giải bài tập đồ thị hóa học

   

GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ HÓA HỌC

I. Thiết lập hình dáng của đồ thị.

+ Khi sục CO₂ vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)₂ thì đầu tiên xảy ra pư

               CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃+ H₂O

Suy ra:

 Lượng kết tủa tăng dần                    

Số mol kết tủa luôn bằng số mol CO₂.

 Số mol kết tủa max = a (mol)

 đồ thị của pư trên là:

+ Khi lượng CO₂ bắt đầu dư thì lượng kết tủa tan ra theo pư:

            CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Suy ra:

Lượng kết tủa giảm dần đến 0 (mol)

 Đồ thị đi xuống một cách đối xứng

II. Phương pháp giải:  

 Dáng của đồ thị: Hình chữ V ngược đối xứng

 Tọa độ các điểm quan trọng

+ Điểm xuất phát: (0,0)

+ Điểm cực đại(kết tủa cực đại): (a, a)[a là số mol của Ca(OH)₂] ⇒ kết tủa cực đại là a mol.

+ Điểm cực tiểu: (0, 2a)

 Tỉ lệ trong đồ thị: 1:1.

 

III. Bài tập ví dụ

1. Mức độ nhận biết

VD1: Sục từ từ đến dư CO₂ vào dung dịch Ca(OH)₂. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như hình bên. Giá trị của a và b là

A. 0,2 và 0,4.                         B. 0,2 và 0,5.

C. 0,2 và 0,3.                         D. 0,3 và 0,4.

Giải

+ Từ tỉ lệ của đồ thị bài toán ⇒ a = 0,2 mol.

+ Tương tự ta cũng có b = 2a = 0,4 mol

+ Vậy chọn đáp án A

Giải

+ Theo giả thiết ta có: Ca(OH)₂ = 0,2 mol ⇒ CaCO₃ max = 0,2 mol

 Điểm cực tiểu là: (0; 0,4)

+ Vì CaCO₃ = 0,15 mol nên ta có đồ thị:

+ Từ đồ thị ⇒ x = 0,15 mol và 0,4 - y = 0,15 mol ⇒ y = 0,25 mol ⇒ V = 3,36 hoặc 5,6 lít.

2. Mức độ hiểu

 

Giải

+ Theo giả thiết ta có: Ca(OH)₂ = 0,4 mol ⇒ CaCO₃ max = 0,4 mol

+ Vì CaCO₃ = 0,1 mol nên ta có đồ thị:

+ Từ đồ thị ⇒ x = 0,1 và 0,8 - y = 0,1 ⇒ y = 0,7 ⇒ %V_CO2 bằng 11,2% hoặc 78,4%

Giải

+ Ta có: CO₂ = 1,2 mol; BaCO₃ = 0,8 mol; Ba(OH)₂ = 2,5a mol.

+ Đồ thị của bài toán:

+ Do đồ thị đối xứng nên ta có: 2,5a – 0,8 = 1,2 – 2,5a ⇒ a = 0,4.

 

3. Mức độ vận dụng

 

 

Giải

+ Theo giả thiết ta có đồ thị:

+ Từ đồ thị ⇒ x = 0,05 mol và y = 0,4 – 0,24 = 0,16 mol

+ Nhưng kết tủa phải biến thiên trong khoảng: 9,85 gam đến cực đại là 39,4 gam.

 

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.

+ TH1: Ứng với 0,6 mol có không có pư hòa tan kết tủa. Đồ thị như sau:

+ Từ đồ thị suy ra:

  2x = 0,6 ⇒ x = 0,3         (1).

  x = V – 0,8                       (2)

  0,5V ≥ 0,6                        (3)

+ Từ (1, 2, 3) ⇒ không có nghiệm phù hợp.

+ TH2: Ứng với 0,6 mol có có pư hòa tan kết tủa. Đồ thị như sau:

 

 

 

Câu 1: Trong bình kín chứa 15 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,01M. Sục vào bình x mol CO₂( 0,02 ≤ x ≤ 0,16). Khối lượng kết tủa biến thiên trong khoảng nào?

A. 0 đến 15 gam.                   B. 2 đến 14 gam.

C. 2 đến 15 gam.                   D. 0 đến 16 gam.

Câu 2: Sục từ từ đến dư CO₂ vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)₂. KQ thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như hình bên. Giá trị của a và x là

A. 0,3; 0,1.          B. 0,4; 0,1.

C. 0,5; 0,1.          D. 0,3; 0,2.

Câu 3: 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.

Câu 4: Sục từ từ đến dư CO₂ vào dung dịch chứa V lít Ca(OH)₂ 0,05M. KQ thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như hình bên. Giá trị của V và x là

A. 5,0; 0,15.          B. 0,4; 0,1.

C. 0,5; 0,1.          D. 0,3; 0,2.

Câu 5: Sục CO₂ vào 200 gam dung dịch Ca(OH)₂ ta có kết quả theo đồ thị như hình bên. Tính C% của chất tan trong dung dịch sau pư?

A. 30,45%.                           B. 34,05%.          

C. 35,40%.                           D. 45,30%.

Câu 6: Sục CO₂ vào dung dịch Ba(OH)₂ ta có kết quả theo đồ thị như hình bên. Giá trị của x là

A. 0,55 mol.                           B. 0,65 mol.          

C. 0,75 mol.                           D. 0,85 mol.

 

I. Thiết lập dáng của đồ thị

+ Khi sục từ từ CO₂ vào dung dịch chứa x mol NaOH và y mol Ca(OH)₂ thì xảy ra pư:

            CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O                       (1)

            CO₃^2- + CO₂ +  H₂O → 2HCO₃^-                  (2)

   Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓                              (3)

+ Ta thấy: Số mol OH^- = (x + 2y) ⇒ CO₃^2- max = (0,5x + y)

+ Từ đó ta có đồ thị biểu thị quan hệ giữa số mol CO₃^2- và CO₂ như sau:

+ Mặt khác: số mol Ca²⁺ = y (mol)

⇒ số mol CaCO₃(max) = y (mol)

 

Suy ra: Số mol kết tủa max = y (mol). Đồ thị của pư trên là:

II. Phương pháp giải

 Dáng của đồ thị: Hình thang cân

 Tọa độ các điểm quan trọng

+ Điểm xuất phát: (0,0)

+ Điểm cực đại(kết tủa cực đại): (Ca²⁺, …)[a là số mol của Ca(OH)₂] ⇒ kết tủa cực đại là a mol.

+ Điểm cực tiểu: (0, n_OH-)

Tỉ lệ trong đồ thị: 1:1.

 

III. Bài tập ví dụ

1. Mức độ nhận biết

 

 

Giải

+ Theo giả thiết ta có số mol: Ca²⁺ = 0,15 mol ⇒ số mol kết tủa CaCO₃ cực đại = 0,15 mol.

+ Ta cũng có số mol OH^- = 0,4 mol.

+ Từ đồ thị và số mol của các ion ta suy ra:

             x = kết tủa cực đại = 0,15 mol.

             t = số mol OH^- = 0,4 mol.

             y = x = 0,15 mol

             t – z = y ⇒ 0,4 – z = 0,15 ⇒ z = 0,25 mol.

 

 Giải

+ Ta có: CO₂ = 0,02 mol; OH^- = 0,03 mol; Ba²⁺ = 0,012 mol ⇒ kết tủa max = 0,012 mol

 + Đồ thị: ? =  0,03 – 0,02 = 0,01 ⇒ m_{kết tủa}  = 1,97 gam.  

2. Mức độ hiểu

 

 

Giải

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

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

3. Mức vận dụng

VD4: 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

Giải

 

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.

VD5 (Chuyên ĐH Vinh_Lần 2_2015): 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: 

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

  Giải

+ Vì kết tủa cực đại = 0,6 mol ⇒ y = 0,6.+ Tổng số mol 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  

 

Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 31,3 gam hh gồm K và Ba vào nước, thu được dung dịch X và 5,6 lít khí H₂ (đktc). Sục 8,96 lít khí CO₂ (đktc) vào dung dịch X, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

            A. 49,25.                    B. 39,40.                                C. 19,70.                    D. 78,80.

 

Câu 2(A_2013): Hh X gồm Na, Ba, Na2O và BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được 1,12 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 21,92.                            B. 23,64.                       C. 39,40.                       D. 15,76.

 

Câu 3: Sục V lít CO2 (đktc) vào dung dịch hh chứa x mol NaOH và y mol Ba(OH)2. Để kết tủa thu được là cực đại thì giá trị của V là

A. 22,4.y £ V £ (x + y).22,4.                                   B. V = 22,4.(x+y).

C. 22,4.y £ V £ (y + x/2).22,4.                               D. V = 22,4.y

Câu 4: Dung dịch A chứa a mol Ba(OH)₂ và m gam NaOH. Sục CO₂ dư vào A ta thấy lượng kết tủa biến đổi theo hình bên. Giá trị của a và m là

A. 0,4 và 20,0.            B. 0,5 và 20,0.

C. 0,4 và 24,0.            D. 0,5 và 24,0.

 

Câu 5: Sục CO₂ vào dung dịch chứa Ca(OH)₂ và NaOH ta thu được kết quả như hình bên. Giá trị của x là

A. 0,64.                       B. 0,58.

C. 0,68.                       D. 0,62

Câu 6: Sục CO₂ vào dung dịch chứa Ca(OH)₂ và NaOH ta thu được kết quả như hình bên. Giá trị của b là

A. 0,24.                       B. 0,28.

C. 0,40.                       D. 0,32.

Câu 7: Sục CO₂ vào dung dịch chứa Ca(OH)₂ và KOH ta thu được kết quả như hình bên. Giá trị của x là

A. 0,12.                       B. 0,11.

C. 0,13.                       D. 0,10

Câu 8: Sục CO₂ vào dung dịch chứa Ba(OH)₂ và KOH ta thu được kết quả như hình bên. Giá trị của x là

A. 0,45.                       B. 0,42.

C. 0,48.                       D. 0,60

Câu 9: Sục CO₂ vào dung dịch chứa a mol NaOH và b mol Ba(OH)₂ ta thu được kết quả như hình bên. Tỉ lệ a : b bằng

A. 3 : 2.                       B. 2 : 1.

C. 5 : 3.                       D. 4 : 3.

Câu 10: Sục CO₂ vào dung dịch chứa a mol NaOH và b mol Ca(OH)₂ ta thu được kết quả như hình bên. Tỉ lệ a : b bằng

A. 3 : 5.                       B. 2 : 3.

C. 4 : 3.                       D. 5 : 4.

 

   

Bài viết gợi ý: