BÀI tập LIÊN môn hóa TOÁN

Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn CHUN ĐỀ 33: GIẢI NHANH BÀI TẬP LIÊN MƠN HĨA - TỐN Từ năm 2014 đến nay, đề thi Đại học đề thi THPT Quốc Gia thường xuất dạng tập hóa học mà biến thiên lượng chất biểu diễn đồ thị Điều làm cho lượng lớn thí sinh lúng túng, số khác khơng tìm hướng giải Chun đề giúp em làm quen, hiểu vận dụng thành thạo kiến thức liên mơn Hóa – Tốn để tìm phương án giải hiệu Dưới ví dụ minh họa : Ví dụ 1: Cho thí nghiệm sau: (1) Cho từ từ dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Fe(NO3)2 (2) Cho bột sắt từ từ đến dư vào dung dịch FeCl3 (3) cho từ từ dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch FeCl3 Trong thí nghiệm, số mol ion Fe3+ biến đổi tương ứng với đồ thị sau đây? Fe3+ Fe3+ Fe3+ t t (a) A 1-a, 2-c, 3-b (b) t (c) B 1-a, 2-b, 3-c C 1-b, 2-a, 3-c D 1-c, 2-b, 3-a Hướng dẫn giải + Đồ thị (a) cho thấy lượng Fe3+ từ tăng dần sau khơng đổi nên ứng với thí nghiệm (1) Phương trình phản ứng: Ag  Fe2    Ag  Fe3 + Đồ thị (b) cho thấy lượng Fe3+ giảm dần nên ứng với phản ứng (2) Phương trình phản ứng: Fe  2Fe3   3Fe2  + Đồ thị (c) cho thấy lượng Fe3+ khơng đổi nên ứng với phản ứng (3) Phương trình phản ứng: Ag  Cl    AgCl Vậy đáp án B Ví dụ 2: Sục khí CO2 vào V lít dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2 M Ba(OH)2 0,1M Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo số mol CO2 sau: Giá trị V : A 300 B 250 C 400 D 150 (Đề thi THPT Quốc Gia, năm 2016) Hướng dẫn giải + Dựa vào chất phản ứng giả thiết, ta có đồ thị sau : Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn + Dựa vào tính tính đồ thị, ta có : 0,1V  0,03  0,13  0,3V  V  0,4 lít Ví dụ tương tư : Ví dụ 2.1: Cho hỗn hợp kim loại gồm x mol Na y mol Ba vào nước dư V lít H2 (đo điều kiện tiêu chuẩn) dung dịch X Khi cho CO2 hấp thụ từ từ đến dư vào dung dịch X, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Tỉ lệ x : y A : B : C : D : Ví dụ 2.2: Cho a mol Na b mol Ba vào 200 ml dung dịch BaCl2 0,3M, thu dung dịch X Dẫn từ từ tới dư khí CO2 vào dung dịch X, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau : Giá trị a A 0,18 B 0,06 C 0,24 D 0,12 Ví dụ 3: Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa a mol Ba(AlO2)2 b mol Ba(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Tỉ lệ a : b A : B : C : D : (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Lý Tự Trọng – Cần Thơ, năm 2015) Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn Hướng dẫn giải Dựa vào chất phản ứng giả thiết, ta có đồ thị : Từ đồ thị tính chất hình học đồ thị, suy : n OH  2b  0,8; n AlO   2a  b  0,4 a     b 3.[(0,8  2a)  2]  2,8  (0,8  2a) a  0,7 Ví dụ tương tư : Ví dụ 3.1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm x mol Ba(OH)2 y mol Ba[Al(OH)4]2 (hoặc Ba(AlO2)2), kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Số mol Al(OH) 0,2 0,1 0,3 0,7 Số mol HCl Giá trị x y A 0,05 0,15 B 0,10 0,30 C 0,10 0,15 D 0,05 0,30 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Đại học Vinh – Nghệ An, năm 2015) Ví dụ 3.2: Cho từ từ HCl vào dung dịch A chứa a mol Ba(OH)2 b mol Ba(AlO2)2 Đồ thị biểu diễn số mol Al(OH)3 theo số mol HCl sau : nAl(OH)3 0,3 0,2 nHCl 0,6 1,1 Nếu cho dung dịch A tác dụng với 700 ml dung dịch H2SO4 1M thu gam kết tủa? A 202,0 gam B 116,6 gam C 108,8 gam D 209,8 gam Ví dụ 4: Cho m gam Al tác dụng với oxi sau thời gian thu (m + 2,88) gam hỗn hợp X Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu a mol H2 dung dịch Y Rót từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Y ta có đồ thị sau : Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn Cho hỗn hợp X tác dung với dung dịch HNO3 dư thu V lít hỗn hợp khí NO N2O (đktc) có tỉ khối so với hiđro 16,75 dung dịch Z Cơ cạn dung dịch Z thu (m + 249a) gam chất rắn khan Giá trị V gần với giá trị ? A 2,3 B 2,1 C 1,9 D 1,7 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Bến Tre, năm 2015) Hướng dẫn giải  3m 2,88.4   2a  BTE : 3nAl  4n O  2n H 32  27 2   Đồ thò : n NaOH pư  n H  3nAl3  n Al(OH) bò tan  29a  0,5a  3m   m  a    27  27   6,48  249.0,18  0,24.213  2,25.103 m  6,48  n NH4 NO3  80   a  0,18  n electron X nhường cho HNO  3nAl  4n O  0,36  3 3x  8y  3.2,25.10  0,36 x  0,0623; y  0,0207 n NO  x     30x  44y  n y   16,75.2  N 2O V  1,8592  1,9 lít  xy Ví dụ tương tư : Ví dụ 4.1: Dung dịch X chứa a mol AlCl3 2a mol HCl Rót từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch X ta có đồ thị sau : Giá trị x A 0,624 C 0,756 D 0,684 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Bến Tre, năm 2015) Ví dụ 4.2: Cho x gam Al tan hồn tồn vào dung dịch chứa y mol HCl thu dung dịch Z chứa chất tan có nồng độ mol Thêm từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Z đồ thị biểu diễn lượng kết tủa phụ thuộc vào lượng OH- sau: B 0,748 Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn Giá trị x A 27,0 B 26,1 C 32,4 D 20,25 Ví dụ 4.3: Hỗn hợp X gồm Cu Al2O3 có tỉ lệ mol tương ứng : Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu chất rắn Y dung dịch Z chứa chất tan có nồng độ mol Rót từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Z ta có đồ thị sau: Cho chất rắn Y tác dụng với dung dịch HNO3 dư, thu x mol khí NO2 (sản phẩm khử nhất) Giá trị x là: A 0,48 B 0,36 C 0,42 D 0,40 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Phụ Dực – Thái Bình, năm 2016) Ví dụ 5: Nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch X chứa 41,575 gam gồm chất HCl, MgCl2, AlCl3 Tiến trình phản ứng biểu diễn đồ thị sau : Giá trị a A 0,15 B 0,2 C 0,3 D 0,35 Hướng dẫn giải + Gọi số mol MgCl2 AlCl3 x y Ta có đồ thị sau : + Từ đồ thị suy n HCl  0,2 Ta có : Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn  x  0,5  m X  95x  133,5y  0,2.36,5  41,575     y  0,5  n OH tạo a mol kết tủa  2x  3(a  x)  0,2  0,65    n OH max tạo a mol kết tủa  2x  3y  (x  y  a)  0,2  1,05  a  0,2 Ví dụ tương tư : Ví dụ 5.1: Dung dịch X chứa AlCl3, HCl, MgCl2 số mol MgCl2 tổng số mol HCl AlCl3 Rót từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch X ta có đồ thị sau : Với x1 + x2=0,48 Cho m gam AgNO3 vào dung dịch X thu m1 gam kết tủa dung dịch chứa 45,645 gam chất tan Giá trị m1 : A 55,965 B 58,835 C 111,930 D 68,880 Ví dụ 6: Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào ống nghiệm chứa V lít dung dịch Al2(SO4)3 C (mol/l) Mối quan hệ khối lượng kết tủa (gam) số mol OH- biểu diễn đồ thị sau : Để lượng kết tủa khơng đổi thể tích dung dịch Ba(OH)2 nhỏ cần dùng : A 30 ml B 60 ml C 45 ml D 80 ml Hướng dẫn giải + Dựa vào chất phản ứng đồ thị, ta thấy :  2,796 n  4n Al3  0,032 n SO 42  n BaSO4  233  0,012  OH để m  không đổi   0,032  0,08 lít n  n VBa(OH)2 để m  không đổi  3 2  0,008 2.0,2   Al SO4 Ví dụ tương tư : Ví dụ 6.1: Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 0,5M vào ống nghiệm chứa V lít dung dịch Al2(SO4)3 x mol/lít Q trình phản ứng biểu diễn đồ thị sau : Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn Để lượng kết tủa khơng đổi thể tích dung dịch Ba(OH)2 nhỏ cần dùng A 0,24 lít B 0,30 lít C 0,32 lít D 0,40 lít Ví dụ 6.2: Nhỏ từ từ dung dịch đến dư Ba(OH)2 0,2M vào 100 ml dung dịch A chứa Al2(SO4)3 xM Mối quan hệ khối lượng kết tủa số mol OH- biểu diễn đồ thị sau: Nếu cho 100 ml dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 0,2M NaOH 0,3M vào 100 ml dung dịch A khối lượng kết tủa thu bao nhiêu? A 5,44 gam B 4,66 gam C 5,70 gam D 6,22 gam (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Quỳnh Lưu – Nghệ An, năm 2016) Ví dụ 6.3: Cho từ từ dung dịch chưa a mol Ba(OH)2 vào dung dịch chưa b mol ZnSO4 Đồ thị biểu diễn số mol kết tủa theo giá trị a sau: Giá trị b : A 0,1 B 0,12 C 0,08 D 0,11 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Hạ Long – Quảng Ninh, năm 2016) Ví dụ 7: Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch hỗn hợp Al2(SO4)3 AlCl3 thu kết tủa có khối lượng theo số mol Ba(OH)2 đồ thị: Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn Tổng giá trị (x + y) A 163,2 B 162,3 C 132,6 D 136,2 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Vĩnh Phúc, năm 2015) Hướng dẫn giải + Ta thấy đồ thị hình thành đường : (1) kết tủa tạo thành khí Al2(SO4)3 phản ứng với Ba(OH)2 ; (2) kết tủa tạo thành AlCl3 phản ứng với Ba(OH)2 ; (3) kết tủa Al(OH)3 sinh bị hòa tan hết (2) (3) (1) n Al (SO )  a n OH làm kết tủa hết Al3 Al (SO )  6a  43   n AlCl3  b n OH làm kết tủa hết Al3 AlCl3 làm tan hết Al(OH)3  3b  (2a  b) 6a  0,3.2 a  0,1 n BaSO  3a  0,3    3b  (2a  b)  2(0,6  0,3)  b  0,1 n Al(OH)3  (2a  b)  0,3  x  m BaSO  69,9   x  y  163,2 y m   m Al(OH)3  93,3  BaSO4 Ví dụ tương tự : Ví dụ 7.1: Cho từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch chứa Al2(SO4)3 AlCl3 khối lượng kết tủa sinh biểu diễn đồ thị sau Giá trị x gần với giá trị sau đây? Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn A 0,029 B 0,025 C 0,019 D 0,015 Ví dụ 8: Dung dịch A chứa a mol ZnSO4; dung dịch B chứa b mol AlCl3; dung dịch C chứa c mol NaOH Tiến hành thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Cho từ từ dung dịch C vào dung dịch A; Thí nghiệm 2: Cho từ từ dung dịch C vào dung dịch B Lượng kết tủa thí nghiệm biến đổi theo đồ thị sau đây: n b a _ x 4a ,3 n NaOH Tổng khối lượng kết tủa thí nghiệm dùng x mol NaOH gần với giá trị sau ? A B C 8,5 D 9,5 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Thị Xã Quảng Trị, năm 2015) Hướng dẫn giải Gọi lượng kết tủa tạo thành thí nghiệm dùng x mol NaOH, ta có đồ thị : + Dựa chất phản ứng dung dịch NaOH với dung dịch AlCl3 dạng hình học đồ thị, ta thấy : 4a  3b a  0,06   3.(0,32  4a)  4a  b  0,08 + Dựa chất phản ứng dung dịch NaOH với dung dịch ZnSO4, AlCl3 dạng hình học đồ thị, ta thấy : 4a  x  2y x  2y  0,24 x  0,114; y  0,048    x  3y x  3y  m kết tủa  0,048(99  78)  8,496  8,5 Ví dụ : Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng Mg vào dung dịch hỗn hợp X chứa a mol Cu(NO3)2 b mol HCl nhúng Mg có khối lượng m gam vào dung dịch hỗn hợp X biểu diễn hình vẽ đây: Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc Gia (Quyển 2) – Nguyễn Minh Tuấn Sau phản ứng xảy hồn tồn rút Mg ra, thu NO sản phẩm khử N+5 Tỉ lệ a : b A : B : C : 10 D : 12 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Tiên Du – Bắc Ninh, năm 2016) Hướng dẫn giải Sự biến thiên khối lượng Mg hợp đường : (1) Mg phản ứng với (H  NO3  ) ; (2) Mg phản ứng với Cu2+; (3) Mg phản ứng với H+ (1) (3) (2) + Từ đường (1) chất phản ứng, ta có : BTE : n Mg pư  3n NO  3nNO     n NO   0,5 18:24   a  0,25  n H phản ứng  Bán phản ứng : n   4n   H phản ứng NO3  + Từ đường (3) chất phản ứng, ta có :  (m  8)  (m  14)  0,25 n H pư  0,5 n Mg2  n Mg pư  24   2n 2  n   b  n HCl   0,5  2,5 H pư  Mg  a : b  1:10 2.1C 6.3A 10 2.2C 7.1B 3.2A 3.2C 4.1B ĐÁP ÁN VÍ DỤ TƯƠNG TỰ 4.2C 4.3A 5.1A 6.1D 6.2A