Các dạng bài tập hóa đồ thị 11 năm 2024
- 1. vuducluanltv@gmail.com 1 GIẢI BÀI TOÁN HOÁ HỌC BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐỒ THỊ Vũ Đức Luận Trƣờng THPT Lƣơng Thế Vinh-Vụ Bản-Nam Định Trong phƣơng pháp này ta xét 4 bài toán làm mẫu sau: Bài toán 1: Bài toán hấp thụ CO2 bằng dung dịch Ba[OH]2 Bài toán 2: Bài toán muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm Bài toán 3: Bài toán muối kẽm tác dụng với dung dịch kiềm Bài toán 4: Bài toán hấp thụ CO2 bằng dung dịch hỗn hợp chứa Ba[OH]2 và NaOH Bài toán 1: Bài toán hấp thụ CO2 bằng dung dịch Ba[OH]2 Nội dung: Hấp thụ hoàn toàn V lít CO2 bằng dung dịch chứa a mol Ba[OH]2 . Lập đồ thị biểu diễn lượng kết tủa thu được theo số mol CO2 phản ứng. Hướng dẫn Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch Ba[OH]2 ta có các phương trình sau: CO2 + Ba[OH]2 BaCO3 + H2O Nếu còn CO2 thì kết tủa BaCO3 tan dần do phản ứng sau: BaCO3 + CO2 + H2O Ba[HCO3]2 Khi số mol CO2 = số mol Ba[OH]2 = a thì lượng kết tủa thu được là cực đại[ a mol] Khi số mol CO2 = 2nBa[OH]2 = 2a thì ta thấy chỉ sinh ra muối Ba[HCO3]2 Do đó ta có đồ thị sau: nBaCO 3 nCO 20 a 2a a Chú ý: Khi CO2 phản ứng vừa đủ với dung dịch Ba[OH]2 mà thu được lượng kết tủa chưa phải là cực đại thì bài toán này có 2 đáp số[đường thẳng song song với trục hoành và không đi qua cực đại cắt đồ thì tại 2 điểm] M là trung điểm của AB nBaCO 3 nCO 20 a 2a a A B M Vận dụng đồ thị trên cho bài toán sau: Ví dụ 1: Trích đề thi ĐH khối A 2007: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 [đktc] vào 2,5 lít dung dịch Ba[OH]2 a mol/l thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là: A. 0,032 mol/l B.0,06 mol/l C.0,04 mol/l D.0,048 mol/l Giải Số mol CO2 = 0,12 mol; số mol Ba[OH]2 =2,5a mol; số mol BaCO3 = 0,08 mol Ta có đồ thị:
- 2. vuducluanltv@gmail.com 2 2,5a 5a nBaCO 3 nCO 20 0,08 0,122,5a 0,08 A B Ta thấy rằng hoàng độ của cực đại là trung điểm của AB do đó: 2,5a = [0,08+0,12]/2=0,1 => a= 0,04 mol/l Bài toán 2: Bài toán muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm Nội dung: Cho dung dịch NaOH tác dụng với dung dịch chứa a mol Al3+ . Lập đồ thị biểu diễn lượng kết tủa thu được theo số mol NaOH cho vào? Hướng dẫn Khi cho NaOH tác dụng với dung dịch chứa Al3+ ta có phương trình: Al3+ + 3OH- Al[OH]3 Nếu NaOH dư, kết tủa sẽ tan: Al[OH]3 + OH- AlO2 - + H2O Khi số mol NaOH =3nAl3+ = 3a ; ta có lượng kết tủa cực đại[ nAl[OH]3 = a mol] Khi số mol NaOH > 3a; kết tủa bắt đầu tan ra. Khi số mol NaOH = 4a; kết tủa vừa tan hết Ta có đồ thị sau: nAlCl3 0 nNaOH a 3a 4a Nhìn vào đồ thị ta thấy: Khi số nNaOH > 4nAl3+ thì không có kết tủa. Khi lượng kết tủa chưa đạt đến cực đại thì thì bài toán này có 2 đáp số ứng với 2 giá trị của NaOH [đường thẳng song song với trục hoành và không đi qua cực đại cắt đồ thì tại 2 điểm] áp dụng đồ thị trên vào bài toán sau: Ví dụ 2: ĐH khối B 2007 Cho V lít dung dịch NaOH 0,5M tác dụng với 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M thu được 15,6 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là: A. 1,2 lít B. 1,8 lít C.2,0 lít D.2,4 lít Giải Số mol AlCl3 = 0,3 mol Số mol kết tủa Al[OH]3 là 0,2 mol Số mol NaOH= 0,5V nAlCl3 0 0,3 0,90,6 1 1,2 0,2 nNaOH Giá trị lớn nhất của V ứng với số mol NaOH = 1 => 0,5V=1 => V = 2 lít
- 3. vuducluanltv@gmail.com 3 Bài toán 3: Bài toán muối kẽm tác dụng với dung dịch kiềm Nội dung: Cho dung dịch NaOH tác dụng với dung dịch chứa a mol Zn2+ . Lập đồ thị biểu diễn lượng kết tủa thu được theo số mol NaOH cho vào? Hướng dẫn Khi cho NaOH tác dụng với dung dịch chứa Al3+ ta có phương trình: Zn2+ + 2OH- Zn[OH]2 Nếu NaOH dư, kết tủa sẽ tan: Zn[OH]2 + 2OH- ZnO2 2- + 2H2O Khi số mol NaOH =2nZn3+ = 2a ; ta có lượng kết tủa cực đại[ nZn[OH]2 = a mol] Khi số mol NaOH > 2a; kết tủa bắt đầu tan ra. Khi số mol NaOH = 4a; kết tủa vừa tan hết Ta có đồ thị sau: nZn[OH] 2 0 nOH- a 2a 4aA B M Nhìn vào đồ thị ta thấy: Khi số nNaOH > 4nZn2+ thì không có kết tủa. Khi lượng kết tủa chưa đạt đến cực đại thì thì bài toán này có 2 đáp số ứng với 2 giá trị của NaOH [đường thẳng song song với trục hoành và không đi qua cực đại cắt đồ thì tại 2 điểm] áp dụng đồ thị trên vào bài toán sau: Ví dụ 3: Cho dung dịch X chứa 8,16 gam ZnCl2 tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch Y chứa [NaOH 1,5M, KOH 0,5M]. Sau phản ứng thu được 3,96 gam kết tủa. Tính V. Giải Số mol ZnCl2 = 0,06 mol Số mol OH- = 2V mol Số mol Zn[OH]2 = 0,04 mol Ta có đồ thị sau: nZn[OH] 2 0 nOH- 0,06 0,12 0,24 0,04 0,160,08 Nhìn trên đồ thị dễ dàng ta thấy có 2 giá trị của OH- để thu được 0,04 mol kết tủa đó là: Số mol OH- = 0,08 = 2V => V = 0,04 lít Số mol OH- = 0,16 = 2V => V = 0,08 lít Bài toán 4: Bài toán hấp thụ CO2 bằng dung dịch chứa Ba[OH]2 và NaOH Nội dung: Hấp thụ hoàn toàn x mol CO2 bằng dung dịch X chứa a mol Ba[OH]2 và b mol NaOH. Lập đồ thị biểu thị số mol CO2 và lượng kết tủa thu được. Hướng dẫn Ta có dung dịch X chưa a mol Ba2+ , b mol Na+ và 2a+b mol OH-
- 4. vuducluanltv@gmail.com 4 Ta dễ thấy lượng kết tủa cực đại là a mol. Khi số mol CO2 = a , ta thấy OH- dư do đó chỉ có muối CO3 2- , khi đó lượng kết tủa cực đại Xét trường hợp lượng kết tủa cực đại nhưng vẫn có muối axit : CO2 + 2OH- CO3 2- + H2O a mol 2a mol a mol CO2 + OH- HCO3 - b mol b mol b mol CO3 2- + Ba2+ BaCO3 a mol a mol a mol Do đó số mol CO2 = a+b Khi số mol CO2 > a+b, lượng kết tủa bắt đầu giảm xuống. Đến khi số mol CO2 = 2a+b thì không còn kết tủa nữa. Vậy ta có đồ thị như sau : nBaCO3 0 nCO2 a 2a+ba a+b a = nBa[OH]2 b = nNaOH Nhìn vào đồ thị trên ta thấy để thu được lượng kết tủa cực đại thì: a ≤ nCO2 ≤ a + b áp dụng vào bài toán sau [Trích đề thi HS giỏi tỉnh Thái Bình năm 2009]: Ví dụ 4 : Cho 18,3 gam hỗn hợp X gồm Na và Ba vào nước thu được dung dịch Y và 4,48 lít H2 [đktc]. Xác định thể tích CO2 [đktc] cho vào dung dịch Y để thu được kết tủa cực đại? A. 1,12 lít ≤ V ≤ 6,72 lít B. 2,24 lít ≤ V ≤ 6,72 lít C. 2,24 lít ≤ V ≤ 4,48 lít D. 4,48 lít ≤ V ≤ 6,72 lít Giải Trước hết đi tìm số mol NaOH và Ba[OH]2 [1] Na + H2O NaOH + 1/2H2 [2] Ba + 2H2O Ba[OH]2 + H2 Gọi số mol của Na và Ba lần lượt là x và y mol, ta có hệ: 23x+137y=18,3 1/2x+y= 0,2 Giải được: x= 0,2; y= 0,1 số mol NaOH = 0,2 mol; số mol Ba[OH]2 =0,1 mol Để thu được lượng kết tủa cực đại thì 0,1 ≤ nCO2 ≤ 0,1+ 0,2 = 0,3. Hay 2,24 ≤ VCO2 ≤ 6,72