Tiêu đề CHUYÊN ĐỀ BÀI TOÁN ĐỒ THỊ - GV.Image.Marked.pdf ✅

CHUYÊN ĐỀ BÀI TOÁN ĐỒ THỊ (GIẢI THEO PHƯƠNG PHÁP TỰ LUẬN DÀNH CHO THCS) Đối với học sinh THCS dạng đồ thị chủ yếu được sử dụng trong đề thi sẽ là dạng bài toán CO2 và dung dịch kiềm và đồ thị về muối Aluminim tác dụng với dung dịch kiềm. A. LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1. Sục khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2 (Dạng đồ thị tam giác vuông cân) - Phương trình hóa học 2 2 3 2 3 2 2 3 2 CO Ba(OH) BaCO H O (1) mol : a a a BaCO CO H O Ba(HCO ) (2) mol : a a           → Lượng kết tủa tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (1), phản ứng này cần a mol CO2. Sau đó lượng kết tủa tan dần đến hết ứng với phản ứng (2), phản ứng này cũng cần a mol CO2. → Vậy sự biến thiên lượng kết tủa BaCO3 hoặc CaCO3 theo lượng CO2 được biểu diễn bằng đồ thị sau: Dựa vào dạng hình học của đồ thị, ta thấy đường biến thiên lượng kết tủa hợp với trục hoành tạo thành một tam giác vuông cân. → Nếu phản ứng tạo ra một lượng kết tủa x mol (như đồ thị) thì ta dễ dàng tính được số mol CO2 tham gia phản ứng là x mol hoặc y (2ax) mol. Hay: 2 2 2 CO (pö ) Ba(OH) hoaëc Ca(OH) keát tuûa n  2n  n Dạng 2. Sục khí CO2 vào dung dịch chứa hỗn hợp các bazơ NaOH (hoặc KOH) và Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) (dạng đồ thị hình thang cân) - Phương trình hóa học 2 2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 2 3 3 2 2 3 2 Ca(OH) CO CaCO H O (1) mol : a a a 2NaOH CO Na CO H O (2) mol : b 0,5b 0,5b Na CO CO H O 2NaHCO (3) mol : 0,5b 0,5b CaCO CO H O Ca(HCO ) (4) mol : a a                   
+ Đoạn 1: Xảy ra phản ứng giữa CO2 với Ba(OH)2 tạo kết tủa: 2 CO n n  + Đoạn 2: Xảy ra phản ứng giữa CO2 với NaOH tạo ra NaHCO3: 2 2 2 CO Ca(OH) hoaëc Ba(OH) NaOH hoaëc KOH n  n  n + Đoạn 3: Xảy ra phản ứng hòa tan kết tủa của CO2: - Nếu kết tủa tan 1 phần 2 2 2 CO Ca(OH) hoaëc Ba(OH) NaOH hoaëc KOH n (2n n ) n    - Nếu kết tủa tan hoàn toàn: 2 2 2 CO Ca(OH) hoaëc Ba(OH) NaOH hoaëc KOH n  2n  n Dạng 3. Phản ứng của dung dịch base (chứa ion  OH ) với dung dịch chứa muối Al3+ (AlCl3, Al2(SO4)3, Al(NO3)3...) * Xét phản ứng của dung dịch base (NaOH) với muối AlCl3 (phản ứng của các dung dịch base và muối Al3+ khác xảy ra tương tự) - Phương trình hóa học 3 3 3 2 2 AlCl 3NaOH Al(OH) 3NaCl (1) a 3a a (mol) Al(OH) NaOH NaAlO 2H O (2) a a (mol)        - Chương trình mới học sinh đã biết được: + Base là hợp chất của kim loại và nhóm -OH khi tan trong nước tạo ra cation Mn và anion OH  n M n (OH) M nOH a a an (mol)     → Với NaOH, KOH thì OH NaOH hoaëc KOH n   n → Với Ba(OH)2, Ca(OH)2 thì 2 2 OH Ba(OH) hoaëc Ca(OH) n   2n + Muối nhôm khi tan trong nước tạo ra cation kim loại Al3+ và anion gốc acid tương ứng Ví dụ:     3 A 3 lCl Al 3Cl - Vậy bản chất của phản ứng tạo kết tủa Al(OH)3 và nếu base dư (OH  dư) kết tủa sẽ bị hòa tan. 3 - 3 - - 3 2 2 Al 3OH Al(OH) a 3a a (mol) Al(OH) OH AlO 2H O a a (mol)       Vậy sự biến thiên lượng kết tủa Al(OH)3 theo lượng OH  được biểu diễn bằng đồ thị sau:
* Dựa vào đồ thị và phương trình hóa học (1,2). - Đoạn 1: Phản ứng tạo thành kết tủa Al(OH)3 và kết tủa chưa bị hòa tan chỉ có phản ứng (1) ta có: → A 3 NaOH l(OH) (OH ) n   3n - Đoạn 2: Kết tủa bị hòa tan xảy ra phương trình hóa học (2) + Kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan 1 phần do base còn dư nhưng không đủ đề hòa tan hoàn toàn kết tủa. 3 A 3 OH A l(OH) l  n   4n   n + Kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan hoàn toàn: 3 OH Al  n   4n  Dạng 4. Phản ứng của dung dịch base (chứa ion  OH ) với dung dịch chứa HCl (cation H+ ) và muối Aluminium (Al3+) Phương trình phản ứng: 2 3 3 3 2 2 NaOH HCl NaCl H O (1) mol : b b 3NaOH AlCl Al(OH) 3NaCl (2) mol : 3a a a NaOH Al(OH) NaAlO 2H O (3) mol : a a               → 3 A 3 NaOH l(OH) (OH ) HCl (H ) Al n   n   4n   n B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 1. Sục khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2 (Dạng đồ thị tam giác vuông cân) - Bản chất phản ứng: 2 2 3 2 3 2 2 3 2 CO Ba(OH) BaCO H O (1) mol : a a a BaCO CO H O Ba(HCO ) (2) mol : a a           Ta luôn có: 2 2 2 CO (pö ) Ba(OH) hoaëc Ca(OH) keát tuûa n  2n  n và 3 2 3 2 2 2 2 Ca(HCO ) hoaëc Ba(HCO ) Ca(OH) hoaëc Ba(OH) CO n  2n  n Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam CaO và H2O, thu được dung dịch X. Sục khí CO2 vào dung dịch X, qua quá trình khảo sát người ta lập đồ thị của phản ứng như sau:
Tìm giá trị của x. Hướng dẫn - Dựa vào đồ thị ta có: tại nCO2 = x hoặc 1,5x đều thì lượng kết tủa thu được bằng nhau nên tại x kết tủa chưa bị hòa tan và tại 1,5x kết tủa đã bị hòa tan. - Theo bài ta có: CaO 11,2 n 0,2 (mol) 56   - Dựa vào đồ thị ta có các phương trình hóa học: CaO + H2O → Ca(OH)2 (1) 0,2 0,2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2) 0,2 0,2 0,2 CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (3) (0,2-x) (0,2-x) → dựa vào đồ thị ta có: CO2 (pö ) 0,4 n 1,5x 0,2 0,2 x 15x x 0,025 (mol) 16         Hoặc sử dụng công thức tính nhanh được thiết lập dựa vào phương trình hóa học: 2 2 CO (pö ) Ca(OH) keát tuûa n  2n  n 15x  2.0,2  x  x  0,025 (mol) Bài 2: Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch chứa Ca(OH)2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau: Xác định tỉ lệ a : b Hướng dẫn - Dựa vào đồ thị ta thấy số mol kết tủa lớn nhất là a mol 2 Ca(OH)  n  a (mol) - Phương trình hóa học: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2) CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (3) - Theo phương trình hóa học và dựa vào đồ thị ta có: - Khi 2 3 CO CaCO n  0,06  n  2b  0,06  2a  2b (I) - Khi 2 3 CO CaCO n  0,08  n  b  0,08  2a  b (II) → từ (I, II) a 0,05 a 5 b 0,02 b 2        