Giáo án Phương pháp đồ thị44785

(Biên soạn:Trần Đức Thiện) PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ Lý thuyết: Sử dụng đồ thị tốn học để tính tốn kết tốn hóa học thay cho việc giải phương trình Phương pháp thường giải dạng tập: - Sục khí CO2 SO2 cho P2O5 vào dung dịch kiềm - Cho H+ vào dung dịch Al(OH)4- (AlO2-); Zn(OH)42- ( ZnO22-) - Cho OH- vào dung dịch H3PO4; dung dịch Al3+, Zn2+ Một số dạng bản: Dạng 1: Sục từ từ khí CO2 vào a mol dung dịch Ca(OH)2 dư, phản ứng xảy là: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 - Gọi x số mol CO2 sục vào, y số mol CaCO3 tạo Ta có phụ thuộc y vào x sau: x 0≤x≤a y= -x + 2a a ≤ x ≤ 2a x ≥ 2a Đồ thị biểu diễn: y (nCaCO3 ) a ……………………… A B x(nCO2 ) a 2a Theo đồ thị ta thấy: y = b với < b < a có hai giá trị tương ứng x b, b’ Với: b  b' a Do đó: + Khi sục V lít khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 chứa a mol Ca(OH)2 thu b mol kết tủa với < b < a lượng CO2 sục vào có giá trị b b’ với b’ = 2a–b + Khi sục V lít khí CO2 biến thiên khoảng: b ≤ x ≤ c vào dung dịch Ca(OH)2 có chứa a mol Ca(OH)2 Để tìm lượng kết tủa CaCO3 lớn nhất, nhỏ ta cần xét hàm y = f(x) với trường hợp sau: * Nếu b < c < a: y = b (mol) y max = c (mol) * Nếu a < b < c ≤ 2a → y = -x + 2a Khi đó: y = -c + 2a (mol) y max = -b + 2a (mol) * Nếu b < a < c ≤ 2a thì: y max = a (mol) Muốn tìm y ta phải tính: y1 = x = b(mol) y2 = -x + 2a = -c + 2a (mol), sau so sánh chọn kết bé ThuVienDeThi.com Bài tập 1: Sục từ từ V (lít) khí CO2 điều kiện tiêu chuẩn vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,2M thu 10 gam kết tủa V có giá trị lớn là: C 6,72 (l) D 11,2 (l) A 2,24 (l) B 4,48 (l) Bài tập 2: Sục khí CO2 có số mol biến thiên khoảng 0,1 ≤ nCO2 ≤ 0,18 vào 1,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,1M Lượng kết tủa lớn thu là: A 10 gam B 15 gam C 20 gam D 25 gam Bài tập 3: Nhiệt phân hoàn toàn 20 gam muối cacbonat kim loại hóa trị II thu chất rắn A khí B Sục tồn khí B vào 150ml dung dịch Ba(OH)2 1M thu 19,7g kết tủa Khối lượng A công thức muối cacbonat là: A 11,2g CaCO3 B 12,2g MgCO3 C 12,2g CaCO3 D 11,2g MgCO3 Dạng 2: Rót từ từ dung dịch có chứa ion OH- vào dung dịch có chứa a mol Al3+, phản ứng hóa học xảy là: Al3+ + 3OHAl(OH)3 Al(OH)3 + OH AlO2- + 2H2O - Gọi x số mol OH-, y số mol Al(OH)3 x  x  3a Ta có: y = -x + 4a 3a ≤ x ≤ 4a x ≥ 4a - Đồ thị biểu diễn : y (nAl (OH )3 ) a ……………………………………………………… A B x(nOH  ) 3a 4a Theo đồ thị ta thấy: y = b với < b < a có hai giá trị tương ứng x b, b’ Với: b  b'  2,5a Do đó: + Khi cho dung dịch chứa OH- vào dung dịch chứa a mol Al3+ thu b mol kết tủa với < b < a lượng OH- cho vào có giá trị b b’ với b’ = 5a – b + Khi cho dung dịch chứa OH- biến thiên khoảng: b ≤ x ≤ c vào dung dịch có chứa a mol Al3+ Để tìm lượng kết tủa Al(OH)3 lớn nhất, nhỏ ta cần xét hàm y = f(x) với trường hợp sau: * Nếu b < c < 3a: y = b (mol) y max = c (mol) * Nếu 3a < b < c ≤ 4a → y = -x + 4a Khi đó: y = -c + 4a (mol) y max = -b + 4a (mol) * Nếu b < 3a < c ≤ 4a thì: y max = a (mol) Muốn tìm y ta phải tính: y1 = x = b(mol) y2 = -x + 4a = -c + 4a (mol), sau so sánh chọn kết bé Bài tập minh họa: ThuVienDeThi.com Bài tập 1: Cho 100ml dung dịch NaOH tác dụng với 200ml dung dịch AlCl3 0,2M thu kết tủa A Sấy khô đem nung A đến khối lượng không đổi thu 1,53 gam chất rắn Nồng độ mol/l dung dịch NaOH dùng là: A 0,9M ; 0,5M B 1,0M ; 0,9M C 1,3M ; 0,5M D 0,9M ; 1,3M Bài tập 2: Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M thu 15,6 gam kết tủa Giá trị lớn V là: A 1,2 (l) B 1,8 (l) C 2,0 (l) D 2,4 (l) Dạng 3: Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa a mol NaAlO2 dư, phản ứng xảy ra: HCl + NaAlO2 + H2O → Al(OH)3 ↓ + NaCl (1) 3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2O (2) + - Gọi x số mol H thêm vào kể từ khởi đầu phản ứng (1) y số mol Al(OH)3 ta có: x 0≤x≤a y = x 4a  3 a  x  4a x ≥ 4a ThuVienDeThi.com Đồ thị: y (nAl (OH )3 ) a ………… x(nH  ) a 4a - Từ đồ thị ta thấy: ứng với giá trị kết tủa y = f(x ) ≠ a ta ln có hai giá trị HCl Các dạng xét tương tự sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 Bài tập minh họa: Bài tập 1: Cần ml dung dịch HCl 1M để tác dụng với 500ml dung dịch NaAlO2 0,1M thu 0,78g kết tủa? A 10ml B 15ml C.17ml D 20ml Bài tập 2: Cho p mol dung dịch NaAlO2 tác dụng với q mol dung dịch HCl Để thu kết tủa sau phản ứng tỷ lệ p : q là: A p : q = : B p : q = : C p : q > : D p : q < : Dạng 4: Cho từ từ dung dịch chứa ion OH vào dung dịch chứa a mol Zn2+ dư, phản ứng xảy là: Zn2+ + 2OHZn(OH)2 (1) Zn(OH)2 + 2OH ZnO2 + H2O (2) - Gọi x số mol ion OH , y số mol Zn(OH)2 - Ta có: x  x  2a x  2a 2a  x  4a y= x ≥ 4a - Đồ thị biểu diễn: ThuVienDeThi.com y(n Zn (OH )2 ) a ……………………………………… A B x(nOH  ) 2a 4a - Xét tương tự trường hợp cho từ từ dung dịch chứa ion OH- vào dung dịch chứa a mol Al3+ Bài tập minh họa: Bài tập 1: Cho V lít dung dịch NaOH 0,1M tác dụng với 200ml dung dịch ZnCl2 0,1M thu 1,485g kết tủa Giá trị lớn V là: A 0,3 (l) B 0,5 (l) C 0,7 (l) D 0,9 (l) Bài tập 2: Cho dung dịch NaOH có số mol biến thiên khoảng:0,12 ≤ nNaOH ≤ 0,18 mol tác dụng với 100ml dung dịch Zn(NO3)2 0,5M Khối lượng kết tủa lớn nhỏ thu là: A 7,29g 1,89g B 7,92g 1,89g C 7,29g 1,98g D 7,92g 1,98g Bài tập rèn luyện kỹ năng: Cho 10 lit (đkc) hỗn hợp A gồm N2 CO2 vào lit dd Ca(OH)2 0,02M thu 1g kết tủa % theo thể tích CO2 hỗn hợp A A 2,24%; 15,86% B.2,4%; 15,86% C.2,24%; 15,68% D 2,24%; 15,6% Rót từ dd HCl 0,2M vào 100 ml dd NaAlO2 1M thu 5,46g kết tủa Thể tích dd HCl (lit) dùng A 0,35; 0,95 B 0,35; 0,9 C 0,7; 0,19 D 0,45; 0,95 Hòa tan 26,64g Al2(SO4)3.18H2O vào nước dd A Cho 250 ml dd KOH tác dụng hết với A thu 2,34g kết tủa Nồng độ dd KOH A 0,36M B 0,36M 1,16M C 1,6M D 0,36M 1,6M Dẫn V lit khí CO2 (đkc) vào 300 ml dd Ca(OH)2 0,5M Sau phản ứng thu 10g kết tủa Giá trị V A 2,24 B 3,36 C 4,48 D A C Rót từ dd Ba(OH)2 0,2M vào 150 ml dd AlCl3 0,04M đến thu lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ Thể tích dd Ba(OH)2 dùng tương ứng A 45 60ml B 15 45ml C 90 120ml D 45 90ml Rót từ từ dd HCl 0,1M vào 200ml dd KAlO2 0,2M Sau phản ứng thu 1,56g kết tủa Thể tích dd HCl dùng A 0,2 lit B 0,4 lit C 0,2 0,8 lit D 0,4 1,2 lit Cho m gam Na tan hết 100 ml dd Al2(SO4)3 0,2M Sau phản ứng thu 0,78g kết tủa Giá trị m A 0,69 B 3,45 C 1,69 D A B Trong bình kín chứa đầy 15 lit dd Ca(OH)2 0,01M Sục vào bình lượng CO2 có giá trị biến thiên ThuVienDeThi.com khoảng 0,02 đến 0,12 mol Khối lượng kết tủa biến thiên khoảng A đến 15g B đến 12g C đến 15g D 12 đến 15g Sục V lit khí CO2 (đktc) vào 1,5 lit dd Ba(OH)2 0,1M thu 19,7g kết tủa Giá trị lớn V A 5,6 B 2,24 C 3,36 D 4,48 10 Dung dịch X gồm KOH 1M Ba(OH)2 0,75M Cho từ dd X vào 100ml dd Zn(NO3)2 1M, thấy cần dùng V ml dd X khơng cịn kết tủa V có giá trị A 120 B 160 C 140 D 180 11 Một dd chứa x mol KAlO2 tác dụng với dd chứa y mol HCl Điều kiện để sau phản ứng thu lượng kết tủa lớn A x > y B y > x C x = y D x < 2y 12 Trộn dd chứa a mol AlCl3 với dd chứa b mol NaOH Để thu kết tủa cần tỉ lệ A a/b = ¼ B a/b > ¼ C a/b < ¼ D a/b = 1/3 13 Một dd chứa a mol NaAlO2 a mol NaOH tác dụng với dd chứa b mol HCl Điều kiện để sau phản ứng thu kết tủa A a = 2b B a = b C a < b < 4a D a < b < 5a 14 Thêm dd HCl vào dd chứa 0,1mol NaOH 0,1 mol NaAlO2 Khi kết tủa thu 0,08 mol số mol HCl dùng A 0,08 0,16 mol B 0,18 0,26 mol C 0,26 mol D 0,16 mol 15 Cho 18,6g hỗn hợp gồm Zn Fe tác dụng vừa đủ với 7,84 lit Cl2 đktc Lấy sản phẩm thu hòa tan vào nước cho tác dụng với dd NaOH 1M Thể tích dd NaOH cần dùng để lượng kết tủa thu lớn nhất, nhỏ A 0,7 1,1 lit B 0,1 0,5 lit C 0,2 0,5 lit D 0,1 1,1 lit 16 Trong cốc đựng 200 ml dd AlCl3 2M Rót vào cốc 200ml dd NaOH aM thu kết tủa Sấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu 5,1g chất rắn Giá trị a A 1,5M B 1,5 3M C 3M D 1,5M 7,5M 17 Cho 5,6 lit hỗn hợp X gồm N2 CO2 (đktc) chậm qua lit dd Ca(OH)2 0,02M để phản ứng xảy hoàn toàn thu g kết tủa Tỉ khối hỗn hợp X so với H2 A 15,6 B 18,8 C 21 D Cả A B 18 Nhiệt phân 20 g muối cacbonat kim loại hóa trị thu khí A chất rắn B Cho tồn khí A vào 150 ml dd Ba(OH)2 1M thu 19,7g kết tủa Công thúc muối cacbonat A CaCO3 B BaCO3 C FeCO3 D MgCO3 19 Hịa tan hồn tồn 11,2g CaO vào nước dd A Nếu cho khí CO2 sục qua dd A sau kết thúc thí nghiệm thấy có 2,5g kết tủa Thể tích CO2 tham gia phản ứng A 0,56 2,24 lit B 0,56 8,4 lit C 0,65 8,4 lit D 0,6 2,24 lit 20 Hòa tan 3,9 g Al(OH)3 50 ml dd NaOH 3M thu dd A Thể tích dd HCl 2M cần cho vào dd A để xuất trở lại 1,56g kết tủa A 0,02 lit B 0,24 lit C 0,02 0,24 lit D 0,06 0,12 lit 21 Cho V lit dd NaOH 2M vào dd chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 0,1 mol H2SO4 đến phản ứng hoàn toàn thu 7,8g kết tủa Giá trị lớn V để thu lượng kết tủa A 0,45 B 0,35 C 0,25 D 0,05 ThuVienDeThi.com (Biên soạn:Trần Đức Thiện) ... Al(OH)3 x  x  3a Ta có: y = -x + 4a 3a ≤ x ≤ 4a x ≥ 4a - Đồ thị biểu diễn : y (nAl (OH )3 ) a ……………………………………………………… A B x(nOH  ) 3a 4a Theo đồ thị ta thấy: y = b với < b < a có hai giá trị tương... Al(OH)3 ta có: x 0≤x≤a y = x 4a  3 a  x  4a x ≥ 4a ThuVienDeThi.com Đồ thị: y (nAl (OH )3 ) a ………… x(nH  ) a 4a - Từ đồ thị ta thấy: ứng với giá trị kết tủa y = f(x ) ≠ a ta ln có hai giá... y max = a (mol) Muốn tìm y ta phải tính: y1 = x = b(mol) y2 = -x + 4a = -c + 4a (mol), sau so sánh chọn kết bé Bài tập minh họa: ThuVienDeThi.com Bài tập 1: Cho 100ml dung dịch NaOH tác dụng