SKKN Rèn luyện kỹ năng giải một số bài toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp kết tủa có chứa Al(OH)3 cho học sinh lớp 12
Hóa học là môn học lí thuyết và thực nghiệm. Nhưng trong các đề thi thì những bài toán hóa học lại chiếm một phần không nhỏ. Học sinh muốn có kết quả tốt trong các kỳ thi thì không thể thiếu việc phải làm tốt các bài toán hóa học. Trong chương trình Hóa học THPT các dạng bài toán hóa học rất phong phú, đa dạng, trong đó các bài toán về nhôm và hợp chất chiếm một phần quan trọng.
Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực nhận thức cho học sinh bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau. Trong đó, giải bài tập hóa học với tư cách là một phương pháp dạy học có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát triển học sinh. Mặt khác, cũng là thước đo thực chất sự nắm vững kiến thức và kỹ năng hóa học của học sinh.
Bài tập hóa học là nguồn quan trọng để học sinh thu nhận kiến thức, củng cố khắc sâu những lí thuyết đã học, phát triển tư duy sáng tạo, nâng cao năng lực nhận thức. Trong những năm gần đây, trong các kỳ thi, các bài toán liên quan đến hỗn hợp kết tủa Al(OH)3 thường xuất hiện trong các đề thi như đề thi THPTQG của Bộ GD & ĐT, đề thi thử THPTQG của các trường THPT, của các sở. Vì vậy, tôi chọn đề tài‘‘Rèn luyện kỹ năng giải một số bài toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp kết tủa có chứa Al(OH)3 cho học sinh lớp 12’’ nhằm giúp học sinh được rèn luyện nhiều hơn các dạng bài tập hóa học, giúp các em có thêm hành trang vững chắc, sự tự tin khi bước vào các kỳ thi, đặc biệt là kỳ thi THPTQG sắp tới.
MỤC LỤC Mục Trang 1. Mở đầu 1.1. Lí do chọn đề tài Hóa học là môn học lí thuyết và thực nghiệm. Nhưng trong các đề thi thì những bài toán hóa học lại chiếm một phần không nhỏ. Học sinh muốn có kết quả tốt trong các kỳ thi thì không thể thiếu việc phải làm tốt các bài toán hóa học. Trong chương trình Hóa học THPT các dạng bài toán hóa học rất phong phú, đa dạng, trong đó các bài toán về nhôm và hợp chất chiếm một phần quan trọng. Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực nhận thức cho học sinh bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau. Trong đó, giải bài tập hóa học với tư cách là một phương pháp dạy học có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát triển học sinh. Mặt khác, cũng là thước đo thực chất sự nắm vững kiến thức và kỹ năng hóa học của học sinh. Bài tập hóa học là nguồn quan trọng để học sinh thu nhận kiến thức, củng cố khắc sâu những lí thuyết đã học, phát triển tư duy sáng tạo, nâng cao năng lực nhận thức. Trong những năm gần đây, trong các kỳ thi, các bài toán liên quan đến hỗn hợp kết tủa Al(OH)3 thường xuất hiện trong các đề thi như đề thi THPTQG của Bộ GD & ĐT, đề thi thử THPTQG của các trường THPT, của các sở... Vì vậy, tôi chọn đề tài‘‘Rèn luyện kỹ năng giải một số bài toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp kết tủa có chứa Al(OH)3 cho học sinh lớp 12’’ nhằm giúp học sinh được rèn luyện nhiều hơn các dạng bài tập hóa học, giúp các em có thêm hành trang vững chắc, sự tự tin khi bước vào các kỳ thi, đặc biệt là kỳ thi THPTQG sắp tới. 1.2. Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh rèn luyện kỹ năng giải một số bài toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp kết tủa có Al(OH)3, giúp các em đạt kết quả cao hơn trong các kỳ thi. 1.3. Đối tượng nghiên cứu - Học sinh lớp 12 trường tôi. - Các bài toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp kết tủa có chứa Al(OH)3. 1.4. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu các tài liệu liên quan. - Nghiên cứu các bài toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp kết tủa có chứa Al(OH)3 trong chương trình Hóa học THPT. - Đề xuất một số biện pháp giúp học sinh học tốt môn hóa. - Thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu quả của đề tài. 2. Nội dung 2.1. Cơ sở lí luận của đề tài Thực tế ở trường phổ thông đối với bộ môn hóa học, bài tập hóa học giữ vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo. Bài tập hóa học - là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để học sinh củng cố và khắc sâu kiến thức. - giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú. Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc. - là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức một cách tốt nhất. - rèn luyện kỹ năng hóa học cho học sinh, các kỹ năng thực hành, thí nghiệm. - còn được sử dụng như là phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới, giúp học sinh tích cực linh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững. - là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh một cách chính xác. - còn có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực, chính xác, khoa học. - phát huy khả năng tư duy độc lập, sáng tạo của học sinh. 2.2. Thực trạng của đề tài trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua thực tế giảng dạy hóa học tôi thấy: - Môn hóa học là môn học khó, ở cấp THCS chưa được chú trọng quan tâm, nhiều HS, phụ huynh, thậm cả giáo viên chỉ quan tâm đến một số môn thi vào lớp 10 như toán, văn, tiếng anh mà chưa quan tâm đúng mức đến môn hóa, đặc biệt ở các vùng nông thôn, miền núi. Do đó, mặc dù nhiều em có năng lực tốt về các môn như toán, vật lí..nhưng kiến thức môn hóa học khi bước vào lớp 10 còn rất mơ hồ, thậm chí không biết gì. Điều đó làm cho chất lượng môn hóa vào cấp THPT nhìn chung còn thấp. - Do thời gian giảng dạy trên lớp còn hạn chế, một số giáo viên chưa đề cập hết các dạng bài tập hóa học, đặc biệt các bài toán phức tạp. - Một số học sinh học yếu môn hóa đã ảnh hưởng đáng kể đến việc giảng dạy chung trên lớp của giáo viên. - Trong nhưng năm gần đây, bộ môn Hóa học ở cả cấp THCS và THPT không còn được coi trọng như những năm trước, điều này cũng ảnh hưởng đến tâm lí của học sinh, phụ huynh và giáo viên giảng dạy môn hóa. - Do thời gian trên lớp hạn chế nên một số giáo viên chưa đề cập hết các dạng bài bài tập hóa học, trong đó có những dạng bài tập khó như các bài toán liên quan đến hỗn hợp kết tủa có chứa Al(OH)3. 2.3. Các giải pháp sử dụng để giải quyết vấn đề 2.3.1. Cơ sở lí thuyết * Kim loại kiềm và kiềm thổ tác dụng với nước có: * Nhôm tan trong dung dịch kiềm thì: * Oxit của kim loại kiềm và kiềm thổ tan trong nước thì: * Khi cho dung dịch chứa OH- vào dung dịch chứa Al3+ thì có thể có các phản ứng: + Al3+ + 3OH- ® Al(OH)3¯ + Công thức kinh nghiệm: + Khi kết tủa vừa tan hết thì: * Khi cho dung dịch chứa OH- vào dung dịch chứa hỗn hợp H+ và Al3+ thì có thể có các phản ứng: + H+ + OH- ® H2O + Al3+ + 3OH- ® Al(OH)3¯ + Công thức kinh nghiệm: + Khi kết tủa vừa tan hết thì: * Khi cho dung dịch chứa H+ vào dung dịch chứa thì có thể có các phản ứng: + H+ + H2O + ® Al(OH)3¯ + 3H+ + Al(OH)3¯ ® Al3+ + 3H2O Công thức kinh nghiệm: + Khi kết tủa vừa tan hết thì: * Khi cho dung dịch chứa H+ vào dung dịch hỗn hợp chứa OH- và thì có thể có các phản ứng: + H+ + OH- ® H2O + H+ + H2O + ® Al(OH)3¯ + 3H+ + Al(OH)3¯ ® Al3+ + 3H2O Công thức kinh nghiệm: + Khi kết tủa vừa tan hết thì: * Khi sục khí CO2 vào dung dịch chứa OH- và thì có thể có các phản ứng: CO2 + 2OH- ® + H2O CO2 + H2O + ® Al(OH)3¯ CO2 + + H2O ® 2 * Khi dung dịch có các ion như Ba2+, Ca2+ gặp , thì: Ba2+ + ® BaSO4¯ Ba2+ + ® BaCO3¯ Khi gặp các bài toán loại này cần kết hợp vận dụng thêm các định luật BTKL, BTĐT, BTNT, BT.e 2.3.2. Một số bài toán ví dụ: 2.3.2.1. Một số ví dụ không liên quan đến đồ thị Ví dụ 1: [1] Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Ba, BaO, Al và Al2O3 vào nước (dư), thu được 0,896 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Hấp thụ hoàn toàn 1,2096 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu được 4,302 gam kết tủa. Lọc kết tủa, thu được dung dịch Z chỉ chứa một chất tan. Mặt khác, dẫn từ từ CO2 đến dư vào Y thì thu được 3,12 gam kết tủa. Giá trị của m là A. 6,79. B. 7,09. C. 2,93. D. 5,99. Hướng dẫn giải: Dẫn từ từ CO2 đến dư vào dung dịch Y chỉ thu được kết tủa Al(OH)3 = 0,04 mol Þ Þ dd Z: Ba(HCO3)2: 0,024 mol. ÞQuy đổi X BT.e có: 2.0,03 + 3.0,04 = 2a + 2.0,04 Þ a = 0,05 Þ m = 0,03.137 + 0,04.27 + 0,05.16 = 5,99 Þ đáp án D. Ví dụ 2: [2] Hỗn hợp X gồm Al, Ba, Na và K. Hòa tan hoàn toàn m gam X vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,0405 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,018 mol H2SO4 và 0,03 mol HCl vào Y, thu được 1,089 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 3,335 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa. Phần trăm khối lượng của kim loại Ba trong X là A. 42,33%. B. 37,78%. C. 29,87%. D. 33,12%. Hướng dẫn giải: Quy đổi Gọi : = a (mol) Þ BTĐT có: 0,018.2 + 0,03 + 3a = 2nH2 = 2.0,0405 = 0,081 Þ a = 0,005 mkết tủa + mmuối = 1,089 + 3,335 = 4,424 Þ m + 0,018.96 + 0,03.35,5 + 17.3a = 4,424 gam Þ m = 1,376 mBaSO4 = 1,089 – 78.0,005 = 0,699 gam Þ nBaSO4 = 0,003 Þ Þ đáp án C. Ví dụ 3: [2] Hỗn hợp X gồm Al2O3, Ba, K (trong đó oxi chiếm 20% khối lượng của X). Hòa tan hoàn toàn m gam X vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,022 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch gồm 0,018 mol H2SO4 và 0,038 mol HCl vào Y, thu được dung dịch Z (chỉ chứa các muối clorua và muối sunfat trung hòa) và 2,958 gam hỗn hợp kết tủa. Giá trị của m là A. 3,912. B. 3,600. C. 3,090. D. 4,422. Hướng dẫn giải: Quy đổi: Ta có: nOH- = 2nH2 = 0,044; BT.e: x + 2y = 2.0,022 = 0,044 (1) Þ 39x+137y-138z = 0 (2) Đặt nAl(OH)3 = a Þ nOH-(¯) = 3a BTĐT: x + 2y + 6z = 0,018.2 + 0,038 + 3a Þ x + 2y + 6z -3a = 0,074 (3) m¯ = 233y + 78a = 2,958 (4) Từ (1), (2), (3), (4) Þ x= 0,032; y = 0,006; z = 0,015; 0,02 Þ m = 0,032.39 + 0,006.137 + 0,015.102 = 3,6 Þ đáp án B. Ví dụ 4: [2] Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al, Na và BaO vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,085 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,03 mol H2SO4 và 0,1 mol HCl vào Y, thu được 3,11 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 7,43 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa. Giá trị của m là A. 2,79. B. 3,76. C. 6,50. D. 3,60. [2] Hướng dẫn giải: Đặt x, y, z là số mol Al; Na và BaO ⇒ = 1,5x + 0,5y = 0,085 (1) BT.e: x + 3y = 2nH2 = 0,17 (1) m¯ = 233z + 78a = 3,11 (2) mmuối = 23x + 27(y-a) + 96(0,03-z) + 35,5.0,1 = 7,43 Þ 23x + 27y – 96z -27a = 1 (3) BTĐT: x + 3y + 2z = 3a + 2.0,03 + 0,1 Þ x + 3y + 2z – 3a = 0,16 (4) Từ (1), (2), (3), (4) Þ x = 0,05; y = 0,04; z = 0,01; a = 0,01 Þ m = 3,74 Þ đáp án B. Ví dụ 5: [4] Hòa tan hoàn toàn 20,7 gam hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O và BaO vào nước thu được 4 lít dung dịch Y có pH = 13 và 0,05 mol khí H2. Cho 4 lít dung dịch Y tác dụng với 100 ml dung dịch chứa H2SO4 0,3M và Al2(SO4)3 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 35. B. 42. C. 30. D. 25. Hướng dẫn giải: pH = 13 Þ [OH-] = 0,1M Þ = 4.0,1 = 0,4 mol nH2 = 0,05 mol Þ nOH-(Na, Ba tạo ra) = 0,1 mol Þ nOH-(oxit tạo ra) = 0,4 – 0,1 = 0,3 mol Þ X (Na: x mol; Ba: y mol; O: 0,15 mol) Ta có: 23x + 137y + 16.0,15 = 20,7 Þ 23x + 137y = 18,3 (1) BT.e: x + 2y = 2.0,15 + 2. 0,05 = 0,4 (2) Þ x = 0,2; y = 0,1. Þ m = 233.0,1 + 78.0,06 = 27,98 Þ đáp án C. Ví dụ 6: [4] Hỗn hợp X gồm Na, Ba và Al2O3 (trong đó oxi chiếm 24,78% khối lượng). Hòa tan hết 29,05 gam X trong nước dư, thu được dung dịch Y và 4,48 lít H2 (đktc). Cho từ từ dung dịch Z chứa hỗn hợp HCl 0,8M và H2SO4 0,1M vào X đến khi thu được kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị gần nhất của m là A. 26,3. B. 25,8. C. 25,2. D. 24,6. Hướng dẫn giải: nO = 0,45 Þ nAl2O3 = 0,15 TH 1: BaSO4 max: a = 0,05 Þ H+: 0,5 mol Þ Þ nAl(OH)3 = 0,8/3 Þ Þ m = 233.0,05 + 102.0,4/3 = 25,25 TH 2: Al(OH) max: Þ 10a = 0,1 + 0,3 Þ a = 0,04 > 32,45. Þ m = 0,04.233 + 0,15.102 = 24,62. Vậy m = 24,62 Þ đáp án D. Ví dụ 7: [7] Hỗn hợp X gồm Al2O3, Ba, Na (trong đó số mol của Al2O3 gấp đôi số mol của Ba). Hòa tan hoàn toàn X vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,07 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch gồm 0,04 mol H2SO4 và 0,08 mol HCl vào Y, thu được dung dịch Z (chỉ chứa m gam các muối clorua và muối sunfat trung hòa) và 15,83 gam hỗn hợp kết tủa. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 11,43. B. 12,07. C. 17,57. D. 13,35. Hướng dẫn giải: Quy đổi: BT.e có: a + 2b = 2.0,07 = 0,14 (1) BTĐT cho hệ cuối: a + 2b + 4b.3 = 3x + 2.0,04 + 0,08 Þ 12b – 3x = 0,02 (2) Khối lượng kết tủa: 233b + 78x = 15,83 (3) Giải hệ (1), (2), (3) được: a = 0,08; b = 0,03; x = 17/150 Þ m = 23.0,08 + 137.0,03 + 102.2.0,03 = 12,07. Þ đáp án B. Ví dụ 8: [5] Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 trong 500ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,3M và Ba(OH)2 0,1M thu được dung dịch Y và 3,36 lít H2 (đktc). Cho dung dịch Y phản ứng với 500 ml dung dịch Z chứa HCl 0,64M và H2SO4 0,08M thu được 21,02 gam kết tủa. Nếu cho dung dịch Y phản ứng với V lít dung dịch Z thì thu được kết tủa lớn nhất có khối lượng a gam. Giá trị của a là A. 20,750. B. 21,425. C. 31,150. D. 21,800. Hướng dẫn giải: Trong Z: Þ Kết tủa lớn nhất khi Al(OH)3 lớn nhất. Khi đó: Þ Þ Kết tủa: Þ đáp án B. Ví dụ 9: [7] Hỗn hợp X gồm Al, Ba, Al4C3 và BaC2. Cho 29,7 gam X vào nước dư chỉ thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí Z (C2H2, CH4, H2). Đốt cháy hết Z thu được 4,48 lít khí CO2 (đktc) và 9,45 gam H2O. Nhỏ từ từ đến hết 200 ml dung dịch H2SO4 1M vào Y thu được m gam kết tủa. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 46,60. B. 15,60. C. 55,85. D. 51,85. Hướng dẫn giải: Quy đổi: X (Ba, Al, C) + H2O ® Y (Ba2+, AlO2-, OH-) + Z (C2H2, CH4, H2) . Đặt nBa = x; nAl = y. BT.e có: 2x + 3y + 4.0,2 = 4.0,4625 Þ 2x + 3y = 1,05 (1) mX = 137x + 27y + 0,2.12 = 29,7 Þ 137x + 27y = 27,3 (2) Từ (1) và (2) Þ x = 0,15; y = 0,25. BTĐT cho dung dịch Y có: 2.0,15 = 0,25 + nOH- Þ nOH- = 0,05 ; Þ đáp án D. Bài tập tương tự tự giải Câu 1. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Ba, BaO, Al và Al2O3 vào nước (dư), thu được 2,688 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Hấp thụ hoàn toàn 3.6288 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu được 12,906 gam kết tủa. Lọc kết tủa, thu được dung dịch Z chỉ chứa một chất tan. Mặt khác, dẫn từ từ CO2 đến dư vào Y thì thu được 9,36 gam kết tủa. Giá trị của m là A. 8.79. B. 21,27. C. 20.37. D. 17.97. Câu 2: Hỗn hợp X gồm Al, K, K2O và BaO (trong đó oxi chiếm 10% khối lượng của X). Hòa tan hoàn toàn m gam X vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,056 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,04 mol H2SO4 và 0,02 mol HCl vào Y, thu được 4,98 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 6,182 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa. Giá trị của m là A. 9,592. B. 5,760. C. 5,004. D. 9,596. Câu 3. Hòa tan m gam hỗn hợp Na, K, Al và BaO vào nước dư, thu được dung dịch Y và 9,52 lít H2 (đktc). Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,2 mol H2SO4 và 0,3 mol HCl thu được 46,65 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 24,95 gam hỗn hợp các muối clorua và sunfat trung hòa. Giá trị của m là A. 34,1. B. 36,5. C. 42,0. D. 27,6. Câu4. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al; K và BaO vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,115 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,04 mol H2SO4 và 0,1 mol HCl vào Y, thu được 7,00 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 9,13 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa. Giá trị của m là A. 8,06. B. 7,53. C. 7,24. D. 8,82. Câu 5. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Al; K và BaO vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,09 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,04 mol H2SO4 và 0,12 mol HCl vào Y, thu được 5,18 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 9,42 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa. Phần trăm khối lượng của Al có trong X là A. 16,67%. B. 21,34%. C. 26,40%. D. 13,72%. Câu 6. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Al; K và BaO vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,195 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,06 mol H2SO4 và 0,14 mol HCl vào Y, thu được 14,78 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 13,01 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa. Phần trăm khối lượng của K có trong X là A. 34,56%. B. 31,18%. C. 38,07%. D. 41,40%. Câu 7. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Na; Ba và Al2O3 vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,08 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch chứa 0,09 mol H2SO4 và 0,19 mol HCl vào Y, thu được 14,76 gam hỗn hợp kết tủa và dung dịch Z chỉ chứa 12,435 gam hỗn hợp các muối clorua và muối sunfat trung hòa. Phần trăm khối lượng của Al2O3 có trong X là A. 23,34%. B. 30,91%. C. 42,12%. D. 62,18%. Câu 8. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na, Ba, Al vào nước được dung dịch X và 13,44 lít H2 (đktc). Cho X phản ứng với 450 ml dung dịch H2SO4 1M được 31,1 gam kết tủa và dung dịch Y chỉ chứa các muối sanfat trung hòa. Cô cạn Y được 41,3 gam chất rắn khan. Giá trị m bằng A. 24,1. B. 18,7. C. 25,6. D. 26,4. Câu 9. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na, K, Ba, Al vào nước được dung dịch X và 8,288 lít H2 (đktc). Cho X phản ứng với 250 ml dung dịch H2SO4 1M được 20,22 gam kết tủa và dung dịch Y chỉ chứa các muối sunfat trung hòa. Cô cạn Y được 25,74 gam chất rắn khan. Giá trị m bằng A. 14,18. B. 17,88. C. 15,26. D. 16,48. Câu 10. Hỗn hợp X gồm Al2O3, Ba, Na (trong đó Na chiếm 50% về số mol của X). Hòa tan hoàn toàn X vào nước dư, thu được dung dịch Y và 0,1 mol khí H2. Cho từ từ đến hết dung dịch gồm 0,08 mol H2SO4 và 0,1 mol HCl vào Y, thu được dung dịch Z (chỉ chứa các muối clorua và muối sunfat trung hòa) và 17,89 gam hỗn hợp kết tủa. Phần trăm khối lượng của Al2O3 có trong X là A. 20,40%. B. 28,09%. C. 33,12%. D. 44,48%. 2.3.2..1. Một số ví dụ có liên quan đến đồ thị Ví dụ 1: [2] Nhỏ từ từ đến dư dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch gồm Al2(SO4)3 và AlCl3. Sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa (y gam) vào số mol Ba(OH)2 (x mol) được biểu diễn bằng đồ thị bên, khối lượng kết tủa cực đại là m gam. Giá trị của m là A. 10,11. B. 6,99. C. 11,67. D. 8,55. Hướng dẫn giải: Đặt Giai đoạn 1: 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)2 ® 3BaSO4¯ + 2Al(OH)3¯ Khi số mol Ba(OH)2 = 0,03 Þ số mol Al2(SO4)2 = 0,01 Giai đoạn 2: 3Ba(OH)2 + 2AlCl3 ® 2Al(OH)3¯ + 3BaCl2 Giai đoạn 3: 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 ® Ba(AlO2)2 + 4H2O Giai đoạn 4: lượng kết tủa BaSO4 không đổi. Khi số mol Ba(OH)2 = 0,08, kết tủa Al(OH)3 vừa tan hết Þ 2.0,08 = Þ Kết tủa cực đại: Þ đáp án A. Ví dụ 2: [2] Nhỏ từ từ đến dư dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch chứa m gam hỗn hợp Al2(SO4)3 và Al(NO3)3. Sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa (y gam) vào số mol Ba(OH)2 (x mol) được biểu diễn bằng đồ thị bên. Giá trị của m là A. 5,97. B. 7,26. C. 7,68. D. 7,91. Hướng dẫn giải: Đặt Giai đoạn 1: 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)2 ® 3BaSO4¯ + 2Al(OH)3¯ Khi y = 4,275 Þ 233.3a + 78.2a = 4,275 Þ a = 0,005 Giai đoạn 2: 3Ba(OH)2 + 2Al(NO3)3 ® 2Al(OH)3¯ + 3Ba(NO3)2 Khi x = 0,045 Þ nOH- = 0,09 = 3nAl3+ Þ 3(2a+b) = 0,09 Þ b = 0,02 Þ m = 0,005.342 + 0,02.213 = 5,97 gam Þ đáp án A. Nhận xét: Nhìn chung các phương trình phản ứng và cách làm 2 ví dụ trên tương tự nhau. Điều đó cho thấy Bộ GDĐT đã đưa ra các câu cho các mã đề với mức độ tương đương nhau. Ví dụ 3: [4] Nhỏ từ từ đến dư dung dịch H2SO4 vào dung dịch chứa đồng thời NaAlO2, Ba(AlO2)2, Ba(OH)2. Sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa (y gam) vào 0 a 2,5a 4a 7a x (mol) m 105,05 y (gam) số mol H2SO4 tham gia phản ứng (x mol) được biểu diễn bằng đồ thị sau: Giá trị m là A. 89,45. B. 77,70. C. 93,35. D. 81,65. Hướng dẫn giải: Trước hết ta hiểu các giai đoạn trên đồ thị như sau: Giai đoạn 1: H2SO4 + Ba(OH)2 ® BaSO4¯ 2H2O Giai đoạn 2: H2SO4 + 2H2O + Ba(AlO2)2 ® BaSO4¯ + 2Al(OH)3¯ Giai đoạn 3: H2SO4 + H2O + 2NaAlO2 ® 2Al(OH)3¯ + Na2SO4 Giai đoạn 4: 2Al(OH)3 + 3H2SO4 ® Al2(SO4)3 + 6H2O Giai đoạn 5: Kết tủa BaSO4 không đổi. Từ đồ thị ta có: Khi Þ Al(OH)3 tan ra 0,2 mol Þ m = 105,05 – 0,2.78 = 89,45 Þ đáp án A. Nhận xét: Ở đây tôi viết các giai đoạn nhằm mục đích mang tính chất giải thích cho học sinh là chính. Khi học sinh đã rèn thành kỹ năng thì có thể không cần viết các phương trình của các giai đoạn. 0 1300 70 m V Ví dụ 4: [6] Hòa tan hoàn toàn a gam Al trong dung dịch Ba(OH)2, thu được dung dịch X. Nhỏ rất từ từ dung dịch H2SO4 0,5M vào dung dịch X và lắc nhẹ để các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tổng khối lượng kết tủa (m gam) theo thể tích dung dịch H2SO4 (V ml) như sau: Giá trị của a là A. 5,40. B. 8,10. C. 4,05. D. 6,75. Hướng dẫn giải: Giai đoạn 1: H2SO4 + Ba(OH)2 ® BaSO4¯ + 2H2O Giai đoạn 2: H2SO4 + 2H2O + Ba(AlO2)2 ® BaSO4¯ + 2Al(OH)3¯ Kết tủa: Giai đoạn 3: Kết tủa tan dần: 2Al(OH)3 + 3H2SO4 ® Al2(SO4)3 + 6H2O Khi Al(OH)3 vừa tan hết: Þ 1,3 – 2x = 4.2y (2) Giải hệ (1), (2) được: x = 0,05; y = 0,15. Þ nAl = 0,3 Þ m = 0,3.27 = 8,1 Þ đáp án B. Ví dụ 5: [4] Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch chứa đồng thời HCl và Al2(SO4)3. Đồ thị phụ thuộc khối lượng kết tủa và số mol Ba(OH)2 được biểu diễn như hình sau: Tổng (x + y) gần nhất với A. 140. B. 154. C. 138. D. 143. Hướng dẫn giải: Dễ thấy: Tại vị trí : Þ Þ đáp án D. Nhận xét: có thể giải thích thêm cho học sinh các giai đoạn trên đồ thị: Giai đoạn 1: H+ + OH- ® H2O Þ nHCl = 0,4. Giai đoạn 2: hết, Al3+ dư Giai đoạn 3: Giai đoạn 4: Þ Þ Ví dụ 6 : [7] Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Ba, BaO, Al và Al2O3 trong nước dư, thu được a mol H2 và dung dịch X. Cho từ từ dung dịch H2SO4 1M vào dung dịch X, phản ứng được biểu diễn theo đồ thị sau: Giá trị của m là A. 31,36. B. 32,64. C. 40,80. D. 39,52. Hướng dẫn giải: Quy hỗn hợp ban đầu về: BT.e có: 2(x + y) + 3.2y = 2z + 2a (1) Giai đoạn 1: H2SO4 + Ba(OH)2 ® BaSO4¯ + 2H2O Þ Þ x = a (2) Giai đoạn 2: H2SO4 + 2H2O + Ba(AlO2)2 ® BaSO4¯ + 2Al(OH)3¯
Tài liệu đính kèm:
- skkn_ren_luyen_ky_nang_giai_mot_so_bai_toan_phuc_tap_lien_qu.docx