GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH ION RÚT GỌN:

GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG TRèNH ION RÚT GỌN:Dạng 1: Cỏc bài toỏn cú phương trỡnh phõn tử xảy ra cựng bản chất - Cần nắm bảng tan hay qui luật tan; điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy

GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG TRèNH ION RÚT GỌN:

Dạng 1: Cỏc bài toỏn cú phương trỡnh phõn tử xảy ra cựng bản chất

- Cần nắm bảng tan hay qui luật tan; điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy ra: Sau phản ứng phải

cú chất khụng tan (kết tủa), chất điện li yếu(H 2 O,CH 3 COOH…), chất khớ.

- Biết cỏch chuyển đổi linh hoạt giữa pt phõn tử và pt ion Biết cỏch giảm số lượng phản ứng khi chuyển từ phản ứng dạng phõn tử sang phản ứng dạng ion Tỡm được bản chất của phản ứng

- Khi pha trộn hỗn hợp X(nhiều dung dịch bazơ) với hỗn hợp Y(nhiều dung dịch acid) ta chỉ cần chỳ

ý đền ion OH - trong hỗn hợp X và ion H + trong hỗn hợp Y và phản ứng xảy ra cú thể viết gọn lại thành: OH - + H + → H 2 O(phản ứng trung hũa)

- Ta luụn cú :[ H + ][ OH - ] = 10 -14 và [ H + ]=10 -a ⇔ pH= a hay pH=-log[H + ]

- Tổng khối lượng dung dịch muối sau phản ứng bằng tổng khối lượng cỏc ion tạo muối.

Ví dụ 1: a/ 200 ml dung dịch A chứa HCl 0,15M và H2SO4 0,05M trung hoà hết bao nhiêu ml dung dịch bazơ B chứa NaOH 0,2 M và Ba(OH)2 0,1 M ?

c/ Tính tổng khối lợng muối thu đợc sau phản ứng giữa dung dịch A và B ?

H ớng dẫn

Đây là những phản ứng giữa 2 Bazơ và 2 Axit (có kèm theo theo tạo kết tủa) Vậy nên nếu giải phơng pháp bình thờng sẽ rất khó khăn trong việc lập phơng trình để giải hệ Nên ta sử dụng phơng trình ion thu gọn

a Gọi thể tích dung dịch B là V (lit)

Trong 200 ml ddA :

nH+ = 2 5 x = 0,05 (mol)

Trong V (lit) ddB :

nOH− = 0,2 V + 2 0,1 V = 0,4 V (mol)

nH+ = nOH− hay 0,4 V = 0,05 => V = 0,125 (lit) hay 125 (ml)

b Tính tổng khối lợng các muối

∑mCác muối = ∑mcation + ∑manion

= mNa+ + mBa2+ + mCl − + mSO24−

= 23.0,2.0,125 + 137.0,1.0,125 + 35,5.0,2.0,15 + 96.0,2.0,05 = 4,3125 (g)

Ví dụ 2: Cho 200 ml dung dịch A chứa HCl 1 (M) và HNO3 2(M) tác dụng với 300 ml dung dịch B chứa NaOH 0,8 (M) và KOH (cha rõ nồng độ) thu đợc dung dịch C Biết rằng để trung hoà 100 ml dung dịch C cần 60 ml dung dịch HCl 1 M, tính :

a/ Nồng độ ban đầu của KOH trong dung dịch B

b/ Khối lợng chất rắn thu đợc khi cô cạn toàn bộ dung dịch C

Hớng dẫn

Bình thờng đối với bài này ta phải viết 4 phơng trình giữa 2 axit với 2 bazơ Nhng nếu ta viết phơng trình ở dạng ion ta chỉ phải viết 1 phơng trình ion thu gọn của phản ứng trung hoà

a Phơng trình phản ứng trung hoà :

H+ + OH- → H2O

Trong 200 (ml) ddA :

nH+ = 0,2 1 + 0,2 2 = 0,6 (mol)

Trong 300 (ml) ddB :

nOH− = 0,3 0,8 + 0,3 a = 0,24 + 0,3.a (a : nồng độ mol của KOH)

Trong dung dịch C còn d OH

-Trong 100 (ml) dd C : nOH− = nH+ = 1 0,06 = 0,06 (mol)

Trong 500 (ml) dd C : nOH− = 0,06 5 = 0,3 (mol).

nOH− = (0,24 + 0,3.a) – 0,6 = 0,3.a – 0,36 (mol)

Ta có : 0,3.a – 0,36 = 0,3 => a = 0,66/0,3 = 2,2 (M)

b Khối lợng chất rắn khi cô cạn toàn bộ dd C

Đối với bài này nếu giải với phơng pháp bình thờng sẽ gặp khó khăn, vì có thể tính đợc khối lợng các muối nhng không tính đợc khối lợng bazơ vì ta không biết bazơ nào d Vậy bài này ta sẽ sử dụng phơng trình ion, thay vì tính khối lợng các muối và bazơ ta đi tính khối lợng các ion tạo ra các chất đó

Ta có : mChất rắn = mNa+ + mK+ + mCl − + mNO−3 + mOH−d

mNa+ = 0,24 23 = 5,52 (g)

mK+ = 0,3 2,2 39 = 25,74 (g)

mCl − = 0,2 35,5 = 7,1 (g)

mNO−3 = 0,4 62 = 24,8 (g)

nOH−d = 0,3.a – 0,36 = 0,3 2,2 – 0,36 = 0,3 (mol)

mOH−d = 0,3 17 = 5,1 (g)

mChất rắn = mNa+ + mK+ + mCl − + mNO−3 + mOH−d = 68,26 (g)

Ví dụ 3: a/ Cho dung dịch NaOH có pH = 13 (dung dịch A) Để trung hoà 10 ml dung dịch A cần 10 ml

dung dịch B chứa 2 axit HCl và H2SO4 Xác định pH của dung dịch B ?

b/ Trộn 100 ml dd A với 100 ml dung dịch Ba(OH)2 x (M), thu đợc dung dịch C Để trung hoà dung dịch

500 ml dung dịch C cần 350 ml dung dịch B Xác định x

H ớng dẫn

Đây là những phản ứng giữa 1 Bazơ và 2 Axit và 2 Bazơ và 2 Axit (có kèm theo theo tạo kết tủa), và có liên quan đến pH dung dịch Vậy nên nếu giải phơng pháp bình thờng sẽ rất khó khăn trong việc lập

ph-ơng trình để giải hệ Nên ta sử dụng phph-ơng trình ion thu gọn

a Phơng trình phản ứng trung hoà ddA với ddB

H+ + OH- → H2O (1)

Dd NaOH (ddA) có pH = 13 ⇒ [ ]H+ = 10-13 (M) ⇒ [OH−] = 10-1 (M)

Trong 10 ml = 10-2 (l) dung dịch A có :

Số mol OH- :

nOH− = 10-2.10-1 = 10-3 (mol)

theo pt (1) có : nOH− = nH+ = 10-3 (mol)

Trong 10 (ml) = 10-2(l) dung dịch B có :

nH+ = 10-3 (mol)

⇒ [ ]H+ = 10-3 / 10-2 = 10-1 (M) => pHB = 1.

b Trộn 100 ml A + 100 ml Ba(OH)2 x(M) => 200 ml dd C

=> nOH− dd C = 10-2 + 0,2 x (mol)

Trong 500 ml dd C có : nOH− = 2,5 10-2 + 0,5x (mol)

Trong 350 ml dd B có : nH+ = 3,5 10-2 (mol)

Theo pt (1) có : 2,5 10-2 + 0,5x = 3,5 10-2 => x = 2.10-2 (M)

2

Ví dụ 4: Cho 35 gam hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 Thêm từ từ , khuấy đều 0,8 lit HCl 0,5 M vào dung dịch X trên thấy có 2,24 lit khí CO2 thoát ra ở đktc và dung dịch Y Thêm Ca(OH)2 vào dung dịch Y

đợc kết tủa A

Tính khối lợng mỗi chất trong X và khối lợng kết tủa A ?

H ớng dẫn giải

Bài này nếu học sinh dùng phơng trình phân tử để làm thì sẽ gặp khó khăn khi xét phản ứng của Ca(OH)2

với dung dịch Y tạo ra kết

Nên đối với bài này ta nên sử dụng phơng trình ion

Gọi số mol của Na2CO3 là a, K2CO3 là b

Khi thêm từ từ dd HCl vào dd X lần lợt xảy ra phản ứng :

CO2−

3 + H+ → HCO−3

a + b a + b a + b

Khi toàn thể CO2 −

3 biến thành HCO−

3 HCO−

3 + H+ → CO2 + H2O 0,1 0,1 0,1

n CO2 = 2,24/ 22,4 = 0,1 mol

Dung dịch sau phản ứng tác dụng Ca(OH)2 cho kết tủa Vậy HCO−3 d, H+ hết

HCO−3 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + OH- + H2O

∑n H+ = a + b + 0,1 = 0,5 0,8 = 0,4

hay a + b = 0,3 (1)

và 106a + 138b = 35 (2) Giải hệ có a = 0,2 mol Na2CO3,

b = 0,1 mol K2CO3

Do đó khối lợng 2 muối là :

m Na2 CO3 = 0,2 106 = 21,2 (g)

m K2CO3 = 0,1 138 = 13,8 (g)

khối lợng kết tủa :

n CaCO3 = n HCO−3 d = a + b - 0,1 = 0,2 mol

m CaCO3 = 0,2 100 = 20 (g)

Ví dụ 5: a/ Lấy 21 gam hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3(với tỉ lệ mol lần lợt là 2:1)với thành phần % nh trên tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ (không có khí CO2 bay ra) Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng ?

b/ Nếu thêm từ từ 0,12 lit dung dịch HCl 2M vào dung dịch chứa 21 gam hỗn hợp X trên Tính thể tích

CO2 thoát ra ở đktc ?

Hớng dẫn giải

a Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch X : Na2CO3, K2CO3

(21 gam = 2 10,5 gam hỗn hợp trên)

CO2−

3 + H+ → HCO−3 0,18 0,18 0,18

Nếu không có khí CO2 thoát ra, tức là phản ứng dừng lại ở đây

n HCl = n H+ = 0,18 mol => V HCl 2M = 0,18/2 = 0,09(l)

b Nếu dùng 0,12 lit dung dịch HCl 2M hay 0,12.2 = 0,24 mol H+ > 0,18 mol Nên sẽ có phơng trình : HCO3− + H+ → CO2 + H2O

0,06 0,06

V CO2 = 0,06.22,4 = 1,344 (l)

Bài tập tham khảo

Cõu 1: Một dung dịch A chứa HCl và H2SO4 theo tỉ lệ mol 3:1 100ml dung dịch A trung hũa vừa đủ bởi 50ml dung dịch NaOH 0,5M Nồng độ mol mỗi acid là?

A [HCl]=0,15M;[H2SO4]=0,05M B [HCl]=0,5M;[H2SO4]=0,05M

C [HCl]=0,05M;[H2SO4]=0,5M D [HCl]=0,15M;[H2SO4]=0,15M

Cõu 2: 200ml dung dịch A chứa HCl 0,15M và H2SO4 0,05M phản ứng vừa đủ với V lớt dung dịch B chứa NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M Gớa trị của V là?

Cõu 3: Tổng khối lượng muối thu được sau phản ứng của dung dịch A và dung dịch B ở trờn(cõu 22) là?

A 43,125gam B 0,43125gam C 4,3125gam D 43,5gam

Cõu 4: 200 ml dung dịch A chứa HNO3 và HCl theo tỉ lệ mol 2:1 tỏc dụng với 100ml NaOH 1M thỡ lượng acid dư sau phản ứng tỏc dụng vừa đủ với 50 ml Ba(OH)2 0,2M Nồng độ mol cỏc acid trong dung dịch A là?

A [HNO3]=0,04M;[HCl]=0,2M B [HNO3]=0,4M;[HCl]=0,02M

C [HNO3]=0,04M;[HCl]=0,02M D [HNO3]=0,4M;[HCl]=0,2M

và Ba(OH)2 0,5M thỡ dung dịch C thu được cú tớnh gỡ?

Cõu 6: Cho 84,6 g hỗn hợp 2 muối CaCl2 và BaCl2 tỏc dụng hết với 1 lớt dung dịch chứa Na2CO3 0,25M và (NH4)2CO3 0,75M sinh ra 79,1 gam kết tủa Thờm 600 ml Ba(OH)2 1M vào dung dịch sau phản ứng Khối lượng kết tủa và thể tớch khớ bay ra là?

A 9,85gam; 26,88 lớt B 98,5gam; 26,88 lớt

C 98,5gam; 2,688 lớt D 9,85gam; 2,688 lớt

Cõu 7: Cho 200 ml dung dịch A chứa HCl 1M và HNO3 2M tỏc dụng với 300 ml dung dịch chứa NaOH 0,8M và KOH (chưa biết nồng độ) thỡ thu được dung dịch C Biết rằng để trung hũa dung dịch C cần 60 ml HCl 1M Nồng độ KOH là?

Cõu 8: 100 ml dung dịch X chứa H2SO4 2 M và HCl 2M trung hũa vừa đủ bởi 100ml dung dịch Y gồm 2 bazơ NaOH và Ba(OH)2 tạo ra 23,3 gam kết tủa Nồng độ mol mỗi bazơ trong Y là?

A [NaOH]=0,4M;[Ba(OH)2]=1M B [NaOH]=4M;[Ba(OH)2]=0,1M

C [NaOH]=0,4M;[Ba(OH)2]=0,1M D [NaOH]=4M;[Ba(OH)2]=1M

Cõu 9: Dung dịch HCl cú pH=3 Cần pha loóng bằng nước bao nhiờu lần để cú dung dịch cú pH=4.

Cõu 10: Dung dịch NaOH cú pH=12 cần pha loóng bao nhiờu lần để cú dung dịch cú pH=11

Cõu 11: Trộn 100 ml dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M với 400 ml dung dịch gồm H2SO4

0,0375M và HCl 0,0125M thu được dung dịch X Gớa trị pH của dung dịch X là?

Cõu 12: Cho 2,45g hỗn hợp Al- Ba(tỉ lệ mol tơng ứng là 4:1) tác dụng với 50ml dd NaOH 1M, thu đợc

dung dịch X Tính thể tích HCl 1M cần thêm vào dd X để sau phản ứng thu đợc:

a/ Kết tủa lớn nhất

b/ 1,56 g kết tủa

A 0,05 l B 0,08 l C 0,13 l D Cả A và C đúng

Cõu 13: Cho m gam hỗn hợp Mg và Al vào 250ml dung dịch X chứa hỗn hợp acid HCl 1M và acid H2SO4

0,5M thu được 5,32 lớt H2 (đktc) và dung dịch Y (coi thể tớch dung dịch khụng đổi) Dung dich Y cú pH là?

Cõu 14: Cho một mẫu hợp kim Na-Ba tỏc dụng với nước dư thu được dung dịch X và 3,36lớt H2 (đktc) Thể tớch dung dịch acid H2SO42 M cần dựng để trung hũa dung dịch X là?

4

Cõu 15:200 ml dung dịch A chứa HNO3 1M và H2SO4 0,2M trung hũa với dung dịch B chứa NaOH 2M và Ba(OH)2 1M Thể tớch dung dịch B cần dựng là?

Cõu 16: Hỗn hợp X gồm Na và Ba Hũa tan m gam X vào nước được 3,36lớt H2 (ở đktc) và dung dịch Y

Để trung hũa ẵ lượng dung dịch Y cần bao nhiờu lớt dung dịch HCl 2M?

Cõu 17: Dung dịch X chứa NaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,02M pH của dung dịch X là?

Cõu 18:Trộn dung dịch X chứa NaOH 0,1M; Ba(OH)2 0,2M với dung dịch Y (HCl 0,2M; H2SO4 0,1M) theo tỉ lệ nào về thể tớch để dung dịch thu được cú pH=13?

A VX:VY=5:4 B VX:VY=4:5 C VX:VY=5:3 D VX:VY=6:4

Cõu 19: Cú 4 dd mỗi dung dịch chỉ chứa 1 ion (+) và 1 ion (-) Cỏc ion trong 4 dung dịch gồm: Ba2+, Mg2+,

Pb2+, Na+, SO42-, Cl-, NO3-, CO32- Đú là 4 dung dịch nào sau đõy?

A BaSO4, NaCl, MgCO3, Pb(NO3)2 B BaCl2, Na2CO3, MgSO4, Pb(NO3)2

C Ba(NO3)2, Na2SO4, MgCO3, PbCl2 D BaCO3, NaNO3, MgCl2, PbSO4

Cõu 20: Trộn 150 ml dd MgCl2 0,5M với 50ml dd NaCl 1M thỡ nồng độ mol/l ion Cl- trong dung dịch là?

Cõu 21: Cho 8,8 gam hỗn hợp 2 kim loại Mg và Ca tỏc dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HCl Sau đú cụ

cạn dung dịch, thu được a gam hỗn hợp 2 muối Cho hỗn hợp 2 muối trờn vào 1 lượng dư dung dịch chứa hỗn hợp Na2CO3 và (NH4)CO3 Kết thỳc phản ứng thu được 26,8 g kết tủa X

Nồng độ mol của dung dịch HCl và khối lượng của Mg trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là

Đỏp ỏn: 1- A 2- B 3-C 4- D 5 -A 6-B 7-C 8-D 9-A 10-A 11-A 12-A-D 13-B 14-B 15-D 16-C 17-A 18-A 19- B 20-D 21-A

Dạng 2: Phản ứng của oxit axit với hỗn hợp dung dịch kiềm.

• Nếu

2

CO

OH n

n −

≤ 1 => chỉ tạo ra muối axit (HCO−3 )

• Nếu

2

CO

OH n

n −

≥ 2 => chỉ tạo ra muối trung tính (CO2−

3 )

• Nếu 1 <

2

CO

OH n

n −

< 2 => tạo ra 2 muối

• Chú ý :

- Nếu bazơ d chỉ thu đợc muối trung hoà

- Nếu CO2 d chỉ có muối axit

- Nếu cùng một lúc có 2 muối thì cả 2 chất CO2 và bazơ đều hết

- Khối lợng chung của các muối :

∑mCác muối = ∑mcation + ∑manion

trong đó : m Cation = m Kim loại , m An ion = m Gốc axit

V

í dụ Có 200 ml dung dịch A gồm : NaOH 1M và KOH 0,5 M Sục V lit khí CO2 ở đktc với các trờng hợp V1 = 2,24 lit, V2 = 8,96 lit, V3 = 4,48 lit Thu đợc dung dịch B, cô cạn B thu đợc m gam chất rắn khan Tính m trong các trờng hợp ?

H ớng dẫn giải

Đối với bài này nếu dùng phơng trình phân tử sẽ gặp nhiều khó khăn lập hệ rất dài dòng Vì vậy khi gặp dạng này ta nên giải theo phơng trình ion

TH1 : V1 = 2,24 lit CO2 đktc

n CO2 = 222,24,4 = 0,1 mol

n OH−= 0,2.1 + 0,2.0,5 = 0,3 mol

2

CO

OH

n

n −

= 00,,13 > 2 chỉ tạo ra muối trung tính CO32−

CO2 + 2 OH → CO2−

3 + H2O 0,1 0,3 0,1

Cô cạn dung dịch B khối lợng chất rắn khan là khối lợng các ion tạo ra các muối :

m = m K+ + m Na+ + m CO23− + m OH − d

= 0,2.0,5 39 + 0,2.1 23 + 0,1 60 + (0,3 – 0,2).17 = 16,2 (g)

TH2 : V2 = 8,96 lit CO2 đktc

n CO2 = 228,96,4 = 0,4 mol

n OH−= 0,2.1 + 0,2.0,5 = 0,3 mol

2

CO

OH

n

n −

= 00,,43 < 1 chỉ tạo ra muối axit HCO−3

CO2 + OH → HCO−3

0,4 0,3 0,3

Cô cạn dung dịch B khối lợng chất rắn khan là khối lợng các ion tạo ra các muối :

m = m K+ + m Na+ + m HCO−3

= 0,2.0,5 39 + 0,2.1 23 + 0,3 61 = 26,6 (g)

TH3 : V3 = 4,48 lit CO2 đktc

n CO2 = 224,48,4 = 0,2 mol

n OH−= 0,2.1 + 0,2.0,5 = 0,3 mol

1 <

2

CO

OH n

n −

= 00,,23 < 2 tạo ra 2 muối axit HCO3− và CO32−

CO2 + OH → HCO3−

a a a

CO2 + 2 OH → CO2 −

3 + H2O

b 2b b

a + b = 0,2 (1)

a + 2b = 0,3 (2) Giải hệ có a = b = 0,1 mol

Cô cạn dung dịch B khối lợng chất rắn khan là khối lợng các ion tạo ra các muối :

m = m K+ + m Na+ + m HCO3− + m CO23−

= 0,2.0,5 39 + 0,2.1 23 + 0,1 61 + 0,1 60 = 20,6 (g)

Bài tập tham khảo

Câu 1: Sục CO2 vào 200ml hỗn hợp dung dịch gồm KOH 1M và Ba(OH)2 0,75M Sau khi khí bị hấp thụ hoàn toàn thấy tạo 23,6 g kết tủa Tính VCO2đã dùng đo ở đktc

6

Câu 2: Hấp thụ 4,48 lít CO2(đktc) vào 0,5 lít hỗn hợp dung dịch gồm NaOH 0,4M và KOH 0,2M Sau phản ứng thu đợc dung dịch X Lấy 1

2 dd X tác dụng với dd Ba(OH)2 d, sau phản ứng tạo m gam kết tủa Giá tri m và tổng khối lợng muối khan thu đợc sau khi cô cạn dd X lần lợt là

Câu 3: Sục 2, 24 lít(đktc) CO2 vào 100ml hỗn hợp dung dịch gồm KOH 1M và Ba(OH)2 0,75M Sau khi khí bị hấp thụ hoàn toàn thấy tạo m g kết tủa Tính m

Câu 4: Sục 4, 48 lít(đktc) CO2 vào 100ml hỗn hợp dung dịch gồm KOH 1M và Ba(OH)2 0,75M Sau khi khí bị hấp thụ hoàn toàn thấy tạo m g kết tủa Tính m

Câu 5: Hấp thụ 3, 36 lít SO2(đktc) vào 0,5 lít hỗn hợp dung dịch gồm NaOH 0, 2M và KOH 0,2M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đợc khối lợng muối khan là

Đỏp ỏn: 1-D 2-A 3-B 4-C 5- D

Dạng 3: Tính chất của ion NO3

− trong môi tr ờng axit.

Ví dụ 1: Cho 1,92 g Cu vào 100ml hỗn hợp dung dịch X gồm KNO3 0,16 M và H2SO4 0,4M Sau phản ứng thấy thoát ra Vlít khí NO(đktc) Tính V

H ớng dẫn giải

Do trong thành phần của X có ion NO3

− và ion H+ nên dung dịch X có tính chất nh dung dịch HNO3 Vì vậy sau phản ứng Cu sẽ bị oxhoá nên Cu2+ Nhng nếu giải bài toán bằng phơng trình phân tử sẽ gặp phải tình huống khó, ion Cu2+ có thể sẽ ở trong CuSO4 cũng có thể ở trong Cu(NO3)2 Để tránh phải chia thành

2 trờng hợp nh trên bài toán sẽ đợc giải theo phơng trình ion thu gọn nh sau

n Cu= 0,03 mol; n NO3

−

= nKNO3= 0,016 mol; nH+= 2 nH2SO4= 0,08 Khi Cu tác dụng với X sẽ có phản ứng sau

3 Cu + 8 H+ + 2 NO3− → 3 Cu2+ + 2 NO↑ + 4 H2O

Do 0,03 0,08

3 = 8 > 0,016

2 nên trong phản ứng trên NO3

− sẽ hết, thể tích khí NO sinh ra sẽ đợc tính theo ion này

nNO = n NO3

−

= 0,016 mol ⇒ VNO = 0,3584 lít

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm Fe và Cu cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, d thấy tạo 2,24 lít khí Để oxihoá các chất sau phản ứng cần dùng một lợng vừa đủ 10,1 g KNO3 Phản ứng kết thúc thấy tạo V lít khí NO Tính V và % khối lợng hỗn hợp X(thể tích các khí đều đo ở đktc)

H ớng dẫn giải

nH2= 0,1 mol

Fe + H2 SO4 → FeSO4 + H2 ↑

0,1 ← 0,1 mol

n NO3

−

= nKNO3= 0,1

Vậy sau phản ứng hỗn hợp thu đợc có Cu, ion Fe2+, H+ d, SO2

4

− Khi thên KNO3 vào sẽ có các phản ứng

3 Cu + 8 H+ + 2 NO3− → 3 Cu2+ + 2 NO↑ + 4 H2O

mol 0,1 ← 0, 2

3

3 Fe2+ + 4 H+ + NO3− → 3 Fe3+ + NO↑ + 2 H2O

mol 0,1 → 0,1

3

Từ 2phơng trình⇒ ∑ nNO = n NO3

−

= 0,01 ⇒ V= 2,24 lít

n Cu= n Fe= 0,1 mol ⇒ % Fe = 46,67; % Cu = 53,33

Ví dụ 3: Cho 11,76 gan hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu tác dụng với 100ml dung dịch HNO3 3,4 M Sau phản ứng thấy tạo khí NO và còn một kim loại cha tan hết Cho từ từ dung dịch H2SO4 0,5M vào hỗn hợp thu đợc, đến khi kimloại vừa tan hết thấy tốn hết 220 ml axít, phản ứng lại sinh ra thêm khí NO Lấy toàn

bộ dung dịch thu đợc tác dụng với NaOH d Tách kết tủa nung trong không khí đến khối lợng không đổi tạo 15,6 g chất rắn Tính % khối lợng X

H ớng dẫn giải

Bài này tuy nội dung đề rất dài nhng nếu nắm đợc những điều sau đây nội dung giải sẽ trở nên rất ngắn gọn

• Do Cu có tính khử yếu nhất nên kim loại cha tan hết phải là Cu Cũng do Cu d nên sau phản ứng với HNO3, Fe chỉ bị oxihoá thành Fe2+ giống nh Mg thành Mg2+ vì

Cu + Fe(NO3)3 → Cu(NO3)2 + Fe(NO3)2

• Khi thêm H2SO4 vào về nguyên tắc cả Cu d và Fe2+ đều tạo NO, nhng do tính khử của Cu > Fe2+

vì vậy Cu phản ứng trớc Nên 220 ml axít thêm vào chỉ dùng để phản ứng với Cu, Fe2+ cha phản ứng

⇒ Sau hai lợt phản ứng với hai axít điểm giống nhau các kim loại loại đều chỉ bị oxihoá lên +2 Gọi: a, b, c lần lợt là số mol của Fe, Mg, Cu

M là kí hiệu chung cho 3 kim loại

Sau phản ứng với hai axít pt ion thu gọn là

3 M + 8 H+ + 2 NO3− → 3 M2+ + 2 NO↑ + 4 H2O

mol 0,21 ← 0,56

∑ nH+= 2 nH2SO4+ nHNO3= 0, 56 ⇒ a + b + c = 0,21 (1)

• Do sau các thí nghiệm thì

2 Fe → Fe2O3 ; Mg → MgO ; Cu→ CuO

a a/ 2 b b c c

⇒ 15,6 = 160

2

a

+ 40b + 80c (2) 11,76= 56a + 24b + 64 c (3)

Giải hệ (1), (2), (3)⇒ kết quả

Bài tập tham khảo

Câu 1: Cho 19,2g Cu vào 500ml dung dịch NaNO3 1M sau đó thêm tiếp 500ml dung dịch HCl 2M vào Phản ứng kết thúc thu đợc dung dịch X và V lít khí NO(đktc) Giá trị của V và thể tích dung dịch NaOH 2M cần dùng để kết tủa hết ion Cu2+ trong dung dịch X lần lợt là

A 4,48lít - 4lít B 4,48lít - 2lít C 2,24lít - 4lít D 4,48lít - 0,5lít

Cõu 2: Thực hiện 2 thớ nghiệm

a Cho 3,84g Cu phản ứn với 80ml dung dịch HNO3 1M thoỏt ra V1 lớt NO

b Cho 3,84g Cu phản ứn với 80ml dung dịch HNO3 1M và H2SO4 0,5M thoỏt ra V2 lớt NO Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, cỏc thể tớch khớ đo ở cựng điều kiện Quan hệ giữa V1 và V2 là như thế nào?

Cõu 3: Hoà tan 27,8g muối FeSO4.7 H2O vào nớc đợc dung dịch X Chia X thành hai phần bằng nhau Phần 1 cho tác dụng với 900ml hỗn hợp dung dịch gồm HNO3 1M và H2SO4 1M thấy tạo Vlít khí NO(đktc)

Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NH3 d, tách kết tủa nung trong không khí đến khối lợng không đổi tạo mg chất rắn

Giá tri m và V lần lợt là

A 4- 0,224 B 4- 0,3584 C 2- 0,224 D 2- 0,3584

8

Câu 4(bài này nội dung giải rất hay) Khuấy kỹ dung dịch chứa 13,6g AgNO3 với m g bột Cu rồi thêm tiếp 100ml dung dịch H2SO4 loãng d vào Đun nóng cho tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu đợc 9,28g kim loại và Vlít khí NO

Tính m và V đo ở đktc

Đỏp ỏn: 1-A 2-D 3-B 4-C