GIẢI CHI TIẾT 7 bài tập đồ THỊ KHÓ về NHÔM kẽm

Mối quan hệ giữa khối lượng kết tủa và số mol OH- được biểu diễn bằng đồ thị hình 7... Mặt khác cho từ từ dd hỗn hợp KOH 0,8M và BaOH2 0,1M vào X đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất,

ĐỊA CHỈ LỚP HỌC: PHÒNG B 1 SỐ 15 ĐIỆN BIÊN PHỦ - HẢI PHÒNG 1

GIẢI CHI TIẾT 7 BÀI TẬP ĐỒ THỊ KHÓ – THIẾT YẾU VỀ NHÔM – KẼM

Câu1:Nhỏ từ từ dd Ba(OH)2 0,2M vào ống nghiệm chứa V lít dd Al2(SO4)3 C (mol/l) (hình 6), trong quá trình phản ứng

người thu được đồ thị sau: Để lượng kết tủa không đổi thì thể tích dd Ba(OH)2 0,2M nhỏ nhất cần dùng là:

HƯỚNG DẪN GIẢI:

Hình 6

Ba(OH)2 > Ba2+ + 2OH- Al2(SO4)3 > 2Al3+ + 3SO4

2-

Từ 0 -> A: Xảy ra đồng thời 2 phản ứng

Al3+ + 3OH- -> Al(OH)3 (1) 0,008 > 0,024 > 0,008

Ba2+ + SO4

-> BaSO4 (2) 0,012< -0,012 Tại đúng điểm A: phản ứng (1) và (2) đều vừa đủ

Từ A -> B: phản ứng (2) đã hết SO4

-> chỉ xảy ra phản ứng:

Al(OH)3 + OH- -> AlO2

+ 2H2O (3) 0,008 > 0,008mol

Tại đúng điểm B phản ứng (2) đều vừa đủ -> Kết tủa bắt đầu không thay đổi

CÁCH 1:

Có nSO4

= n BaSO4(B) = n BaSO4(A) = 2,796/233 = 0,012mol

-> nAl2(SO4)3 = 0,012/3 = 0,004mol -> nAl3+ = 0,004.2 = 0,008mol

Tại đúng điểm B -> Kết tủa bắt đầu không thay đổi -> tổng nOH

= 0,024 + 0,008 = 0,032mol -> nBa(OH)2 = 0,032/2 = 0,016mol -> V Ba(OH)2 = 0,016/0,2 = 0,08lit = 80ml -> đáp án B

Hoặc: Tại đúng điểm B dung dịch có Ba2+

và AlO2

(0,008mol) -> Bảo toàn điện tích nBa2+ = 0,008/2 = 0,004mol

-> tổng nBa2+ = nBa2+(B) + nBa2+(trong kết tủa) - = 0,012 + 0,04 = 0,016mol

->V Ba(OH)2 = 0,016/0,2 = 0,08lit = 80ml -> đáp án B

CÁCH 2:

Từ 0 -> A: Xảy ra phản ứng

Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 -> 2Al(OH)3 + 3BaSO4(1)

0,004< -0,012< -0,008< -0,012mol

Tại đúng điểm A: phản ứng (1) vừa đủ

Từ A -> B: xảy ra phản ứng:

2Al(OH)3 + Ba(OH)2 -> Ba(AlO2)2 + 3H2O (2)

0,008 ->0,004

> Tại B thì nBa(OH)2 = nBa(OH)2 (1) + nBa(OH)2 (2) = 0,012+ 0,004 = 0,016mol

-> V Ba(OH)2 = 0,016/0,2 = 0,08lit = 80ml -> đáp án B

A

B

0

Câu2: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 (hình 7) 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?

HƯỚNG DẪN GIẢI:

Hình 7

Ba(OH)2 > Ba2+ + 2OH- Al2(SO4)3 > 2Al3+ + 3SO4

2-

Từ 0 -> A: Xảy ra đồng thời 2 phản ứng

Al3+ + 3OH- -> Al(OH)3 (1)

Ba2+ + SO4

-> BaSO4 (2) Tại đúng điểm A: phản ứng (1) và (2) đều vừa đủ

Từ A -> B: phản ứng (2) đã hết SO4

-> chỉ xảy ra phản ứng:

Al(OH)3 + OH- -> AlO2

+ 2H2O (3) Tại đúng điểm B phản ứng (2) đều vừa đủ -> Kết tủa bắt đầu không thay đổi

Có nSO4

= n BaSO4(B) = n BaSO4(A) = 6,99/233 = 0,03mol

-> nAl2(SO4)3 = 0,03/3 = 0,01mol

Nếu cho Ba(OH)2 0,02 mol và NaOH 0,03mol vào 100ml dung dịch A chứa Al2(SO4)3 0,01mol

Ba2+ 0,02mol , OH- 0,07mol + Al3+ 0,02mol và SO42- (0,3mol)

Ba2+ 0,02mol + SO4

2-

0,03mol -> BaSO4 0,02 -> 0,02mol

Al3+ 0,02mol + 3OH- 0,07mol -> Al(OH)

0,02mol -> 0,06mol -> 0,02mol

Al(OH)3 (0,02mol) + OH- (0,01mol) -> AlO2

+ 2H2O (3) 0,01< -0,01mol

Kết tủa gồm BaSO4 và Al(OH)3 dư -> m kết tủa = 0,02.233 + 0,01.78 =5,44gam -> đáp án A

A

B

0

ĐỊA CHỈ LỚP HỌC: PHÒNG B 1 SỐ 15 ĐIỆN BIÊN PHỦ - HẢI PHÒNG 3

Câu3:Cho 7,65 gam hh Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dd HCl 1,04M và H2SO4 0,28M, thu được dd X và khí H2

Cho 850 ml dd NaOH 1M vào X, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 16,5 gam kết tủa gồm 2 chất Mặt khác

cho từ từ dd hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH)2 0,1M vào X đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa đem nung

đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

A 32,3 B 38,6 C 46,3 D 27,4

HƯỚNG DẪN GIẢI:

7,65 gam {Al( xmol) , Mg (ymol)} + H+ ( 0,8) , Cl-(0,52), SO4

( 0,14) -> X {Al3+ xmol, Mg2+ ymol, H+ zmol, Cl- 0,52mol, SO42- 0,14mol } + H2

X + NaOH (0,85mol)

-> dd: Na+ 0,85, Cl- 0,52, SO4

0,14 và AlO2

> BTĐT -> n AlO2

-

= 0,85 - 0,8 = 0,05mol -> kết tủa : Al(OH)3 : x- 0,05; Mg(OH)2 y

Có 27x + 24y = 7,65 (I) và 78(x - 0,05) + 58y = 16,5 (II) > x = y = 0,15mol

Hoặc có thể tính x, y bằng cách viết phương trình ion như sau:

Ta có: Al + 3H+ → Al3+ + 1,5H2 Mg + 2H+ → Mg2+ + H2

x 3x x y 2y y

=> n(H+) dư = 0,8 -3x -2y :

H+ + OH- → H2O

0,8 -3x -2y >0,8 -3x -2y

Al3+ + 3OH- → Al(OH)3

x 3x x

Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2

y 2y y

> nOH-pứ =0,8 -3x -2y + 3x + 2y = 0,8 -> n(OH-) còn dư = 0,85 - 0,8 = 0,05mol sẽ hòa tan một phần Al(OH)3

OH- + Al(OH)3 → AlO2

+ 2H2O 0,05 -> 0,05

=> m(kết tủa) = 78(x -0,05) + 58y = 16,5 và 27x + 24y = 7,65 -> x = 0,15 = y

Bảo toàn điện tích cho dung dịch X -> nH+

(dư) = z = 0,05mol

X {Al3+ 0,15mol, Mg2+ 0,15mol, H+ 0,05mol, Cl- 0,52mol, SO4

2-

0,14mol } + (Ba2+ 0,1Vmol, OH- Vmol} -> mkết tủa max

Trường hợp 1:Nếu kết tủa max khi Al3+

và Mg2+ chuyển hết vào kết tủa

=> n(OH-) = nH+ + 3nAl3+ + 2nMg2+ = 0,05 + 0,15.3 + 0,15.2 = 0,8 mol

=> n(Ba2+) = 0,08 = n(BaSO4)

=> m(kết tủa max) = 58.0,15 + 78.0,15 + 233.0,08 = 39,04 gam

Trường hợp 2:Nếu kết tủa max khi SO4

chuyển hết vào kết tủa=> n(Ba2+) = 0,14 =0,08V => V = 1,75 mol

=> lúc đó Al(OH)3 đã bị hòa tan hết => m(kết tủa max) = 58.0,15 + 233.0,14 = 41,32 gam > 39,04gam -> Trường hợp 2

này thỏa mãn điều kiện đề bài

Khi đó khi nung kết tủa thu được MgO 0,15 mol và BaSO4 0,14 mol

=> mchất rắn = 40.0,15 + 233.0,14 = 38,62 -> chọn B

Câu4:Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch chứa Ca(OH)2 và NaAlO2

(hay Na[Al(OH)4]) Khối lượng kết tủa thu sau phản ứng được biểu diễn

trên đồ thị như hình 5 Giá trị của m và x lần lượt là:

A 72,3 gam và 1,01 mol B 66,3 gam và 1,13 mol

C 54,6 gam và 1,09 mol C 78,0 gam và 1,09 mol

Hình 5 HƯỚNG DẪN GIẢI:

Gọi amol là nCa(OH)2 và b là nNaAlO2

* Tại B khi nCO2 = 0,74 thì tổng khối lượng kết tủa cực đại, nghĩa là 2 phản ứng sau vừa đủ:

Ca(OH)2 + CO2 > CaCO3max + H2O (1)

NaAlO2 + CO2 + H2O > Al(OH)3 max + NaHCO3 (2)

-> a + b = 0,74 (I)

Tại C khi nCO2 = x thì CaCO3 tan vừa hết và kết tủa còn lại là Al(OH)3

->nAl(OH)3max = b = 27,3/78 = 0,35mol ->a = nCaCO3 max = 0,74 - 0,35mol = 0,39mol

-> Tại M ->mmax = mCaCO3max + mAl(OH)3max = 0,35.78 + 0,39.100 = 66,3 gam

x = nCO2(1) + nCO2(2) + nCO2(3) = 0,74 + 0,39 = 1,13 > đáp án B

A

B

C

ĐỊA CHỈ LỚP HỌC: PHÒNG B 1 SỐ 15 ĐIỆN BIÊN PHỦ - HẢI PHÒNG 5

Câu5:Cho từ từ dung dịch chưa a mol Ba(OH)2 vào dung dịch chưa b mol ZnSO4 Đồ thị biểu diễn số mol kết tủa theo

giá trị của a như hình 1:

Giá trị của b là :

HƯỚNG DẪN GIẢI:

Hình 1

Ba(OH)2 > Ba2+ + 2OH- ZnSO4 > Zn2+ + SO4

2-

amol -> a -> 2a bmol -> b -> b

Từ 0 -> A: Xảy ra đồng thời 2 phản ứng

Zn2+ + 2OH- -> Zn(OH)2 (1)

Ba2+ + SO4

-> BaSO4 (2) Tại đúng điểm A: phản ứng (1) và (2) đều vừa đủ

Từ A -> B: phản ứng (2) đã hết SO4

-> chỉ xảy ra phản ứng:

Zn(OH)2 + 2OH- -> ZnO2

+ 2H2O (3) Tại đúng điểm B phản ứng (3) vừa đủ -> Kết tủa bắt đầu không thay đổi, nghĩa là chỉ có kết tủa BaSO4 của pản ứng 2

Cách 1:

* Khi nBa(OH)2 = 0,0625mol -> Ba2+ + 2OH-

0,0625mol 0,125mol

Zn2+ + 2OH- -> Zn(OH)2 (1)

0,0625< -0,125 ->0,0625

Ba2+ + SO42 -> BaSO4 (2)

0,0625 >0,0625 ->0,0625

-> x = nZn(OH)2+ nBaSO4 = 0,125mol

* Khi nBa(OH)2 = 0,175mol -> Ba2+ + 2OH-

0,175mol 0,35mol

Ba2+ (0,175) + SO42-(bmol) -> BaSO4 (2)

b ->b

Zn2+ (b) + 2OH- (0,35) -> Zn(OH)2 (1)

b ->2b ->b

Zn(OH)2 (b) + 2OH- (0,35 – 2b) -> ZnO22- + 2H2O (3)

(0,175 – b)< - (0,35 – 2b)

>n Zn(OH)2dư = b – (0,175 – b) = 2b – 0,175 mol

-> x = nZn(OH) 2+ nBaSO 4 = 2b – 0,175 + b = 0,125

-> b = 0,1 > đáp án A

Cách 2:

* Khi nBa(OH)2 = 0,0625mol -> Xảy ra phản ứng ZnSO4 (bmol) + Ba(OH)2 (0,0625) -> Zn(OH)2 + BaSO4(1) 0,0625< -0,0625< ->0,0625 ->0,0625mol > x = nZn(OH)2+ nBaSO4 = 0,125mol

* Khi nBa(OH)2 = 0,175mol -> xảy ra phản ứng:

ZnSO4 (bmol) + Ba(OH)2 (0,175) -> Zn(OH)2 + BaSO4(1) b ->b ->b ->bmol Zn(OH)2 (b)+ Ba(OH)2 (0,175 – b) -> BaZnO2 + 2H2O (2) 0,175 – b < -0,175 - b

>n Zn(OH)2dư = b – (0,175 – b) = 2b – 0,175 mol -> x = nZn(OH)2+ nBaSO4 = 2b – 0,175 + b = 0,125 -> b = 0,1 > đáp án A

B

A

Câu6:Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào dung dịch

hỗn hợp gồm Na2SO4 và Al2(SO4)3 ta có đồ thị biểu diễn

sự phụ thuộc khối lượng kết tủa theo số mol Ba(OH)2 hình

2 Giá trị của x trong đồ thị trên là:

Hình 2 HƯỚNG DẪN GIẢI:

Gọi mol hỗn hợp đầu: Na2SO4 (xmol) và Al2(SO4)3 (ymol) > Na+ 2xmol, Al3+ 2y mol và SO4

(x + 3ymol)

* Tại điểm C: nBa(OH)2 = 0,32 mol bên phải đồ thị > kết tủa chỉ có BaSO4 (0,3mol), lúc này Al(OH)3  vừa tan hết

theo phản ứng:

Al3+ + 4OH- > AlO2

+ H2O 0,16mol -0,64 -> 0,16mol

> nAl3+ đầu = 2y = 0,16 > y = 0,08mol

> thành phần dung dịch tại C sẽ có: Ba2+ dư (0,02mol), Na+ (2x) , AlO2

(0,16mol) Bảo toàn điện tích > nNa+

= 2x = 0,12mol > hỗn hợp đầu gồm Na2SO4 (0,06mol) và Al2(SO4)3 (0,08mol)

* Tại điểm B: nBa(OH)2 = xmol > kết tủa cực đại:

* Có 2 trường hợp kết tủa cực đại

- TH1 max theo Al(OH) 3

> OH- = 3nAl3+ = 3.0,16 = 0,48 > n Ba(OH)2 = x = 0,24mol

+ hh đầu: Na2SO4 (0,06mol) và Al2(SO4)3 (0,08mol) + Ba(OH)2 (0,24mol)

-> lúc này kết tủa gồm: Al(OH)3 (0,16mol) và BaSO4 (0,24mol) -> tổng mkết tủa = 68,4 gam

- TH2 max theo BaSO 4 ->SO 4

hết

n Ba(OH)2 = x = nSO4

= 0,06 + 0,08.3 = 0,3 mol + hh đầu: Na2SO4 (0,06mol) và Al2(SO4)3 (0,08mol) + n Ba(OH)2 (0,3 mol)

-> lúc này kết tủa gồm: Al(OH)3 (0,04mol) và BaSO4 (0,3mol) -> tổng mkết tủa = 73,02 gam

> Đáp án là trường hợp 2 -> x = 0,3 > đáp án B

Tổng hợp các kết quả trên -> nhận xét:

Đoạn từ 0 -> A: Xảy ra đồng thời 2 phản ứng

Al3+ + 3OH- -> Al(OH)3 (1)

Ba2+ + SO4

-> BaSO4 (2)

Tại đúng điểm A: Al3+

ở phản ứng (1) hết và Al(OH)3max, dung dịch vẫn còn SO4

2-

Từ A -> B: Xảy ra đồng thời 2 phản ứng

Ba2+ + SO42 -> BaSO4 tiếp phản ứng 2 (phản ứng tạo kết tủa)

Al(OH)3 + OH- -> AlO2

+ 2H2O (phản ứng hòa tan kết tủa) Tại đúng điểm B phản ứng (2) vừa hết

Từ B -> C:

Al(OH)3 + OH- -> AlO2

+ 2H2O (tiếp phản ứng 4) Tại đúng điểm C phản ứng (4) hết -> chỉ còn duy nhất 1 kết tủa BaSO4

C

ĐỊA CHỈ LỚP HỌC: PHÒNG B 1 SỐ 15 ĐIỆN BIÊN PHỦ - HẢI PHÒNG 7

Câu7: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 hình 3 Giá trị của x gần với giá trị nào nhất

sau đây?

Hình 3 HƯỚNG DẪN GIẢI:

Gọi mol lần lượt: Al2(SO4)3 (a) mol; AlCl3( b) mol ->Al3+ (2a+ b); SO42- (3a); Cl- (3b)

Tại điểm D: nBa(OH)2 = 0,08mol -> lúc này phản ứng sau vừa đủ :

Al3+(2a + b) + 4OH– (0.16) → AlO2-

2a + b = 0,04< -0,16

-> 2a + b = 0,04 (I)

-> chỉ còn một kết tủa duy nhất là: Ba2+ (0,08) + SO42– (3a) → BaSO4

Tại điểm A: xảy ra 2 phản ứng :

Ba2+ (3a) + SO4

2–

(3a) → BaSO4 (3a) (1)

Al3+ 3OH– → Al(OH)3 (2a + b) (2)

Lú này một trong 2 kết tủa sẽ đạt cực đại, sẽ có 2 trường hợp:

Trường hợp 1: phản ứng 2 cực đại ->nOH

= 3nAl3+ = 3(2a + b) = 6a + b = 0,12mol -> nBa2+ = nOH-/2 = 3a + 1,5b > nSO4

2-(3amol) > vậy phản ứng 1 cũng đã qua cực đại -> đoạn O –A phải gẫy khúc và đoạn AB phải đi xuống vì xảy ra phản ứng Al(OH)3 + OH- ->AlO2

+ H2O sẽ làm tan kết tủa > vô lý với giả thiết

Trường hợp 2: phản ứng 1 cực đại ->nBa2+

= nSO4

= 3a > chắc chắn phản ứng 2 vẫn còn dư Al3+ vì đoạn B C đi lên

-> nOH- = 2nBa2+ = 6a

Ba2+ (3a) + SO4

2–

(3a) → BaSO4 (3a) (1)

Al3+ dư + 3OH– (6a) → Al(OH)3 (2a) (2

->Ta có 8,55 = 233.3a + 78.2a -> a = 0,01 (II), thay vào (I) -> b = 0,02

->n Al2(SO4)3 = a = 0,01

Khi nBa(OH)2 = x

Lúc này phản ứng 1 sẽ dư SO4

còn phản ứng 2 sẽ dư Al3+, hai kết tủa đều tăng dần:

2–

(3a = 0,03) → BaSO4 (1) xmol ->xmol

Al3+ (2a + b = 0,04) + 3OH– (2xmol) → Al(OH)3 (2a) (2)

2x/3< -2x ->2x/3

Tổng khối lượng kết tủa thu được bằng kết tủa tại C:

(Tại C): Lúc này chỉ còn một kết tủa duy nhất là:

Ba2+ (0,08) + SO4

2–

(0,03) → BaSO4 (0,03) ->233x + 78(2x/3) = 0,03.233 gam:

->x = 0,0245 ->đáp án B

C