Giải bài tập Hóa học dựa vào đồ thị đã cho môn Hóa học 12 năm 2020

GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC DỰA VÀO ĐỒ THỊ ĐÃ CHO MÔN HÓA HỌC 12 NĂM 2020

 

A. KIẾN THỨC, KĨ NĂNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Kiến thức, kĩ năng

● Kiến thức

Từ năm 2014 đến nay, trong đề thi Đại học, Cao đẳng và đề thi THPT Quốc Gia thường có dạng bài tập liên môn Hóa - Toán: Sự biến thiên lượng chất tạo thành theo lượng chất tham gia phản ứng được biểu diễn bằng đồ thị.

Phương pháp “Giải bài tập hóa học bằng đồ thị” sẽ giúp các em làm quen, hiểu và vận dụng thành thạo kiến thức liên môn Hóa – Toán để tìm ra phương pháp giải tối ưu nhất.

Dưới đây là một số dạng đồ thị và tính chất của chúng:

a. Sục khí CO₂ vào dung dịch Ba(OH)₂ hoặc Ca(OH)₂

Bản chất phản ứng:

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O

BaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

Suy ra: 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:

● Nhận xét: 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.

Suy ra: Nếu phản ứng tạo ra một lượng kết tủa x mol (như đồ thị dưới đây) thì ta dễ dàng tính được số mol CO₂ tham gia phản ứng là x mol hoặc y=(2a-x) mol.

b. Sục khí CO₂ vào dung dịch chứa hỗn hợp các bazơ NaOH (hoặc KOH) và Ba(OH)₂ (hoặc Ca(OH)₂)

Bản chất phản ứng:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O  (1)

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O   (2)

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃  (3)

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂    (4)

Suy ra: Lượng kết tủa tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (1), phản ứng này cần a mol CO₂. Lượng kết tủa không thay đổi một thời gian ứng với phản ứng (2) và (3), phản ứng này cần b mol CO₂. Sau đó lượng kết tủa tan dần đến hết ứng với phản ứng (4), lượng CO₂ cần dùng trong phản ứng này là a mol.

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa BaCO₃ hoặc CaCO₃ theo lượng CO₂ được biểu diễn bằng đồ thị sau:           

● Nhận xét: Dựa vào dạng hình học của đồ thị, ta thấy đường biến thiên lượng kết tủa hợp với trục hoành tạo thành một hình thang cân.

Suy ra: Nếu phản ứng tạo ra một lượng kết tủa x mol (nhỏ hơn lượng kết tủa cực đại) thì ta dễ dàng tính được số mol CO₂ tham gia phản ứng là x mol hoặc y=(2a+b-x) mol.

c. Phản ứng của dung dịch bazơ (chứa ion OH-) với dung dịch chứa muối Al³⁺

Bản chất phản ứng:

3OH^- + Al³⁺ → Al(OH)₃

OH^- + Al(OH)₃ → AlO₂^- + 2H₂O

Suy ra: Lượng kết tủa tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (1), phản ứng này cần 3a mol OH-. Sau đó lượng kết tủa tan dần đến hết ứng với phản ứng (2), phản ứng này cần a mol OH-.

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa Al(OH)₃ theo lượng Oh- được biểu diễn bằng đồ thị sau:

● Nhận xét: Dựa vào dạng hình học của đồ thị, suy ra: Nếu phản ứng tạo ra x mol kết tủa (x < a) thì có thể dễ dàng tính được lượng OH- tham ra phản ứng là 3x mol hoặc y=(4a-x) mmol.

d. Phản ứng của dung dịch bazơ (chứa ion OH-) với dung dịch chứa các ion H⁺ và Al³⁺

Bản chất phản ứng:

OH^- + H⁺ → H₂O

3OH^- + Al³⁺  → Al(OH)₃

OH^- + Al(OH)₃ → AlO₂^- + 2H₂O

Suy ra: Ở phản ứng (1), OH- dùng để trung hòa H⁺ nên lúc đầu chưa xuất hiện kết tủa. Sau một thời gian, kết tủa bắt đầu xuất hiện và tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (2), phản ứng này cần 3a mol OH-. Cuối cùng kết tủa bị hòa tan dần đến hết ứng với phản ứng (3), phản ứng này cần a mol OH-.

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa Al(OH)₃ theo lượng OH- được biểu diễn bằng đồ thị sau:

e. Phản ứng của dung dịch axit (chứa ion H⁺) với dung dịch chứa ion AlO2- hay [Al(OH)4]-

Bản chất phản ứng:

H⁺ + AlO₂^- + H₂O → Al(OH)₃

3H⁺ + Al(OH)₃ → Al³⁺ + 3H₂O

Suy ra: Lượng kết tủa tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (1), phản ứng này cần a mol H⁺. Sau đó kết tủa bị hòa tan dần đến hết ứng với phản ứng (2), phản ứng này cần 3a mol H⁺.

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa theo lượng H⁺ được biểu diễn bằng đồ thị sau:

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Giải bài tập Hóa học dựa vào đồ thị đã cho môn Hóa học 12 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Bài tập đồ thị CO₂ và OH^-, H⁺ và CO₃^2-, HCO₃^-
• Giải bài tập Hóa học dựa vào đồ thị

Chúc các em học tập tốt !