Phương pháp đồ thị trong giải toán hóa học. - Pdf 23

http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

1
HI VỌNG NÓ SẼ GIÚP PHẦN NÀO YÊN TÂM HƠN TRƯỚC KHI BƯỚC VÀO KỲ THI CĐ-
ĐH NĂM 2011.
( gồm CKV1,2,3,4,5,9,11,12,13, 20).
ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ TRONG GIẢI TOÁN HOÁ HỌC
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chúng ta thường gặp các dạng bài toán khi cho oxit axit CO
2
, SO
2
tác dụng với dung dịch NaOH,
KOH, Ca(OH)
2
hay Ba(OH)
2
thu được muối, kết tủa, …đó cũng là những dạng bài toán khó và có nhiều
trường hợp xãy ra trong bài toán.
1. Dạng bài toán “cho oxit axit CO
2
, SO
2
tác dụng với dung dịch Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
thu được kết
tủa”.

2
 CaCO
3
 + H
2
O (1)
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O  Ca(HCO
3
)
2
(2)
2CO
2
+ Ca(OH)
2
 Ca(HCO
3
)
2
(3)
b. Phương pháp vẽ đồ thị:
Từ trục hoành(Ox) chọn hai điểm a và 2a, từ trục tung (Oy) chọn một điểm a. Tại điểm a của trục
x và y kẻ vuông góc và chúng giao nhau tại điểm A. Từ A nối với toạ độ O và 2a ta được tam giác vuông
cân. Với số mol kết tủa từ trục y cắt tam giác ở một hoặc hai điểm. Tại đó kẻ vuông góc với trục x ta
2
3
2
Ca(OH)
CaCO
CO
n a mol
n y mol
n ymol
2a ymol









 

2
1
CO 2
= n
n = n

Nếu chúng ta gặp một bài toán khi cho oxit axit CO

2a

http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

2
Bài toán 1: ( Trích câu 5 trang 119. bài 26: kim loại kiềm thổ và hợp chất của kim loại kiềm thổ. SGK
ban cơ bản).
Cho 2,8 gam CaO tác dụng với một lượng nước dư thu được đung dịch A. Sục 1,68 lít khí CO
2

(đktc) vào dung dịch A:
a. Tính khối lượng kết tủa thu được.
b. Khi đun nóng dung dịch A thì khối lượng kết tủa thu được là bao nhiêu?
BÀI GIẢI

2
2
CaO 2 2
CO
Ca
2,8
n 0,05mol,CaO H O Ca(OH)
56
1,68
n 0,05mol,n 0,075mol
22,4

   

2
CaCO
3
 + CO
2
+ H
2
O

(3)
Áp dụng phương phấp đồ thị ta có: a. Khối lượng kết tủa thu được là:
Dựa vào đồ thị ta có :
3
CaCO
n 0,025 mol

n n 0,025 mol m 100.0,025 2,5 gam
    

Như vậy khi đun nóng khối lượng kết tủa thu được tối đa là:
m=2,5 + 2,5 = 5 gam.
Cách 2: áp dụng công thức tinh nhanh
2
CO
n x 2y
 

Số mol khí CO
2
và số mol kết tủa x đã biết, vấn đề bây giờ là tìm giá trị y mol. Thay giá trị vào ta có
2
2
CO
CO
n x
0,075 0,025
n x 2y y 0,025mol
2 2


     
như vậy tổng số mol kết tủa
3 CaCO
3
CaCO
n x y 0,025 0,025 0,05mol, m 0,05.100 5 gam

(đktc) vào dung dịch có chứa 0,25 mol Ca(OH)
2
. Khối lượng gam kết tủa
thu được là:
A. 10 gam B. 15 gam. C. 20 gam. D. 25 gam.
BÀI GIẢI:
+ Cách 1: giải thông thường:

2 2
2
OH
CO Ca(OH)
CO
n
6,72 0,5
n 0,3mol ,n 0,25mol,1 2
22,4 n 0,3

     

 xãy ra 2 phương trình:
CO
2
+ Ca(OH)
2
 CaCO
3
 + H
2
O (1)

, đáp án đúng là C.
Cách 2: áp dụng phương pháp đồ thị:
3
CaCO
m 0,2.100 20 gam
  
, đáp án đúng là C.
Nhận xét:
- Nếu áp dụng cách thông thường thì học sinh phải xác định được tạo ra 1 hay 2 muối.
- Nếu
2
OH
CO
n
1 2
n

 

)
2
(2)
0,05mol0,05 mol
=>
3 3
CaCO CaCO
n 0,25 0,05 0,2mol m 100.0,2 20gam
     
đáp án đúng là C.
Bài toán 3: ( Trích câu 6 trang 132. bài 28: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và
hợp chất của chúng. SGK ban cơ bản).
2
CO
n
0,250,25 0,3 0,5

3
CaCO
n
0,2
http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

4
Sục a mol CO

CaCO
3
 + CO
2
+ H
2
O

(3)
Từ (1) =>
3 2 3
CaCO CO CaCO
n 0,03mol n n 0,03mol
   

Từ (3) khi đun nóng
3 3 2 3
CaCO Ca(HCO ) CaCO
n 0,02mol n n 0,02mol
   

Từ (2) =>
2 3 2 2
CO Ca(HCO ) CO
n 2n 0,02.2 0,04mol, n 0,04 0,03 0,07mol
     


đáp án đúng là C.
Cách 2: áp dụng phương pháp đồ thị:

2
tác dụng với dung dịch Ca(OH)
2
hay Ba(OH)
2

thu được x mol kết tủa và sau đó đun nóng thu được y mol kết tủa nữa thì áp dụng công thức tính
nhanh sau,
2
CO
n x 2y
 
thay giá trị vào ta được
2
CO
n x 2y 0,03 2.0,02 0,07 mol
    
=> đáp án đúng là C.
Bài toán 4: ( Trích câu 9 trang 168. bài 31: một số hợp chất quan trong của kim loại kiềm thổ , SGK ban
nâng cao).
Cho 10 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm CO
2
và N
2
tác dụng với 2 lít dung dịch Ca(OH)
2
nồng độ
0,02M thu được 1 gam chất kết tủa. Hãy xác định thành phần % theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp
đầu.
BÀI GIẢI:

CO CaCO CO
1
n n 0,01 mol V 0,01.22,4 0,224 lit
100
     

3
CaCO
n
2
CO
n
xmol

0,03
2x
m

x mol

0,03

http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

5
Có hai trường hợp xãy ra:
+ Trường hợp 1: Chỉ xãy ra phương trình (1)
CO

3
)
2
(2)
Từ (1) và (2) 
2 2 2
CO Ca(OH) CO
tu(2) n 2n 2.0,03 0,06mol, n 0,06 0,01 0,07mol
      



2
CO
0,07.22,4
%V .100 15,68 %
10
 
Kết luận: - Nếu %CO
2
=2,24 % => %N
2
=97,76 %
- Nếu %CO
2
=15,68 % => %N
2
=84,32 %
Cách 2: Áp dụng phương pháp đồ thị:



   

Kết luận: - Nếu %CO
2
=2,24 % => %N
2
=97,76 %
- Nếu %CO
2
=15,68 % => %N
2
=84,32 %
Nhận xét: - Qua 2 cách giải ta thấy phương pháp thông thường giải phức tạp hơn nhiều, mất nhiều thời
gian, nếu không cẩn thận sẽ thiếu trường hợp , dẫn tới kết quả sai là không thể tránh khỏi.
- Phương pháp đồ thị giải nhanh và gon, không phải viết phương trình phản ứng, chỉ vẽ đồ thị ta
thấy có 2 trường hợp xãy ra, nó rất phù hợp với phương pháp trắc nghiệm như hiện nay.
Bài toán 5: ( Trích đề thi tốt nghiệp THPT năm 2007). Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít SO
2
(ở đktc) vào dung
dịch chứa 16 gam NaOH thu được dung dịch X. Khối lượng muối tan thu được trong dung dịch X là:
A: 18,9 gam B: 25,2 gam C: 23 gam D: 20,8 gam
BÀI GIẢI:
+ Cách 1: Thông thường:
2
NaOH
SO

SO
2
+ 2NaOH  Na
2
SO
3
+ H
2
O
0,2 0,4 0,2

2 3
Na SO
m 0,2.126 25,2 gam
 
 B là đáp án đúng
+ Cách 2: Áp dụng phương pháp đồ thị 0,2


2
+ Ba(OH)
2
 CaCO
3
+ H
2
O (1)
0,08 0,08 0,08 mol
2CO
2
+ Ba(OH)
2
 Ba(HCO
3
)
2
(2)
0,04 0,02 mol
Từ (1) và (2) 
2
Ba(OH)
n 0,08 0,02 0,1mol
  

Ba (OH)
2
M
0,1
C 0,04 M


0,08http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

7

2 3
CO BaCO
2,688 15,76
n 0,12 mol,n 0,08 mol
22,4 197
   


2
Ba(OH)
0,1

2
2 3 2
CO OH HCO (1)
x x x
CO 2OH CO H O (2)
y 2y y
 
 

 



  



x y 0,2
x 2y 0,25
 



 


3
2
3
x 0,15(HCO )

2
CO
3
+ H
2
O
0,025 0,05 0,025mol
Như vậy:
2 2 3 2
CO Na CO Ba(OH)
n 0,175mol; n 0,025mol; n 0,1mol
  
d

3
BaCO
n

0,1
http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

8

A: 4,48 lít B: 13,44 lít
C: 2,24 lít hoặc 6,72 lít D: 4,48 lít hoặc 13,44 lít
BÀI GIẢI:
+ Cách 1: Phương pháp thông thường
Ta có:
2 3
Ca(OH) CaCO
20
n 0,4 mol; n 0,2 mol
100
  
- Trường hợp 1: Chỉ tạo muối CaCO
3
:
CO
2
+ Ca(OH)
2
 CaCO
3
 + H
2
O (1) 
2
CO
V 0,2.22,4 4,48lit
 

0,2 0,2 0,2
- Trường hợp 2: Tạo hai muối: CaCO

Từ đồ thị ta thấy số mol khí CO
2
có 2 trường hợp:

2
2
CO
CO
n 0,2 mol
n 0,6 mol






=>
2
2
CO
CO
V 0,2.22,4 4,48 lit
V 0,6.22,4 13,44 lit
 

http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

9
A: 4,48 lít B: 13,44 lít
C: 2,24 lít hoặc 0,896 lít D: 4,48 lít hoặc 13,44 lít
BÀI GIẢI:
+ Cách 1: Phương pháp thông thường
- Trường hợp 1: Chỉ tạo muối CaCO
3
nên xẫy ra phản ứng:
CO
2
+ Ca(OH)
2
 CaCO
3
+ H
2
O

2 3 2
CO CaCO CO
n n 0,04 mol; V 0,04.22,4 0,896
   
lít
+ Trường hợp 2: Tạo hai muối CaCO
3
và Ca(HCO
2
2
CO
CO
V 0,04.22,4 0,896 lit
V 0,1.22,4 2,24 lit
 


 


 C là đáp án đúng
Bài toán 10: Sục V lít khí CO
2
(đktc)vào 150 ml dung dịch Ba(OH)
2
1M. Sau phản ứng thu được 19,7
gam kết tủa. Giá trị V lít là:

0,1

0,07
0,04

0,14

2
CO
n

0,15

0,1 0,15 0,2 0,3
3
BaCO
n
0,1

http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

10
Từ đồ thị để thu được
3
CaCO
n 0,1mol

thì số mol CO

n 0,1

hoặc 0,5 mol 
2
CO
V = 2,24 lít hoặc 3,36 lít  B sai
+ Nếu
2
CO
n 0,15

hoặc 0,3 mol 
2
CO
V = 3,36 lít hoặc 6,72 lít  D sai
+ Nếu
2
CO
n 0,15

hoặc 0,2 mol 
2
CO
V
= 3,36 lít hoặc 4,48 lít  A sai
Bài toán 11: Hấp thụ hoàn toàn V lít khí CO
2
(đktc) vào 2 lít dung dịch Ca(OH)
2
0,01M thì được 1gam

thì số mol CO
2
sẽ có hai giá trị
2
CO
n 0,01 mol


hoặc
2
CO
n 0,03 mol



2
2
CO
CO
V 0,01.22,4 0,224 lit
V 0,03.22,4 0,672 lit
 


 


 D là đáp án đúng
Chú ý:
+ Nếu

CO
n

0,02
3
CaCO
n

0,01
0,01

0,02

0,03

0,04

http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

11

2 2
SO S Ba(OH)
1,6
n n 0,05 mol; n 0,2.0,5 0,1 mol
32
    


và N
2
vào bình chứa 0,08 mol nước vôi trong thu được 6
gam kết tủa. Phần trăm thể tích khí CO
2
trong hỗn hợp đầu có thể là:
A: 30% hoặc 40% B: 30% hoặc 50%
C: 40% hoặc 50% D: 20% hoặc 60%
BÀI GIẢI:
2
2 3
Ca(OH) CaCO
h
6 4,48
n 0,08 mol.n 0,06 mol,n 0,2 mol
100 22,4
    
khÝ

+ Cách 1: Áp dụng phương pháp đồ thị:


3 2
CaCO Ca(OH)
n 0,06 mol n 0,08 mol
  
nên có hai trường hợp
2
SO
n

0,1

3
BaSO
n
0,05
O

0,05

0,1

0,15

0,2

2
CO
n

0,08

    

- Trường hợp 2: Tạo 2 muối
CO
2
+ Ca(OH)
2
 CaCO
3
 + H
2
O (1)
0,06 0,06 0,06
2CO
2
+ Ca(OH)
2
 Ca(HCO
3
)
2
 (2)
0,04 0,02
Từ (1) và (2) 
2
CO
n 0,06 0,04 0,1 mol
  



2
CO
n 0,04

hoặc 0,12 mol 
2
CO
%V 20%

hoặc 60 %  D sai
4. Dạng bài toán khi cho muối Al
3+
tác dụng với dung dịch kiềm thu được kết tủa:
+ Điều kiện: Tính
OH
n

biết
3
Al
n


3
Al(OH)
n
:
Al
3+
+ 3OH

Al
1 2
OH
n x
n a
n x ,x













5. Dạng bài toán khi cho muối
2
AlO

tác dụng với dung dịch axit thu được kết tủa:


a

3a

x
2
x

4a

A
http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

13

3
2 2
AlO 4H Al 3H O
  
   (3)
+ Cách vẽ: Từ trục x chọn hai điểm a và 4a, từ trục y chọn một điểm a. Tại điểm a của trục x và a của
trục y kẻ vuông góc và chúng giao nhau tại điểm A. Từ A nối với toạ độ O và 4a ta được tam giác. Với
số mol kết tủa từ trục y cắt tam giác ở một hoặc hai điểm tại đó kẻ vuông góc với trục x ta được số mol
H
+
với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam, giá trị lớn nhất của V lít là:
A: 1,2 B: 1,8 C: 2 D: 2,4
Bài giải:
+ Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị ta có:
3
3
AlCl
Al
n n 0,2.1,5 0,3mol

  
,
3
Al(OH)
15,6
n 0,2mol
78
 

NaOH
NaOH
0,6
n 0,6mol V 1,2lit
0,5
1
n 1mol V 2lit
0,5

   


SO
4
đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá
trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là:
A: 0,05 B: 0,25 C: 0,35 D: 0,45
Bài giải:
+ Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị:
3
Al(OH)
n

-
OH
n
0,3

0,3

1

0,2

1,2

Al
3+

0,6

0,9


    

Trên đồ thị
OH
n 0,7mol


mặt khác trung hoà 0,1mol H
2
SO
4
thì cần 0,2mol OH
-


NaOH NaOH
OH
0,9
n n 0,2 0,7 0,9mol V 0,45
2

       lít  D đúng


OH + Al(OH) AlO +2H O

(3)
0,1 0,1 0,1
Từ (1), (2), (3) 
OH
n 0,2 0,6 0,1 0,9

   
 2V = 0,9  V = 0,45 lít
Bài toán 16: Cho 3,42 gam Al
2
(SO
4
)
3
vào 50ml dung dịch NaOH, thu được 1,56 gam kết tủa và dung
dịch X. Nồng độ M của dung dịch NaOH là:
A: 0,6 B: 1,2 C: 2,4 D: 3,6
Bài giải:
+ Cách 1: Áp dụng phương pháp đồ thị:
2 4 3
Al (SO )
3,42
n 0,01mol;
342
 
3
Al(OH)
1,56

 Al(OH)
3

Al(OH)
3
O H
n


0,2

0,3

0,6

A
0,8

0,1

O

0,7

3
Al(OH)
n

-
OH

-
dư hoà tan một phần kết tủa nên xẫy ra phản ứng:
Al
3+
+ 3OH
-
 Al(OH)
3
(1)
0,02 0,06 0,02
Al(OH)
3
+ OH
-
 AlO
-
2
+ 2H
2
O (2)

3
2 4 3
Al (SO )
Al
n 2n 0,02mol

 






   


 Chọn A đúng

Bài toán 18: Cho 200ml dung dịch HCl vào 200ml dung dịch NaAlO
2
2M thu được 15,6 gam kết tủa
keo. Nồng độ M của dung dịch HCl là:
A: 1 hoặc 2 B: 2 hoặc 5 C: 1 hoặc 5 D: 2 hoặc 4
Bài giải:

3
Al(OH)
15,6
n 0,2mol
78
 

-
OH
n
0,2

0,6
0,3

0,7

0,8

http://www.vietmaths.com

See on Vietmaths.com

16 Bài toán 19: Cho 200ml dung dịch H
2

2 2 0,2



     



     


 D đúng
III. BÀI TOÁN TỰ GIẢI
Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO
2
(đktc) vào V lít dung dịch Ba(OH)
2
nồng độ 0,4 M thu được

Bài 6: Sục 4,48 lít khí (đktc) gồm CO và CO
2
vào bình chứa 400ml dung dịch Ca(OH)
2
0,2 M thu được
6 gam kết tủa. Phần trăm thể tích khí CO trong hỗn hợp đầu có thể là:
+
H
n
0,4

0,1

1,3

1,6

0,4

Al(OH)
3
+
H
n
0,4

0,2
1
1,6
0,4

2
vào 300 ml dung dịch Ca(OH)
2
0,02M thỡ thu được 0,2 gam kết tủa.
Giỏ trị của V là:
A. 44,8 ml hoặc 89,6 ml B. 224 ml
C. 44,8 ml hoặc 224 ml D. 44,8 ml
Bài 10: Dẫn V lít (đktc) khí CO
2
qua 100 ml dung dịch Ca(OH)
2
1M thu được 6 gam kết tủa. Lọc bỏ kết
tủa, lấy dung dịch nước lọc đun nóng lại thu được kết tủa nữa. V lít bằng :
A. 3.136 lớt B.3.36 lớt hoặc 1.12 lớt
C. 1.344 lớt hoặc 3.136 lớt B. 1.344 lớt
Bài 11: Sục 2,24 lớt CO
2
(đktc) vào 100 ml dd Ca(OH)
2
0,5M và KOH 2M. Khối lượng kết tủa thu được
sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn là :
A. 5,0 gam B. 30,0 gam C. 10,0 gam D. 0,0 gam
Bài 12: Cho 8,05 gam kim loại Na vào 500 ml dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
0,1M, sau khi các phản ứng xảy ra
hoàn toàn ta thu được chất kết tủa B có khối lượng là

vào 50ml dung dịch NaOH, thu được 1,56 gam kết tủa và dung dịch X.
Nồng độ mol/lít của dung dịch NaOH là:
A: 0,6 mol/lít B: 1,2 mol/lít C: 2,4 mol/lít D: 3,6 mol/lít
Bài 18: Trộn dd chứa x mol AlCl
3
với dd chứa y mol NaOH. Để thu được kết tủa cần có tỷ lệ
A. x:y=1:4 B. x:y<1:4 C. x:y=1:5 D. x:y>1:4
Bài 19: (ĐH - KA - 2008) Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO
2
(ở đktc) vào 500ml dung dịch hỗn hợp
gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)
2
0,2M, sinh ra m gam kết tủa, giá trị của m gam là:
A: 11,82 gam B: 9,85 gam C: 17,73 gam D: 19,70 gam
Bài 20: Cho 350 ml dd NaOH 1M vào 100 ml dd AlCl
3
1M. Khi phản ứng kết thúc thu được số gam kết
tủa.
A. 7.8 gam B. 3.9 gam C. 11.7 gam D. 23.4 gam
Bài 21: Một dd chứa a mol NaAlO
2
tác dụng với một dd chứa b mol HCl. điều kiện để thu được kết tủa
sau phản ứng là:
A. a = b B. a = 2b C. b<4a D. b< 5a
Bài 22: Haỏp thuù hoaứn toaứn 5,6 lit CO
2
(ủktc), vaứo dung dũch chửựa 0,2 mol Ca(OH)
2
seừ thu
ủửụùc lửụùng keỏt tuỷa laứ:

trắng keo thu được là 1,56 gam, giá trị bé nhất của V lít là:
A: 200 ml B: 120 ml C: 240 ml D: 180 ml.
Bài 26: Cho V lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al
2
(SO
4
)
3
và 0,1 mol H
2
SO
4
đến khi
phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là:
A: 0, 5 lít B: 0,7 lít C: 0,9 lít D: 1,2 lít
Bài 27: Cho 500 ml dung dịch NaOH 0,12 M vào 3,42 gam Al
2
(SO
4
)
3
thu được m gam kết tủa và dung
dịch X. Giá trị của m là:
A: 0,78 gam B: 1,56 gam C: 2,34 gam D: 1,17 gam.
Bài 28: Cho V lít dung dịch NaOH 0,35 M tác dụng với 2 lít dung dịch AlCl
3
0,1 M, lượng kết tủa thu
được là 7,8 gam, giá trị V lít lớn nhất là:
A: 2,0 lít B: 1,0 lít C: 1,5 lít D: 3,0 lít.
Bài 29: Cho V lít dung dịch HCl 0,5 M vào 2lít dung dịch KAlO


Nhờ tải bản gốc
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status