Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

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-

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

- 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

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

- 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

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải 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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

Từ đồ thị: ⇒Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

⇒ 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 :

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải

Từ đồ thị:

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

Ta có hệ:Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải 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

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải 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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải 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.

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải 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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải 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.

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải 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

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Bài tập tự luyện

Bài 1: Cho 200 ml dung dịch X gồm NaAlO2 0,1M và Ba(OH)2 0,1M tác dụng với V ml dung dịch HCl 2M, thu được 0,78 gam kết tủa. Tính V?

nOH- = 0,04 mol; nAlO2- = 0,02 mol; nAl(OH)3 = 0,01 mol.

Ta có đồ thị:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Từ đồ thị⇒nH+ = a = nOH- + n↓= 0,04 + 0,01 = 0,05 mol;

nH+ = b kết tủa bị hòa tan một phần

nH+ = b = nOH- + 4n↓max – 3n = 0,04 + 4.0,02 – 3.0,01 = 0,09 mol

⇒V = 25 ml hoặc 45 ml.

Bài 2: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch 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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Giá trị của x và y lần lượt là:

A. 0,05 và 0,15.

B. 0,10 và 0,30.

C. 0,10 và 0,15.

D. 0,05 và 0,30.

Từ đồ thị ta thấy: Khi bắt đầu xuất hiện kết tủa OH- đã được trung hòa hết bởi H+ ⇒n OH- = 0,1 mol ⇒ 2x = 0,1 ⇒ x = 0,05 mol.

Từ đồ thị ⇒khi kết tủa tan một phần

n HCl = 0,7 = n OH- + 4n ↓max – 3n ↓

⇒ n ↓max = (0,7 + 0,6 – 0,1 ):4 = 0,3 mol

Bảo toàn nguyên tố Al⇒ y = 0,15 mol

Đáp án A

Bài 3: Cho từ từ dung dịch chứa x mol NaOH vào 300 ml dung dịch ZnSO4 1,5M thu được 19,8 gam kết tủa. Giá trị của x là:

A. 0,4 mol hoặc 1,4 mol.

B. 0,4 mol hoặc 1,2 mol.

C. 0,4 mol hoặc 1,6 mol.

D. 0,5 mol hoặc 1,4 mol.

Ta có: Zn2+ = 0,45 mol ⇒ kết tủa cực đại = 0,45 mol.

Số mol Zn(OH)2 = 0,2 mol.

Ta có đồ thị

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Từ đồ thị ⇒ a = 2n Zn2+ = 0,2.2 = 0,4 mol

và 1,8 - b = a ⇒ b = 1,4 mol( hình học)

Vậy x = 0,4 mol hoặc 1,4 mol. ⇒ Đáp án A

Bài 4: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch gồm a mol HCl và b mol ZnSO4. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên sơ đồ sau :

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm Tỉ lệ a : b là:

A. 1 : 2.

B. 3 : 2.

C. 2 : 3.

D. 3 : 4.

Từ đồ thị khi bắt đầu xuất hiện kết tủa H+ được trung hòa hết bởi OH-

⇒ a = 0,4 mol (*).

n↓ max = b mol.

Ta có đồ thị:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Từ đồ thị ⇒ 2x = 1 – 0,4 ⇒ x = 0,3 mol

Ta cũng có : 1,0 – 0,4 = 0,4 + 4b – 3,0 ⇒ b = 0,8 mol (**). ( Dựa vào hình học)

Từ (*, **) ⇒ a : b = 1 : 2. ⇒ Đáp án A

Bài 5: Nhỏ từ từ đến dư KOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl và x mol ZnSO4 ta quan sát hiện tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol). Giá trị của x (mol) là:

A. 0,4.

B. 0,6.

C. 0,7.

D. 0,65.

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Từ đồ thị ⇒ a = 0,25 mol.

Dễ thấy : (0,45 – 0,25) = (0,25 + 4x) – 2,45 ⇒ x = 0,6 mol.

Đáp án B

Bài 6: Sục V lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,5M và Ba(OH)2 0,375M thu được 11,82 gam kết tủa. Giá trị của V là:

A. 1,344l lít.

B. 4,256 lít.

C. 8,512 lít.

D. 1,344l lít hoặc 4,256 lít.

Ta có : n Ba2+ = 0,075 mol ; n OH- = 0,25 mol ; n BaCO3 ↓ = 0,06 mol ;

n BaCO3 max = 0,075 mol.

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Từ đồ thị ⇒x = 0,06 mol và 0,25 – y = 0,06 ⇒ y = 0,19 mol

⇒ V = 1,344 lít hoặc V = 4,256 lít

Đáp án D

Bài 7: Sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm Ca(OH)2 và KOH ta quan sát hiện tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol). Giá trị của x là:

A. 0,12 mol.

B. 0,11 mol.

C. 0,13 mol.

D. 0,10 mol.

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Từ đồ thì suy ra: AD = 0,15; AE = CD = BE = 0,5 – 0,45 = 0,05 ⇒x = DE = AD – AE = 0,15 – 0,05 = 0,1 mol.

Đáp án D

Bài 8: Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch có chứa 0,1 mol NaOH; x mol KOH và y mol Ba(OH)2, kết quả thí nghiệm thu được biểu diễn trên đồ thị sau:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Giá trị của x, y, z lần lượt là:

A. 0,60; 0,40 và 1,50.

B. 0,30; 0,60 và 1,40.

C. 0,30; 0,30 và 1,20.

D. 0,20; 0,60 và 1,25.

n ↓max = 0,6 mol ⇒ y = 0,6.

n OH- = 1,6⇒ 0,1 + x + 2y = 1,6 ⇒ x = 0,3 mol.

Từ đồ thị ⇒ 1,6 – z = 0,2 ⇒ z = 1,4 mol.

Đáp án B

Bài 9: Cho V(lít) khí CO2 hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M và NaOH 1,0M. Tính V để kết tủa thu được là cực đại?

A. 2,24 lít ≤ V ≤ 8,96 lít.

B. 2,24 lít ≤ V ≤ 5,6 lít.

C. 2,24 lít ≤ V ≤ 4,48 lít.

D. 2,24 lít ≤ V≤ 6,72 lít.

Ta có: n Ba(OH)2 = 0,1 mol; n NaOH = 0,2 mol ⇒ n Ba2+ = 0,1 mol và n OH- = 0,4 mol. ⇒n BaCO3 max = 0,1 mol.

Để kết tủa max thì số mol CO32- ≥ 0,1 mol. Theo giả thiết ta có đồ thị:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm

Theo sơ đồ ⇒ x = 0,1; 0,4 – y = x ⇒ y = 0,3.

Để kết tủa lớn nhất thì: x ≤ CO2 ≤ y hay 0,1 ≤ CO2 ≤ 0,3 (mol)

⇒ 2,24 ≤ V ≤ 6,72 (lít) ⇒ Đáp án D

Bài 10: 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:

Phương pháp đồ thị trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải Vô nghiệm Tỉ lệ a : b là:

A. 4 : 5.

B. 5 : 4.

C. 2 : 3.

D. 4 : 3.

n ↓max = 0,5 mol ⇒ b = 0,5 mol.

Mặt khác : n OH- = 1,4 = a + 2b ⇒ a = 0,4 mol ⇒ a : b = 4 : 5.

Đáp án A

Xem thêm các phương pháp giải nhanh bài tập Hóa học hay khác:

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

KHÓA HỌC GIÚP TEEN 2002 ĐẠT 9-10 THI THPT QUỐC GIA

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

cac-phuong-phap-giai-nhanh-hoa-hoc-huu-co-vo-co.jsp

Các loạt bài lớp 12 khác
Khóa học 12