truongtructuyen Bài toán muối ngậm nước

Bi ủng trờn Tp Húa Hc v ng Dng, s 10 (58) / 2006 Bi toỏn v mui ngm nc Bi toỏn v v mu mui ng ngm n nc Lờ Phm Thnh Giỏo viờn truongtructuyen.vn Bi toỏn v mui v hn hp mui l mt dng bi khỏ c bn v thụng dng chng trỡnh húa hc ph thụng. Tuy nhiờn nc ta cỏc bi dng ny mi ch trung vo cỏc mui khan, cũn cỏc bi v mui kt tinh ngm nc thỡ cú rt ớt v cha phong phỳ. Chớnh vỡ vy nú dn ủn vic hc sinh lm cỏc bi v mui cm thy khỏ nhm chỏn, ủn ủiu. Mt khỏc ủiu ny cng khin cho hc sinh tr nờn th ủng t duy, gp mt bi v mui l ch ngh ủn cỏc mui khan! Vỡ vy gp nhng bi cú liờn quan ủn mui ngm nc phn cỏc em tr nờn khỏ lỳng tỳng! Chỳng ta cựng xột vớ d sau: Vớ d 1: Cú 16,0 gam oxit kim loi MO, chia thnh phn bng nhau. Hũa tan hon ton phn HCl d, x lý dung dch thu ủc nhng ủiu kin thớch hp thu ủc 17,1 gam mt mui X nht. Cho phn tỏc dng vi dung dch H2SO4 loóng d, x lý dung dch sau phn ng nhit ủ di 111oC ch thu ủc 25,0 gam mt mui Y nht. Xỏc ủnh M v cụng thc hai mui X, Y; bit rng MX < 180 g.mol-1, MY < 260 g.mol-1. Gii: Theo bi ta cú s ủ: HCl d MO 16 gam dd1 muối X 17,1 gam dd2 muối Y 25,0 gam chia hai H2SO loãng, d Vi n l s mol ca gam MO, ta cú: 9,1 17,0 n= ( vụ lý) . n ủõy phn hc 55 80 sinh s lỳng tỳng, khụng bit phi gii nh th no !!! ú l cỏc em ủó quờn rng cỏc mui X, Y hon ton cú th dng mui ngm nc: MCl2.aH2O v MSO4.bH2O. Lỳc ny ta cú: n= M: MX < 180 a < 6,05. MY < 260 b < 9,11. Trong (*) nhn thy a, b phi l s nguyờn, v b chia ht cho b = 5; a = 2; n = 0,1. T ủú suy M = 64 (Cu). Vy cụng thc cỏc mui: X l CuCl2.2H2O Y l CuSO4.5H2O. T vớ d trờn chỳng ta cú th thy : nu cỏc em khụng chu t m ch lm theo li mũn thỡ s rt lỳng tỳng v s khụng th tỡm ủc ủỏp s ! Nhm gúp phn lm phong phỳ hn na cỏc dng bi húa hc chng trỡnh ph thụng v phỏt huy tớnh tớch cc suy ngh ca hc sinh, bi vit ny chỳng tụi xin ủ cp ủn mt dng khỏc ca bi v mui, ủú l Bi toỏn v mui ngm nc. Theo tụi, cú th chia cỏc bi ny thnh dng sau: Dng 1: Mui ngm nc m kim loi mui khụng thay ủi s oxi hoỏ Vớ d 2: Hũa tan hon ton 4,8 gam kim loi M vo dung dch axit HNO3, thu ủc dung dch A. Chia A thnh phn bng nhau. X lý phn ủiu kin thớch hp thu ủc 25,6 gam mt mui X nht. Cho phn tỏc dng vi NaOH d ủc kt ta B. Nung B ủn lng khụng ủi thu ủc 4,0 gam cht rn. Xỏc ủnh kim loi M v mui X, bit M ch cú mt húa tr nht. Thụng thng hc sinh s cho rng mui X l MCl2, v mui Y l MSO4. Khi ủú da vo d kin: MO gam M1 = 71 - 16 = 55 MCl2 17,1 gam m1 = 9,1 MO gam MSO4 M2 = 96 - 16 = 80 m2 = 17,0 25,0 gam Copyright â 2006 Lờ Phm Thnh 9,1 17,0 91b 170a = 115 (*) = 55 + 18a 80 + 18b - 1/4 - E-mail: thanh.lepham@gmail.com Bi ủng trờn Tp Húa Hc v ng Dng, s 10 (58) / 2006 Gii: Nu gi thit mui l khan thỡ: M 2,4 gam xử lý Bi toỏn v mui ngm nc Gii: S ủ bin ủi: 1,64 lit A (27oC, 1,5atm) M(NO3)n 25,6 gam OH- HCl d M a gam Chia dd B - OH M d 2,4 gam M(OH)n chân ko to Rắn (M2On) 4,0 gam Theo bi ra: 25,6 2,4 0,187 = (mol) 62.n n 4,0 2,4 0,1 M: x = = (mol) (vụ lý!!!) 16.n n M b gam M b gam Mui khụng phi l mui khan m phi dng ngm nc: M(NO3)n.aH2O. x 0,2 0,1 M 12 (loi) 24 (Mg) 0,2 36 (loi) mui X l : Mg(NO3)2.6H2O. Dng 2: Mui ngm nc m cú s thay ủi s oxi hoỏ ca kim loi mui Vớ d 3: Hũa tan hon ton a gam kim loi M dung dch HCl d, thu ủc dung dch A v 3,28 lớt khớ B (ủo 27oC, 1,5atm). Chia A thnh phn bng nhau. Cho phn th nht tỏc dng hon ton vi dung dch KOH d, thu ủc kt ta C. Nung C khụng khớ nhit ủ cao ti lng khụng ủi, thu ủc (b + 2,4) gam cht rn D. Hũa tan D H2SO4 d ủc dung dch E. X lý dung dch E ủiu kin thớch hp thu ủc 28,1 gam mt mui X nht. X lý phn th hai ch thu ủc mt mui Y nht vi lng 19,9 gam. Xỏc ủnh cụng thc ca X, Y. Bit a = 2b. Copyright â 2006 Lờ Phm Thnh X 28,1 gam n H2 = 3,28 ì1,5 = 0,2 (mol) 0,082 ì 300 HCl d HCl d 0,1 mol H2 MCln OH- C (*) to M2Om (**) (b+2,4) gam Gi x l s mol ca b gam M. p dng ủnh lut bo ton e vi quỏ trỡnh (*), ta cú: Tng s mol e nhng: n.x (mol) Tng s mol e nhn: 0,1.2 = 0,2 (mol) nx = 0,2 (1) Cng ỏp dng ủnh lut bo ton e vi (**), ta cú: Tng s mol e nhng = mx (mol) 2,4 Tng s mol e nhn = ì = 0,3 (mol) 16 mx = 0,3 (2) T (1) v (2) m : n = : Hay: m = 3; n = 2; x = 0,1. Suy ra: nX = 0,05 (mol); nY = 0,1 (mol) 28,1 19,9 MX = = 562 ; MY = = 199 0,05 0,1 Nu X l M2(SO4)3; Y l MCl2 thỡ: MX = 2M + 96.3 = 562 M = 137 MY = M + 35,5.2 = 199 M = 128 (vụ lý!) Vy X phi cú dng: M2(SO4)3.H2O 2M + 96.3 + 18 = 562 2M + 18 = 274 Y phi cú dng: MCl2.H2O M + 35,5.2 + 18 = 199 M + 18 = 128 T ủú ta cú: = + 1. a = 3n (M + 62n + 18a)x = 25,6 Mx = 2,4 x 0,2 (2M + 16n). = 4,0 nx = 0,2 x = n ax = 0,6 2,4 Mx = 2,4 M = x H2SO4 dd E D (b+2,4) gam Vy: x= to Y 19,9 gam Vi x l s mol ca 2,4 gam M, ỏp dng ủnh lut tng gim lng, ta cú: n a C Mt khỏc: < 274 128 = 15,22 ; < = 7,11 18 18 Lp bng: M 110 92 (loi) (loi) - 2/4 - 74 (loi) 56 (Fe) 11 38 (loi) 13 20 (loi) E-mail: thanh.lepham@gmail.com Bi ủng trờn Tp Húa Hc v ng Dng, s 10 (58) / 2006 qnRx = 1,12 (gam) R = 112 ì y Vy: = 9; = 4; M l Fe. X l Fe2(SO4)3.9H2O; Y l FeCl2.4H2O. Lp bng: 18,67 R (loi) Dng 3: Mui kộp ngm nc Vớ d 4: xỏc ủnh cụng thc ca mui kộp A ngi ta tin hnh cỏc thớ nghim sau: Ly 9,64 gam mui A hũa tan vo nc, sau ủú cho tỏc dng vi BaCl2 d, thu ủc 9,32 gam kt ta bn ca mt cht B nht, khụng tan HNO3. Ly 9,64 gam mui A hũa tan vo nc, sau ủú cho tỏc dng vi dung dch Ba(OH)2 d (cú ủun nh) ủc kt ta C v khớ D cú kh nng lm xanh qu m. Nung kt ta C khụng khớ ủn lng khụng ủi thu ủc 10,92 gam cht rn E. Cho tt c khớ D hp th vo 200 ml dung dch H2SO4 0,1M. trung hũa lng axit d cn dung 200 ml dung dch NaOH 0,1M. Xỏc ủnh cụng thc mui A, bit kim loi A khụng b thay ủi s oxi hoỏ cỏc phn ng trờn. Gii: Theo bi ta cú kt ta B l BaSO4. n SO 24 = x y + MA = 56 (Fe) 74,67 (loi) 9,64 = 964 = 24. 0,01 Mui A l: (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O Nhn xột: Qua nhng vớ d ủó xột trờn chỳng ta thy nhỡn chung cỏc bi toỏn ny ủu quy v vic gi thit mui l khan ủiu vụ lý mui phi tn ti dng ngm nc! Cỏc bi cú th dng ủn gin (dng 1) hay phc (dng v 3). iu cn chỳ ý l gii toỏn bao gi chỳng ta cng phi xột hai trng hp: mt l, kim loi mui khụng cú s thay ủi s oxi hoỏ; v hai l cú s thay ủi s oxi hoỏ ca kim loi mui cỏc quỏ trỡnh bin ủi, cỏc bi toỏn ny thng liờn quan ủn cỏc kim loi chuyn tip nh Fe hay Cr. Ngoi bin lun cng cn phi chỳ ý l tựy tng mui m h s ca nc kt tinh cú th l s nguyờn, bỏn nguyờn hay thp phõn (xem bng 1). Sau ủõy l mt s bi tham kho: Bi 1: Nung 8,08 gam mt mui A thu ủc sn phm khớ v 1,6 gam mt hp cht rn B khụng tan nc. ủiu kin thớch hp, nu cho sn phm khớ ủi qua 200 gam dung dch NaOH 1,2% ủiu kin xỏc ủnh thỡ thy phn ng xy va ủ v thu ủc mt dung dch ch cha mt mui nht cú nng ủ 2,47%. Xỏc ủnh cụng thc phõn t ca mui A, bit rng nung mui A thỡ kim loi A khụng bin ủi s oxi hoỏ. Bi 2: t chỏy hon ton 4,4 gam mt sunphua kim loi MS (M cú cỏc s oxi hoỏ +2 v +3 cỏc hp cht) lng d O2. Cht rn thu ủc sau phn ng ủc hũa tan phản ứng Trong 9,64 gam mui A cú 0,02 mol ion NH +4 . Gi kim loi A l R. Cht rn E bao gm BaSO4 v oxit RxOy. m BaSO = n B = 0,04 (mol) m R x O y = 10,92 9,32 = 1,60 (gam) Nu mui A l mui khan thỡ 9,64 gam A cú: mR = 9,64 (96.0,04 + 18.0,02) = 5,44 (gam) iu ny l vụ lý, vỡ m R x O y = 1,60 gam. Vy A phi l mui ngm nc! Gi A l: p(NH4)2SO4.qRx(SO4)y.H2O, n l s mol ca 9,64 gam A, ta cú: 2pn = 0,02 pn = 0,01 (p + qy)n = 0,04 qyn = 0,03 V: (qRx + 18)n = 5,44 (gam) Mt khỏc: qn(Rx + 16y) = 1,60 Copyright â 2006 Lờ Phm Thnh 1 37,33 (loi) x Vy R l Fe, x = 2, y = 3, q = p. Chn p = q = n = 0,01 thỡ mui A cú dng: (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.H2O 9,32 = 0,04 (mol) 233 Khớ D l NH3. M nH d = 0,2 ì 0,1 = 0,02 (mol) = nNH Bi toỏn v mui ngm nc - 3/4 - E-mail: thanh.lepham@gmail.com Tp Húa Hc v ng Dng, s 10 (58) / 2006 Bi toỏn v mui ngm nc hon ton lng va ủ dung dch HNO3 37,8%. Nng ủ % ca mui dung dch thu ủc l 41,7%. Khi lm lnh dung dch ny thỡ cú 8,08 gam mui ngm nc X tỏch v nng ủ % ca mui dung dch gim xung cũn 34,7%. Xỏc ủnh cụng thc phõn t ca mui X. Bi 3: xỏc ủnh cụng thc ca mui kộp X ngi ta tin hnh cỏc thớ nghim: Hũa tan 47,4 gam X vo nc, thu ủc dung dch Y. Chia Y thnh phn bng nhau: Cho phn tỏc dng vi dung dch BaCl2 d, thu ủc 23,3 gam kt ta A. Thờm NH3 d vo phn ủc kt ta B, nung B chõn khụng ủn lng khụng ủi thu ủc 25,5 gam cht rn. Ly 47,4 gam X ủem nung núng nhit ủ 120oC ch thu ủc 21,6 gam hi ca mt cht nht. Xỏc ủnh cụng thc ca mui X, bit rng X cú cha mt kim loi kim. Bng di ủõy ch cụng thc phõn t ca mt s mui ủn v mui kộp thng gp chng trỡnh ph thụng. Trong bi vit ny chỳng tụi ủó ủ cp ủn mt s bi cú liờn quan ủn ủ mui ngm nc. Hi vng nú s mang li cho cỏc bn yờu thớch mụn húa hc nhng ủiu mi m v mt dng bi ủó rt quen thuc, bi v mui. Trờn ủõy chỳng tụi mi ch su tm v bc ủu thit k ủc mt s bi thuc dng ny. Mong rng cỏc bn hóy cựng chỳng tụi thit k nhiu hn na nhng bi thuc dng ny, gúp phn lm phong phỳ hn cỏc dng bi húa hc chng trỡnh ph thụng. Bng 1. Mt s mui ủn v mui kộp thng gp CuSO4.5H2O FeCl3.6H2O MgCl2.6H2O CuCl2.2H2O Fe(NO3)3.9H2O MgSO4.7H2O Cu(NO3)2.6H2O Cr2(SO4)3.6H2O Mg(NO3)2.6H2O Al2(SO4)3.18H2O CrCl3.6H2O NiCl2.6H2O AlCl3.6H2O CrCl2.4H2O Ni(NO3)2.7H2O Al(NO3)3.9H2O ZnSO4.7H2O KAl(SO4)2.12H2O FeSO4.7H2O ZnCl2.1,5H2O KCr(SO4)2.12H2O Fe2(SO4)3.9H2O CdCl2.2,5H2O Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O FeCl2.4H2O CdSO4.2,67H2O (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O Copyright â 2006 Lờ Phm Thnh - 4/4 - E-mail: thanh.lepham@gmail.com . Bài ñăng trên “Tạp chí Hóa Học và Ứng Dụng”, số 10 (58) / 2006 Bài toán về muối ngậm nước Copyright © 2006 Lê Phạm Thành E-mail: thanh.lepham@gmail.com - 1/4 - Bài toán v Bài. v Bài toán vBài toán v Bài toán về ềề ề mu mumu muố ốố ối ng i ngi ng i ngậ ậậ ậm nư m nưm nư m nướ ớớ ớc cc c Lê Phạm Thành Giáo viên truongtructuyen. vn Bài tập toán về muối và. bài tập về muối, ñó là Bài toán về muối ngậm nước . Theo tôi, có thể chia các bài tập này thành 3 dạng sau: Dạng 1: Muối ngậm nước mà kim loại trong muối không thay ñổi số oxi hoá Ví dụ