TRƯỜNG ĐH THỦ ĐÔ HÀ NỘI KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THÚY HẰNG ĐỒ THỊ TRONG HÓA HỌC, ỨNG DỤNG TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI THCS KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM HÓA HỌC Hà Nội, tháng năm 2019 TRƯỜNG ĐH THỦ ĐÔ HÀ NỘI KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THÚY HẰNG ĐỒ THỊ TRONG HÓA HỌC, ỨNG DỤNG TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI THCS KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM HÓA HỌC GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Thị Nụ Hà Nội, tháng năm 2019 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Bài tập hóa học xu hướng phát triển 1.1.1 Bài tập hóa học 1.1.1.1.Khái niệm 1.1.1.2.Vai trò, ý nghĩa : 1.1.1.3.Phân loại : 1.1.2.Xu hướng phát triển : 1.2 Học sinh giỏi : 1.2.1.Quan niệm học sinh giỏi : .6 1.2.1.1.Những phẩm chất lực học sinh giỏi hóa học : 1.2.1.2.Mục tiêu việc bồi dưỡng HSG : 1.2.2.Khái niệm tập hóa học cho học sinh giỏi : 1.3 Yêu cầu xây dựng tập hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi : 1.3.1.Nguyên tắc : .9 1.3.1.1.Hệ thống tập phải đảm bảo tính xác, khoa học .9 1.3.1.2.Hệ thống tập phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng 1.3.1.3.Hệ thống tập phải đảm bảo tính vừa sức 10 1.3.2.Quy trình xây dựng tập hóa học bổi dưỡng học sinh giỏi [ 15 ] 10 Tiểu kết chương 12 CHƯƠNG : BÀI TẬP ÁP DỤNG PPDH BẰNG ĐỒ THỊ DẠY HỌC 13 2.1 Hệ thống kiến thức : 13 2.1.1.Bản chất phản ứng hóa học : .13 2.1.1.1.CO2 ( SO2 ) tác dụng với bazơ : 13 2.1.1.2.OH- tác dụng với dung dịch H+, Al3+, Zn2+ 14 2.2 Hệ thống tập : 15 2.2.1.CHUYÊN ĐỀ : XO2 TÁC DỤNG VỚI KIỀM 15 2.2.1.1.Dạng :XO2 tác dụng với dung dịch M(OH)2 15 2.2.1.2.Dạng : XO2 phản ứng với dung dich gồm M(OH)2, AOH .23 2.2.2.CHUYÊN DỀ : OH- TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH Al3+, Zn2+ 31 2.2.2.1.Dạng : OH- tác dụng với dung dịch Al3+ 31 2.2.2.2.Dạng : OH- tác dụng với dung dịch Zn2+ 37 2.2.3.CHUYÊN ĐỀ : H+ PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA H+, AlO2- .45 Tiểu kết chương 53 KẾT LUẬN .54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành bày tỏ lịng cảm ơn kính trọng sâu sắc T.S Nguyễn Thị Nụ - giảng viên mơn Hóa học trường Đại học Thủ Hà Nội – người tận tình hướng dẫn em suốt q trình tiến hành thực khóa luận Cô tạo điều kiên thuận lợi cho em học tập nghiên cứu Em học nhiều cô từ phong cách làm việc phương pháp nghiên cứu khoa học Em xin thể lịng kính trọng lịng biết ơn đến thầy tổ Hóa – khoa Khoa học Tự nhiên trường Đại học Thủ đô Hà Nội giúp đỡ em suốt năm học để em có kiến thức hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, thầy cô giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành tốt khóa luận Cuối cùng, em xin cảm ơn tất người thân, thầy cô, bạn bè động viên, giúp đỡ em q trình học tập hồn thành khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, tháng năm 2019 Sinh viên Nguyễn Thúy Hằng DANH MỤC VIẾT TẮT GV Giáo viên HS Học sinh BTHH Bài tập hóa học THCS Trung học sở SGK Sách giáo khoa HSG Học sinh giỏi HSGHH Học sinh giỏi Hóa học LỜI MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài : Trong học tập hóa học, việc giải tập củng cố kiến thức có ý nghĩa vơ quan trọng Ngồi việc rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức học sinh, đào sâu mở rộng kiến thức học cách sinh động, tập hóa học cịn dùng để ôn tập, rèn luyện số kĩ hóa học tốn học Việc giải tập giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thơng minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải toán lại mang lại ý nghĩa quan trọng học sinh đặc biệt học sinh giỏi Một tốn có phương pháp giải có tốn đưa nhiều phương pháp giải khác tùy theo khả nhận thức, khả tư người Nếu giáo viên biết lựa chọn phương pháp hợp lý, thích hợp với lực học sinh giúp học sinh nắm vững kiến thức chất tượng hóa học Qua trình tìm hiểu, học hỏi qua thầy cô, mạng xã hội bạn bè, tích lũy phương pháp đồ thị để giải tập hóa học, đồ thị hóa học mang lại ý nghĩa quan trọng việc giải toán Việc vận dụng phương pháp đồ thị tốn học để giải số tập hóa học đặc biệt toán liên quan đến CO2 ( SO2) tác dụng với dung dịch kiềm, OH- tác dụng với dung dịch chứa H+, Al3+, Zn2+ có ý nghĩa quan trọng Việc sử dụng đồ thị giúp học sinh thuận lợi cho việc học mơn Hóa học, tiết kiệm nhiều thời gian tính tốn, nhanh chóng có kết quả, kích thích khả tư học sinh Từ lí trên, tơi chọn đề tài : “ Đồ thị hóa học, ứng dụng bồi dưỡng học sinh giỏi THCS ” Mục đích nghiên cứu : Mục đích đề tài xây dựng hệ thống tập đồ thị chương trình hóa học THCS nhằm bồi dưỡng học sinh khá, giỏi Nhiệm vụ nghiên cứu : Đối tượng nghiên cứu : Đồ thị hóa học, ứng dụng bồi dưỡng học sinh khá, giỏi chương trình THCS Phạm vi nghiên cứu : Bài tốn đồ thị chương trình hóa học THCS Phương pháp nghiên cứu : Phương pháp nghiên cứu lí luận : Nghiên cứu tài liệu, văn có liên quan đến việc xây dựng hệ thống tập đồ thị chương trình hóa học THCS nhằm bồi dưỡng học sinh khá, giỏi Cấu trúc đề tài : Đề tài gồm phần : Phần : Mở đầu Phần : Nội dung gồm chương Chương : Cơ sở lí luận thực tiễn đề tài Chương : Áp dụng PPDH đồ thị để dạy học số chủ đề : Phần : Kết luận CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Bài tập hóa học xu hướng phát triển 1.1.1 Bài tập hóa học 1.1.1.1 Khái niệm Khái niệm tập Theo từ điểm Tiếng Việt : “ Bài tập cho HS làm để vận dụng điều học ” Bài tập lựa chọn cách phù hợp với nội dung cụ thể rõ ràng Muốn giải tập này, HS phải biết suy luận logic dựa vào kiến thức học, phải sử dụng khái niệm, định luật, học thuyết, phép toán,… đồng thời phải biết phân biệt loại tập để tìm hướng giải hợp lý có hiệu Khái niệm BTHH vấn đề không lớn mà trường hợp tổng quát giải nhờ logic, phép tốn thí nghiệm sở khái niệm, định luật, học thuyết phương pháp hóa học Trong thực tiễn dạy học trường THCS, BTHH giữ vai trị vơ quan trọng BTHH vừa mục đích, vừa nội dung lại vừa phương pháp dạy học hiệu Nó khơng cung cấp cho học sinh kiến thức, đường giành lấy kiến thức mà mang lại niềm vui khám phá, tìm tịi tìm đáp án đúng, giải toán hay Hơn nữa, BTHH mang lại cho người học trạng thái hưng phấn, hứng thú nhận thức Điều đáp ứng tiêu quan trọng dạy học ngày nay, dạy học theo lợi ích, nhu cầu, hứng thú người học Nhờ phát huy tối đa tính tích cực, chủ động, sáng tạo người học 1.1.1.2 Vai trò, ý nghĩa : Bài tập hóa học nói chung tốn hóa học nói riêng có ý nghĩa, tác dụng to lớn nhiều mặt :  Làm xác hóa khái niệm hóa học, củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức cách sinh động, phong phú, hấp dẫn Chỉ vận dụng kiến thức vào việc giải tập, học sinh nắm kiến thức cách sâu sắc  Giúp học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiến thức cách tích cực Khi ôn tập, học sinh buồn chán yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức thực tế cho thấy học sinh thích giải tập ôn tập  Giúp học sinh rèn luyện kĩ hóa học cân phương trình hóa học,… Nếu tập thực nghiệm rèn luyện kĩ thực hành góp phần vào việc giáo dục kĩ tổng hợp cho học sinh  Rèn luyện khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao động sản xuất bảo vệ môi trường, kĩ sử dụng ngơn ngữ hóa học thao tác tư  Phát triển học sinh lực tư logic, biện chứng, khái quát, độc lập, thông minh sáng tạo  Rèn luyện đức tính xác, kiên nhẫn, trung thực lòng say mê khoa học cho học sinh Bài tập thực nghiệm cịn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động cho học sinh ( lao động có tổ chức, kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, nơi làm việc ) 1.1.1.3 Phân loại : Có nhiều cách phân loại BTHH, chưa đồng nhất, tùy theo việc lựa chọn sở phân loại Chẳng hạn :  Dựa vào mức độ kiến thức : tập bản, tập nâng cao  Dựa vào nội dung chương trình : tập vơ cơ, tập hữu  Dựa vào tính chất tập : tập định tính, tập định lượng  Dựa vào mục đích dạy học : tập hình thành kĩ năng, tập củng cố, kiến thức nâng cao  Dựa vào kĩ phương pháp giải tập : lập cơng thức hóa học, tính theo PTHH  Dựa vào mức độ nhận thức học sinh : tập biết, hiểu, vận dụng, vận dụng cao Tuy nhiên cách phân loại khơng có ranh giới rõ rệt 1.1.2 Xu hướng phát triển : Hiện nay, tập hóa học trường THCS nói chung bồi dưỡng học sinh – giỏi nói riêng đa dạng phong phú nội dung thể loại Trước kì thi học sinh giỏi cấp, ta thường gặp tập có nội dung kiến thức nâng cao, mở rộng đào sâu nhiều so với nội dung kiến thức trương trình SGK Thực tiễn bồi dưỡng học sinh – giỏi, nội dung tập xây dựng theo xu hướng :  Loại bỏ tập có nội dung hóa học nghèo nàn lại cần thuật toán phức tạp để giải  Loại bỏ tập có nội dung xa rời phi thực tiễn hóa học  Tăng cường sử dụng tập thực nghiệm  Xây dựng tập bảo vệ môi trường  Xây dựng tập để rèn luyện cho học sinh lực phát vấn đề giải vấn đề có liên quan đến hóa học vận dụng kiến thức vào thực tiễn sống  Đa dạng hóa loại hình tập : Bài tập hình vẽ, tập sơ đồ, lắp dụng cụ thí nghiệm,…  Xây dựng tập có nội dung hóa học phong phú, sâu sắc, phần tính tốn đơn giản, nhẹ nhàng  Xây dựng tăng cường sử dụng tập thực nghiệm định lượng Để giải tập phát triển theo xu hướng nêu trên, đòi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức chương trình hóa học THCS, ngồi phải nâng cao, mở rộng đào sâu kiến thức theo nội dung chương trình Bên cạnh đó, học sinh phải rèn luyện lực phát giải vấn đề, lực suy luận, lực tổng hợp kiến thức, lực tự học, tự đọc, tự tìm tịi; độc lập suy nghĩ linh hoạt sáng tạo học tập,… 1.2 Học sinh giỏi : 1.2.1 Quan niệm học sinh giỏi : Nhìn chung nước dùng hai thuật ngữ Gift ( giỏi, có khiếu ) Talent ( tài ) để HSG Luật bang Georgia ( Hoa Kì ) định nghĩa HSG : “ HSG HS chứng minh trí tuệ trình độ cao, có khả sáng tạo, thể động học tập mãnh liệt, đạt xuất sắc lĩnh vực lý thuyết, khoa học, người cần giáo dục đặc biệt phục vụ đặc biệt để đạt trình độ tương ứng với lực người ” Ở Mỹ người ta định nghĩa “ HSG HS, người trẻ tuổi, có dấu hiệu khả hồn thành xuất sắc cơng việc lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật, khả lãnh đạo lĩnh vực lý thuyết chuyên biệt Những người đòi hỏi phục vụ hoạt động khơng theo trường hợp lớp thông thường nhằm phát triển hết lực họ Cơ quan giáo dục Hoa Kì miêu tả khái niệm HSG : “ Đó HS có khả thể xuất sắc lực trội lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, khả lãnh đạo, nghệ thuật lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt Những HS thể tài đặc biệt tất bình diện xã hội, văn hóa kinh tế Nhiều nước quan niệm : HSG đứa trẻ có lực lĩnh vực lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật lực lãnh đạo lĩnh vực lí thuyết Như vậy, HSG cần có phục vụ hoạt động học tập điều kiện đặc biệt để phát triển lực sáng tạo họ 1.2.1.1 Những phẩm chất lực học sinh giỏi hóa học : Hóa học mơn khoa học thực nghiệm.Vì theo tác giả Vũ Anh Tuấn Trịnh Lê Hồng Phương, học sinh giỏi hóa học phải học sinh hội tụ phẩm chất, lực sau :  Có kiến thức hóa học vững vàng, hệ thống ( nắm vững chất hóa học tượng hóa học )  Có khả nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng khả sử dụng phương pháp phán đoán : quy nạp, diễn dịch, loại suy,…  Biết tìm đường ngắn nhất, hay nhất, độc đến đích có khả diễn đạt ý tưởng cách ngắn gọn, xác,  Có lực thực hành tốt ( có kĩ tiến hành thí nghiệm hóa học, biết nhận xét tượng phân tích kết thí nghiệm để rút kiến thức ) Biết nêu dự đốn, lí luận giải thích cho tượng xảy thực tế, biết dùng thực nghiệm để kiểm chứng lại lí thuyết  Có khả quan sát, nhận thức, nhận xét tượng tự nhiên Phẩm chất hình thành từ lực quan sát sắc sảo, mơ tả, giải thích tượng q trình hóa học, lực thực hành học sinh  Có khả vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thức, kĩ có để giải vấn đề, tình Đây phẩm chất cao cần có HSG  Có lịng say mê đặc biệt với mơn Hóa học; kiên trì, bền bỉ để học tập, nghiên cứu thời gian dài Có ý thức tự học, tự hồn thiện kiến thức  Có kiến thức văn hóa tảng : Kiến thức mơn bổ trợ tốn học, vật lí, sinh học, ngoại ngữ, tin học,… Trên sở phân tích xu hướng phát triển tập hóa học giai đoạn đổi ( đặc biệt năm 2020 thay đổi SGK ) với mục tiêu phát triển, bổi dưỡng học sinh có khả học tập tốt mơn Hóa học để tham dự kì thi học sinh giỏi, tơi tiến hành phân tích đề thi học sinh giỏi nhiều năm, nhiều địa phương khác để xác định mức độ kiến thức cần bổi dưỡng thêm giúp học sinh nắm vững mở rộng kiến thức đồng thời xây dựng hệ thống tập nhằm luyện tập rèn luyện khả tư vận dụng lí thuyết để giải tập hóa học cho học sinh Nội dung trình bày chương 1.2.1.2 Mục tiêu việc bồi dưỡng HSG : Theo tài liệu mục tiêu việc bồi dưỡng HSG : + Phát triển phương pháp suy nghĩ trình độ cao phù hợp với khả trí tuệ HS + Thúc đẩy đông học tập + Bồi dưỡng lao động, làm việc sáng tạo + Phát triển kĩ năng, phương pháp thái độ tự học suốt đời + Nâng cao ý thức khát vọng tuổi trẻ tự chịu trách nhiệm + Khuyến khích phát triển lương tâm ý thức trách nhiệm đóng góp xã hội + Hình thành, rèn luyện phát triển khả nghiên cứu khoa học + Tạo điều kiện tốt để phát triển khả năng, khiếu HS + Định hướng nghề nghiệp + Hình thành, rèn luyện phát triển khả giao tiếp, ứng xử tình xảy 1.2.2 Khái niệm tập hóa học cho học sinh giỏi : Từ khái niệm HSG ta hiểu HSGHH HS có lực trội, có biểu khă hồn thành xuất sắc hoạt động lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, đặc biệt khả chuyên biệt học tập nghiên cứu HH Như vậy, HSGHH có kiến thức hóa học vững vàng chuyên sâu, biết vận dụng kiến thức HH linh hoạt tình huống, có khả tư khái qt sáng tạo Đồng thời cịn có kĩ thực nghiệm thành thạo có lực nghiên cứu khoa học HH 1.3 Yêu cầu xây dựng tập hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi : 1.3.1 Nguyên tắc : Khi xây dựng hệ thống tập ứng dụng đồ thị bồi dưỡng HSG Hóa học THCS, tơi dựa vào ngun tắc sau : 1.3.1.1 Hệ thống tập phải đảm bảo tính xác, khoa học Khi xây dựng, nội dung tập phải có xác kiến thức hóa học, tập cho đủ kiện, không thừa hay thiếu Các tập không mắc sai lầm hay thiếu xác cách diễn đạt, nội dung thiếu logic Vì vậy, giáo viên tập cần nói, viết cách logic, xác đảm bảo tính khoa học 1.3.1.2 Hệ thống tập phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng Vận dụng quan điểm hệ thống – cấu trúc vào việc xây dựng tập cho học sinh Trước hết xác định tập Mỗi tập tương ứng với kĩ định tập khơng thể dàn trải cho kĩ năng, Toàn hệ thống gồm nhiều tập hình thành hệ thống kĩ tồn diện cho học sinh giỏi hóa học Mặt khác, hệ thống tập phải xây dựng đa dạng, phong phú Sự đa dạng hệ thống tập giúp cho việc hình thành kĩ cụ thể, chuyên biệt hiệu 1.3.1.3 Hệ thống tập phải đảm bảo tính vừa sức Bài tập phải xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp : Đầu tiên tập vận dụng đơn giản, sau tập vận dụng phức tạp hơn, cuối tập đòi hỏi tư duy, sáng tạo Tuy nhiên, tập vận dụng đơn giản mang tính chất tập dành cho học sinh – giỏi, tập cho học sinh đại trà 1.3.2 Quy trình xây dựng tập hóa học bổi dưỡng học sinh giỏi [ 15 ] Bước : Xác định mục đích hệ thống tập Mục đích xây dựng hệ thống tập tập sử dụng đồ thị để giải tập nhằm bồi dưỡng HS khá, giỏi mơn hóa học THCS Bước : Xác định nội dung hệ thống tập Nội dung hệ thống tập phải bao quát kiến thức sử dụng đồ thị chương trình hóa học THCS, gồm : + Bản chất q trình + Phương trình hóa học Bước : Xác định loại tập, kiểu tập Bao gồm tập định tính tập áp dụng phương pháp đồ thị chương trình hóa học THCS Mỗi loại tập bao gồm chuyên đề, dạng tương ứng 10 Bước : Thu thập thông tin để xây dựng hệ thống tập  Dựa vào chuẩn kiến thức, kĩ học sinh – giỏi : vận dụng vận dụng mức độ cao ( phân tích, đánh giá, sáng tạo )  Dựa vào phẩm chất, lực học sinh – giỏi ( 1.2.1.2 )  Tham khảo đề thi HSG lớp thi vào 10 chuyên Bước : Tiến hành xây dựng hệ thống tập  Soạn loại tập  Xây dựng phương pháp giải tập  Sắp xếp tập thành chuyên đề xác định 11 Tiểu kết chương Trong chương 1, đưa khái niệm bản, sở lý luận nhằm làm tảng cho chương – Áp dụng phương pháp dạy học đồ thị dạy học Cụ thể chương gồm :  Khái niệm tập hóa học, tốn Hóa học, vai trị, ý nghĩa, cách phân loại xu hướng phát triển BTHHs  Khái niệm học sinh giỏi, tập hóa học cho học sinh giỏi; phẩm chất lực cần có HSG mơn hóa học THCS  Cơ sở xây dựng hệ thống tập đò thị nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học THCS Những nội dung sở để nghiên cứu, tuyển chọn xây dựng hệ thống tập sử dụng đồ thị : XO2 tác dụng với dung dịch gồm M(OH)2 AOH, OH- tác dụng với dung dịch H+, Al3+, Zn2+, H+ tác dụng với dung dịch chứa H+, AlO− nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa học THCS 12 CHƯƠNG : BÀI TẬP ÁP DỤNG PPDH BẰNG ĐỒ THỊ DẠY HỌC 2.1 Hệ thống kiến thức : 2.1.1 Bản chất phản ứng hóa học : 2.1.1.1 CO2 ( SO2 ) tác dụng với bazơ :  Khi sục khí CO2 ( SO2 ) vào dung dịch kiềm muối tạo thành muối trung hịa, muối axit hỗn hợp muối Bản chất trình tạo muối phụ thuộc vào tỷ lệ T = n𝑂𝐻 − : n𝐶𝑂2 mà khơng phụ thuộc vào hóa trị kim loại Quá trình phản ứng diễn theo giai đoạn:  Giai đoạn : Chuyển kiềm thành muối trung hòa ( = CO3, = SO3 )  Giai đoạn : Chuyển kiềm thành muối trung hòa ( -HCO3, -HSO3 )  Ví dụ : Sục khí CO2 vào dung dịch kiềm XOH Trong : X – kim loại, khơng phân biệt hóa trị kim loại Phản ứng xảy sau : Muối trung hòa tạo trước tăng dần đến cực đại : CO2 + 2XOH → X2CO3 + H2O (1) Nếu sau phản ứng ( ) lượng CO2 dư tiếp tục xảy phản ứng : CO2 + H2O + X2CO3 → XHCO3 ( 1’ ) Nếu toàn lượng muối X2CO3 chuyển hết thành XHCO3 tổng hợp ( ) ( 1’ ) ta : CO2 + XOH → XHCO3 (2)  Để đơn giản việc giải toán : tạo muối trung hịa tính tốn theo PTHH ( ) Nếu tạo muối axit tính tồn theo PTHH ( ) Nếu tạo muối viết PTHH ( 1,2 ) tính tốn 13 Lưu ý : Cần nhớ tính chất quan trọng sau để tránh nhầm lẫn giải tốn loại Đó phản ứng chuyển hóa muối trung hịa muối axit :  Muối axit + kiềm → Muối trung hịa + nước Ví dụ : NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O Ca (HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O  Muối trung hòa + axit tương ứng → muối axit Ví dụ : CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2 Na2CO3 + H2O + CO2 → 2NaHCO3 Như vậy, sau phản ứng có muối trung hịa khơng dư oxit axit có muối axit khơng dư kiềm Phương pháp xác định muối : Đặt T = nOH− ( kiềm ) nCO2 ; theo phản ứng ( 1, ) ta có kết :  Nếu T ≥ : Phản ứng tạo muối trung hòa ( dư kiềm T > )  Nếu ˂ T ˂ : Phản ứng tạo muối ( kiềm oxit axit hết )  Nếu T ≤ : Phản ứng tạo muối axit ( dư oxit axit T ˂ ) 2.1.1.2 OH- tác dụng với dung dịch H+, Al3+, Zn2+ Khi cho từ từ dung dịch bazơ vào dung dịch muối nhôm ( Al3+ ) phản ứng hóa học xảy sau : Al3+ + 3OH- → Al(OH)− (1) Al3+ + 3OH- → Al(OH)− (2) Nếu bazơ dư : Vậy cho từ từ đến dư dung dịch bazơ ( chứa OH- ) vào dung dịch muối nhôm ( chứa Al3+ ) tượng quan sát : “ Ban 14 đầu xuất kết tủa trắng ( dung dịch đục ), sau kết tủa tan dần dung dịch bazơ tạo dung dịch suốt ” Lưu ý : Al(OH)3 không tan dung dịch NH3(NH4OH) Muốn xác định sau cho a mol OH- vào dung dịch chứa b mol Al3+ ta thu chất ta xét tỉ lệ mol OH- Al3+ Gọi t tỉ lệ mol OH- Al3+ t= nOH− nAl3+ Phản ứmg xảy sau : Al3+ + 3OH- → Al(OH)− Ta có sơ đồ sau : Al3+ Al(OH)3↓ 2.2 Al3+ + 4OH- → [ Al(OH)4]− Al(OH)3↓ Al(OH)3↓ [Al(OH)4] − t=3 t=4 [Al(OH)4] t − OH- dư [Al(OH)4]− Hệ thống tập : 2.2.1 CHUYÊN ĐỀ : XO2 TÁC DỤNG VỚI KIỀM 2.2.1.1 Dạng :XO2 tác dụng với dung dịch M(OH)2 a Dáng đồ thị :  Khi sục XO2 vào dung dịch chứa a mol M(OH)2 xảy phản ứng : XO2 + M(OH)2 → MCO3↓ + H2O  Lượng kết tủa tăng dần  Số mol kết tủa số mol XO2  Số mol kểt tủa max = a ( mol ) 15 → Đồ thị phản ứng : nCaCO3 a nCO2 a 2a  Khi lượng XO2 bắt đầu dư lượng kết tủa tan theo phản ứng : MCO3 + XO2 + H2O → M(HXO3)2  Lượng kết tủa giảm dần đến ( mol )  Đồ thị xuống cách đối xứng nCaCO3 a nCO2 a 2a b Nhận xét : 16  Dạng đồ thị : Hình chữ V ngược đối xứng  Tọa độ điểm quan trọng : + Điểm xuất phát ( 0, ) + Điểm cực đại ( kết tủa cực đại ) : ( a, a ) (a số mol M(OH)2 ) → kết tủa cực đại a mol + Điểm cực tiểu : ( 0,2a )  Tỉ lệ đồ thị : 1:1 Bài : Sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình bên nCaCO3 0,2 nCO2 a a Nêu tượng phản ứng b Tính giá trị a b ? b Hướng dẫn giải :  Dựa vào đồ thị, phương trình hóa học → số mol CO2 → a  Dựa vào đồ thị biểu diễn → b 17 Giải : a Hiện tượng : + Ban đầu dung dịch bị vẩn đục với lượng kết tủa tăng dần đến cực đại + Sau thời gian, lượng kết tủa tan dần dung dịch trở nên suốt b Để tạo kết tủa cực đại số mol CO2 Ca(OH)2 vừa đủ : CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O ← 0,2 ( mol ) 0,2 ( mol ) → a = 0,2 ( mol )  Do kết tủa tan nên b điểm cực tiểu : → b = 2a = 2.0,2 = 0,4 ( mol ) Bài : Hấp thụ hết V lít CO2ở đktc vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,05M thu 15 gam kết tủa Tính giá trị V ? nCaCO3 0,2 0,15 nCO2 0,4 0,2 Hướng dẫn giải :  Từ giả thuyết → nCa(OH)2 → nCaCO3 max  Dựa vào đồ thị → điểm cực tiểu → V 18 Giải :  Gọi x, y giá trị đồ thị nCaCO3 0,2 0,15 nCO2 x 0,2 y 0,4  Theo giả thuyết, ta có : nCa(OH)2 = 0,2 ( mol ) → nCaCO3 max = 0, ( mol )  Điểm cực tiểu đồ thị : ( 0; 0,4 )  Từ đồ thị, ta có : x = 0,15 ( mol ) → V = 3, 36 ( lít ) 0,4 – y = 0,15 → y = 0,25 mol → V = 5,6 ( lít ) Bài : Cho 20 lít hỗn hợp khí A gồm N2 CO2 đktc vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,2M thu 10 gam kết tủa Tính phần trăm thể tích CO2 hỗn hợp A ? Hướng dẫn giải :  Từ đề → n𝐶𝑎(OH)2 → n𝐶𝑎CO3 max  Từ đề → n𝐶𝑎CO3  Vẽ đồ thị biểu diễn giá trị  Từ đồ thị → x, y Giải : 19  Theo giả thuyết, ta có : n𝐶𝑎(OH)2 = 0, ( mol ) → n𝐶𝑎CO3 max = 0,4 ( mol )  Tương tự, theo giả thuyết, ta có : n𝐶𝑎CO3 = 0,1 ( mol )  Ta có đồ thị sau : nCaCO3 0,4 0,1 nCO2 x y 0,4 0,8  Từ đồ thị : → x = 0,1 mol → %VCO2 = VCO2 V = 0,1.22,4 20 0,8 – y = 0,1 → y = 0,7 ( mol ) → %VCO2 = = 11,2% VCO2 V = 0,7.22,4 20 = 78,4% Bài : Hấp thụ hồn tồn 26,88 lít CO2 ( đktc ) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 a mol/ l thu 157,6 gam kết tủa Tính giá trị a ? Hướng dẫn giải :  Từ đề → nCO2 , nBaCO3 , nBa(OH)2 → Dựng đồ thị → Tính a 20 Giải :  Từ đề → nCO2 = 1,2 ( mol ) nBaCO3 = 0,8 ( mol ); nBa(OH)2 = 2,5a ( mol )  Đồ thị : nBaCO3 2,5a 0,8 nCO2 0,8 2,5a 1,2 5a - Do đồ thị tam giác cân → 2,5a – 0,8 = 1,2 – 2,5a → a = 0,4 ( mol/l ) = 0,4 ( M ) Bài : Sục từ từ 0,6 mol CO2 vào V lít dung dịch Ba(OH)2 0,5M thu 2x mol kết tủa Mặt khác sục 0,8 mol CO2 vào V lít dung dịch Ba(OH)2 0,5M thu x mol kết tủa Tính giá trị x, V ? Hướng dẫn giải :  Bài toán chia làm TH  TH1 : Ứng với số 0,6 mol không phản ứng hòa tan kết tủa  TH2 : Ứng với 0,6 mol có phản ứng hịa tan kết tủa Giải :  Dễ dàng thấy số mol CO2 tăng từ 0,6→ 0,8 mol lượng kết tủa giảm → ứng với 0,8 mol CO2 có phản ứng hịa tan kết tủa 21  TH1 : Ứng với 0,6 mol khơng có phản ứng hịa tan kết tủa Đồ thị sau: nBaCO3 0,5V 2x x nCO2 0,6 0,5V 0,8 V  Từ đồ thị, ta thấy : 2x = 0,6 → x = 0,3 ( ) x = V – 0,8 (2) 0,5V ≥ 0,6 (3)  Từ ( ), ( ), ( ) → Khơng có nghiệm phù hợp  TH2 : Ứng với 0,6 mol có phản ứng hịa tan kết tủa  Ta có đồ thị sau : 22 nBaCO3 0,5V 2x x nCO2 0,5V 0,6 0,8 V  Từ đồ thị ta có : V – 0,6 = 2x V – 0,8 = x →V=1 x = 0,2 2.2.1.2 Dạng : XO2 phản ứng với dung dich gồm M(OH)2, AOH a Dáng đồ thị :  Khi sục từ từ XO2 vào dung dịch chứa x mol AOH y mol M(OH)2 xảy phản ứng : XO2 + 2OH- → 𝑋𝑂32− + 𝐻2 𝑂 (1) 𝑋𝑂32− + 𝑋𝑂2 + 𝐻2 𝑂 → 2𝐻𝑋𝑂32− ( ) M2+ + 𝑋𝑂32− → MXO3↓ (3) Trong : A, M - kim loại  Ta thấy : số mol OH- = ( x + 2y ) → 𝑋𝑂32− max = ( 0,5𝑥 + 𝑦 )  Từ ta có đồ thị biểu thị quan hệ số mol XO32- XO2 sau : 23 nXO2-3 y + 0,5x y nXO2 y y + 0,5x y+x x + 2y  Mặt khác : số mol M2+ = y ( mol ) → số mol MXO3 ( max ) = y ( mol ) → Số mol kết tủa max = y ( mol ) Đồ thị phản ứng : nXO2-3 nXO2-3 y + 0,5x y A B y nXO2 y y + 0,5x y+x x + 2y C b Nhận xét :  Dáng đồ thị : Hình thang cân 24 y D y + 0,5x y+x E x + 2y nXO2  Tọa độ có điểm quan trọng sau : + Điểm xuất phát ( 0,0 ) + Điểm cực đại ( kết tủa cực đại ):Gọi a số mol Ca(OH)2 → kết tủa cực đại a mol + Điểm cực tiểu : ( 0, 𝒏𝑶𝑯− )  Tỉ lệ đồ thị : 1:1 Bài : Sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch chứa 0,1 mol NaOH 0,15 mol Ca(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình Giá trị x, y, z ? nCaCO3 x y z Hướng dẫn giải :  Từ giả thuyết → 𝑛𝐶𝑎(𝑂𝐻)2  Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố → x, t  Dựa vào tính chất hình thang cân → z Giải : 25 t nCO2  Theo giả thiết, ta có : 𝑛𝐶𝑎2+ = 0,15 mol + Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố : 𝑛𝐶𝑎2+ = 𝑛𝐶𝑎𝐶𝑂3𝑚𝑎𝑥 = 015 mol = x + Áp dụng bảo toàn nguyên tố : 𝑛𝑂𝐻 − = 𝑛𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 + 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,15.2 + 0,1 = 0,4 mol = t  Do đồ hình thang cân → y = x = 0,15 mol  Dựa vào đồ thị ta thấy : z – t = y → z = y + t = 015 + 0,1 = 0,25 mol Bài : Sục V lít CO2 ( đktc ) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,05 M Ba(OH)2 0,375M thu 11,82 gam kết tủa Giá trị V ? nBaCO3 0,075 0,06 nCO2 x y Hướng dẫn giải :  Từ đề → 𝑛𝐵𝑎(𝑂𝐻)2 từ → x, y  Áp dụng bảo tồn ngun tố → 𝑛𝑂𝐻 −  Dựa vào đồ thị → 𝑛𝐵𝑎𝐶𝑂3 → x, y → V 26 0,25 Giải :  Theo đề : nBa(OH)2 = CM VBa(OH)2 = 0,375 0,2 = 0, 075 ( mol ) nKOH = CM VKOH = 0,5 0,2 = 0,1 ( mol ) + Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố : nOH− = 2nBa(OH)2 + nKOH = 0,075 + 0,1 = 0,25 ( mol )  Từ đồ thị, ta có : nBa(CO3)2 = 0,06 ( mol ) = x  Tương tự : 0,25 – y = 0,06 → y = 0,25 – 0,06 = 0,19 ( mol ) Bài : Dẫn từ từ 4,928 lít CO2 ( đktc ) vào bình đựng 500 ml dung dịch X gồm Ca(OH)2 xM NaOH yM thu 29 gam kết tủa Mặt khác dẫn 8,96 lít CO2 ( đktc ) vào 500 ml dung dịch X thu 10 gam kết tủa Tính x, y ? Hướng dẫn giải :  Dựa vào đề → nCO2 , nOH− , nCa2+  Dựng đồ thị→ Tính x,y Giải :  Theo giả thuyết ta có : nCO2 = 0, 22 mol ; nCO2 = 0,4 mol + Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố : nOH− = nNaOH + 2nCa(OH)2 = 0,5y + 2.0,5.x = x + 0,5y nCa2+ = 0,5x Để kết tủa đạt cực đại : nCa2+ = 0,5x  Đồ thị : 27 nCaCO3 0,5x 0,2 0,1 nCO2 0,5x 0,22 0,4 x + 0,5y  Từ đồ thị → x + 0,5y – 0,4 = 0,1 → x + 0,5y = 0,5 ( ) + Nếu 0,5x > 0,2 → x + 0,5y – 0,22 = 0,2 → x + 0,5y = 0,42 ( ) + So sánh : ( ) > ( ) → vô lý → 0,5x = 0,2 → x = 0,4 ( ) + Thay ( ) vào ( ) → y = 0,2 Bài : Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH b mol Ca(OH)2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau : 28 nCaCO3 0,5 1,4 nCO2 Tỉ lệ a : b ? Hướng dẫn giải :  Tính nCa2+ max → b  Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Giải :  Để kết tủa đạt cực đại nCa2+ max → nCa2+ = 0,5 ( mol ) = b  Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố : nOH− = nNaOH + nCa(OH)2 = a + 2b nOH− = 1,4 ( mol ) → a = 0,4 ( mol ) b = 0,5 ( mol ) → a : b = 0,4 : 0,5 = : Bài : Cho V ( lít ) khí CO2 hấp thụ hồn tồn 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M NaOH 1M Tính V để kết tủa thu cực đại ? 29 nBaCO3 0,1 x nCO2 y 0,4 Hướng dẫn giải :  Từ đề → nBa(OH)2 , nNaOH → nBa2+ , nOH−  Dựa vào đồ thị → nBaCO3 Giải : + Từ đồ thị, ta có : 𝑛𝐵𝑎(𝑂𝐻)2 = 0,1 ( mol ) 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,2 ( mol ) → 𝑛𝐵𝑎2+ = 𝑛𝐵𝑎(𝑂𝐻)2 = 0,1 ( mol ) + Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng, ta có : 𝑛𝑂𝐻 − = 2𝑛𝐵𝑎(𝑂𝐻)2 + 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 2.0,1 + 0,2 = 0,4 ( mol ) + Dựa vào đồ thị, ta thấy : 𝑛𝐵𝑎𝐶𝑂3 max = 0,1 ( mol ) + Để kết tủa max số mol 𝐶𝑂32− ≥ 0,1 mol Theo giả thuyết ta có đồ thị : + Theo đồ thị → x = 0,1 0,4 – y = x → y = 0,3 30 + Để kết tủa lớn : x ≤ CO2 ≤ y Hay : 0,1 ≤ CO2 ≤ 0, → 2,24 ≤ CO2 ≤ 6,72 2.2.2 CHUYÊN DỀ : OH- TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH Al3+, Zn2+ 2.2.2.1 Dạng : OH- tác dụng với dung dịch Al3+ a Dáng đồ thị : Cho từ từ dung dịch chứa NaOH vào dung dịch chứa a ( mol ) AlCl3 :  Phản ứng xảy : Al3+ + 3OH- → Al(OH)3↓ Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4 Đồ thị biểu diễn phản ứng sau : nAl(OH)3 M A(a) nOH0 B ( 3a ) C ( 4a ) + Ta ln có : 𝐵𝑂 = 𝐵𝑀 31 𝐵𝐶 = 𝐵𝑀 𝐵𝑀 = 𝑎 b Nhận xét :  Dáng đồ thị : Tam giác không cân  Tọa độ điểm quan trọng : + Điểm xuất phát ( 0, ) + Điểm cực đại ( kết tủa cực đại ) : ( a, 3a ) [ a số mol Al3+ ] → Kết tủa cực đại a mol + Điểm cực tiểu : ( 4a )  Tỉ lệ đồ thị : ( 1: ) ( : ) * Chú ý : Khi thêm OH- vào dung dịch chứa x mol H+ a mol Al3+ OHphản ứng với H+ trước → phản ứng xảy theo thứ tự : H+ + OH- → H2O Al3++ 3OH-→ Al(OH)3↓ Al(OH)3+ OH- → Al(OH)4+ Từ phản ứng ta có dáng đồ thị toán sau : nAl(OH)3 a nOHx 3a + x 32 4a + x Bài : Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch Al(NO3)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị Tính giá trị a, b tương ứng ? nAl(OH)3 0,3 nOHa b Hướng dẫn giải :  Dựa vào đồ thị Giải :  Từ đồ thị ta thấy : a = 3nAl(OH)3 = 3.0,3 = 0,9 ( mol ) b = a + 0,3 = 0,9 + 0,3 = 1,2 ( mol ) Bài : Cho từ từ 2,2 lít dung dịch NaOH 0,5M vào 300 ml dung dịch AlCl3 1M phản ứng thu x gam kết tủa Tính x ? Hướng dẫn giải :  Dựa vào đề → nAl3+ → kết tủa đạt cực đại, nNaOH  Dựng đồ thị → mkết tủa = x 33 Giải :  Theo đề → nAl3+ = 0,3 ( mol ) → kết tủa max = 0, ( mol ) nNaOH = 1,1 ( mol )  Đồ thị : nCaCO3 0,3 a j 0,9 nCO2 1,1 1,2 Từ đồ thị → a = 1,2 – 1,1 = 0,1 ( mol ) → mkết tủa = 7,8 ( gam ) Bài : Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M phản ứng với V lít dung dịch NaOH 0,5M thu 15,6 gam kết tủa Tính V ? Hướng dẫn giải :  Từ đề → nAl3+ → kết tủa đạt cực đại  Dựng đồ thị → a, b → V Giải :  Theo đề → nAl3+ = 0,3 ( mol ) → kết tủa max = 0, ( mol ) 34 nAl(OH)3 0,3 0,2 a 0,9 nOHb 1,2  Từ đồ thị → a = 0,15.3 = 0,45 ( mol ) → V = x = 1,2 ( lít ) 1,2 – b = 0,2 → b = ( mol ) → V = x = ( lít ) Bài : Cho 800 ml dung dịch KOH x mol/l phản ứng với 500 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,4M đến phản ứng hoàn tồn thu 11,7g kết tủa Tính x ? Hướng dẫn giải :  Từ đề → nAl3+ → kết tủa đạt cực đại  Dựng đồ thị  Từ đồ thị → a, b → x Giải :  Theo đề → nAl3+ = 0, ( mol ) → kết tủa max = 0, ( mol ) 35 nAl(OH)3 0,4 0,15 nOH- a 1,2 b 1,6  Từ đồ thị, ta có : a = 0,15.3 = 0,45 → x = 0,5625M 1,6 – b = 0,15 → b = 1,45 → x = 1,8125M Bài : Cho từ từ V ml dung dịch NaOH 1M vào 200ml dung dịch gồm HCl 0,5M Al2(SO4)3 0,25M Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo V hình Giá trị tương ứng a,b ? nAl(OH)3 a VNaOH b 36 Hướng dẫn giải :  Từ đề → 𝑛𝐻 + , 𝑛𝐴𝑙3+  Dựa vào đồ thị → a → 𝑛𝑂𝐻 − → b Giải :  Từ đề bài, ta có : 𝑛𝐻 + = 0,1 ( mol ); 𝑛𝐴𝑙3+ = 0,1 (mol)  Để kết tủa đạt cực đại : 𝑛𝐴𝑙3+ = 0,1 ( mol ) → a = 0,1 (mol)  Từ đồ thị, ta có : nOH− = nH+ + 3nAl3+ = 0,1 + 3.0,1= 0,4 ( mol ) →b= 0,4 = 0,4 ( lít ) = 400ml 2.2.2.2 Dạng : OH- tác dụng với dung dịch Zn2+ a Dáng đồ thị : + Cho từ từ dung dịch chứa OH- vào dung dịch a mol Zn2+ ta có phản ứng xảy ra: Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2 Zn(OH)2 + 2OH- → Zn(OH)42- [ ZnO22- + 2H2O ] + Đồ thị biểu diễn hai phản ứng sau : 37 nZn(OH)2 a nOH- 4a 2a + Tương tự cho từ từ dung dịch chứa OH- vào dung dịch chứa x mol H+ a mol Zn2+ ta có đồ thị sau : nZn(OH)2 a x 2a + x nOH4a + x + Cho từ từ dung dịch chứa H+ vào dung dịch chứa a mol ZnO22- ta có phản ứng xảy : Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2↓ Zn(OH)2 + 2H+ → Zn2+ + 2H2O 38 + Đồ thị biểu diễn hai phản ứng sau : nZn(OH)2 a n H+ 2a 4a + Tương tự cho từ từ dung dịch chứa H+ vào dung dịch chứa x mol OHvà a mol Zn22- ta co đồ thị sau : nZn(OH)2 a x 2a + x 4a + x b Nhận xét :  Hình dáng đồ thị : Tam giác cân 39 n H+  Tọa độ điểm quan trọng : + Điểm xuất phát : ( 0, ) + Điểm cực đại ( kết tủa cực đại ) : ( 2a, a ) [a số mol Zn2+ ] → kết tủa cực đại a mol + Điểm cực tiểu : ( 0, 4a )  Tỉ lệ đồ thị : ( : ) Bài : Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch ZnSO4 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị nZn(OH)2 0,12 nOHa Tính giá trị a ? Hướng dẫn giải :  Dựa vào tỉ lệ đồ thị Giải :  Dựa vào tỉ lệ đồ thị đồ thị phần lý thuyết, ta thấy : a = 4a = 0,12.4 = 0,48 ( mol ) 40 Bài : Cho từ từ dung dịch chứa x mol NaOH vào 300 ml dung dịch ZnSO4 1,5M thu 19,8 gam kết tủa Tính giá trị x ? Hướng dẫn giải :  Từ đề → nZn2+ → kết tủa cực đại, nZn(OH)2  Dựng đồ thị → x Giải :  Ta có : nZn2+ = 0,45 ( mol ) → kết tủa cực đại = 0,45 ( mol ) nZn(OH)2 = 0,2 ( mol ) nZn(OH)2 0,45 0,2 a b 0,9 1,8 nOH-  Từ đồ thị → a = 0,2.2 = 0,4 ( mol ) = x 1,8 – b = a → b = 1,4 ( mol ) = x Bài : Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch gồm a mol HCl b mol ZnSO4 Kết thí nghiệm biểu diễn sơ đồ sau : 41 nZn(OH)2 x nOH0 0,4 Tỉ lệ a : b ? Hướng dẫn giải :  Dựa vào đồ thị → a  Gọi kết tủa đạt cực đại = b ( mol )  Dựng lại đồ thị  Tính giá trị x, b → tỉ lệ a : b Giải :  Từ đồ thị → a = 0,4 ( mol ) (1)  Gọi b số mol kết tủa đạt cực đại 42 nZn(OH)2 b x nOH0 0,4 0,4 + 2b 0,4 + 4b  Từ đồ thị → 2x = – 0,4 → x = 0,3 ( mol )  Ta có : – 0,4 = 0,4 + 4b – → b = 0,8 ( mol ) (2)  Từ ( ), ( ) → a : b = 0,4 : 0,8 = : Bài : Hòa tan hết m gam ZnSO4 vào nước dung dịch X Nếu cho 110 ml dung dịch KOH 2M vào X 3a mol kết tủa Mặt khác, cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thu 2a mol kết tủa Tính m ? Hướng dẫn giải :  Chia TH, dựa vào liệu đề cho vẽ đồ thị Giải :  Gọi x số mol kết tủa cực đại Số mol KOH 0,22 mol 0,28 mol  Vì tăng KOH số mol kế tủa giảm nên ứng với 0,28 mol KOH có phản ứng hòa tan kết tủa  TH1 : Ứng với 0,22 mol KOH khơng có phản ứng hịa tan kết tủa 43 nZn(OH)2 x 3a 2a nOH-  0,22 2x 0,28 4x Từ đồ thị suy : 2.3a = 0,22 4x – 0,28 = 2.2a 2x > 0,22 a= → x= 300 75 2x > 0,22 → vô lý  TH2 : Ứng với 0,22 mol KOH có phản ứng hịa tan kết tủa 44 11 nZn(OH)2 x 3a 2a nOH-  2x Từ đồ thị : 0,22 0,28 4x 4x – 0,22 = 2.3a 4x – 0,28 = 2.2a → 2x ˂ 0,22 a = 0,03 x = 0, ( thỏa mãn ) 2x ˂ 0,22 → m = 16,1 ( g ) 2.2.3 CHUYÊN ĐỀ : H+ PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA H+, 𝐀𝐥𝐎− 𝟐 a Dáng đồ thị : + Cho từ từ dung dịch chứa H+ vào dung dịch chứa a mol AlO2- ta có phản ứng xảy : H+ + AlO2- + H2O → Al(OH)3↓ Al(OH)3 +3H+ → Al3+ + 3H2O + Đồ thị biểu diễn hai phản ứng sau : 45 nAl(OH)3 A(a) M nH+ O(0) B(a) C ( 4a ) + Ta ln có : BO BM BC BM = ; BC BM = ; = BM = a = 𝑛↓𝑚𝑎𝑥 b Nhận xét :  Dáng đồ thị : Tam giác không cân  Tọa độ điểm quan trọng : + Điểm xuất phát : ( 0, ) + Điểm cực đại ( kết tủa cực đại ) : ( a, a ) [ a số mol Al3+ ] → kết tủa cực đại a mol + Điểm cực tiểu : ( 0, 4a )  Tỉ lệ đồ thị : ( 1: ) ( 1: ) 46 Chú ý : Khi thêm H+ vào dung dịch chứa OH- vào AlO2- H+ phản ứng với OH- trước sau H+ phản ưng với AlO2- Đồ thị tốn có dạng : nAl(OH)3 a x nH+ a+x 4a + x Bài : Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị Tính giá trị a, b tương ứng ? nAl(OH)3 M a nH+ b 0,8 47 Hướng dẫn giải :  Dựa vào tỉ lệ đồ thị Giải : + Từ đồ thị, ta có tỉ lệ đồ thị : : →a=b= 0,8 = 0,2 ( mol ) Bài : Hòa tan vừa hết m gam Al vào dung dịch NaOH dung dịch X 3,36 lít H2 ( đktc ) Rót từ từ đến hết V lít dung dịch HCl 0,2M vào X thu 5,46 gam kết tủa Tính m V ? Hướng dẫn giải :  Từ giả thuyết → nNaAlO2  Dựng đồ thị → a, b → V Giải : nH2 = 0,15 ( mol ) , n↓ = 0,07 ( mol ) NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + H2↑ 0,15 ← 0,15 → m = 0,15 27 = 4,05 ( g ) 48 nAl(OH)3 0,15 0,07 a n H+ 0,15 b 0,4  Từ đồ thị tỉ lệ → a = 0,07 → V = 0,35 ( lít ) = 350 ml b = 0,1 + 3( 0,1 – 0,07 ) = 0,19 → V = 0,95 ( lít ) = 950 ml Bài : Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau : Từ đồ thị cho biết lượng HCl cho vào 0,85 mol lượng kết tủa thu gam ? nAl(OH)3 a nH+ 0,2 49 Hướng dẫn giải :  Dựa vào đồ thị → a  Vẽ lại đồ thị, chia TH → 𝑚↓ Giải :  Từ đồ thị → a = 0,2 ( mol )  Ta vẽ lại đồ thị sau : nAl(OH)3 nAl(OH)3 x 0,4 0,2 y 0,2 x 4x nH+ 0,4 Hình Hình + Từ đồ thị → 4x – = 3.0,2 + Từ đồ thị, ta có : 0,85 nH+ 1,6 3y = 1,6 – 0,85 → y = 0,25 ( mol ) → x = 0,4 ( mol ) → 𝑚↓ = 19,5g 50 Bài : Cho 200 ml dung dịch X gồm NaAlO2 0,1M Ba(OH)2 0,1M tác dụng với V ml dung dịch HCl 2M, thu 0,78g kết tủa Tính V ? nAl(OH)3 0,02 0,01 0,04 a b 0,06 Hướng dẫn giải :  Dựa vào đồ thị → nOH− , nAlO2− , nAl(OH)3  Từ đồ thị → a, b, V Giải :  Dựa vào đồ thị, ta có : nOH− = 0,04 ( mol ), nAlO−2 = 0,02(mol) nAl(OH)3 = 0, 01 ( mol )  Từ đồ thị : a = 0,04 + 0,01 = 0,05 ( mol ) → V = 0,05.22,4 = 1,12 ( lít ) 0,12 – b = 0,01.3 → b = 0,09 ( mol ) → V = 2,016 ( lít ) 51 0,12 nH+ Bài : Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp x mol Ba(OH)2 y mol Ba[Al(OH)4]2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau : nAl(OH)3 0,2 0,1 0,3 0,7 n H+ Tính giá trị x, y ? Hướng dẫn giải :  Dựa vào đồ thị → nOH− → x  Kết tủa đạt cực đại → y Giải :  Từ đồ thị → nOH− = 0,1 ( mol ) → 2x = 0,1 → x = 0,05 ( mol )  Từ đồ thị → kết tủa tan vừa hết : nHCl = 0,7 + 0,2.3 = 1,3 ( mol ) → kết tủa cực đại = 2y = ( 1,3 – 0,1 ) : → y = 0,15 ( mol ) 52 Tiểu kết chương Trong chương 2, tơi hệ thống hóa kiến thức bản, nâng cao ứng dung đồ thị dạy học xây dựng số tập đồ thị Cụ thể, hệ thống tập đồ thị gồm dạng tập :  Chuyên đề : XO2 tác dụng với kiềm gồm dạng :  Dạng : XO2 tác dụng với dung dịch M(OH)2  Dạng : XO2 tác dụng với dung dịch gồm M(OH)2 AOH  Chuyên đề : OH- tác dụng với dung dịch Al3+, Zn2+  Dạng : OH- tác dụng với dung dịch Al3+  Dạng : OH- tác dụng với dung dịch Zn2+  Chuyên đề : H+ tác dụng với dung dịch chứa H+, AlO2- 53 KẾT LUẬN Qua việc nghiên cứu đề tài : “ Đồ thị hóa học, ứng dụng bồi dưỡng họ sinh giỏi THCS ” đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu, thực nhựng nhiệm vụ sau : - Đã biết cách tiến hành đề tài nghiên cứu khoa học giáo dục, nghiên cứu hệ thống sở lí luận đề tài - Đã xây dựng tập đồ thị nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học THCS Trên nghiên cứu ban đầu mảng đề tài Do kinh nghiệm trình độ thân cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô giáo bạn sinh viên để tiếp tục phát triển hoàn thiện đề tài Tôi xin trân trọng cảm ơn ! 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Ngọc Bằng,Vũ Khắc Ngọc, Hoàng Thị Bắc, Từ Sĩ Chương, Lê Thị Mỹ Trang, Hoàng Thị Hương Giang, Võ Thị Thu Cúc, Lê Phạm Thành, Khiếu Thị Hương Chi ( 2013 ), 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hóa học, NXB Đại học Sư phạm Viện ngôn ngữ học ( 2006 ), Từ điển Tiếng Việt, NXB Đà Nẵng Vũ Anh Tuấn ( 2006 ), Xây dựng hệ thống tập hóa học nhằm rèn luyện tư việc bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học trường trung học phổ thông, Luận án Tiến sĩ lí luận phương pháp dạy học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội https://tanggiap.org/threads/phuong-phap-do-thi-trong-hoa-hoc-tu-az.4461/ https://dhanhcs.violet.vn/present/skkn-giai-nhanh-bt-hoa-hoc-bang-dothi-833273.html https://bloghoahoc.com/tai-lieu-mon-hoa/phuong-phap-do-thi-hoa-hocly-thuyet-va-bai-tap-ap-dung.html 55