http://aotrangtb.com
See on Aotrangtb.com
1
HI VỌNG NÓ SẼ GIÚP PHẦN NÀO YÊN TÂM HƠN TRƯỚC KHI BƯỚC VÀO KỲ THI CĐ-
ĐH NĂM 2011.
( gồm CKV1,2,3,4,5,9,11,12,13, 20).
ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ TRONG GIẢI TOÁN HOÁ HỌC
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chúng ta thường gặp các dạng bài toán khi cho oxit axit CO
2
, SO
2
tác dụng với dung dịch NaOH,
KOH, Ca(OH)
2
hay Ba(OH)
2
thu được muối, kết tủa, …đó cũng là n h ững dạng bà i t o á n k h ó v à c ó n h i ều
trường hợp xãy ra trong bài toán.
1. Dạng bài toán “ cho oxit axit CO
2
, SO
2
tác dụng với dung dịch Ca(OH)
2
, Ba ( O H )
2
thu được kết
tủa”.
a. Điều kiện bài toán:
Tính
2
CO
n
biế t
2
Ca (OH)
n
và
3
Ca CO
n
hoặc ngược lại, cho biết số mol
CO
n
,
C a ( O H )
n
Tính
3
C a C O
n
ta có các phả n ứ n g x ãy ra như sau:
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O Ca(HCO
3
)
2
(2)
2CO
2
+ Ca(OH)
2
Ca(HCO
3
)
2
(3)
b. P h ư ơ n g p h á p v ẽ đ ồ t h ị :
Từ t rục ho ành(Ox) chọn hai điểm a và 2a, từ trục tung (Oy) chọn một điểm a. Tại điểm a của trục
x và y kẻ v u ô n g g ó c v à c h ú n g g i a o n h a u t ại điểm A. Từ A nối với toạ độ O và 2a ta được tam giác vuông
cân. Với số mol kết tủa từ trục y cắt tam giác ở một hoặc hai điểm. Tại đó kẻ vuông góc với trục x ta
được số mol CO
2
tham gia phản ứng có thể xãy ra 2 trường hợp:
+ Trường hợp 1:
2
CO
n
= n
1
mol.= y mol
+ Trường hợp 2:
2
CO
n
= n
2
mol= 2a-y mol
2
3
2
Ca(OH)
CaCO
CO
n a mol
n y mol
n y m o l
2a ymol
2
1
CO 2
= n
n = n
Nếu chúng ta gặp một bài toán khi cho oxit axit CO
2
tác dụng với dung dịch Ca(OH)
2
hay Ba(OH)
2
thu
được x mol kết tủa và sau đó đun nóng thu được y mol kết tủa nữa thì áp dụng công thức tính nhanh s a u ,
2
CO
n
x 2y
3. bài toán áp dụng
CaCO
3
CO
2
a
n
1
a
n
2
2a
http://aotrangtb.com
See on Aotrangtb.com
2
Bài toán 1: ( Trích câu 5 trang 119. bài 26: kim loại kiềm thổ và hợp chất của kim loại kiềm thổ. SGK
ban cơ bản).
Cho 2,8 gam CaO tác dụng với một lượng nước dư thu được đung dịch A. Sục 1,68 lít khí CO
2
(đktc) vào dung dịch A:
a. Tính khối lượng kết tủa thu được.
b. K h i đ u n n ó n g d u n g d ị c h A t h ì khối lượng kết tủa thu được là bao nhiêu?
BÀI GIẢI
2 2
CaO 2 2
CO
Ca
2 , 8
n 0 , 0 5 m o l , C a O H O C a ( O H )
56
1 , 6 8
n 0 , 0 5 m o l , n 0,075mol
22,4
Khi sục khí CO
2
vào dung dị c h n ư ớ c v ô i t r o n g Ca(OH)
2
ta có các phương trình phản ứng
xãy ra:
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
2CO
2
+ Ca(OH)
2
Ca(HCO
3
)
2
(2)
Khi đun nóng dung dịch ta có phương trình phản ứng xãy ra:
Ca(HCO
3
)
2
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O
(3)
Áp dụng phương phấp đồ thị ta có:
a. K h ối lượng kết tủa thu được là:
D ựa vào đồ thị ta có :
3
CaCO
n
0 , 0 2
=>
3
CaCO
m
0 , 0 2 5 . 1 0 0 2 , 5
b. Cách 1: Nế u k h i đ u n n ó n g t h ì xãy ra phương trình (3).
Từ (1) ta có:
2 3
CO Ca CO
n n 0 , 0 2 5 m o l
Từ(2) =>
2( pt 2) 2 2( pt1)
3 2 2
CO CO CO
Ca(HCO ) CO
n n n 0,075 0,025 0,05 mol,
1
n n 0,025 mol
2
Từ(3 ) :
3 3 2 3
CaCO Ca (HCO ) CaCO
n n 0, 025 mol m 100.0, 025 2, 5 gam

N h ư v ậ y k h i đ u n n ó n g k h ố i l ư ợ n g k ế t t ủ a t h u đ ư ợ c t ố i đ a l à :
m=2,5 + 2,5 = 5 gam.
Cách 2: áp dụng công thức tinh nhanh
2
CO
n
x 2y
Số mol khí CO
2
và số mol kết tủa x đã biết, vấn đề bây giờ là tìm giá trị y m o l . T h a y g i á t r ị v à o t a c ó
2
2
CO
CO
n x 0, 0 7 5 0, 0 2 5
n x 2y y 0 , 0 2 5 mo l
2 2
n h ư v ậ y t ổ n g s ố m o l k ế t t ủ a
3 CaCO3
CaCO
n x y 0,025 0,025 0,05mol, m 0 , 0 5 . 1 0 0 5 g a m

3
CaCO
n
2
C O
n
0,05
0,025
0,1
0,075
0,05
0.025
http://aotrangtb.com
See on Aotrangtb.com
3
Bài toán 2: ( T r í c h c â u 2 t r a n g 1 3 2 . b à i 2 8 : L u y ệ n t ậ p : T í n h c h ấ t c ủ a k i m l o ạ i k i ề m , k i m l o ạ i k i ề m t h ổ v à
hợ p c h ấ t c ủ a c h ú n g . S G K b a n c ơ b ả n ) .
Sục 6,72 lít khí CO
2
(đktc) vào dung dịch có chứa 0,25 mol Ca(OH)
2
. Khối lượng gam kết tủa
thu được là:
A. 10 gam B. 15 gam. C. 20 gam. D . 2 5 g a m .
BÀI GIẢI:
+ C á c h 1 : g i ải thông thường:
2 2
2
OH
CO Ca(OH)
CO
n
6 , 7 2 0 , 5
n 0 , 3 m o l , n 0,25mol,1 2
22,4 n 0 , 3
x ã y r a 2 p h ương trình:
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
2CO
2
+ Ca(OH)
2
Ca(HCO
3
)
2
(2)
G ọi x , y l ần lượt là số mol CO
2
của phương trình (1) và (2). Ta có hệ phương trình:
x y 0 , 3
y
x
0 ,
2
Giải hệ phương trình ta được: x=0,2 mol, y= 0,1 mol.
3
CaCO
m
0 , 2 . 1 0 0 2 0
, đáp án đúng là C.
Cách 2: á p d ụng phương pháp đồ thị:
3
CaCO
m
0 , 2 . 1 0 0 2 0
, đáp án đúng là C.
N h ận xét:
- Nế u á p d ụ n g c á c h t h ô n g t h ư ờ n g t h ì học sinh phải xác định được tạo ra 1 hay 2 muối.
- Nế u
2
OH
CO
n
1 2
n
thì kết luận tạo 2 muối.
- Nế u h ọ c s i n h v ộ i v à n g l à m b à i m à k h ô n g t ư d u y t h ì từ phương trình (1)
=>
3 2 3
CaCO Ca (OH) CaCO
n n 0 , 2 5 m o l m 100.0,25 25 gam
N h ư v ậ y k ế t q u ả đ á p á n D l à s a i .
- D o v ậy học sinh áp dụng giải cách 2 rất phù hợp với phương pháp trắc nghiệm, đáp án chính
x á c , t h ời gian ngắn hơn.
Cách 3: Ta có:
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
0.25mol 0,25mol 0,25mol
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O Ca(HCO
3
)
2
(2)
0,05mol0,05 mol
=>
3 3
CaC O CaCO
n 0, 25 0, 05 0, 2mol m 100.0, 2 20gam
đáp án đúng là C.
Bài toán 3: ( T r í c h c â u 6 t r a n g 1 3 2 . b à i 2 8 : L u y ệ n t ậ p : T í nh chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và
hợ p c h ấ t c ủ a c h ú n g . S G K b a n c ơ b ả n ) .
2
CO
n
0,25
0,25 0,3 0,5
3
C a C O
n
0,2
http://aotrangtb.com
See on Aotrangtb.com
4
Sục a mol CO
2
vào dung dịch Ca(OH)
2
thu dược 3 gam kết tủa, lọc tách kết tủa dung dịch còn lại
mang đun nóng thu được 2 gam kết tủa nữa. Giá trị a mol là :
A: 0,05 mol B: 0,06 mol C: 0,07 mol D: 0,08 mol
BÀI GIẢI:
+ C á c h 1 : phương trình phản ứng có thể xãy ra:
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
2CO
2
+ Ca(OH)
2
Ca(HCO
3
)
2
(2)
Ca(HCO
3
)
2
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O
(3)
Từ (1) =>
3 2 3
CaCO CO CaCO
n 0,03mol n n 0,03mol
Từ (3) khi đun nóng
3 3 2 3
CaC O Ca ( HCO ) CaCO
n 0, 02mol n n 0 , 0 2 m o l
Từ (2) =>
2 3 2 2
CO Ca(HCO ) CO
n 2n 0 , 0 2 . 2 0 , 0 4 m o l , n 0 , 0 4 0 , 0 3 0 , 0 7 m o l
đáp án đúng là C.
Cách 2: á p d ụng phương pháp đồ thị:
G i ả s ử
2
Ca (OH )
n
x m
2
CO
n
0 , 0 3
, khi đun nóng
2 3 2
CO CaCO CO
n 2n 0, 0 4 m o l, n 0,04 0,03 0,07mol
đáp án đúng là C.
Cách 3: áp d ụn g cô ng th ức giải n ha nh .
N ếu chúng ta gặp một bài toán khi cho oxit axit CO
2
tác dụng với dung dị c h C a ( O H )
2
hay Ba(OH)
2
thu được x mol kết tủa và sau đó đun nóng thu được y mol kết tủa nữa thì áp dụng công thức tính
nhanh sau ,
2
CO
n
x 2y
thay giá trị v à o t a đ ư ợ c
2
CO
n
x 2y 0,03 2.0,02 0,07
=> đáp án đúng là C.
Bài toán 4: ( T r í c h c â u 9 t r a n g 1 6 8 . b à i 3 1 : m ột số hợp chất quan trong của kim loại kiềm thổ , SGK ban
nâng cao).
Cho 10 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm CO
2
và N
2
tác dụng với 2 lít dung dịch Ca(OH)
2
nồng độ
0,02M thu được 1 gam chất kết tủa. Hãy xác định thành phần % theo thể tích của mỗi khí trong h ỗn hợp
đầu.
BÀI GIẢI:
+ Cách 1: Phương pháp thông thường.
Khi sục hỗn hợp khí chỉ có CO
2
tham gia phản ứng, phương trình phản ứng xãy ra:
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
2CO
2
+ Ca(OH)
2
Ca(HCO
3
)
2
(2)
2
Ca(OH)
n
2.0, 02 0, 04
Từ (1)
2 3 2
CO CaCO CO
1
n n 0,01 mol V 0,01.22, 4 0, 224 lit
100
3
CaCO
n
2
CO
n
xmol
0,03
2x
m
x mol
0,03
http://aotrangtb.com
See on Aotrangtb.com
5
Có hai trường hợp xãy ra:
+ Trường hợp 1: Chỉ xãy ra phương trình (1)
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
2
CO
0 , 2 2 4
%V
.10
10
+ Trường hợp 2: Tạo 2 muối
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O (1)
2CO
2
+ Ca(OH)
2
Ca(HCO
3
)
2
(2)
Từ (1) và (2)
2 2 2
CO Ca(OH) CO
tu(2) n 2n 2.0, 03 0, 06mol, n 0, 06 0, 01 0, 07mol

2
CO
0, 07.22, 4
%V
.
10
Kết luận: - Nế u % C O
2
=2,2 4 % => %N
2
=97,7 6 %
- Nế u % C O
2
=15, 68 % => %N
2
=84, 32 %
Cách 2: Á p d ụng phương pháp đồ thị:
Từ đồ thị để thu đ ượ c số mo l CO
2
có 2 giá trị:
2 2
2 2
CO CO
CO CO
0,01.2, 24
n 0,01 mol %V .100 2,24 %
10
0,07.2, 24
n 0,07 mol %V
.
10
Kết luận: - Nế u % C O
2
=2,2 4 % => %N
2
=97,7 6 %
- Nế u % C O
2
=15, 68 % => %N
2
=84, 32 %
Nhận xét: - Qua 2 cách giải ta thấy phương pháp thông thường giải phức tạp hơn nhiều, mất nhiều thời
gian, nếu không cẩn thận sẽ thiếu trường hợp , dẫn tới kết quả sai là không thể t r á n h k h ỏ i .
- Phương pháp đồ thị giải nhanh và gon, không phải viết phương trình phản ứng, chỉ vẽ đồ thị ta
thấy có 2 trường hợp xãy ra, nó rấ t p h ù hợ p v ớ i p h ư ơ n g p h á p t r ắ c n g h i ệ m n h ư h i ệ n n a y .
Bài toán 5: ( Trích đề thi tốt nghiệp THPT năm 2007). Hấp thụ hoà n t o à n 4 , 4 8 l í t S O
2
(ở đktc) vào dung
dị c h c h ứ a 1 6 g a m N a O H t h u đ ư ợ c d u n g d ị c h X . K h ố i l ư ợ n g m u ố i t a n t h u đ ư ợ c t r o n g d u n g d ị c h X l à:
A: 18,9 gam B: 25,2 gam C: 23 gam D: 20,8 gam
BÀI GIẢI:
+ C á c h 1 : Thông thường:
2
NaOH
SO
n
2
n
tạo muối Na
2
SO
3
0,01
3
CaCO
n
2
CO
n
0,04
0,01
0,08
0,07
O
0,04