chuyên đề bồi dưỡng HSG THCS ( Các dạng toán dung dịch )

Tính nồng độ % bão hoà của các dung dịch này.. Bài toán tính lợng chất tan trong tinh thể ngậm nớc.. a/ Cách làm: Tính khối lợng mol của tinh thể ngậm nớc, tính khối lợng chất tan n-ớc c

Chuyên đề dung dịch

I Các kiến thức cơ bản

- Khái niệm nồng độ dung dịch

- Hai loại nồng độ dung dịch:

+ Nồng độ %

+ Nồng độ mol/l

- Công thức tính nồng độ dung dịch:

+ Công thức tính nồng độ %

C% =

mdd

mct

100%

+ Công thức tính nồng độ mol/l

cM = V n

- Công thức tính độ tan:

.100

ct

dm

m

m

S 

- Công thức liên hệ giữa nồng độ % và độ tan

C% =

S

S



100 100%

- Công thức liên hệ giữa C% và CM

%.10

M

C

M



- Công thức pha trộn

1 1 2 2





- Công thức đờng chéo:

C%

C%

m

1 1

2m2

C%

C%2 - C%

C% - C%1

m

m =

C%2 - C% C% - C%1

1 2

Với C%2 C% C%1

1 1

2 2

2

-=

1

-1 2

C

M

M

C

C C C

C

C C

M

M

M

M

1

- C

CM M

2

-CM CM V

V

V V

II Bài tập

II.1 Dạng toán độ tan.

1 Dạng 1: Bài toán liên quan giữa độ tan của 1 chất và nồng độ %

dung dịch bão hòa của chất đó:

* Bài toán 1

ở 25oC độ tan của đờng là 204g, NaCl là 36g Tính nồng độ % bão hoà của các dung dịch này

Giải:

- Độ tan của đờng ở 25oC là 204g có nghĩa là 100g nớc hoà tan đợc 204g đờng -> mdd = 304g

=> Nồng dộ % của dung dịch

C% =

304

204

100% = 67,1%

áp dụng công thức liên hệ giữa C% và độ tan ta có:

C% =

S

S



100 100% =

36 100

36

 = 26,5%

2 Dạng 2 Bài toán tính lợng chất tan trong tinh thể ngậm nớc Tính

% khối lợng nớc kết tinh trong tinh thể ngậm nớc

a/ Cách làm:

Tính khối lợng mol của tinh thể ngậm nớc, tính khối lợng chất tan (n-ớc) có trong 1 mol tinh thể ngậm nớc

Dựa vào quy tắc tam suất tìm khối lợng chất tan (nớc) trong m gam tinh thể ngậm nớc này

b/ Ví dụ :

* Bài toán 2

Tính khối lợng CuSO4 có trong 1 kg CuSO4 5H2O

Tính % khối lợng nớc kết tinh trong xođa Na2CO3.10H2O

(Học sinh tự giải)

3 Dạng 3 Bài toán tính lợng tinh thể ngậm nớc cần cho thêm vào

dung dịch cho sẵn

a/ Cách làm:

Dùng định luật bảo toàn khối lợng để tính

mdd (tạo thành) = m tinh thể + m dd ( ban đầu)

m ct (mới) = mct ( trong tinh thể) + m ct (trong dung dịch ban đầu)

( Có thể sử dụng công thức đờng chéo để tính Với điều kiện coi tinh thể ngậm nớc nh một dung dịch và ta luôn tính đợc nồng độ % của dung dịch này)

b/ Ví dụ:

* Bài toán 3 Tính lợng tinh thể CuSO4.5H2O cần dùng để điều chế 500ml CuSO4 8% ( d= 1,1g/ml )

Giải:

mdd CuSO4 8% là: 500 1,1 = 550 (gam)

khối lợng CuSO4 có trong lợng dung dịch trên là: 550.8%

44( ) 100%  g

Khi hòa tan tinh thể

CuSO4.5H2O CuSO4 + H2O

250 gam 160 gam

x gam 44 gam

Khối lợng tinh thể CuSO4.5H2O cần lấy là:250.44

68,75( )

* Bài toán 4

Kết tinh 500 ml dung dịch Fe(NO3)3 0,1 M thì thu đợc bao nhiêu gam tinh thể Fe(NO3)3.6H2O

Giải:

Khi kết tinh dung dịch Fe(NO3)3 + 6H2O Fe(NO3)3.6H2O

Số mol Fe(NO3)3.6H2O bằng số mol Fe(NO3)3 bằng

500.0,1

0,05( )

1000  mol

Khối lơng tinh thẻ Fe(NO3)3.6H2O thu đợc là: 0,05 350 = 17,5 (g)

* Bài toán 4

Để điều chế 560 gam dung dịch CuSO4 16% cần phải lấy bao nhiêu gam dung dịch CuSO4 8% và bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O

Giải:

Đặt khối lợng dd CuSO4 8% cần lấy là x gam , và khối lợng

CuSO4.5H2O là y gam

Khối lợng CuSO4 có trong dung dịch CuSO48% là:

8 2 ( )

100 25

x x g



Trong 1 mol (250g) CuSO4.5H2O có 160g CuSO4 Vậy trong y gam CuSO4.5H2O có 160 16

( )

250 25

y

y g

 Trong 560 gam dd CuSO4 16% có khối lợng CuSO4là:

560.16 2240

( )

100  25 g

Theo định luật bảo toàn khối lợng ta có:

2 16 2240

25 25 25

560

x y

 

 

Giải hệ ta có : x = 480 (gam); y = 80(gam)

4 Loại 4 Bài toán tính lợng chất tan ( tinh thể ngậm nớc) tách ra hay

cần cho thêm vào dung dịch khi thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hòa cho tr-ớc

a/ Cách giải

- Tính khối lợng chất tan, khối lợng dung môi (nớc) có trong dung dịch bão hòa ở nhệt đô t1

- Đặt a là khối lợng chất tan A cần thêm vào( tách ra) khổi dung dịch ban đầu khi nhiệt độ thay đổi từ t1 đến t2 ( t1# t2)

( nếu là tinh thể ngậm nớc cần đặt a là số mol tinh thể cần thêm vào hay tách ra)

- Tính khối lợng chất tan, khối lợng dung môi (nớc) có trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ t2

- áp dụng công thức tính độ tan ( công thức tính nồng độ %) của dung dịch bão hòa để tìm a

b/ ví dụ

Bài toán 5

ở 12 oC có 1335 gam dung dịch CuSO4 bão hòa Đun nống dung dịch

đến 90 oC Hỏi phải thêm bao nhiêu gam CuSO4 để đợc dung dịch bão hòa ở nhiệt độ này?

Biết ở 12oC độ tan của CuSO4 là 33,5 và ở 90oC 80

Giải

Độ tan của CuSO4 ở 12 oC là 33,5có nghĩa ở nhiệt độ này 100g nớc hòa tan đợc 33,5 g CuSO4 để tạo thành 133,5 g dung dịch CuSO4 bão hòa

Vậy trong 1335g dung dịch CuSO4 bão hòa có 1000g nớc và 335 g CuSO4

Đạt khối lợng CuSO4 cần thêm vào là a gam

Khối lợng chất tan và khối lợng dung môi trong dung dịch bão hòa CuSO4 ở 90 oC là:

mCuSO4 = 335 + a (g); Khối lợng dung môi là 1000 (g)

ấp dụng công thức tính độ tan ta có:

4

350

.100 80 465( ) 1000

CuSO

a

Vậy lợng CuSO4 cần thêm vào là465 gam

Bài toán 6

ở 85oC có 1877 gam dung dịch bão hòa CuSO4 Làm lạnh dung dịch

đến 25 oC hỏi có bao nhiêu gam CuSO4.5H2O tác ra khỏi dung dịch

Biết độ tan của CuSO485oC là 87,7 và ở 25oC là 40

Giải:

Độ tan của CuSO4 ở 85 oC là 87,7 có nghĩa ở nhiệt độ này 100g nớc hòa tan đợc 87,7 g CuSO4 để tạo thành 187,7 g dung dịch CuSO4 bão hòa

Vậy trong 1877g dung dịch CuSO4 bão hòa có 1000g nớc và 877 g CuSO4

Đạt n là số mol CuSO4.5H2O tách ra khỏi dung dịch khi hạ nhiệt độ từ

85oC đến 25oC

Lợng chất tan và dung môi còn trong dung dịch ở nhệt độ ở 25oC là:

4

2

(877 160 ) (1000 90 )

CuSO

H O

 

 

áp dụng công thức tính độ tan của CuSO4 ở 25oC là

4

877 160

.100 40 3,847( )

1000 90

CuSO

n

n





Vậy khối lợng CuSO4.5H2O tách ra khỏi dung dịch là: 3,847.250 = 961,75 (g)

II.2 Toán nồng độ dung dịch

* Bài toán 1

Tính khối lợng muối ăn và khối lợng nớc cần lấy để pha chế thành 150 gam dung dịch NaCl 5%

* Bài toán 2

Hòa tan 6,72 lít khí HCl ở đktc vào 80,05 gam H2O ta đợc dung dịch axit HCl Giả sử sự hòa tan không làm thay đổi thể tích dung dịch

Tính C%, CM của dung dịch thu đợc Tính D của dung dịch ?

2 Dạng 2 bài toán pha lãng hoặc cô đặc

( sử dụng công thức pha trộn)

* Bài toán 3

Có 60 gam dung dịch NaOH 20% Tính C% của dung dịch thu đợc khi a/ Pha thêm 40 gam nớc

b/ Cô đặc dung dịch cho đến khi còn 50 gam

* Bài toán 4

Cần thêm bao nhiêu lít nớc vào 400 ml dung dịch H2SO4 15% để đợc dung dịch H2SO4 1,5M Biết D H2SO4 = 1,6 gam/ml

Giải:

Khối lợng dung dịch H2SO4 = 1,6 400 = 640 (gam)

Khối lợng H2SO4 có trong dung dịch là:

2 4

15.400

96( ) 100

H SO

2 4

96 0,98( ) 98

H SO

   Gọi x (lít) là thể tích H2O cần thêm vào dung dịch

Vậy thể tích dung dịch mới là: x + 0,4

Từ công thức 0,98

0,15 0, 253( )

0, 4

M

n

V x

 Vậy lợng nớc cần thêm vào là 0,253 lít

3 Dạng 3 Hòa tan 1 chất vào nớc hay một dung dịch cho sẵn

Gồm 3 bớc:( Có hoặc không sảy ra phản ứng)

Bớc 1 Xác định dung dịch sau cùng có chứa những chất nào?( có bao nhiêu chất tan trong dung dịch có bấy nhiêu nồng độ)

Bớc 2 Sác định lợng chất tan có trong dung dịch sau cùng ( Sản phẩm phản ứng, chất d)

Bớc 3 Xác định khối lợng, thể tích dung dịch mới

* Thể tích dung dịch mới:

- Khi hòa tan chất rắn, khí vào chất lỏng coi thể tích dung dịch mới bằng thể tích chất lỏng(cũ)

- Khi pha chất lỏng vào chất lỏng (coi sự pha trộn không làm thay đổi thể tích dung dịch ) thì thể tích dung dịch mới bằng tổng thể tích các chất lỏng ban đầu

- Nếu bài toán cho D dung dịch mới thì thể tích dung dịch mới đợc tính: m

V

D



* Khối lợng dung dịch mới

Khối lợng dung dịch mới = Tổng khối lợng các chất trớc phản ứng – khối lợng các chất kết tủa và bay hơi ( nếu có)

3.1 Hòa tan một chất vào H2O (1dung dịch khác) không sảy ra phản ứng

* Hòa tan một chất vào nớc: tính C%, CM và các đại lợng khác thông thờng dựa vào công thức tính C%, CM

* Hòa tan một chất ( 1dung dịch) và 1 dung dịch mới không sảy ra phản ứng: ( thờng là dung dịch cùng loại chất)

Có hai cách:

+ sử dụng phơng pháp đại số:

mct mới =

+ Sử dụng công thức đờng chéo

*Bài toán 5:

Hòa tan 5,6 lít khí HCl đktc vào 0,1 lít H2O để tạo ra dung dịch HCl Tính nồng độ mol/l và nồng đọ C% của dung dịch thu đợc

( học sinh tự giải)

* Bài toán 6

Cần pha chế theo tỉ lệ nào về khối lợng giữa hai dung dịch KNO3 có nồng độ % tơng ứng là 45% và 15% để đợc một dung dịch KNO3 20%

Giải:

Cách 1

Đặt khối lợng dung dịch KNO3 45% và 15% cần lấy lần lợt là m1 và

m2 gam cần pha trộn với nhau để dợc dung dịch KNO3 20%

Theo bài ra ta có:

1 2

20

: 5 : 25 1: 5

m m



Vậy cần lấy một phần khối lợng dung dịch KNO3 trộn với 5 phần khối lợng dung dịch KNO3 để thu đợc dung dịch KNO3 nồng độ 20%

Cách 2: ( sử dụng phơng pháp đờng chéo)

* Bài toán 7

Tính khối lợng dung dịch KOH 38% cần lấy( D= 1,92g/ml) và lợng dung dịch KOH 8% ( D = 1,039g/ml) để pha trộn thành 4 lít dung dịch KOH 20% ( D = 1,1g/ml)

Giải:

Cách 1: Phơng pháp đại số:

1 dd 2 dd 3

ct ct ct

dd

Cách 2: Phơng pháp đờng chéo

Gọi khối lợng dung dịch KOH 38% cần lấy và lợng dung dịch KOH 8% cần lấy lần lợt là m1 và m2

38%

8%

m

1 1

2m2

20%

m

m =

1 2

12

1 8

12

1 8 = 23

3

3 1

2 3 1

4000.1,1

2 3 2 3 5 5

2 4400.2

1760( )

4400 1760 2640( )

m

m





    

3.2 Pha trộn sảy ra phản ứng hóa học

* Bài toán 8 :

Cho 34.5 gam Na tác dụng với 167g nớc Tính C% của dung dịch thu

đợc sau phản ứng

Số mol Na tham gia phản ứng:

34,5

1,5( ) 23

Na

Phơng trình phản ứng:

Na H2O NaOH H2

2mol 2mol 1mol

2.1,5

1,5( ) 2

1,5.1

0,75( ) 2

Khối lợng các chất thu đợc sau phản ứng là:

2

1,5.40 60( ) 0,75.2 1,5( )

Na

H

Khối lợng dung dịch thu đợc sau phản ứng la:

mdd NaOH = 34,5 + 167 – 1,5 =200 ( gam)

Nồng độ % của dung dịch sau phản ứng là:

60

% 100% 30%

200

* Bài toán 9 :

Cho 14,84 gam tinh thể Na2CO3 vào bình chứa 500 ml dd HCl 0,4M

đ-ợc dung dịch D Tính nồng độ mol/l của các dung dịch thu dđ-ợc sau phản ứng

Giải:

2 3

14,84

0,14( ) 106

0,5.0, 4 0, 2( )

Na CO

HCl

 

Phơng trình hóa học

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O

Theo phơng trình tỉ lệ n Na CO2 3 :n HCl 1: 2

Theo bài ra ta có tỉ lệ n Na CO2 3 :n HCl  0,14 : 0, 2

Vậy Na2CO3 d còn HCl phản ứng hết

Theo phơng trình ta có số mol Na2CO3 phản ứng = 1/2 số mol HCL và

số mol NaCl tạo thành = 0,5.0,2 = 0,1 (mol)

Số mol Na2CO3 d là 0,14 – 0,1 = 0,04 (mol)

Coi thể tích dung dịch sau phản ứng bằng thể tích dung dịch HCl bằng 0,5 lít

Nông độ các chất thu đợc sau phản ứng là

2 3

0, 2

, 4( ) 0,5

0, 04

0,08( ) 0,5

NaCl

Na CO

M

M

 

 

* Bài toán 10:

Sục 200 gam SO3 vào 1 lít dung dịch H2SO4 17% (D = 1,12g/ml) đợc dung dịch A Tính nồng độ % của dung dịch A

Giải:

Khi hòa tan SO3 vào dung dịch H2SO4 có phản ứng

(1) Theo (1)

* Bài toán 11:

Xác định lợng dung dịch SO3 và lợng dung dịch H2SO4 49% cần lấy để pha chế thành450 gam dung dịch H2SO4 83,3%

Giải:

Đặt khối lợng SO3 cần lấy là x gam , vậy khối lợng dung dịch H2SO4

49% cần lấy là 450 – x gam

Khi trộn SO3 vào dung dịch H2SO4 có phản ứng

(1)

80xg

Lợng H2SO4 sinh ra ở phản ngs (1) là 98

80xg

Lợng H2SO4 có trong dung dịch H2SO4 49% là: 450

.49( ) 100

x g



Theo bài ra khối lợng H2SO4 (có trong dung dịch sau cùng là 83,3%) là:

450.83,3

374.85( )

100  g

Mà lợng H2SO4 sinh ra ở phản ứng (1) và lợng H2SO4 trong dung dịch

H2SO4 49% băng lợng H2SO4 có trong dung dịch sau khi trộn

Theo bài ra ta có:

98 (450 ).49

374,85

80 100

210( )



 

Vậy khối lợng SO3 cần lấy là 210 gam

Khối lợng dung dịch H2SO4 cần lấy là 450 – 210 = 240 gam

* Bài toán 12:

Xác định klhối lợng KOH 7,93 % cần lấy để khi hòa tan vào đó 47 gam K2O thu đợc dung dịch 21%

Giải:

Gọi khối lợng dung dịch KOH cần lấy là x gam thì khối lợng KOH có trong dung dịch là 0,0793x gam

PTHH:

Na2O + H2O 2NaOH

Khối lợng KOH sinh ra ở (1) là 56 g

Mặt khác khối lợng KOH (trong dung dịch mới 21%):(56 + 0,0793)g Khối lợng dung dịch KOH mới: (47 + x) gam

Theo bài ra ta có:

56 0, 0793

.100% 21%

47

x x





 Giải phơng trình ta có x bằng 352,94 gam

Vậy khối lợng dung dịch KOH 7,93% cần lấy là 352,94 gam

* Bài toán 13:

Để đợc dung dịch Zn(NO3)2 8% cần lấy bao nhiêu gam muối Zn(NO3)2 6 H2O hòa tan vào 500 ml nớc

Học sinh tự làm

III Các bài toán vận dụng về dung dịch

1.Bài tập tính nồng độ dung dịch thu đợc sau phản ứng

Bài 12.BDH

Trung hòa dung dịch NaHCO3 26% cần dùng dung dịch H2SO4 19,6% Xác định nồng độ % của dung dịch sau khi trung hòa

Bài 14.BDH

Cho 100 g dung dịch Na2CO3 16,96% tác dụng với 200g dung dịch BaCl2 10,4 % Sau phản ứng lọc bỏ kết tủa thu dợc dung dịch A Tính C% của các chất tan trong dung dịch A

Bài 15.BDH

Hòa tan một lợng muối cacbonat của một kim loại hóa trị II bằng axit

H2SO4 14,7% Sau khi khí không thoát ra nữa lọc boe chất rắn không tan thì

đợc dung dịch chứa 17% muối sunfat tan Hỏi kim loại hóa trị II là nguyên tố nào?

2 Bài tập tính nồng độ dung dịch trớc khi phản ứng

Bài 16.BDH

Tính C% của dung dịch H2SO4 nếu biết rằng khi cho một lợng dung dịch này tác dụng với một lợng d hỗn hợp Na, Mg thì lợng H2 thoát ra bằng 4,5% lợng dung dịch axit đã dùng

Bài 17.BDH

Tộn 50 ml dung dịch Fe2(SO4)3 với 100ml Ba(OH)2 thu đợc kết tủa A

và dung dịch B Lọc lấy A đem nung ở nhiệt độ cao đến hoàn toàn thu đợc 0,859 g chất rắn Dung dịch B cho tác dụng với 100ml H2SO4 0,05M thì tách

ra 0,466 gam kết tủa Tính nồng độ mol của mỗi dung dịch ban đầu

Bài 18.BDH

Dung dịch A là dung dịch HCl, dung dịch B là dung dịch NaOH Lấy

10 ml dung dịch A pha loãng bằng nớc thành một lít thì thu đựoc dung dịch HCl có nồng độ 0,01 M Tính nồng độ mol của dung dịch A Để trung hòa 100g dung dịch B cần 150 ml dung dịch A Tính C% của dung dịch B

Bài 19.BDH

Bài 20.BDH