Skkn phân dạng và một số phương pháp giải bài tập oxit axit phản ứng với dung dịch kiềm

CHUN ĐỀ MƠN HĨA HỌC
GV: Nguyễn Thị Thanh Huyền – Tổ trưởng
Tên chuyên đề “Phân dạng và một số phương pháp giải bài tập oxit axit phản
ứng với dung dịch kiềm”

Giáo dục trong thời đại ngày nay với mục đích là: Học để biết (cốt lõi là hiểu) Học để làm (trên cơ sở hiểu) - Học để cùng sống với nhau (trên cơ sở hiểu nhau)Học để làm người (trên cơ sở hiểu bản thân). Mặt khác trước sự bùng nổ thơng tin
và sự lão hố nhanh của kiến thức con người muốn tồn tại và phát triển đều phải
học thường xuyên, học suốt đời.
Hoá học là một khoa học nghiên cứu các chất và sự biến đổi của chúng. Các chất
tạo nên mọi vật thể của thế giới vơ sinh và hữu sinh, chính chúng tạo nên cả cơ thể
chúng ta. Hố học là bộ mơn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thơng.
Trong hóa học học sinh cần có những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì,
trung thực, tỉ mỉ, chính xác, u chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản
thân, gia đình, xã hội có thể hồ hợp với mơi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học
sinh lên và đi vào cuộc sống lao động.
Trong thực tế dạy học, bồi dưỡng học sinh giỏi tơi thấy rõ bài tập hóa học đóng
một vai trị cực kì quan trọng. Trong đó dạng bài oxit axit phản ứng với dung dịch
kiềm là một dạng bài tập tương đối khó song nó lại ít được đề cập trong chương

skkn


trình hóa học ở trung học cơ sở. Ngay cả phần lí thuyết, bài tập trong sách giáo
khoa cũng đơn giản, chỉ giới thiệu chung và chủ yếu tập trung vào một dạng tốn
hóa học và cho sẵn sản phẩm phản ứng, do vậy khi gặp những bài toán yêu cầu các
em biện luận hay tính tốn đối với dạng bài cho oxit axit tác dụng với dung dịch
kiềm các em thường lúng túng và dễ mắc sai lầm.
Ngày nay việc đổi mới trong các bài giảng lí thuyết đã được áp dụng một cách
rộng rãi và có hiệu quả. Tuy nhiên việc đổi mới trong phương pháp bồi dưỡng kĩ
năng làm bài tập cho học sinh còn nhiều hạn chế. Mặt khác trong mơn hóa học bài
tập hóa học là nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải

thích các hiện tượng, giúp tính tốn các đại lượng cơ bản: khối lượng, thể tích,
lượng chất,… 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 địi hỏi
học sinh khơng chỉ nắm vững các tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất
đã học, nắm vững các cơng thức tính tốn, biết cách tính theo phương trình hóa học
và cơng thức hố học. Đối với nhiều dạng bài tập thì nếu học sinh khơng nắm
được bản chất của các phản ứng thì việc giải bài tốn 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.
Hấp thụ CO 2 (hoặc SO2) vào dung dịch chứa x mol KOH (hoặc NaOH) và y
mol Ca(OH)2 ( hoặc Ba(OH)2)

skkn


Ta có thể coi các phản ứng xảy ra theo thứ tự:
CO2 + Ca(OH)2→CaCO3 + H2O (1)
Nếu Ca(OH)2 hết mà vẫn sục khí CO2vào thì:
CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O (2)
Nếu NaOH hết mà vẫn tiếp tục sục CO2 vào thì:
CO2 +Na2CO3 + H2O→2NaHCO3(3)
(2)+(3):

CO2 + NaOH →NaHCO3(4)

Nếu Na2CO3 hết mà vẫn sục thêm CO2 vào thì:
CO2 +CaCO3 + H2O →Ca(HCO3 )2(5)
(4)+(5):2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3 )2(6)
Ví dụ 1: Hấp thụ hồn tồn 7,84lit khí CO2(đktc) vào dung dịch chứa 0,1mol
NaOH và 0,15 mol Ba(OH)2. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung

dịch X và m gam kết tủa.
a. Tính m.
b. Tính thể tích dung dịch NaOH 1M tối thiểu cần dùng để phản ứng hết với
dung dịch X.
Giải:
nCO =
2

7,84
= 0,35 mol
22,4

Ta có thể coi các phản ứng xảy ra theo thứ tự

skkn


CO2 + Ba(OH)2→ BaCO3 + H2O (1)
0,15 ←

0,15

→0,15

nCO dư = 0,35 – 0,15= 0,2 mol
2

CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O (2)
0,05←

0,1

→ 0,05

nCO dư = 0,2 – 0,05= 0,15 mol
2

CO2 +Na2CO3 + H2O→2NaHCO3 (3)
0,05← 0,05
nCO dư = 0,15 – 0,05= 0,1 mol
2

CO2 +BaCO3 + H2O →Ba(HCO3 )2 (4)
0,1

→0,1

n BaCO còn= 0,15 – 0,1= 0,05 mol
3

a. mBaCO = 0,05. 197 = 9,85 g
3

b. Trong dung dịch X còn 0,1 mol NaHCO3 và 0,1 mol Ba(HCO3)2
Nhỏ dung dịch NaOH vào X
Ba(HCO3 )2+ 2NaOH → Na2CO3 + BaCO3 +2 H2O
0,1→ 0,2
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
0,1→0,1

skkn


∑nNaOH= 0,2+ 0,1= 0,3 mol
Thể tích dung dịch NaOH cần dùng:
0,3

V ddNaOH= 1 =0,3 lit
Ví dụ 2: Hấp thụ hồn toàn 6,72 lit CO 2 (đktc) vào 200ml dung địch hỗn hợp
NaOH a mol/ l và Ca(OH) 2 b mol/l thu được 8 gam kết tủa và dung dịch X chỉ
chứa 21,12 g muối.
a. Tính giá trị của a và b.
b. Cho từ từ 200ml dung dịch HCl 1M vào dung dịch X thu được V lit CO 2 đktc.
Tính V.
c. Cho từ từ dung dịch X vào 225ml dung dịch HCl 1M thu được V 1 lit CO2
đktc. Tính V1.
(Đề thi HSG tỉnh Hà Tĩnh năm 2016-1017)
Giải:
nCO =
2

6,72
= 0,3 mol
22,4

nNaOH = 0,2a mol
nCaCO =
3

; nCa(OH ) = 0,2b mol

2

8
= 0,08 mol
100

Khi sục CO2 vào hỗn hợp NaOH và Ca(OH)2 thứ tự các phản ứng có thể xảy ra:
CO2 + Ca(OH)2→CaCO3 + H2O (1)

skkn


CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O (2)
CO2 +Na2CO3 + H2O→2NaHCO3 (3)
(2)+(3): CO2 +NaOH →NaHCO3
CO2 +CaCO3 + H2O →Ca(HCO3 )2(4)
(1)+(4): 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3 )2
 Trường hợp 1: Chỉ xảy ra (1) và (2)
Theo (1) nCO (1)= nCaCO = = 0,08 mol
2

3

→ nCO (2) = 0,3- 0,08 = 0,22 mol
2

→ mmuối= n Na CO = 0,22. 106 = 23,3 g ≠ 21,12 g (không thõa mãn)
2

3

 Trường hợp 2: Xảy ra (1)(2)(3)
Theo (1) nCO (1) =nCaCO = 0,08 mol
2

3

→ nCO (2,3) = 0,3- 0,08 = 0,22 mol
2

Gọi x,y là số mol của CO2 tham gia phản ứng (2)(3)
x + y = 0,22

→

x= 0,17

106(x-y) + 2y.84 = 21,12

y= 0,05

Theo (2,3)
nNaOH = 2 nCO = 2x = 0,17 . 2= 0,34 mol→ 2a = 0,34→ a= 0,17 M
2

nCa(OH ) = nCaCO = 0,08 mol →
2

3

2b = 0,08

skkn

→ b= 0,04 M


 Trường hợp 3: Xảy ra cả 4 phản ứng
CO2 + Ca(OH)2→CaCO3 + H2O
0,2b

←0,2b

→ 0,2b

CO2 +NaOH →NaHCO3
0,2a

←0,2a

CO2

+

→0,2a
CaCO3

+

H2O →Ca(HCO3 )2

(0,3-0,2a-0,2b)→(0,3-0,2a-0,2b)→(0,3-0,2a-0,2b)
nkết tủa= 0,2b- (0,3-0,2a-0,2b) =0,08

→

mmuối = 0,2a.84+ (0,3-0,2a-0,2b) .162= 21,12
b . Cho nHCl = 0,2.1 = 0,2 mol vào dung dịch X chứa:
0,1 mol NaHCO3 và (0,17-0,05) = 0,12 mol Na2CO3
Thứ tự các phản ứng xảy ra:
HCl + Na2CO3 → NaCl + NaHCO3
0,12←

0,12

→0,12

∑n NaHCO = 0,12 + 0,1 = 0,22 mol
3

nHCl còn = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol

HCl + NaHCO3→ NaCl + CO2 + H2O
0,08

→ 0,08

skkn

a = 5,5

b= - 1,8

(loại)


V CO = 0,08. 22,4 = 1,792 (l)
2

c .nHCl = 0,225 mol
Nhỏ từ từ X vào HCl
Gọi m, n là số mol NaHCO3 , Na2CO3 phản ứng
HCl + NaHCO3→ NaCl + CO2 + H2O
m←

m →m

2HCl + Na2CO3→ 2NaCl + CO2 + H2O
2n←

n

→n

m+ 2 n= 0,225
m
n=

0,1
0 ,12 =

→

m = 0,066

5
6

n =0,079

∑ nCO = m + n = 0,066 + 0,079 = 0,145 mol
2

V CO = 0,145 . 22,4 = 3,248 (l)
2

Nhận xét:
Gặp dạng toán này học sinh thường lúng túng trong việc tìm ra phương pháp
giải cũng như biện luận, các em thường có xu hướng viết sai trình tự phản ứng dẫn
đến việc viết lại cùng một phản ứng hóa học.Đặc biệt đối với học sinh lớp 9 khi
các em chưa được tiếp cận với cách viết phản ứng ion thì bài tốn lại càng thêm
phức tạp.

skkn


Với trình tự phản ứng xảy ra như trên kết hợp với học sinh hiểu rõ bản chất của
phản ứng khiến cho việc nhận dạng đề và tìm ra kết quả dễ đàng hơn nhiều
lần.Đồng thời cũng tránh cho các em viết thêm phương trình khiến cho bài tốn rối
rắm và khó gải hơn.
Hấp thụ oxit axit (CO2, SO2) vào dung dịch chứa NaOH (hoặc KOH) và

Na2CO3 ( K2CO3)
Dạng tổng quát: Hấp thụ a mol CO 2(SO2) vào dung dịch chứa x mol
NaOH(hoặc KOH) và y mol Na2CO3( K2CO3). Tính khối lượng muối thu được.
Trước tiên xảy ra phản ứng:
CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (1)
Xảy ra các trường hợp:
+ Trường hợp 1: CO2 hết, NaOH vừa đủ hoặc dư: tức a ≤2 x
Số mol Na2CO3 = a + y (mol)
mmuối =mNa CO
2

3

+ Trường hợp 2: CO2 dư, NaOH hết: tức a > 2 x
x

Số mol Na2CO3 sau phản ứng (1): 2 + y (mol)
CO2 tiếp tục tham gia phản ứng:
CO2 +Na2CO3 + H2O→2 NaHCO3 (2)

skkn


x

Số mol CO2 còn: a – 2 mol
x

x

- Nếu a – 2 < 2 + y  a < x+ y
x

Tạo 2 muối: NaHCO3 2(a- 2 ) mol
Na2CO3 (x+ y - a) mol
x

x

- Nếu a – 2 ≥ 2 + y  a ≥ x+ y
Muối thu được chỉ có NaHCO3 : x + 2y (mol)
Ví dụ 1: Hấp thụ 5,6 lit khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch chứa NaOH 1M và
Na2CO3 0,5M. Tính khối lượng muối thu được sau khi kết thúc các phản ứng.
Giải:
5,6
= 0,25 mol
22,4

nCO =
2

nNaOH = 1. 0,2 = 0,2 mol ; n Na CO = 0,5. 0,2 = 0,1 mol
2

3

CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O
0,1←

0,2

→ 0,1

∑n Na CO = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol
2

3

nCO còn = 0,25 – 0,1 = 0,15 mol
2

CO2 +Na2CO3 + H2O→2NaHCO3
0,15→0,15

→0,3

skkn


n Na CO = 0,2 – 0,15 = 0,05 mol
2

3

mmuối = 0,05. 106 + 0,3. 84 = 30,5 g
Ví dụ 2: Hấp thụ hồn tồn 3,36 lit khí CO 2 (đktc)vào 150ml dung dịch K2CO3 0,2
M và KOH x mol/l, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y.
Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl 2 (dư) thu được 17,73 gam kết tủa.
Tính giá trị của x.
Giải:

nCO =

3,36
= 0,15 mol
22,4

nCaCO =

17,73
= 0,09 mol
197

2

3

n K CO = 0,2. 0,15 = 0,3 mol
2

3

nKOH = 0,15x mol
Khi cho CO2 phản ứng với dung dịch X có thể có các phản ứng xảy ra theo thứ tự:
CO2 + 2 KOH → K2CO3 + H2O

(1)

Nếu KOH hết mà vẫn tiếp tục sục CO2 vào thì:
CO2 +K2CO3 + H2O→2KHCO3

(2)

Dung dịch Y có chứa K2CO3 và KHCO3 (nếu có)
Y + BaCl2
K2CO3 + BaCl2 → BaCO3 + 2KCl (3)

skkn


0,09←

0,09

Theo bảo toàn nguyên tố C:
nC ¿ ¿¿) + nC ¿ ¿¿ = nC ¿ ¿¿ +nC ¿ ¿¿

0,15 + 0,03 = nC ¿ ¿¿ + 0,09
nC ¿ ¿¿= 0,09 mol → Có phản ứng (2 ) xảy ra

1

Khi (1) kết thúc :n K CO = 2 n KOH + n K CO (X) = 0,075x+0,03
2

3

2

3

1
Theo (2): n K CO (2) = 2 n KHCO (Y)= 0,045mol
2

3

3

n K CO còn = 0,075x+ 0,03 – 0,045 = 0,09
2

3

→ x = 1,4 M
Ví dụ 3: Hỗn hợp khí X gồm CO2, CO và N2, tỉ khối của X so với H2 là 17,2. Cho
m gam X phản ứng hoàn toàn với 100ml dung dịch Y chứa NaOH và Na 2CO3, thu
được dung dịch Z. Cho Z tác dụng với lượng dư dung dịch CaCl 2, sau khi kết thúc
phản ứng thu được 5 gam kết tủa.
a. Tính m?
b. Cho từ từ từng giọt đến hết 200ml dung dịch HCl 1 M vào dung dịch Z, sinh
ra V lit CO2 (đktc). Tính V?
Giải: nNaOH= 0,1.1 = 0,1 mol
n Na CO =1,5 . 0,1 = 0,15 mol
2

3

skkn

n BaCO =
3

5
= 0,05 mol
100

CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O (1)
0,05←

0,1

→ 0,05

∑n Na CO = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol> n kết tủa = 0,05 mol
2

3

n Na CO = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol
2

3

CO2 +Na2CO3 + H2O→2NaHCO3(2)
0,15←

0,15

→0,3

Na2CO3+ CaCl2→ CaCO3 + 2NaCl
0,05←

(3)

0,05
1

∑nCO = 2 n NaOH + n Na CO (2) = 0,2 mol
2

2

3

Trong Z có: 0,3 mol NaHCO3 và 0,05 mol Na2CO3
a. Gọi x,y là số mol CO, N2
MX= 2. 17,2 = 34,4 g→

28 ( x + y ) +0,2.44
= 34,4 → x+ y = 0,3
x+ y+ 0,2

m = 28.(x+ y) + 0,2. 44 = 28 .0,3+ 0,2 .44 = 17,2 g
b. nHCl = 0,2. 1 = 0,2 mol
Nhỏ từ từ từng giọt HCl vào Z
Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl
0,05

→0,05

→0.05

skkn


nHCl còn = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol
n NaHCO = 0,3 + 0,05 = 0,35 mol
3

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
0,15

←0,15

→0,15

V CO = 0,15 . 22,4 = 3,36 lit.
2

Nhận xét:
Khi mới tiếp xúc với dạng toán này học sinh thường lúng túng khi xác định
trình tự phản ứng. Nhiều em viết phương tình tạo muối axit trước:
CO2 + Na2CO3 + H2O→2 NaHCO3
Sau đó mới viết phương trình với bazơ:
CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O
Do vậy khi CO2 dư các em lại viết phương trình tạo muối axit khiến cho q trình
tính tốn thêm phức tạp, lại mất thời gian khi viết lặp đi lặp lại phương trình. Khi
biết được trình tự phản ứng, bản chất của lí thuyết học sinh đã tránh được tối đa sai

lầm này.
Cho hỗn hợp khí CO2, SO2 vào dung dịch NaOH hoặc KOH
Đối với dạng toán này gọi oxit chung cuả CO2 và SO2 là XO2 thì tồn bộ bài
toán quay về dạng toán thứ nhất.

skkn


Ví dụ 1 : Có 8,96 lit ở đktc hỗn hợp khí gồm 2 khí CO 2 và SO2, có tỉ khối so với
hiđro là 29,5. Hấp thụ hỗn hợp khí vào 400ml dung dịch NaOH 1M. Kết thúc phản
ứng thu được dung dịch X. Tính khối lượng các chất tan có trong dung dịch X.
Giải :
8,96

nhh khí = 22,4

= 0,4 mol

nNaOH = 0,4 mol 
Áp dụng hệ quả của quy tắc đường chéo ta có :
nS O

Mkhí = 29,5 .2 = 59 g/mol → n
CO

2

2

59−44

= 64−59 =

3
1

nCO = 0,1 mol
2

n SO = 0,3 mol
2

Gọi XO2 là oxit chung của SO2 và CO2
nNaOH

0,4

Ta có tỉ lệ T = n = 0,4 = 1
XO
2

Sản phẩm tạo muối axit vừa đủ. Các phản ứng xảy ra :
SO2 + NaOH → NaHSO3
0,3

→ 0,3

CO2 + NaOH → NaHCO3
0,1

→ 0,1

skkn


Khối lượng chất tan có trong dung dịch X gồm
mNaHCO = 0,1 . 84 = 8,4 g
3

mNaHSO = 0,3 .104 = 31,2g
3

Nhận xét : khi đưa ra dạng toán này cũng như dạng số 3 học sinh thường viết
đầy đủ các phản ứng thì các em thường lúng túng trong xác định sản phẩm cũng
như tính tốn và đưa ra kết quả sai hoặc mất nhiều thời gian trong tính tốn để đưa
ra kết quả đúng. Khi gọi công thức chung của 2 oxit thì bài tốn về dạng đơn giản
dễ dàng quay dạng cơ bản số 1.
Bài toán nghịch cho sản phẩm hỏi chất tham gia phản ứng.
Hướng dẫn tổng quát: Cho x mol CO 2 tác dụng với a mol Ca(OH)2 hoặc
Ba(OH)2 (gọi chung là (OH)2) tạo b mol kết tủa CaCO3 (BaCO3). Ta tìm x theo a,b
+ Nếu a= b → x =b
+ Nếu a > b → có 2 trường hợp xảy ra.
- Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư tức là chỉ xảy ra phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2→CaCO3 + H2O
→ x=b
- Trường hợp 2: Xảy ra 2 phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2→CaCO3 + H2O
2CO2 +Ca(OH)2 → Ca(HCO3 )2

skkn

→ x = 2a – b
Lưu ý: Đối với trường hợp nếu biết số mol kết tủa chưa cực đại như trên thì cũng
có thể áp dụng phương pháp khảo sát đồ thị hàm số đề giải.
Nếu 0 < nkết tủa< n R (OH ) thì bài tốn có 2 nghiệm x1 và x2
2

Với x1= nkết tủa = b; x2= 2a – b

a

x1 a

x2

2a

Ví dụ 1: Hấp thụ x mol CO2 vào dung dịch chứa 0,03 mol Ca(OH)2 thu được 2 g
kết tủa.Tính giá trị của x.
Giải:
nCaCO =
3

2
= 0,02 mol < nCa(OH ) = 0,03 mol
100
2

skkn

Xét 2 trường hợp xảy ra:


Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư tức là chỉ xảy ra phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2→CaCO3 + H2O
0,02←

0,02

→ x= 0,02 mol
 Trường hợp 2: Ca(OH)2 vừa đủ. Xảy ra 2 phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2→CaCO3 + H2O
0,02←

0,02

2CO2 +Ca(OH)2 → Ca(HCO3 )2
0,02←

0,01

nCO phản ứng = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol
2

skkn