Thầy Nguyễn Đình Độ CHUYÊN ĐỀ DÙNG ĐỒ THỊ TRONG HÓA HỌC Các em học sinh thân mến! Nằm trong xu hướng tích hợp môn thi, sử dụng đồ thị trong Hóa học là một dạng bài tập không thể thiếu trong các kì thi tốt nghiệp THPT Quốc gia. Đây thực ra là một vấn đề không mới, nhưng rõ ràng cũng gây không ít lúng túng cho các thí sinh, đặc biệt là những em mới lần đầu tiếp cận. Sau đây thầy sẽ trình bày phương pháp giải quyết dạng bài tập này, và tất nhiên không thể thiếu các ví dụ minh họa. I. PHƯƠNG PHÁP Trước hết các em phải biết “đọc” đồ thị, chẳng hạn với thí nghiệm cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, ta được kết quả cho bởi đồ thị sau: số mol Al(OH)3 0,2 số mol NaOH 0 1,1 0,6 Ta phải “đọc” được đồ thị trên rằng: khi cho 0,6 mol NaOH vào dung dịch AlCl3 đã cho thì kết tủa chưa tan và thu được 0,2 mol kết tủa, còn khi đã cho 1, 1 mol NaOH vào dung dịch AlCl3 này thì kết tủa đã tan một phần, và cũng thu được 0,2 mol kết tủa. Kế đến phải biết dùng công thức giải nhanh cho phù hợp với các thời điểm thí nghiệm. Ví dụ với đồ thị trên, ở thời điểm cho vào 0,6 mol NaOH thì kết tủa chưa tan, ứng với công thức n   3n ; Ở thời điểm cho vào 1,1 mol NaOH thì kết tủa đã tan một phần, ứng với công thức n OH   4n  n . OH Al 3 II. CÁC VÍ DỤ Ví dụ 1 Khi sục từ từ đến dư khí CO2 vào một cốc đựng dung dịch Ca(OH)2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol CaCO3 a 0 0,3 1,0 số mol CO2 Dựa vào đồ thị trên, khi lượng CO2 đã sục vào dung dịch là 0,85 mol thì lượng kết tủa xuất hiện tương ứng là A. 0,15 mol B. 0,45 mol C. 0,35 mol D. 0,50 mol Giải Yêu cầu của câu hỏi là học sinh phải biết cách đọc đồ thị: trục tung biểu diễn số mol CaCO3 thu được, trục hoành biểu diễn số mol CO2 đã dùng. Theo đồ thị trên, khi n CO 2 = 0,3 mol thì thu được kết tủa chưa tan là 0,3 mol, nhưng khi n CO 2 = 1 mol thì kết tủa đã tan một phần và cũng còn 0,3 mol. Áp dụng công thức giải nhanh n   n OH   n  , ta có 0,3 = n OH  – 1 =  n OH  = 1,3 mol. Vậy khi n CO 2  0,85 mol thì n   n OH   n  = 1,3 – 0,85 = 0,45 mol (chọn B). Có công mài sắt, có ngày nên kim. Thầy Nguyễn Đình Độ Ví dụ 2 Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch ZnCl2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol Zn(OH)2 a số mol NaOH 0 0,3 1,0 Dựa vào đồ thị trên, khi lượng NaOH đã cho vào dung dịch là 0,7 mol thì lượng kết tủa xuất hiện tương ứng là A. 0,25 mol B. 0,45 mol C. 0,35 mol D. 0,30 mol Giải Theo đồ thị trên, khi nNaOH = 0,3 mol thì thu được kết tủa chưa tan là 0,3  0,15 mol, còn khi 2 nNaOH = 1 mol thì kết tủa đã tan một phần và cũng còn 0,15 mol. Áp dụng công thức giải nhanh n OH   4n Zn 2  2n  , ta có 1 = 4n Zn 2 – 2.0,15  n Zn 2 = 0,325 mol. n  Vậy khi nNaOH = 0,7 mol > 2.0,325 thì buộc kết tủa phải tan một phần, và thu được 4n Zn 2  n OH  2  1,3  0, 7  0,3 mol (chọn B). 2 Ví dụ 3 Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hơp gồm a mol NaOH và b mol Ca(OH)2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn bởi đồ thị sau: số mol CaCO3 0,3 số mol CO2 0.3 0 Tỉ lệ a : b là A. 3 : 5 1.1 B. 2 : 3 C. 4 : 3 Vì n(max)  0,3 mol chứng tỏ n Ca2 OH Mặt khác khi n D. 5 : 4 Giải  0,3 mol, tức b = 0,3.  1,1 mol thì kết tủa tan vừa hết, chứng tỏ lúc này phản ứng của CO2 với dung dịch bazơ đã cho chỉ tạo HCO3 theo phản ứng: OH  + CO2   HCO3 OH Vậy lúc kết tủa tan vừa hết thì n  nCO  1,1 mol  a + 2b = 1,1  a = 0,5. 2 Do đó a : b = 5 : 3. BÀI TẬP ÁP DỤNG Có công mài sắt, có ngày nên kim. Thầy Nguyễn Đình Độ 1. Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch Al(NO3)3, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol Al(OH)3 0,2 số mol NaOH 0 1,1 0,6 Dựa vào đồ thị trên, lượng kết tủa tối đa thu được trong thí nghiệm là A. 0,325 mol B. 0,300 mol C. 0,350 mol D. 0,375 mol 2. Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol Al(OH) 3 a 0 số mol HCl 1,0 0,2 Từ đồ thị trên, khi lượng HCl đã cho vào dung dịch là 0,85 mol thì lượng kết tủa xuất hiện tương ứng là A. 0,25 mol B. 0,37 mol C. 0,35 mol D. 0,27 mol 3. Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl và b mol AlCl3, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: Số mol Al(OH)3 x số mol NaOH 0,8 0 Tỉ lệ a : b là A. 4 : 3 2,0 B. 3 : 2 C. 5 : 3 2,8 D. 1 : 1 4. Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH và b mol NaAlO2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol Al(OH)3 x số mol HCl 0 1,0 1,2 2,4 Tỉ lệ a : b là A. 2 : 1 B. 3 : 2 C. 4 : 3 D. 2 : 3 5. Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl và b mol ZnSO4, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol Zn(OH)2 x số mol NaOH 0 0 0 0,4 1,0 3,0 Có công mài sắt, có ngày nên kim. Thầy Nguyễn Đình Độ Tỉ lệ a : b là A. 1 : 2 B. 3 : 2 C. 2 : 3 D. 3 : 4 6. Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hơp gồm a mol NaOH và b mol Ca(OH)2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol CaCO3 0,5 số mol CO2 0.5 0 Tỉ lệ a : b là A. 4 : 5 B. 2 : 3 1.4 C. 4 : 3 D. 5 : 4 7. Sục từ từ CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH và b mol Ba(OH)2 một thời gian, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol BaCO3 0,4 số mol CO2 0 0,4 Tỉ lệ a : b là A. 3 : 2 B. 2 : 1 1,0 C. 5 : 3 D. 4 : 3 8. Khi cho từ từ đến dư chất X phản ứng với một lượng chất Y thấy lượng kết tủa Z xuất hiện tăng dần, sau đó tan hết. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn bởi đồ thị sau: số mol kết tủa Z số mol Y 0 Đồ thị trên biểu diễn kết quả thí nghiệm nào dưới đây? A. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2. B. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch ZnCl2. C. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3. D. Sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2. 9. Hòa tan hết một lượng AlCl3 vào nước được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH vào X được kết tủa cho bởi đồ thị sau: Số gam Al(OH) 3 2a a số mol NaOH 0 0,24 0,70 Có công mài sắt, có ngày nên kim. Thầy Nguyễn Đình Độ Dựa vào đồ thị trên, giá trị kết tủa cực đại thu được trong thí nghiệm là A. 16,77 gam B. 23,40 gam C. 39,975 gam D. 19,50 gam 10. Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hơp gồm a mol NaOH và b mol Ca(OH)2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: số mol CaCO3 số mol CO2 Tỉ lệ a : b là A. 10 : 9 0,95 0,45 0 B. 2 : 3 C. 4 : 3 D. 8 : 7 11. Khi cho từ từ đến dư chất X phản ứng với một lượng chất Y thấy lượng kết tủa Z xuất hiện tăng dần, sau đó tan hết. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn bởi đồ thị sau: số mol kết tủa Z 0 số mol Y 0 Có bao nhiêu thí nghiệm dưới đây có kết quả được biểu diễn bởi đồ thị nêu trên? 1. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2. 2. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch ZnCl2. 3. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3. 4. Sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2. 5. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch Na2ZnO2. 6. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm NaAlO2 và NaOH. 7. Sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch NaAlO2. 8. Nhỏ từ từ đến dư nước NH3 vào dung dịch AlCl3. A. 1 B. 4 C. 2 D. 3 12. Đồ thị sau biểu diễn thí nghiệm nào dưới đây? Số mol kết tủa Số mol X A. B. C. D. Sục từ từ đến dư khí NH3 vào dung dịch AlCl3 Sục từ từ đến dư khí NH3 vào dung dịch ZnCl2 Sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch ZnCl2 ĐÁP ÁN 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 10A 11A 12A Chúc các em tìm thấy niềm vui trong học tập và hẹn gặp các em ở các chuyên đề kế tiếp. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Có công mài sắt, có ngày nên kim.