PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH pot

1 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. I. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP . 1. Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li trên cơ sở của định luật bảo toàn điện tích ta thấy có bao nhiêu điện tích tích dương hoặc điện tích âm của các ion chuyển vào trong kết tủa hoặc khi tách ra khỏi dung dịch thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu điện tích âm hoặc điện tích dương. 2.Tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm. Hay tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm. 3. Trong các phản ứng oxi hóa khử thì tổng số mol e do các chất khử nhường bằng tổng số mol e do các chất oxi hóa nhận. 4. Một hỗn hợp nhiều kim loại có hóa trị không đổi và có khối lượng cho trước sẽ phải nhường một số e không đổi cho bất kỳ tác nhân oxi hóa nào. II. PHẠM VI SỬ DỤNG. Định luật bảo toàn điện tích được áp dụng trong các trường nguyên tử, phân tử dung dịch trung hoà điện. Xác định khối lượng chất rắn sau khi cô cạn một dung dịch khi biết số mol của các ion trong dung dịch, xác định lượng mol, nồng độ… của ion nào đó khi biết lượng của ion khác. III. BÀI TOÁN ÁP DỤNG. Bài toán 1. ( Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A- 2008). Cho 11.36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phản ứng hết với dd HNO 3 loãng dư thu được 1.344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản ứng được m gam muối khan. Giá trị m là: 2 A. 34.36 gam. B. 35.50 gam. C. 49.09 gam D. 38.72 gam. Bài giải.  NO 1,344 n 0,06mol; 22,4   n Fe = m/56 mol Dựa vào ĐLBTKL ta có: O O 11,36 m m 11,36 m n mol 16      3 Fe Fe 3e m 3m mol; 56 56     2 O 2e O 11,36 m 2(11,36 m) 16 16       5 2 N 3e N 0,18 0,06mol      áp dụng ĐLBTĐT 3 muoi Fe Fe NO 3m 2(11,36 m) 0,18 m 8,96gam 56 16 m m m 8,96 62.3.n 8.96 8,96 62.3. 38,72 gam D dung 56                Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh. 3 3 3 3 3 hh e Fe Fe(NO ) Fe , Fe(NO ) 7.m 56.n 7.11,36 56.0,06.3 m 8,96gam 10 10 8,96 n n 0,16mol m 0,16.242 38,72gam 56           => D đúng Cách 3. Lấy các đáp án đem chia cho khối lượng mol của muối là 242 thì các số đều lẽ nhưng chỉ có đáp án D là số không lẽ là 0,16 Chúng ta có thể giải nhiều cách khác nhau, song tác giả chỉ giải minh họa theo phương pháp đó. Bài toán 2. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khối B- 2007) Nung m gam bột Fe trong oxi thu được 3 gam chất rắn X. hào btan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 dư thu được 5,6 lít NO ( đktc) (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là: A. 2,52 gam B. 2,22 gam C. 2,62 gam D. 2,32 gam. Bài giải.  NO Fe 0,56 56 n 0,025mol; n mol 22,4 m    n Fe = m/56 mol Dựa vào ĐLBTKL ta có: O O 3 m m 3 m n mol 16      3 Fe Fe 3e m 3m mol; 56 56     2 O 2e O 3 m 2(3 m) 16 16       4 5 2 N 3e N 0,075 0,025mol      áp dụng ĐLBTĐT 3m 2(3 m) 0,075 m 2,52gam 56 16      =>A đúng. Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh. hh e Fe 7.m 56.n 7.3 56.0,025.3 m 2,52gam 10 10      => A đúng Bài toán 3. Lấy 7,88 gam hỗn hợp gồm 2 kim loại hoạt động X, Y có hóa trị không đổi chia thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1 nung trong ôxi dư để ôxi hóa hoàn toàn thu được 4,74 hỗn hợp 2 ôxít. - Phần 2 hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 2 axit HCl và H 2 SO 4 loãng thu được V lít khí (đktc). Giá trị V là: A. 1,12 lít B. 2,24 lít C. 1,68 lít D. 3,36 lít. Bài giải. Khối lượng mỗi phần: 7,88:2=3,94 gam. Số mol O kết hợp với 3,94 gam hỗn hợp kim loại: 4,74 3,94 0,05mol 16   Quá trình tạo ôxit: 2 O 2e O 0,05 0,1mol     Theo ĐLBTĐT thì ở phần 2: 5 2 2H 2e H 0,1mol 0,05mol     Vậy 2 H V 0,05.22,4 1,12 A dung    Bài toán 4. Dung dịch X có chứa 5 ion: Mg 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ , 0.1 mol Cl - . và 0.2 mol NO 3 - , thêm dần V ml dung dịch Na 2 CO 3 1 M vào X đến khi được lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị V ml là: A. 450 ml B. 600 ml C. 300 ml D. 150 ml Bài giải. Phương trình ion rút gọn xẫy ra: 2+ 2- 3 3 2+ 2- 3 3 2+ 2- 3 3 Mg + CO = MgCO . Ba + CO = BaCO . Ca + CO = CaCO . Khi phản ứng kết thúc các kết tủa tách khỏi dung dịch, phần dung dịch chứa Na + , Cl - và NO - 3 . Để trung hoà về điện tích thì 3 0,3 Na Cl NO n n n mol       2 3 Na ddNa CO n 0,3 V 0,15lit 150ml 2 2. Na           => D đúng. Chú ý: + 2 3 2 Na 2 3 3 Na CO n Na CO 2.Na CO n 0.15mol 2         + Nếu 2 3 Na Na CO n 0,3 V 0,3lit 300ml C sai 1 Na            6 + Nếu 2 3 Na Na CO 2n 0,3.2 V 0,6lit 600ml B sai 1 Na            Bài toán 5. Chia hỗn hợp hai kim loại X và Y có hoá trị không đổi thành hai phần bằng nhau: + Phần một tan hết trong dung dịch HCl tạo ra 1.792 lít H 2 (đktc) + Phần hai nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2.84 gam chất rắn. Khối lượng gam hỗn hợp hai kim loại ban đầu là: A. 3.12 gam B. 1.56 gam C. 0.56 gam D. 4.4 gam Bài giải: Ta có: điện tích của hai kim loại X và Y trong hai phần là không đổi, nên điện tích âm trong hai phần cũng bằng nhau, do vậy số mol điện tích hai phần cũng như nhau. Do O 2- <=> 2Cl - nên: 2 Cl (muoi) O(oxit) H oxit kimloai O kimloai honhop n 1,792 n n 0,08mol 2 22,4 m m m m 2,84 16.0,04 1,56gam m 1,56.2 3,12gam A dung               Chú ý: + Nếu honhop m 1,56 B sai   . Do chỉ có muối một phần +Nếu honhop m 2,84 32.0,08 0,28gam m 0,56gam C sai       + Nếu honhop m 2,84 16.0,04 2,2gam m 4,4gam D sai       Bài toán 6. Dung dịch X chứa các ion: CO 3 2- , SO 3 2- , SO 4 2- và 0,1 mol HCO 3 - , 0,3 mol Na + . Thêm V lít dung dịch Ba(OH) 2 1 M vào dung dịch A thu được lượng khối lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị của V lít là: A. 0,4 lít B. 0,2 lít C. 0,1 lít D. 0,15 lít Bài giải: 7 Ta có: 2 Ba 1M, OH 2M             . để thu được lượng kết tủa lớn nhất thì cần 0,1 mol OH - để tác dụng hết HCO 3 - . 2 3 3 2 HCO OH CO H O       Mặt khác cần 0,3 mol OH - để trung hòa Na +, như vậy cần tổng số mol OH - =0,4 mol=> 2 Ba(OH) 0,4 V 0,2lit D dung 2    . Chú ý: + Nếu 2 Ba(OH) 0,4 V 0,4lit A sai 1    + Nếu 2 Ba(OH) 0,2 V 0,1 lit C sai 2    + Nếu 2 Ba(OH) 0,3 V 0,15 lit D sai 2    . Bài toán 7. Một dung dịch có chứa x mol K + , y mol Fe 3+ , z mol Cl - và t mol SO 4 2- . Biểu thức C liên hệ giữa x, y, z, t là: A. x+3y= z+2t B. x+y= z+t C. x+z= 3y+2t D. 3y+z = x+2t Bài giải Áp dụng phương pháp định luật bảo toàn điện tích : tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm. Ta có 3 2 4 K Fe Cl SO 1.n 3.n 1.n 2.n        => x + 3y = z + 2t  A (Đúng). Bài toán 8. Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp Al và Al 2 O 3 trong 500 ml dung dịch NaOH 1M thu được 6,72 lít H 2 (đktc) và dung dịch X . Thể tích HCl 2 M cần cho vào X để thu được kết tủa lớn nhất là : A. 0,25 lít. B. 0,35 lít. C. 0,5 lít. D. 0,244 lít. Bài giải: 8 Trong dung dịch X chứa AlO 2 - và OH - (nếu dư). Dung dịch X trung hòa về điện tích nên. 2 AlO OH Na n n n 0,5mol       khi cho axit HCl vào dung dịch X ta có ptpư sau: H + + OH -  H 2 O H + + AlO 2 - + H 2 O  Al(OH) 3  Để thu được kết quả lớn nhất thì 2 HCl H AlO OH 0,5 n n n 0,5mol V 0,25lit A dung 2           Chú ý : Nếu sử dụng phương pháp này thì sẽ thừa dữ kiện và ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác để kiểm tra kết quả. Bài toán 9. Cho tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 5,6 lít H 2 ( đktc) và dung dịch X. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X cần 300 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích HCl đã dùng là: A. 0,168 B. 0,224 C. 0,112 D. 0,15 lít. Bài giải Khi cho 0,6 mol NaOH vào dung dịch X chứ Mg 2+ , Fe 3+ , H + ( nếu dư) tách ra khỏi dung dịch X. Dung dịch tạo thành chứa Cl - phải trung hòa với 0,6 mol Na + HCl Cl Na 0,6 n n 0,6mol V 0,15lit D dung 4         Bài toán 10. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khối A- 2007) Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu 2+ , 0,03 mol K + , x mol Cl - và y mol SO 4 2- . Tổng khối lượng các muối tan có trong dung dịch là 5,435 gam . Giá trị của x , y lần lượt là: A. 0,03 và 0,02. B. 0,05 và 0,01 C. 0,01 và 0,03 D. 0,02 và 0,0,5 Bài giải 9 Áp dụng ĐLBTĐT : x + 2y = 0,02 . 2 + 0,03 = 0,07 (1) Mặt khác khối lượng muối bằng tổng khối lượng các ion . => 64 . 0,2 + 0,03 . 39 + 35,5.x + 96.y = 5,435 (2)  35,5x + 96y = 2,085 (3) , Từ (1) và (3)  x = 0,03 , y = 0,02  A đúng. Bài toán 11. Một dung dịch chứa 0,1 mol Fe 2+ , 0,2 mol Al 3+ cùng 2 loại anion x mol Cl - và y mol SO 4 2- . Tổng khối lượng các muối tan có trong dung dịch là 46,9 gam . Giá trị của x , y lần lượt là: A. 0,4 và 0,2. B. 0,2 và 0,3 C. 0,3 và 0,25 D. 0,1 và 0,35 Bài giải Áp dụng ĐLBTĐT : x + 2y = 0,1.2 + 0,2.3 = 0,8 (1) Mặt khác khối lượng muối bằng tổng khối lượng các ion . => 0,1.56 + 0,2 .27+ 35,5.x + 96.y = 46,9 (2)  35,5x + 96y = 35,9 (3) , Từ (1) và (3)  x = 0,2 , y = 0,3  B đúng. Bài toán 12. Một dung dịch chứa 0,39 gam K + , 0,54gam Al 3+ cùng 2 loại anion 1,92 gam SO 4 2- và ion NO 3 - . Nếu cô cạn dung dịch thì sẽ thu được khối lượng muối khan là: A. 4,71 gam B. 3,47 gam C. 4,09 gam D. 5,95 gam Bài giải 3 2 4 K Al SO n 0,01mol, n 0,02mol , n 0,02mol       Áp dụng ĐLBTĐT : 0,01 + 0,02.3 = 0,02 + nNO 3 - => nNO 3 - =0,03 mol mà 3 2 4 3 muoi K Al SO NO m m m m m 0,39 0,54 1,92 62.0,03 4,71gam A dung                10 Chú ý: - Nếu 3 muoi NO n 0,01 0,02 0,02 0,01mol m 3,47gam B sai         - Nếu 3 muoi NO n 0,02mol m 4,09gam C sai      - Nếu 3 muoi NO n 0,01 0,02 0,02 0,05mol m 5,95gam D sai         . Bài toán 13. Một dung dịch X chứa a mol Na + , b mol HCO 3 - , c mol CO 2- 3 , d mol SO 4 2- . Để thu được kết tủa lớn nhất cần dùng V lít dung dịch Ba(OH) 2 nồng độ y mol/lít. Giá trị của y mol/lít theo các giá trị a, b, c, d là: Bài giải A. a b y V   B. a b y 2V   C. b c d y V    D. b c d y 2V    Phương trình phản ứng xẫy ra: - - 2- 3 2 3 2+ 2- 3 3 2+ 2- 4 4 OH + HCO = H O+CO .(1) Ba + CO = BaCO .(2) Ba + SO = BaSO .(3) Sau khi các phản ứng xẫy ra thì trong dung dịch A chỉ còn lại a mol Na + . áp dụng ĐLBTĐT thì số mol OH - củng phải bằng a mol. Mặt khác số mol OH - ở phương trình (1) cũng phải bắng b mol, nên số mol OH - ban đầu là (a+b) mol 2+ - 2 Ba(OH) =Ba +2OH (4) y.Vmol 2y.Vmol a b =>2y.V=a b y B dung 2V      Chú ý: + Từ (1) [...]... giá trị lớn nhất của V lít là: A: 1,2 B: 1,8 C: 2 11 D: 2,4 Bài 4: Hòa tan hoàn toàn một ôxit sắt FexO y bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,24 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y, cô cạn dung dịch muối Y cân nặng 120 gam chất rắn khan Công thức phân tử của ôxit sắt là: A FeO B Fe2O 3 C Fe3O4 D Không xác định được Bài 5: Nung y mol Fe trong không khí một thời gian thu được 16,08 gam... không có không khí) đến phản ứng xẫy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn Y, chia Y thành hai phần bằng nhần bằng nhau: - Phần 1 tác dụng với H2SO4 loãng dư sinh ra 3.08 lít khí hiđrô (đktc) - Phần 2 tác dụng NaOH dư sinh ra 0.84 lít khí hiđrô (đktc) Giá trị m gam là: A 22.75 B 21.40 C 29.40 D 29.43 Bài 12 (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007) Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol... là m gam: A 44 gam B 32 gam C 58 gam D 22 gam Bài 7: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH-CĐ - KA – 2008) Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1mol Al2(SO4)3 và 0,1mol H2SO 4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là: A: 0,05 B: 0,25 C: 0,35 D: 0,45 Bài 8: Cho 3,42 gam Al2(SO 4)3 vào 50ml dung dịch NaOH, thu được 1,56gam kết tủa . 1 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. I. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP . 1. Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li trên cơ sở của định luật bảo toàn điện tích ta thấy. x+z= 3y+2t D. 3y+z = x+2t Bài giải Áp dụng phương pháp định luật bảo toàn điện tích : tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm. Ta có 3 2 4 K Fe Cl SO 1.n 3.n 1.n 2.n . bao nhiêu điện tích tích dương hoặc điện tích âm của các ion chuyển vào trong kết tủa hoặc khi tách ra khỏi dung dịch thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu điện tích âm hoặc điện tích dương.