Một số bài toán đồ thị trong Hóa học (có đáp án chi tiết)

W www hoc247 net F www facebook com/hoc247 net Y youtube com/c/hoc247tvc Trang | 1 Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐỒ THỊ TRONG HÓA HỌC (CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT) Câu 1 Khi nhỏ từ từ[.]

MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐỒ THỊ TRONG HÓA HỌC (CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT)

Câu 1 : Khi nhỏ từ từ đến dư dd HCl vào dd hỗn hợp gồm x mol Ba(OH)2 và y mol Ba[Al(OH)4]2 (hoặc Ba(AlO2)2), kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

0,1

Soá mol Al(OH)3

0 0,2

Giá trị của x và y lần lượt là

A 0,10 và 0,30 B 0,10 và 0,15 C 0,05 và 0,15 D 0,05 và 0,30

HD:

Cho từ tử HCl vào thì Ba(OH)2 phản ứng trước, sau đó Ba(AlO2)2 phản ứng tạo kết tủa

2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O ; 2 HCl + Ba(AlO2)2 + 2H2O→2Al(OH)3↓ + BaCl2

0,1 → 0,05 → x = 0,05 mol

Theo đồ thị, tại thời điểm 0,3 mol HCl thì chưa xảy ra sự hòa tan kết tủa

n (Al(OH)3 = n(HCl) (2) = 0,3 – n(HCl) (1) = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol

tại thời điểm 0,7 mol HCl thì xảy ra sự hòa tan Al(OH)3: 3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2O

áp dụng công thức tính nhanh: n (H+) = n(OH−) + 4 n(Al3+) – 3n (Al(OH)3)

0,7 = 0,1 + 4.2y – 3.0,2 → y = 0,15mol

Câu 2 : Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào dung dịch hỗn hợp Na2SO4 và Al2(SO4)3 ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc khối lượng kết tủa theo số mol Ba(OH)2 như sau

Dựa vào đồ thị hãy xác định giá trị của x là

A 0,28 (mol) B 0,3 (mol) C 0,2 (mol) D 0,25 (mol)

HD:

Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaOH ; 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3→3BaSO4 + 2Al(OH)3

a ← a → a 3b ← b → 3b → 2b

khi Al(OH)3 tan hết : Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 → Ba(AlO2)2 + 4H2O

b ← 2b → b

Ta có : số mol BaSO4= a + 3b, số mol Al(OH)3 = 2b ; số mol Ba(AlO2)2 = b

Hệ phương trình: nBaSO4 = a + 3b = 69,9 : 233 = 0,3 (1)

Khi Al(OH)3 tan hết: → giải (1) và (2) :

Bảo toàn Ba: a + 3b + b = n (Ba(OH)2) = 0,32 (2) a = 0,24 ; b = 0,02

Vậy : x = 0,32 − b = 0,3mol ( theo đồ thị)

Câu 3: Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH và b mol Ca(OH)2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau

0 0,5 1,4

Tỉ lệ a : b là

HD Phương trình hóa học:

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O : CO2 + Na2CO3 + H2O→ 2 NaHCO3 a/2 ← a → a/2 a/2 ← a/2

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O; CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2

b ← b → b b ← b

theo đồ thị : n ( Ca(OH)2 ) = n (CaCO3 max) = b = 0,5

khi CaCO3 tan hết thi dung dịch chứa NaHCO3 và Ca(HCO3)2 , ta có

n (CO2) = a/2 + b + a/2 + b = a + 2b = 1,4 → a = 0,4 → tỉ lệ a:b = 0,4 : 0,5 = 4 : 5

Câu 4 : 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 giữa khối lượng kết tủa và số mol OH- được biểu diễn bằng đồ thị sau:

Nếu cho 100ml dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 0,2M và NaOH 0,3M vào 100ml dung dịch A thì khối lượng

kết tủa thu được là bao nhiêu?

HD: pt hóa học: Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 → 3BaSO4↓ + 2Al(OH)3↓

0,1x → 0,3x → 0,3x → 0,2x

Khi Al(OH)3 tan hết , kết tủa chỉ có BaSO4: 0,3x = 6,99 : 233 = 0,03 → x = 0,03 : 0,3 = 0,1

Nếu cho: Ba(OH)2 = 0,02 ; NaOH = 0,03 vào dung dịch A có 0,01 mol Al2(SO4)3 ta có:

3 < n (OH−) : n (Al3+) = ( 0,04+0,03) : 0,02 = 3,5 < 4 → phản ứng tạo Al(OH)3 và tan một phần tạo muối AlO2 −

Al3+ + 3 OH− → Al(OH)3 số mol Al(OH)3 = 0,02 – 0,01 0,02 → 0,06 → 0,02 = 0,01

Số mol OH− còn lại hòa tan kết tủa¨: 0,07 – 0,06 = 0,01 số mol BaSO4= số mol Ba2+

Al(OH)3 + OH− → AlO2 −

+ H2O = 0,02 0,01 ← 0,01

Khối lượng kết tủa : 0,01x78 + 0,02x 233 = 5,44g

Câu 5: Cho m gam Al2O3 tác dụng với dung dịch HCl dư thu dung dịch Z chứa 2 chất tan có cùng nồng

3

CaCO

n

2

CO

n

0,5

độ mol Rót từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Z ta có đồ thị sau:

Giá trị của a là:

HD Dung dịch Z có AlCl3 = HCl dư = a mol Áp dụng công thức tính nhanh:

OH− = n (H+) + 4 n (Al3+) – n (Al(OH)3 )

4,25a = a + 4a – (a – 0,09) → a = 0,36

Cách 2: HCl + NaOH → NaCl + H2O Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O

a → a a−(a−0,09) → 0,09

AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3 NaCl →4a + 0,09 = 4,25a → a = 0,36

a → 3a a

Câu 6: Dung dịch chứa a mol Ba(OH)2 Thêm m gam NaOH vào A sau đó sục CO2 dư vào ta thấy lượng kết tủa biến đổi theo đồ thị (hình bên)

Giá trị của (a+m) là :

HD Số mol OH− = 2a + m/40 Khi kết tủa tan hết, dung dịch chỉ có muối hidrocacbonat tức là số mol

CO2 cũng chính là số mol OH− → 2a + m/40 = 1,3 ( CO2 + OH− → HCO3− )

Khi lượng kết tủa bắt đầu giảm tức là lúc CO2 phản ứng với OH− tạo ra a mol BaCO3↓và còn lại là muối hidrocacbonat → n(CO2) = n (BaCO3) + n (NaHCO3)

a + 0,5 = a + m/40 → m = 20 và a = 0,4

Vậy a + m = 20,4

Câu 7 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 sau

Tỉ lệ a: b là

HD Lúc đầu, chưa có kết tủa do xảy ra phản ứng trung hòa: H+ + OH− → H2O

Lúc đó : n H+

= a = n OH− = 0,8 Khi số mol NaOH = 2,8 thì kết tủa bị hòa tan một phần, còn lại 0,4 mol nên:

n OH− = n H+ + 4n Al3+ − n ↓ → 2,8 = 0,8 + 4b – 0,4 → b = 0,6

Vậy: a : b = 0,8 : 0,6 = 4 : 3

Câu 8: Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH 0,1M vào 300 ml dung dịch hổn hợp gồm H2SO4 a mol/lít và

Al2(SO4)3 b mol/lít Đồ thị dưới đây mô tả sự phụ thuộc của số mol kết tủa Al(OH)3 vào số mol NaOH đã dùng

Tỉ số a/b gần với giá trị nào sau đây

HD: theo đề: nH+ = 2.0,3a = 0,6a mol → nOH− = nH+ = 0,6a mol

nAl3+ = 2 0,3b = 0,6b mol

tại trị số nOH− = 2,4b thì nOH− = nH+ + 3nAl(OH)3

→ 2,4b = 0,6a + 3y → y = ( 2,4b – 0,6a ) : 3 (1) Tại trị số nOH− = 1,4a thì nOH− tác dụng với Al3+= 4nAl3+ − n↓

→ 1,4a – 0,6a = 4.0,6b – y → y = 2,4b – 0,8a (2)

Từ (1) và (2) → 0,8b – 0,2a = 2,4b – 0,8a → a/b = 2,667

Câu 9 Khi nhúng thanh Mg có khối lượng m gam vào dung dịch hỗn hợp X chứa a mol Cu(NO3)2 và b mol HCl ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của khối lượng Mg vào thời gian phản ứng được biểu diễn như hình vẽ dưới đây:

Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn rút thanh Mg ra, thu được NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5

Tỉ lệ a : b là

HD Tại m-18: Mg đã phản ứng 18 gam( 18:24 = 0,75 mol)

3Mg + 8H+ + 2NO3 −

→ 3Mg2+ + 2NO + 4H2O 0,75 → 2

Tại m-8: khối lượng Mg tăng 18 – 8 = 10 gam do Mg khử Cu2+

Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu

a → a a : ∆m = 64a – 24a = 40a = 10 → a = 0,25

Tại m-14: khối lượng Mg giảm: 14 – 8 = 6 gam ( 6:24= 0,25 mol)

Mg + 2H+ → Mg2+ + H2

0,25 → 0,5 → số mol H+ = b = 2 + 0,5 = 2,5

Vậy: tỉ lệ a:b = 0,25 : 2,5 = 1 : 10

Câu 10: Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch chứa Ca(OH)2 và NaAlO2 Khối lượng kết tủa thu sau

phản ứng được biểu diễn trên đồ thị như hình vẽ Giá trị của m và x lần lượt là

A 39 gam và 1,013 mol B 66,3 gam và 1,13 mol

C 39 gam và 1,13 mol D 66,3 gam và 1,013 mol

HD Đặt số mol của Ca(OH)2 = a và NaAlO2 = b , các phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O khi CO2 dư: CaCO3+CO2+H2O → Ca(HCO3)2

CO2 +H2O + NaAlO2 → Al(OH)3 ↓ + NaHCO3

b ← b → b

nAl(OH)3 = b = 27,3 : 78 = 0,35 mol → nCa(OH)2 = a = 0,74 – 0,35 = 0,39 mol

Vậy m = 0,39x 100 + 27,3 = 66,3 g và x = 0,39 + 0,35 + 0,39 = 1,13 mol → B

Câu 11: Cho từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch chứa Al2(SO4)3 và AlCl3 thì khối lượng kết tủa sinh

ra được biểu diễn bằng đồ thị sau Giá trị của x gần với giá trị nào nhất sau đây?

HD: Đoạn 1: ứng với 2 kết tủa sinh ra cùng lúc Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 → 3BaSO4↓+ 2Al(OH)3↓

a → 3a → 3a → 2a

x → x → 2x/3

Tổng lượng 2 kết tủa : 233.3a + 78.2a = 8,55 → a= 0,01 mol

m kt (gam)

số mol CO 2

m

27,3

0,74

m kt (gam)

số mol Ba(OH) 2

8,55

m

Khi Al(OH)3 tan hết thì chỉ còn lại BaSO4 với m = mBaSO4 = 233.3.0,01 = 6,99 gam

Theo đồ thị, m là lượng kết tủa thu được tại thời điểm n Ba(OH)2 = x

→ 233x + 78.2x/3 = 6,99 → x = 0,0245 → B

Câu 12: Điện phân 400 ml dung dịch gồm NaCl, HCl và CuSO4 0,02M với điện cực trơ và màn ngăn

xốp Cường độ đòng điện là 1,93 A Coi thể tích dung dịch không thay đổi trong quá trình điện phân Chỉ

số pH theo thời gian được biểu diễn bằng đồ thị sau đây Giá trị của x trong hình vẽ là

HD : Ban đầu: Ph = 2→ [H+] = 0,01 → nHCl = 0,01x 0,4 = 0,004 mol

* Đoạn 1: pH không đổi trong khoản thời gian catot khử Cu2+

và anot oxi hóa Cl− :

n e ( đoạn 1) = 2 nCu2+ = 2x 0,02x0,4 = 0,016 mol

* Đoạn 2: pH tăng nhanh chóng do H+

bị khử cho tới khi hết tại catot:

ne (đoạn 2) = nH+ = 0,004 mol

*Đoạn 3: pH tiếp tục tăng dd chuyển sang mội trường kiềm do H2O bị khử tại catot tạo OH−:

pH = 13 → [OH−] = 0,1 → nOH −

= 0,1x0,4 = 0,04 mol 2H2O + 2e → 2OH−

+ H2 0,04 ← 0,04 → ne (đoạn 3) = 0,04 mol

Tổng mol e của 3 đoạn : 0,016 + 0,004 + 0,04 = 0,06 mol → áp dụng: ne =

→ t = s

Câu 13: Đồ thị sau đây biểu diễn sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa khi cho từ từ đến dư dung dịch

NaOH vào 100 ml dung dịch chứa HCl và AlCl3 Nồng độ mol của HCl và AlCl3 ban đầu lần lượt là

A 0,8M và 0,5M B 0,7M và 0,6M C 0,4M và 0,6M D 0,7M và 0,5M

HD: tại số mol NaOH = y, chỉ xảy ra phản ứng trung hòa : NaOH + HCl → NaCl + H2O

y → y

Tại n = 0,16, có kết tủa xuất hiện : do phản ứng 3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3↓ + 3NaCl

0,09 ← 0,03 ← 0,03 (2,34:78)

13

7

2

pH

t (s)

x

2,34

số mol NaOH NaOH

m kt (gam)

x

z

y

Ta có: nOH −

= nH+ + 3n Al(OH)3 → y + 0,09 = 0,16 → y = 0,07 mol

Vậy nồng độ mol HCl = 0,07 : 0,1 = 0,7M

Tại n = 0,24, kết tủa Al(OH)3 tan môt phần, áp dụng : nOH −

= nH+ + 4nAl3+ - n Al(OH)3 0,24 = 0,07 + 4nAl3+ - 0,03 → nAl3+ = 0,05

Vậy nồng độ mol AlCl 3 = 0,05 : 0,1 = 0,5M

Câu 14: Cho từ từ dung dịch H2SO4 vào dung dịch có chứa đồng thời b mol KAlO2 và 2b mol KOH, kết quả thí nghiệm được mô tả bằng đồ thị

sau:

Giá trị của a là

HD : tại vị trí nH2SO4 = 0,2

→ nKOH = 2b = 0,4 → b = 0,2

Áp dụng :

nH+ = nOH −

+ 4nAlO2 −

- 3 n↓

2a = 0,4 + 4 0,2 – 3.0,15 → a = 0,375

Câu 15 : Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch X chứa FeCl3 và AlCl3 thu được đồ thị sau

Giá trị n gần nhất với giá trị nào sau đây?

HD: Từ trị số 3,1 đến 3,2 , số mol OH− tăng thêm : 3,2 – 3,1 = 0,1 mol

Al(OH)3 tan thêm : 0,1 mol ( Al(OH)3 + OH− → AlO2− + 2H2O )

Giá trị của n = 88,47 – 78.0,1 = 80,67 gam

Câu 16: Hỗn hợp X gồm Cu và Al2O3 có tỷ lệ mol tương ứng là 4 : 3 Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu được chất rắn Y và dung dịch Z chứa 2 chất tan có cùng 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 được x mol khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất) Giá trị của x là:

HD khi cho NaOH vào thì NaOH phản ứng với HCl trước, sau đó mới phản ứng với AlCl3

Khi kết tủa bắt đầu xuất hiện thì số mol NaOH đã dùng là: a mol → nH+ dư = a mol

Cu : 4t HCl : 6t = a mol ( có cùng nồng độ với AlCl3)

X Y ( Cu) + ddZ

Al2O3 : 3t AlCl3: 6t mol

Tại thời điểm 4,25a xày ra sự hòa tan kêt tủa Al(OH)3, tạo ra (a – 0,09) mol Al(OH)3=

Áp dụng : nOH− = nH+ + 4nAl3+ - nAl(OH)3 → 4,25a = a + 4.a – (a – 0,09) → a= 0,36 → t = 0,06

Vậy số mol Cu = 4t = 4x0,06 = 0,24 mol

Từ phản ứng: Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 2NO2 + 2H2O

0,24 → 0,48

Câu 17: Sục từ từ CO2 vào V lít dung dịch Ba(OH)2 0,5M, kết quả thí nghiệm biểu diễn trên đồ thị sau :

Giá trị của V là: A 0,1 B 0,05 C 0,2 D 0,8

HD : Tại trị số nCO2 = b → b = 0,06

Tại trị số 2b, kết tủa chỉ có 0,08 mol → kết tủa tan một phần.( tạo muối Ba(HCO3)2 tan )

Áp dụng : nCO3 2−

= nOH −

- nCÒ2 → 0,08 = nOH −

- 0,12 → nOH −

= 0,2 → n Ba(OH)2 = 0,1

Vậy : V = 0,1 : 0,5 = 0,2 lít

Câu 18 : Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH và b mol KHCO3

kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Tỉ lệ a:b là: A 3:1 B 2:1 C 1:3 D 2:5

HD : Từ đồ thị ta có : a = 0,6 mol HCl + NaOH → NaCl + H2O

HCl

Số mol KHCO3 = 0,8 – 0,6 = 0,2 mol HCl + KHCO3 → KCl + CO2 + H2O

→ b = 0,2 mol → tỉ lệ a : b = 0,6 : 0,2 = 3 : 1

Câu 19 : x mol CO2 vào dd a mol Ba(OH)2 và b mol NaOH sinh ra c mol kết tủa kết quả ta được đồ thị sau

Giá trị của a là

A.0,1 B 0,15 C.0,2 D.0,25

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

I Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán

các trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức

Tấn

II Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em

HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ

Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh

Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12

tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho

tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa

đề thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí