Đề thi thử THPT Quốc Gia 2019 môn Vật Lý trường THPT Chuyên Bắc Ninh lần 1 ► DẠNG 8 BÀI TOÁN ĐỒ THỊ ▪ Bài toán 1 Đồ thị muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm Phương pháp giải Nếu cho từ từ dung dịch.
Trang 1► DẠNG 8: BÀI TOÁN ĐỒ THỊ
▪ Bài toán 1: Đồ thị muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm
Phương pháp giải
* Nếu cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch chứa a mol Al3 Đồ thị:
Phản ứng xảy ra theo thứ tự:
3
3
2 2 3
Al 3OH Al OH
Al OH OH AlO 2H O
* Nếu cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch chứa a mol Al 3+ và b mol H + Đồ thị:
Phản ứng xảy ra theo thứ tự:
2 3
3
2 2 3
Chú ý: Tính theo phương trình hóa học (chú ý thứ tự phản ứng) hoặc sử dụng công thức tính nhanh như
sau:
Đoạn 1: Kết tủa chưa đạt cực đại: nOH 3nnHneu có
Tại đỉnh kết tủa đạt cực đại:
Al
max
O H H neu c ó
Đoạn 2: Kết tủa đã bị hòa tan một phần: nOH 4nA l 3 nnH neu có
Tại điểm cuối của đồ thị: Kết tủa tan hoàn toàn: nOH 4nAl 3 nH neu có
Ví dụ: Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch Al NO 3 3 Kết quả thí nghiệm được biểu diễn ở
đồ thị dưới đây
Trang 2Giá trị của a, b tương ứng là:
A 0,3 và 0,6 B 0,6 và 0,9 C 0,9 và 1,2 D 0,5 và 0,9
Hướng dẫn giải
Tại đỉnh kết tủa đạt cực đại: Al3
OH
a n 3n 0,9 mol
Tại điểm cuối của đồ thị: bnOH 4nAl 3 4.0, 3 1, 2 mol
Chọn C
* Nếu trong dung dịch muối chứa nhiều chất phản ứng vào tạo kết tủa thì ta phải dựa vào phương
trình phân tử
Khi cho từ từ dung dịch Ba OH 2 đến dư vào dung dịch hỗn hợp gồm H SO , AlCl , Al SO2 4 3 2 4 3 thì phản ứng lần lượt xảy ra như sau:
Khi đó đồ thị có dạng như sau:
Ví dụ: Cho từ từ đến dư dung dịch Ba OH vào dung dịch chứa m gam hỗn hợp 2 Al SO2 4 3 và AlCl3
Sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa vào số mol Ba OH 2 được biểu diễn bằng đồ thị sau:
Giá trị của m là:
A 10,68 B 6,84 C 12,18 D 9,18
Hướng dẫn giải
Gọi số mol Al SO2 4 3 là x
Nhìn vào đồ thị ta có:
Khi thu được 17,1 gam kết tủa thì tại đó Al SO2 4 3 phản ứng vừa hết theo phương trình:
Trang 3
Al SO 3Ba OH 3BaSO 2Al OH
233.3x 78.2x 17,1 x 0, 02 mol
Tại nBa OH 2 0,16 molnOH 0,32 mol thì 3
Al phản ứng hết theo phương trình:
3
2 2
Bảo toàn nguyên tố Al: 3
AlCl Al Al SO
n n 2n 0, 08 0, 02.2 0, 04 mol
m 0, 02.342 0, 04.133,5 12,18 gam
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch chứa
a mol AlCl3 Khối lượng kết tủa thu được phụ thuộc vào số mol
NaOH được biểu diễn bằng đồ thị trên Giá trị của a là
A 0,15 B 0,10
C 0,12 D 0,20
Hướng dẫn giải
Tại thời điểm
3
Al OH
n 0,5 mol n 0,5 mol
n n 0,1mol
Khi đó, kết tủa đã hòa tan một phần, ta có: nOH 4nAl 3 n 0,54.nAl 3 0,1nAl 3 0,15 mol
3 3
AlCl Al
a n n 0,15 mol
Chọn A
Ví dụ 2: Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch
chứa a mol HCl và b mol AlCl3 Khối lượng kết tủa thu
được phụ thuộc vào số mol NaOH được biểu diễn bằng đồ
thị bên Giá trị của a và b lần lượt là:
A 0,15 và 0,20 B 0,10 và 0,30
C 0,10 và 0,20 D 0,15 và 0,30
Hướng dẫn giải
Nhìn vào đồ thị bên ta có: anH nHCl 0,1 mol
Tại điểm cuối của đồ thị, kết tủa tan hoàn toàn, ta có:
n 4n n 1,34.n 0,1n 0,3 mol
Chọn B
Ví dụ 3: Hòa tan a gam hỗn hợp gồm Al và Al O 2 3
vào dung dịch H SO2 4 loãng, dư, thu được dung dịch
X và 1,008 lít khí H (đktc) Cho từ từ dung dịch 2
NaOH 1M vào dung dịch X Số mol kết tủa thu được
phụ thuộc vào thể tích dung dịch NaOH được biểu
diễn bằng đồ thị bên Giá trị của a là:
A 2,34 B 7,95 C 3,87 D 2,43
Trang 4Hướng dẫn giải
Hòa tan hỗn hợp gồm Al và Al O vào dung dịch 2 3 H SO2 4 loãng, dư thu được dung dịch X gồm
2 4 3
Al SO và H SO2 4 dư
Dung dịch X chứa Al3 và H phản ứng với OH
Nhìn vào đồ thị: nH 0, 24 mol
Tại thời điểm VNaOH 0,36lítnOH nNaOH 0,36 mol, khi đó kết tủa chưa đạt cực đại:
0,36 0, 24
3
Tại thời điểm VNaOH 0,56lítnOH nNaOH 0,56 mol, khi đó kết tủa đã hòa tan một phần:
0,56 0, 24 0, 04
4
Bảo toàn electron:
2
Al H
2
n n 0, 03 mol 3
Bào toàn nguyên tố Al: 3 3
Al Al
Al Al O Al O Al
n n 0, 09 0, 03
Chọn C
▪ Bài toán 2: Đồ thị muối aluminat tác dụng với dung dịch axit
Phương pháp giải
* Cho từ từ dung dịch H đến dư vào dung dịch chứa a mol AlO2 Đồ thị:
Phản ứng xảy ra theo thứ tự:
3
2 3
AlO H H O Al OH
Al OH 3H Al 3H O
* Cho từ từ dung dịch H đến dư vào dung dịch chứa a mol AlO2 và b mol OH Đồ thị:
Phản ứng xảy ra theo thứ tự:
2
3
2 3
Chú ý: Tính theo phương trình hóa học (chú ý thứ tự phản ứng) hoặc sử dụng công thức tính nhanh như
sau:
Đoạn 1: Kết tủa chưa đạt cực đại: nH nnOHneu có
Trang 5Tại đỉnh kết tủa đạt cực đại:
AlO
m ax neu có
Đoạn 2: Kết tủa đã bị hòa tan một phần:
2
H AlO O H neu có
n 4n 3nn Tại điểm cuối của đồ thị: Kết tủa tan hoàn toàn: nH 4nAlO 2 nO H neu có
Ví dụ: Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch
chứa a mol NaOH và b mol NaAlO Khối lượng kết tủa 2
thu được phụ thuộc vào số mol NaOH được biểu diễn
bằng đồ thị sau: Giá trị của a và b lần lượt là:
A 0,10 và 0,15 B 0,20 và 0,15
C 0,10 và 0,35 D 0,20 và 0,35
Hướng dẫn giải
Nhìn vào đồ thị, ta có: anNaOH nOH 0, 2 mol
Tại điểm cuối của đồ thị:
H AlO OH AlO
0,8 0, 2
4
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch chứa a
mol NaAlO Khối lượng kết tủa thu được phụ thuộc vào số 2
mol NaOH được biểu diễn bằng đồ thị bên Giá trị của m là
A 10,92 B 7,80
C 12,48 D 11,70
Hướng dẫn giải
Tại thời điểm HCl
H
n n 0, 05 mol, kết tủa chưa đạt cực đại:
H
n n 0, 05 mol
Tại thời điểm nH nHCl0, 45 mol, kết tủa bị hòa tan một phần: n0, 05 mol
Ta có:
0, 45 3.0, 05
4
Lại có:
2
max AlO
n n 0,15 mol
m 0,15.78 11, 7 gam
Chọn D
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm
2 3
Al O và Na O vào nước thu được dung dịch Y 2
Cho từ từ dung dịch HCl 1M vào Y Khối lượng
kết tủa thu được phụ thuộc vào thể tích dung dịch
HCl được biểu diễn bằng đồ thị bên Giá trị của a là
A 14,40 B 19,95
C 29,25 D 24,60
Hướng dẫn giải
Nhìn vào đồ thị ta thấy dung dịch Y gồm OH và AlO2
Tại thời điểm VHCl150 mlnHCl0,15 mol, khi đó: nOH nH 0,15 mol
Tại thời điểm VHCl350 mlnHCl 0,35 mol, kết tủa chưa đạt cực đại:
n nn n0,35 0,15 0, 2 mol
Tại thời điểm VHCl750 mlnHCl0, 75 mol, kết tủa đã hòa tan một phần:
0, 75 0,15 3.0, 2
4
Trang 6Trong dung dịch Y có NaAlO (0,3 mol) và NaOH dư (0,15 mol) 2
Bảo toàn nguyên tố Na:
2
Na O
0,3 0,15
2
Bảo toàn nguyên tố Al:
2 3
Al O
0,3
2
a 0, 225.62 0,15.102 29, 25 gam
Bài tập tự luyện dạng 8
▪ Bài tập cơ bản
Câu 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch
hỗn hợp gồm a mol HCl và b mol AlCl3, kết quả thí nghiệm
được biểu diễn trên đồ thị bên Tỉ lệ a : b là
A 4 : 3 B 2 : 1
C 1 : 1 D 2 : 3
Câu 2: Khi nhỏ từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung
dịch AlCl3, kết quả thí nghiệm được biểu diễn theo đồ thị
sau (số mol các chất tính theo đơn vị mol) Giá trị của x
là
A 0,82 B 0,80
C 0,78 D 0,84
Câu 3: Khi nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch
hỗn hợp gồm a mol Ba OH 2 và b mol
2 2
Ba AlO , kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên
đồ thị bên Tỉ lệ a : b là
A 1 : 2 B 2 : 1
C 2 : 3 D 1 : 3
Câu 4: Nhỏ từ từ dung dịch Ba OH 0,2M vào 2
ống nghiệm chứa Al SO2 4 3 Khối lượng kết tủa thu
được phụ thuộc vào thể tích Ba OH 2 được biểu diễn
bằng đồ thị bên Giá trị của V gần nhất với:
A 1,7 B 2,1
C 2,4 D 2,5
Câu 5: Nhỏ từ từ dung dịch Ba OH vào dung dịch hỗn 2
hợp Al SO2 4 3 và AlCl3 Khối lượng kết tủa thu được
phụ thuộc vào số mol Ba OH được biểu diễn bằng đồ 2
thị bên Tổng giá trị xy bằng:
A 163,2 B 162,3
C 132,6 D 136,2
Trang 7Câu 6: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung
dịch X chứa x mol H SO2 4 và y mol Al SO2 4 3 , số mol kết
tủa thu được phụ thuộc vào số mol NaOH được biểu diễn
bằng đồ thị sau Mặt khác, nếu cho dung dịch chứa 0,7 mol
2
Ba OH vào X, phản ứng hoàn toàn thu được m gam kết
tủa Giá trị của m gần nhất với:
A 170,0 B 145,0
C 167,0 D 151,5
Câu 7: Cho m gam hỗn hợp gồm Na và Al vào một lượng
nước dư, thu được dung dịch X Nhỏ từ từ đến dư dung
dịch HCl vào X, kết quả thí nghiệm được biểu diễn đồ thị
bên Giá trị của m là
A 10,4 B 9,6
C 19,6 D 17,3
Câu 8: Hòa tan m gam hỗn hợp gồm Na O và 2 Al O vào 2 3
nước thu được dung dịch X Cho từ từ dung dịch HCl 1M
vào dung dịch X Lượng kết tủa phụ thuộc vào thể tích
dung dịch HCl được biểu diễn đồ thị bên Giá trị của m là
A 32,8 B 22,6
C 16,4 D 26,7
Câu 9: Hòa tan hỗn hợp gồm Al và Al O trong 2 3
200 ml dung dịch HCl nồng độ x (mol/l) thu được
dung dịch X và khí H (ở đktc) Cho từ từ dung 2
dịch NaOH 1M vào dung dịch X Khối lượng kết
tủa phụ thuộc vào thể tích dung dịch NaOH được
biểu diễn bằng đồ thị bên Giá trị của x là
A 2,0 B 4,0
C 1,5 D 3,0
Câu 10: Hòa tan hỗn hợp gồm Na và Al O vào 2 3
nước thu được dung dịch X và V lít khí H (ở 2
đktc) Cho từ từ dung dịch HCl 1M vào dung dịch
X Lượng kết tủa phụ thuộc vào thể tích dung dịch
HCl được biểu diễn bằng đồ thị bên Giá trị của V là
A 4,48 B 8,96
C 5,04 D 3,92
Câu 11: Cho m gam hỗn hợp X gồm Ba, BaO,
Al vào nước dư phản ứng kết thúc thu được
1,792 lít khí (đktc), dung dịch Y Cho từ từ dung
dịch HCl 1M vào Y Khối lượng kết tủa thu được
phụ thuộc vào thể tích dung dịch HCl được biểu
diễn bằng đồ thị bên Giá trị của m là
A 5,35 B 5,19
C 5,67 D 5,53
Trang 8Câu 12: Nhỏ từ từ dung dịch Ba OH đến 2
dư vào dung dịch hỗn hợp Na SO và 2 4
2 4 3
Al SO Khối lượng kết tủa thu được phụ
thuộc vào thể tích số mol Ba OH được 2
biểu diễn bằng đồ thị bên Giá trị của x là
A 0,40 B 0,20
C 0,25 D 0,30
Câu 13: Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH 0,1M
vào 300 ml dung dịch hỗn hợp gồm H SO2 4 a mol/l
và Al SO2 4 3 b mol/l Đồ thị hình bên mô tả sự
phụ thuộc của số mol kết tủa Al OH vào số mol 3
NaOH đã dùng Tỉ số a
b gần nhất với giá trị nào sau đây?
A 1,7 B 2,3 C 2,7 D 3,3
Câu 14: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào
dung dịch hỗn hợp gồm x mol Al SO2 4 3 và y mol
2 4
H SO , kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ
thị bên Tỉ lệ x : y là
A 1 : 2 B 1 : 1
C 2 : 3 D 2 : 1
▪ Bài tập nâng cao
Câu 15: Hòa tan hoàn toàn a gam Al trong dung
dịch Ba OH 2, thu được dung dịch X Nhỏ rất từ từ dung dịch H SO2 4 0,5M vào dung dịch X và lắc nhẹ
để các phản ứng xảy ra hoàn toàn Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tổng khối lượng kết tủa (m gam) theo thể tích dung dịch H SO2 4 (V ml) như sau:
Giá trị của a là
A 8,10 B 4,05 C 5,40 D 6,75
Trang 9ĐÁP ÁN
1 – A 2 – A 3 – D 4 – B 5 – A 6 – C 7 – D 8 – B 9 – A 10 – A
11 – A 12 – D 13 – C 14 – A 15 - A
Câu 1: Đáp án A
Theo đồ thị: a0,8 mol
Tại nNaOH 2 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: NaOH HCl Al OH 3 Al OH 3
2 0,8
3
Tại nNaOH 2,8 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
Ta có:
3
3 3
NaOH HCl Al Al OH Al
Al OH Al
2,8 0,8 0, 4
4
n n 0, 6 mol hay b 0, 6
a : b 0,8 : 0, 6 4 : 3
Câu 2: Đáp án A
Theo đồ thị: 3
3
Al OH max Al
n 0, 24 moln 0, 24 mol
Tại nNaOH 0, 42 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: NaOH Al OH 3 Al OH 3
0, 42
3
Tại nNaOH x mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
Ta có: 3
3
NaOH Al Al OH
n 4n n 0, 24.4 0,14 0,82 mol
Câu 3: Đáp án D
Theo đồ thị:
2
Ba OH
1
n 0,1 mol a n n 0, 05 mol
2
Tại nHCl 0, 7 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
3
HCl OH AlO Al OH AlO
Ba AlO AlO
0, 7 0,1 0, 2.3
4 1
2
a : b 0, 05 : 0,15 1: 3
Câu 4: Đáp án B
Theo đồ thị:
m 69,9 gamn 0,3 mol
4
2 4 3
4 Al SO BaSO Al
1
2
n 0, 2V moln 0, 4V mol
Tại V lít Ba OH , kết tủa 2 Al OH bị hòa tan hết nên 3 nOH 4nAl 3 0, 4V0, 2.3V2lít2,1
Câu 5: Đáp án A
Tại nBa OH 2 0, 6 mol, Al OH đã bị hòa tan hết nên: 3 Al 3 OH Al 3
0, 6.2
4
Tại nBa OH 2 0,3 mol, BaSO4 kết tủa max, Al OH kết tủa một phần 3
Ta có:
4
BaSO max
n 0,3mol x 0,3.23369,9 gam
Lại có: ynBaSO max 4 nAl OH 3max 0,3.233 0,3.78 93,3 gam x y 69,9 93,3 163, 2
Trang 10Câu 6: Đáp án C
Xét Z NaOH : n H 2x mol; nAl 3 2y mol; nSO 2 x 3y mol
Theo đồ thị: 2x0, 4 x 0, 2 mol
Tại nOH 1, 0 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: OH H Al OH 3 Al OH 3
1 0, 4
3
Tại
OH
n 1, 4 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
3
Al OH
1, 4 0, 4 0, 2
4
Dung dịch X gồm 3 2
4
H 0, 4 mol , Al 0,3 mol ,SO 0, 65 mol Xét X Ba OH 2:
Ta có:
2
3 3
BaSO SO
Al OH Al OH H
n n 0, 65 mol
n 4n n n 4.0,3 1, 4 0, 4 0, 2 mol
m 0, 65.233 0, 2.78 167, 05 gam
Câu 7: Đáp án D
Xét X HCl :
Theo đồ thị: nOH du 0,1 mol
Tại
H
n 0,3 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: nH nOH nAl OH 3 nAl OH 3 0,3 0,1 0, 2 mol
Tại nH 0, 7 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
Ta có: H OH AlO2 Al OH 3 AlO2
0, 7 0,1 0, 2.3
4
Xét Na, Al H O 2
Sơ đồ phản ứng: 2
2
Na Na
Bảo toàn điện tích:
2
Na AlO OH
n n n 0,3 0,1 0, 4 mol
Bảo toàn nguyên tố Al, Na:
2
Na Na Al AlO
n n 0, 4 mol; n n 0,3 mol
m 0,3.23 0,3.27 17,3 gam
Câu 8: Đáp án B
Xét X HCl :
Theo đồ thị: nOH du 0, 2 mol
Tại nH 0,3 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: nH nOH nAl OH 3 nAl OH 3 0,3 0, 2 0,1mol
Tại
H
n 0, 7 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
Ta có: H OH AlO2 Al OH 3 AlO2
0, 7 0, 2 0,1.3
4
Xét Na O, Al O2 2 3H O2
Sơ đồ phản ứng: Na O2 Na
Trang 11Bảo toàn điện tích:
2
Na AlO OH
n n n 0, 2 0, 2 0, 4 mol
Bảo toàn nguyên tố Al, Na:
Na O Na Al O AlO
m 0, 2.62 0,1.102 22, 6 gam
Câu 9: Đáp án A
Xét XNaOH:
Theo đồ thị: nH du 0,1 mol
Tại nOH 0, 25 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: OH H Al OH 3 Al OH 3
0, 25 0,1
3
Tại
OH
n 0, 45 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
3
Al OH
0, 45 0,1 0, 05
4
Xét Al, Al O2 3H O2
Sơ đồ phản ứng:
3
2 3
Bảo toàn điện tích: nCl 3nAl 3 nH 0,1.3 0,1 0, 4 mol
HCl Cl
0, 4
n n 0, 4 mol x 2M
0, 2
Câu 10: Đáp án A
Xét X HCl :
Theo đồ thị: nOH du 0, 2 mol
Tại
H
n 0,3 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: nH nOH nAl OH 3 nAl OH 3 0,3 0, 2 0,1mol
Tại nH 0, 7 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
Ta có: H OH AlO2 Al OH 3 AlO2
0, 7 0, 2 0,1.3
4
Xét Na, Al O2 3H O2
Sơ đồ phản ứng: 2
Ta có: H 2 OHdu AlO2 H 2
1
n n n 0, 2 mol V 0, 2.22, 4 4, 4 l
Câu 11: Đáp án A
Xét X HCl :
Theo đồ thị: nOH du 0, 02 mol
Tại
H
n 0, 05 mol, kết tủa Al OH chưa đạt cực đại 3
Ta có: nH nOH nAl OH 3 nAl OH 3 0, 05 0, 02 0, 03mol
Tại nH 0, 09 mol, kết tủa Al OH đã đạt cực đại và bị hòa tan một phần 3
Ta có: H OH AlO2 Al OH 3 AlO2
0, 09 0, 02 0, 03.3
4