[Series] Phương pháp giải bài tập đồ thị Nhôm P2

Dạng 4: H⁺ phản ứng với dung dịch AlO₂^-

Định tính:

+ Cho từ từ dung dịch chứa H⁺ vào dung dịch chứa a mol AlO₂^- ta có 2 phản ứng xảy ra:

H⁺ + AlO₂^- + H₂O → Al(OH)₃↓

Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O

+ Đồ thị biểu diễn hai pư trên như sau:

+ Ta luôn có được điều sau:

BM=BO; BC=3BM; BM=a=n_{↓ max}

Suy ra: Phương pháp giải:

@ Dáng của đồ thị: Tam giác không cân

@ 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 Al³⁺] ⇒ kết tủa cực đại là a mol.

+ Điểm cực tiểu: (0, 4a)

@ Tỉ lệ trong đồ thị: (1:1) và (1:3).

Kết luận: Công thức tính nhanh:

Đường màu xanh của đồ thị ta dùng công thức: n_kt=n_H+

Đường màu đỏ của đồ thị ta dùng công thức: n_H+ = 4n_AlO2- - 3n_kt

Bài tập ví dụ mẫu:

Bài 1: Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaAlO₂. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn ở đồ thị dưới đây. Giá trị của a, b tương ứng là

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

*Gợi ý:

+ Từ đồ thị và tỉ lệ trong đồ thị ta có: a = b = $\frac{0,8}{4}$ = 0,2 mol.

+ Vậy đáp án là C.

Bài 2: Rót từ từ đến hết V lít dung dịch HCl 0,1M vào 400 ml dung dịch KAlO₂ 0,2M. Sau phản ứng thu được 1,56 gam kết tủa. Tính V?

*Gợi ý:

+ Vì số mol KAlO₂ = 0,08 mol

+ Từ đồ thị và tỉ lệ ⇒ a = 0,02 và b = 0,32 – 3.0,02 = 0,26 mol ⇒ V = 0,2 hoặc 2,6 lít.

Bài 3: 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.

*Gợi ý:

+ Ta có số mol Al(OH)₃ trên đồ thị = 1,56 : 78 = 0,02 mol ⇒ n_H+ = 0,02 mol (1)

+ Số mol K[Al(OH)₄] = 0,04 mol ⇒ kết tủa cực đại = 0,04 mol.

+ Từ đồ thị ⇒ n_H+ – 0,04 = 3(0,04 – 0,02) ⇒ n_H+ = 0,1 mol (2)

+ Từ (1, 2) ⇒ a = 200 ml và b = 1000 ml.

Chú ý: Khi thêm H⁺ vào dung dịch chứa OH^- và AlO₂^- thì H⁺ pư với OH^-trước sau đó H⁺ mới pư với AlO₂^-. Đồ thị của bài toán sẽ có dạng

Khi đó công thức sẽ mở rộng:

Đường màu đỏ của đồ thị ta dùng công thức: n_kt=n_H+- n_OH-

Đường màu đỏ của đồ thị ta dùng công thức: n_H+ = 4n_AlO2- - 3n_kt + n_OH-

Bài 4: Cho dung dịch chứa x mol HCl vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol NaAlO₂và b mol NaOH. Khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được dung dịch trong suốt. Điều kiện chính xác nhất của x là:

A. x ≤ b hoặc x ≥ (4a + b) B. b ≤ x ≤ (4a + b)

C. x ≤ b D. x ≥ (4a + b)

*Gợi ý:

+ Số mol NaAlO₂ = a mol ⇒ kết tủa cực đại = a mol

+Từ đồ thị ⇒ để không có kết tủa thì: x ≤ b hoặc x ≥ (4a + b)

Bài 5: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hh 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:

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

*Gợi ý:

+ Từ đồ thị ⇒ số mol OH^- = 0,1 mol ⇒ 2x = 0,1 ⇒ x = 0,05 mol.

+ Từ đồ thị ⇒ khi kết tủa tan vừa hết thì: HCl = 0,7 + 0,2.3 = 1,3 mol

⇒ kết tủa cực đại = 2y = (1,3 – 0,1):4 ⇒ y = 0,15 mol.

Vận dụng:

Bài 1: Cho 100 ml dung dịch A chứa NaOH 0,1M và Na[Al(OH)4] aM. Thêm từ từ 0,6 lít HCl 0,1M vào dung dịch A thu được kết tủa, lọc kết tủa, nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được 1,02 gam chất rắn. Giá trị của a là :

A. 0,15 . B. 0,2. C. 0,275. D. 0,25 .

Bài 2: Cho m gam NaOH vào 300 ml dung dịch NaAlO₂ 0,5M được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch chứa 500 ml HCl 1,0 M vào X thu được dung dịch Y và 7,8 gam kết tủa. Sục CO₂ vào Y thấy xuất hiện kết tủa. Giá trị của m là

A. 4,0 gam. B. 12,0 gam. C. 8,0 gam. D. 16,0 gam

Bài 3: Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch chứa x mol NaOH và y mol NaAlO₂. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị bên. Tỉ lệ x : y là

A. 1 : 3. B. 2 : 3. C. 1 : 1. D. 4 : 3.

Bài 4: Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa a mol Ba(AlO₂)₂ và b mol Ba(OH)₂. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Tỉ lệ a : b là

A. 7:4 B. 4:7 C. 2:7 D. 7:2

Bài 5: Khi nhỏ từ từ V (lít) dung dịch HCl 0,1M vào 200 ml dung dịch gồm NaOH 0,1M và NaAlO₂ 0,1M. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị như hình bên. Giá trị của a, b là