Mot so phuong phap giup giai nhanh bai toan hoa hoc PHAN III

PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ Trong hoá học, một số dạng bài tập được giải dựa trên cơ sở nội dung của phương pháp này.. Đó là trường hợp mà trong thí nghiệm hoá học có hai quá trình lượng kết tủa

Trang 1

6 PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ

Trong hoá học, một số dạng bài tập được giải dựa trên cơ sở nội dung của phương pháp này Đó là trường hợp mà trong thí nghiệm hoá học có hai quá trình lượng kết tủa tăng dần, sau đó giảm dần đến hết khi lượng chất phản ứng có dư Có thể vận dụng phương pháp này trong hoá học ở các trường hợp chủ yếu sau:

- Thổi khí CO2 vào dung dịch chứa hiđroxit của kim loại phân nhóm chính nhóm II

- Rót từ từ dung dịch kiềm đến dư vào dung dịch muối nhôm hoặc muối kẽm

- Rót từ từ dung dịch axit đến dư vào dung dịch muối có chứa anion AlO2- hoặc ZnO22-

Ví dụ 1 Cho V lít (đktc) khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào 450 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thì thu được

15,76 gam kết tủa Xác định giá trị của V

Hướng dẫn giải:

2

Ba(OH)

n = 0,45 0,2 = 0,09 mol;

3

BaCO

= 15,76 : 197 = 0,08 mol

Sau phản ứng thu được 15,76 gam kết tủa thì:

Th1: Số mol CO2 = 0,08 (mol) → V = 1,792 lít

Th2: Số mol CO2 = 0,10 (mol) → V = 2,24 lít

Ví dụ 2 Sục V lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch Ba(OH)2 0,12M Khi V biến thiên từ 2,24 lít đến

4,48 lít thì khối lượng kết tủa thu được cũng biến đổi theo, trong đó lượng kết tủa thu được ít nhất là ?

Hướng dẫn giải

2

Ba(OH)

n = 1 0,12 = 0,12 mol;

2

CO

n = 0,1 ÷ 0,2 mol

Lượng kết tủa thu được ít nhất là:

197 0,04 = 7,88 g

Ví dụ 3 Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu

được 15,76 gam kết tủa Giá trị của a là

3

CaCO

n

2

CO

n

0,12

0,1

0,12

0,04

3

CaCO

n

2

CO

n

0,09 0,08

0,09

Trang 2

Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007

2

CO

n = 0,12 mol

3

BaCO

= 15,76 : 197 = 0,08 mol

Giá trị của a: 0,1 : 2,5 = 0,04 mol/l

Ví dụ 4 Hoà tan vừa hết m gam Al vào dung dịch NaOH thì thu được dung dịch A và 6,72 lít H2 (đktc)

a Tính m

b Rót từ từ dung dịch HCl 0,2 M vào A thì thu được 10,92 gam kết tủa Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng

a) Phương trình phản ứng:

2 Al + 2 NaOH + 2 H2O  2 NaAlO2 + 3 H2

→ mAl = 27 0,2 = 5,4 g

b) Nếu sử dụng phương pháp giải thông thường thì ta sẽ phải xét hai trường hợp:

TH1:

-2

AlO dư, chưa xảy ra phản ứng hòa tan Al(OH) 3 tạo ra

TH2:

-2

AlO hết, xảy ra phản ứng hòa tan Al(OH) 3 tạo ra

Với phương pháp đồ thị, lời giải bài toán sẽ ngắn gọn hơn nhiều

3

Al(OH)

10, 92

0, 14 78

3

AlCl

n = 0,2 mol

Nếu sau phản ứng thu được 5,46 gam kết tủa thì:

Trường hợp 1: Số mol H+ = 0,14 (mol)

Trường hợp 2: Số mol H+ = 0,38 (mol)

Ví dụ 5 Cho x mol HCl vào dung dịch có a mol NaOH và b mol NaAlO2 , để thu được kết tủa sau phản

ứng thì quan hệ giữa a , x , b là :

0,2 0,14

3

Al(OH)

n

H

n 

3

CaCO

n

2

CO

n

0,1

0,08

0,08 0,1 0,12 0,2

Trang 3

A a < x < a + 4b B.b < x ≤ b + 4a C.a + 4b < x < a + 5b D a < x < b + 5a

Khi cho x mol HCl vào dung dịch có b mol NaAlO2 thì điều kiện để thu được kết tủa là: 0 < x < 4b

→ Điều kiện của x: a < x < a + 4b

Ví dụ 6 Cho m gam Na tan hết trong 100 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M Sau phản ứng thu được 0,78 gam kết tủa Tìm m

Nếu sau phản ứng thu được 0,78 gam kết tủa thì:

Trường hợp 1: nNa = nNaOH = 0,03 (mol) → mNa = 0,69 g

Trường hợp 2: nNa = nNaOH = 0,07 (mol) → mNa = 1,61 g

Ví dụ 7 Trộn dung dịch chứa a mol AlCl3 với dung dịch chứa b mol NaOH Để thu được kết tủa thì cần có tỉ lệ

Dựa vào đồ thị → Điều kiện để thu được kết tủa là: 0 < b < 4a → a : b > 1 : 4

Ví dụ 8 Cho từ từ toàn bộ 0,5 mol NaOH vào 250 ml dung dịch Al2(SO4)3 nồng độ x mol/lit Kết tủa tăng dần, sau đó giảm dần rồi ngừng lại Lọc lấy toàn bộ kết tủa nung nóng trong không khí ở nhiệt độ

cao tới khi khối lượng ngừng thay đổi, được 3,06g chất rắn Tính x :

2 O 3

Al

n

= 3,06 : 102 = 0,03 mol

→

nAl(OH) 3 = 0,06 mol

3

Al(OH)

n = 0,14 mol →

2 (SO ) 4 3

Al

n = 0,07 mol → x = 0,07 : 0,25 = 0,28M

3

Al(OH)

n

NaOH n

0,02

0,01

0,06

3

Al(OH)

n

NaOH n

0,14

0,06

0,42

Trang 4

Ví dụ 9 Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu

được là 15,6 gam Giá trị lớn nhất của V là

Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007

3

AlCl

n = 0,2 1,5 = 0,3 mol

3

Al(OH)

n = 15,6/78 = 0,2 mol

Có hai giá trị của NaOH cho cùng lượng Al(OH)3 kết tủa (15,6 gam) là:

0,6 và 1,0 mol

Vậy lượng NaOH lớn nhất là 0,8 mol

→ VNaOH = 1,0 : 0,5 = 2,0 lít

Ví dụ 10 Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến

khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là

Khi cho NaOH vào dung dịch thì phản ứng với H2SO4 xảy ra trước rồi mới tới phản ứng với Al2(SO4)3

Do đó khi xác định lượng NaOH, cần cộng thêm phần đã phản ứng với H2SO4

Số mol NaOH lớn nhất là: 0,7 + 0,2 = 0,9 mol → VNaOH = 0,9 : 2 = 0,45 lít

Ví dụ 11 Thêm m gam kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M thu được dung dịch X Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al2(SO4)3 0,1M thu được kết tủa Y Để thu được

lượng kết tủa Y lớn nhất thì giá trị của m là

3

Al(OH)

n

0,3 0,2

0,9

3

Al(OH)

n

0,2

0,1

0,6

Trang 5

Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007

Hướng dẫn giải

Để thu được lượng kết tủa lớn nhất: ∑nOH = 0,12 → nK + nNaOH + 2nBa(OH)2

= 0,12

→ nK = 0,03 → mK = 39 0,03 = 1,17 gam

Kết luận: Qua một số ví dụ trên ta có thể rút ra một số nhận xét sau:

- Có thể giải một số bài tập hoá học theo phương pháp đồ thị một cách nhanh chóng mà không bị bỏ sót nghiệm

- Các bài tập hoá học giải được theo phương pháp này gồm hai loại chủ yếu sau:

1 Tính lượng chất đã phản ứng tương ứng với lượng kết tủa thu được

2 Tìm điều kiện để khối lượng kết tủa thu được lớn nhất, nhỏ nhất

3

Al(OH)

n

OH n

0,04

0,12

Trang 6

7 PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH

Khối lượng mol trung bình (KLMTB) của một hỗn hợp là khối lượng của một 1 mol hỗn hợp đó:





1 i i

n

1 i

i i

hh hh

n

.n M

n

m M

Trong đó: +) mhh là tổng số gam của hỗn hợp

+) nhh là tổng số mol của hỗn hợp +) Mi là khối lượng mol của chất thứ i trong hỗn hợp +) ni là số mol của chất thứ i trong hỗn hợp

Chú ý: +) Mmin MMmax

+) Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có số mol của hai chất bằng nhau thì khối lượng mol trung bình của hỗn hợp cũng chính bằng trung bình cộng khối lượng phân tử của 2 chất và ngược lại

Phương pháp này được áp dụng trong việc giải nhiều bài toán khác nhau cả vô cơ và hữu cơ, đặc biệt là đối với việc chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất rất đơn giản và ta có thể giải một cách dễ dàng Sau đây chúng ta cùng xét một số ví dụ

Ví dụ 1 Cho 6,4 gam hỗn hợp 2 kim loại kế tiếp thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn tác dụng với dung

dịch H2SO4 loãng, dư thu được 4,48 lít H2 (đktc) Xác định tên 2 kim loại

Gọi công thức chung của 2 kim loại nhóm IIA là M Ta có phương trình phản ứng:

(*) H M 2H

M   2  2

2 , 0

4 , 6 M (mol) 0,2 22,4

4,48 n

n

2 H

M        Hai kim loại là Mg (24) và Ca (40)

Ví dụ 2 Hòa tan 16,8 gam hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat và sunfit của cùng một kim loại kiềm vào dung

dịch HCl dư, thu được 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc) Xác định tên kim loại kiềm

Gọi kim loại kiềm cần tìm là M

Các phản ứng xảy ra:

MCO3 + 2HCl  MCl2 + H2O + CO2  (1) MSO3 + 2HCl  MCl2 + H2O + SO2  (2)

Từ (1), (2)  nmuối = nkhí =3,36 0,15 (mol) M

16,8 112 0,15

Ta có: 2M60M2M8016M26.Vì M là kim loại kiềm nên M = 23 (Na)

Ví dụ 3 Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), sinh ra 0,448 lít khí (ở đktc) Kim loại M là

Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2008

Các phản ứng xảy ra: MHCO3 + HCl → MCl + CO2↑ + H2O

M2CO3 + 2HCl → 2MCl + CO2↑ + H2O

Ta có ∑nmuối = ∑nkhí = 0,448/22,4 = 0,02 mol → M = 1,9/0,02 = 95

→ M + 61 < M = 95 < 2M + 60 → 17,5 < M < 34

→ M là Na (23)

Trang 7

Ví dụ 4 Trong tự nhiên Brom có hai đồng vị bền là: 7935Br và 3581Br.Nguyên tử khối trung bình của Brom

là 79,319 Tính thành phần % số nguyên tử của mỗi đồng vị

Gọi x là thành phần % về số nguyên tử của đồng vị Br7935

 (100 – x) là thành phần % về số nguyên tử của đồng vị Br8135

100

x) 81(100 79x

Vậy trong tự nhiên, đồng vị 79Br

35 chiếm 84,05% và đồng vị Br81

35 chiếm 15,95% số nguyên tử

Ví dụ 5 Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và axit CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1) Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam C2H5OH (có xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất của các phản ứng este hoá đều bằng 80%) Giá trị của m là

Sử dụng CTTB của 2 axit: RCOOH với Maxit = 53

→ nX = 5,3/53 = 0,1 mol → Tính theo axit (ancol dư): neste = naxit = 0,1 mol

nancol = 5,75/46 = 0,125

CT este: RCOOC2H5 → Meste = Maxit - 1 + 29 = 81 → meste = 81.0,1 = 8,1g

Khối lượng este thực tế thu được: meste thực tế = 8,1.80% = 6,48g

Ví dụ 6 Hỗn hợp X có tỉ khối so với H2 là 21,2 gồm propan, propen và propin Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng của CO2 và H2O thu được là

A 20,40 gam B 18,60 gam C 18,96 gam D 16,80 gam

Đặt CTTB của X là: C3Hy (do cả 3 chất đều có 3 cacbon)

MX = 2 21,2 = 42,4 → y = 6,4

Sơ đồ phản ứng: C3H6,4 → 3CO2 + 3,2H2O

0,1 mol 0,3 mol 0,32 mol

→ mhh = 44 0,3 + 18 0,32 = 18,96g

Ví dụ 7 X là kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II (hay nhóm IIA) Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm kim

loại X và Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, sinh ra 0,672 lít khí H2(ở đktc) Mặt khác, khi cho 1,9 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thì thể tích khí hiđro sinh ra chưa đến 1,12 lít (ở đktc) Kim loại X là

Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008

TN1: Đặt CTTB của hai kim loại là M

nM = nhiđro = 0,672/22,4 = 0,03 mol → M = 1,7/0,03 = 56,67

→ MX < M = 56,67 < MZn = 65 (1)

TN2: nhiđro < 1,12/22,4 = 0,05 mol → nX < 0,05 → MX > 1,9/0,05 = 38 (2)

Từ (1) và (2) suy ra X là Ca (40)

Ví dụ 8 Hòa tan hoàn toàn 3g hỗn hợp hai kim loại kiềm vào nước thu được dung dịch A

Trang 8

TN1: Nếu thêm vào A dung dịch chứa 0,15 mol HCl thì được dung dịch B làm xanh quỳ tím

TN2: Nếu thêm vào A dung dịch chứa 0,25 mol HCl thì được dung dịch C làm đỏ quỳ tím

Hai kim loại kiềm đó là:

Đặt CTTB của hai kim loại kiềm là M

Các pTPU: M + H2O → MOH + 1/2H2

MOH + HCl → MCl + H2O

TN1: MOH dư → nM = nMOH > nHCl = 0,15 → MM < 3/0,15 = 20

TN2: HCl dư → nM = nMOH < nHCl = 0,25 → MM > 3/0,25 = 12

→ 12 < MM < 20 Một kim loại có M < MM < 20 → Đáp án A

8 PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO

Định dạng
Số trang	8
Dung lượng	433,79 KB