(1) Phương pháp bảo tồn điện tích trong hóa họcPhương pháp giải 1. Nội dung + Nguyên tử, phân tử, dung dịch ln trung hịa về điện + Trong nguyên tử: Số proton = số electron + Trong dung dịch: số mol x điện tích âm = số mol x điện tích dương + Đối với bài toán dung dịch + Trong bài tốn có xuất hiện các chất điện li mạnh: muối, axit, bazơ Chú ý: Với phương pháp này thường sử dụng kết hợp với các phương pháp sau: + Bảo toàn khối lượng + Bảo toàn nguyên tố + Viết phương trình ion rút gọn `Phương pháp này thường chỉ sử dụng với bài tồn vơ cơ Ví dụ 1: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần: 0,01 mol Na+; 0,02 mol Mg2+; 0,015 mol SO42-; x mol Cl-. Gía trị của x là: A. 0,015 B. 0,035 C. 0,02 D. 0,01 Giải: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có: nNa+ + 2n Mg2+ = 2 nSO42- + nCl -⇒ 0,01 + 2.0,02 = 2.0,015 + x ⇒ x = 0,02 ⇒ Đáp án C Ví dụ 2: Dung dịch A chứa hai cation là Fe2+: 0,1mol và Al3+: 0,2 mol và hai anion là Cl-: x mol và SO42+: y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9g hỗn hợp muối khan. Gía trị của x, y lần lượt là: A. 0,6 và 0,1 B. 0,3 và 0,2 C. 0,5 và 0,15 D. 0,2 và 0,3 Giải: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có: 2nFe2+ + 3nAl3+ = nCl- + 2nSO4 2-⇒ x + 2y = 0,8 (1) Khi cô cạn dung dịch: mmuối = ∑ mion ⇒ 0,1.56 + 0,2.27 + 35,5x + 96y = 46,9 (2) Từ (1)(2) ⇒ x = 0,2 mol; y = 0,3 mol ⇒ Đáp án D Ví dụ 3: Chia hỗn hợp X gồm hai kim loại có hóa trị khơng đổi thành 2 phần bằng nhau Phần 1: Hịa tan hồn tồn bằng dung dịch HCl dư thu được 1,792 lít H2 (đktc) Phần 2: Nung trong khơng khí dư thu được 2,84g hỗn hợp rắn chỉ gồm các oxit. Khối lượng hỗn hợp X là: B. 1,8g C. 2,4g D. 3,12g Giải: Ta có: Tổng số mol x điện tích dương ( của hai kim loại) trong 2 phần là bằng nhau ⇒Tổng số mol x điện tích âm của 2 phần cũng bằng nhau O2- (trong oxit) ⇔ 2Cl -nCl- = nH+ = 2 nH2 = 2. 1,792/22,4 = 0,16 mol ⇒ nO( trong oxit) = 0,08 Trong một phần: mkim loại = moxit – moxi = 2,84 – 0,08.16 = 1,56g ⇒ mX = 2.1,56 = 3,12g ⇒ Đáp án D Ví dụ 4: Hịa tan hồn tồn 10g hỗn hợp X gồm Mg và Fe bằng dung dịch HCl 2M. Kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch Y và 5,6 lít H2 (đktc). Để kết tủa hồn tồn cation có trong Y cần vừa đủ 300ml dung dịch NaOH 2M. Thể tịch dung dịch HCl đã dùng là: A. 0,2 lít B. 0,24 lít C. 0,3 lít D. 0,4 lít Giải: nN+ = nOH- = nNaOH = 0,6 mol Khi cho NaOH vào dung dịch Y ( chứa các ion: Mg2+ ; Fe2+; H+dư; Cl-) các ion dương sẽ tác dụng với dung dịch NaOH tạo kết tủa. ⇒ Dung dịch sau phản ứng chỉ gồm Na+ và Cl -⇒ nNa+ = nCl- = 0,6 mol ⇒ nH+ = nCl- = 0,6 mol ⇒ VHCl = 0,6/2 = 0,3 lít ⇒ Đáp án C Ví dụ 5: Để hịa tan hồn tồn 20g hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần vừa đủ 700ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X và 3,36 lít H2(đktc). Cho NaOH dư vào dung dịch X rồi lấy tồn bộ kết tủa thu được đem nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi thì lượng chất rắn thu được là: (3) Ta có: nHCl hịa tan Fe = 2n H2 = 0,3 mol nHCl hòa tan các oxit = 0,7 – 0,3 = 0,4 mol Theo định luật bảo tồn điện tích ta có: nO2-(oxit) = ½ n Cl- = 0,2 mol ⇒ mFe (trong X) = moxit – moxi = 20 – 0,2.16 = 16,8g ⇒ nFe = 0,3 mol Bảo toàn nguyên tố ta có: nFe2O3 = ½ nFe = 0,15mol ⇒ mc/rắn = mFe2O3 = 0,15. 160 = 24g ⇒ Đáp án C Ví dụ 6: Hịa tan hồn tồn 15,6g hỗn hợp gồm Al và Al2O3 trong 500ml dung dịch NaOH 1M thu được 6,72 lít H2 ( đktc) và dung dịch X. Thể tích HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu được lượng kết tủa lớn nhất là: A. 0,175 lít B. 0,25 lít C. 0,125 lít D. 0,52 lít Giải: Dung dịch X chứa các ion Na+ ; AlO2-; OH- dư ( có thể có) Áp dụng định luật bảo tồn điện tích: nAlO2 + nOH- = nNa+ = 0,5 Khi cho HCl vào dung dịch X: H+ + OH- → H2O (1) H+ + AlO2- + H2O → Al(OH)3 (2) 3H+ + Al(OH)3 → Al3+ + 3H2O (3) Để kết tủa lớn nhất ⇒ không xảy ra phản ứng (3) ⇒ nH+ = nAlO2- + nOH- = 0,5 mol ⇒ VHCl = 0,5/2 = 0,25 (lít) ⇒ Đáp án B Ví dụ 7: Cho hỗn hợp X gồm X mol FeS2 và 0,045 mol Cu2S tác dụng vừa đủ với HNO3 lỗng đun nóng thu được dung dịch chỉ chứa muối sunfat của các kim loại và giải phóng khí NO duy nhất. Gía trị của x là: A. 0,045 B. 0,09 C. 0,135 D. 0,18 Giải: Áp dụng bảo toàn nguyên tố: Fe3+: x mol; Cu2+: 0,09 mol; SO42-: (x + 0,045) mol Áp dụng định luật bảo tồn điện tích trong dung dịch chỉ chứa muối sunfat ta có: 3nFe3+ + 2nCu2+ = 2nSO4 2-⇒ 3x + 2.0,09 = 2.(x + 0,045) ⇒ x = 0,09 (4) Ví dụ 8: Cho m gam hỗn hợp Cu, Zn, Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 lỗng, dư. Cơ cạn cẩn thận dung dịch thu được sau phản ứng thu được (m + 62) gam muối khan. Nung nóng hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng khơng đổi thu được chất rắn có khối lượng là: A. (m + 4) gam B. (m + 8) gam C. (m + 16) gam D. (m + 32) gam Giải: Kim loại + HNO3 → Muối nitrat Ta có: mmuối – mkim loại = m NO3 = 62g n NO3- = 1 mol Muối nitrat ( Cu, Zn, Mg) Oxit Bảo tồn điện tích ta có: n NO3 (muối) =2 nO2-(oxit) ( cùng = số mol cation) ⇒ nO ( oxit) = 0,5 mol ⇒ mc/rắn = mkim loại + moxi = m + 0,5.16 = m + 8 (gam) ⇒ Đáp án B Ví dụ 9: Dung dịch X chứa 0,025 mol CO32-; 0,1 mol Na+; 0,25 mol NH4+ và 0,3 mol Cl-. Cho 270ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào đun nóng nhẹ (giả sử H2O bay hơi không đáng kể). Tổng khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH)2 sau quá trình phản ứng giảm đi là: A. 4,215g Giải: n Ba(OH)2 = 0,054 mol ⇒ nBa2+ = 0,054 mol; nOH- = 0,108 mol CO32- + Ba2+ → BaCO3↓ NH4+ + OH- → NH3 + H2O Ta có: nBa2+ > nCO32-⇒ nBaCO3 = 0,025 mol n NH4+ > n OH-⇒ nNH3 = nOH- = 0,108 mol Khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH)2 giảm đi = mNH3 + mBaCO3 = 0,025.197 + 0,108.17 = 6,761g ⇒ Đáp án C Ví dụ 10: Trộn 100ml dung dịch AlCl3 1M với 200ml dung dịch NaOH 1,8M đến khi phản ứng hồn tồn thì lượng kết tủa thu được là: A. 3,12g B. 6,24g C. 1,06g D. 2,08g Giải: (5) Al(3+ + 3OH- → Al(OH)3 Ta có n Al(3+ < 3 n OH-⇒ OH- dư; n Al(OH)3 > n OH- dư ⇒ Al(OH)3 tan một phần ⇒ nAl(OH)3 không tan = 0,1 – 0,06 = 0,04 mol mkết tủa = mAl(OH)3 = 0,04 . 78 = 3,12g ⇒ Đáp án A Bài 1: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol Mg2+; c mol Cl- và d mol SO42-. Biểu thức liên hệ giữa a, b, c, d là: A. a + 2b = c + 2d B. a + 2b = c + d C. a + b = c + d D. 2a + b = 2c + d Hiển thị đáp án Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có: nNa+ + 2nMg2+ = nCl- + 2 nSO4 2-⇒ a + 2b = c + 2d ⇒ Đáp án A Bài 2: Dung dịch Y chứa Ca2+ 0,1 mol, Mg2+ 0,3 mol, Cl- 0,4 mol, HCO3- y mol. Khi cô cạn dung dịch Y thì lượng muối khan thu được là: A. 37,4g B. 49,8g C. 25,4g D. 30,5g Hiển thị đáp án Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có: nHCO3- = 2nCa2+ + 2n Mg2+ - nCl- = 0,2 + 0,6 – 0,4 = 0,4 mol m muối = m HCO3 + mCa2+ + mMg2+ + mCl- = 0,1.40 + 0,3.24 + 0,4.35,5 + 0,4.61 m muối = 49,8g ⇒ Đáp án B Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 10g hỗn hợp X gồm Mg và Fe bằng dung dịch HCl 2M.Kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch Y và 5,6l khí H2 (đktc). Để kết tủa hoàn toàn các cation có trong Y cần vừa đủ 300ml NaOH 2M.Thể tích dungdịch HCl đã dùng là: A. 0,2 lít B. 0,24 lít C. 0,3 lít D. 0,4 lít (6) B. 18,5g C. 16,25 D. 13,5g Hiển thị đáp án nNa+ = nOH- = nNaOH = 0,6M X + NaOH → dung dịch Y(Mg2+ ;Fe2+;H+ dư;Cl-) NaOH + Y: Mg2+; Fe2+ kết tủa với OH- . ⇒ dung dịch thu được sau phản ứng chỉ chứa Na+ và Cl-. ⇒ nCl- = nNa+=0,6⇒ VHCl=0,6 : 2= 0,3lít ⇒ Đáp án C nHCl đã dùng = 0,6mol nH2 = 0,25 mol ⇒ nHCl pư kim loại = 2nH2 = 0,5mol ⇒ nNaOH pư HCl = n HCl dư = 0,6 – 0,5 = 0,1 mol nNaOH tạo kết tủa với kim loại = 0,6 – 0,1 = 0,5 mol mkết tuả = mKL + mOH = 10 + 0,5.17 = 18,5g ⇒ Đáp án B Bài 4: Cho hịa tan hồn tồn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 trong 500 dung dịch NaOH 1M thu được 6,72 lít H2 (đktc)Và dung dịch X. Thể tích HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu được lượng kết tủa lớn nhất: A. 0,175 lít. B. 0,25 lít. C. 0,25 lít. D. 0,52 lít. Hiển thị đáp án Dung dịch X chứa các ion Na+ ; AlO2- ; OH- dư (có thể). Áp dụng định luật Bảo tồn điện tích: Khi cho HCl vaof dung dịch X: H+ + OH- → H2O (1) H+ + AlO2- + H2O → Al(OH)3 ↓ (2) 3H+ + Al(OH)3 → Al3+ + 3H2O (3) Để kết tủa là lớn nhất, thì khơng xảy ra (3) và n H+ = n AlO2- + n OH- = 0,5 mol ⇒ VHCl = 0,5/2 = 0,25 (lít) ⇒ Đáp án C Bài 5: Một dung dịch X chứa 0,02mol Cu2+; 0,03mol K+; x mol Cl- và y mol SO42- Tổng khối lượng các muối tan trong dung dịch là 5,435g. Giá trị của x và y lần lượt là : A . 0,01 và 0,03 B. 0,02 và 0,05 C. 0,05 và 0,01 D. 0,03 và 0,02 Hiển thị đáp án Bảo toàn điện tích ta có: 2nCu2+ + nK+ = nCl- + 2nSO4 (7) mmuối = mCu2+ + mK+ + mCl- + mSO42- = 5,435 ⇒ 35,5x + 96y = 2,985 (2) Từ (1)(2) ⇒ x = 0,03; y = 0,02 ⇒ Đáp án D Bài 6: Dung dịch X chứa các ion: Fe3+, SO42-, NH4+, Cl-. Chia dung dịch X thành 2 phần bằng nhau: + Phần 1: Tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, đun nóng thu được 0,672 lít khí ( ở đktc) và 1,07g kết tủa + Phần 2: Tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2 thu được 4,66g kết tủa Tổng khối lượng các muối khan thu được khi cô cạn dung dịch X là ( q trình cơ cạn chỉ có bay hơi nước) A. 3,73g B. 7,04g C. 7,46g D. 3,52g Hiển thị đáp án Phần 1: 0,672l khí là khí NH3; n NH3 = n NH4+ = 0,03 mol 1,07g kết tuả là Fe(OH)3; nFe(OH)3 = nFe3+ = 0,01 mol Phần 2: 4,66g kết tủa là BaSO4; nBaSO4 = n SO42- = 0,02 mol Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có: nCl- = 3nFe3+ + nNH4+ - 2nSO42- = 0,03 + 0,03 – 0,04 = 0,02 mol ⇒ Đáp án C Bài 7: Hịa tan hồn tồn 5,94g hỗn hợp hai muối clorua của 2 kim loại nhóm IIA vào nước được 100ml dung dịch X. Để làm kết tủa hết ion Cl có trong dung dịch X trên ta cho toàn bộ lượng dung dịch X trên tác dụng với dung dịch AgNO3. Kết thúc thí nghiệm, thu được dung dịch Y và 17,22g kết tủa. Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là: A. 4,86g B. 5,4g C. 7,53g D. 9,12g Hiển thị đáp án 17,22g kết tủa là AgCl; nAgCl = 0,12 mol ⇒ nCl- = 0,12 mol Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: nCl- = n NO3- = 0,12 mol( bằng số mol điện tích của cation) mcation kim loại = mmuối clorua – mCl = 5,94 – 0,12.35,5 = 1,68g mmuối nitrat (Y) = mkim loại + mNO3 = 1,68 + 0,12.62 = 9,12g (8) Bài 8: Trộn dung dịch chứa Ba2+; OH- 0,06mol và Na+ 0,02 mol với dung dịch chứa HCO3- 0,04 mol; CO32- 0,03 mol và Na+. Khối lượng kết tủa thu được sau khi trộn 2 dung dịch trên là: A. 3,94g B. 5,91g C. 7,88g D. 1,71g Hiển thị đáp án Bảo tồn điện tích với dung dịch chứa Ba2+ ; OH- 0,06mol và Na+ 0,02 mol ⇒ nBa2+ =(0,06-0,02)/2 = 0,02 mol Bảo tồn điện tích với dung dịch chứa HCO3 0,04 mol; CO32- 0,03 mol và Na+ ⇒ nNa+ = 0,04 + 0,03 = 0,07 mol Khi trộn 2 dung dịch vào ta có: HCO3- + OH- → CO32- + H2O nOH- > nHCO3-⇒ OH- dư nCO32- sinh ra = nHCO3- = 0,04 mol ∑n CO3 = 0,03 + 0,04 = 0,07 mol Ba2+ + CO32- → BaCO3 ↓ n Ba2+ < n CO32-⇒ nBaCO3 = n Ba2+ = 0,02 mol mkết tủa = 0,02. 197 = 3,94g ⇒ Đáp án A Bài 9: Cho 24,4g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 sau phản ứng thu được 39,4g kết tuả. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối clorua khan. A. 2,66g B. 22,6g C. 26,6g D. 6,26g Hiển thị đáp án mkết tủa = m BaCO3 = 39,4g ⇒ n BaCO3 = 0,2 mol ⇒ n CO32- = 0,2 mol m cation kim loại = m muối - mCO3 = 24,4 – 0,2.60 = 12,4g Bảo toàn điện tích ta có: 2nCO32- = nCl- = 0,4( bằng số mol điện tích cation) mmuối clorua = mkim loại + mCl = 12,4 + 0,4.35,5 = 26,6g ⇒ Đáp án C Bài 10: Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và x mol Cu2S vào dung dịch HNO3 vừa đủ, thu (9) Hiển thị đáp án Dung dịch X chỉ chứa 2 muối là: Fe2(SO4)3 và CuSO4 n FeS2 = ½ n Fe2(SO4)3 = 0,06mol n CuSO4 = 2n Cu2S = 2x mol Bảo toàn nguyên tố S: 0,12.2 + x = 0,06.3 + 2x ⇒ x = 0,06 (10) Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh tiếng.I. Luyện Thi Online -Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học. -Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các Tấn. II. Khoá Học Nâng Cao và HSG -Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG. -Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.III. Kênh học tập miễn phí -HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất. -HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh. Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90% Học Toán Online cùng Chuyên Gia - - - - - |
