Giải bài toán Hóa học bằng “Sơ đồ đường chéo” - Như Dương

Nội dung text: Giải bài toán Hóa học bằng “Sơ đồ đường chéo” - Như Dương

1. Giải toán bằng “sơ đồ đường chéo” GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG “SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO” Sưu tầm: Như Dương Với hình thức thi trắc nghiệm khách quan, trong Hướng dẫn giải: một khoảng thời gian tương đối ngắn học sinh phải giải quyết một số lượng câu hỏi và bài tập khá lớn Áp dụng công thức (1): m | 15 25 | 10 1 (trong đó bài tập toán chiếm một tỉ lệ không nhỏ). 1 Đáp án A. Do đó việc tìm ra các phương pháp giúp giải m2 |45 25| 20 2 nhanh bài toán hóa học có một ý nghĩa quan trọng. Bài toán trộn lẫn các chất với nhau là một dạng Ví dụ 2. Để pha được 500 ml dung dịch nước bài hay gặp trong chương trình hóa học phổ thông. muối sinh lí (C = 0,9%) cần lấy V ml dung dịch Ta có thể giải bài tập dạng này theo nhiều cách NaCl 3%. Giá trị của V là: khác nhau, song cách giải nhanh nhất là “phương A. 150 B. 214,3 C. 285,7 D. 350 pháp sơ đồ đường chéo”. Hướng dẫn giải: Nguyên tắc: Trộn lẫn 2 dung dịch: Ta có sơ đồ: V1(NaCl) 3 |0 - 0,9| Dung dịch 1: có khối lượng m1, thể tích V1, 0,9 V (H O) 0 |3 - 0,9| nồng độ C1 (C% hoặc CM), khối lượng riêng d1. 2 2 Dung dịch 2: có khối lượng m2, thể tích V2, 0,9 V1 500 150 (ml) Đáp án A. nồng độ C2 (C2 > C1), khối lượng riêng d2. 2,1 0,9 Dung dịch thu được có m = m1 + m2, V = V1 + V2, nồng độ C (C1 < C < C2), khối lượng riêng d. Phương pháp này không những hữu ích trong Sơ đồ đường chéo và công thức tương ứng với việc pha chế các dung dịch mà còn có thể áp dụng mỗi trường hợp là: cho các trường hợp đặc biệt hơn, như pha một chất a) Đối với nồng độ % về khối lượng: rắn vào dung dịch. Khi đó phải chuyển nồng độ của chất rắn nguyên chất thành nồng độ tương ứng m1 C1 |C2 - C| m1 | C2 C| C → (1) với lượng chất tan trong dung dịch. m2 | C1 C | m2 C2 |C1 - C| Ví dụ 3. Hòa tan 200 gam SO vào m gam dung b) Đối với nồng độ mol/lít: 3 dịch H2SO4 49% ta được dung dịch H 2SO4 78,4%. V1 C1 |C2 - C| V1 | C2 C| Giá trị của m là: C → (2) V2 | C1 C | A. 133,3 B. 146,9 C. 272,2 D. 300,0 V2 C2 |C1 - C| c) Đối với khối lượng riêng: Hướng dẫn giải: Phương trình phản ứng: SO3 + H2O → H2SO4 V1 d1 |d2 - d| V1 | d 2 d | d → (3) 98 100 V | d d | 100 gam SO3 → 122,5 gam H2SO4 V2 d2 |d1 - d| 2 1 80 Nồng độ dung dịch H2SO4 tương ứng: 122,5% Khi sử dụng sơ đồ đường chéo ta cần chú ý: Gọi m1, m2 lần lượt là khối lượng SO 3 và dung *) Chất rắn coi như dung dịch có C = 100% dịch H2SO4 49% cần lấy. Theo (1) ta có: *) Dung môi coi như dung dịch có C = 0% m1 | 49 78,4 | 29,4 *) Khối lượng riêng của H2O là d = 1 g/ml m2 |122,5 78,4 | 44,1 Sau đây là một số ví dụ sử dụng phương pháp 44,1 m Đáp án D.200 300 (gam) đường chéo trong tính toán pha chế dung dịch. 2 29,4 Dạng 1: Tính toán pha chế dung dịch Ví dụ 1. Để thu được dung dịch HCl 25% cần Điểm lí thú của sơ đồ đường chéo là ở chỗ phương pháp này còn có thể dùng để tính nhanh lấy m1 gam dung dịch HCl 45% pha với m 2 gam dung dịch HCl 15%. Tỉ lệ m /m là: kết quả của nhiều dạng bài tập hóa học khác. Sau 1 2 đây ta lần lượt xét các dạng bài tập này. A. 1:2 B. 1:3 C. 2:1 D. 3:1 Dạng 2: Bài toán hỗn hợp 2 đồng vị - 1 -
2. Giải toán bằng “sơ đồ đường chéo” Đây là dạng bài tập cơ bản trong phần cấu tạo phản ứng, đặt ẩn). Tuy nhiên cũng có thể nhanh nguyên tử. chóng tìm ra kết quả bằng cách sử dụng sơ đồ Ví dụ 4. Nguyên tử khối trung bình của brom là đường chéo. 79,319. Brom có hai đồng vị bền: 79 Br và 81 Br. 35 35 Ví dụ 7. Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M 81 Thành phần % số nguyên tử của 35 Br là: vào 200 ml dung dịch H3PO4 1,5M. Muối tạo thành A. 84,05 B. 81,02 C. 18,98 D. 15,95 và khối lượng tương ứng là: A. 14,2 gam Na2HPO4; 32,8 gam Na3PO4 Hướng dẫn giải: B. 28,4 gam Na2HPO4; 16,4 gam Na3PO4 Ta có sơ đồ đường chéo: C. 12,0 gam NaH2PO4; 28,4 gam Na2HPO4 81 D. 24,0 gam NaH2PO4; 14,2 gam Na2HPO4 35Br (M=81) 79,319 - 79 = 0,319 Hướng dẫn giải: A=79,319 79 n NaOH 0,25.2 5 35Br (M=79) 81 - 79,319 = 1,681 Có: 1 2 n 0,2.1,5 3 % 81Br 0,319 0,319 H3PO4 35 81 79 %35 Br 100% Tạo ra hỗn hợp 2 muối: NaH PO , Na HPO % Br 1,681 1,681 0,319 2 4 2 4 35 Sơ đồ đường chéo: % 81Br 15,95% Đáp án D. 2 35 Na HPO (n = 2) |1 - 5/3|= 2 4 1 5 3 n = Dạng 3: Tính tỉ lệ thể tích hỗn hợp 2 khí 3 1 NaH2PO4 (n2 = 1) |2 - 5/3| = Ví dụ 5. Một hỗn hợp gồm O 2, O3 ở điều kiện 3 tiêu chuẩn có tỉ khối đối với hiđro là 18. Thành n Na2HPO4 2 phần % về thể tích của O3 trong hỗn hợp là: n 2n n 1 Na2HPO4 NaH2PO4 A. 15% B. 25% C. 35% D. 45% NaH2PO4 Hướng dẫn giải: Mà n n n 0,3 (mol) Na2HPO4 NaH2PO4 H3PO4 Áp dụng sơ đồ đường chéo: n 0,2 (mol) Na2HPO4 V M1= 48 |32 - 36| O3 n 0,1(mol) M = 18.2 =36 NaH2PO4 V M2= 32 |48 - 36| m 0,2.142 28,4 (g) O2 Na2HPO4 Đáp án C. VO 4 1 1 m 0,1.120 12,0 (g) 3 %V 100% 25% NaH2PO4 V 12 3 O3 3 1 O2 Dạng 5: Bài toán hỗn hợp 2 chất vô cơ của 2 Đáp án B. kim loại có cùng tính chất hóa học Ví dụ 6. Cần trộn 2 thể tích metan với một thể Ví dụ 8. Hòa tan 3,164 gam hỗn hợp 2 muối tích đồng đẳng X của metan để thu được hỗn hợp CaCO3 và BaCO3 bằng dung dịch HCl dư, thu khí có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 15. X là: được 448 ml khí CO2 (đktc). Thành phần % số mol A. C3H8 B. C4H10 C. C5H12 D. C6H14 của BaCO3 trong hỗn hợp là: Hướng dẫn giải: A. 50% B. 55% C. 60% D. 65% Ta có sơ đồ đường chéo: Hướng dẫn giải: V M1= 16 |M2 - 30| CH4 0,448 3,164 M = 15.2 =30 n 0,02 (mol) M 158,2 V M = M |16 - 30| CO2 22,4 0,02 M2 2 2 V Áp dụng sơ đồ đường chéo: CH4 | M 2 - 30 | 2 | M 2 - 30 | 28 VM 14 1 BaCO3(M1= 197) |100 - 158,2| = 58,2 2 M=158,2 M2 = 58 14n + 2 = 58 n = 4 CaCO3(M2 = 100) |197 - 158,2| = 38,8 X là: C4H10 Đáp án B. 58,2 %n BaCO 100% 60% Dạng 4: Tính thành phần hỗn hợp muối trong 3 58,2 38,8 phản ứng giữa đơn bazơ và đa axit Đáp án C. Dạng bài tập này có thể giải dễ dàng bằng Dạng 6: Bài toán trộn 2 quặng của cùng một phương pháp thông thường (viết phương trình kim loại - 2 -
3. Giải toán bằng “sơ đồ đường chéo” Đây là một dạng bài mà nếu giải theo cách thông thường là khá dài dòng, phức tạp. Tuy nhiên Một số bài tập tham khảo: nếu sử dụng sơ đồ đường chéo thì việc tìm ra kết BT 1. Để thu được dung dịch CuSO4 16% cần quả trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều. lấy m gam tinh thể CuSO .5H O cho vào m gam Để có thể áp dụng được sơ đồ đường chéo, ta 1 4 2 2 dung dịch CuSO4 8%. Tỉ lệ m1/m2 là coi các quặng như một “dung dịch” mà “chất tan” A. 1/3 B. 1/4 C. 1/5 D. 1/6 là kim loại đang xét, và “nồng độ” của “chất tan” chính là hàm lượng % về khối lượng của kim loại BT 2. Hòa tan hoàn toàn m gam Na 2O nguyên trong quặng. chất vào 40 gam dung dịch NaOH 12% thu được dung dịch NaOH 51%. Giá trị của m (gam) là Ví dụ 9. A là quặng hematit chứa 60% Fe2O3. B A. 11,3 B. 20,0 C. 31,8 D. 40,0 là quặng manhetit chứa 69,6% Fe 3O4. Trộn m 1 tấn quặng A với m2 tấn quặng B thu được quặng C, mà BT 3. Số lít nước nguyên chất cần thêm vào 1 từ 1 tấn quặng C có thể điều chế được 0,5 tấn gang lít dung dịch H2SO4 98% (d = 1,84 g/ml) để được chứa 4% cacbon. Tỉ lệ m1/m2 là: dung dịch mới có nồng độ 10% là A. 5/2 B. 4/3 C. 3/4 D. 2/5 A. 14,192 B. 15,192 C. 16,192 D. 17,192 Hướng dẫn giải: BT 4. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63 65 Số kg Fe có trong 1 tấn của mỗi quặng là: 63,54. Đồng có hai đồng vị bền: 29 Cu và 29 Cu . 60 112 65 +) Quặng A chứa: 1000  420 (kg) Thành phần % số nguyên tử của 29 Cu là 100 160 A. 73,0% B. 34,2% C. 32,3% D. 27,0% 69,6 168 +) Quặng B chứa: 1000 504 (kg) 100 232 BT 5. Cần lấy V 1 lít CO2 và V 2 lít CO để điều chế 24 lít hỗn hợp CO và CO có tỉ khối hơi đối 4 2 +) Quặng C chứa: 500 1 480 (kg) với metan bằng 2. Giá trị của V (lít) là 100 1 A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 Sơ đồ đường chéo: mA 420 |504 - 480| = 24 BT 6. Thêm 150 ml dung dịch KOH 2M vào 480 120 ml dung dịch H3PO4 1M. Khối lượng các muối thu được trong dung dịch là mB 504 |420 - 480| = 60 A. 10,44 gam KH2PO4; 8,5 gam K3PO4 mA 24 2 Đáp án D. B. 10,44 gam K2HPO4; 12,72 gam K3PO4 m 60 5 B C. 10,24 gam K2HPO4; 13,5 gam KH2PO4 D. 13,5 gam KH2PO4; 14,2 gam K3PO4 Trên đây là một số tổng kết về việc sử dụng phương pháp sơ đồ đường chéo trong giải nhanh BT 7. Hòa tan 2,84 gam hỗn hợp 2 muối CaCO3 bài toán hóa học. Các dạng bài tập này rất đa và MgCO3 bằng dung dịch HCl dư, thu được 0,672 dạng, vì vậy đòi hỏi chúng ta phải nắm vững lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Thành phần % số phương pháp song cũng cần phải có sự vận dụng mol của MgCO3 trong hỗn hợp là một cách linh hoạt đối với từng trường hợp cụ thể. A. 33,33% B. 45,55% C. 54,45% D. 66,67% Để làm được điều này các bạn cần phải có sự suy BT 8. A là khoáng vật cuprit chứa 45% Cu2O. B nghĩ, tìm tòi để có thể hình thành và hoàn thiện kĩ là khoáng vật tenorit chứa 70% CuO. Cần trộn A năng giải toán của mình. Chúc các bạn thành và B theo tỉ lệ khối lượng T = m A/mB như thế nào công. để được quặng C, mà từ 1 tấn quặng C có thể điều chế được tối đa 0,5 tấn đồng nguyên chất. T bằng A. 5/3 B. 5/4 C. 4/5 D. 3/5 - 3 -