Chuyên đề Ứng dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh bài toán Al (Hoặc Zn) tác dụng với dung dịch kiềm - Nguyễn Văn Tân

Lớp Hóa tại nhà: Số 23, Đường 52, Kp 8, Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, Tp.HCM

Thạc sĩ Nguyễn Văn Tân 0989 043 590 hoặc 0901 187 283 www.thaytandayhoa.com 1

Chuyên đề

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TOÁN

Al3+ (HOẶC Zn2+) TAÙC DUÏNG VÔÙI DUNG DÒCH KIEÀM

Hình thức thi trắc nghiệm của môn Hóa yêu cầu các học sinh phải có một kĩ năng giải nhanh các bài tập, ngoài các kĩ năng giải các bài tập theo hình thức tự luận. Trong chuyên đề này, giới thiệu đến học sinh “ứng dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh bài toán ion Al3+ (hoặc Zn2+) tác dụng với dung dịch kiềm”.

DẠNG 1. BÀI TOÁN CHO Al3+ TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH OH–

1. Cơ sở của phương pháp Nhỏ từ từ dung dịch chứa x NaOH (túc có x mol OH–) vào dung dịch chứa a mol AlCl3 (tức có

a mol Al3+). Xây dựng đố thị với trục hoành biểu diễn OH n −và trục tung biểu diễn số mol kết tủa

3 Al(OH) n thu được.

Nếu x ≤ 3a thì xảy ra phản ứng: Al3+ + 3OH– ⎯⎯→Al(OH)3↓ (kết tủa keo trắng)

a ⎯⎯→3a ⎯⎯⎯⎯→a

• Số mol kết tủa Al(OH)3 tăng dần với 3 Al(OH) OH n = 3n − ↓

• Số mol kết tủa Al(OH)3 đạt cực đại khi 3+ 3 Al(OH) Al n = n ↓ = a mol. Đồ thị như Hình 1.

Nếu 3a < x < 4a thì kết tủa Al(OH)3 bắt đầu bị hòa tan (giảm) theo phương trình phản ứng:

Al(OH)3 + OH– ⎯⎯→ 2 AlO−(tan) + 2H2O

a ⎯⎯→a

• Số mol kết tủa Al(OH)3 bắt đầu giảm dần từ a mol xuống 0 khi số mol OH– tiếp tục tăng 3a đến 4a mol

Nếu x ≥ 4a: 3 Al(OH) n = 0 ↓ . Đồ thị như Hình 2.

Hình 1 Hình 2 Nhận xét đồ thị:

• Hình dạng đồ thị: Tam giác không cân.

ThuVienDeThi.com

Lớp Hóa tại nhà: Số 23, Đường 52, Kp 8, Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, Tp.HCM

Thạc sĩ Nguyễn Văn Tân 0989 043 590 hoặc 0901 187 283 www.thaytandayhoa.com 2

• Điểm xuất phát: Gốc tọa độ (0, 0).

• Điểm cực đại (kết tủa cực đại): (3a, a) với 3

max Al(OH) n a mol ↓= = 3+ Al n

• Điểm cực tiểu: (4a, 0) với OH n −= 4 3+ Al n .

• Tỉ lệ trên đồ thị: (3 : 1) và (1 : 1) tức BM 3 = BO 1 và BM 1 = BC 1

2. Bài tập ví dụ minh họa Ví dụ 1. Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch Al(NO3)3. Kết quả thí nghiệm được

biểu diễn ở đồ thị dưới đây. Giá trị của a, b tương ứng là:

A. 0,3 và 0,6.

B. 0,6 và 0,9.

C. 0,9 và 1,2.

D. 0,5 và 0,9.

Hướng dẫn giải

Từ đồ thị và tỉ lệ trong đồ thị:

a 3 0,3 1 b a 1 0,3 1

⎧ = ⎪⎪⎨ − ⎪ = ⎪⎩

⇔ a = 0,9

b =1,2 ⎧ ⎨ ⎩

Chọn Đáp án C.

Ví dụ 2. Cho từ từ 2,2 lít dung dịch NaOH 0,5M vào 300 ml dung dịch AlCl3 1,0M, sau thí

nghiệm thu được x gam kết tủa. Giá trị của x là A. 7,8. B. 3,9. C. 11,7. D. 15,6.

Hướng dẫn giải Xây dựng đồ thị:

3+ Al n = 1×0,3 = 0,3 mol ⇒ {

{

0,9

1,2

(0,3; 3×0,3)

(0; 4×0,3)

⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩

Ñieåm cöïc ñaïi :

Ñieåm cöïc tieåu :

OH n − = nNaOH = 2,2×0,5 = 1,1 mol.

Từ tỉ lệ trong đồ thị: 1,2 – 1,1 = a ⇔ a = 0,1 mol

⇒ x = 0,1 × 78 = 7,8 gam

Chọn Đáp án A.

Ví dụ 3. Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M thu được

15,6 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là A. 1,2. B. 1,8. C. 2,2. D. 2,0.

ThuVienDeThi.com

Lớp Hóa tại nhà: Số 23, Đường 52, Kp 8, Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, Tp.HCM

Thạc sĩ Nguyễn Văn Tân 0989 043 590 hoặc 0901 187 283 www.thaytandayhoa.com 3

Hướng dẫn giải Xây dựng đồ thị:

3+ Al n = 1,5×0,2 = 0,3 mol ⇒ (0,3; 0,9)

(0; 1,2)

⎧ ⎨ ⎩

Ñieåm cöïc ñaïi :

Ñieåm cöïc tieåu :

3 Al(OH) 15,6 n = 78 ↓ = 0,2 mol

Ứng với 0,2 mol kết tủa có hai giá trị OH n − thỏa mãn, nhưng ứng với giá trị lớn nhất của V thì

chỉ có OH n − = max 2x thỏa mãn.

Từ tỉ lệ trong đồ thị: 1,2 - max 2x = 0,2 ⇒ max 2x = 1,0 mol. ⇒ max dd NaOH V = 1 0,5 = 2,0 lít.

Chọn Đáp án D.

Ví dụ 4. Cho 800 ml dung dịch KOH x mol/l tác dụng với 500 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,4M

đến khi kết thúc phản ứng thu được 11,7 gam kết tủa. Giá trị nhỏ nhất của x là

A. 0,5625. B. 1,8125. C. 3,6250. D. 1,1250.

Hướng dẫn giải Xây dựng đồ thị:

3+ Al n = 2 2 4 3 Al (SO ) n = 2×0,5×0,4 = 0,4 mol ⇒ (0,4; 1,2)

(0; 1,6)

⎧ ⎨ ⎩

Ñieåm cöïc ñaïi :

Ñieåm cöïc tieåu :

3 Al(OH) 11,7 n = 78 ↓ = 0,15 mol

Ứng với giá trị nhỏ nhất của x thì chỉ có OH n − = min 1x

thỏa mãn.

Từ tỉ lệ trong đồ thị: min 1x = 3×0,15 = 0,45 mol.

⇒ …