một số phương pháp giải bài tập phản ứng trao đổi ion trong dung dịch

Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH -* -A – ĐẶT VẤN ĐỀ: I - LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Trong Chương trình Hố học phổ thông Phản ứng trao đổi ion dung dịch chiếm vị trí quan trọng từ THCS đến THPT liên quan đến nhiều câu hỏi, tập gắn liền với thực tiển đời sống hàng ngày môi trường không khí, mơi trường nước, mơi trường đất vệ sinh an toàn thực phẩm - Qua tham khảo ý kiến đồng nghiêp, chuyên gia hoá học giảng viên trường Đại học – Cao đẵng, Đặc biệt Các đề thi Tốt nghiệp THPT- BTTH Đề thi tuyển sinh vào THCN - CĐ- Đại Học nhiều câu hỏi, tập đề cập đến phản ứng trao đổi ion dung dịch - Xuất phát từ yêu cầu đổi phương pháp dạy học “ Là dạy học theo phương pháp tích cực ‘’Giúp học sinh tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo, rèn luyện thói quên khả tự học, tinh thần hợp tác bạn bè, Khả vận dụng vào tình khác học tập thực tiển đời sống Tạo niền tin, niên vui, hứng thú học tập Học trình Kiến tạo – Tìm tòi – Khám phá - Phát – Luyện tập – Sử lý thơng tin Tự hình thành hiểu biết, lực phẩm chất cá nhân Cách dạy định cách học Người dạy định hướng tư vấn, tổ chức hoạt động cho học sinh Lấy “Học” làm trung tâm thay lấy “Dạy” làm trung tâm Dạy học trọng rèn luyện phương pháp phát huy lực tự học, tư sáng tạo học sinh - Đánh giá chất lượng đào tạo phương pháp khách quan người học tự đánh giá lẩn nhau, tự đánh giá trình độ kiến thức kết học tập thân Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com II – MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: - Hệ thống hoá kiến thức phản ứng trao đổi ion dung dịch khắc sâu phân loại phản ứng trao đổi ion, trường hợp đặc biệt kiến thức liên quan đến thực tiển đời sống - Phương pháp tư phát điều kiện phản ứng xảy ra, giải tập liên quan đến phản ứng trao đổi ion dung dịch - Một số tập vận dụng điểm cần lưu ý xét phản ứng trao đổi ion dung dịch III – NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: - Chương trình hố học lớp 11, lớp 12-Sách giáo viên, sách tập lớp 11 lớp 12 - Tham khảo số tài liệu hố học Đại cương, Tóm tắt hố học phổ thông - Xác định phần kiến thức bản, phương pháp giải tập liên quan đến phản ứng trao đổi ion dung dịch.Trên sơ tìm phương pháp phù hợp với học sinh - Đưa hệ thống tập trắc nghiệm tập tự luận ý kiến nhận xét IV - ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU: - Học sinh lớp 11 – 12 - Sách giáo khoa tài liệu tham khảo - Dự đồng nghiệp, khảo sát kết kiểm tra, đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông bổ túc trung học phổ thông, đề thi tuyển sinh vào trương đại học, cao đẵng TH chuyên nghiệp V – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Phương pháp Lý thuyết: Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách tập tài liệu tham khảo, thiết kế dạy đồng nghiệp tập học sinh đề thi, đề kiểm tra - Phương pháp điều tra: Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com + Dùng phiếu điều tra học sinh + Khảo sát đề thi tuyển sinh đề kiểm tra - Phương pháp chuyên gia: - Tham khảo ý kiến đồng nghiệp, chuyên viên chuyên gia giàu kinh nghiệm Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com B - NỘI DUNG ĐỀ TÀI: I - NỘI DUNG LÝ THUYẾT 1- Định nghĩa: Phương trình phản ứng trao đổi có dạng tổng quát: AB + CD -> AD + CB A,C, B,D Trao đổi vị trí cho cịn số oxi hố khơng đổi - Có loại phản ứng Muối + Axit -> Muối + Axit Ví dụ: Na2CO3 + HCl -> NaCl + H2O + CO2 * Phải muối axit yếu axit phải axit mạnh Muối + Bazơ -> Muối + Bazơ Ví dụ: Fe2(SO4)3 + 6NaOH -> Muối + Muối -> 3Na2SO4 + 2Fe(OH)3 Muối + Muối Ví dụ: K2SO4 + BaCl2 -> BaSO4 + 2KCl - Điều kiện xảy phản ứng trao đổi ion dung dịch - Các chất tham gia phản ứng phải tan nước (Trừ phản ứng muối axit) Ví dụ: BaSO4 + KCl -> O/ Na2SO4 + Fe(OH)3 -> O/ - Phản ứng tạo thành chất kết tủa: Ví dụ: KCl + AgNO3 -> K+ + Cl- + Ag+ + NO3- -> Cl(1) + Ag+ -> KNO3 + AgCl (1) K+ + NO3- + AgCl (2) AgCl (3) Gọi phương trình phân tử; (2)Là phương trình ion đầy đủ; (3) phương trình ion thu gọn Chuyển phương trình hố học dạng phân tử thành phương trình ion thu gọn sau Các chất dể tan, điện ly mạnh phân ly thành ion.Chất điện ly yếu, chất kết tủa, chất khí nước để ngun dạng phân tử sau lược bỏ ion giống vế phương trình lưu ý hệ số ion ta phương trinh ion thu gọn Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com - Phản ứng tạo thành chất điện ly yếu: + Phản ứng tạo thành nước: Ví dụ 1: 2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O 2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- -> 2Na+ + SO42- + 2H2O 2OH- + 2H+ -> Mg(OH)2 + 2H+ Ví dụ 2: 2H2O -> Mg2+ + 2H2O Trên phản ứng trung hoà trường hợp phản ứng trao đổi ion dung dịch + Phản ứng tạo thành axit yếu (axit dễ bay hơi) Hoăc chất điện ly yếu: Ví dụ : 2NaCl + H2SO4 dăc -> Na2SO4 + 2HCl HCl + Na2SiO3 2CH3COONa + 2CH3COO- + 2Na+ -> 2NaCl + H2SiO3 H2SO4 -> Na2SO4 + 2CH3COOH + 2H+ + SO42- -> 2Na+ + SO42- + 2CH3COOH 2CH3COO- + 2H+ -> 2CH3COOH + Phản ứng tạo thành Chất khí: Ví dụ 1: Na2CO3 + H2SO4 -> Na2SO4 + H2O + CO2 2Na+ + CO32- + 2H+ + SO42- -> 2Na+ + SO42- + H2O + CO2 CO32- + 2H+ -> BaCO3 + 2HCl BaCO3 + 2H+ + Cl- BaCO3 + 2H+ H2O + CO2 -> -> -> BaCl2 + Ba2+ + 2Cl - + Ba2+ + H2O + CO2 H2O + CO2 H2O + CO2 * Phản ứng thủy phân muối + Muối tạo Bazơ mạnh axit yếu tan nước gốc axit bị thủy phân tạo mơi trường dung dịch kiềm PH > 7,0 Ví dụ: 2CH3COONa, Na2CO3, K2CO3 Na2S… + Muối tạo Bazơ yếu axit mạnh tan nước gốc cation Bazơ bị thủy phân tạo môi trường dung dịch axit PH < 7,0 Ví dụ: CuSO4 , FeCl3, NH4Cl, NiBr2 … Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com + Muối tạo Bazơ yếu axit yếu tan nước gốc ion khơng bị thủy phân tạo mơi trường dung dịch trung tính PH = 7,0 Ví dụ: Na2SO4 , KCl, NaNO3 … + Muối tạo Bazơ mạnh axit mạnh tan nước gốc ion bị thủy phân tạo môi trường dung dịch Tùy thuộc vào độ thủy phân ion - Những điều cần ý xác định phản ứng trao đổi ion dung dịch a) Những điểm cần nhớ: *Một số axit mạnh thường gặp: H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO4, HCOOH… * Một số axit trung bình thường gặp: H2SO3, H3PO4,… * Một số axit yếu thường gặp: H2S, H3CO3, CH3COOH, NH4+…các axit hữu cơ… * Một số Bazơ mạnh thường gặp tan nước tạo dung dịch kiềm: NaOH, KOH, Ba(OH)2 * Một số Bazơ trung bình thường gặp: Mg(OH)2, Cu(OH)2… * Một số Bazơ lưỡng tình thường gặp: Al(OH) 3, Be(OH)2 Zn(OH)2, Pb(OH)2… * Một số Bazơ yếu thường gặp: dung dịch NH3, dung dịch amin… * H2SO4 lỗng khơng đẩy HCl khởi dung dịch muối clorua trái lại H2SO4 đặc nóng với ttinh thể NaCl ( H2SO4 lỗng HCl tan nước không bay khởi dung dịch) * Một số axit yếu đẩy axit mạnh khởi dung dịch muối muối tạo tan kết tủa Ví dụ: H2S + C uSO4 -> CuS + H2SO4 (vì CuS kết tủa) * Người ta dùng H2SO4 đặc để đẩy axit yếu axit dễ bay khởi dung dịch muối H2SO4 bền không bay (đây phương pháp sunfat Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com dùng điều chế HCl, HF) tuyệt đối không dùng , HNO3 HNO3 có tính oxi hố mạnh * Bazơ kiềm mạnh tác dụng muối bazơ yếu Ví Dụ: KOH + F eSO4 -> K2SO4 + Fe(OH)2 Mg(OH)2 + NaOH -> 0/ b) Để xác định phản ứng trao đổi xảy hay không cần nắm vững tính tan: - Các Chất tan (Kết tủa) * Axit H2SiO3 (thực tế SiO2H2O) * Bazơ (hydroxit) hầu hết không tan nước trừ LiOH, KOH, NaOH Ba(OH)2, Ca(OH)2, NH4OH * Muối: + Tất muối kim loại kiềm, muối amoni NH4+, muối axit tan + Muối Clorua hầu hết tan trừ: AgCl, PbCl, CuCl… + Muối Sunfat Hầu hết tan trừ: BaSO4, PbSO4, CaSO4, Ag2SO4… + Muối Nitrat, axetat tan + Muối cácbonat hầu hết khơng tan tan trừ muối kim loại kiềm muối amoni + Muối sunfua (S2-) hầu hết khơng tan tan trừ muối kim loại kiềm muối amoni Lưu ý: Các trường hợp chất tan nước ( hydroxit, muối axit yếu…) tan axit mạnh Nhưng muối axit mạnh BaSO 4, PbSO4, CaSO4, Ag2SO4 hoàn toàn không tan axit mạnh - Một số muối không tồn dung dịch: Fe2(CO3)3, Al2(CO3)3, MgS… II - PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÂU HỎI BÀI TÂP VỀ PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH : – Toán phản ứng trao đổi kết hợp với phản ứng trung hồ: ** Khi lúc có phản ứng trung hồ phản ứng trao đổi xảy phản ứng trung hồ ln xảy trước hết axit bazơ đến phản ứng trao đổi Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Ví dụ: Cho thêm dung dịch NaOH vào dung dịch chứa H 2SO4 CuSO4 ta có thứ tự phản ưng sau: 2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + H2 O 2NaOH + CuSO4 -> Na2SO4 + Cu(OH)2 ** Bài tập 1: Một hổn hợp A gồm Al, Al 2O3, CuO cho tan hết 2lít dung dịch H2SO4 0,5M dung dịch B 6,72 lít H 2(đktc) Để trung hồ dung dịch B bắt đầu có kết tủa với dung dịch NaOH 0,5M phải thêm vào dung dịch B 0,40 lít kết tủa bắt đầu khơng thay đổi thể tích dung dịch NaOH 0,5M phải dung 4,8 lít dung dịch thu gọi dung dịch C Tính % khối lượng chất hổn hợp A ** Hướng dẩn giải: Gọi số mol Al, Al2O3, CuO a,b,c > - Khi cho A c vào dung dịch H2SO4 ta có phản ứng sau: Al2O3 + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + b CuO 3b + 2Al b H2SO4 -> CuSO4 c c + + H2O (2) c 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + a 3H2O (1) 3a/2 a/2 3H2 (3) 3a/2 Chỉ có phản ứng Al tác dụng H2SO4 tạo khí H2 n H2 = 3a/2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol => a = 0,2 mol (I) Dung dịch B gồm: n Al2(SO4)3 = (a/2 + b), n CuSO4 = c mol H2SO4 dư Khi thêm NaOH vào dd B trước tiên NaOH trung hồ H 2SO4 dư hết sau phản ứng với muối, 0,40 lít NaOH 0,5M dùng để trung hoà H2SO4 dư 2NaOH + nNaOH trung hoà axit H2SO4 (dư) H2SO4 (dư) -> Na2SO4 + H2O (4) = 0,5.0,4 = 0,2 mol => n H 2SO4 (dư) = 0,1 mol Tống số mol H2SO4 ban đầu = 0,5 = mol => n H 2SO4 lại = 1- 0,1 = 0,9 ,Vậy từ phản ứng (1), (,2), (3) ta có: n H2SO4 = 0,2/2 + 3b + c = 0,9 mol => 3b + c = 0,6 mol (II) Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com - Sau phản trung hồ ta có phản ứng trao đổi: Al2(SO4)3 + 6NaOH 0,1 + b 0,6 + 6b CuSO4 + 2NaOH c -> 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 0,2 + 2b -> Na2SO4 + Cu(OH)2 2c c Nếu cịn dư NaOH NaOH hồ tan tiếp Al(OH) Vậy bắt đầu khơng đổi Al(OH)3 vừa hồ tan hết NaOH + Al(OH)3 0,2 + 2b -> NaAlO2 + 0,2 + 2b 3H2O 0,2 + 2b Tổng số mol NaOH phải dùng là: 0,2 + 0,6 + 6b + 2c + 0,2 + 2b = 0,5 4,8 = 2,4 mol => 4b + c = 0,7 mol (III) Từ (II) (III) => b = 0,1, c = 0,3 => n Al2O3 = 0,1 mol, nCuO = 0,3 mol Thành phần % khối lượng chất A: mAl = 0,2.54 = 5,4(g), mAl2O3 = 0,1.102 = 10,2(g), mCuO = 0,3.80 = 24 (g) khối lượng hổn hợp A = 39,6 (g) %Al = 5,4 100/39,6 = 13,64%, %Al2O3 = 10,2 100/39,6 = 25,75%, %CuO = 60,61% – Toán phản ứng trao đổi kết hợp với phản ứng trung hoà, biện luận trường hợp xảy ** Bài tập 2: Cho dung dịch A là: Al2(SO4)3, dung dịch B là: NaOH chưa biết nơng độ - Thí nghiệm 1: (TN 1)Trộn 100ml dd A với 120ml dd B kết tủa, lọc lấy kết tủa đem nung ta thu 2,04 (g) chất rắn - Thí nghiệm 2: (TN2) Trộn 100ml dd A với 200ml dd B kết tủa, lọc lấy kết tủa đem nung ta thu 2,04 (g) chất rắn a) Chứng minh (TN1), Al(OH)3 chưa bị hoà tan xác định nồng độ mol/lit dd A dd B Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com b) Phải thêm vào 100ml dd A v ml dd B chất rắn thu sau nung kết tủa có khối lượng 1,36 (g) ** Hướng dẩn giải: a) Ta có phản ứng: Al2(SO4)3 + Sau phản ứng -> 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 (1) 6NaOH (1) dư NaOH ta có phản ứng: NaOH + Al(OH)3 3H2O (2) -> NaAlO2 + Để biết (TN1) (TN2) có phản ứng (1) hay có phản ứng (1) (2) Ta so sánh kết (TN1) (TN2) + Trong (TN1) có phản ứng (2) Trong (TN2) lượng Al2(SO4)3 (TN1), lượng NaOH dùng nhiều hơn, lượng Al(OH)3 tan phản ứng (2) lớn hơn, nên lượng Al(OH)3 lại phải nhỏ (TN1) Theo lượng chất rắn Vậy (TN1): Al(OH)3 chưa tan trở lại Gọi a nồng độ dd A, b nồng độ dd B Trong (TN1): NaOH hết => Tính số mol NaOH = 0,12b Theo (1) ta có n Al(OH)3 = 0,12b/3 = 0,04b nung lên 2Al(OH)3 -> Al2O3 + 3H2O 0,04b 0,02b => n Al2O3 = 0,02b = 2,04/ 102 => b = M Trong (TN2): Sau phản ứng (1) phải dư NaOH hết NaOH Al(OH)3 Chưa tan trở lại ta phải thu khối lượng Al(OH) lớn (TN1) trái với đầu Vậy (TN2) sau phản ứng (1) cịn dư NaOH có phản ứng (2) nNaOH ban đầu = 0,2b = 0,20 mol Al2(SO4)3 + 0,1a 6NaOH 0,6a NaOH + Al(OH)3 0,2 – 0,6a -> 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 (1) -> NaAlO2 + 3H2O (2) 0,2 – 0,6a 10 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Vậy: n Al(OH)3 sau tan phần lại = 0,2a – (0,2– 0,6a) = (0,8a – 0,2)mol Đem nung ta nAl2O3 = (0,4a – 0,2)mol = 2,04/102 = 0,02 => a = 0,3 M Al2(SO4)3 b) Thể tích dd B phải thêm vào 100ml dd A để có 1,36(g) Al2O3 nAl2O3 = 1,36/102 = 0,04/3 mol => n Al(OH)3 = 0,08/3 mol Để có n Al(OH)3 = 0,08/3 mol kết tủa có trường hợp - Hết NaOH sau (1) Al(OH)3 chưa bị hồ tan - Cịn NaOH sau (1) Al(OH)3 bị hoà tan phần * Trường hợp Hết NaOH sau (1) Al(OH)3 chưa bị hoà tan Theo (1) n NaOH = 0,08 3/3 = 0,08 mol => V dd NaOH 1M = 0,08/1 = 0,08 lít * Trường hợp Cịn NaOH sau(1) Al(OH)3 bị hồ tan phần có phản ứng (2) + Trong phản ứng (1) n Al2(SO4)3 = 0,1 0,3 = 0,03 mol, cho 0,06 mol Al(OH)3 kết tủa cần 0,06 = 0,18 mol NaOH + Trong phản ứng (2) để lại 0,08 / mol Al(OH)3 chưa bị hồ tan thì: n Al(OH)3 tan = 0,06 – 0,08/3 = 0,10/3 mol Để hoà tan 0,10/3 mol Al(OH)3 cần 0,10/3 mol NaOH Tính chung NaOH cho phản ứng (1) (2) ta cần: 0,18 + 0,10/3 = 0,64/3 mol NaOH => Vdd NaOH1M = 0,64.1/3 = 0,213 lít ** Bài tập 3: Hoà tan 19,5 (g) FeCl3 27,36 (g) Al2(SO4)3 vào 200 (g) dd H2SO4 9,8% dd A sau hồ tiếp 77,6 (g) NaOH ngun chất vào dd A thấy xuất kết tủa B dd C lọc lấy kết tủa B a) Nung B đến khối lượng khơng đổi Tính khối lượng chất rắn thu b) Thêm nước vào dd C để có dd D có khối lượng 400 (g) Tính lượng nước cần thêm vào nồng độ % chất tan dd D c) Cần thêm ml dd HCl 2M vào dd D để lượng kết tủa lớn ** Hướng dẩn giải: 11 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com a) n FeCl3 = 19,5 / 162,5 = 0,12 mol, n Al2(SO4)3 = 27,36 / 342 = 0,08 mol n H2SO4 = 200 9,8/100 98 = 0,2 mol nNaOH = 77,6/40 = 1,94 mol NaOH trung hồ H2SO4 sau có phản ứng trao đổi với FeCl3, Al2(SO4)3 2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 0,4 0,2 3NaOH + 0,2 FeCl3 -> 3NaCl + Fe(OH)3 (2) 0,36 0,12 6NaOH + 0,36 Al2(SO4)3 0,48 (1) H2 O 0,12 -> 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 (3) 0,08 0,24 0,16 Sau phản ứng lượng NaOH phản ứng sau: 0,4 + 0,36 + 0,16 = 1,24 mol NaOH lượng NaOH lại: 1,94 - 1,24 = 0,7 mol Vậy có thêm phản ứng hồ tan A(OH)3 NaOH cịn dư NaOH + Al(OH)3 0,16 -> NaAlO2 + 0,16 3H2O (4) 0,16 lượng Al(OH)3 hết NaOH vẩn dư là: 0,7 - 0,16 = 0,54 mol Vậy kết tủa B có Fe(OH)3 nung ta 2Fe(OH)3 -> Fe2O3 + 0,12 0,06 3H2O => m Fe2O3 = 0,06 160 = 9,60(g) b) Khối lượng dung dịch C: Theo định luật bảo toàn khối lượng: m dd C = m FeCl3 + m Al2(SO4)3 + m dd H2SO4 + m NaOH – m Fe(OH)3 m dd C = 19,5 + 27,36 + 200 + 77,6 - (0.12 107) m dd C = 311,62 (g) Vậy khối lượng nước thêm vào dung dịch C để dung dịch D có lượng: 400(g) 400(g) – 311,62(g) = 88,38(g) => nồng độ % chất dung dịch D Dung dịch D chứa: 0,44 mol Na2SO4; 0,36 mol NaCl; 0,16 mol NalO2 0,54 mol NaOH dư C % Na2SO4 = 0,44 142 100/400 = 15,62 % 12 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com C % NaCl = 0,36 58,5 100/400 = 5,27 % C % NaAlO2 = 0,16 82 100/400 = 3,28 % C % NaOH = 0,54 40 100/400 = 5,40 % c) Khi thêm HCl vào dung dịch D Trước tiên có phản ứng trung hồ sau có phản ứng trao đổi tạo kết tủa kết tủa cực đại thêm HCl vừa đủ tạo kết tủa Al(OH)3 Nếu thêm HCl Al(OH)3 lại tan tiếp NaOH + HCl 0,54 -> NaCl + 0,54 NaAlO2 + HCl 0,16 H2O 0,54 + H2O -> 0,16 NaCl + 0,16 Al(OH)3 0,16 => n HCl = 0,54 + 0,16 = 0,70 mol => V dd HCl = 0,70/ = 0,35 lít – Tốn phản ứng trao đổi chất phản ứng với chất khác Trong trường hợp để đơn giản việc tính tốn, nên viết phương trình phản ứng dạng Ion thu gọn, tính gộp chung cho ion khơng nên tinh riêng chất Ví dụ: Cho hổn hợp HCl, KCl phản ứng với dung dịch chứa hổn hợp AgNO 3, Cl- + Ag+ -> AgCl 2Cl- + Pb(NO3)2 Pb2+ -> PbCl2 ** Bài tập 4: Hoà tan muối ZnCl2, CuCl2 AgNO3 vào H2O thu 2,87(g) kết tủa dung dịch X khơng có ion Ag + Thêm vào dung dịch X, 0,7 lít dung dịch NaOH 1M, thu 24,55(g) kết tủa Y dung dịch Z cho luồng khí CO2 dư tác dụng với dung dịch Z kết tủa, đem kết tủa nung đến khối lượng khơng đổi dược 4,05(g) chất rắn a) Tính khối lượng muối ZnCl2, CuCl2 AgNO3 b) Tính thể tích tối thiểu dung dịch NaOH 1M phải thêm vào dung dịch X để kết tủa sau nung gồm chất Tính khối lượng chất ** Hướng dẩn giải: 13 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com a) Phản ứng trao ZnCl2, CuCl2 AgNO3 thực tế phản ứng kết hợp Cl- + Ag+ -> Cl- + AgCl kết tủa Ag+ -> AgCl (Ag+ kết tủa hết) => n AgNO3 = n AgCl = c mol = 28,7/143,5 = 0,2 mol (I) Dung dịch X chứa Zn2+ (a mol), Cu2+ (b mol), Cl-, NO3- thêm 0,7 mol NaOH, Zn2+ Cu2+ kết tủa Zn2+ + a Cu2+ b 2OH- -> Zn(OH)2 2a + 2OH- a -> Cu(OH)2 2b b Nếu thiếu NaOH thu kết tủa dung dịch Z chứa Zn 2+ Cu2+ thổi CO2 vào dd Z khơng có kết tủa Để có kết tủa với CO2 dd Z phải chứa Na2ZnO2; 2CO2 + Na2ZnO2 + 2H2O -> Zn(OH)2 + 2NaHCO3 Vậy hydroxxit kết tủa sau phần Zn(OH) tan trở laị tạo Na2ZnO2 Zn(OH)2 0.05 + 2NaOH- -> Na2ZnO2 + 0.1 2H2O 0,05 Khi nung: Zn(OH)2 -> ZnO + H2O = > n ZnO = 4,05/81 = 0,05 mol V ậy c ó 0,05 mol Zn(OH)2 tan trở lại Kết tủa Y gồm b mol Cu(OH)2 (a - 0,05) mol Zn(OH)2 => m Y = 99.(a – 0,05) + 98.b = 24,55 (II) NaOH phần kết tủa hết hidroxit = > n NaOH = nOH- = 2(a + b) Phần NaOH lại hoà tan Zn(OH)2 0,10 mol Vậy tổng số mol NaOH = 2(a + b) + 0,10 = 0,7 mol (III) Từ (II) v (III) => a = 0.10 mol, b = 0,20 mol m ZnCl2, = 0,1 136 = 13,6(g) m CuCl2, = 0,2 135 = 27,0(g) m AgNO3 = 0,2 170 = 34,0(g) 14 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com b) Nếu thêm dd NaOH vào dd X tạo kết tủa có chất chất Cu(OH)2 Zn(OH)2 tan trở lại hết - Để kết tủa hết hidroxit cần: n NaOH = 2(a + b) = 0,6 mol - Để hoà tan hết Zn(OH)2 cần: n NaOH = 2n Zn(OH)2 = 0.20 mol Vậy tổng số mol NaOH = 0.6 + 0.2 = 0,8mol => V dd NaOH 1M = 0,8 lít Sau nung: 0,2 mol Cu(OH)2 => 0,2 mol CuO => m CuO = 0,2 80 = 16(g) ** Bài tập 5: Cho 100 ml dung dịch: X chứa AgNO3 Pb(NO3)2 tác dụng với dd HCl dư tạo 14,17(g) kết tủa Cũng 100 ml dd: X tác dụng với H2SO4 dư tạo 6,06 (g) kết tủa a) Tính nồng độ mol/lit AgNO3 Pb(NO3)2 dd: X b) 200 ml dd: X tác dụng vừa đủ 100 ml dd: Y chứa HCl NaCl theo tỷ lệ 3:1 Tính nồng độ mol/lít HCl NaCl dd: Y ** Hướng dẩn giải: a) Gọi: n AgNO3 = a mol; n Pb(NO3)2 = b mol - Với HCl, Ag+ v Pb(NO3)2 cho k ết t v ới ClCl- + Ag+ -> a 2Cl- + Pb2+ AgCl a -> b PbCl2 b Khối lượng kết tủa lần là: m AgCl + m PbCl = 143,5.a + 278.b = 14,17(g) (I) - Với H2SO4 có Pb2+ tạo kết tủa:; Pb2+ + SO42- -> PbSO4 b b => m PbSO4 = 303.b = 6,06 => b = 0,03, a = 0,06 => CM (AgNO3) = 0,06/0,10 = 0,6M => CM(Pb(NO3)2 = 0.02/0.10 = 0.2M b) 200ml dung dịch X chứa số mol chất gấp đôi trường hợp a) => n Ag+ = 0.12mol; n Pb2+ = 0.04 mol Để kết tủa hết n Ag+ = 0.12mol; n Pb2+ = 0.04 mol cần số mol Cl- là: 0,12 + 0,04 = 0,20 mol => 4n NaCl = 0,20 15 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com => n NaCl = 0,05mol; Và: n HCl = 0,05 = 0,15 mol; Vậy: CM (NaCl) = 0,05/0,10 = 0,50M; CM(HCl) = 0,15 /0,10 = 1,5M II - CÂU HỎI BÀI TẬP VẬN DỤNG – Bài Tập Phần trắc nghiệm phản ứng trao đổi: C âu 1: Phương trinh ion thu gọn phản ứng trao đổi cho biết: A Những ion tồn dung dịch B Nồng độ ion dung dịch lớn nhất; C Bản chất phản ứng dung dịch chất điên ly; D Các ion không tồn dung dịch chất điên ly; C âu 2: Dung dịch tạo môi trường kiềm: A AgNO3; B NaClO3; C K2CO3; D SnCl2 Câu 3: Dung dịch chất tạo môi trường axit: A NaNO3; B KClO4; C K2CO3; D NH4Cl Câu 4: Dung dịch chất tạo PH = 7,0 ? A Cu(NO3)2; B NaF; C KBr; D SnCl2 Câu 5: Dung dịch chất tạo PH < 7,0 ? A KNO3; B FeBr; C KBr; D NaNO2 Câu 6: Phản ứng xảy dung dịch tạo kết tủa Fe(OH)3: A FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 -> B Fe2(SO4)3 + KI C Fe(NO3)3 + D Fe2(SO4)3 + KOH -> Fe -> -> Câu 7: Cho cặp chất (1) MgCl2 K3PO4; (2) BaCl2 H2SO4; (3) KNO3 NaCl; (4) HCl AgNO3; (5) NaHCO3 Ba(OH)2 căp phản ứng tạo kết tủa: A (1), (2), (4), (5) B (1), (2), (3) C (2), (4), (3) D (2), (4) Câu 8: Các ion tập hợp tồn đồng thời dung dịch; A Cu2+, Cl-, Na+, OH-, NO3- B Al3+, CO3-2, NH4+, OH-, HCO3- C Ca2+, Cl-, Na+, Fe3+, NO3- D Fe2+, NH4+, K+, OH-, NO3- 16 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Câu 9: Có dung dịch suốt, dung dịch chứa ion dương ion âm số ion Ba 2+, Cl-, Na+, CO32-, NO3- , Pb2+, SO4-2 dung dịch là: A BaCO3, MgSO4, NaCl, Pb(NO3)2; B BaCl2, MgSO4, Na2CO3, Pb(NO3)2 C BaSO4, MgSO4, NaCl, Pb(NO3)2; D PbCO3, Na2SO4, NaCl, Mg(NO3)2; Câu 10: Dung dịch K2CO3 có PH > 7,0 ? A Do có nhiều ion K+ CO32-; B Do ion K+ tác dụng vối H2O C Do ion CO32- tác dụng vối H2O; C Do nguyên nhân khác Câu 11: Chất cho vào nước tan tạo dung dịch có PH = 7,0 A NaCl, B BaCl2, C KNO3, D Tất chất A,B C Câu 12: Câu sau sai ? A Các dung dịch KNO3, Na2CO3, Na2SO4, có PH = 7,0 B Các dung dịch FeSO4, NH4Cl, NaHSO4, có PH < 7,0 C Các dung dịch KHS, NaHCO3, NaOH, có PH > 7,0 D Tất A,B C sai Câu 13: Các chất ion dãy có tinh axit ? A Na2SO4, HCO3-, HSO4-; B NH4Cl, HCO3-, HSO4- Cu2+, Mg2+; C Na2CO3, AlO2-, HSO4-; D NaHSO3, HCO3-, HSO4-, Zn(OH)2 ; Câu 14: Các chất ion dãy có tính bazơ A Na2SO4, HCO3-, HSO4-; B NH4Cl, HCO3-, HSO4- Cu2+, Mg2+; C Na2CO3, AlO2-, HSO4-; D Na2SO4, HCO3-, HSO4- Al2O3; Câu 15: Các chất ion dãy có lưỡng tính: A Na2SO4, HCO3-, HSO4-; B NH4Cl, HCO3-, HSO4- Cu2+, Mg2+; C Na2CO3, AlO2-, HSO4- Cu(OH)2; D Zn(OH)2, Al(OH)3, Al2O3; Câu 16: Phải thêm ml dung dịch HCl 0,2 M vào 10 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M để dung dịch có [H+] = 4.10-2M A 10 ml; B 15 ml, C 20 ml, D 30 ml Câu 17: Hoà tan 200(g) dung dịch NaCl 10% vào 800(g) dung dịch 20% dung dịch có nồng độ % là: 17 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com A 9%, B 12%, C 18%, D 36% Câu 18: Hoà tan 20 ml dung dịch HCl 0,05M vào 20 ml dung dịch H 2SO4 0,075M dung dịch có PH là: A.1, B 2, C 3, D.4 Câu 19: Dung dịch có PH = 12 phải pha lỗng lần để dung dịch có PH = 11: A Cơ cạn lần, B Pha lỗng lần , C Cơ cạn 10 lần, D Pha loãng 10 Câu 20: Dung dịch axit axetic CH 3COOH có nồng độ 0,6% (D = g/ml) có PH = Độ điện ly & dung dịch là: A 1% B 2%, C 3%, D 4% Câu 21: Trộn 100 ml dung dịch HCl 0,03 M với 100 ml dung dịch Ba(OH) 0,005M tạo dung dịch có PH là: A.8, B 9, C 2, D.3 Câu 22: Cho 40 ml dung dịch HCl 0,75M vào 160 ml dung dịch chứa hổn hợp Ba(OH)2 0,08M KOH 0.04M Dung dịch thu có PH là: A 6, B 5, C 12, D.10 Câu 23: Trung hoà dung dịch HCl 29,2% vừa đủ dung d NaOH 40% tạo dung dịch muối có nơng đ % là: A 13% B 26%, C 34,6%, D 69,2% Câu 24: Trong 500 ml dung dịch CH3COOH có nồng độ 0,01M độ điện ly & = 4% có chứa tổng số hạt ion phân tử CH3COOH chưa bị phân ly là: A.3,5 102, B.3,13 1021, C 0,12 1021, D Kết khác, – Bài Tập Phần tự luận phản ứng trao đổi: Câu 1: Cho cặp dung dịch viết phương trình phản ưng dạng ion thu gọn có; a) KNO3 + NaCl b) BaCl2 + H2SO4 c) NaHCO3 + Ba(OH)2 d) MgCl2 + K3PO4 18 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Câu 2: Có dung dịch A,B,C dung dịch chứa Cation anion (không trùng lặp) ion sau: Ba2+, Cl-, SO42-, Na+, Br-, NO3-, PO43-, Ag +, Al3+, NH4+, CO32- Tìm dung dịch A,B C Câu 3: Cho phản ứng Chất (ion) axit, bazơ theo Bronsted a) CuO + 2H3O+ -> Cu2+ + 3H2O ; b) S2- + H2O -> HS- + HO- ; c) Fe(OH)2 +2H3O+ -> Fe2++ 4H2O; d) Zn(OH)2+2OH- ->ZnO22-+ 2H2O; Câu 4: a) Có dung dịch chất điện ly yếu CH 3COOH Thêm vào dung dịch tinh thể CH3COONa [H+] có thay đổi khơng ? thay đổi ? b) Chỉ dùng thêm quỳ, trình bày cách nhận biết dung dịch đựng lọ nhãn: NH4Cl, (NH4)2SO4, BaCl2, NaOH, NaCO3 c) Khơng dung hố chất (kể quỳ) nhận biết dung dịch đựng lọ riêng biệt: NaCl, HCl, Na2CO3 Câu 5: Khi cho vài giọt thị màu Phenoltalein vàodung dịch NH loãng dung dịch A dung dịch A có màu ? màu dung dịch A thay đổi ? a) Đun thật lâu dung dịch A b) Cho thêm HCl vào với n HCl = n NH3 c) Thêm lượng nhỏ dung dịch Na2CO3, d) Thêm dd AlCl3 dư Câu 6: Nhỏ từ từ dung dịch KOH vào dung dịch AlCl thấy dd vẩn đục, nhỏ tiếp KOH vào dần thấy dung dịch suốt trở lại Sau nhỏ từ từ H 2SO4 lỗng vào thấy dung dịch vẩn đục, nhỏ tiêp dd H 2SO4 vào đến dư dung dịch trở nên suốt Giải thích viết phương trình phản ứng ? Câu 7: Trộn 200 ml dung dịch HCl 0,1M H2SO4 0,05M với 300 ml dung dịch Ba(OH)2 a M thu m(g) kết tủa 500 ml dung dịch có PH = 13 Tìm a, m ? Câu 8: Có 200 ml dung dịch A chứa ion Na+, NH4+, CO32- SO42- - Cô cạn dung dịch A thu 39,7 (g) muối kham - Cho dung dịch A tác dụng với BaCl2 dư thu 72,55 (g) kết tủa - Cho dung dịch A tác dụng với KOH dư thu 4,48 lít NH3(đkc) Tìm nồng độ mol/lit ion dung dịch A 19 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Câu 9: Thêm từ từ 100 ml dung dịch NaOH vào 25 ml dung dịch AlCl vừa đủ thu kết tủa lớn 1,872(g) a.Tính nông độ mol dung dịch ban đầu b Nếu thêm V ml dung dịch NaOH nói vào 25 ml dung dịch AlCl nói thu kết tủa 9/10 lượng kết tủa lớn nói Tìm V ml Câu10: Hồ tan oxit kim loại M có hố trị II lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10% dung dịch muối 11,764% Tìm kim loại M Câu11: Một hổn hợp X gồm FeCl3 CuCl2 hoà tan vào nước cho dung dịch A Chia dung dịch A làm phần nhau: Phần 1: tác dụng với 0,5 lit dung dịch AgNO3 0,3M cho 17,22(g) kết tủa Phần 2: tác dụng với lượng NaOH 2M vừa đủ để kết tủa hết hidroxit lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu 4(g) chất rắn a Chứng minh Cl- kết tủa hết với AgNO3 Tính khối lượng FeCl CuCl2 b Tinh thể tích dung dịch NaOH 2M dùng c Thêm m (g) AlCl3 vào hổn hợp X ta hổn hợp Y Hoà tan hết Y thêm từ từ dung dịch NaOH 2M Khi thể tịch 0,14 lít NaOH 2M kết tủa khơng đổi Tính khối lượng chất rắn thu sau nkhi nung m (g) AlCl3 ** Gợi ý hướng dẩn: a) Chỉ Có Cl- kết tủa Ag+ Ag+ + Cl- -> AgCl Để chưng tỏ Cl- kết tủa hết Ag+ cần kiểm chứng n AgCl < n Cl- b) NaOH thêm vào dung dịch X (FeCl3, CuCl2) AlCl3 kết tủa hidroxit Nếu gọi x = n AlCl3 n NaOH dùng riêng cho giai đoạn là: 0,12 + 3x => n NaOH hoà tan Al(OH)3 NaOH + Al(OH)3 -> NaAlO2 + 2H2O x x x Kể từ Al(OH)3 tan hết kết tủa khơng đổi (do Fe(OH) Cu(OH)2 không tan dung dịch NaOH dư) 20 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com C – PHẦN KẾT LUẬN ĐỀ TÀI: - Câu hỏi tập hoá học liên qua đến phản ứng ứng trao đổi ion dung dịch phổ biến chương trình phổ thơng sử dụng nhiều đề thi tốt nghiệp, thi tuyển sinh thi học sinh giỏi - Câu hỏi tập phản ứng ứng trao đổi ion dung dịch Có nhiều dạng khác phong phú; Bài tập xác định nồng độ H + nồng độ OH- dung dịch, PH dung dịch, loại bỏ chất ion có độc dung dịch - Nắm kiến thức phản ứng trao đổi ion giúp học sinh giải thích tượng mơi trường nước, mơi trường đất, mơi trường khơng khí bị ô nhiễm đặc biệt vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm Trên sở đố mà tham gia tích cực phịng, chống, bảo vệ mơi trường bị ô nhiễm - Đề tài bám sát kiến thức chương trình đồng thời có ý nghĩa thực tiễn phong phú ( kiến thức gắn liền thực tiễn đời sống- thực hành) phù hợp với xu hướng giáo dục xã hội quan tâm - Đề tài trình bày từ kiến thức nhất, mở rộng thêm khắc sâu cho học sinh cần nhớ từ lí thuyết đến tập có hướng dẩn gợi ý – Bài tập câu hỏi vận dụng từ dễ đến khó phú hợp với nhiều đối tượng học sinh đặc biệt học sinh khá, giỏi ôn thi vào đại học cao đẵng Đề tài tiến hành thực nghiệm áp dụng từ nhiều năm học trước ôn thi, ôn tập cho học học sinh giỏi Để giải tốt câu hỏi tập liên quan đến phản ứng ứng trao đổi ion dung dịch cần khắc sâu cho học sinh: + Điều kiên phản ứng ứng trao đổi ion dung dịch thực + Các ion tồn đồng thời dung dịch bị loại khởi dung dịch + Khái niện Axit – Bazơ đắn nhất, Tinh chất Axit – Bazơ - Muối + Môi trường Axit – môi trường Bazơ, cách tinh PH dung dịch 21 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com + Axit mạnh, Axit yếu – Bazơ mạnh, Bazơ yếu Muối thủy phân trường hợp tạo môi trường Axit, môi trường Bazơ + Oxit (Hidroxit lưỡng tính) + Trường hợp phản ứng , Giải thích trường hợp xảy ra, biện luận + Phân loại Các dạng câu hỏi – tập phù hợp với đối tựơng học sinh - Phần câu hỏi – tập vận dụng: Bản thân giành nhiều thời gian vừa sưu tầm, vừa tham khảo đồng nghiệp, vừa tự để vừa bán sát chương trình vừa mang tính sáng tạo mà học sinh dể vận dụng phát huy tính sáng tạo học sinh.nêu cao tinh tự học gây hứng thú tìm tịi - Q trình thực đề tài nhiều năn học, phổ biến nhiều đồng nghiệp áp dụng kết cho thấy phương pháp suy luận khả vận dụng kiến thức linh hoạt, chất lượng học sinh lên nhiều - Đây kinh nghiệm có phần sáng tạo q trình giảng dạy – rèn luyện ơn tập cho học sinh - Để có đề tài tơi tìm hiểu nhiều tài liệu, tham khảo ý kiên đồng nghiệp số chuyên viên Đặc biệt nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, tài liệu bồi dưỡng giáo viên hoá học - Nhưng tổng hợp cá nhân có đóng góp số đồng nghiệp chun viên; Chắc cịn nhiều thiếu sót hạn chế mong bạn đọc đồng nghiệp quan tâm góp ý kiến xây dựng để đề tài hồn thiện vận dụng rơng rãi công tác giảng dạy rèn luyện ôn tập cho học sinh góp phần nâng cao chất lượng đào tạo tốt Xin chân thành cảm ơn./ D – TÀI LIỆU THAM KHẢO : 22 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com 1) Sách giáo khoa lớp 11 – nâng cao NXB: GD- 6/2007 2) Sách giáo khoa lớp 12 – nâng cao NXB: GD- 6/2008 3) Tài liệu bồi dưỡng giáo viên hoá học lớp 10, 11 12 4) Đổi phương pháp giảng dạy hoá học ( tài liệu bồi dưỡng giáo viên) Tác giả ; Đặng Thị Oanh - ĐHSP- Hà nội tháng 2-2004 5) Tóm tắt hố học phổ thông ; NXB – GD – 5/1995 6) Bài tập hố học : Tác giả: Ngơ Ngọc An – NXB –TP: Hồ Chí Minh – 2006 7) Phương phps giải tốn hố vơ cơ; Tác giả: Quan Hán Thành: NXB:Trẻ3/98 8) Tuyển chọn – phân loại dạng lí thuyết & tập: Tác giả: Ngô Ngọc An – NXB: Hải phòng: 3/2001 E – MỤC LỤC : - Phần mở đầu: Trang 1-2 - Phần nội dung: Trang 2- 12 + Nội dung lý thuyết Trang 2- + Nội dung phương pháp giải tập: Trang 5- 10 + Nội dung tập vận dụng; Trang 10- 12 - Phần Kết luận đề tài: Trang 13-14 - Phần tài liệu tham khảo: Trang 15 ( Đề tài gồm 15trang) Tháng năm 2012 Người Thực Đào Văn Thân 23 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com 24 ... mạnh - Một số muối không tồn dung dịch: Fe2(CO3)3, Al2(CO3)3, MgS… II - PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÂU HỎI BÀI TÂP VỀ PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH : – Toán phản ứng trao đổi kết hợp với phản ứng. .. II - CÂU HỎI BÀI TẬP VẬN DỤNG – Bài Tập Phần trắc nghiệm phản ứng trao đổi: C âu 1: Phương trinh ion thu gọn phản ứng trao đổi cho biết: A Những ion tồn dung dịch B Nồng độ ion dung dịch lớn nhất;... ôn tập cho học học sinh giỏi Để giải tốt câu hỏi tập liên quan đến phản ứng ứng trao đổi ion dung dịch cần khắc sâu cho học sinh: + Điều kiên phản ứng ứng trao đổi ion dung dịch thực + Các ion