2 9 bài toán đồ thị cơ bản trong hóa học

2.9 Bài tốn đồ thị hóa học Với dạng tốn theo chủ quan tơi nghĩ dạng toán đơn giản Các bạn cần ý quan sát kiện hình dáng đồ thị kết hợp với tư phân chia nhiệm vụ OH -, H+, CO2 hồn tồn xử lý dạng toán Dạng 1: Bài toán cho OH- vào dung dịch chứa Al3+ A Định hướng tư Mơ hình tốn: Nhỏ từ từ OH- vào dung dịch chứa a mol Al3+ Khi OH- làm hai nhiệm vụ Nhiệm vụ 1: Đưa kết tủa lên cực đại (từ a đến 3a) Nhiệm vụ 2: Hòa tan kết tủa (từ 3a đến 4a) B Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,12 B 0,14 C 0,15 D 0,20 → Chọn đáp án C Định hướng tư giải: Từ đồ thị nOH   3x   x  0,1  0,5 �� � x  0,15  mol  NV 14 NV Ví dụ 2: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,412 B 0,456 C 0,515 D 0,546 → Chọn đáp án D Định hướng tư giải: � a  0,12  mol  Từ đồ thị ta dễ thấy: nOH   3NVa1  0,36 �� OH ��� � nOH   x  3a   a  0, 2a   3.0,12  0,8.0,12  0, 456  mol  NV 14 43  NV Dạng 2: Bài toán cho OH- vào dung dịch chứa H+ Al3+ A Định hướng tư OH- thường nghiệm vụ: NV1: Trung hòa H+ NV2: Đưa kết tủa lên cực đại NV3: Hòa tan kết tủa B Ví dụ minh họa Ví dụ 3: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl b mol AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Tỉ lệ a : b A : B : C : D : �� � Chọn đáp án A Định hướng tư giải: Nhìn vào đồ thị ta thấy ngay: nH   a  0,8 (Nhiệm vụ OH-) a  3b   b  0,  �� � b  0, �� �  Tại vị trí nOH   2,8  0,8 NV 14 43 NV b NV Ví dụ 4: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch hỗn hợp chứa AlCl3 HCl, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Tỷ lệ x : a là: A 4,8 B 5,0 C 5,2 D 5,4 → Chọn đáp án C Định hướng tư giải: � nH   0,  mol  � �� � nOH   2,  0, 6 3a   a  0,  �� � a  0,5  mol  � Max NV NV 14 n�  a � NV x 2, 6 3a   a   �� � x  2,  mol  �� �   5, Vậy ta có: x  0, NV NV 2 a 0,5 NV Dạng 3,4: Cho H+ vào dung dịch chứa AlO2- AlO2- OHA Định hướng tư Hoàn toàn giống hai dạng ta cần sử dụng tư phân chia nhiệm vụ H+: Nhiệm vụ 1: (từ – x) trung hòa lượng OHNhiệm vụ 2: (từ x – z) đưa kết tủa lên cực đại Nhiệm vụ 3: (từ z – k) hịa tan kết tủa B Ví dụ minh họa Ví dụ 5: 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 Ba(AlO2)2, kết tủa thu biểu diễn đồ thị hình bên: Giá trị x y là: A 0,05 0,30 B 0,10 0,15 C 0,05 0,15 D 0,10 0,30 → Chọn đáp án C Định hướng tư giải: � OH  : x  mol  � Trong dung dịch có: �  �AlO2 : y  mol  �x  0, 05  mol  � x  0,1 �� � x  0, 05 � � �� �� Nhìn vào đồ thị ta có: � 0,  0,1  y   y  0,  � �y  0,15  mol  Ví dụ 6: Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào 100ml dung dịch hỗn hợp chứa NaOH 1,2M NaAlO2 0,8M Lượng kết tủa biến thiên theo đồ thị hình vẽ hình bên Giá trị y là: A 0,348 B 0,426 C 0,288 D 0,368 → Chọn đáp án D Định hướng tư giải: � x  nNaOH  0,1.1,  0,12  mol  Nhìn vào đồ thị: �� � n�  0, x  0,024  mol  Và vị trí 1,2x �� H �� � y  x  0,1.0,8   0,1.0,8  0, 024   0,368  mol   Ví dụ 7: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch chứa x mol NaOH y mol NaAlO2 (hay Na[Al(OH)4]) kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị bên Tỷ lệ x:y là? A : B : C : D : → Chọn đáp án D Định hướng tư giải: � nNaOH  x  mol  � Ta có: dung dịch X chứa � nNaAlO2  y  mol  � Từ đồ thị thấy ngay: nNaOH  x  mol   0,  mol    Max Max Max �1  0,  n�  n�  0, �� � n�  y  0,3  mol  Khi nH   �� Ví dụ 8: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol Ba(OH)2 b mol NaAlO2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình bên: Tỉ lệ a:b A 2:1 B 2:7 C 4:7 D 2:5 → Chọn đáp án B Định hướng tư giải: � 2a  0,8 �� � a  0,  mol  Từ đồ thị ta �� H �� � 2,8  0,8  b   b  1,  �� � b  1,  mol  �� �  a  b � Ca  OH  , Ba  OH  � Dạng 4: Sục CO2 vào dung dịch chứa � �KOH , NaOH A Định hướng tư Với dạng toán bạn ý trình sau (theo hình vẽ): Thứ tự nhiệm vụ CO2 là: � Ca  OH  CO � CaCO3 ��2� �� Nhiệm vụ 1: Biến � BaCO3 Ba  OH  � � � Na2CO3 NaOH CO2 � � ��� �� Nhiệm vụ 2: Biến � KOH K 2CO3 � � Na2CO3 CO2 � NaHCO3 � ��� �� Nhiệm vụ 3: Biến � K 2CO3 KHCO3 � � Ca  HCO3  CaCO3 CO2 � � ��� �� Nhiệm vụ 4: Biến � BaCO3 Ba  HCO3  � � � B Ví dụ minh họa Ví dụ 9: Sục khí CO2 vào V lít dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2M Ba(OH)2 0,1M Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo số mol CO2 sau: Giá trị V A 300 B 400 C 250 D 150 → Chọn đáp án B Định hướng tư giải: � n�  0, 03  mol  + Tại vị trí nCO2  0,03 �� + Phân chia nhiệm vụ CO2 �� � 0,13  0,1V  0, 2V   0,1V  0, 03 �� �V  0,  l   400  ml  Ví dụ 10: Dung dịch A chứa a mol Ba(OH) Cho b mol NaOH vào A sau sục CO2 (dư) vào ta thấy lượng kết tủa biến đổi theo đồ thị (Hình vẽ) Giá trị (a + b) là: A 1,0 B 0,8 C 0,7 D 0,9 → Chọn đáp án D Định hướng tư giải: Lượng kết tủa chạy ngang (khơng đổi) q trình NaOH �� � NaHCO3 �� � b  0, Lượng kết tủa chạy xuống (giảm) trình BaCO3 �� � Ba(HCO3)2 �� �a  1,3  0,5  0, �� � a  b  0,9 Ví dụ 11: Sục CO2 vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm Ca(OH)2 KOH ta quan sát tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,12 (mol) B 0,11 (mol) C 0,13 (mol) D 0,10 (mol) → Chọn đáp án D Định hướng tư giải: Max � nCa OH   0,15  mol  Nhiệm vụ 1: n�  0,15  mol  �� Lượng kết tủa không đổi (Nhiệm vụ 3): � nNaOH  0,15;0, 45 ��  nNaHCO3  0, 45  0,15  0,3  mol  Tan Nhiệm vụ 4: n�  0,5  0, 45  0,05  mol  Sau pu Max Tan  x  n�  n�  0,15  0, 05  0,1 mol  Vậy ta có: n� Dạng 5: Bài tốn cho kiềm (KOH, NaOH) vào dung dịch chứa Zn2+ A Định hướng tư Khi cho kiềm (KOH, NaOH) vào dung dịch chứa Zn2+ ta xem OH- làm hai nhiệm vụ: Nhiệm vụ (0 – a): Đưa kết tủa lên cực đại Nhiệm vụ (a – b): Hòa tan kết tủa Chú ý: Tỷ lệ mol : B Ví dụ minh họa Ví dụ 12: Cho KOH vào dung dịch chứa ZnCl ta thấy tượng thí nghiệm theo hình vẽ bên (Số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,3 B 0,4 C 0,2 D 0,25 → Chọn đáp án C Định hướng tư giải: Từ hình vẽ ta thấy với nOH    mol  Max nZn  OH   OH- hồn thành hai nhiệm vụ Do  0, 75  mol  Khi nOH   2,  mol    OH Max Max ��� � 2,  2n�  n�  x  2.0, 75   0, 75  x  �� � x  0, 42 43 NV  NV Ví dụ 13: Cho KOH vào dung dịch chứa ZnCl2 ta thấy tượng thí nghiệm theo hình vẽ bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 3,4 B 3,2 C 2,8 D 3,6 → Chọn đáp án C Định hướng tư giải: Max Từ hình vẽ ta thấy với nOH    mol  OH- hồn thành hai nhiệm vụ Do nZn OH     OH Max Max ��� � x  2n�  n�  0,  2.1    0,  44 43 NV  NV �� � x   1,  3,  mol   1 mol  Dạng 6: Bài toán cho kiềm (KOH, NaOH) vào dung  � �H dịch chứa � 2 �Zn A Định hướng tư Theo phân chia nhiệm vụ OHNhiệm vụ (0-a): Trung hòa lượng axit H+ Nhiệm vụ (a-b): Đưa kết tủa lên cực đại (tỷ lệ 1:2) Nhiệm vụ (b-c): Hòa tan kết tủa (tỷ lệ 1:2) B Ví dụ minh họa Ví dụ 14: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl vào b mol ZnCl 2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Tổng giá trị a + b A 1,4 B 1,6 C 1,2 D 1,3 → Chọn đáp án C Định hướng tư giải: Từ đồ thị ta có nH   a  0,  mol  Khi nOH   2, �� � 2,  0,  2b   b  0,  NV 43 Trung Hòa NV �� � b  0,  mol  �� � a  b  1, Ví dụ 15: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl b mol ZnCl2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Tỷ lệ a : b là: A : B : C : D : → Chọn đáp án C Định hướng tư giải: Dễ thấy nH   a  0,  mol  Khi nOH   1, �� �1,  0, 4 2b   b  0,5 b   0,  3b NV NV 4 NV �� � b  0,  mol  �� � a : b  0, : 0,  1:1 BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,412 B 0,426 C 0,415 D 0,405 Câu 2: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,18 B 0,17 C 0,15 D 0,14 Câu 3: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl 3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,80 B 0,84 C 0,86 D 0,82 Câu 4: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Biểu thức liên hệ x y là: A 3y – x = 1,44 B 3y – x = 1,24 C 3y + x = 1,44 D 3y + x = 1,24 Câu 5: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl 3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Tỷ lệ x : y là: A : B : C : D : Câu 6: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol H2SO4 b mol AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị (hình bên) Giá trị a + b là: A 0,3 B 0,25 C 0,4 D 0,35 Câu 7: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp chứa AlCl3 HCl, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,35 B 0,30 C 0,25 D 0,20 Câu 8: Cho từ từ KOH vào dung dịch chứa a mol HNO3 b mol Al2(SO4)3 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình vẽ bên Tổng giá trị a + b là: A 0,6 B 0,5 C 0,7 D 0,8 Câu 9: Cho m gam Al tác dụng hoàn toàn với dung dịch chứa a mol HNO3 Sau phản ứng thấy dung dịch có khối lượng khơng thay đổi thu 6,272 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm NO NO2 Tỷ khối Z so với mêtan 135/56 Người ta đổ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch sau phản ứng đồng thời đun nóng nhẹ thấy lượng kết tủa biến thiên theo đồ thị hình vẽ bên (đơn vị mol): Giá trị a là: A 1,8 B 1,6 C 1,7 D 2,0 Câu 10: Hịa tan hồn tồn 25,3 gam hỗn hợp A gồm Na, BaO, Al nước dư thu 8,96 (lít, đktc) khí H2 dung dịch B, người ta nhỏ từ từ dung dịch HCl vào B thấy lượng kết tủa biến thiên theo đồ thị hình vẽ bên (đơn vị: mol) Phần trăm khối lượng O A x% Giá trị x gần với: A 5% B 6% Câu 11: Sục CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 ta quan sát tượng theo đồ thị hình bên (tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 1,8 (mol) B 2,2 (mol) C 2,0 (mol) D 2,5 (mol) Câu 12: Sục CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 ta quan sát tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: C 7% D 8% A 0,1 (mol) B 0,15 (mol) C 0,18 (mol) D 0,20 (mol) Câu 13: Sục CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 ta quan sát tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,60 (mol) B 0,50 (mol) C 0,42 (mol) D 0,62 (mol) Câu 14: Sục CO2 vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm Ca(OH)2 KOH ta quan sát tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,45 (mol) B 0,42 (mol) C 0,48 (mol) D 0,60 (mol) Câu 15: Cho NaOH vào dung dịch chứa ZnCl2 ta thấy tượng thí nghiệm theo hình vẽ bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,32 B 0,42 C 0,35 D 0,40 Câu 16: Cho NaOH vào dung dịch chứa ZnSO4 ta thấy tượng thí nghiệm theo hình vẽ bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,5 B 0,4 C 0,6 D 0,7 Câu 17: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl x mol ZnSO4, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x (mol) là: A 0,4 B 0,6 C 0,65 D 0,7 Câu 18: Khi nhỏ từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn theo đồ thị bên (số mol chất tính theo đơn vị mol) Giá trị x là: A 0,84 B 0,80 C 0,82 D 0,78 Câu 19: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl b mol AlCl 3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình bên Tỉ lệ b : a A : B : C : D : Câu 20: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol Ba(OH)2 b mol Ba(AlO2)2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị bên Vậy tỉ lệ a : b A : B : C : D : Câu 21: Cho x gam Al tan hoàn toàn 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- hình bên Giá trị x ? A 32,4 B 27,0 C 20,25 D 26,1 Câu 22: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol H2SO4 b mol Al2(SO4)3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình bên Tỉ lệ a : b A : B : C : D : Câu 23: Hịa tan hồn tồn 11,2 gam CaO H2O thu dung dịch A Sục khí CO vào dung dịch A, qua trình khảo sát người ta lập đồ thị phản ứng hình bên Giá trị x là: A 0,025 B 0,020 C 0,050 D 0,040 Câu 24: Khi sục từ từ đến dư khí CO vào cốc đựng dung dịch Ca(OH)2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình bên Dựa vào đồ thị trên, lượng CO sục vào dung dịch 0,85 mol lượng kết tủa xuất tương ứng A 0,85 mol B 0,45 mol C 0,35 mol D 0,50 mol Câu 25: Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào dung dịch hỗn hợp Na2SO4 Al2(SO4)3 ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng kết tủa theo số mol Ba(OH)2 hình bên Dựa vào đồ thị xác định giá trị x A 0,40 (mol) B 0,30 (mol) Câu 26: Khi sục từ từ đến dư CO vào dung dịch hỗn hợp có chứa 0,3 mol NaOH, 0,1 mol KOH Ca(OH)2 Kết thí nghiệm thu biểu diễn đồ thị sau: Giá trị a : b là: A : B : C 0,20 (mol) D 0,25 (mol) C : D : Câu 27: 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 hình vẽ bên Nếu cho 100ml dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 0,2M NaOH 0,3M vào 100ml dung dịch A khối lượng kết tủa thu bao nhiêu? A 5,44 gam B 4,66 gam C 5,70 gam Câu 28: Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH b mol Ca(OH) 2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau Tỉ lệ a : b A : B : C : D : Câu 29: Dung dịch X chứa x mol NaOH y mol Na2ZnO2, dung dịch Y chứa z mol Ba(OH)2 t mol Ba(AlO2)2 (x