Mặt khác, khối lượng của hỗn hợp muối đã biết và dễ dàng tính được khối lượng của NaOH vì đã biết số mol.. Cơ cạn dung dịch X, thu được 3m gam chất rắn khan.. Giá trị của m là Đề thi tuy
Trang 1SỬ DỤNG DUNG DỊCH ẢO ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TẬP HĨA VƠ CƠ
1 Cơ sở của phương pháp
3
H , CO Ta cĩ thể làm tương tự với các ion
HSO , HPO , H PO
2 Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho 100 ml dung dịch NaOH 4M tác dụng với 100 ml dung dịch H3PO4 aM, thu được dung dịch
chứa 25,95 gam hỗn hợp hai muối Giá trị của a là:
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ,
năm học 2010 – 2011) Hướng dẫn giải
● Cách 1 : Sử dụng phương pháp bảo tồn khối lượng
Vì phản ứng tạo ra hai muối nên NaOH đã phản ứng hết
Sơ đồ phản ứng :
H3PO4 + NaOH muối + HOH (H2O)
Bản chất phản ứng là :
H+ + OH HOH
Nhận thấy : HOH NaOH
OH
n n n 0,4 mol
Từ đĩ sẽ tính được khối lượng của H2O Mặt khác, khối lượng của hỗn hợp muối đã biết và dễ dàng tính
được khối lượng của NaOH (vì đã biết số mol)
Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
?
3 4
● Cách 2 : Sử dụng dung dịch ảo
Coi dung dịch sau phản ứng chứa các ion PO43, Na , H
Ta cĩ :
3
3 4
4
3 4
OH
H ban đầu
H PO NaOH
H /dd sau phản ứng
n n
Theo giả thiết và bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
3
PO4 Na H
muối
m 0,1a.95 0,4.23 0,3a 0,4 25,95 a 1,75
Ví dụ 2: Cho m gam P2O5 tác dụng với 253,5 ml dung dịch NaOH 2M, sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn
thu được dung dịch X Cơ cạn dung dịch X, thu được 3m gam chất rắn khan Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2014) Hướng dẫn giải
● Cách 1 : Sử dụng bảo tồn nguyên tố và bảo tồn khối lượng
Bản chất phản ứng của P2O5 với dung dịch NaOH là phản ứng của H3PO4 với dung dịch NaOH
Nếu H3PO4 cịn dư sau phản ứng thì khơng thể cơ cạn dung dịch, do H3PO4 khơng bay hơi Như vậy H3PO4 đã
phản ứng hết Chất rắn là muối hoặc hỗn hợp gồm muối trung hịa và NaOH dư
Trang 2* Trường hợp 1 : IonH
chuyển hết vào H2O Theo bảo tồn nguyên tố P và bảo tồn nguyên tố H trong phản ứng của H3PO4 với NaOH, ta cĩ:
Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
H PO NaOH chất rắn H O
0,507.40 3m 6m.18
2m.98
142 142
* Trường hợp 2 : Ion OH
chuyển hết vào H2O Theo bảo tồn nguyên tố P và bảo tồn nhĩm OH trong phản ứng của H3PO4 với NaOH, ta cĩ:
3 4 2 5
2m
142
Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
H PO NaOH chất rắn H O
0,507.40 3m 0,507.18
2m.98
142
Với m = 6,88 gam thì
n n tức là OH dư: Khơng thỏa mãn
● Cách 2 : Sử dụng dung dịch ảo
* Trường hợp 1 : Nếu ion OH
hết thì coi dung dịch sau phản ứng chứa các ion Na , H , PO 43
3
2 5
4
3
2m
142
Theo giả thiết và bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
Na 3
muối
m
Với
m6,88n 0,29 n 0,507 : không thỏa mãn
* Trường hợp 2 : Nếu ion OH dư thì coi dung dịch sau phản ứng chứa các ion Na , OH , PO 43 Ta cĩ :
OH /dd sau phản ứng
6m
142
Theo giả thiết và bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
Na 3
chất rắn
m
Ví dụ 3: Dung dịch X chứa các ion: CO32
, SO32
, SO42
, 0,1 mol HCO3
, 0,3 mol HSO3
và 1 mol K+ Thêm V lít dung dịch Ba(OH)2 1M vào X thì thu được lượng kết tủa lớn nhất Giá trị nhỏ nhất của V là :
A 0,15 B 0,25 C 0,20 D 0,30
Hướng dẫn giải
Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm các ion CO32, SO32, SO42, 0,4 mol H, và 0,1 mol
K+
Cho Ba(OH)2 vào X’ tạo ra kết tủa là BaCO3, BaSO3, BaSO4 Như vậy các ion H+, K+ được thay thế bằng
ion Ba2+
Áp dụng bảo tồn điện tích, ta cĩ :
Trang 3
2n n n n 0, 25 moln 0, 25 mol
dd Ba (OH) 1M (min)2
Ví dụ 4: Một loại nước cứng có chứa Ca2+ 0,002M; Mg2+ 0,003M và HCO3 Hãy cho biết cần lấy bao nhiêu
ml dung dịch Ca(OH)2 0,05M để biến 1 lít nước cứng đó thành nước mềm (coi như các phản ứng xảy ra
hoàn toàn và kết tủa thu được gồm CaCO3 và Mg(OH)2)
A 200 ml B 140 ml C 100 ml D 160 ml
Hướng dẫn giải
Sử dụng bảo toàn điện tích trong dung dịch nước cứng, ta có :
n 2 n 2 n 0, 01 mol
Chuyển dung dịch nước cứng thành dung dịch ảo X chứa 0,002 mol Ca2+, 0,003 mol Mg2+, 0,01 mol H+ và
0,01 mol CO32
Sơ đồ phản ứng của X với dung dịch Ca(OH)2 :
2 2
3 3
Mg(OH)
Ca , Mg
H O CaCO
H , CO
Khi cho V lít dung dịch Ca(OH)2 0,05M vào X, xảy ra phản ứng của ion Ca2+ (trong X và trong Ca(OH)2),
với ion CO32tạo kết tủa Ta có :
n n 0, 0020, 05V0,01V0,16 lít160 ml
Ví dụ 5: Dung dịch E gồm x mol Ca2+, y mol Ba2+, z mol HCO3 Cho từ từ dung dịch Ca(OH)2 nồng độ a
mol/l vào dung dịch E đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất thì vừa hết V lít dung dịch Ca(OH)2 Biểu
thức liên hệ giữa các giá trị V, a, x, y là
A x y
a
a
(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012)
Hướng dẫn giải
Chuyển E thành dung dịch ảo E’ gồm : x mol Ca2+, y mol Ba2+, z mol H và z mol CO32 Áp dụng bảo
toàn điện tích cho dung dịch E’, ta có :
Ba2 Ca2 H CO32
z
2 n 2 n n 2 n z2x2y
Sơ đồ phản ứng :
2 2
BaCO
H O
Áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng của Ba2+, Ca2+ với ion CO32, ta có:
Ba2 Ca2 CO32
x y
a
Hoặc áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng của ion H+ với ion OH, ta có:
x y
a
Trang 4Ví dụ 6: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO3; c mol CO23và d mol SO24 Để tạo kết tủa lớn nhất
người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ba(OH)2 x mol/l Biểu thức tính x theo a và b là :
A x a b
0,1
0, 2
0,3
2
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ,
năm học 2012 – 2013) Hướng dẫn giải
Chuyển ion HCO3 thành 2 ion ảo là CO32 và H+
Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm : a mol Na+; b mol H+, (b+c) mol CO32và d mol SO24
Cho Ba(OH)2 vào dung dịch X’ sẽ tạo ra kết tủa là BaSO4 và BaCO3 Như vậy, các ion Na+ và H+ đã được
thay thế bằng ion Ba2+
Áp dụng bảo toàn điện tích, ta có :
Ví dụ 7: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO3; c mol CO23và d mol HSO3 Để tạo kết tủa lớn nhất
người ta phải dùng vừa hết 100 ml dung dịch Ca(OH)2 x mol/l Biểu thức tính x theo a và b là:
A x a b
0,1
0, 2
0,3
0, 2
Hướng dẫn giải
Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm các ion CO32, SO32, (b + d) mol H, và a mol Na+
Cho Ca(OH)2 vào X’ tạo ra kết tủa là CaCO3, CaSO3 Như vậy các ion H+, Na+ được thay thế bằng ion
Ca2+
Áp dụng bảo toàn điện tích, ta có :
b d
2
a b d [Ca(OH) ]
0, 2