Chuyên đề : axit phản ứng với bazơ

Đủ 34 buổi: GIÁO ÁN BD ĐỘI TUYỂN HSG DỰ THI CẤP TỈNH (buổi 1-2) BUỔI 4: CHUYÊN ĐỀ: AXIT phản ứng với BAZƠ I. Lý thuyết : 1. Axít : là hợp chất trong đó có một hay nhiều nguyên tử H liên kết với gốc axit là chất có thể cung cấp H+ (tức ion hoá hoàn toàn trong nước tạo thành H3O+) Tuỳ theo độ mạnh yếu mà ta phân làm 3 nhóm axit: + Axit rất mạnh : H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO3, HClO4 + Axit trung bình : H3PO4, H2SO3 + Axit yếu : HNO2, HF, CH3COOH + Axit rất yếu: H2CO3, HClO, H2S Chú ý : HNO3, H2SO4(đ) ngoài tính axit nó còn có tính oxi hoá mạnh nên sẽ tác dụng với các chất khử mạnh tạo ra sản phẩm khử là : NH4NO3, N2, N2O ,NO, NO2 ; H2S, S, SO2 (trình bày rõ trong sách Cao Cự Giác ) 2. Bazơ: là hợp chất gồm một hay nhiều nhóm – OH liên kết với nguyên tử kim loại Có 2 loại bazơ : + Bazơ tan : Là những dung dịch bazơ kiềm như NaOH, KOH, LiOH, Ca(OH)2,Ba(OH)2 + Bazơ không tan : Mg(OH)2, Cu(OH)2 .... 3. Xét điều kiện và bản chất phản ứng : a. Điều kiện phản ứng : Axit tác dụng với bazơ thuộc loại phản ứng trung hoà, phản ứng luôn luôn xẩy ra với cặp axit và bazơ bất kì vì sản phẩm sinh ra nước là chất điện li yếu. b. Bản chất phản ứng : Xét thấy thực chất của phản ứng giữa axit và bazơ là : H + OH à H2O (1) Theo (1) thì cứ 1mol nguyên tử H kết hợp với 1 mol nguyên tử O thành phân tử H2O Vì vậy : nH = nOH II. Các dạng bài tập vận dụng và hướng dẫn giải: a. Dạng 1: 1 Axit tác dụng với 1 bazơ + Loại 1: axit một nấc ( HCl, HBr, HI, HNO3 ) Câu 1: Trộn 50 ml dung dịch HNO3 nồng độ xM với 150 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2 M thu được dung dịch A. Cho một ít quỳ tím vào dung dịch A thấy có màu xanh . Thêm từ từ 100 ml dung dịch HCl 0,1 M vào d/dịch A thấy quỳ trở lại thành màu tím Tính x ? + Loại 2: axit hai nấc ( H2SO4, H2S ) Câu 1: Trộn 120ml dd H2SO4 với 40 ml dd NaOH. Dung dịch sau khi trộn chứa một muối axit và còn dư axit có nồng độ 0,1M. Mặt khác nếu trộn 60ml dd H2SO4 với 80 ml dd NaOH này thì trong dd sau khi trộn còn dư NaOH với nồng độ 0,16M.Tìm nồng độ của hai dd ban đầu. Lời giải: Gọi x,y lần lượt là nồng độ ban đầu của H2SO4 và NaOH Thí nghiệm 1: H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2O (1) 0,04y 0,04y Từ đề và (1) ta có: 0,12x-0,04y =0,1x0,16=0,016(*) Thí nghiệm 2: H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O (2) 0,04x 0,08x Từ 2 và đề ta có: 0,06y - 0,08x =0,016 (**) Từ * và ** giải ra x = 0,4M; y = 0,8M. Câu 2: Tính nồng độ mol của dd H2SO4 và dd NaOH biết: - 30 ml dd H2SO4 được trung hoà hết bởi 20 ml dd NaOH và 10ml dd KOH 2M - 30 ml dd NaOH được trung hũa bởi 20ml dd H2SO4 và 5 ml dd HCl 1M Câu 3: Có 2 dung dịch NaOH (B1; B2) và 1 dung dịch H2SO4 (A). Trộn B1 với B2 theo tỉ lệ thể tích 1: 1 thì được dung dịch X. Trung hoà 1 thể tích dung dịch X cần một thể tích dung dịch A. Trộn B1 với B2 theo tỉ lệ thể tích 2: 1 thì được dung dịch Y. Trung hoà 30ml dung dịch Y cần 32,5 ml dung dịch A. Tính tỉ lệ thể tích B1 và B2 phải trộn để sao cho khi trung hoà 70 ml dung dịch Z tạo ra cần 67,5 ml dung dịch A. + Loại 3: Axit ba nấc H3PO4 ( Hoặc cho P2O5 vào dd ) *Gv hướng dẫn giải bài tổng quát với kiềm I và II Dạng bài tập P2O5 tác dụng với dd kiềm I (NaOH hoặc KOH) thực chất là axít H3PO4 (do P2O5 + H2O trong dd NaOH ) tác dụng với NaOH có thể xảy ra các phản ứng sau : H3PO4 + NaOH à NaH2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2NaOH à Na2HPO4 + 2H2O (2) H3PO4 + 3NaOH à Na3PO4 + 3H2O (3) VD1: Có dd chứa a mol H3PO4 tác dụng với dd có chứa b mol NaOH thu được dd A ta có thể biện luận các chất theo tương quan giữa a và b như sau : = k (Nhớ lấy tỷ lệ bazơ/axit) 1- Nếu 0 < k <1 chỉ xảy ra phản ứng (1) taọ ra NaH2PO4và H3PO4 còn dư 2 - Nếu k = 1 phản ứng (1) vừa đủ tạo ra NaH2PO4 3 - Nếu 1 < k <2 xảy ra cả phản ứng (1) và phản ứng (2) taọ ra NaH2PO4 và Na2HPO4 4 - Nếu k = 2 phản ứng (2) vừa đủ tạo ra Na2HPO4 5 - Nếu Nếu 2 < k < 3 xảy ra cả phản ứng (2) và phản ứng (3) taọ ra Na3PO4 và Na2HPO4 6 - Nếu k = 3 phản ứng (3) vừa đủ tạo ra Na3PO4 7 - Nếu k > 3 chỉ xảy ra phản ứng (3) tạo ra Na3PO4 và NaOH còn dư. GV: Vẽ trục số : NaH2PO4 Na2HPO4 Na2HPO4 Na3PO4 Na3PO4 H3PO4 dư 1 NaH2PO4 2 Na2HPO4 3 NaOH dư Câu 1: Cho 14,2 g P2O5 tác dụng với 150 g dd KOH 11,2% . Muối nào được tạo thành ? Khối lượng mỗi muối là bao nhiêu ? Giải : Muốn xác định được muối nào tạo thành thì học sinh phải xét tỉ lệ mol của các chất tham gia. Bài toán này có thể sẽ xảy ra các phản ứng sau : P2O5 + 3H2O à 2H3PO4 (1) H3PO4 + KOH à KH2PO4 + H2O (2) H3PO4 + 2KOH à K2HPO4+ 2H2O (3) H3PO4 + 3KOH à K3PO4 + 3H2O (4) Theo (1) nH3PO4 = 2n P2O5 = 0,1.2 =0,2 mol nKOH = = 0,3 mol Tỉ lệ ===1,5 => 1 < < 2 Vậy xảy ra phản ứng (2) và (3) tạo ra hai muối là KH2PO4 và K2HPO4 Cách 1 : Nếu viết phương trình song song thì lập hệ phương trình toán học để tính Cụ thể : H3PO4 + KOH à KH2PO4+ H2O x mol x mol x mol H3PO4 +2KOH à K2HPO4+ 2H2O y mol 2y mol y mol Ta có: giải ra ta được Như vậy m KH2PO4 = 0,1. 136 =13,6 g m K2HPO4 = 0,1. 174 = 17,4 g Cách 2 : Hoặc nếu viết phương trình phản ứng nối tiếp như sau : H3PO4+ KOH à KH2PO4 + H2O n KH2PO4 = nKOH = n H3PO4=0,2 (mol) ( tính theo H3PO4 ) KOH dư : 0,3 - 0,2 = 0,1 mol Vì KOH dư nên : KOH + KH2PO4 à K2HPO4 + H2O nKH2PO4 = n K2HPO4= nKOH dư = 0,1 mol Vậy nKH2PO4 thu được sau cùng là : 0,2 - 0,1 = 0,1 mol nK2HPO4 = 0,1 mol mKH2PO4 = 0,1. 136 = 13,6g mK2HPO 4= 0,1.174 = 17,4 g Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam Phôt pho thu được chất A , cho chất A tác dụng với 800 ml dd NaOH 0,6 M thì thu được muối gì ? Tính khối lượng của muối đó . Giải : np = = 0,2 mol Có thể xảy ra các phản ứng sau : 4P + 5O2 à 2P2O5 (1) P2O5 + 3H2O à 2H3PO4 (2) H3PO4 + NaOH à NaH2PO4+ H2O (3) H3PO4 +2 NaOH à Na2HPO4+2 H2O (4) H3PO4 + 3NaOH à Na3PO4+3 H2O (5) Theo phương trình (1) nP2O5 = np = 0,1 mol Theo phương trình (2) n H3PO4= 2nP2O5= 0,1.2 = 0,2 mol n NaOH = 0,8.0,6 = 0,48 mol Tỉ lệ === 2,4 => 2< < 3 Xảy ra hai phản ứng (4) và (5) tạo ra hai muối Na2HPO4 và Na3PO4.Khi xác định được muối tạo thành ở phản ứng (4) và (5) học sinh tiến hành giải theo hai cách như ví dụ 1 , các em có thể viết phương trình song song hoặc nối tiếp .Các phản ứng xảy ra : H3PO4 + 2NaOH à Na2HPO4 +2H2O xmol 2x mol xmol H3PO4 + 3NaOH à Na3PO4 + 3H2O ymol 3ymol ymol Û Vậy khối lượng muối Na2HPO4 = 0,12.142 = 17,04 (g) mNa3PO4 = 0,08.164 = 13,12 (g) Ở bài trên để giải nhanh ta chỉ cần nhận xét : Theo định luật BTNT thì : nH3PO4 = nP . Vậy chỉ cần xét tỷ lệ : Đề vòng I (2013-2014) : Đốt cháy hoàn toàn 12,4 g P rồi cho sản phẩm cháy vào m g dung dịch NaOH 16%. Thu được muối Na2HPO4 duy nhất. Tính m và khối C% dung dịch muối thu được. ( Học sinh không biết viết PTHH ntn ?) Giáo viên cho học sinh lên biện luận cho VD2 VD2: Có dd chứa a mol H3PO4 tác dụng với dd có chứa b mol Ba(OH)2 thu được dd A ta có thể biện luận các chất theo tương quan giữa a và b như sau : = k (Nhớ lấy tỷ lệ bazơ/axit) Sẽ được : 0,5< k < 1 < k <1,5 GV: yêu cầu một học sinh lên vẽ trục số Câu 1: Thêm 10g dung dịch bão hoà Ba(OH)2 độ tan 4,07g vào 0,5 ml dung dịch H3PO4 6M. Tính khối lượng các hợp chất của muối bari được tạo thành n Ba(H2PO4)2 = 0,0008 mol n BaHPO4 = 0,0014 mol Ghi nhớ : - Nếu đề bài cho phản ứng xẩy ra hoàn toàn. Thì để giải nhanh các em có thể dựa vào nguyên tắc BTNT với P để lập tỷ lệ của P hoặc P2O5 mà không cần phải viết PTHH - Khi gặp bài toán H3PO4 tác dụng với dung dịch kiềm II thì tỷ lệ xét K sẽ khác. b. Dạng 2: Hỗn hợp axit tác dụng với hỗn hợp bazơ * Gv hướng dẫn phương pháp giải nhanh Câu 1: Có 2 dd HCl nồng độ khác nhau, được kí hiệu (A), (B) và dd NaOH nồng độ không đổi. - Trộn (A) và (B) theo tỉ lệ thể tích 3/1 được dd (C). Trung hòa 10 ml dd (C) cần 7,5ml dd NaOH. - Trộn (A) bà (B) theo tỉ lệ thể tích 1/3 được dd (D). Trung hòa 10ml dd (D) cần 10,5ml dd NaOH. Hãy tìm tỉ lệ thể tích (A) và (B) cần trộn, để sau khi trộn, thể tích dd NaOH cần trung hòa bằng thể tích dd sau khi trộn? Lời giải: PTHH: HCl + NaOH à NaCl + H2O (1) Gọi a,b lần lượt là nồng độ của dung dịch A và B C là nồng độ của dung dịch NaOH Lần 1: 7,5a + 2,5b = 7,5c Lần 2: 2,5a + 7,5b = 10,5c Giải ra ta được : a= 0,6c , b=1,2c Theo (1) nNaOH = nHCl Mà V NaOH = VHCl => CMHCl sau trộn = CM NaOH = c . Thay a và b ở trên vào ta có V1/V2= 2 Câu 2: Tính nồng độ ban đầu của dung dịch H2SO4 và dung dịch NaOH biết rằng: - Nếu đổ 3 lít dung dịch NaOH vào 2 lít dung dịch H2SO4 thì sau khi phản ứng dung dịch có tính kiềm với nồng độ 0,1 M. - Nếu đổ 2 lít dung dịch NaOH vào 3 lít dung dịch H2SO4 thì sau phản ứng dung dịch có tính axit với nồng độ 0,2M. Lời giải: Gọi CM1,CM2 lần lượt là nồng độ mol của NaOH và H2SO4 Theo TN1: nNaOH = 3CM1 , nH2SO4 = 2CM2 PTHH: 2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O Theo bài ra : NaOH dư hay NaOH phản ứng tính theo axit Ta có : 3CM1 – 0,5 = 2CM2.2 (*) Theo TN2: nNaOH = 2CM1 , nH2SO4 = 3CM2 PTHH: 2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O Theo bài ra : H2SO4 dư hay H2SO4 phản ứng tính theo bazơ Ta có : 3CM2 – 1 = CM1 (**) Từ (*) và (**) ta cĩ hệ PT: 3CM1 – 0,5 = 2CM2.2 => CM1 = 1,1 , CM2= 0,7 3CM2 – 1 = CM1 Câu 3: Dung dịch X chứa hỗn hợp KOH và Ba(OH)2 có nồng độ lần lượt là 0,2M và 0,1M. Dung dịch Y chứa hỗn hợp H2SO4 và HCl có nồng độ lần lượt là 0,25M và 0,75 M. a. Tính thể tích dung dịch vừa đủ để trung hòa 40 ml dd Y và khối lượng kết tủa tạo thành sau phản ứng. b. Dùng V ml dd Y để hòa tan vừa đủ m gam CuO, làm tạo thành dd Z.Cho 12 gam bột Mg vào Z sau phản ứng kết thúc lọc được 12,8 gam chất rắn.Tính m ? Câu 4: A là dd HCl, B là dd Ba(OH)2. Trộn 50 ml dd a với 50ml dd B được ddC.Thêm ít quỳ tím vào dd C thấy màu đỏ.Thêm từ từ dd NaOH 0,1M vào C cho tới khi quỳ trở lại màu tím, thấy tốn hết 50 ml NaOH. Trộn 50 ml dd A với 150 ml dd B được dd D.Thêm quỳ tím vào dd D thấy màu xanh, thêm từ từ dd HNO3 0,1M vào dd D cho tới khi quỳ trở lại màu tím thấy tốn hết 350 ml dd HNO3. Tính nồng độ của ddA, ddB. Câu 5: A là dung dịch NaOH 1M , B là dung dịch H2SO4 0,5M. Trộn V1 lít A với V2 lít B được V lít C. Tiến hành hai thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Lấy V lít d2 C tác dụng với 450 ml Al2(SO4)3 0,2M thu được kết tủa E . Nung E đến khối lượng không đổi được 6,12(g) chất rắn Thí nghiệm 2: Cũng lấy V lít d2 C tác dụng với d2 BaCl2 dư thu được 34,95(g) kết tủa. Hãy tìm V1 và V2 c. Dạng 3: Pha trộn dung dịch axit, bazơ và công thức đường chéo 1) Sử dụng quy tắc đường chéo: @Trộn m1 gam dung dịch có nồng độ C1% với m2 gam dung dịch có nồng độ C2%, dung dịch thu được có nồng độ C% là: gam dung dịch gam dung dịch @ Trộn V1 ml dung dịch có nồng độ C1 mol/l với V2 ml dung dịch có nồng độ C2 mol/l thì thu được dung dịch có nồng độ C (mol/l), với Vdd = V1 + V2. ml dung dịch ml dung dịch @ Trộn V1 ml dung dịch có khối lượng riêng D1 với V2 ml dung dịch có khối lượng riêng D2, thu được dung dịch có khối lượng riêng D. ml dung dịch ml dung dịch C©u 1: A là dung dịch H2SO4 0,2M; B là dung dịch H2SO4 0,5M. a. Phải trộn A và B theo tỉ lệ thể tích như thế nào để được dung dịch H2SO4 0,3M. b. Trộn A và B theo tỉ lệ thể tích VA : VB = 2 : 3 được dung dịch C. Xác định nồng độ mol của dung dịch C. HDG: a. áp dụng sơ đồ đường chéo cho 2 dung dịch A và B ta có: . Vậy cần trộn 2 thể tích dung dịch A với 1 thể tích dung dịch B để được dung dịch có nồng độ 0,3M. b. áp dụng phương trình pha trộn dung dịch ta có: C = 0,32M C©u 2: Có hai dung dịch : Dung dịch A chứa H2SO4 85% và dung dịch B chứa HNO3 chưa biết nồng độ. Hỏi phải trộn hai dd theo tỉ lệ là bao nhiêu để được dd mới, trong đó H2SO4 có nồng độ 60% và HNO3 có nồng độ là 20%. Tính nồng độ phần trăm của HNO3 ban đầu. ĐS: tỉ lệ 12/5, C% HNO3 = 68% Giải: Gọi m1 , m2 là khối lượng dd H2SO4 và HNO3 ban đầu. Khi cho HNO3 vào H2SO4 thì coi HNO3 là dd H2SO4 có nồng độ 0%. Ta có Cho H2SO4 vào HNO3 thì coi H2SO4 là dd HNO3 có nồng độ 0%. Ta có % Câu 3 Có 200 g dung dịch NaOH 5% (dung dịch A) a/ (0,5đ). Cần phải trộn thêm vào dung dịch A bao nhiêu g dung dịch NaOH 10% để được dung dịch NaOH 8% ? b/ (0,5đ). Cần hoà tan bao nhiêu g NaOH vào dung dịch A để có dung dịch NaOH 8% ? c/ (1,0đ). Làm bay hơi dung dịch A, người ta cũng được dung dịch NaOH 8%. Tính khối lượng nước đã bay hơi ? Câu 4: Trộn V1 lit dung dịch A chứa 9,125g HCl với V2 lit dung dịch B chứa 5,475 g HCl, ta thu được 2 lit dung dịch C. Tính nồng dộ mol của dung dịch A, B, C biết V1 + V2 = 2 lit , và hiệu số giữa nồng độ mol dung dich A và B là 0,4 mol/l. HD: Giải hệ PT với V1 và V2 sau đó áp dụng quy tắc đường chéo tìm ra CM của dung dịch C d. Dạng 4: Axit tác dụng với muối ( học ở phần muối - Thầy Tài Đức ) g. Dạng 5: Axit tác dụng với kim loại ( học ở phần kim loại - Thầy Tài Đức ) Giáo viên có thể chỉnh sửa cho phù hợp với học sinh mình. BÀI TẬP VỀ NHÀ Câu 1: Có 200 ml dd HCl 0,2 M. a. Để trung hoà dd axit này cần bao nhiêu ml dd NaOH 0,1 M ? Tính nồng độ mol của muối sinh ra? b. Trung hoà dd axit trên bằng dd Ca(OH)2 5%. Tính khối lượng dd Ca(OH)2 cần dùng và nồng độ % của muối thu được sau phản ứng (giả sử khối lượng riêng của dd HCl là 1g/ml) Câu 2: Để trung hoà dd có chứa 189 gam HNO3, lần thứ nhất người ta dùng dd có chứa 112 gam KOH, lần thứ 2 người ta dùng thêm dd Ba(OH)2 có nồng độ 25%. Viết PTHH các phản ứng xảy ra. Tính khối lượng dd Ba(OH)2 phải dùng? Câu 3: Cho dd có chứa 10 gam NaOH tác dụng với dd có chứa 10 gam HNO3. Dung dịch sau phản ứng có tính kiềm, axit, hay trung tính? Tính khối lượng các chất có trong dd thu được sau phản ứng? Câu 4: Trộn lẫn dd A chứa NaOH và dd B chứa Ba(OH)2 chứa biết nồng độ, theo tỉ lệ thể tich 1:1 thu được dd C. Lấy 100ml dd c trung hòa bằng H2SO4 2M thì vừa hết 14ml và thu được 2,33g kết tủa. a. Xác định nồng độ mol của A,B b. Cần thêm bao nhiêu ml dd B vào 10 ml; dd A cho trên để trung hòa vừa đủ 7,6 ml dd HCl 2M. Câu 5: Dùng dd NaOH 40% để trung hoà 200 ml dd H3PO4 0,5 M. Tính thể tích dd NaOH cần dùng, biết khối lương riêng của bazơ này là 1,2 g/ml. Câu 6: Cho 19,6 gam H3PO4 tác dụng với 200 gam dd KOH 8,4%. Những loại muối nào được tạo thành sau phản ứng ? Tính khối lượng mỗi muối ? Xác định nồng độ % của mỗi muối có trong dd sau phản ứng. Câu 7: Cho một hỗn hợp chứa 2 axit H2SO4 1M và HCl 1,5M có thể tích 300 ml. Hỏi cần dùng bao nhiêu V dd NaOH 2M để trung hoà hỗn hợp 2 axit trên? Biết rằng số mol của HCl trong hỗn hợp gấp 3 lần số mol của H2SO4. Câu 8: Cho 1 hỗn hợp gồm 2 dd bazơ NaOH 2M và Ca(OH)2 1,5M có thể tích 420 ml, biết rằng tỉ lệ khối lượng chất tan của hai chất trong hỗn hợp là m(NaOH) : m(Ca(OH)2) = 20 : 37. Tính V dd axit H2SO4 2,5M cần để trung hoà hỗn hợp bazơ trên? Tính V mỗi bazơ có trong hỗn hợp ban đầu. Câu 9: Dung dịch A là dd H2SO4. Dung dịch B là dd NaOH. Trộn A và B theo tỉ số VA:VB = 3: 2 thì được dd X có chứa A dư. Trung hoà 1 lit dd X cần 40 g dd KOH 28%. Trộn A và B theo tỉ số VA:VB = 2:3 thì được dd Y có chứa B dư. Trung hoà 1 lit dd Y cần 29,2 g dd HCl 25%. Tính nồng độ mol của A và B. Câu 10: Có 2 dd KHSO4 và K2CO3 người ta thực hiện 3 TN sau (đổ từ từ và khuấy đều) TN1: Cho 100g dd KHSO4 vào 100g dd K2CO3 thu đc 197,8g dung dịch. TN2: Cho 100g dd K2CO3 vào 100g dd KHSO4 thu đc 196,7 dd TN3: Cho 50g dung dịch KHSO4 vào 100g dd K2CO3 thu được 150 gam dung dịch Xác định C% của dd KHSO4 và K2CO3 ở trên Câu 11: Có V1 lít dd HCl chứa 9,125 gam chất tan(ddA). Có V2 lit dd HCl chứa 5,475 gam chất tan (ddB). Trộn V1 lít dd A với V2 lit dd B được dd C có V= 2 lít. Tính CM của C Tính CM của A,B biết CM(A) - CM(B) = 0,4. Câu 12: Có 2 dung dịch HCl nồng độ 0,5M và 3M. Tính thể tích dung dịch cần phải lấy để pha được 100ml dung dịch HCl nồng độ 2,5M. ( Giáo án dạy phù hợp 2013-2014. Có thể chỉnh sửa theo vùng miền )