rót một chất nào đó có sẵn trong bình. Với cách tiến hành trên phải phân tích cho học sinh hiểu được chất có sẵn trong bình luôn dư so với chất rót vào. Do đó phải thật cẩn thận xem xét để xác định đúng sản phẩm.
Một số ví dụ:
1) Đổ rất từ từ d2 HCl vào d2 Na2CO3 và khuấy đều đến phản ứng song viết phương trình phản ứng và xác định thành phần sản phẩm.
2) Đổ rất từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl và khuấy đều đến phản ứng song. Viết phương trình phản ứng và xác định thành phần sản phẩm.
* ở ví dụ 1: Đổ HCl vào Na2CO3 thì Na2CO3 luôn luôn dư so với HCl đến khi phản ứng song, nên ban đầu không có khí thoát ra do phản ứng.
HCl + Na2CO3 = NaHCO3 + NaCl
Khi phản ứng trên xảy ra hoàn toàn thì mới xuất hiện khí (CO2) do phản ứng.
HCl + NaHCO3 = NaCl + CO2 + H2O
* ở ví dụ 2: Đổ Na2CO3 vào HCl thì HCl luôn luôn dư so với Na2CO3 nên 2 phản ứng trên xảy ra gần như đồng thời một lúc, do đó có thể viết:
2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2
Vậy ở ví dụ 2 không có NaHCO3 tạo ra trong quá trình phản ứng.
3) Cho 7,35 (g) hỗn hợp MgCO3 và CaCO3 tác dụng hết với dung dịch HCl, toàn bộ lượng khí sinh ra cho vào dung dịch có chứa 0,05 (mol) Ba(OH)2 sinh ra a (mol) kết tủa. Tìm khoảng xác định của a?
x + y = 0,1 4x + 6y = 0,5
x = 0,05 (mol) y = 0,05(mol)
* Bài giải:
Vì hỗn hợp MgCO3 và CaCO3 tác dụng hết với dung dịch HCl nên lượng khí CO2 tính theo lượng muối.
Gọi số mol MgCO3 là x.
Gọi số mol CaCO3 là y.
Ta có:
84 35 , 7 100
35 ,
7 x y Hay : 0,0735 < x + y <0,0875 Phương trình phản ứng:
MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2 (1) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 (2) Theo (1) và (2):
0,0735 < mol CO2 = (x + y) < 0,0875.
Như vậy: mol CO2 > mol Ba(OH)2. Nên có 2 phương trình phản ứng xảy ra:
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O (3) 0,05 (mol) 0,05 (mol) 0,05 (mol)
CO2 + H2O + BaCO3 = Ba(HCO3)2 (4) b (mol) b (mol)
Vì thu được a (mol) kết tủa nên phản ứng (4) còn dư BaCO3 và lượng khí CO2 phản ứng hết.
Theo phương trình (3) mol Ba(OH)2 = mol CO2 = mol BaCO3= 0,05 (mol)