Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 SỬ DỤNG DUNG DỊCH ẢO ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TẬP HĨA VƠ CƠ Cơ sở phương pháp Coi dung dịch chứa ion HCO3 dung dịch chứa ion H , CO32 Ta làm tương tự với ion HSO3 , HPO4 , H PO4 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho 100 ml dung dịch NaOH 4M tác dụng với 100 ml dung dịch H3PO4 aM, thu dung dịch chứa 25,95 gam hỗn hợp hai muối Giá trị a là: A 1,5 B 1,75 C 1,25 D (Đề thi thử Đại học lần – THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2010 – 2011) Hướng dẫn giải ● Cách : Sử dụng phương pháp bảo tồn khối lượng Vì phản ứng tạo hai muối nên NaOH phản ứng hết Sơ đồ phản ứng : H3PO4 + NaOH muối + HOH (H2O) Bản chất phản ứng : H+ + OH HOH Nhận thấy : n HOH n OH n NaOH 0,4 mol Từ tính khối lượng H2O Mặt khác, khối lượng hỗn hợp muối biết dễ dàng tính khối lượng NaOH (vì biết số mol) Theo bảo tồn khối lượng, ta có : m H PO m NaOH m muối m H O m H PO 17,15 gam 4 0,4.40 ? 25,95 0,4.18 17,15 0,175 0,175 mol [H3 PO ] 1,75M 98 0,1 ● Cách : Sử dụng dung dịch ảo nH 3PO4 Coi dung dịch sau phản ứng chứa ion PO4 3 , Na , H Ta có : n PO 3 n H PO 0,1a mol; n Na n NaOH 0,4 mol; 4 n H /dd sau phản ứng 3nH PO n NaOH (0,3a 0,4) mol n n H ban đầu OH Theo giả thiết bảo tồn khối lượng, ta có : m muối 0,1a.95 0,4 0,4.23 0,3a 25,95 a 1,75 m PO43 m Na m H Ví dụ 2: Cho m gam P2O5 tác dụng với 253,5 ml dung dịch NaOH 2M, sau phản ứng xảy hồn tồn thu dung dịch X Cơ cạn dung dịch X, thu 3m gam chất rắn khan Giá trị m A 21,30 B 8,52 C 12,78 D 7,81 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2014) Hướng dẫn giải ● Cách : Sử dụng bảo tồn ngun tố bảo tồn khối lượng Bản chất phản ứng P2O5 với dung dịch NaOH phản ứng H3PO4 với dung dịch NaOH Nếu H3PO4 dư sau phản ứng khơng thể cạn dung dịch, H3PO4 khơng bay Như H3PO4 phản ứng hết Chất rắn muối hỗn hợp gồm muối trung hòa NaOH dư Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 * Trường hợp : Ion H chuyển hết vào H2O Theo bảo tồn ngun tố P bảo tồn ngun tố H phản ứng H3PO4 với NaOH, ta có: 2m 6m ;n 3nH PO 142 HOH 142 Theo bảo tồn khối lượng, ta có : n H PO 2n P O m H PO m NaOH m chất rắn m H O m 8,52 gam 2m.98 142 0,507.40 6m.18 142 3m * Trường hợp : Ion OH chuyển hết vào H2O Theo bảo tồn ngun tố P bảo tồn nhóm OH phản ứng H3PO4 với NaOH, ta có: 2m n H3PO4 2n P2O5 ;n n NaOH 0,507 142 HOH Theo bảo tồn khối lượng, ta có : m H PO m NaOH m chất rắn m H O m 6,88 gam 4 2m.98 142 0,507.40 0,507.18 3m Với m = 6,88 gam n OH n H tức OH dư: Khơng thỏa mãn ● Cách : Sử dụng dung dịch ảo * Trường hợp : Nếu ion OH hết coi dung dịch sau phản ứng chứa ion Na , H , PO4 3 2m mol; n Na n NaOH 0,507 mol 142 6m 6m n H bđ 3nPO 3 mol; n OH 0,507 mol; n H / dd sau phản ứng ( 0,507) mol 142 142 Theo giả thiết bảo tồn khối lượng, ta có : 2m 6m m muối 95 0,507.23 0,507 3m m 6,88 gam 142 142 m n PO 3 2n P2O5 m Na m PO43 H Với m 6,88 n H 0,29 n OH 0,507 : không thỏa mãn * Trường hợp : Nếu ion OH dư coi dung dịch sau phản ứng chứa ion Na , OH , PO4 Ta có : 6m ) mol 142 Theo giả thiết bảo tồn khối lượng, ta có : n OH /dd sau phản ứng (0,507 2m 6m m chất rắn 95 0,507.23 17.(0,507 ) 3m m 8,52 gam 142 142 m m Na PO43 m OH Ví dụ 3: Dung dịch X chứa ion: CO32 , SO32 , SO 42 , 0,1 mol HCO3 , 0,3 mol HSO3 mol K+ Thêm V lít dung dịch Ba(OH)2 1M vào X thu lượng kết tủa lớn Giá trị nhỏ V : 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 ion CO32 , SO32 , SO 42 , 0,4 mol H , 0,1 mol K+ Cho Ba(OH)2 vào X’ tạo kết tủa BaCO3, BaSO3, BaSO4 Như ion H+, K+ thay ion Ba2+ Áp dụng bảo tồn điện tích, ta có : Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 2n Ba 2 n n n 2 0,25 mol n Ba(OH)2 0, 25 mol H K Ba 0,4 0,1 Vdd Ba(OH)2 1M (min) 0, 25 lít Ví dụ 4: Một loại nước cứng có chứa Ca2+ 0,002M; Mg2+ 0,003M HCO3 Hãy cho biết cần lấy ml dung dịch Ca(OH)2 0,05M để biến lít nước cứng thành nước mềm (coi phản ứng xảy hồn tồn kết tủa thu gồm CaCO3 Mg(OH)2) A 200 ml B 140 ml C 100 ml D 160 ml Hướng dẫn giải Sử dụng bảo tồn điện tích dung dịch nước cứng, ta có : n n 2 n 2 0,01 mol HCO3 Ca Mg 0,002.1 0,003.1 Chuyển dung dịch nước cứng thành dung dịch ảo X chứa 0,002 mol Ca2+, 0,003 mol Mg2+, 0,01 mol H+ 0,01 mol CO32 Sơ đồ phản ứng X với dung dịch Ca(OH)2 : Ca 2 , Mg 2 Ca(OH) Mg(OH) H 2O 2 CaCO3 H , CO3 Khi cho V lít dung dịch Ca(OH)2 0,05M vào X, xảy phản ứng ion Ca2+ (trong X Ca(OH)2), với ion CO32 tạo kết tủa Ta có : n Ca n CO32 0,002 0,05V 0,01 V 0,16 lít 160 ml Ví dụ 5: Dung dịch E gồm x mol Ca2+, y mol Ba2+, z mol HCO 3 Cho từ từ dung dịch Ca(OH)2 nồng độ a mol/l vào dung dịch E đến thu lượng kết tủa lớn vừa hết V lít dung dịch Ca(OH)2 Biểu thức liên hệ giá trị V, a, x, y xy x 2y A V B V C V 2a(x y) D V a(2x 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 z mol CO 32 Áp dụng bảo tồn điện tích cho dung dịch E’, ta có : n 2 n 2 n n 2 z 2x 2y Ba Ca H CO3 y x z z 2 2 Ba 2 , Ca Ca y mol x mol aV mol BaCO3 H2O Sơ đồ phản ứng : 2 CaCO OH , CO H (2x 2y) mol (2x 2y) mol 2aV mol Áp dụng bảo tồn điện tích phản ứng Ba2+, Ca2+ với ion CO32 , ta có: n n 2 n V Ba Ca CO 3 y x aV xy a 2x 2y Hoặc áp dụng bảo tồn điện tích phản ứng ion H+ với ion OH , ta có: n H n OH 2x 2y 2aV V xy a Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Ví dụ 6: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO 3 ; c mol CO 32 d mol SO 24 Để tạo kết tủa lớn người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ba(OH)2 x mol/l Biểu thức tính x theo a b : ab ab ab ab A x B x C x D x 0,1 0, 0,3 (Đề thi thử Đại học lần – THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2012 – 2013) Hướng dẫn giải Chuyển ion HCO3 thành ion ảo CO32 H+ Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm : a mol Na+; b mol H+, (b+c) mol CO32 d mol SO 24 Cho Ba(OH)2 vào dung dịch X’ tạo kết tủa BaSO4 BaCO3 Như vậy, ion Na+ H+ thay ion Ba2+ Áp dụng bảo tồn điện tích, ta có : 2n Ba 2 n Na n H n Ba 2 ab a b a b mol n Ba(OH)2 mol x 2 0,2 Ví dụ 7: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO 3 ; c mol CO 32 d mol HSO3 Để tạo kết tủa lớn người ta phải dùng vừa hết 100 ml dung dịch Ca(OH)2 x mol/l Biểu thức tính x theo a b là: A x ab 0,1 B x abc ab C x 0,2 0,3 D x abd 0, Hướng dẫn giải Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm ion CO32 , SO32 , (b + d) mol H , a mol Na+ Cho Ca(OH)2 vào X’ tạo kết tủa CaCO3, CaSO3 Như ion H+, Na+ thay ion Ca2+ Áp dụng bảo tồn điện tích, ta có : abd abd n 2 n n n 2 mol n Ca(OH)2 = mol Ca H Na Ca 2 ? bd [Ca(OH) ] a a bd 0,