Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Phương pháp đồ thị trong hóa học

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương 24 tháng 3 2020 lúc 16:55:27


Phương pháp giải

Các dạng bài sử dụng khảo sát đồ thị:

+ Bài toán cho CO2 (SO2) tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2

Phương trình:

CO2 + 2OH- → CO32- + H2O

Khi CO2 dư tiếp tục xảy ra phản ứng

CO2 + CO32- → HCO3-

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa tăng dần đến cực đại, sau đó tan dần đến hết

- n↓ cực đại = a = nCO2

- Nếu 0 < n↓ < a ⇒ Có 2 giá trị của CO2

TH1: CO2 thiếu tạo kết tủa chưa cực đại: nCO2 = a

TH2: CO2 dư tạo kết tủa cực đại sau đó hòa tan kết tủa:

nCO2 = 2a – n ↓= nOH- - n ↓

+ Bài toán liên quan tới muối Al3+ tác dụng với OH-

Phương trình:

Al3+ + 3OH- → Al(OH)3

Nếu OH- dư tiếp tục xảy ra phản ứng:

Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa tăng dần đến cực đại sau đó tan dần đến hết

- n↓cực đại = a khi đó nOH- = 3a

- Nếu 0 < n↓ < a thì có 2 trường hợp của OH-

TH1: n↓ tạo ra chưa cực đại nOH- = 3n↓;

TH2: n↓ đạt cực đại sau đó lại tan khi đó nOH- = 4a – n↓

+ Muối AlO2- tác dụng với dung dịch H+

Phương trình:

AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3

Khi H+ dư tiếp tục xảy ra phản ứng:

Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa tăng dần đến cực đại, sau đó tan cho đến hết

- n↓cực đại = a khi đó nH+ = a

- 0 < n ↓ < a khi đó có 2 trường hợp:

TH1: Kết tủa chưa đạt cực đại: n = nH+

TH2: Kết tủa đạt cực đại sau đó bị H+ hòa tan: nH+ = 4a – 3n↓

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Sục CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 ta có kết quả theo đồ thị như hình

Giá trị của x là:

A. 1,8 mol.

B. 2,2 mol.

C. 2,0 mol.

D. 2,5 mol.

Giải:

Dựa theo đồ thị xác định được: Khi nCO2 = 1,5 kết tủa đã đạt cực đại và bị hòa tan

⇒ nCO2 = 1,5 = 2n↓ cực đại – n = 2a – 0,5a = 1,5a

⇒ a = 1

Khi nCO2 = x kết tủa đã bị hòa tan hết ⇒ nCO2 = 2n ↓ cực đại = 2a = 2

⇒ Đáp án C

Ví dụ 2: Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol Ca(OH)2 và b mol NaOH, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

 Tỉ lệ a : b là:

A. 4 : 5.

B. 5 : 4.

C. 2 : 3.

D. 4 : 3.

Giải:

Dựa theo đồ thị ta có:

Khi kết tủa đạt cực đại nCaCO3 = nCa(OH)2 = a = 0,5 mol

Khi nCO2 = 1,4 khi đó CO32- bị hòa tan hết

⇒ nCO2 = nOH- = 2a + b = 1,4

⇒ b = 0,4

⇒ a : b = 0,5 : 0,4 = 5 : 4

⇒ Đáp án B.

Ví dụ 3: Trong 1 bình kín chứa 0,2 mol Ba(OH)2. Sục vào bình lượng CO2 có giá trị biến thiên trong khoảng từ 0,05 mol đến 0,24 mol thu được m gam kết tủa. Giá trị của m biến thiên trong khoảng nào sau đây?

A. 0 đến 39,4 gam.

B. 0 đến 9,85 gam.

C. 9,85 đến 39,4 gam.

D. 9,85 đến 31,52 gam.

Giải:

n↓ cực đại = nBa2+ = 0,2 mol; Khi kết tủa hòa tan hết nCO2 = nOH- = 0,4

Ta có: 0,05 < n↓ cực đại = 0,2 < 0,24 < 0,4

Ta có đồ thị:

Từ đồ thị: Khi nCO2 = 0,05 mol kết tủa chưa đạt cực đại

⇒ x =n = nCO2 = 0,05 mol ⇒ m = 9,85g

Khi nCO2 = 0,24 kết tủa đạt cực đại và hòa tan một phần

⇒ y = n = 2n↓ cực đại – nCO2 = 0,4 – 0,24 = 0,16mol ⇒ m = 39,4g

Vậy kết tủa phải biến thiên trong khoảng 9,85 gam đến cực đại là 39,4 gam.

⇒ Đáp án C

Ví dụ 4: Sục từ từ 0,6 mol CO2 vào V lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,5M thu được 2x mol kết tủa. Mặt khác khi sục 0,8 mol CO2 cũng vào V lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,5M thì thu được x mol kết tủa. Giá trị của V, x lần lượt là:

A. V = 1,0 lít; x = 0,2 mol.

B. V = 1,2 lít; x = 0,3 mol.

C. V = 1,5 lít; x = 0,5 mol.

D. V = 1,0 lít; x = 0,4 mol.

Giải:

Dễ thấy số mol CO2 tăng từ 0,6 → 0,8 thì lượng kết tủa giảm ⇒ ứng với 0,8 mol CO2 sẽ có pư hòa tan kết tủa.

nkết tủa cực đại = nBa2+ = 0,5V

TH1: Với nCO2 = 0,6 mol kết tủa chưa bị hòa tan. Đồ thị như sau:

Từ đồ thị suy ra:

Khi nCO2 = 0,6 mol ⇒ nCO2 = n ⇒ 2x = 0,6

⇒ x = 0,3

Khi nCO2 = 0,8 kết tủa đã bị hòa tan một phần:

nCO2 = 2. 0,5V – 2x ⇒ x = V – 0,8

⇒ V = 1,1 lít (loại không có đáp án)

TH2: nCO2 = 0,6 mol kết tủa đã hòa tan. Đồ thị như sau:

Từ đồ thị: ⇒

⇒ V = 1,0 và x = 0,2 ⇒ Đáp án A

Ví dụ 5: Dẫn từ từ 4,928 lít CO2 ở đktc vào bình đựng 500 ml dung dịch X gồm Ca(OH)2 xM và NaOH yM thu được 20 gam kết tủa. Mặt khác cũng dẫn 8,96 lít CO2 đktc vào 500 ml dung dịch X trên thì thu được 10 gam kết tủa. Tính x, y ?

A. 0,2 và 0,4.

B. 0,4 và 0,2.

C. 0,2 và 0,2.

D. 0,4 và 0,4.

Giải :

Ta có : Với nCO2 = 0,22 mol thì n = 0,2 < nCO2

⇒ Với nCO2 = 0,22 mol thì kết tủa đã bị hoà tan

Với nCO2 = 0,4 mol thì n = 0,1

nOH⁻ = x + 0,5y ; nCa²⁺= 0,5x

⇒ n↓max = 0,5x.

Đồ thị :

Từ đồ thị:

+ Nếu tạo ra 20g kết tủa Ba2+ vẫn còn dư ( 0,5x >0,2)

Ta có hệ:

 Vô nghiệm

⇒ Khi tạo 20g kết tủa ion Ba2+ đã kết tủa hết với ion CO32-

0,5x = 0,2 ⇒ x = 0,4

Ta có 20g là kết tủa cực đại ⇒ khi kết tủa 10g là kết tủa hòa tan 1 phần:

0,4 = x + 0,5y – 0,1 ⇒ y = 0,2 mol

⇒ Đáp án B

Ví dụ 6: Cho 800 ml dung dịch KOH x mol/l phản ứng với 500 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,4M đến pư hoàn toàn thu được 11,7 gam kết tủa. Gía trị của x là:

A. 0,5625

B. 1,8125

C. 0,15

D. Cả A và B

Giải:

Số mol Al3+ = 0,4 mol⇒ n↓ max = 0,4 mol > n = 11,7 : 78 = 0,15 mol

Ta xây dựng được đồ thị

 Vô nghiệm

Từ đồ thị ⇒ a = 3nAl(OH)3 = 0,15. 3 = 0,45 mol

4nAl3+ - n= nOH- ⇒ 1,6 – 0,15 = b ⇒ b = 1,45 mol

⇒ x = 0,45 : 0,8 = 0,5625 lít hoặc x = 1,45 : 0,8 = 1,8125 lít.

⇒ Đáp án D

Ví dụ 7: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hh gồm a mol HCl và b mol AlCl3, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

 Vô nghiệm Tỉ lệ a : b là :

A. 4 : 3.

B. 2 : 1.

C. 1 : 1.

D. 2 : 3.

Giải

Từ đồ thị ⇒ Khi bắt đầu có kết tủa thì HCl đã bị trung hòa hết

nHCl = a = 0,8 mol

Khi nOH- = 2,8 kết tủa bị hòa tan một phần

ta có: nOH- = nH+ + 4nAl3+ - n = a + 4b – 0,4 = 2,8 ⇒ b = 0,6 mol

⇒a : b = 4 : 3 ⇒ Đáp án A

Ví dụ 8: Cho từ từ V ml dung dịch NaOH 1M vào 200 ml dung dịch gồm HCl 0,5M và Al2(SO4)3 0,25M. Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo V như hình dưới. Giá trị của a, b tương ứng là:

A. 0,1 và 400.

B. 0,05 và 400.

C. 0,2 và 400.

D. 0,1 và 300.

 Vô nghiệm

Giải:

Ta có nH+ = 0,1 mol; nAl3+ = 0,1 mol.

Vì kết tủa cực đại bằng số mol Al3+ = 0,1 mol ⇒ a = 0,1 mol.

Từ đồ thì ta cũng có:

Khi kết tủa cực đại nOH- = b= nH+ + 3nAl3+ = 0,1 + 3.0,1 = 0,4 mol

⇒ b = 0,4 : 1 = 0,4 lít = 400 ml

⇒ Đáp án A

Ví dụ 9: Hoà tan vừa hết m gam Al vào dung dịch NaOH được dung dịch X và 3,36 lít H2 (đktc). Rót từ từ đến hết V lít dung dịch HCl 0,2 M vào X thì thu được 5,46 gam kết tủa. Gía trị của m và V lần lượt là:

A. 2,7g và 0,36 lít

B. 2,7 g và 0,95 lít

C. 4,05g và 0,36 lít

D. Cả A và B

Giải:

nAl = nNaAlO2 = 2/3 nH2 = 0,1 mol

⇒m = 2,7g

Vì số mol NaAlO2 = 0,1 mol ⇒ Đồ thị của bài toán:

 Vô nghiệm

Từ đồ thị

Khi nH+ = a kết tủa chưa cực đại ⇒nH+ = a = n ↓ = 0,07

Khi nH+=b kết tủa bị hòa tan một phần

⇒nH+ = 4n↓ max - n = 0,4 – 3.0,07= 0,19 mol

⇒ V = 0,35 hoặc 0,95 lít ⇒ Đáp án D

Ví dụ 10: Rót từ từ dung dịch HCl 0,1M vào 200 ml dung dịch K[Al(OH)4] 0,2M. Khối lượng kết tủa thu được phụ thuộc vào V (ml) dung dịch HCl như hình bên dưới. Giá trị của a và b lần lượt là:

A. 200 và 1000.

B. 200 và 800.

C. 200 và 600.

D. 300 và 800.

 Vô nghiệm

Ta có số mol Al(OH)3 trên đồ thị = 1,56 : 78 = 0,02 mol

⇒ nH+ = a = 0,02 mol (1).

Số mol K[Al(OH)4] = 0,04 mol ⇒ kết tủa cực đại = 0,04 mol.

Từ đồ thị: nH+ = b = 4n↓max – 3n = 4.0,04 – 3.0,02 = 0,1⇒ nH+ = 0,1 mol (2).

Từ (1, 2) ⇒ a = 200 ml và b = 1000 ml.

⇒ Đáp án A

 Vô nghiệm


Được cập nhật: 26 tháng 3 lúc 2:21:05 | Lượt xem: 519

Các bài học liên quan