BÀI TẬP HÓA HỌC BẰNG ĐỒ THỊ MỘT SỐ DẠNG ĐƠN GIẢN 1- Khí CO2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) Sơ đồ phản ứng: CO2 + Ba(OH)2  BaCO3 , Ba(HCO3)2 Các khái niệm: (chất thêm vào) ; (chất đầu) (sản phẩm) Các phương trình phản ứng xảy Tuỳ theo tỉ lệ số mol chất, ta thu sản phẩm khác CO2 + Ba(OH)2  BaCO3 + H2O (1) (đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư CO2: BaCO3 + CO2 + H2O  Ba(HCO3)2 (tan) (a) (đồ thị nghịch biến- nửa phải) hoặc: 2CO2 + Ba(OH)2  Ba(HCO3)2 (2) Vẽ đồ thị: Số liệu chất thường tính theo đơn vị mol + Trục tung biểu diễn số mol chất sản phẩm tạo thành + Trục hoành biểu diễn số mol chất thêm vào Dựng đồ thị dựa theo trục dự đoán sản phẩm theo tỉ lệ số mol chất  Giải thích đồ thị: Dựa theo trật tự phản ứng dung dịch (phản ứng (1) (a))  Tính lượng kết tủa cực đại theo phương trình phản ứng (1)  Dự đốn điều kiện có kết tủa, khơng có kết tủa theo phương trình phản ứng (2) Tính số mol sản phẩm: Cách 1: Tính dựa theo trật tự phản ứng dung dịch (phản ứng (1) (a)) n CO Cách 2: Dự đoán sản phẩm dung dịch theo tỉ lệ số mol n Ba(OH)2 Tính theo phương trình phản ứng tạo sản phẩm (phản ứng (1) (2)) Biểu thức tinh nhanh số mol BaCO3 (hoặc CaCO3)  Nửa trái đồ thị: Dư Ba(OH)2, xảy phản ứng (1), n BaCO  n CO2  Nửa phải đồ thị: Dư CO2, xảy đồng thời (1) (2), n BaCO  2n Ba(OH)2 - n CO2 Gọi số mol BaCO3 Ba(HCO3)2 x y Ta có: x + y = số mol Ba(OH)2 (*) Giải hệ phương trình: Nhân (*) với 2, trừ (**) x + 2y = số mol CO2 (**)  x = n BaCO  2n Ba(OH)2 - n CO2 Đồ thị (BaCO3- CO2) (hai nửa đối xứng) n BaCO3 n BaCO3 max  n Ba (OH)2 =a mol a mol xmol  45o 45o  y1 Sản phẩm: Phản ứng xảy ra: a y2 (dư Ba(OH)2) (dư CO2) muối BaCO3 ; muối BaCO3 Ba(OH)2 dư ; Ba(HCO3)2 (1) ; (1) (2) n CO2 2a mol (dư CO2) ; CO2 dư ; muối Ba(HCO3)2 ; (2) Hình *: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol BaCO3 thu vào số mol CO2 (b mol) phản ứng với dung dịch chứa a mol Ba(OH)2 *Hướng dẫn giải Nhìn hình: đoạn 0x=0y1 =y22a =x mol BaCO3 Số mol chất: Nửa trái: y1= n CO2  x  nBaCO3 ; Nửa phải: nCO2  y2  2a  x  2nBa (OH )2  nBaCO  Khí CO2 tác dụng với dung dịch kiềm (OH) - tương tự Các phương trình phản ứng xảy ra: Tuỳ theo tỉ lệ số mol chất, ta thu sản phẩm khác CO2 + 2OH  CO32 + H2O (1) (đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư CO2: CO32 + CO2 + H2O  2HCO3 (a) (đồ thị nghịch biến- nửa phải)   hoặc: CO2 + OH  HCO3 (2) Đồ thị (CO32- CO2) tương tự đồ thị (BaCO3- CO2) (hai nửa đối xứng) Biểu thức tinh nhanh số mol CO32  Nửa trái đồ thị: Dư OH, xảy phản ứng (1), n CO2  n CO2  Nửa phải đồ thị: Dư CO2, xảy đồng thời (1) (2), n CO2  n OH  - n CO2 Gọi số mol BaCO3 Ba(HCO3)2 x y Ta có: 2x + y = số mol OH (*) x + y = số mol CO2 (**) Giải hệ phương trình: Lấy (*) trừ (**)  x = n CO2  n OH  - n CO2 Ví dụ 1: Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch Ba(OH)2, kết thí nghiệm thể đồ thị sau: Giá trị a x đồ thị A B 1,8 3,6 C 1,6 3,2 D 1,7 3,4 Giải: Tam giác cân, cạnh đáy bằng: 2a = x Hai tam giác vng cân hai cạnh góc vng a, góc 45o Tam giác vng cân nhỏ đồng dạng, cạnh góc vng bằng: 0,5a = x - Ta có hệ phương trình: 2a = x 0,5a = x -  a = ; x = Ví dụ 2: Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 phản ứng kết thúc Kết thí nghiệm thể đồ thị sau: Giá trị x đồ thị A 0,2 B 0,3 C 0,4 D 0,5 Giải: Kéo dài nhánh đồ thị cắt trục hoành, ta dạng ban đầu x = 1,8 - 1,5 = 0,3 Ví dụ 3: Sục từ từ khí CO2 vào 400 gam dung dịch Ba(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Sau phản ứng kết thúc, dung dịch thu có nồng độ phần trăm khối lượng A 42,46% B 64,51% C 50,64% D 70,28% Giải: Kéo dài nhánh phải đồ thị cắt trục hoành, ta dạng ban đầu - Số mol BaCO3 kết tủa = 0,4 mol - Tìm số mol Ba(OH)2 ban đầu Áp dụng, nửa phải đồ thị: n BaCO  2n Ba(OH)2 - n CO2 Thay số: 0,4= n Ba(OH)2 - 2,0  n Ba(OH)2 = 1,2 mol = số mol BaCO3 max = 1,2 mol  khối lượng BaCO3 kết tủa = 197.0,4 = 78,8 gam - Số mol Ba(HCO3)2 = 1,2 - 0,4 = 0,8  khối lượng chất tan = 259.0,8 = 207,2 gam - Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 400 + m CO2 - m BaCO3 = 400 + 88 - 78,8 = 409,2 gam - Nồng độ phần trăm khối lượng Ba(HCO3)2 = 207, 100 = 50,64% 409, Ví dụ 4: (dạng trắc nghiệm) Dung dịch X chứa a mol Ca(OH)2 Cho dung dịch X hấp thụ 0,06 mol CO2 2b mol kết tủa, dùng 0,08 mol CO2 thu b mol kết tủa Giá trị a b A 0,08 0,04 B 0,05 0,02 C 0,08 0,05 D 0,06 0,02 Giải: So sánh: 0,06 mol CO2 -> thu 2b mol CaCO3 0,08 mol CO2 -> thu b mol CaCO3  (0,08 - 0,06) = 0,02 mol CO2 hòa tan b mol CaCO3 theo phương trình sau: CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 b = 0,02 < - 0,02 Tìm a Áp dụng, nửa phải đồ thị b = 0,02 = 2a - 0,08  a = 0,05 mol Ví dụ 4: (Bài tập dạng đồ thị) Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch chứa Ca(OH)2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (só liệu chất tính theo đơn vị mol) Tỉ lệ a : b A : B : C : D : Giải: Số mol Ca(OH)2 = số mol CaCO3 max = a mol Áp dụng biểu thức tính nhanh, nửa phải đồ thị: n CaCO  2n Ca(OH)2 - n CO2 , thay số: Ta có: 2b = 2a - 0,06 b = 2a - 0,08  a = 0,05 , b = 0,02 Ví dụ 5: Cho 5,6 lít hỗn hợp X gồm N2 CO2 (đktc) chậm qua dung dịch Ca(OH)2 để phản ứng xảy hồn tồn Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (các số liệu tính mol) Tỉ khối hỗn hợp X so với hiđro lớn gần giá trị sau ? A 16 B 18 C 19 D 20 (hoặc giá trị a : b A : B : C : D : 5.) Giải: Số mol Ca(OH)2 = số mol CaCO3 max = 0,1 mol Áp dụng biểu thức tính nhanh: Nửa trái đồ thị: n CaCO  n CO2 Nửa phải đồ thị: n CaCO  2n Ca(OH)2 - n CO2 3 Thay số: 0,05 = a ; 0,05 = 2.0,1 - b  b = 0,15 Trường hợp 1: CO2 0,05 mol, N2 0,20 mol  M X  31, , d H2 = 15,6 (gần 16  0,4 đơn vị, loại) Trường hợp 2: CO2 0,15 mol, N2 0,10 mol  M X = 37,6, d H2 = 18,8 (gần 19  0,2 đơn vị, chọn) Khí CO2 tác dụng với hỗn hợp NaOH (hoặc KOH) Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) Các phương trình phản ứng xảy ra: CO2 + Ba(OH)2  BaCO3 + H2O (đoạn (I), đồ thị đồng biến- nửa trái) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O dư CO2: Na2CO3 + CO2 + H2O  2NaHCO3 phương trình chung: CO2 + NaOH  NaHCO3 (đoạn (II), kết tủa không đổi - đoạn nằm ngang) dư CO2: BaCO3 + CO2 + H2O  Ba(HCO3)2 (tan) (đoạn (III), (đồ thị nghịch biến- nửa phải) Ví dụ 6: Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch X (chứa m (gam) NaOH a mol Ca(OH)2) Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Giá trị m a là: A 48 1,2 B 36 1,2 C 48 0,8 D 36 0,8 Giải: Các phương trình phản ứng xảy (giải thích đồ thị): CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (đoạn (I), đồ thị đồng biến- nửa trái) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O dư CO2: Na2CO3 + CO2 + H2O  2NaHCO3 phương trình chung: CO2 + NaOH  NaHCO3 (đoạn (II), kết tủa không đổi - đoạn nằm ngang) dư CO2: CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 (tan) (đoạn (III), (đồ thị nghịch biến- nửa phải) Theo đồ thị đoạn (II): Số mol CO2 = số mol NaOH = 1,2 mol  m = 40.1,2 = 48 gam Theo đồ thị, trục hoành, số mol CO2 = a + 1,2 + a = 2,8  a = 0,8 mol Ví dụ 7: Cho m (gam) hỗn hợp (Na Ba) vào nước dư, thu V lít khí H2 (đktc) dung dịch X Hấp thu khí CO2 từ từ đến dư vào dung dịch X Lượng kết tủa thể đồ thị sau: Giá trị m V A 32 6,72 B 16 3,36 C 22,9 6,72 D 36,6 8,96 Giải: Các phương trình phản ứng xảy (giải thích đồ thị): Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 tổng quát: (kim loại Ba, Na) + H2O  (ion kim loại Ba2+, Na+) + 2OH + H2 CO2 + Ba(OH)2  BaCO3 + H2O (đoạn (I)) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O dư CO2: Na2CO3 + CO2 + H2O  2NaHCO3 phương trình chung: CO2 + NaOH  NaHCO3 (đoạn (II) dư CO2: BaCO3 + CO2 + H2O  Ba(HCO3)2 (tan) (đoạn (III)) Nếu tạo hoàn toàn muối hiđrocacbonat: OH + CO2 + H2O  HCO3 - Số mol Ba(OH)2 = số mol BaCO3 (max) = số mol Ba = 0,2 mol - Số mol NaOH = 0,2 mol = số mol Na - m = 0,2(137 + 23) = 32 gam - Số mol OH = số mol CO2 = 0,6  số mol H2 = n OH  = 0,3 mol V = 6,72 lít Ví dụ 8: Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm KOH Ca(OH)2, ta có kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): Giá trị x A 0,10 B 0,12 C 0,11 D 0,13 Giải: Đọc đồ thị  x = 0,50 - 0,40 = 0,10 mol Ví dụ 9: Cho từ từ khí CO2 vào dung dịch hỗn hợp KOH Ba(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): Giá trị x là: A 0,12 mol B 0,11 mol C 0,13 mol Giải: Kéo dài nhánh phải đồ thị cắt trục hoành, ta dạng D 0,10 mol Tam giác vuông cân: x = 0,45 - 0,35 = 0,10 mol Ví dụ 10: Cho từ từ x mol khí CO2 vào 500 gam dung dịch hỗn hợp KOH Ba(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Tổng nồng độ phần trăm khối lượng chất tan dung dịch sau phản ứng A 51,08% B 42,17% C 45,11% D 55,45% Giải: Kéo dài nhánh phải đồ thị cắt trục hoành, ta dạng - Số mol Ba(OH)2 ban đầu = 0,8 mol - Số mol BaCO3 = 0,2 mol  khối lượng BaCO3 = 197.0,2 = 39,4 gam - Số mol Ba(HCO3)2 = 0,6 mol  khối lượng Ba(HCO3)2 = 259.0,6 = 155,4 gam - Số mol KOH = 1,0 mol = số mol KHCO3  khối lượng KHCO3 = 100.1 = 100 gam - Số mol CO2 = 2,4 mol  khối lượng CO2 = 44.2,4 = 105,6 gam - Tổng khối lượng chất tan = 155,4 + 100 = 255,4 gam - Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 500 + 105,6 - 39,4 = 566,2 gam 255, - Tổng nồng độ phần trăm khối lượng chất tan = 100 = 45,11% 566, 2- Dung dịch kiềm (OH) tác dụng với dung dịch muối kẽm (Zn2+) Dung dịch kiềm (KOH, NaOH…) tác dụng với dung dịch muối kẽm (ZnSO4 , Zn(NO3)2) Các phương trình phản ứng xảy ra: 2KOH + ZnSO4  Zn(OH)2 + K2SO4 (1) (đoạn (I), đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư kiềm: Zn(OH)2 + 2KOH  K2ZnO2 + 2H2O (a) (đoạn (II), đồ thị nghịch biến- nửa phải) hoặc: 4KOH + ZnSO4  K2ZnO2 + 2H2O (2) Đồ thị (Zn(OH)2 - NaOH) (hai nửa đối xứng) n Zn(OH)2 n Zn(OH)2 max a x a1 2a a2 4a n NaOH (dư Zn2+) (dư OH) (dư OH)  Sản phẩm: Zn(OH)2 Zn(OH)2 ; ; OH dư Zn2+ dư ; ZnO22 ; ZnO22 Phản ứng xảy ra: (1) ; (1) (2) ; (2) Số mol chất: Nửa trái: nOH   2nZn (OH )2 ; Nửa phải: nOH   4nZn2  2nZn ( OH )2 ; ( n ZnO2  n Zn 2 ) Hình *: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol Zn(OH)2 thu vào số mol NaOH phản ứng với dung dịch chứa a mol ZnSO4 Biểu thức tinh nhanh số mol Zn(OH)2 Nhìn vào trục hồnh  Nửa trái đồ thị (đồng biến): Dư Zn2+: n  xảy phản ứng (1), nOH   2nZn ( OH )2 hay n Zn(OH)  OH 2   Nửa phải đồ thị (nghịch biến): Dư OH : xảy đồng thời (1) (2), bên phải có nOH   4nZn2  2nZn (OH )2 hay n Zn(OH)  4.n Zn 2 - n OH Gọi số mol Zn(OH)2 ZnO22 x y Ta có: x + y = số mol Zn2+ (*)  2x + 4y = số mol OH (**) Giải hệ phương trình: Nhân (*) với 4, trừ (**)  x = n Zn(OH)  4.n Zn 2 - n OH Ví dụ 1(KA-09)-: Hòa tan hết m gam ZnSO4 vào nước dung dịch X Cho 110ml dung dịch KOH 2M vào X, thu a gam kết tủa Mặt khác, cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thu a gam kết tủa Giá trị m A 20,125 B 12,375 C 22,540 D 17,710 Ví dụ 2: KA-2010)- Hoà tan hoàn toàn m gam ZnSO4 vào nước dung dịch X Nếu cho 110 ml dung dịch KOH 2M vào X thu 3a gam kết tủa Mặt khác, cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thu 2a gam kết tủa Giá trị m A 32,20 B 24,15 C 17,71 D 16,10 Bài tập cho dạng đồ thị Ví dụ (KA-2010)): Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch chứa ZnSO4 , kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): Giá trị x là: A 0,125 B 0,177 C 0,140 Giải: Số mol ZnSO4 = số mol Zn(OH)2 max = x mol D 0,110 - Nửa trái (I) đồ thị: nOH   2nZn ( OH )2  2a  0, 22  a = 0,11 mol - Nửa phải đồ thị: nOH   4nzn2  2nZn (OH )2  x  2*0,11  0, 28  x = 0,125 mol Ví dụ 2: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch chứa ZnSO4 , kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): Giá trị x A 0,20 B 0,15 C 0,11 D 0,10 Giải: Số mol Zn2+ = số mol Zn(OH)2 max = x Cách 1: Tìm a (mol) Nhận xét: Nghịch biến, số mol KOH tăng, số mol kết tủa giảm 0,22 mol KOH - tạo 3a mol Zn(OH)2 0,28 mol KOH - tạo 2a mol Zn(OH)2  (0,28 - 0,22) = 0,06 mol KOH hòa tan (3a - 2a) = a mol Zn(OH)2 2KOH + Zn(OH)2  K2ZnO2 + 2H2O (mol) 0,06 0,03 mol 3a = 3.0,03 = 0,09 mol 4.n Zn 2 - n OH 4x - 0, 22 Áp dụng: n Zn(OH)   0, 09  , x = 0,10 mol 2 4.n Zn 2 - n OH  Cách 2: Nhận xét: Vì nghịch biến, nửa phải đồ thị: n Zn(OH)  , thay số: 2 4x - 0, 22 4x - 0, 22 4x - 0, 28 (*) 3a  (**) 2a    , x = 0,10 mol 2 4x - 0, 28 Ví dụ 3: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch chứa ZnSO4 , kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): 10 Tỉ lệ x : y là: A 10 : 13 B 11 : 13 C 12 : 15 D 11 : 14 0, Giải: Số mol Zn = số mol Zn(OH)2 max = a = = 0,1 mol 4.n Zn 2 - n OH  Nhận xét: Vì nghịch biến, nửa phải đồ thị: n Zn(OH)  , thay số, tìm x y 2  0,1- x  0,1 - y (*) 0, 09   x = 0,22 mol; (**) 0, 06   y = 0,28 mol 2 2+ 3- Dung dịch kiềm (OH) tác dụng với dung dịch muối nhôm (Al3+) Các phương trình phản ứng xảy ra: 3NaOH + AlCl3  Al(OH)3 + 3NaCl (1) (đoạn (I), đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư NaOH: NaOH + Al(OH)3  NaAlO2 + 2H2O (a) (đoạn (II), đồ thị nghịch biến-nửa phải) hoặc: 4NaOH + AlCl3  NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O (2) Đồ thị (Al(OH)3- NaOH) (hai nửa không đối xứng) n Al(OH)3 n Al(OH) max a 0,5a 45o  3a a1 Sản phẩm: Phản ứng xảy (dư AlCl3) Al(OH)3 AlCl3 dư (1) 4a nNaOH (dư NaOH) (dư NaOH) Al(OH)3; Al(OH)3 ; NaAlO2 ; NaOH dư ; ; NaAlO2 NaAlO2 ; (1) ; (1) (2); (2) (2) Số mol chất (tính nhanh): Nửa trái: Nửa phải: a2 n OH  = 3n Al (OH )3 hay n Al(OH)  n NaOH ; n OH  = 4n Al 3 - n Al(OH) hay n Al(OH)  4n AlCl3 - n NaOH 3 Hình *: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol Al(OH)3 thu vào số mol NaOH phản ứng với dung dịch muối chứa a mol AlCl3 Biểu thức tinh nhanh số mol Al(OH)3 11  Nửa trái đồ thị: Dư Al3+, xảy phản ứng (1), n OH  = 3n Al ( OH )3 hay n Al(OH)  n OH  3  Nửa phải đồ thị: Dư OH, xảy đồng thời (1) (2), n OH  = 4n Al 3 - n Al (OH )3 hay n Al(OH)  4.n Al3 - n OH  Gọi số mol Al(OH)3 AlO2 x y Ta có: x + y = số mol Al3+ (*) 3x + 4y = số mol OH (**) Giải hệ phương trình: Nhân (*) với 4, trừ (**)  x = n Al(OH)  4.n Al3 - n OH  Ví dụ 1: Nhỏ từ từ dung dịch KOH vào dung dịch AlCl3 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Giá trị x đồ thị A 2,4 B 3,2 C 3,0 Giải: Tính nhanh Số mol Al(OH)3 max = số mol AlCl3 = 0,8 mol D 3,6 - Nửa trái đồ thị (I): nNaOH  3n Al(OH) - Nửa phải đồ thị (II) n NaOH  4n AlCl3 - n Al(OH) , thay số  nNaOH = 4.0,8 - 0,2 = 3,0 mol 3 , thay số  số mol Al(OH)3 = 0,6 : = 0,2 mol Ví dụ 2: Cho từ từ đên dư dung dịch NaOH vào dung dịch Al2(SO4)3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Tỉ lệ x : y sơ đồ A : B : C : x Giải: Số mol Al(OH)3 max = Số mol Al = a =  x = 3a 3+ 12 D : Nửa phải đồ thị (II): n OH  4n Al3 - n Al(OH) , thay số ta có: y = 4a – 0,4a = 3,6a x : y = 3a : 3,6a = : Ví dụ 3: Cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH Ba(OH)2 vào dung dịch AlCl3 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Biểu thức liên hệ x y đồ thị A (x + 3y) = 1,26 B (x + 3y) = 1,68 C (x - 3y) = 1,68 D (x - 3y) = 1,26 Giải: Gọi số mol kết tủa Al(OH)3 a Số mol Al(OH)3 max = 0,42 : = 0,14 mol - Nửa trái đồ thị (I): n OH   3n Al(OH) , thay số  số mol OH- = x=3a x  x + 3y = 1,68 3 Ví dụ 4: Cho từ từ dung dịch KOH vào dung dịch hỗn hợp (AlCl3, Al2(SO4)3) Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: - Nửa phải đồ thị (II) n OH  4n Al3 - n Al(OH) , thay số  y = 4.0,14 - Biểu thức liên hệ x y sơ đồ là; A (2x - 3y) = 1,44 C (2x + 3y) = 1,44 Giải: Số mol Al(OH)3 max = 0,36 : = 0,12 mol 13 B (2x + 3y) = 1,08 D (2x - 3y) = 1,08 x , thay số  y = 4.0,12 - 2a, - Nửa trái đồ thị (I): n OH   3n Al(OH) , thay số  số mol Al(OH)3 = a = - Nửa phải đồ thị (II): n OH  4n Al3 - n Al(OH) x Ta có: y = 4.0,12 -  2x + 3y = 1,44 Dung dịch kiềm (OH) tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit (H+) muối nhôm (Al3+) Các phương trình phản ứng xảy ra: NaOH + HCl  NaCl + H2O (*) (đoạn (I), khơng có kết tủa, đoạn nằm ngang) 3NaOH + AlCl3  Al(OH)3 + 3NaCl (1) (đoạn (II), đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư NaOH: NaOH + Al(OH)3  NaAlO2 + 2H2O (a) (đoạn (III), đồ thị nghịch biến- nửa phải) hoặc: 4NaOH + AlCl3  NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O (2) Nhận xét dạng đồ thị: Đồ thị tịnh tiến sang phía phải Ví dụ 5: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl b mol AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Tỉ lệ a : b A : B : Giải: - (I), số mol HCl: a = 0,8 mol -(II), số mol Al(OH)3 = 0,4 mol C : D : - Nửa phải đồ thị (III), số mol NaOH(III) = 2,8 - 0,8 = 2,0 mol Áp dụng: n OH  4n Al3 - n Al(OH) , thay số  = 4b – 0,4b = 0,6 mol a : b = 0,8 : 0,6 = : 14 Ví dụ 6: Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH 0,1M vào 300 ml dung dịch hổn hợp gồm H2SO4 a mol/lít Al2(SO4)3 b mol/lít Đồ thị mơ tả phụ thuộc số mol kết tủa Al(OH)3 vào số mol NaOH dùng a gần giá trị sau ? b A 1,7 B 2,3 Tỉ số C 2,7 D 3,3 Giải: Số mol H+ = 0,6a , số mol Al(OH)3 max = số mol Al3+ = 0,6b Số mol OH (I) = số mol H+ = 0,6a Số mol OH (II) = 2,4b - 0,6a Số mol OH (III) = 1,4a - 0,6a = 0,8a - Nửa trái đồ thị (II): n OH (II)  3n Al(OH)  nH  , thay số  2,4b = 3y + 0,6a  0,8b=y +0,2a (*) - Nửa phải đồ thị (III): n OH  (III)  4n Al3 - n Al(OH)  n H  ,  1,4a = 4.0,6b – y +0,6a a  2,4b= y+0,8a (**).Lấy (**) –(*) ta được: 1,6b = 0,6a  = 2,66  2,7 b 5.Dung dịch kiềm (OH) tác dụng với dung dịch hỗn hợp muối Fe3+ Al3+ Các phương trình phản ứng xảy ra: 3OH + Fe3+  Fe(OH)3 (*) (đoạn (I), đồ thị đồng biến- nửa trái) 3OH + Al3+  Al(OH)3 (1) (đoạn (II), đồ thị đồng biến- nửa trái)  Nếu dư OH : OH + Al(OH)3  AlO2 + 2H2O (a) (đoạn (III), đồ thị nghịch biến- nửa phải) hoặc: OH + Al3+  AlO2 + 2H2O (2) dư OH, Al(OH)3 hòa tan hết, lại Fe(OH)3 (đoạn (IV), kết tủa khơng đổi, đoạn nằm ngang) Ví dụ 7: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol FeCl3 b mol AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): 15 Tỉ lệ a : b A : B : C : Giải: Nhận xét: Nửa trái đồ thị, tỉ lệ số mol kết tủa số mol NaOH : D : 0,15 = 0,05 mol - (I), (II), tổng số mol kết tủa: (a + b) = 0,15  b = 0,10 mol Ví dụ 8: Câu *: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol FeCl3 b mol AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): - (I), số mol Fe(OH)3 = Tỉ lệ x : y A : 11 B : 11 C : 12 Giải: Nhận xét: Nửa trái đồ thị, tỉ lệ số mol kết tủa số mol NaOH : - Tổng số mol kết tủa max 0,15 mol  x = 0,153 = 0,45 mol 0,15 - (I), số mol Fe(OH)3 = = 0,05 mol - (I), (II), tổng số mol kết tủa: (a + b) = 0,15  b = 0,10 mol - (III), y = 0,45 + 0,10 = 0,55 mol 16 D : 10 6- Dung dịch axit HCl (H+) tác dụng với dung dịch muối NaAlO2 (AlO2) Các phương trình phản ứng xảy ra: HCl + NaAlO2 + H2O  Al(OH)3 + NaCl (1) (đoạn (I), đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư HCl: 3HCl + Al(OH)3  AlCl3 + 3H2O (a) (đoạn (II), đồ thị nghịch biến- nửa phải) hoặc: 4HCl + NaAlO2  AlCl3 + NaCl + 2H2O (2) Đồ thị (Al(OH) 3- HCl) (hai nửa không đối xứng) n Al(OH)3 n Al(OH) max a 0,5a  45o a1 a 4a a2 (dư NaAlO2) Sản phẩm: Al(OH)3 Al(OH)3; NaAlO2 dư ; Phản ứng xảy ra: (1) ;(1) ; (dư HCl) Al(OH)3 AlCl3 (1) (2) nHCl (dư HCl) HCl dư ; AlCl3 ; (2) (2) 4.n AlO - n H  Số mol chất (tính nhanh): Nửa trái: n HCl  n Al(OH) ; Nửa phải: n Al(OH)  3 Hình *: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol Al(OH)3 thu vào số mol HCl phản ứng với dung dịch muối chứa a mol NaAlO2 ; AlCl3 ; Biểu thức tinh nhanh số mol Al(OH)3  Nửa trái đồ thị: Dư AlO2+, xảy phản ứng (1), n Al(OH)  n HCl  Nửa phải đồ thị: Dư H+, xảy đồng thời (1) (2), n H  4.n AlO - 3n Al(OH) hay n Al(OH)  4.n AlO - n H Gọi số mol Al(OH)3 Al3+ x y Ta có: x + y = số mol AlO2 (*) x + 4y = số mol H+ (**) Giải hệ phương trình: Nhân (*) với 4, trừ (**)  x = n Al(OH)  4.n AlO - n H  Ví dụ 1: Cho từ từ dung dịch HCl 0,2M vào dung dịch NaAlO2, kết thí nghiệm biểu diễn 17 đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): Tỉ lệ a : b A : 11 B : 10 C : 11 D : Dung dịch axit (H+) tác dụng với hỗn hợp NaOH NaAlO2 Các phương trình phản ứng xảy ra: HCl + NaOH  NaCl + H2O (*) (đoạn (I), khơng có kết tủa, đoạn nằm ngang) HCl + NaAlO2 + H2O  Al(OH)3 + NaCl (1) (đoạn (II), đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư HCl: 3HCl + Al(OH)3  AlCl3 + 3H2O (a) (đoạn (III), đồ thị nghịch biến- nửa phải) hoặc: 4HCl + NaAlO2  AlCl3 + NaCl + 2H2O (2) Ví dụ 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm x mol NaOH y mol NaAlO2, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau: Tỉ lệ x : y A : B : Giải: Số mol NaAlO2 = số mol Al(OH)3 max = y C : D : - (I) số mol HCl = số mol NaOH= x = 0,6 mol - Số mol Al(OH)3 = 0,2 mol - (III), nửa phải: Số mol HCl = 1,6 - 0,6 = 1,0 mol Áp dụng: nH   4nAlO   3nAl ( OH )3 , thay số: 1,0 = 4y – 3.0,2  y = 0,4 mol Nên x : y = 0,6 : 0,4 = : Ví dụ 2: Cho từ từ dung dịch HCl loãng vào dung dịch chứa x mol NaOH y mol NaAlO2 (hay Na[Al(OH)4]) Sự phụ thuộc số mol kết tủa thu vào số mol HCl biểu diễn theo đồ thị sau: 18 Giá trị y A 1,4 B 1,8 C 1,5 D 1,7 Giải: Số mol NaAlO2 = số mol Al(OH)3 max = y - (I) số mol HCl = x = 1,1 mol - Số mol Al(OH)3 = 1,1 mol - (III), nửa phải đồ thị: Số mol HCl = 3,8 - 1,1 = 2,7 mol Áp dụng: nH   4nAlO   3nAl ( OH )3 , thay số: 2,7 = 4y – 3.1,1  y = 1,5 mol Ví dụ 3: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol Ba(OH)2 b mol Ba(AlO2)2 (hoặc Ba[Al(OH)4]2), kết biểu diễn đồ thị sau: Tỉ lệ a : b A : B : C : Giải: - Số mol OH= 2a - Số mol AlO2 = số mol Al(OH)3 max = 2b D : - (I), số mol OH = 2a = số mol H+ = 0,1 mol  a = 0,05 mol - (II), nửa trái đồ thị, số mol Al(OH)3 =0,3 – 0,1= 0,2 mol - (III), nửa phải đồ thị, áp dụng: Áp dụng: nH   4n AlO   3nAl ( OH )3 , 19 số mol Al(OH)3 0,2 mol, số mol H+: (0,7 - 0,1) = 0,6, thay số: 0,6 =4.2b – 3.0,2  b = 0,15 mol a : b = 0,05 : 0,15 = : 8- Dung dịch axit HCl (H+) tác dụng với dung dịch Na2ZnO2 (ZnO22) Các phương trình phản ứng xảy ra: 2HCl + Na2ZnO2  Zn(OH)2 + 2NaCl (1) (đoạn (I), đồ thị đồng biến- nửa trái) Nếu dư HCl: 2HCl + Zn(OH)2  ZnCl2 + 2H2O (a) (đoạn (II), đồ thị nghịch biến- nửa phải) hoặc: 4HCl + Na2ZnO2  ZnCl2 + 2NaCl + 2H2O (2) Các phương trình phản ứng xảy ra: 2HCl + Na2ZnO2  Zn(OH)2 + 2NaCl (1) Nếu dư HCl: 2HCl + Zn(OH)2  ZnCl2 + 2H2O (a) : 4HCl + Na2ZnO2  ZnCl2 + 2NaCl + 2H2O (2) Đồ thị (Zn(OH)2 - HCl) (hai nửa đối xứng- tương tự đồ thị Zn(OH)2 - NaOH) n Zn(OH)2 n Zn(OH)2 max a x a1 2a a2 4a n HCl (dư H+) (dư H+) Zn(OH)2 H+ dư ; ; 2+ ; Zn ; Zn2+ ; (1) (2) ; (2) n H Số mol chất: Nửa trái: n H  2n Zn(OH) hay n Zn(OH)  ; 2 4.n ZnO2 - n H  Nửa phải: nH   4nZnO 2  2n Zn ( OH )2 hay n Zn(OH)  ; ( n Zn 2  n ZnO2 ) 2 2 Hình *: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol Zn(OH)2 thu vào số mol HCl phản ứng với dung dịch chứa a mol Na2ZnO2 (dư ZnO22) Sản phẩm: Zn(OH)2 ZnO22 dư Phản ứng xảy ra: (1) Biểu thức tinh nhanh số mol Zn(OH)2  Nửa trái đồ thị (đồng biến): Dư ZnO22, xảy phản ứng (1), n Zn(OH)   Nửa phải đồ thị (nghịch biến): Dư H+, xảy đồng thời (1) (2), n Zn(OH)  Gọi số mol Zn(OH)2 Zn2+ x y Ta có: x + y = số mol ZnO22 (*) 2x + 4y = số mol H+ (**) Giải hệ phương trình: Nhân (*) với 4, trừ (**)  x = n Zn(OH)  20 4.n ZnO2 - n H 2 n H 4.n ZnO2 - n H 2 Ví dụ 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch chứa Na2ZnO2 , kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): Giá trị x là: A 0,125 B 0,177 C 0,140 D 0,110 Ví dụ 2: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch chứa Na2ZnO2 , kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau (số liệu chất tính theo đơn vị mol): Giá trị x A 0,20 B 0,15 C 0,11 D 0,10 9- Một số dạng đồ thị khác - Nhỏ từ từ dung dịch axit (H+) vào dung dịch hỗn hợp CO32 HCO3 Thứ tự phản ứng dung dịch: H+ + CO32  HCO3 (đoạn (I), khí, đoạn nằm ngang) dư H+: H+ + HCO3  CO2 + H2O (đoạn (II), đồ thị đồng biến, tam giác vng cân) Ví dụ : Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch có chứa a mol Na2CO3 b mol NaHCO3 Số mol khí CO2 thu phụ thuộc vào số mol HCl biểu diễn đồ thị sau (coi khí CO2 khơng tan nước): Tỉ lệ a : b A : B : C : Giải: a = 0,15 mol Số mol khí CO2 = số mol CO32 + số mol HCO3 = a + b a + b = 0,35 - 0,15 = 0,2 mol  b = 0,05 mol 21 D : Ví dụ 2: Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch có chứa a mol Na2CO3 b mol NaHCO3 Số mol khí CO2 thu phụ thuộc vào số mol HCl biểu diễn đồ thị sau (coi khí CO2 khơng tan nước): Giá trị x A 0,250 B 0,350 C 0,375 D 0,325 Giải: a = 0,15 mol, x - 0,15 = 0,2  x = 0,15 + 0,2 = 0,35 mol (tam giác vng cân) Ví dụ : Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch có chứa 0,15 mol Na2CO3 0,1 mol KHCO3 Số mol khí CO2 thu phụ thuộc vào số mol HCl biểu diễn đồ thị sau (coi khí CO2 không tan nước): Tỉ lệ z : y A : B : C : D : Giải: Số mol khí CO2 = z = 0,4 - 0,15 = 0,25 mol (hoặc (0,15 + 0,1) = 0,25) Trên dồ thị, y = 0,2 - 0,15 = 0,05 mol - Nhỏ dung dịch axit (H+) vào dung dịch hỗn hợp kiềm (OH) cacbonat (CO32) Thứ tự phản ứng dung dịch: H+ + OH  H2O (đoạn (I), khơng có khí, đoạn nằm ngang) + 2  H + CO3  HCO3 (đoạn (I), khơng có khí, đoạn nằm ngang) dư H+: H+ + HCO3  CO2 + H2O (đoạn (II), đồ thị đồng biến, tam giác vuông cân) 22 Ví dụ 4: Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa x mol NaOH, y mol KOH z mol K2CO3 Số mol khí CO2 thu phụ thuộc vào số mol HCl biểu diễn đồ thị sau (coi khí CO2 khơng tan nước): Tổng (x + y) có giá trị A 0,05 Giải: B 0,20 C 0,15 D 0,25 - Đoạn (I), (x + y + z) = 0,2 - Đoạn (II), z = 0,25 - 0,2 = 0,05  (x + y) = 0,15 mol D.dịch kiềm (OH) tác dụng với muối kẽm (Zn2+) D.dịch axit (H+) tác dụng với muối ZnO22 2OH + Zn2+  Zn(OH)2 (1) 2H+ + ZnO22  Zn(OH)2 (1)   2 + + 2+ dư OH : Zn(OH)2 + 2OH  ZnO2 +2H2O (a) dư H : Zn(OH)2 + 2H  Zn + 2H2O (a) hoặc: 4OH + Zn2+  ZnO22 + 2H2O (2) hoặc: 4H+ + ZnO22  Zn2+ + 2H2O (2) Biểu thức tính nhanh số mol Zn(OH)2 Biểu thức tính nhanh số mol Zn(OH)2 - Nửa trái, p.ứng (1): - Nửa trái, p.ứng (1): n OH  2n Zn(OH) n H   2n Zn(OH) 2 - Nửa phải, p.ứ(1) (2): n OH   4.n Zn 2 - 2n Zn(OH) Dự đoán lượng kết tủa Zn(OH)2 n  - Số mol Zn(OH)2 max = OH = n Zn 2 n OH n 2 - Điều kiện có Zn(OH)2: < 4; Zn > n Zn 2 n OH - Đk khơng có Zn(OH)2: n OH n Zn 2  4; n Zn 2 n OH - Nửa phải, p.ứ (1),(2): n H   4.n ZnO2 - 2n Zn(OH) 2 Dự đoán lượng kết tủa Zn(OH)2 n  - Số mol Zn(OH)2 max = H = n ZnO2 2 n ZnO2 n  - Đ.kiện có Zn(OH)2: H < 4; > n ZnO2 n H  -Đk Zn(OH)2: n H n ZnO2 Dung dịch kiềm (OH) tác dụng với dung dịch muối nhôm (Al3+) Đồ thị (Al(OH)3- NaOH) (hai nửa không đối xứng) 23  4, n ZnO2 n H  n Al(OH)3 n Al(OH) max a 0,5a 3a a1 a2 nNaOH 4a (dư Al3+) (dư OH) (dư OH) Sản phẩm: Al(OH)3 Al(OH)3; Al(OH)3 ; NaAlO2 ; OH dư 3+ Al dư ; ; AlO2 AlO2 Phản ứng xảy (1) ; (1) ; (1) (2); (2) (2) Số mol chất (tính nhanh): Nửa trái: n OH   3n Al(OH) ; Nửa phải: n Al(OH)  4n Al3 - n OH  3 Hình *: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol Al(OH)3 thu vào số mol OH phản ứng với dung dịch muối chứa a mol Al3+ Dung dịch axit (H+) tác dụng với dung dịch muối AlO2 Đồ thị (Al(OH)3- H+) (hai nửa không đối xứng) n Al(OH)3 n Al(OH) max a 0,5a a1 a (dư AlO2) Sản phẩm: Al(OH)3 Al(OH)3; AlO2 dư ; Phản ứng xảy ra: (1) ;(1) ; nH+ 4a a2 (dư H+) Al(OH)3 Al3+ (1) (2) (dư H+) + ; Al ; H dư ; Al3+ ; (2) (2) 4.n AlO - n H  Số mol chất (tính nhanh): Nửa trái: n Al(OH)  n HCl ; Nửa phải: n Al(OH)  3 Hình *: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol Al(OH)3 thu vào số mol H+ phản ứng với dung dịch muối chứa a mol AlO2 Dd kiềm (OH) tác dụng với muối nhôm (Al3+) 3OH + Al3+  Al(OH)3 (1) dư OH: Al(OH)3 + OH  AlO2 +2H2O (a) hoặc: 4OH + Al3+  AlO2 + 2H2O (2) Biểu thức tính nhanh số mol Al(OH)3 - Nửa trái, p.ứng (1): n OH   3n Al(OH) 3+ D.dịch axit (H+) tác dụng với muối AlO2 H+ + AlO2 + H2O  Al(OH)3 (1) dư H+: Al(OH)3 + 3H+  Al3+ + 3H2O (a) hoặc: 4H+ + AlO2  Al3+ + 2H2O (2) Biểu thức tính nhanh số mol Al(OH)3 - Nửa trái, p.ứng (1): n Al(OH)  n H  3 - Nửa phải, p.ứ(1) (2): n Al(OH)  4.n Al3 - n OH  - Nửa phải, p.ứ (1),(2): n Al(OH)  4.n AlO - n H  Dự đoán lượng kết tủa Al(OH)3 - Số mol Al(OH)3 max = n H  = n AlO Dự đoán lượng kết tủa Al(OH)3 n  - Số mol Al(OH)3 max = OH = n Al3 24 - Điều kiện có Al(OH)3: - Đk khơng có Al(OH)3: n OH n Al3 n OH n Al3 < 4;  4; n Al3 n OH n Al3 n OH > - Đ.kiện có Al(OH)3: n H n AlO < 4; n AlO  -Đk khơng có Al(OH)3: n H n AlO 25  4, n H > n AlO n H 