Phng phỏp bo ton in tớch -1- GV: LU HUNH VN LONG( Trng THPT Thanh Hũa-Bự p- Bỡnh Phc) Phone:0986.616.225 Email: vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com VN DNG NH LUT BO TON IN TCH GII NHANH MT S BI TON HểA HC DNG TRC NGHIM (ó ng Bỏo Húa Hc & ng Dng S 12/2008) I- C s lý thuyt nh lut bo ton in tớch c phỏt biu dng tng quỏt: in tớch ca mt h thng cụ lp thỡ luụn luụn khụng i tc l c bo ton. T nh lut trờn ta cú th suy ra mt s h qu ỏp dng gii nhanh mt s bi toỏn húa hc: H qu 1 : Trong dung dch cỏc cht in ly hoc cht in ly núng chy thỡ tng s in tớch dng ca cỏc cation bng tng s n v in tớch õm ca cỏc anion. (H qu 1 cũn c gi l nh lut trung hũa in) Vớ d 1: Dung dch A cú cha cỏc ion sau: Mg 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ , 0,1mol Cl - v 0,2 mol NO 3 - . Thờm dn V lit dung dch K 2 CO 3 1M vo A n khi c lng kt ta ln nht. V cú giỏ tr l: A. 300 ml B. 200 ml C. 250 ml D. 150 ml Gii thu c kt ta ln nht khi cỏc ion Mg 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ tỏc dng ht vi ion CO 3 2- : 2+ 2- 33 2+ 2- 33 2+ 2- 33 Mg + CO MgCO Ba + CO BaCO Ca + CO CaCO Sau khi phn ng kt thỳc, trong dung dch cha cỏc ion K + , Cl - v NO 3 - ( kt ta tỏch khi dung dch ). Theo h qu 1 thỡ: +- - 23 3 Cl NO n = n + n 0,1 0,2 0,3( ) 0,15( ) KCO K mol n mol = += = 23 ddK CO 0,15 V = 0,15( ) 150 1 lit ml== Chn D Vớ d 2: (TSH A 2007) : Ho tan hon ton hn hp gm 0,12 mol FeS 2 v a mol Cu 2 S vo axit HNO 3 (va ), thu c dung dch X (ch cha hai mui sunfat) v khớ duy nht NO. Giỏ tr ca a l A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06. Gii: FeS 2 Fe 3+ + 2SO 4 2 0,12 0,12 0,24 Cu 2 S 2Cu 2+ + SO 4 2 a 2a a áp dụng định luật trung hoà điện (h qu 1): 3.0,12 + 2.2a = 0,24.2 + 2a a0,06 = Chn D Phng phỏp bo ton in tớch -2- GV: LU HUNH VN LONG( Trng THPT Thanh Hũa-Bự p- Bỡnh Phc) Phone:0986.616.225 Email: vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com Vớ d 3: (TSC A 2007) : Mt dung dch cha 0,02 mol Cu 2+ , 0,03 mol K + , x mol Cl - v y mol SO 4 2- . Tng khi lng cỏc mui tan cú trong dung dch l 5,435 gam. Giỏ tr ca x v y ln lt l: A. 0,03 v 0,02 B. 0,05 v 0,01 C. 0,01 v 0,03 D. 0,02 v 0,05 Gii: áp dụng định luật trung hoà điện: 2.0,02 + 0,03 = x + 2y hay x + 2y = 0,07 (1) Khi lng mui: 0,02.64 + 0,03.39 + 35,5x + 96y = 5,435 (2) Gii h phng trỡnh (1) v (2) c: x = 0,03 v y = 0,02 Chn A H qu 2: Trong cỏc phn ng oxi húa kh thỡ tng s mol electron do cỏc cht kh nhng bng tng s mol electron do cỏc cht oxi húa nhn. ( Da vo h qu 2 ny ta cú phng phỏp bo ton electron) Vớ d 1: (TSH B 2007) : Nung m gam bt st trong oxi, thu c 3 gam hn hp cht rn X. Hũa tan ht hn hp X trong dung dch HNO 3 ( d), thoỏt ra 0,56 lit ( ktc) NO( l sn phm kh duy nht). Giỏ tr ca m l: A. 2,52 B. 2,22 C. 2,62 D. 2,32 Gii NO Fe 0,56 n = 0,025( ) 22,4 m n= ( ) 56 mol mol = Da vo nh lut bo ton khi lng, ta cú: m O = 3 m(g) O 3-m n = ( ) 16 mol 3+ Fe Fe + 3e m3m 56 56 2- 52 O + 2e O 3-m 2(3-m) 16 16 N + 3e N 0,075 0,025 ++ Da vo h qu 2 ta cú: 3m 56 = 0,075 + 2(3-m) 16 m = 2,52 Chn A Vớ d 2: (TSH A 2008) : Cho 11,36 gam hn hp gm Fe, FeO, Fe 2 O 3 v Fe 3 O 4 phn ng ht vi dung dch HNO 3 loóng(d), thu c 1,344 lit ( ktc) NO( l sn phm kh duy nht) v dung dch X. Cụ cn dung dch X thu c m gam mui khan. Giỏ tr m l: A. 49,09 B. 34,36 C. 35,50 D. 38,72 Gii Phương pháp bảo toàn điện tích -3- GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) Phone:0986.616.225 Email: vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com NO Fe 1,344 n = 0,06( ) 22,4 m n= ( ) 56 mol mol = Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng, ta có: m O = 11,36 – m(g) → O 11,36-m n = ( ) 16 mol 3+ Fe Fe + 3e m3m 56 56 → → 2- 52 O + 2e O 11,36-m 2(11,36-m) 16 16 N + 3e N 0,18 0,06 ++ → → → ← Dựa vào hệ quả 2 ta có: 3m 56 = 0,18 + 2(11,36-m) 16 → m = 8,96 m muối = m Fe + m NO3 - = 8,96 + 62.3n Fe = 8,96 + 62.3. 8,96 56 = 38,72gam → Chọn D Hệ quả 3 : Một hỗn hợp gồm nhiều kim loại có hóa trị không đổi và có khối lượng cho trước sẽ phải nhường một số mol electron không đổi cho bất kỳ tác nhân oxi hóa nào. Ví dụ 1: Chia 1,24 gam hỗn hợp hai kim loại có hóa trị không đổi thành hai phần bằng nhau: - Phần 1: bị oxi hóa hoàn toàn thu được 0,78 gam hỗn hợp oxit. - Phần 2: tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 loãng thu được V lit H 2 ( đktc). Giá trị V là: A. 2,24 lit B. 0,112 lit C. 5,6 lit D. 0,224 lit Giải Khối lượng mỗi phần: 1,24 : 2 = 0,62 gam Số mol O kết hợp với 0,62 gam hỗn hợp kim loại: 0,78 0,62 0,01( ) 16 mol − = Quá trình tạo oxit: O + 2e → O 2- 0,01 → 0,02(mol) Theo hệ quả 3 thì ở phần 2 hỗn hợp kim loại khử H + của dung dịch axit cũng nhường 0,02 mol electron: 2H + + 2e → H 2 0,02 → 0,01(mol) Vậy thể tích H 2 thu được là: 0,01 . 22,4 = 0,224 lit → Chọn D Ví dụ 2: Chia hỗn hợp 2 kim loại A,B có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: tan hết trong dung dịch HCl tạo ra 1,792 lit H 2 ( đktc) - Phần 2: nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2,84 gam chất rắn. Khối lượng hỗn hợp 2 kim loại trong hỗn hợp đầu là: Phương pháp bảo toàn điện tích -4- GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) Phone:0986.616.225 Email: vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com A. 2,4g B. 3,12g C. 2,2g D. 1,8g Giải Xét phần 1: 2H + + 2e → H 2 0,16 ← 1,792 22,4 = 0,08 (mol) Theo hệ quả 3 thì ở phần 2: O + 2e → O 2- 0,08 ← 0,16(mol) → m KL = m oxit – m O = 2,84 – 0,08.16 = 1,56 gam Khối lượng hỗn hợp ban đầu: 2.1,56 = 3,12 gam → Chọn B Ví dụ 3: Lấy 7,88 gam hỗn hợp A gồm hai kim loại hoạt động X,Y có hóa trị không đổi, chia thành hai phần bằng nhau: - Phần 1 nung trong oxi dư để oxi hóa hoàn toàn thu được 4,74 gam hỗn hợp 2 oxit - Phần 2 hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa hỗn hợp hai axit HCl và H 2 SO 4 loãng thu được V lít khí (đktc). Giá trị V là: A. 2,24 lit B. 0,112 lit C. 1,12 lit D. 0,224 lit 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 0,05( ) 16 mol − = Quá trình tạo oxit: O + 2e → O 2- 0,05 → 0,1(mol) Theo hệ quả 3 thì ở phần 2: 2H + + 2e → H 2 0,1 → 0,05 (mol) Vậy thể tích H 2 thu được là: 0,05 . 22,4 = 1,12 lit → Chọn C (Còn tiếp…) II- Kết luận: Qua các ví dụ trên ta thấy dựa vào các hệ quả của định luật bảo toàn điện tích ta có thể giải nhanh một số bài toán hóa học, đặc biệt phù hợp với dạng bài tập trắc nghiệm hiện nay. Chúc các em học tốt. . dch X thu c m gam mui khan. Giỏ tr m l: A. 49,09 B. 34,36 C. 35,50 D. 38,72 Gii Phương pháp bảo toàn điện tích -3- GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) Phone:0986.616.225. thu được 2,84 gam chất rắn. Khối lượng hỗn hợp 2 kim loại trong hỗn hợp đầu là: Phương pháp bảo toàn điện tích -4- GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) Phone:0986.616.225. (mol) Vậy thể tích H 2 thu được là: 0,05 . 22,4 = 1,12 lit → Chọn C (Còn tiếp…) II- Kết luận: Qua các ví dụ trên ta thấy dựa vào các hệ quả của định luật bảo toàn điện tích ta có thể