Chuyên đề Giải bài toán co2 và dung dịch kiềm bằng hình vẽ

GIẢI BÀI TOÁN CO2 + DUNG DỊCH KIỀM BẰNG HÌNH VẼ
Dạng toán này có nhiều cách giải khác nhau. Tuy nhiên đối với học sinh không chuyên Hóa thì mấy bài này thường rất vất vả để có kết quả đúng, thậm chí một số bài nếu không chú ý kĩ thì những học sinh giỏi Hóa cũng mắc sai lầm. Với cách giải bằng hình vẽ này sẽ giúp các bạn không chuyên hóa giải bài này dễ dàng hơn, các bạn giỏi Hóa tránh phải sai lầm.
(Thông thường mới đầu tiếp cận phương pháp này các bạn thường cho nó khó hiểu – chỉ cần chịu khó làm quen dần, hiểu cho rõ các điểm cụ thể thì sự khó chịu sẽ biến mất. Just do it (cứ làm đi)
Bài toán: Cho CO2 vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)2 và b mol NaOH thu được x mol kết tủa. 
nCaCO3 (mol)
a
nCO2 (mol)
a
a+b
2a+b
x
x 
(2a+b-x) 
x 
Số mol kết tủa và số mol CO2 được biểu diễn theo đồ thị sau: (hình thang cân)
Áp dụng
Bài 1. Hấp thụ hoàn toàn 2,912 lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch gồm NaOH 0,1M và Ca(OH)2 0,5M thu được m gam kết tủa. Tính m?
nCaCO3 (mol)
0,1
nCO2 (mol)
0,12
0,22
0,1
0,13
x
x
Giải: nCO2 = 0,13 mol, 
→ 0,13 = 0,22 – x → x = 0,09 mol 
→ m = 0,09.100 = 9 gam 
Bài 2. Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch gồm KOH 0,3M và Ba(OH)2 0,4M thu được m gam kết tủa và dung dịch A. Tính m?
nBaCO3 (mol)
0,08
nCO2 (mol)
0,08
0,14
0,22
0,12
Giải: nCO2 = 0,12 mol.
→ nkết tủa = 0,08 mol 
→ m = 0,08. 197 = 15,76 gam 
nCaCO3 (mol)
0,1
0,2
0,1
0,15
x
Bài 3. Hấp thụ hết 3,36 lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 0,5M thu được m gam kết tủa. Tính m?
Giải: bài này b = 0 nên ta có đồ thị như sau
nCO2 = 0,15 mol
→ 0,15 = 0,2 – x → x = 0,05 mol
m kết tủa = 0,05.100 = 5 gam
nCO2 (mol)
Bài 4. Cho 4,48 lít CO2 (đktc) tác dụng hết với 200 ml dung dịch gồm NaOH x (mol/l) và Ca(OH)2 0,7M thu được 12 gam kết tủa và dung dịch A. Tính x?
Giải: nCO2 = 0,2 mol, nCaCO3 = 0,12 mol, a = 0,14 mol; b = 0,2x mol
nCaCO3 (mol)
0,14
nCO2 (mol)
0,28+0,2x
0,14
0,12
0,28 + 0,2x - 0,12 
→ 0,2 = 0,28 + 0,2x – 0,12 → x = 0,2. 
Bài 5. Sục V lít CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ca(OH)2 1M. Sau phản ứng thu được 13 gam kết tủa. Tính V?
nCaCO3 (mol)
0,15
0,3
0,15
? 
0,13
?
Giải: Nhìn vào đồ thị, ta thấy với một giá trị kết tủa có 2 giá trị CO2 tương ứng. 
Trường hợp 1: nCO2 = 0,13 mol = 2,912 lít
Trường hợp 2: nCO2 = 0,3 – 0,13 = 0,17 mol = 3,808 lít
nCO2 (mol)
nBaCO3 (mol)
0,03
nCO2 (mol)
0,07
0,02
0,02
0,07 – 0,02 
Bài 6. Dẫn V lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch KOH 0,1M và Ba(OH)2 0,3M. Sau phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa. Tính V?
Giải: a = 0,03; b = 0,01; x = 0,02
TH1: nCO2 = 0,02 mol = 0,448 lít
TH2: nCO2 = 0,07 – 0,02 = 0,05 mol = 1,12 lít
Bài 7. Khi cho V ml CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch Ca(OH)2 0,2M thu được a gam kết tủa. Nếu cho 3V ml CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch Ca(OH)2 0,2M cũng thu được a gam kết tủa. Tính a, V?
Giải: 
V/22,4 = a/100 (1)
3V/22,4 = 0,04 – a/100 (2)
(1,2) => V = 0,224 lít = 224 ml; a = 1 gam.
Bài 8. Khi cho 2V ml CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ba(OH)2 0,25M thu được 7x gam kết tủa. Nếu cho 3V ml CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ba(OH)2 0,25M thì thu được 3x gam kết tủa. Tính V?
nBaCO3 (mol)
0,0375
0,075
3V 
3x
2V
nCO2 (mol)
7x
2V
0,0375
nCaCO3 (mol)
0,02
0,04
0,02
3V/22,4 
a/100
V/22,4
nCO2 (mol)
Giải: Ứng với 3x mol kết tủa chỉ có một giá trị CO2 thích hợp là 3V.
3V = 0,075 – 3x (1)
Ứng với 7x mol kết tủa có 2 giá trị CO2 thích hợp
2V = 7x (2) hoặc 2V = 0,075 – 7x (3)
Với (1, 2) => x = 0,0055 mol; V = 0,0194 mol
0,0375
Ta thấy 2V = 0,0388 > 0,0375 (loại)
Với (1, 3) => x = 0,005 mol; V = 0,02 mol
Ta thấy 2V = 0,04 > 0,0375 (thỏa mãn). Vậy giá trị của V = 0,02.22,4 = 0,448 lít
Bài 9. Sục từ từ a mol khí CO2 vào 800 ml dung dịch X gồm KOH 0,5M và Ca(OH)2 0,2M. Tìm giá trị của a để thu được khối lượng kết tủa lớn nhất.