Đề tài Rèn kỹ năng giải bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm

Mục lục Mục lục..........................................................................................................1 Mở đầu............................................................................................................2 I- Lí do chọn đề tài.................................................................................. 2 II- Mục đích và nhiệm vụ của đề tài............................................... 3 1- Mục đích........................................................................................................3 2- Nhiệm vụ........................................................................................................3 III- phương pháp nghiên cứu.................................................................4 Chương I- Tổng quan.............................................................................. 4 I- Cơ sở lí luận của đề tài.................................................................... 4 II- Phân tích thực trạng của đề tài............................................... 5 1- Điểm mạnh của đề tài....................................................................................5 2- Những tồn tại của đề tài.................................................................................5 Chương II- Nội dung.................................................................................5 I- Cơ sở lí thuyết......................................................................................5 1- Khi cho oxit axit(CO2, SO2...) phản ứng với dung dịch kiềm hoá trị I (NaOH.KOH...)..................................................................................................5 2- Khi cho P2O5 phản ứng với dung dịch kiềm hoá trị I (NaOH, KOH..)........7 3- Khi cho oxit axit (CO2, SO2...) phản ứng với dung dịch kiềm hoá trị II (Ca(OH)2, Ba(OH)2...).......................................................................................7 II- Bài tập......................................................................................................10 1- Dạng bài tập oxit axit (CO2, SO2...) phản ứng với dung dịch kiềm hoá trị I (NaOH.KOH...)................................................................................................10 2- Dạng bài tập P2O5 phản ứng với dung dịch dịch kiềm hoá trị I (NaOH.KOH...)................................................................................................16 3- Dạng bài tập oxit axit (CO2, SO2...) phản ứng với dung dịch kiềm hoá trị II (Ca(OH)2, Ba(OH)2...).....................................................................................17 Chương III- Thực nghiệm sư phạm....................................................21 Kết luận......................................................................................................22 mở đầu I - lý do chọn đề tài " phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác chủ động sáng tạo của học sinh phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, từng môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh"- (Trích luật giáo dục- điều 24.5). Ta thấy đổi mới phương pháp phải giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách chủ động tích cực, phải phát huy tính sáng tạo của học sinh chống thói quen áp đạt của giáo viên, do vậy người giáo viên phải hình thành cho học sinh một phương pháp phù hợp có hiệu quả. Trong môn hoá học thì bài tập hoá học có một vai trò cực kỳ quan trọng nó là nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích các hiện tượng các quá trình hoá học, giúp tính toán các đại lượng: Khối lượng, thể tích, số mol... Việc giải bài tập sẽ giúp học sinh được củng cố kiến thức lí thuyết đã được học vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm bài. Để giải được bài tập đòi hỏi học sinh không chỉ nắm vững các tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất đã học, nắm vững các công thức tính toán, biết cách tính theo phương trình hóa học và công thức hoá học. Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi theo mô hình đơn giản: Như viết phương trình hoá học, dựa vào các đại lượng bài ra để tính số mol của một chất sau đó theo phương trình hoá học để tính số mol của các chất còn lại từ đó tính được các đại lượng theo yêu cầu của bài . Nhưng đối với nhiều dạng bài tập thì nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứng thì việc giải bài toán của học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn và thường là giải sai như dạng bài tập: Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm Từ thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh khá lúng túng trong việc giải bài toán dạng này. tôi nhận thấy nhiều giáo viên thường coi nhẹ mảng kiến thức này các em ít được làm bài tập và bản chất của phản ứng không nắm được nên học sinh khi gặp những bài toàn dạng này thường không định hướng được cách làm đặc biệt là các học sinh khối lớp 9, do hổng kiến thức từ cấp 2 nên khi bước vào cấp 3 gây khó khăn cho học sinh học tiếp vì đây là một mảng kiến thức rất quan trọng trong chương trình trung học phổ thông để thi tốt nghiệp và đại học Do vậy việc đi sâu tìm hiểu, phân tích làm sáng tỏ nội dung kiến thức về Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm là một vấn đề rất quan trọng. Khi cho Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm thường tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau có thể là muối axít có thể là muối trung hoà hoặc hỗn hợp hai sản phẩm cả muối axit và muối trung hoà. Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài với nội dung: Rèn Kỹ năng giải bài tập dạng:Oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm. Với đề tài này giúp học sinh hiểu bài sâu sắc hơn, tránh những hiểu lầm, sai sót khi giải bài tập dạng này.Đồng thời trình độ của giáo viên cũng được nâng cao bổ sung phần nào kiến thức khiếm khuyết để bắt kịp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và đáp ứng được yêu cầu mới của khoa học giáo dục hiện đại. II- mục đích và nhiệm vụ của đề tài 1- Mục đích: - Góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy- học hoá học của giáo viên và học sinh - Giúp cho học sinh nắm chắc được bản chất của các bài tập dạng oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm từ đó rèn kỹ năng giải bài tập nói chung và bài tập dạng này nói riêng - Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập đặc biệt là trong giải bài tập hoá học - Là tài liệu rất cần thiết cho việc ôn học sinh giỏi khối 9 và giúp giáo viên hệ thống hoá được kiến thức, phương pháp dạy học. 2- Nhiệm vụ: - Nghiên cứu cơ sở lí thuyết của phản ứng: oxitaxit với dung dịch kiềm của kim loại hoá trị I - Nghiên cứu cơ sở lí thuyết của phản ứng: oxitaxit với dung dịch kiềm của kim loại hoá trị II - Xây dựng các cách giải với bài tập dạng: oxit axit với dung dịch kiềm - Các dạng bài tập định lượng minh hoạ - Một số bài tập định tính minh hoạ III – Phương pháp nghiên cứu Để làm tốt đề tài nghiên cứu tôi sử dụng các phương pháp sau: - Tìm hiểu thông tin trong quá trình dạy học, đúc rút kinh nghiệm của bản thân - Nghiên cứu sách giáo khoa lớp 9,10,11 và các sách nâng cao về phương pháp giải bài tập - Trực tiếp áp dụng đề tài đối với học sinh lớp 9 đại trà và ôn thi học sinh giỏi - làm các cuộc khảo sát trước và sau khi sử dụng đề tài này, trao đổi ý kiến học hỏi kinh nghiệm của một số đồng nghiệp Chương I: Tổng quan I- Cơ sở lí luận của đề tài Để giải được một bài toán hoá học tính theo phương trình hoá học thì bước đầu tiên học sinhh phải viết được chính xác phản ứng hoá học và cân bằng phương trình hoá học rồi mới tính đến việc làm tới các bước tiếp theo và nếu viết phương trình sai thì việc tính toán của học sinh trở lên vô nghĩa. Đối với bài toán dạng: oxitaxit với dung dịch kiềm thì để viết được phương trình hoá học chính xác thì học sinh phải hiểu được bản chất của phản ứng nghĩa là phản ứng diễn ra theo cơ chế nào. Khi một oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm thì có thể tạo ra muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp cả hai muối. điều khó đối với học sinh là phải biết xác định xem phản ứng xảy ra thì tạo ra những sản phẩm nào, từ đó mới viết được phương trình hoá học chính xác. Mặt khác kỹ năng giải toán hoá học chỉ được hình thành khi học sinh nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của chất, biết vận dụng kiến thức vào giải bài tập. Học sinh phải hình thành được một mô hình giải toán, các bước để giải một bài toán, kèm theo đó là phải hình thành ở học sinh thói quen phân tích đề bài và định hướng được cách làm đây là một kỹ năng rất quan trọng đối với việc giải một bài toán hóa học. Do đó để hình thành được kỹ năng giải toán dạng oxitaxit phản ứng với dung dịch kiềm thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản chất của phản ứng thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một mô hình giải (các cách giải ứng với từng trường hợp ) bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài. Chính vì vậy việc cung cấp cho học sinh các cách giải bài toán oxitaxit phản ứng với dung dịch kiềm đặc biệt là xây dựng cho học sinh mô hình dể giải bài toán và các kỹ năng phân tích đề giúp học định hướng đúng khi làm bài tập là điều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học khi học tập hoá học nói riêng và các môn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng trong giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh. II- Phân tích thực trạng của đề tài 1- Điểm mạnh của đề tài - Học sinh nắm được bản chất của phản ứng nên các em cảm thấy dễ hiểu, hiểu sâu sắc vấn đề giải thích được nguyên nhân dẫn đến các trường hợp của bài toán - có thể áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh khối cấp 2: với học sinh đại trà, ấp dụng với các đối tượng học sinh khá giỏi. - Tài liệu này có thể giúp ôn học sinh giỏi khối lớp 9, dùng cho các học sinh khối trung học phổ thông hoặc giáo viên có thể tham khảo. 2- Điểm tồn tại của đề tài - Đối với học sinh khối cấp 2 phạm vi áp dụng của đê tài tương đối hẹp vì đây là một mảng kiến thức còn mới đối với học sinh cấp 2 - đề tài chỉ đề cập một số phương phương pháp giải cơ bản chưa mở rộng được các phương pháp giải nhanh chương II – Nội dung I – Cơ sở lý thuyết 1- Khi cho oxit axit(CO2,SO2...)vào dung dịch kiềm hoá trị I( NaOH, KOH...) có các trường hợp sau xảy ra: * Trường hợp 1: Khi cho CO2,SO2 vào dung dịch NaOH, KOH (Dung dịch kiềm) dư ta có một sản phẩm là muối trung hoà + H2O ). n(CO2 , SO2 ) < n( NaOH, KOH) Phương trình: CO2 + 2NaOH dư " Na2CO3 + H2O SO2 + 2KOH dư " K2SO3 + H2O * Trường hợp 2: Khi cho CO2, SO2 dư vào dung dịch NaOH, dung dịch KOH thì sản phẩm thu được là muối axit duy nhất. Tức là: n( CO2, SO2 ) > n ( NaOH, KOH...) Phương trình: CO2 + NaOH " NaHCO3 Hoặc cách viết: CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. Vì CO2 dư nên CO2 tiếp tục phản ứng với muối tạo thành: CO2 + Na2CO3 + H2O " 2NaHCO3 . * Trường hợp3: Nếu biết thể tích hoặc khối lượng của oxit axit và dung dịch kiềm thì trước hết ta phải tính số mol của cả 2 chất tham gia rồi lập tỉ số. a, Nếu: ≤ 1 Kết luận: Sản phẩm tạo ra muối axit và CO2 hoặc SO2 còn dư. Phương trình phản ứng:(xảy ra cả 2 phản ứng) CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. (1) CO2 + Na2CO3 hết + H2O " 2NaHCO3. (2) b, Nếu: ≥ 2 ( không quá 2,5 lần) Kết luận:Sản phẩm tạo ra muối trung hoà do nNaOH, nKOH dư. Phương trình phản ứng:(chỉ xảy ra 1 phản ứng). CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. (1) c, Nếu: 1 < < 2 Kết luận :Sản phẩm tạo ra là hỗn hợp hai muối:Muối axit và muối trung hoà . Phương trình phản ứng Ví dụ: CO2 + NaOH " NaHCO3 (I) CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. Hoặc cách viết: CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. CO2 + Na2CO3 + H2O " 2NaHCO3. (II) Hoặc: CO2 + NaOH " NaHCO3 NaHCO3 + NaOH " Na2CO3 + H2O (III) Nhận xét : - Trong cách viết phản ứng (II) ta viết phản ứng tạo thành Na2CO3 trước, sau đó dư CO2 mới tạo thành muối axit. - Cách này là đúng nhất vì lúc đầu lượng CO2 sục vào còn rất ít, NaOHdư do đó phải tạo thành muối trung hoà trước. - Cách viết (I) và (III) nếu như giải bài tập sẽ vẫn ra cùng kết quả như cách viết (II),nhưng bản chất hoá học không đúng.Ví dụ khi sục khí CO2 vào nước vôi trong, đầu tiên ta thấy tạo thành kết tủa và chỉ khi CO2 dư kết tủa mới tan tạo thành dung dịch trong suốt. CO2 + Ca(OH)2 " CaCO3¯ + H2O CaCO3¯ + CO2 + H2O " Ca(HCO3)2 tan Cách viết (I) chỉ được dùng khi khẳng định tạo thành hỗn hợp hai muối, nghĩa là : nCO2 < nNaOH < 2 nCO2 Hay: 1 < < 2 2- Khi cho dung dịch kiềm( NaOH, KOH...) tác dụng với P2O5 (H3PO4) Tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol: có thể có nhiều trường hợp xảy ra: = T (*) Do ta có tỉ lệ (*) vì khi cho P2O5 vào dung dịch KOH, dung dịch NaOH thì P2O5 sẽ phản ứng trước với H2O. PT: P2O5 + 3 H2O " 2 H3PO4 Nếu: T ≤ 1 thì sản phẩm là: NaH2PO4 PT: NaOH + H3PO4 dư " NaH2PO4 + H2O Nếu: 1 < T < 2 Sản phẩm tạo thành là: NaH2PO4 + Na2HPO4 PT: 3NaOH + 2H3PO4 dư " NaH2PO4 + Na2HPO4 + 3H2O. Nếu: T = 2 thì sản phẩm tạo thành là Na2HPO4 PT: 2NaOH + H3PO4 " Na2HPO4 + 2H2O. Nếu: 2<T < 3.Sản phẩm tạo thành là hỗn hợp hai muối: Na2HPO4 và Na3PO4. PT: 5NaOH + 2H3PO4 " Na3PO4 + Na2HPO4 + 5H2O. Nếu: T ≥ 3 thì sản phẩm tạo thành là: Na3PO4 và NaOH dư PT: 3NaOH + H3PO4 " Na3PO4 + 3H2O. 3- Cho oxit axit (SO2 , CO2...) vào dung dịch kiềm hoá trị II (Ca(OH)2, Ba(OH)2...) *Trường hợp 1: Nếu đề bài cho CO2, SO2 vào dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2dư thì sản phẩm tạo ra là muối trung hoà và H2O. Phương trình phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 dư " CaCO3¯ + H2O (phản ứng này dùng để nhận biết ra khí CO2) *Trường hợp 2: Nếu đề bài cho CO2, SO2 từ từ vào dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 đến dư cho sản phẩm duy nhất là muối axit. Phương trình phản ứng: 2SO2 dư + Ba(OH)2 " Ba(HSO3)2 Hoặc: Ví dụ; CO2 + Ca(OH)2 " CaCO3¯ + H2O CaCO3¯ + CO2 + H2O " Ca(HCO3)2 tan *Trường hợp 3: Nếu bài toán chỉ cho biết thể tích hoặc khối lượng của một chất thì phải biện luận các trường hợp: * Nếu: ≤ 1 Kết luận: sản phẩm tạo thành là muối trung hoà. Phương trình phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 dư " CaCO3¯ + H2O * Nếu : ≥ 2 (không quá 2,5 lần) Kết luận: sản phẩm tạo thành là muối axit. Phương trình phản ứng: 2CO2 dư + Ca(OH)2 " Ca(HCO3)2 Hoặc: CO2 + Ca(OH)2 " CaCO3¯ + H2O CaCO3¯ + CO2 + H2O " Ca(HCO3)2 tan * Nếu: 1< < 2 Kết luận : Sản phẩm tạo thành là muối trung hoà và muối axit. Cách viết phương trình phản ứng: Cách 1: CO2 + Ca(OH)2 " CaCO3¯ + H2O CaCO3¯ + CO2 + H2O " Ca(HCO3)2 tan Cách 2: CO2 + Ca(OH)2 " CaCO3¯ + H2O 2CO2 dư + Ca(OH)2 " Ca(HCO3)2 Cách 3: 2CO2 dư + Ca(OH)2 " Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 " 2CaCO3 ¯ + 2H2O. *Chú ý: Cách viết 1 là đúng bản chất hoá học nhất. Cách 2 và 3 chỉ được dùng khi biết tạo ra hỗn hợp 2 muối. Ví dụ1: Cho a mol khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch chứa b mol NaOH sau khi thí nghiệm kết thúc thì thu được dung dịch A. Hỏi dung dịch A có thể chứa những chất gì? Tìm mối liên hệ giữa a và b để có những chất đó? Bài giải CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. (1) a(mol) b(mol) *Trường hợp 1: CO2 phản ứng vừa đủ với NaOH: n NaOH = 2n CO2 ị b = 2a. Dung dịch sau phản ứng chứa Na2CO3 . *Trường hợp 2: NaOH dư:ị b > 2a Dung dịch sau phản ứng chứa: Na2CO3 = a (mol). NaOH = (b-2a)mol. Phương trình phản ứng: CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. (2) Số mol Trước P/ư a b các chất Phản ứng a 2a a a Sau P/ư 0 b-2a a a *Trường hợp 3: CO2 dư ị b < 2a. CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O. (3) Số mol Trước P/ư a b các chất Phản ứng b/2 b b/2 b/2 Sau P/ư a- b/2 0 b/2 b/2 Sau phản ứng : CO2 dư = (a- b/2) mol. Na2CO3 = b/2 mol CO2 + H2O + Na2CO3 " 2NaHCO3 (4) a-b/2 b/2 (mol) Nếu: CO2 phản ứng vừa đủ hoặc dư với Na2CO3 theo phương trình (4) => a - b/2 ≥ b/2 ị a ≥ b. Dung dịch chỉ chứa:NaHCO3 = 2nNa2CO3 = b (mol) Nếu: Na2CO3 dư theo phương trình (4) => b/2 > a – b/2 ị b/2 < a < b a – b/2 > 0 Dung dịch sau phản ứng chứa 2 chất: NaHCO3 = 2( a- b/2 ) (mol) Na2CO3 dư = b/2 – (a-b/2) = b- a (mol) II – Bài tập: 1- Dạng bài tập CO2,SO2 phản ứng với dung dịch kiềm NaOH, KOH. Bài 1: Người ta dùng dung dịch NaOH 0,1 M để hấp thụ 5,6 l CO2( đo ở đktc).Tính V dung dịch NaOH đủ để: a,Tạo ra muối axit.Tính nồng độ mol/l của muối này trong dung dịch sau phản ứng ? b,Tạo ra muối trung hoà.Tính nồng độ mol/l của muối này trong dung dịch sau phản ứng? c.Tạo ra cả hai muối với tỉ lệ số mol là 2:1.Tính nồng độ mol/l của mỗi muối có trong dung dịch sau phản ứng? *Phân tích đề bài: - Để tạo ra muối axit thì tỉ lệ: nCO2 : nNaOH = 1:1. - Để tạo ra muối trung hoà: nCO2 : nNaOH = 2:1. - Để tạo ra cả hai muối tỉ lệ 2:1 thì tỉ lệ về số mol. 1 < nCO2 : nNaOH < 2. Bài giải nCO2 = = 0,25 ( mol) a, Trường hợp tạo ra muối axit. Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 1 ) 1 1 mol Theo(1) : nNaOH = nCO2 = 0,25 (mol) do đó Vd2 NaOH = = 2,5 (mol) và nNaHCO3 = nCO2 = 0.25 (mol) do đó. CM( NaHCO3) = = 0,1 (M) b,Trường hợp tạo ra muối trung hoà. Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (2) 2(mol) 1(mol) 1 ( mol) Theo (2): nNaOH = 2nCO2 = 2.0,25 = 0,5 (mol) do đó: Vd2 NaOH = = 5 ( lit ) Và: nNaOH = nCO2 = 0,25 (mol) ị CM(NaOH) = = 0,05 (M) c,Trường hợp tạo ra cả hai muối với tỉ lệ số mol 2 muối là 2:1 ị nNaHCO3 : nNa2CO3 = 2 : 1 (*) Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 3 ) 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (4) Theo (*) ta phải nhân đôi (3) rồi cộng với (4) ta được: 4NaOH + 3CO2 " 2NaHCO3 + Na2 CO3 + H2O (5) Theo (5) nNaOH = .0,25 = 0,33 (mol) Do đó: VNaOH = = 3,3 (lit) và : (5) =>nNaOH = nCO2 = .0,25 = 0,167 (mol) (5) => nNa2CO3 = nCO2 = .0,25 = 0,083 (mol) Vậy : CM(NaHCO3) = = 0,05 ( M ) CM( Na2CO3) = = 0,025 ( M ) Bài 2: Dẫn khí CO2 điều chế được bằng cách cho 100 g đá vôi tác dụng với dung dịch HCl dư, đi qua dung dịch chứa 60 g NaOH.Tính khối lượng muối tạo thành: * Phân tích đề bài: - Trước khi tính khối lượng muối tạo thành ta phải xác định muối nào được tạo ra sau phản ứng - Khi cho axit HCl tác dụng với CaCO3 có một sản phẩm tạo ra là khí CO2 ta sẽ tính được số mol CO2dựa vào mCaCO3 = 100 g. - Tính số mol của 60 g NaOH. - Xét tỉ lệ nNaOH : nCO2 . - Dựa vào tỉ lệ xác định muối tạo thành từ đó dựa vào số mol CO2,số mol NaOH tính được khối lượng muối. Bài giải nCaCO3 = = 1 (mol) Phương trình phản ứng: CaCO3 + 2HCl " CaCl2 + CO2 + H2O (1) Theo ( 1 ) nCO2 = nCaCO3 = 1(mol) nNaOH = = 1,5 (Mol) Ta có : 1 < = 1,5 < 2 Kết luận:Sản phẩm tạo ra 2 muối ta có phương trình phản ứng. *Cách 1: CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 2 ) NaHCO3 + NaOH " Na2CO3 + H2O (3) Theo (2) nNaOH = nNaHCO3 = nCO2 = 1 mol. nNaOH dư tham gia phản ứng (3) là: 1,5 -1= 0,5 (mol) Theo (3) nNaOH dư = nNaHCO3 = nNa2CO3 = 0,5 (mol) Vậy: nNaOH dư còn lại trong dung dịch là: 1 - 0,5 = 0,5 (mol) mNaHCO3 = 0,5.84 = 46 (g) mNa2CO3 = 0,5.106 = 53 (g) *Cách 2: Sau khi tính số mol lập tỉ số khẳng định sản phẩm tạo ra hai muối: Ta có thể viết phương trình theo cách sau: Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (4) CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 5 ) Gọi x,y lần lượt là số mol CO2 tham gia phản ứng (4),(5) (hoặc có thể đặt số mol của hai muối tạo thành ). Ta có: Phương trình: x + y = 1 (I) Theo (4) => nNaOH = 2nCO2 = 2x (mol) Theo (5) => nNaOH = nCO2 = y (mol) SnNaOH = 1,5 (mol) do đó ta có: 2x + y = 1,5 (II) Kết hợp (I),(II) ta có hệ phương trình : x + y = 1 ( I ) x = 0,5 ( mol) => y = 0,5 (mol) 2x + y = 1,5 (II) Vậy: mNaHCO3 = 0,5 . 84 = 46 (g) mNa2CO3 = 0,5.106 = 53 (g) *Cách 3: 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (5) Số mol Trước P/ư 1,5 1 các chất Phản ứng 1,5 .1,5 .1,5 Sau P/ư 0 0,25 0,75 Vì CO2 dư nên tiếp tục phản ứng với Na2CO3 theo phương trình: CO2 + N a2CO3 + H2O " 2NaHCO3 (6) Số mol Trước P/ư 0,25 0,75 các chất Phản ứng 0,25 0,25 2. 0,25 Sau P/ư 0 0,5 0,5 Dung dịch sau phản ứng gồm: Na2CO3 : 0,5 (mol) NaHCO3 : 0,5 (mol) => mNa2CO3 = 0,5 . 106 = 53 (g) => mNaHCO3 = 0,5 . 84 = 46 (g) Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 Lít CO2 vào 500 ml dung dịch NaOH thu được 17,9gam muối.Tính CM của dung dịch NaOH. *Phân tích đề bài: Ta có CM = VNaOH = 500(ml) = 0,5 lít Để tính CM(NaOH) ta phải tính được nNaOH. Khi cho CO2hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH chưa biết nNaOH.Ta không thể lập được tỉ số nNaOH : nCO2 Để xác định sản phẩm.Ta phải xét cả 3 trường hợp xảy ra: Bài giải: *Trường hợp 1: nCO2 ≥ nNaOH Sản phẩm tạo ra là muối axit. Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 1 ) nCO2 = = 0,2 (mol) Muối sau phản ứng là NaHCO3. nNaHCO3 = = 0,2 ( mol). Theo (1) nCO2 = nNaOH = 0,2 (mol) CM(NaOH) = = 0,4 (mol/l) *Trường hợp 2: nNaOH ≥ nCO2 sản phẩm tạo ra là muối trung hoà . Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (2) nNa2CO3 = = 0,17 (mol) Theo (2) nNaOH = nCO2 = 0,17 (mol) =>nCO2 dư . nCO2 dư = 0,2 – 0,17 = 0,03 (mol) Do CO2dư sẽ phản ứng với sản phẩm của phản ứng (2). CO2 + N a2CO3 + H2O " 2NaHCO3 (3) Theo (3): nNaHCO3 = nCO2 = nNa2CO3 = 0,03 (mol) => nNa2CO3 dư còn lại trong dung dịch sau phản ứng (3) là: nNa2CO3 = 0,17 – 0,03= 0,14 ( mol ) => mNa2CO3 = 0,14 . 106 = 14,8 (g) (3) => nNaHCO3 = 2.0,03 = 0,06 (mol) => mNaHCO3 = 0,06.84 = 5,04 (g) Do đó khối lượng của hai muối là: m = 5,04 + 14,84 = 19,8 (g) > 17,9 (g). Vậy trường hợp 2 loại: *Trường hợp 3: Tạo ra hai muối ( muối axit và muối trung hoà) Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 4 ) 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (5) Gọi x,y lần lượt là số mol của NaHCO3và Na2CO3 (x, y > 0) Theo bài ra ta có phương trình : 84 x + 106 y = 17,9 ( I ) Theo phương trình phản ứng (4),(5) tổng số mol CO2 bằng tổng số mol 2 muối ta có phương trình: x + y = 0,2 ( II ) Kết hợp (I) và (II) ta được: 84 x + 106 y = 17,9 ( I ) => x = 0,15 ( mol ) x + y = 0,2 ( II ) y = 0,05 ( mol ) (4) => nNaOH = nNaHCO3 = x = 0,15 (mol) (5) => nNaOH = 2 nNa2CO3 = 2.0,05 = 0,1 (mol) Do đó:Tổng số mol NaOH tham gia phản ứng là: nNaOH = 0,1 + 0,15 = 0,25 (mol) => CM(NaOH) = = 0,5 (mol) *Chú ý: Nếu bài toán chỉ cho thể tích hoặc số mol một chất ta phải xét cả ba trường hợp tao ra muối axit hoặc muối trung hoà hoặc tạo ra hỗn hợp hai muối. Bài 4: Người ta dẫn 2,24 lít khí CO2 (ở đktc) qua bình đựng dung dịch NaOH. Khí CO2 bị hấp thụ hoàn toàn. Sau phản ứng muối nào được tạo thành với khối lượng là bao nhiêu gam? (Đề thi học sinh giỏi tỉnh Hải Dương 98 -99) *Phân tích đề bài: Với bài tập này chỉ cho trước số mol (tức VCO2 ở đktc) của CO2 còn số mol NaOH chưa biết. Vì vậy muốn biết muối nào được tạo thành và khối lượng là bao nhiêu ta phải xét các trường hợp xảy ra: Bài giải nCO2 = = 0,1 (mol) *Trường hợp1: Sản phẩm tạo thành là: Na2CO3. nCO2 = 2nNaOH. Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (1) Theo (1) nCO2 = nNaCO3 = 0,1 (mol) => mNa2CO3 = 0,1 . 106 = 10,6 (g) *Trường hợp2:Sản phẩm tạo thành là muối axit: NaHCO3. nCO2 = nNaOH Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 2 ) Theo (2) nNaHCO3 = nCO2 = 0,1 (mol) => mNaHCO3 =0,1 . 84 = 8,4 (g) *Trường hợp3: Sản phẩm tạo thành là hỗn hợp hai muối. NaHCO3 và Na2CO3 Khi đó 1 < < 2. Các phương trình phản ứng : CO2 + NaOH " NaHCO3 ( 3 ) 2NaOH + CO2 " Na2CO3 + H2O (4) Và khối lượng hỗn hợp hai muối: 8,4 (g) < mNaHCO3 + mNa2CO3 < 10,6 (g) * Bài tập vận dụng : Bài 5: Cho 16,8 lit CO2(ở đktc) hấp thụ hoàn vào 600 ml dung dịch NaOH 2M.Thu được dung dịch A. 1.Tính tổng khối lượng muối có trong dung dịch A. 2. Lấy dung dịch A cho tác dụng với một lượng dư BaCl2 .Tính khối lượng kết tủa tạo thành . Bài 6: Dẫn khí CO2 điều chế được bằng cách cho 10 (g)CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl dư vào dung dịch NaOH.Tính khối lượng muối tạo thành. (Cho Na =23,O = 16, C = 12, H = 1, Ca = 40) Bài 7: Hoà tan m(gam) hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 vào 55,44 gam H2O được 55,44 ml dung dịch ( d =1,0822 ),bỏ qua sự biến đổi thể tích. Cho từ từ dung dịch HCl 0,1 M vào dung dịch trên cho đến khi thoát ra 1,1 gam khí thì dừng lại.Dung dịch thu được cho tác dụng với nước vôi trong tạo ra 1,5 gam kết tủa khô.Giá trị m và thể tích dung dịch HCl 0,1 M là: 5,66 gam ; 0,05 lít 4,56 gam ; 0,025 lít 56,54 gam ; 0,25 lít. 4,56 gam ; 0,5 lít Bài 8: Nung 20 gam CaCO3 và hấp thụ hoàn toàn thể tích khí tạo ra do sự nhiệt phân CaCO3 nói trên trong 0,5 lit dung dịch NaOH 0,56 M . Nồng độ mol của muối cacbonat thu được (cho Ca = 40) là. A. CM ( Na2CO3) = 0,12 M ,CM(NaHCO3) = 0,08 M B. CM ( Na2CO3) = 0,16 M ,CM(NaHCO3) = 0,24 M C. CM ( Na2CO3) = 0,4 M ,CM(NaHCO3) = 0 D. CM ( Na2CO3) = 0, CM(NaHCO3) = 0,40 M 2- Dạng bài tập P2O5 phản ứng với dung dịch NaOH, KOH. Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 g phôtpho thu được chất A.Cho chất A tác dụng với 800 ml dung dịch NaOH 0,6 M . Thì thu được muối gì? Bao nhiêu gam? * Phân tích đề bài: - Đốt cháy phốt pho ta thu được P2O5 (A). Cho A (P2O5 )tác dụng với dungdịch NaOH thì P2O5 sẽ phản ứng với H2O trước tạo ra H3PO4. - Tính số mol H3PO4 và số mol NaOH. - Xét tỉ số: từ đó xác định được muối gì được tạo thành .