Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn Phơng pháp 11 Phơng pháp sử dụng phơng trình ion thu gọn I C S CA PHNG PHP Phng trỡnh húa hc thng c vit di hai dng l phng trỡnh húa hc dng phõn t v dng ion thu gn Ngoi vic th hin c ỳng bn cht ca phn ng húa hc, phng trỡnh ion thu gn cũn giỳp gii nhanh rt nhiu dng bi khú hoc khụng th gii theo cỏc phng trỡnh húa hc dng phõn t II CC DNG BI TP THNG GP Dng 1: Phn ng axit, baz v pH ca dung dch Vớ d : Cho mt mu hp kim Na - Ba tỏc dng vi nc (d), thu c dung dch X v 3,36 lớt H2 ( ktc) Th tớch dung dch axit H2SO4 2M cn dựng trung ho dung dch X l A 150ml B 75ml C 60ml D 30ml Gii: Na + H2O NaOH Ba + 2H2O Ba(OH)2 + + H2 (1) H2 (2) Theo (1) v (2) n OH (dd X) = 2n H = 0,3 mol Phng trỡnh ion rỳt gn ca dung dch axit vi dung dch baz l H+ + n H + = n OH = 0,3 mol VH 2SO = OH- H2O 0,15 = 0,075 lớt = 75 ml n H 2SO = 0,15 mol ỏp ỏn B Vớ d 2: Trn 100ml dung dch (gm Ba(OH)2 0,1M v NaOH 0,1M) vi 400ml dung dch (gm H2SO4 0,0375M v HCl 0,0125M), thu c dung dch X Giỏ tr pH ca dung dch X l A B C Gii: n Ba(OH)2 = 0,01mol n NaOH = 0,01mol Tng n OH = 0,03 mol n H 2SO4 = 0,015mol n HCl = 0,005mol Tng n H + = 0,035 mol Khi trn hn hp dung dch baz vi hn hp dung dch axit ta cú phng trỡnh ion rỳt gn: H+ + OH- H2O\ D Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn Ban u 0,035 Phn ng 0,03 0,03 mol 0,03 Sau phn ng: n H +(d) = 0,035 0,03 = 0,005 mol Vdd(sau trn) = 100 + 400 = 500 ml =0,5 lớt [H + ] = 0,005 = 0,01 10 0,5 pH=2 ỏp ỏn B Vớ d 3: Cho m gam hn hp Mg, Al vo 250ml dung dch X cha hn hp axit HCl 1M v axit H2SO4 0,5M, thu c 5,32 lớt H2 ( ktc) v dung dch Y (coi th tớch dung dch khụng i) Dung dch Y cú pH l A B C D Gii: Mg + 2H + Mg 2+ + H (1) 2Al + 6H + 2Al3+ + 3H (2) n HCl = 0,25mol ; n H 2SO = 0,125 n H + = 0,5mol; n H + (phn ng) = 2n H (to thnh) = 0,475 mol n H + (d) = 0,5 - 0,475 = 0,025 mol [H + ] = 0,025 = 0,1 = 10 M pH = 0,25 ỏp ỏn A Dng 2: CO2, SO2 tỏc dng vi dung dch baz Vớ d : Sc t t 7,84 lớt khớ CO2 (ktc) vo lớt dung dch X cha NaOH 0,2M v Ca(OH)2 0,1M thỡ lng kt ta thu c l A gam B gam C 10 gam Gii: n CO = 0,35 mol; nNaOH = 0,2 mol; n Ca(OH)2 = 0,1 mol Tng: nOH- = 0,2 + 0,1 = 0,4 mol v nCa2+ = 0,1 mol Phng trỡnh ion rỳt gn: CO2 + 2OH- CO32- + H2O 0,35 0,2 0,4 0,4 0,2 mol D 15 gam Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn n CO (d) =0,35 0,2 = 0,15 mol Tip tc xy phn ng: + H2O CO32- + CO2 Ban u : 0,2 Phn ng: 0,15 0,15 mol 2HCO3- 0,15 mol CO32- + Ca2+ CaCO3 n CO (d) = 0,05 mol < n Ca 2+ n CaCO3 = n CO (d) = 0,05 mol mCaCO = 0,05 100 = gam ỏp ỏn B Dng 3: Bi toỏn liờn quan n oxit v hiroxit lng tớnh Vớ d : Ho tan ht hn hp gm mt kim loi kim v mt kim loi kim th nc c dung dch A v cú 1,12 lớt H2 bay ( ktc) Cho dung dch cha 0,03 mol AlCl3 vo dung dch A Khi lng kt ta thu c l A 0,78 gam B 0,81 gam C 1,56 gam Gii: Gi cụng thc chung ca kim loi l M M + nH2O M(OH)n + n H2 n OH- = 2n H = 0,1 mol Dung dch A tỏc dng vi 0,03 mol dung dch AlCl3: Al3+ Ban u : 0,03 Phn ng: 0,03 + 3OH- Al(OH)3 0,03 mol 0,1 mol 0,09 n OH (d) = 0,01 mol Kt ta b hũa tan (mt phn hoc hon ton) Theo phng trỡnh : Al(OH)3 + OH- 0,01 0,01 mol AlO2- + 2H2O D 2,34 gam Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn n Al(OH) = 0,03 0,01 = 0,02 m Al(OH) = 78.0,02 = 1,56 gam ỏp ỏn C Dng 4: Cht kh tỏc dng vi dung dch cha H+ v NO3Vớ d : Dung dch A cha 0,01 mol Fe(NO3)3 v 0,15 mol HCl cú kh nng ho tan ti a bao nhiờu gam Cu kim loi ? (Bit NO l sn phm kh nht) A 2,88 gam B 3,2 gam C 3,92 gam D 5,12 gam Gii: Phng trỡnh ion: 3Cu + 8H+ Ban u: 0,15 Phn ng: 0,045 0,12 Cu + 0,005 + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,03 mol 0,03 mol 2Fe3+ 2Fe2+ + Cu2+ 0,01 mol mCu (ti a) = (0,045 + 0,005) 64 = 3,2 gam ỏp ỏn B Vớ d : Ho tan 0,1 mol Cu kim loi 120ml dung dch X gm HNO3 1M v H2SO4 0,5M Sau phn ng kt thỳc thu c V lớt khớ NO nht (ktc) Giỏ tr ca V l A 1,344 lớt B 1,49 lớt C 0,672 lớt D 1,12 lớt Gii: n HNO3 = 0,12 mol ; n H 2SO = 0,06 mol Tng: nH+ = 0,24 mol v n NO = 0,12 mol Phng trỡnh ion: 3Cu + 8H+ + 2NO3- Ban u: 0,1 0,24 0,12 mol Phn ng: 0,09 0,24 0,06 Sau phn ng: 0,01(d) (ht) 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,06 mol 0,06(d) VNO = 0,06 22,4 =1,344 lớt ỏp ỏn A Vớ d : Thc hin hai thớ nghim : - Thớ nghim : Cho 3,84 gam Cu phn ng vi 80ml dung dch HNO3 1M thoỏt Vl lớt NO Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn - Thớ nghim : Cho 3,84 gam Cu phn ng vi 80ml dung dch cha HNO3 1M v H2SO4 0,5M thoỏt V2 lớt NO - Bit NO l sn phm kh nht cỏc th tớch khớ o cựng iu kin Quan h gia Vl v V2 l A V2 = V1 B V2 = 2Vl C V2 = 2,5Vl D V2 = l,5Vl Gii: 3,84 = 0,06mol n H + = 0,08 mol n Cu = 64 Thớ nghim 1: n NO3 = 0,08 mol n HNO = 0,08mol 3Cu Ban u: 0,06 Phn ng: 0,03 + 8H+ 2NO3- + 0,08 0,08 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (1) 0,02 mol 0,08 mol 0,02 V1 tng ng vi 0,02 mol NO Thớ nghim 2: nCu =0,06 mol; n HNO3 = 0,08 mol ; n H 2SO = 0,04 mol nH+ = 0,16 mol ; n NO = 0,08 mol 3Cu Ban u: 0,06 Phn ng: 0,06 + 8H+ 0,16 0,16 2NO3- + 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (2) 0,08 mol 0,04 0,04 mol T (1) v (2) suy ra: V2 = 2V1 ỏp ỏn B Dng 5: Cỏc phn ng dng ion thu gn khỏc (to cht kt ta, cht d bay hi, cht in li yu) Vớ d : Dung dch X cú cha ion : Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl- v 0,2 mol NO3- Thờm dn V lớt dung dch K2CO3 1M vo X n c lng kt ta ln nht thỡ giỏ tr V ti thiu cn dựng l A 150ml B 300ml C 200ml Gii: p dng nh lut bo ton in tớch: (xem thờm phng phỏp bo ton in tớch) ncation = 0,1.1 +0,2.1 = 0,3 mol ncation =0,15 mol + CO32- MgCO3 2+ + CO3 2- BaCO3 Ca2+ + CO32- CaCO3 Mg2+ Ba D 250ml Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn Hoc cú th quy i cation thnh M2+ (xem thờm phng phỏp quy i) M2+ CO32- + MCO3 n K 2CO3 = n CO = n cation = 0,15 mol VK 2CO3 = 0,15 lớt = 150 ml ỏp ỏn A Vớ d 10 : Cho hn hp gm NaCl v NaBr tỏc ng vi dung dch AgNO3 d thu c kt ta cú lng ỳng bng lng AgNO3 ó phn ng Tớnh phn trm lng NaCl hn hp u A 23,3% B 27,84% C 43,23% D 31,3% Gii: Phng trỡnh ion: Ag+ + Cl- AgCl Ag+ + Br- AgBr t: nNaCl = x mol ; nNaBr = y mol mAgCl + mAgBr = m AgNO3 (p.) mCl- + mBr- = m NO3 35,5x + 80y = 62.(x+y) x : y = 36 : 53 Chn x = 36, y = 53 %m NaCl = 58,5.36.100 = 27,84% 58,5.36 + 103.53 ỏp ỏn B Cú th gii bi toỏn bng vic kt hp vi phng phỏp tng gim lng hoc phng phỏp ng chộo Vớ d 11 : Cho 270 ml dung dch Ba(OH)2 0,2M vo dung dch X cha 0,025 mol CO32- ; 0,1 mol Na+ ; 0,25 mol NH4+ v 0,3 mol Cl- v un núng nh (gi s H2O bay hi khụng ỏng k) Tng lng dung dch X v dung dch Ba(OH)2 sau phn ng gim i bao nhiờu gam ? A 4,215 gam B 5,296 gam C 6,761 gam Gii: n Ba(OH)2 = 0,054 mol n Ba 2+ = 0,054 mol ; n OH = 0,108 mol Ba2+ CO32- + BaCO3 (1) nBa2+ > n CO n BaCO3 = n CO = 0,025 mol m BaCO3 = 4,925 gam NH4 + + - OH NH3 + H2O (2) D 7,015 gam Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn nOH- < n NH 4+ n NH3 = n OH = 0,108 mol m NH3 = 1,836 gam Khi lng dung dch gim = 4,925 + 1,836 = 6,716 gam ỏp ỏn C Vớ d 12 : Trn 100ml dung dch A (gm KHCO3 1M v K2CO3 1M ) vo 100ml dung dch B (gm NaHCO3 1M v Na2CO3 1M ) thu c dung dch C Nh t t 100ml dung dch D (gm H2SO4 1M v HCl 1M ) vo dung dch C thu c V lớt CO2 (ktc) v dung dch E Cho dung dch Ba(OH)2 ti d vo dung dch E thỡ thu c m gam kt ta Giỏ tr ca m v V ln lt l A 82,4 gam v 2,24 lớt B 4,3 gam v 1,12 lớt C 43 gam v 2,24 lớt D 3,4 gam v 5,6 lớt Gii: Dung dch C cha: HCO3- :0,2 mol; CO32-: 0,2 mol Dung dch D cú tng : nH+ = 0,3 mol Nh t t dung dch C v dung dch D: CO320,2 + H+ HCO3- 0,2 0,2 mol + H2O - HCO3 + H Ban u: 0,4 0,1 mol Phn ng: 0,1 D: 0,1 + CO2 0,1 mol 0,3 mol Tip tc cho dung dch Ba(OH)2 d vo dung dch E: Ba2+ + HCO3- + OH- 0,3 Ba2+ + SO42- BaSO4 0,1 0,1 mol VCO = 0,1 22,4 = 2,24 lit Tng lng kt ta: m= 0,3 197 + 0,1 233 = 82,4 gam ỏp ỏn A BaCO3 0,3 mol + H2O Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn III BI TP T LUYN Cõu : Th tớch dung dch HCl 0,3M cn trung ho 100ml dung dch hn hp: NaOH 0,1M v Ba(OH)2 0,1M l A 100ml B 150ml C 200ml D 250ml Cõu : trung ho 150ml dung dch X gm NaOH 1M v Ba(OH)2 0,5M cn bao nhiờu ml dung dch cha HCl 0,3M v H2SO4 0,1M ? A.180 B 600 C 450 D 90 Cõu : Dung dch X cha hn hp KOH v Ba(OH)2 cú nng tng ng l 0,2M v 0,1M Dung dch Y cha hn hp H2SO4 v HCl cú nng ln lt l 0,25M v 0,75M Th tớnh dung dch X cn trung ho va 40ml dung dch Y l A 0,063 lớt B 0,125 lớt C 0,15 lớt D 0,25 lớt Cõu : Trn 250ml dung dch hn hp HCl 0,08M v H2SO4 0,01 M vi 250ml dung dch NaOH x M c 500ml dung dch cú pH = 12 Giỏ tr ca x l A 0,1 B 0,12 C 0,13 D 0,14 Cõu : Trn dung dch HCl 0,3M ; H2SO4 0,2M v H3PO4 0,1M vi nhng th tớch bng thu c dung dch X Dung dch Y gm NaOH 0,1M v Ba(OH)2 0,2M trung ho 300ml dung dch X cn va V ml dung dch Y Giỏ tr ca V l A 200 B 333,3 C 600 D 1000 Cõu : Hp thu hon ton 4,48 lớt khớ CO2 ( ktc) vo 500ml dung dch hn hp gm NaOH 0,1M v Ba(OH)2 0,2M, sinh m gm kt ta Giỏ tr ca m l A 19,7 B 17,73 C 9,85 D 11,82 Cõu : Ho tan mu hp kim Na - Ba (t l : l) vo nc c dung dch X v 0,672 lớt khớ (ktc) Sc 1,008 lớt CO2 (ktc) vo dung dch X c m (gam) kt ta Giỏ tr ca m l A 3,94 B 2,955 C 1,97 D 2,364 Cõu : Cho V lớt dung dch NaOH 2M vo dung dch cha 0,1 mol Al2(SO4)3; 0,05 mol HCl v 0,025 mol H2SO4 n phn ng hon ton, thu c 7,8 gam kt ta Giỏ tr ln nht ca V thu c lng kt ta trờn l A 0,4 B 0,35 C 0,25 D 0,2 Cõu : Thờm m gam Kali vo 300ml dung dch cha Ba(OH)2 0,1M v NaOH 0,1 M thu c dung dch X Cho t t dung dch X vo 200ml dung dch Al2(SO4)3 0,1 M thu c kt ta Y lng kt ta Y ln nht thi giỏ tr ca m l A 1,17 B 1,71 C 1,95 D 1,59 Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn Cõu 10 : Dung dch X gm cỏc cht NaAlO2 0,16 mol; Na2SO4 0,56 mol; NaOH 0,66 mol Th tớch ca dung dch HCl 2M cn cho vo dung dch X thu c 0,1 mol kt ta l A 0,50 lớt hoc 0,41 lớt B 0,41 lớt hoc 0,38 lớt C 0,38 lớt hoc 0,50 lớt D 0,25 lớt hoc 0,50 lớt Cõu 11 : Cho 3,2 gam bt Cu tỏc dng vi 100ml dung dch hn hp gm HNO3 0,8M v H2SO4 0,2 M Sau cỏc phn ng xy hon ton, sinh V lớt khớ NO (sn phn kh nht ktc) Giỏ tr ca V l A 0,746 B 0,448 C 1,792 D 0,672 Cõu 12 : Ho tan 9,6 gam bt Cu bng 200ml dung dch hn hp HNO3 0,5M v H2SO4 1,0M Sau phn ng xy hon ton thu c khớ NO v dung dch X Cụ cn cn thn dung dch X c lng mui khan l A 28,2 gam B 35,0 gam C 24,0 gam D 15,8 gam Cõu 13 : Cho 5,8 gam FeCO3 tỏc dng va vi dung dch HNO3 c hn hp khớ CO2, NO v dung dch X Khi thờm dung dch H2SO4 loóng d vo X thỡ dung dch thu c ho tan ti a m gam Cu (bit rng cú khớ NO bay ra) Giỏ tr ca m l A 16 B 14,4 C 1,6 D 17,6 Cõu 14 : Ho tan 9,6 gam bt Cu bng 200ml dung dch hn hp HNO3 0,5M v H2SO4 1,0M Sau phn ng xy hon ton thu c khớ NO v dung dch X Cụ cn cn thn dung dch X c lng mui khan l A 28,2 gam B 25,4 gam C 24 gam D 32 gam Cõu 15 : Dung dch X cha cỏc ion : Fe3+, SO42- , NH4+, Cl- Chia dung dch X thnh hai phn bng nhau: - Phn 1: tỏc dng vi lng d dung dch NaOH, un núng thu c 0,672 lớt khớ ( ktc) v 1,07 gam kt ta; - Phn 2: tỏc dng vi lng d dung dch BaCl2 thu c 4,66 gam kt ta Tng lng cỏc mui khan thu c cụ cn dung dch X l (quỏ trỡnh cụ cn ch cú nc bay hi) A 3,73 gam B 7,04 gam C 7,46 gam D 3,52 gam Cõu 16 : Dung dch X cha 0,025 mol CO32- ; 0,1 mol Na+ ; 0,25 mol NH4+ v 0,3 mol Cl- Cho 270ml dung dch Ba(OH)2 0,2M vo v un núng nh (gi s H2O bay hi khụng ỏng k) Tng lng dung dch X v dung dch Ba(OH)2 sau quỏ trỡnh phn ng gim i l : A 4,215 gam B 5,296 gam C 6,761 gam D 7,015 gam Phng phỏp 11: S dng phng trỡnh ion thu gn Cõu 17 : Cho hn hp X gm 0,05 mol CaCl2; 0,03 mol KHCO3; 0,05 mol NaHCO3; 0,04 mol Na2O; 0,03 mol Ba(NO3)2 vo 437,85 gam H2O Sau phn ng xy hon ton thu c a gam kt ta v dung dch Y cú lng l A 420 gam B 400 gam C 440gam D 450 gam Cõu 18 : Cho hn hp gm 0,15 mol CuFeS2 v 0,09 mol Cu2FeS2 tỏc dng vi dung dch HNO3 d thu c dung dch X v hn hp khớ Y gam NO v NO2 Thờm BaCl2 d vo dung dch X thu c m gam kt ta Mt khỏc, nu thờm Ba(OH)2 d vo dung dch X, ly kt ta nung khụng khớ n lng khụng i thu c x gam cht rn Giỏ tr ca m v x ln lt l : A 111,84 v 157,44 B 111,84 v 167,44 C 112,84 v 157,44 D 112,84 v 167,44 P N 1A 2B 3B 4B 5A 6C 7B 8A 11D 12C 13D 14C 15C 16C 17D 18A 10 9A 10C