1. Nội dung phương pháp Vì trong dung dịch luôn trung hòa về điện nên một dung dịch tồn tại đồng thời các cation và anion thì tổng số điện tích dương bằng tổng số điện tích âm hay tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm Tổng quát: . Áp dụng và một số chú ý a Khối lượng muối (trong dung dịch) = khối lượng các ion tạo muối b Quá trình áp dụng ĐLBT ñiện tích thường kết hợp: Các phương pháp bảo toàn khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố Viết các phương trình hóa học ở dạng thu gọn
Phng phỏp Bo Ton in Tớch PHNG PHP BO TON IN TCH I- PHNG PHP GII Ni dung phng phỏp Vỡ dung dch luụn trung hũa v in nờn mt dung dch tn ti ng thi cỏc cation v anion thỡ tng s in tớch dng bng tng s in tớch õm hay tng s mol in tớch dng bng tng s mol in tớch õm Tng quỏt: s mol x ủin tớch ion dng = s mol x ủin tớch ion õm p dng v mt s chỳ ý a/ Khi lng mui (trong dung dch) = lng cỏc ion to mui b/ Quỏ trỡnh ỏp dng LBT ủin tớch thng kt hp: - Cỏc phng phỏp bo ton khỏc: Bo ton lng, bo ton nguyờn t - Vit cỏc phng trỡnh húa hc dng thu gn II CC V D MINH HA V D 1: Mt dung dch cú cha ion vi thnh phn: 0,01 mol Na+, 0,02 mol Mg2+, 0,015 mol SO42v x mol Cl- Giỏ tr ca x l: A 0,015 B 0,035 C 0,02 D 0,01 HNG DN GII p dng LBT in tớch: 0,01.1 + 0,02.2 = 0,015.2 + x.1 x = 0,02 ỏp ỏn C V D 2: Kt qu xỏc ủnh nng ủ mol/l ca cỏc ion mt dung dch nh sau: Ion: Na+ ClNO3HCO3Ca2+ 0,01 S mol: 0,05 0,01 0,04 0,025 Hi kt qu ú ủỳng hay sai HNG DN GII Tng s in tớch dng: 0,05 + 2.0,01 = 0,07 (mol) Tng s in tớch õm: 0,01 + 0,04 + 0,025 = 0,075 (mol) Ta thy tng s in tớch dng # tng s in tớch õm kt qu phõn tớch trờn l sai V D 3: Dung dch X cha Na2SO4 0,05M, NaCl 0,05M v KCl 0,1M Phi dựng hn hp mui no sau õy pha ch dung dch X ? A KCl v Na2SO4 B KCl v NaHSO4 C NaCl v K2SO4 D NaCl v KHSO4 HNG DN GII -1- Phng phỏp Bo Ton in Tớch Na SO 2Na+ + SO2 4 0,05 0,1 NaCl 0,05 Na + (1) 0,05 + Cl 0,05 KCl (2) 0,1 + Cl K+ 0,1 (3) 0,1 0,05 [Na+ ] 0,1+ 0,05 = 0,15 M ; [K+ ] 0,10M Dung dịch : ] ] 0,05 M 0,05 + 0,1= 0,15 M ; [SO4 [Cl [Na+ ] [Cl ] + [K ] 2[SO4 ] NaCl v K 2SO ỏp ỏn C V D 4: (TSC A 2007): Mt dung dch cha 0,02 mol Cu2+, 0,03 mol K+, x mol Cl- v y mol SO42- Tng lng cỏc mui tan cú dung dch l 5,435 gam Giỏ tr ca x v y ln lt l: A 0,03 v 0,02 B 0,05 v 0,01 C 0,01 v 0,03 D 0,02 v 0,05 HNG DN GII p dng LBT ủin tớch: 2.0,02 + 0,03 = x + 2y hay x + 2y = 0,07 (1) Khi lng mui: 0,02.64 + 0,03.39 + 35,5x + 96y = 5,435 (2) Gii h phng trỡnh (1) v (2) ủc: x = 0,03 v y = 0,02 Chn A V D 5: Mt dung dch cha hai cation l Fe2+ 0,1M v Al3+ 0,2M Trong dung dch cũn cú hai anion l Cl x mol/l v SO4 y mol/l Khi cụ cn 1,0 lớt dung dch trờn thu c 46,9 gam hn hp mui khan Giỏ tr ca x v y ln lt l: A 0,6 v 0,1 B 0,3 v 0,2 C 0,5& 0,15 D 0,2 v 0,3 HNG DN GII nCl = x mol ; nSO2 = y mol Khối lợng muối khan : mmuối = mcation + manion 56.0,1+ 27.0,2 + 35,5x + 96y = 46,9 35,5x + 96y = 35,9 (1) Theo nh lut BTT : x + 2y = 2.0,1+ 3.0,2 x + 2y = 0,8 x = 0,2 Từ (1), (2) y = 0,3 (2) Chn D V D 6: Dung dch X cú cha 0,1 mol K+, 0,2 mol Fe3+, 0,4 mol NO3- v x mol SO4 dch X c m gam hn hp muụớ khan Giỏ tr ca m l: A 54,3 B 68,7 C 39,9 D 47,8 2- Cụ cn dung HNG DN GII p dng LBT in tớch: 0,1.1 + 0,2.3 = 0,4.1 + 2x x = 0,15 Theo KBT lng: m mui = mcation + manion m = 0,1.39 + 0,2.56 + 0,4.62 + 0,15.96 = 54,3 gam ỏp ỏn A V D 7: Chia 1,24 gam hn hp hai kim loi cú húa tr khụng ủi thnh hai phn bng nhau: Phn 1: b oxi húa hon ton thu c 0,78 gam hn hp oxit -2- Phng phỏp Bo Ton in Tớch Phn 2: tan hon ton dung dch H2SO4 loóng thu c V lit H2 ( ủktc) Giỏ tr V l: A 2,24 lit B 0,112 lit C 5,6 lit D 0,224 lit HNG DN GII Nhn xột: Mt hn hp gm nhiu kim loi cú húa tr khụng i v cú lng cho trc s phi nhng mt s mol electron khụng i cho bt k tỏc nhõn oxi húa no Khi lng mi phn: 1,24 : = 0,62 gam 0, 78 0, 62 S mol O kt hp vi 0,62 gam hn hp kim loi: 0, 01(mol) 16 2Quỏ trỡnh to oxit: O + 2e O 0,01 0,02(mol) Theo h qu thỡ phn hn hp kim loi kh H+ ca dung dch axit cng nhng 0,02 mol electron: 2H+ + 2e H2 0,02 0,01(mol) Vy th tớch H2 thu c l: 0,01 22,4 = 0,224 lit Chn D V D 8: Chia hn hp kim loi A,B cú húa tr khụng ủi thnh phn bng nhau: Phn 1: tan ht dung dch HCl to 1,792 lit H2( ủktc) Phn 2: nung núng khụng khớ ủn lng khụng ủi thu ủc 2,84 gam cht rn Khi lng hn hp kim loi hn hp ủu l: A 2,4g B 3,12g C 2,2g D 1,8g HNG DN GII Xột phn 1: 2H+ 0,16 + 2e H2 1, 792 = 0,08 (mol) 22, Theo h qu thỡ phn 2: O + 2e O20,08 0,16(mol) mKL = moxit mO = 2,84 0,08.16 = 1,56 gam Khi lng hn hp ban u: 2.1,56 = 3,12 gam Chn B V D 9: Ly 7,88 gam hn hp A gm hai kim loi hot ng X,Y cú húa tr khụng i, chia thnh hai phn bng nhau: - Phn nung oxi d oxi húa hon ton thu c 4,74 gam hn hp oxit - Phn hũa tan hon ton dung dch cha hn hp hai axit HCl v H2SO4 loóng thu c V lớt khớ (ktc) Giỏ tr V l: A 2,24 lit B 0,112 lit C 1,12 lit D 0,224 lit HNG DN GII Khi lng mi phn: 7,88 : = 3,94 gam 4, 74 3, 94 S mol O kt hp vi 3,94 gam hn hp kim loi: 0, 05(mol) 16 Quỏ trỡnh to oxit: O + 2e O2-3- Phng phỏp Bo Ton in Tớch 0,05 Theo h qu thỡ phn 2: 0,1(mol) 2H+ + 2e H2 0,1 0,05 (mol) Vy th tớch H2 thu c l: 0,05 22,4 = 1,12 lit Chn C V D 10: Ho tan hon ton hn hp gm x mol FeS2 v y mol Cu2S vo axit HNO3 (va ), thu c dung dch X (ch cha hai mui sunfat) v khớ nht NO T s ca x/y l: A 2/1 B 1/2 C 3/1 D 1/3 HNG DN GII Do X cho l mui sunfat dung dch khụng cũn gc NO3 : FeS Fe3+ + 2SO2 (1) x x 2x Cu2S 2Cu + SO42 2+ y 2y 3+ (2) y 2+ Dung dch cho có c ion: Fe , Cu SO24 Theo BTT : 3x 2.2y 2.2x + 2.y x 2y x/y 2/1 Chn A V D 11: (TSH A 2007): Ho tan hon ton hn hp gm 0,12 mol FeS2 v a mol Cu2S vo axit HNO3 (va ủ), thu ủc dung dch X (ch cha hai mui sunfat) v khớ nht NO Giỏ tr ca a l A 0,04 B 0,075 C 0,12 D 0,06 HNG DN GII FeS2 Fe3+ + 2SO42 0,12 0,12 0,24 2+ Cu2S 2Cu + SO42 a 2a a p dng LBT in tớch: 3.0,12 + 2.2a = 0,24.2 + 2a a 0, 06 Chn D V D 12: Dung dch A cú cha cỏc ion sau: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1mol Cl- v 0,2 mol NO3- Thờm dn V lit dung dch K2CO3 1M vo A n c lng kt ta ln nht V cú giỏ tr l: A 300 ml B 200 ml C 250 ml D 150 ml HNG DN GII thu c kt ta ln nht cỏc ion Mg2+, Ba2+, Ca2+ tỏc dng ht vi ion CO32-: Mg2+ + CO3 2- MgCO3 Ba2+ + CO3 2- BaCO3 Ca 2+ + CO3 CaCO3 2- Sau phn ng kt thỳc, dung dch cha cỏc ion K+, Cl- v NO3- ( kt ta tỏch dung dch ) p dng LBT in tớch: n K + =n - Cl +n - NO3 0,1 0,2 0,3(mol) nK2 CO3 0,15(mol) -4- Phng phỏp Bo Ton in Tớch 0,15 0,15(lit) 150ml Chn D VddK2 CO3 = V D 13: Dung dch A cha cỏc ion CO3 2-, SO3 2-, SO4 2-v 0,1 mol HCO3 ,- 0,3 mol Na +Thờm V(lit) dung dch Ba(OH)2 1M vo dung dch A thỡ thu c lng kt ta ln nht Giỏ tr ca V l: A 0,15 lit B 0,2 lit C 0,25 lit D 0,5 lit HNG DN GII Nng cỏc ion [Ba ] = 1M v [OH ] = 2M thu c lng kt ta ln nht cn 0,1 mol OH- tỏc dng ht vi HCO3-: HCO3- + OH- CO32-+ + H2O Mt khỏc cn 0,3 mol OH- trung hũa Na+ Vy tng s mol OH- cn l 0,1 + 0,3 = 0,4 (mol) 2+ - 0,4 Th tớch dung dch Ba(OH)2 l: V = 0, 2(lit) ỏp ỏn B V D 14: Cho hũa tan hon ton 10g hn hp Mg v Fe dung dch HCl 4M thu c 5,6 lit H2( ktc) v dung dch D kt ta hon ton cỏc ion D cn 300 ml dung dch NaOH 2M Th tớch dung dch HCl ó dựng l: A 0,1 lit B 0,12 lit C 0,15 lit D 0,2 lit HNG DN GII * 5,6 0, 5(mol) Cỏch 1: n(H+) = n(Cl-) = n(HCl) = 2n(H2) = 22, M s mol NaOH cn dựng kt ta hon ton ion D l 0,3.2 = 0,6 (mol) Ta thy s mol Na+ (0,06) > s mol Cl- (0,05) s mol HCl d l 0,1 mol 0,6 V(HCl) = 0,15(lit) ỏp ỏn C Cỏch 2: Khi cho 0,6 mol NaOH vo dung dch D cha Mg2+, Fe2+ v H+( nu d) tỏch dung dch D Dung dch to thnh cha Cl- phi trung hũa in vi 0,6 mol Na+ : n(Cl-) = n(Na+) = 0,6 (mol) V(HCl) = 0,6 0,15(lit) V D 15: (TSH A 2008): Hp th hon ton 4,48 lit CO2 (ktc) vo 500 ml dung dch hn hp gm NaOH 0,1M v Ba(OH)2 0,2M sinh m gam kt ta Giỏ tr ca m l: A 9,85g B 11,82g C 17,73g D 19,7g HNG DN GII nCO2 = nNaOH 4,48 0,2(mol) 22,4 = 0,5.0,1 = 0,05 (mol) nBa(OH)2 = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) n OH - = 0,05 + 0,2 = 0,25 (mol) -5- Phng phỏp Bo Ton in Tớch n 0, 25 Ta cú: OH 1, 25 to mui nCO 0,2 HCO3- x (mol) CO32- y (mol) CO2 + OHBo ton nguyờn t Cacbon: x + y = 0,2 Bo ton in tớch õm: x + 2y = 0,25 Gii h pt trờn c: x = 0,15 v y = 0,05 Phn ng to kt ta: Ba2+ + CO32- BaCO3 S mol Ba2+(0,1 mol) > s mol CO32- (0,05 mol) n(BaCO3) = n(CO32-) = 0,05 mol m(BaCO3) = 0,05.197 = 9,85(g) ỏp ỏn A V D 16: Hũa tan hon ton 15,6gam hn hp gm Al v Al2O3 500 ml dung dch NaOH 1M thu c 6,72 lit H2(ktc) v dung dch X Th tớch HCl 2M ti thiu cn cho vo ủ thu lng kt ta ln nht l: A 0,175 lit B 0,25lit C 0,35lit D 0,52lit HNG DN GII + Dung dch X cha cỏc ion Na , AlO2 , OH- d(nu cú) p dng LBT in tớch: n AlO - + n OH- = n Na + = 0,5 Khi cho HCl vo dung dch X: H + + OH- H2O H + (1) + AlO2 + H2O Al(OH)3 - (2) Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O (3) thu kt ta ln nht thỡ (3) khụng xy n H+ = n AlO - + n OH- = 0,5 0, VHCl = 0, 25(lit) ỏp ỏn B V D 17: Dung dch X gm ion : 0,15 mol Na+, 0,10 mol Ba2+, 0,05 mol Al3+, Cl, Br v I Thờm t t dung dch AgNO3 2M vo dung dch X n c lng kt ta ln nht thỡ th tớch dung dch AgNO3 ó s dng l: A 150 ml B 300 ml C 250 ml D 500 ml HNG DN GII cỏc ion Cl , Br v I kt ta Ag+ + Cl AgCl (1) Ag+ + Br AgBr (2) Ag+ + I (3) AgI -6- Phng phỏp Bo Ton in Tớch Theo (1), (2), (3) : n n + Ag Theo BTT : n n Cl Từ (*), (**) n Ag+ V AgNO3 n Cl n Br Br n (1) I 1.0,15 + 2.0,1+ 3.0,05 0,5 mol (2) I 0,5 mol 0,5 0,25 lít 250 ml ỏp ỏn C V D 18: Cú 500 ml dung dch X cha Na+, NH4+, CO3 2, SO42 Tin hnh cỏc thớ nghim : - Ly 100 ml X cho tỏc dng vi HCl d ủc 2,24 lớt CO2 (ủktc) - Cho 100 ml X tỏc dng vi lng d BaCl2 thu ủc 43 gam - Ly 100 ml X cho tỏc dng vi dung dch NaOH d ủc 4,48 lớt khớ (ủktc) Khi lng mui cú 500 ml dung dch X l: A 43,1 gam B 86,2 gam C 119,0 gam D 50,8 gam HNG DN GII + 2H+ H2O + CO2 (1) Phng trỡnh: CO2 Ba2+ + CO32 BaCO3 (2) + SO BaSO4 (3) Ba 2+ OH + NH NH3 + H 2O (4) Trong 100 ml X : 2,24 4,48 n nCO 0,1mol ;nNH nNH 0,2 mol CO 22,4 22,4 43 197.0,1 mBaCO + mBaSO 43 n nBaSO 0,1 4 SO4 233 Theo BTĐT : 2nCO2 2nSO2 nNH + nNa+ nNa+ 2n 2nSO2 n NH 4 0,2 0,2 mol CO3 nNa+ 2.0,1 2.0,1 Khối lợng muối có 500 ml dung dịch X : mmuối mCO2 m + m + +0,2.23) 5(0,1.60 +m 0,1.96 + NH 0,2.18 Na SO4 mmui 119,0 gam ỏp ỏn C V D 19: Hũa tan hon ton 15,95 gam hn hp Ag, Zn v Al bng dung dch H2SO4 c, núng thu c 7,84 lớt khớ SO2 (sn phm kh nht, o ktc) Cụ cn dung dch sau phn ng thu c lng mui khan l: A 150,35 gam B 116,75 gam C 83,15 gam D 49,55 gam HNG DN GII -7- Phng phỏp Bo Ton in Tớch quỏ trỡnh nhn electron: S+6 + 2e S+4 7,84 0,7 mol n n n điện tích dơng (cation) e nhờng e nhận 22,4 Dung dịch thu đợc có mui sunfat Theo BTT : SO2 (mui) 0,7 SO2 (mui) 0,35 mol n n 4 mmui khan mkim loại + mSO2 (mui) 15,95 + 0,35.96 49,55 g ỏp ỏn D V D 20: Ho tan hon ton 12,0 gam hn hp X gm Fe v Cu bng dung dch HNO d, kt thỳc thớ nghim thu ủc hn hp khớ gm 0,1 mol NO v 0,2 mol NO2 Khi lng mui nitrat (khụng cú NH4NO3) to thnh dung dch l: A 43,0 gam B 30,6 gam C 55,4 gam D 39,9 gam HNG DN GII Các trinh nhận electron: N+5 + 3e N+2 ; N+5 + 1e N+4 nđiện tích dơng (cation) ne nhờng ne nhận 0,1.3 + 0,2.1 0,5 mol Dung dịch thu đợc có muối nitrat Theo BTĐT : nNO(muối) 0,5 mol mmui nitrat mkim loại + m NO3 (muối) 12,0 + 0,5.62 43,0 gam ỏp ỏn A V D 21: (H B 2013): Dung dch X cha 0,12 mol Na+; x mol SO2- ; 0,12 mol Cl- v 0,05 mol NH +4 Cho 300 ml dung dch Ba(OH) 0,1M vo X ủn cỏc phn ng xy hon ton, lc b kt ta, thu c dung dch Y Cụ cn Y, thu c m gam cht rn khan Giỏ tr ca m l A 7,190 B 7,020 C 7,875 D 7,705 Bo ton ủin tớch dd X: HNG DN GII 0,12.1 + 0,05.1 = 0,12.1 + 2x x = 0,025 n Ba 2+ = 0,03 (mol); n OH - 0,06 (mol) Ba2+ + SO420,025 0,025 BaSO4 NH4+ + OH- NH3 + H2O 0,05 0,05 Dung dch Y gm : Ba2+ d (0,005 mol), Na+ (0,12 mol), Cl- (0,12 mol) v OH- d (0,01 mol ) Khi lng cht rn bng tng lng cỏc ion: mY = 0,005.137 + 0,12.23 + 0,12.35.5 + 0,01.17 = 7,875 (gam) P N C V D 22: (H A 2010): Dung dch X cú cha: 0,07 mol Na+; 0,02 mol SO2 v x mol OH- Dung dch Y cú cha ClO4 , NO3 v y mol H+; tng s mol ClO 4v NO 3l 0,04 Trn X v Y c 100 ml dung dch Z Dung dch Z cú pH (b qua s ủin li ca H2O) l: A B C 12 D 13 -8- Phng phỏp Bo Ton in Tớch HNG DN GII p dng nh lut bo ton in tớch cho dung dch X: 0,07 = 0,02.2 + x x = 0,03 p dng nh lut bo ton in tớch cho dung dch Y: y = 0,04 Trn X v Y xy phn ng: H + + OH- H2O 0,03 0,03 mol n H dử = 0,01 mol [H+] d = 0, 01 0,1 M = 10-1 M pH = 0,1 P N A BI TP T LM BI 1:2-Lp biu thc liờn h gia a,b,c,d dung dch cha amol Na+, b mol Ca2+, c mol Cl- v d mol SO4 l: A a + 2b = c + 2d B a + 2b = c + d C a + b = c + d D 2a + b = 2c + d 2+ 2+ BI 2: Dung dch Y cha 0,1 mol Ca , 0,3 mol Mg , 0,4 mol Cl-, y mol HCO3- Khi cụ cn dung dch Y thỡ lng mui khan thu c l: A 37,4g B 49,8g C 25,4g D 30,5g BI 3: Cho m gam hn hp Cu, Zn, Mg tỏc dng hon ton vi dung dch HNO3 loóng d Cụ cn cn thn dung dch thu c sau phn ng thu c (m + 62)g mui khan Nung hn hp mui khan trờn n lng khụng i thu c cht cú lng l: A (m + 4)g B (m + 8)g C (m + 16)g D (m + 32)g BI 4: Cho 24,4g hn hp Na2CO3, K2CO3 tỏc dng va vi dung dch BaCl2 Sau phn ng thu c 39,4g kt ta Lc tỏch kt ta, cụ cn dung dch thỡ thu c bao nhiờu gam mui clorua khan ? A 2,66g B 22,6g C 26,6g D 6,26g 2+ + BI 5: Trn dung dch cha Ba ; 0,06 mol OH v 0,02 mol Na vi dung dch cha 0,04 mol HCO3-; 0,03 mol CO32- v Na+ Khi lng kt ta thu c sau trn l: A 3,94g B 5,91g C 7,88g D 1,71g BI 6: Trn 100ml dung dch AlCl3 1M vi 200ml dung dch NaOH 1,8M n phn ng hon ton thỡ lng kt ta thu c l: A 3,12g B 6,24g C 1,06g D 2,08g + + 3BI 7: Dung dch B cha ion K ; Na ; PO4 lit dung dch B tỏc dng vi dd CaCl2 d thu c 31g kt ta Mt khỏc nu cụ cn lit dung dch B thu c 37,6 gam cht rn Nng ca ion K+; Na+; PO43- ln lt l: A 0,3M; 0,3M; 0,6M B 0,1M; 0,1M; 0,2M C 0,3M; 0,3M; 0,2M D 0,3M; 0,2M; 0,2M BI 8: hũa tan hon ton 20g hn hp X gm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cn va 700 ml dung dch HCl 1M thu c dung dch X v 3,36 lit H2(ktc) Cho NaOH d vo dung dch X ri ly ton b kt ta thu c em nung khụng khớ n lng khụng i thỡ lng cht rn thu c l: A 8g B 16g C 24g D 32g -9- Phng phỏp Bo Ton in Tớch BI 9: Hũa tan hon ton 15,95gam hn hp Ag, Zn, Al bng dung dch H2SO4 c, núng thu c 7,84 lit khớ SO2 (sn phm kh nht, o ktc) Cụ cn dung dch sau phn ng thu c lng mui khan l: A 150,35g B 83,15g C 116,75g D 49,55g BI 10: Hũa tan hon ton 12g hn hp X gm Fe v Cu bng dung dch HNO3 d, kt thỳc thớ nghim thu c hn hp gm 0,1 mol NO v 0,2 mol NO2 Khi lng mui nitrat (khụng cú NH4NO3) to thnh dung dch l: A 43g B 30,6g C 55,4g D 39,9g -10- ... GII -7- Phng phỏp Bo Ton in Tớch quỏ trỡnh nhn electron: S+6 + 2e S+4 7,84 0,7 mol n n n điện tích dơng (cation) e nhờng e nhận 22,4 Dung dịch thu đợc có mui sunfat Theo BTT : SO2 (mui)... gam C 55,4 gam D 39,9 gam HNG DN GII Các trinh nhận electron: N+5 + 3e N+2 ; N+5 + 1e N+4 nđiện tích dơng (cation) ne nhờng ne nhận 0,1.3 + 0,2.1 0,5 mol Dung dịch thu đợc có muối nitrat