Cho A tác dụng với dung dịch NH 3 d, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lợng không đổi thì thu đợc 4,08 gam chất rắn B.. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để thu đợc lợng kết[r]
(1)Giải toán hoá học phơng pháp đồ thị A Ph¬ng ph¸p chung Dạng 1: Thổi từ từ khí CO2 đến d vào dung dịch chứa a mol Ca(OH) Ba(OH)2 Sau phản ứng thu đợc b mol kết tủa Sè mol kÕt tña a b x a y Sè mol CO2 2a Số mol CO2 đã phản ứng là: x = b (mol) y = 2a - b (mol) Dạng 2: Rót từ từ dung dịch kiềm đến d vào dung dịch chứa a mol muối Al 3+ Zn2+ Sau phản ứng thu đợc b mol kết tủa * Số mol OH- đã phản ứng là: x = 3b (mol) y = 4a - b (mol) Sè mol Al(OH)3 a b Sè mol OHx 3a y 4a Sè mol Zn(OH)2 a b Sè mol OH- x * Số mol OH- đã phản ứng là: 2a y x = 2b (mol) y = 4a - 2b (mol) 4a Dạng 3: Rót từ từ dung dịch axit đến d vào dung dịch chứa a mol muối AlO 2hoặc ZnO22- Sau phản ứng thu đợc b mol kết tủa Sè mol Al(OH)3 a b Sè mol H+ x a y * Số mol OH đã phản ứng là: x = b (mol) y = 4a - 3b (mol) - 4a (2) Sè mol Zn(OH)2 a b Sè mol H+ x * Số mol H đã phản ứng là: + 2a y x = 2b (mol) y = 4a - 2b (mol) 4a B C¸c vÝ dô VÝ dô 1: Cho 10 lÝt (®ktc) hçn hîp A gåm N2 vµ CO2 ë ®ktc vµo lÝt dung dÞch Ca(OH)2 0,02 M thì thu đợc gam kết tủa TÝnh % CO2 hçn hîp A theo thÓ tÝch Lêi gi¶i * Ph¬ng ph¸p tù luËn: Ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña nh÷ng ph¶n øng lÇn lît x¶y nh sau: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2 (2) Ta cã: Sè mol Ca(OH)2 = 0,02 = 0,04 (mol) Sè mol CaCO3 = : 100 = 0,01 (mol) Trêng hîp 1: ChØ cã ph¶n øng (1) Ca(OH)2 d Theo ph¬ng tr×nh ta cã: Sè mol CO2 = Sè mol CaCO3 = 0,01 (mol) = Sè mol Ca(OH)2 < 0,04 (mol) 0,01 22,4 100% 2,24% 10 VËy, A cã % CO2 = Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) xảy Ca(OH)2 hết Theo ph¬ng tr×nh (1): Sè mol CaCO3 (1) = Sè mol Ca(OH)2 = 0,04 (mol) Sè mol CaCO3 (2) = 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol) Theo ph¬ng tr×nh (1) vµ (2): Sè mol CO2 = 0,04 + 0,03 = 0,07 (mol) 0,07 22,4 100% 15,68% 10 VËy, A cã % CO2 = * Phơng pháp đồ thị: Dựa vào tỷ lệ phản ứng phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn lợng kết tủa thu đợc theo lợng CO2 đã phản ứng nh sau: Sè mol CaCO3 0,04 (3) 0,01 0,01 0,04 0,07 0,08 Sè mol CO2 Dựa vào đồ thị, sau phản ứng thu đợc gam kết tủa thì ta có ngay: Trêng hîp 1: Sè mol CO2 = 0,01 (mol) Trêng hîp 2: Sè mol CO2 = 0,07 (mol) VÝ dô 2: Hoµ tan 26,64 gam chÊt X lµ tinh thÓ muèi sunfat ngËm níc cña kim loại M hoá trị n vào nớc đợc dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch NH d, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lợng không đổi thì thu đợc 4,08 gam chất rắn B Nếu cho A tác dụng với dung dịch BaCl d thì thu đợc 27,96 gam kết tủa a T×m c«ng thøc cña X b Tính thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để thu đợc lợng kết tủa lín nhÊt, nhá nhÊt c Cho 250 ml dung dịch KOH tác dụng hết với A thì thu đợc 2,34 gam kết tủa Tính nồng độ dung dịch KOH Lêi gi¶i a KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho ta c«ng thøc muèi lµ: Al 2(SO4)3.18H2O Nh vËy, dung dÞch A cã: 4,08 0,08 (mol ) Sè mol Al3+ = Sè mol Al2O3 = 102 * Ph¬ng ph¸p tù luËn: Ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña nh÷ng ph¶n øng lÇn lît x¶y nh sau: Al3+ + OH- Al(OH)3 (1) Al(OH)3 + OH- AlO2- + H2O (2) b §Ó lîng kÕt tña lín nhÊt th× chØ x¶y ph¶n øng (1) Theo ph¬ng tr×nh: Sè mol OH- = Sè mol Al3+ = 0,08 = 0,24 (mol) §Ó lîng kÕt tña nhá nhÊt th× x¶y c¶ ph¶n øng (1) vµ (2) Theo ph¬ng tr×nh: Sè mol OH- = Sè mol Al3+ = 0,08 = 0,32 (mol) Vậy, thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để lợng kết tủa thu đợc lớn nhÊt, nhá nhÊt t¬ng øng lµ: V = 0,24 : 0,2 = 1,2 (lÝt) vµ V' = 0,32 : 0,2 = 1,6 (lÝt) c Số mol kết tủa Al(OH)3 thu đợc là 2,34 : 78 = 0,03 (mol) (4) Trêng hîp 1: ChØ cã ph¶n øng (1) Al3+ d Theo ph¬ng tr×nh ta cã: Sè mol OH- = Sè mol Al(OH)3 = 0,03 = 0,09 (mol) Sè mol Al3+ (p) = Sè mol Al(OH)3 < 0,04 (mol) 0,09 0,36 ( M ) Vậy, nồng độ dung dịch KOH là: [KOH] = 0,25 Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) xảy Al3+ hết Theo ph¬ng tr×nh (1): Sè mol Al(OH)3 (1) = Sè mol Al3+ = 0,08 (mol) Sè mol Al(OH)3 (2) = 0,08 - 0,03 = 0,05 (mol) Theo ph¬ng tr×nh (1) vµ (2): Sè mol OH- = 0,08 + 0,05 = 0,29 (mol) 0,29 1,16 ( M ) , 25 Vậy, nồng độ dung dịch KOH là: [KOH] = * Phơng pháp đồ thị: Dựa vào tỷ lệ phản ứng phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn lợng kết tủa thu đợc theo lợng OH- đã phản ứng nh sau: Sè mol Al(OH)3 0,08 0,03 0,09 0,24 0,29 0,32 Số mol OHDựa vào đồ thị ta có ngay: b Số mol OH- cần có để lợng kết tủa thu đợc lớn nhất, nhỏ tơng ứng là 0,24 vµ 0,32 (mol) c Nếu sau phản ứng thu đợc 2,34 gam kết tủa thì: Trêng hîp 1: Sè mol OH- = 0,09 (mol) Trêng hîp 2: Sè mol OH- = 0,29 (mol) Ví dụ 3: Hoà tan vừa hết m gam Al vào dung dịch NaOH thì thu đợc dung dịch A vµ 3,36 lÝt H2 (®ktc) a TÝnh m b Rót từ từ dung dịch HCl 0,2 M vào A thì thu đợc 5,46 gam kết tủa Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng Lêi gi¶i a Ph¬ng tr×nh ph¶n øng: (5) Al + H2O + NaOH NaAlO2 + H2 Theo ph¬ng tr×nh: Sè mol Al = 2/3 Sè mol H2 = 0,1 (mol) m = 2,7 (gam) * Ph¬ng ph¸p tù luËn: Ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña nh÷ng ph¶n øng lÇn lît x¶y nh sau: H+ + H2O + AlO2- Al(OH)3 (1) H+ + Al(OH)3 Al3+ + H2O (2) b Theo gi¶ thiÕt: Sè mol Al(OH)3 = 5,46 : 78 = 0,07 (mol) Trêng hîp 1: ChØ cã ph¶n øng (1) AlO2- d Theo ph¬ng tr×nh ta cã: Sè mol H+ = Sè mol Al(OH)3 = 0,07 (mol) Sè mol AlO2- (p) = Sè mol Al(OH)3 < 0,1 (mol) 0,07 0,35 VËy, thÓ tÝch dung dÞch HCl lµ: [HCl] = 0,2 (lÝt) Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) xảy AlO2- hết Theo ph¬ng tr×nh (1): Sè mol Al(OH)3 (1) = Sè mol AlO2- = 0,1 (mol) Sè mol Al(OH)3 (2) = 0,1 - 0,07 = 0,03 (mol) Theo ph¬ng tr×nh (1) vµ (2): Sè mol H+ = 0,1 + 0,03 = 0,19 (mol) 0,19 0,95 Vậy, nồng độ dung dịch HCl là: [HCl] = 0,2 (lÝt) * Phơng pháp đồ thị: Sè mol Al(OH)3 0,1 0,07 0,07 0,1 0,19 0,4 Sè mol H+ Dựa vào tỷ lệ phản ứng phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn lợng kết tủa thu đợc theo lợng H+ đã phản ứng nh trên b Nếu sau phản ứng thu đợc 5,46 gam kết tủa thì: Trêng hîp 1: Sè mol H+ = 0,07 (mol) Trêng hîp 2: Sè mol H+ = 0,19 (mol) C Bµi tËp ¸p dông Cho V lÝt (®ktc) khÝ CO2 hÊp thô hoµn toµn vµo 450 ml dung dÞch Ba(OH)2 0,2M thì thu đợc 15,76 gam kết tủa Giá trị V là: A 1,792 lÝt B 2,24 lÝt C 2,016 lÝt D A vµ B (6) Cho m gam Na tan hÕt 100 ml dung dÞch Al2(SO4)3 0,2M Sau ph¶n ứng thu đợc 0,78 gam kết tủa Giá trị m là: A 0,69 gam B 2,76 gam C 2,45 gam.D 1,69 gam Rãt tõ tõ dung dÞch HCl 0,1M vµo 200 ml dung dÞch KAlO2 0,2M Sau ph¶n ứng thu đợc 1,56 gam kết tủa Thể tích dung dịch HCl đã dùng là: A 0,2 vµ lÝt B 0,4 vµ lÝt C 0,2 vµ 0,8 lÝt D 0,4 vµ lÝt Rót từ từ dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào 150 ml dung dịch AlCl3 0,04M đến thu đợc lợng kết tủa lớn nhất, nhỏ Thể tích dung dịch Ba(OH)2 đã dùng tơng ứng là: A 45 vµ 60 ml B 60 vµ 45 ml C 90 vµ 120 ml D 45 vµ 90 ml Chó ý cßn ®ang bæ sung nhiÒu phơng pháp đồ thị Cơ sở phơng pháp là việc sử dụng đồ thị toán học để giải số hệ phơng trình Trong hoá học, số dạng bài tập đợc giải dựa trên sở nội dung phơng pháp này Đó là trờng hợp mà thí nghiệm hoá học có hai quá trình lợng kết tủa tăng dần, sau đó giảm dần đến hết lợng chất phản ứng có d Có thể vận dụng phơng pháp này hoá học các trờng hîp chñ yÕu sau: - Thæi khÝ CO2 vµo dung dÞch chøa hi®roxit cña kim lo¹i ph©n nhãm chÝnh nhãm II - Rót từ từ dung dịch kiềm đến d vào dung dịch muối nhôm muối kẽm - Rót từ từ dung dịch axit đến d vào dung dịch muối có chứa anion AlO2- ZnO22- Ta xem xét phơng pháp giải số bài tập dựa trên sở đó thông qua số ví dụ sau II C¸c vÝ dô VÝ dô 1: Cho 10 lÝt (®ktc) hçn hîp A gåm N vµ CO2 ë ®ktc vµo lÝt dung dÞch Ca(OH) 0,02 M thì thu đợc gam kết tủa TÝnh % CO2 hçn hîp A theo thÓ tÝch (S¸ch Ho¸ häc - Líp 12 - NXB Gi¸o dôc Hµ néi) Lêi gi¶i * Ph¬ng ph¸p tù luËn: Ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña nh÷ng ph¶n øng lÇn lît x¶y nh sau: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2 (1) (2) Ta cã: Sè mol Ca(OH)2 = 0,02 = 0,04 (mol) Sè mol CaCO3 = : 100 = 0,01 (mol) Trêng hîp 1: ChØ cã ph¶n øng (1) Ca(OH)2 d Theo ph¬ng tr×nh ta cã: Sè mol CO2 = Sè mol CaCO3 = 0,01 (mol) = Sè mol Ca(OH)2 < 0,04 (mol) 0,01 22,4 100% 2,24% 10 VËy, A cã % CO2 = Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) xảy Ca(OH)2 hết Theo ph¬ng tr×nh (1): Sè mol CaCO3 (1) = Sè mol Ca(OH)2 = 0,04 (mol) Sè mol CaCO3 (2) = 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol) Theo ph¬ng tr×nh (1) vµ (2): (7) Sè mol CO2 = 0,04 + 0,03 = 0,07 (mol) 0,07 22,4 100% 15,68% 10 VËy, A cã % CO2 = * Phơng pháp đồ thị: Dựa vào tỷ lệ phản ứng phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn lợng kết tủa thu đợc theo lợng CO2 đã phản ứng nh sau: Sè mol CaCO3 0,04 0,01 0,01 0,04 0,07 0,08 Sè mol CO2 Dựa vào đồ thị, sau phản ứng thu đợc gam kết tủa thì ta có ngay: Trêng hîp 1: Sè mol CO2 = 0,01 (mol) Trêng hîp 2: Sè mol CO2 = 0,07 (mol) VÝ dô 2: Hoµ tan 26,64 gam chÊt X lµ tinh thÓ muèi sunfat ngËm níc cña kim lo¹i M ho¸ trÞ n vào nớc đợc dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch NH3 d, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lợng không đổi thì thu đợc 4,08 gam chất rắn B Nếu cho A tác dụng với dung dịch BaCl2 d thì thu đợc 27,96 gam kết tủa a T×m c«ng thøc cña X b Tính thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để thu đợc lợng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhÊt c Cho 250 ml dung dịch KOH tác dụng hết với A thì thu đợc 2,34 gam kết tủa Tính nồng độ cña dung dÞch KOH (§Ò thi tuyÓn sinh - NXB Gi¸o dôc Hµ néi - 1998) Lêi gi¶i a KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho ta c«ng thøc muèi lµ: Al2(SO4)3.18H2O Nh vËy, dung dÞch A cã: 4,08 0,08 (mol ) Sè mol Al3+ = Sè mol Al2O3 = 102 * Ph¬ng ph¸p tù luËn: Ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña nh÷ng ph¶n øng lÇn lît x¶y nh sau: Al3+ + OH- Al(OH)3 (1) Al(OH)3 + OH AlO2 + H2O (2) - - b §Ó lîng kÕt tña lín nhÊt th× chØ x¶y ph¶n øng (1) Theo ph¬ng tr×nh: Sè mol OH- = Sè mol Al3+ = 0,08 = 0,24 (mol) §Ó lîng kÕt tña nhá nhÊt th× x¶y c¶ ph¶n øng (1) vµ (2) Theo ph¬ng tr×nh: Sè mol OH- = Sè mol Al3+ = 0,08 = 0,32 (mol) (8) Vậy, thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cần thêm vào A để lợng kết tủa thu đợc lớn nhất, nhỏ nhÊt t¬ng øng lµ: V = 0,24 : 0,2 = 1,2 (lÝt) vµ V' = 0,32 : 0,2 = 1,6 (lÝt) c Số mol kết tủa Al(OH)3 thu đợc là 2,34 : 78 = 0,03 (mol) Trêng hîp 1: ChØ cã ph¶n øng (1) Al3+ d Theo ph¬ng tr×nh ta cã: Sè mol OH- = Sè mol Al(OH)3 = 0,03 = 0,09 (mol) Sè mol Al3+ (p) = Sè mol Al(OH)3 < 0,04 (mol) 0,09 0,36 ( M ) , 25 Vậy, nồng độ dung dịch KOH là: [KOH] = Trờng hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) xảy Al3+ hết Theo ph¬ng tr×nh (1): Sè mol Al(OH)3 (1) = Sè mol Al3+ = 0,08 (mol) Sè mol Al(OH)3 (2) = 0,08 - 0,03 = 0,05 (mol) Theo ph¬ng tr×nh (1) vµ (2): Sè mol OH- = 0,08 + 0,05 = 0,29 (mol) 0,29 1,16 ( M ) , 25 Vậy, nồng độ dung dịch KOH là: [KOH] = * Phơng pháp đồ thị: Dựa vào tỷ lệ phản ứng phơng trình (1) và (2) ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn lợng kết tủa thu đợc theo lợng OH- đã phản ứng nh sau: Sè mol Al(OH)3 0,08 0,03 0,09 0,24 0,29 0,32 Sè mol OHBài tập chuyên đề : Bài toán phản ứng CO2 (hoặc SO2) với dung dịch kiềm I/ LÍ THUYẾT CHUNG Dạng Cho thể tích CO2, SO2 , H2S Tính số mol chất sau phản ứng Cách làm : Tính nCO2 , nkiềm tính A = nkiềm / nCO2 rút cách làm Dạng Cho số mol CO2 , cho số mol kết tủa , tính số mol kiềm tính nồng độ tính thể tích kiềm cần dùng Cách làm : Bài toán kiểu này thường có dạng + ) Cho n↓ < nCO2 Vậy phải viết phương trình ph/ứng lập hệ giải Nhưng: không phải viết pt và không cần lập hệ, cần nhớ các công thức sau: (CT-1) N.Đ.T nOH −=nCO23 − + nCO2 − ( Hay nOH =n↓+ nCO2 ) + ) Cho n↓ = nCO2 nkiềm = n↓ = nCO2 Dạng Cho số mol kết tủa , số mol kiềm (hoặc thể tích kiềm) yêu cầu tính VCO2 Cách làm : Bài toán này thường cho số mol kết tủa < số mol kiềm xảy trường hợp − 2− AD CT-1: → ( nCO2 Max) (CT-2) nCO 2=nOH −nCO − ( nCO 2=nOH −n ↓ ) (9) (nCO2 Min) (CT-3) N.Đ.T nCO 2=nCO 2− + ) TH(1) : kiềm dư viết p/trình tạo muối kết tủa tính + ) TH(2) : kiềm và oxit axit tác dụng vừa đủ với viết ph/trình lập hệ giải Dạng Biết số mol khí ( CO2 , SO2 ) , biết số mol hỗn hợp các kiềm (khác hoá trị ) yêu cầu tính số mol kết tủa Cách làm : Bài toán này thường cho < nOH- / nCO2 < Ta viết ph/ ứng lập hệ để tìm số mol gốc ( CO32- và HCO3 1- ) không phải viết pt và không cần lập hệ, cần nhớ các công thức sau: − − Công thức áp dụng: (CT-4) nHCO3 =2 nCO2 − nOH 2− − ( CT-5) N.Đ.T nCO =nOH − nCO2 22+ 2+ Dựa vào số mol CO3 và số mol Ca , Ba Suy số mol kết tủa Nếu : nCO32- < nBa2+ n↓ = nCO32- Nếu : nCO32- > nBa2+ n↓ = nBa2+ ( chú ý đến bài toán ngược ) II/ BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lit khí CO (ở đktc) vào 2,5 lit dd Ba(OH)2 nồng độ a mol/l thu 15,76g kết tủa Giá trị a là bao nhiêu? a.0,032 b.0,06 c.0,04 d.0,048 nCO2=0,12 nCO ❑32− = 0,08 AD CT-1: nBa(OH)2 =0,5.nOH- = 0,5.(0,12+0,08)= 0,1 → CM=0,1: 2,5 =0,04M Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lit khí SO2 (ở đktc) vào dd chứa 16g NaOH thu dd X.Khối lượng muối tan thu dd X là bao nhiêu? a.20,8g b.18,9g c.23,0g d.25,2g Bài 3: Sục Vlit CO2 đktc vào 150ml dd Ba(OH)2 1M,sau phản ứng thu 19,7g kết tủa.Giá trị V là bao nhiêu? a.2,24 lit; 4,48lit b.2,24lit; 3,36lit c.3,36lit; 2,24lit d.22,4lit; 3,36lit AD CT-2;CT-3: → nCO2(max) =2.nBa(OH)2 – n ↓=2.1.0.15-0,1=0,2 Vmax=4,48 nCO 2=nOH − −nCO 23 − lit 2− (nCO2 Min) (CT-3) N.Đ.T → nCO2(min)= n↓=0,1 Vmin= nCO 2=nCO 2,24 lit (10)