Mot so phuong phap giup giai nhanh bai toan hoa hoc PHAN III

Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
6. PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ

Trong hoá học, một số dạng bài tập được giải dựa trên cơ sở nội dung của phương pháp này. Đó là
trường hợp mà trong thí nghiệm hoá học có hai quá trình lượng kết tủa tăng dần, sau đó giảm dần đến hết khi
lượng chất phản ứng có dư. Có thể vận dụng phương pháp này trong hoá học ở các trường hợp chủ yếu sau:
- Thổi khí CO
2
vào dung dịch chứa hiđroxit của kim loại phân nhóm chính nhóm II.
- Rót từ từ dung dịch kiềm đến dư vào dung dịch muối nhôm hoặc muối kẽm.
- Rót từ từ dung dịch axit đến dư vào dung dịch muối có chứa anion AlO
2
-
hoặc ZnO
2
2-
.


Ví dụ 1. Cho V lít (đktc) khí CO
2
hấp thụ hoàn toàn vào 450 ml dung dịch Ba(OH)
2
0,2M thì thu được
15,76 gam kết tủa. Xác định giá trị của V.
Hướng dẫn giải:
2

Ba(OH)
n
= 0,45 . 0,2 = 0,09 mol;
3
BaCO
n


= 15,76 : 197 = 0,08 mol



Sau phản ứng thu được 15,76 gam kết tủa thì:
Th1: Số mol CO
2
= 0,08 (mol). → V = 1,792 lít
Th2: Số mol CO
2
= 0,10 (mol). → V = 2,24 lít


Ví dụ 2. Sục V lít khí CO
2
(đktc) vào 1 lít dung dịch Ba(OH)
2
0,12M. Khi V biến thiên từ 2,24 lít đến
4,48 lít thì khối lượng kết tủa thu được cũng biến đổi theo, trong đó lượng kết tủa thu được ít nhất là ?
Hướng dẫn giải
2
Ba(OH)

n
= 1 . 0,12 = 0,12 mol;

2
CO
n

= 0,1 ÷ 0,2 mol




Lượng kết tủa thu được ít nhất là:
197 . 0,04 = 7,88 g


Ví dụ 3. Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu
được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là
A. 0,032 B.0,04 C. 0,048 D.0,06

3
CaCO
n

2
CO
n

0,12

0,1

0,12

0,1

0,2

0,24

0,04

0,04

3
CaCO
n

2
CO
n

0,09

0,08

0,09

0,08

0,10

0,18


Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007
Hướng dẫn giải:
2
CO
n

= 0,12 mol

3
BaCO
n


= 15,76 : 197 = 0,08 mol





Giá trị của a: 0,1 : 2,5 = 0,04 mol/l

Ví dụ 4. Hoà tan vừa hết m gam Al vào dung dịch NaOH thì thu được dung dịch A và 6,72 lít H
2
(đktc).
a. Tính m.
b. Rót từ từ dung dịch HCl 0,2 M vào A thì thu được 10,92 gam kết tủa. Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng.
Hướng dẫn giải:
a) Phương trình phản ứng:
2 Al + 2 NaOH + 2 H
2
O  2 NaAlO
2
+ 3 H
2

mol 0,2 0,3
→ m
Al
= 27. 0,2 = 5,4 g
b) Nếu sử dụng phương pháp giải thông thường thì ta sẽ phải xét hai trường hợp:
TH1:
-
2
AlO
dư, chưa xảy ra phản ứng hòa tan Al(OH)
3
tạo ra
TH2:

-
2
AlO
hết, xảy ra phản ứng hòa tan Al(OH)
3
tạo ra
Với phương pháp đồ thị, lời giải bài toán sẽ ngắn gọn hơn nhiều.

3
Al(OH)
10, 92
0,14
78
n
mol
 

3
AlCl
n

= 0,2 mol




Nếu sau phản ứng thu được 5,46 gam kết tủa thì:
Trường hợp 1: Số mol H
+
= 0,14 (mol).

Trường hợp 2: Số mol H
+
= 0,38 (mol).


Ví dụ 5. Cho x mol HCl vào dung dịch có a mol NaOH và b mol NaAlO
2
, để thu được kết tủa sau phản
ứng thì quan hệ giữa a , x , b là :
0,2

0,14

0,14

0,2

0,8

0,38

3
Al(OH)
n

H
n


3

CaCO
n

2
CO
n

0,1

0,08

0,08

0,1

0,12

0,2


Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
A. a < x < a + 4b B.b < x ≤ b + 4a C.a + 4b < x < a + 5b D. a < x < b + 5a
Hướng dẫn giải:
Khi cho x mol HCl vào dung dịch có b mol NaAlO
2
thì điều kiện để thu được kết tủa là: 0 < x < 4b
→ Điều kiện của x: a < x < a + 4b

Ví dụ 6. Cho m gam Na tan hết trong 100 ml dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
0,2M. Sau phản ứng thu được 0,78 gam kết tủa. Tìm m
Hướng dẫn giải:








Nếu sau phản ứng thu được 0,78 gam kết tủa thì:
Trường hợp 1: n
Na
= n
NaOH
= 0,03 (mol) → m
Na
= 0,69 g
Trường hợp 2: n
Na
= n
NaOH
= 0,07 (mol) → m

Na
= 1,61 g

Ví dụ 7. Trộn dung dịch chứa a mol AlCl3 với dung dịch chứa b mol NaOH. Để thu được kết tủa thì cần có tỉ lệ
A. a : b = 1 : 4. B. a : b < 1 : 4.
C. a : b = 1 : 5.
D. a : b > 1 : 4.
Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007
Hướng dẫn giải:
Dựa vào đồ thị → Điều kiện để thu được kết tủa là: 0 < b < 4a → a : b > 1 : 4

Ví dụ 8. Cho từ từ toàn bộ 0,5 mol NaOH vào 250 ml dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
nồng độ x mol/lit. Kết tủa
tăng dần, sau đó giảm dần rồi ngừng lại. Lọc lấy toàn bộ kết tủa nung nóng trong không khí ở nhiệt độ
cao tới khi khối lượng ngừng thay đổi, được 3,06g chất rắn. Tính x :
A. 0,07M B.0,1M C. 0,14M D. 0,28M
Hướng dẫn giải:

2
3
O
Al
n

= 3,06 : 102 = 0,03 mol

→

3
Al(OH)
n

= 0,06 mol



3
Al(OH)
n

= 0,14 mol →
2
4 3
(SO )
Al
n
= 0,07 mol → x = 0,07 : 0,25 = 0,28M


3
Al(OH)
n
NaOH
n

0,02
0,01
0,06 0,03 0,08 0,07
3
Al(OH)
n
NaOH
n

0,14
0,06
0,42 0,18 0,56
0,5

Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
Ví dụ 9. Cho 200 ml dung dịch AlCl
3
1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu
được là 15,6 gam. Giá trị lớn nhất của V là
A. 1,2 B.1,8 C. 2,0 D. 2,4
Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007
Hướng dẫn giải:
3
AlCl
n

= 0,2 . 1,5 = 0,3 mol

3
Al(OH)
n

= 15,6/78 = 0,2 mol






Có hai giá trị của NaOH cho cùng lượng Al(OH)
3
kết tủa (15,6 gam) là:
0,6 và 1,0 mol
Vậy lượng NaOH lớn nhất là 0,8 mol
→ V
NaOH
= 1,0 : 0,5 = 2,0 lít

Ví dụ 10. Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al
2
(SO
4
)
3
và 0,1 mol H
2
SO
4

đến
khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là
A. 0,45. B. 0,35. C. 0,25. D. 0,05.
Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008
Hướng dẫn giải:








Khi cho NaOH vào dung dịch thì phản ứng với H
2
SO
4
xảy ra trước rồi mới tới phản ứng với Al
2
(SO
4
)
3

Do đó khi xác định lượng NaOH, cần cộng thêm phần đã phản ứng với H
2
SO
4
.
Số mol NaOH lớn nhất là: 0,7 + 0,2 = 0,9 mol → V

NaOH
= 0,9 : 2 = 0,45 lít





Ví dụ 11. Thêm m gam kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH)
2
0,1M và NaOH 0,1M thu được dung
dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
0,1M thu được kết tủa Y. Để thu được
lượng kết tủa Y lớn nhất thì giá trị của m là
A. 1,59. B. 1,17. C. 1,71.
D. 1,95.
3
Al(OH)
n
0,3
0,2
0,9 0,6 1,2 1,0
NaOH
n

3

Al(OH)
n
0,2
0,1
0,6 0,3 0,8 0,7
NaOH
n


Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007
Hướng dẫn giải









Để thu được lượng kết tủa lớn nhất: ∑n
OH
= 0,12 → n
K
+ n
NaOH

+
2
Ba(OH)
2n

= 0,12
→ n
K
= 0,03 → m
K
= 39 . 0,03 = 1,17 gam



Kết luận: Qua một số ví dụ trên ta có thể rút ra một số nhận xét sau:
- Có thể giải một số bài tập hoá học theo phương pháp đồ thị một cách nhanh chóng mà không bị bỏ sót nghiệm.
- Các bài tập hoá học giải được theo phương pháp này gồm hai loại chủ yếu sau:
1. Tính lượng chất đã phản ứng tương ứng với lượng kết tủa thu được.
2. Tìm điều kiện để khối lượng kết tủa thu được lớn nhất, nhỏ nhất.

3
Al(OH)
n
OH
n

0,04
0,12

Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
7. PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH

Khối lượng mol trung bình (KLMTB) của một hỗn hợp là khối lượng của một 1 mol hỗn hợp đó:






n
1i
i
n
1i
ii
hh
hh
n
.nM
n
m
M

Trong đó:

+) m
hh
là tổng số gam của hỗn hợp
+) n
hh
là tổng số mol của hỗn hợp
+) M
i
là khối lượng mol của chất thứ i trong hỗn hợp
+) n

i
là số mol của chất thứ i trong hỗn hợp

Chú ý: +)
maxmin
MMM 
+) Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có số mol của hai chất bằng nhau thì khối lượng mol trung bình
của hỗn hợp cũng chính bằng trung bình cộng khối lượng phân tử của 2 chất và ngược lại.
Phương pháp này được áp dụng trong việc giải nhiều bài toán khác nhau cả vô cơ và hữu cơ, đặc biệt là
đối với việc chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất rất đơn giản và ta có thể giải một cách dễ
dàng. Sau đây chúng ta cùng xét một số ví dụ.


Ví dụ 1. Cho 6,4 gam hỗn hợp 2 kim loại kế tiếp thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn tác dụng với dung
dịch H
2
SO
4
loãng, dư thu được 4,48 lít H
2
(đktc). Xác định tên 2 kim loại.
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức chung của 2 kim loại nhóm IIA là
M
. Ta có phương trình phản ứng:
(*)HM2HM
2
2





Theo (*): 32
2,0
4,6
M (mol) 0,2
22,4
4,48
nn
2
H
M
  Hai kim loại là Mg (24) và Ca (40).

Ví dụ 2. Hòa tan 16,8 gam hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat và sunfit của cùng một kim loại kiềm vào dung
dịch HCl dư, thu được 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc). Xác định tên kim loại kiềm.
Hướng dẫn giải:
Gọi kim loại kiềm cần tìm là M

Các phản ứng xảy ra:
MCO
3
+ 2HCl

MCl
2
+ H
2
O + CO
2

 (1)
MSO
3
+ 2HCl

MCl
2
+ H
2
O + SO
2
 (2)
Từ (1), (2)  n
muối
= n
khí
=
3,36
0,15 (mol) M
22,4
 
muối

16,8
112
0,15
 
Ta có:
26. M16 802MM602M 
Vì M là kim loại kiềm nên M = 23 (Na).

Ví dụ 3. Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M tác dụng hết với
dung dịch HCl (dư), sinh ra 0,448 lít khí (ở đktc). Kim loại M là
A. Na B. K C. Rb D. Li
Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2008
Hướng dẫn giải:
Các phản ứng xảy ra: MHCO
3
+ HCl → MCl + CO
2
↑ + H
2
O
M
2
CO
3
+ 2HCl → 2MCl + CO
2
↑ + H
2
O
Ta có ∑n
muối
= ∑n
khí
= 0,448/22,4 = 0,02 mol →
M
= 1,9/0,02 = 95
→ M + 61 <

M
= 95 < 2M + 60 → 17,5 < M < 34
→ M là Na (23)

Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
Ví dụ 4. Trong tự nhiên Brom có hai đồng vị bền là:
Br
79
35
và
Br.
81
35
Nguyên tử khối trung bình của Brom
là 79,319. Tính thành phần % số nguyên tử của mỗi đồng vị.
Hướng dẫn giải:
Gọi x là thành phần % về số nguyên tử của đồng vị
Br
79
35

 (100 – x) là thành phần % về số nguyên tử của đồng vị Br
81
35

Ta có:
15,95 x 100 84,05; x 79,319

100
x)81(10079x
A
Br





Vậy trong tự nhiên, đồng vị
Br
79
35
chiếm 84,05% và đồng vị
Br
81
35
chiếm 15,95% số nguyên tử.

Ví dụ 5. Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và axit CH
3
COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác
dụng với 5,75 gam C
2
H
5
OH (có xúc tác H
2
SO
4

đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất của các
phản ứng este hoá đều bằng 80%). Giá trị của m là
A. 6,48. B. 8,10. C. 10,12.
D. 16,20.
Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007
Hướng dẫn giải:
Sử dụng CTTB của 2 axit: RCOOH với
M
axit
= 53
→ n
X
= 5,3/53 = 0,1 mol → Tính theo axit (ancol dư): n
este
= n
axit
= 0,1 mol
n
ancol
= 5,75/46 = 0,125
CT este: RCOOC
2
H
5
→
M
este
=
M
axit

- 1 + 29 = 81 → m
este
= 81.0,1 = 8,1g
Khối lượng este thực tế thu được: m
este thực tế
= 8,1.80% = 6,48g


Ví dụ 6. Hỗn hợp X có tỉ khối so với H
2
là 21,2 gồm propan, propen và propin. Khi đốt cháy hoàn toàn
0,1 mol X, tổng khối lượng của CO
2
và H
2
O thu được là
A. 20,40 gam. B. 18,60 gam. C. 18,96 gam. D. 16,80 gam.
Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008
Hướng dẫn giải:
Đặt CTTB của X là: C
3
H
y
(do cả 3 chất đều có 3 cacbon)
M
X
= 2. 21,2 = 42,4 → y = 6,4
Sơ đồ phản ứng: C
3
H

6,4
→ 3CO
2
+ 3,2H
2
O
0,1 mol 0,3 mol 0,32 mol
→ m
hh
= 44 . 0,3 + 18 . 0,32 = 18,96g

Ví dụ 7. X là kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II (hay nhóm IIA). Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm kim
loại X và Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, sinh ra 0,672 lít khí H
2
(ở đktc). Mặt khác, khi cho 1,9
gam X tác dụng với lượng dư dung dịch H
2
SO
4
loãng, thì thể tích khí hiđro sinh ra chưa đến 1,12 lít (ở
đktc). Kim loại X là
A. Ca B.Mg C. Ba D. Sr
Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008
Hướng dẫn giải:
TN1: Đặt CTTB của hai kim loại là M
n
M
= n
hiđro
= 0,672/22,4 = 0,03 mol →

M
= 1,7/0,03 = 56,67
→ M
X
<
M
= 56,67 < M
Zn
= 65 (1)
TN2: n
hiđro
< 1,12/22,4 = 0,05 mol → n
X
< 0,05 → M
X
> 1,9/0,05 = 38 (2)
Từ (1) và (2) suy ra X là Ca (40)
Ví dụ 8. Hòa tan hoàn toàn 3g hỗn hợp hai kim loại kiềm vào nước thu được dung dịch A

Một số phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học


Nguyễn Thành Sơn
TN1: Nếu thêm vào A dung dịch chứa 0,15 mol HCl thì được dung dịch B làm xanh quỳ tím
TN2: Nếu thêm vào A dung dịch chứa 0,25 mol HCl thì được dung dịch C làm đỏ quỳ tím
Hai kim loại kiềm đó là:
A. Li và Na B.Na và K C. K và Rb D. Rb và Cs
Hướng dẫn giải:
Đặt CTTB của hai kim loại kiềm là M
Các pTPU: M + H

2
O → MOH + 1/2H
2

MOH + HCl → MCl + H
2
O
TN1: MOH dư → n
M
= n
MOH
> n
HCl
= 0,15 →
M
M
< 3/0,15 = 20
TN2: HCl dư → n
M
= n
MOH
< n
HCl
= 0,25 →
M
M
> 3/0,25 = 12
→ 12 <
M
M

< 20 Một kim loại có M <
M
M
< 20 → Đáp án A

8. PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO