Chủ đề 19: Bài tốn sử dụng phương trình ion thu gọn + Chú ý chất kết tủa bay thường gặp: BaSO4, Fe(OH)2, Fe(OH)3, NH3, AgCl, BaCO3, CaCO3… + Áp dụng định luật BTKL BTĐT + Chú ý tốn nhiệt phân Ba(HCO3)2 Ca(HCO3)2 Ví dụ 1: Chia dung dịch A chứa ion Fe3+, NH4+, SO 24 - Cl- thành phần Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu 1,07 gam kết tủa 0,672 lít khí (đktc) Phần cho tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, thu 4,66 gam kết tủa Tổng khối lượng muối khan thu cô cạn cẩn thận dung dịch là: A 3,73 gam B 4,76 gam C 6,92 gam D 7,46 gam Trích đềthi thử Chuyên KHTN – Hà Nội – 2016 Định hướng tư gii BTNT.Fe ỡn Fe(OH) = 0,01(mol) ắắắắ đ n Fe3+ = 0,01 ï Ta có: í BTNT.N ® n NH+ = 0,03 ùợn NH3 = 0,03(mol) ắắắắ BTNT.S BTDT n BaSO4 = 0,02 ắắắắ đ nSO2- = 0,02 ắắắ đ n Cl- = 0,02 BTKL ắắắđ m = 2(0,01.56 + 0,03.18 + 0,02.96 + 0,02.35,3) = 7,46(gam) Ví dụ 2: Dung dịch Y gồm Al3+; Fe2+; 0,05 mol Na+; 0,1 mol SO42−; 0,15 mol Cl− Cho V lit dung dịch NaOH 1M, vào dung dịch Y để thu kết tủa lớn giá trị V A 0,40 B 0,25 C 0,35 D 0,30 Trích đềthi thử Nguyễn Trung Thiên – Hà Tĩnh – 2016 Định hướng tư giải Kết tủa lớn Na+ thay Al3+ Fe2+ hoàn toàn nghĩa muối khơng bóng dáng Al v Fe BTDT Vy ắắắ đ n NaOH = 0,1.2 + 0,15.1 - 0,05.1 = 0,3(mol) ® V = 0,3(lit) Ví dụ 3: Một loại nước cứng X chứa ion Ca2+, Mg2+, HCO 3- , Cl- nồng độ HCO 3- 0,002M Cl - 0,008M Lấy 200 ml X đun nóng, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y Để làm mềm dung dịch Y (loại bỏ hết cation kim loại) cần cho vào Y lượng Na2CO3.10H2O gần với khối lượng A 2,574 gam B 0,229 gam C 0,085 gam D 0,286 gam Trích đềthi thử Chuyên ĐH Vinh – 2016 Định hướng tư giải BTDT Ta có : n anion = 0,2(0,002 + 0,008) = 0,002(mol) ắắắ đ n cation = 0,001 t Chú ý : Khi đun nóng HCO3- ¾¾ ® CO32- ®¯ ® n Na 2CO3 10H2O = 0,001 - 0,0002 = 0,0008 ® mY = 0,2288(gam) Ví dụ 4: Cho 800 ml dung dịch Ba(OH)2 0,3M vào dung dịch X chứa: 0,025 mol CO 32- , 0,1 mol Na+, x mol NH+4 , 0,15 mol SO24- đun nóng nhẹ (giả sử nước bay khơng đáng kể) Tổng khối lượng dung dịch X dung dịch Ba(OH)2 giảm gam? A 34,95 gam B 39,2 gam C 44,125 gam D 44,215 gam Trích đềthi thử Nguyễn Anh Phong – 2016 Định hướng tư gii BTDT Ta ắắắ đ 0,025.2 + 0,15.2 = 0,1 + x ® x = 0,25(mol) ìBaSO : 0,15(mol) ï Dễ thấy lượng Ba OH dư nên Dm ¯= 44,125(gam) íBaCO3 : 0,025(mol) ï NH : 0, 25(mol) ỵ Ví dụ 5: Cho 120 gam hỗn hợp X gồm Fe2(SO4)3, CuSO4, MgSO4 vào nước dư thu dung dịch Y Cho BaCl2 dư vào Y thấy có 209,7 gam kết tủa xuất Mặt khác, cho KOH dư vào Y thu m gam kết tủa Giá trị m : A 48,9 B 52,4 C 64,2 D 48,0 Trích đềthi thử Nguyễn Anh Phong – 2016 Định hướng tư giải ìïnSO2- BTKL Bài tốn đơn giản.Từ khối lượng kết tủa → í ắắắ đ m Kim loai n ùợ OH BTKL Trong X 209,7 Trong X Ta có : n¯ = n SO = 0,9 ắắắ đ m Kim 2loai = 120 - 0,9.96 = 33,6(gam) 233 X Bảo toàn điện tích : n - = 2.nTrong = 1,8 22+ - OH SO4 ắắắđ m = 33,6 ! + 1,8.17 ! = 64,2(gam) BTKL Kimloai OH- Bài tập rèn luyện Câu 1: Cho dung dịch X gồm Na+ 0,1 mol, K+ 0,2 mol, Cl - 0,1mol HCO3- Cô cạn dung dịch m gam muối khan Giá trị m : A 25,85 B 19,65 C 24,46 D 21,38 Trích đềthi thử Nguyễn Anh Phong – 2016 Định hướng tư giải BTDT Ta có : ¾¾¾ ® 0,1 + 0,2 = 0,1 + a ® a = 0,2(mol) o t Chú ý : 2HCO3- ¾¾ ® CO32- + CO2 + H2O BTKL ¾¾¾ ® m = 0,1.23 + 0,2.39 + 0,1.35,5 + 0,1.60 = 19,65(gam) Câu 2: Có 500 ml dung dịch X chứa Na+, NH4+, CO32- SO42- Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu 2,24 lít khí (đktc) Lấy 100 ml dung dịch X cho tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2 thấy có 43 gam kết tủa Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu 4,48 lít khí NH3 (đktc) Tính tổng khối lượng muối có 500 ml dung dịch X A 14,9 gam B 11,9 gam C 86,2 gam D 119 gam Trích đềthi thử Nguyễn Anh Phong – 2016 Định hướng tư giải Ta tính tốn số liệu với 100 ml dung dịch X 100 ml X + HCl ® CO2 BTNT.C ắắắ ắ đ n CO2- = 0,1 100 ml X + NaOH đ NH ắắắắ đ n NH+ = 0,2 BTNT.N ìBaCO3 BTNT.(C +S) 43 - 0,1.197 100 ml X + BaCl đ ắắắắắ ® n SO2- = = 0,1 233 ỵBaSO4 BTDT ¾¾¾ ® n Na + + 0,2 = 0,1.2 + 0,1.2 đ n Na + = 0,2 BTKL ắắắ đ m X = ( 0,1.60 + 0,2.18 + 0,1.96 + 0,2.23) = 119 Câu 3: Dung dịch X chứa ion: Ca2+, Na+, HCO3– Cl–, số mol ion Cl– 0,1 Thí nghiệm 1: cho 1/2 dung dịch X phản ứng với dung dịch NaOH dư, thu gam kết tủa Thí nghiệm 2: Cho 1/2 dung dịch X lại phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư, thu gam kết tủa.Mặt khác, đem đun nóng để cạn dung dịch X thu m1 gam chất rắn khan Y, lấy m1 gam chất rắn khan Y nung nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu m2 gam chất rắn khan Z Giá trị m1 m2 là: A 10,26 8,17 B 14,01 9,15 C 10,91 8,71 D 10,91 9,15 Trích đềthi HSG Thái Bình – 2015 Định hướng tư giải Để tránh nhầm lẫn ta xử lý toán với dung dịch X thí nghiệm BTNT.C Với thí nghiệm : n¯ = 0,05.2 = 0,1 ắắắắ đ n HCO- = 0,1(mol) BTNT.Ca Với thí nghiệm : n¯ = 0,02.2 = 0,04 ắắắắ đ n Ca 2+ = 0,04(mol) Vy X chứa ìCa 2+ : 0,04 ìCaCO3 : 0,04 ìCaO : 0,04 ï ï 2ï 2ïHCO3 : 0,1 ïCO3 : 0,01 ùCO3 : 0,01 t0 nung ắắđ m1 ắắắ ® m2 í í ïCl : 0,1 ïCl : 0,1 ïCl : 0,1 ï BTDT ï ï ¾¾¾ BTDT BTDT + + đ Na + : 0,12 ợ ợ ắắắđ Na : 0,12 ợ ắắắđ Na : 0,12 ỡm1 = 10,91(gam) BTKL ắắắ đớ ợm2 = 9,15(gam) Cõu 4: Cho dung dịch A chứa ion K+ (0,03 mol), M+, SO42-, CO32- Cho dung dịch tác dụng với BaCl2 dư thu 8,6 gam kết tủa Cho dung dịch A tác dụng với H 2SO loãng dư thu 0,448 lit khí (đktc) Khi cạn dung dịch thu 5,19 gam muối khan ion M+ là: + + + + A Na B Li C NH4 D Rb Trích đềthi thử chuyên Bảo Lộc – Lâm Đồng – 2015 Định hướng tư giải ìïn SO2- = a BaCl2 Ta có : ắắắ đớ đ 233a + 197b = 8,6 ùợn CO32- = b H2SO4 BTDT V ắắắ đ nCO2 = nCO2- = b = 0,02(mol) đ a = 0,02(mol) ắắắ đ n M+ = 0,05 5,19 - 0,03.39 - 0,02(96 + 60) BTKL ắắắ đM = = 18 đ NH +4 0,05 Câu 5: Dung dịch X chứa 0,025 mol CO32- ; 0,1 mol Na+; 0,3 mol Cl- lại ion NH4+ Cho 270 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào dung dịch X đun nóng nhẹ Hỏi sau phản ứng kết thúc, tổng khối lượng hai dung dịch sau phản ứng giảm gam? (giả sử nước bay không đáng kể) A 6,825 gam B 12,474 gam C 6,761 gam D 4,925 gam Trích đềthi thử chuyên Lê Khiết – Quảng Ngãi – 2016 Định hướng tư giải BTDT Ta có : ắắắ đ n +NH4 = 0,025.2 + 0,3 - 0,1 = 0,25(mol) ì NH3 : 0,108(mol) n Ba(OH)2 = 0,054(mol) đ Dm = 6,761(gam) ợBaCO3 : 0,025 Cõu 6: Dung dịch X chứa 0,1 mol Ca 2+ ; 0,3 mol Mg 2+ ; 0,4 mol Cl- a mol HCO3- Đun dung dịch X đến cô cạn thu muối khan có khối lượng A 49,4 gam B.28,6 gam C 37,4 gam D 23,2 gam Trích đềthi thử chuyên Lê Quý Đôn Đà Nẵng – 2016 nh hng t gii BTDT ắắắ đ 0,1.2 + 0,3.2 = 0,4 + a ® a = 0,4 t X ắắ đ HCO3- đ CO32BTKL ắắắ đ m = 0,1.40 + 0,3.24 + 0, 4.35,5 + 0, 2.60 = 37, 4(gam) Chú ý : Khi đề nói nung muối khan tới khối lượng khơng đổi 0 t t HCO3- ắắ đ CO32- ắắ đ O2 - Câu 7: Dung dịch E chứa ion Mg2+, SO42-, NH4+, Cl- Chia dung dịch E phần nhau: Cho phần I tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, 0,58 gam kết tủa 0,672 lít khí (đktc) Phần II tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, 4,66 gam kết tủa Tổng khối lượng chất tan dung dịch E A 6,11gam B 3,055 gam C 5,35 gam D 9,165 gam Định hướng tư giải Ta tính toỏn vi 0,5.E BTNT.Mg ỡMg(OH)2 ắắắắ đ n Mg2+ = 0,01 ï Với phần I : 0,5E + NaOH ® BTNT.N đ n NH+ = 0,03 ùợNH3 ắắắắ Vi phn II: 0,5E + BaCl đ BaSO4 ắắắ ® 0,01.2 + 0,03 = 0,02.2 + n ClBTDT BTNT.S ¾¾¾® n SO2- = 0,02 ® n Cl- = 0,01 BTKL ắắắ đ m E = ( 0,01.24 + 0,03.18 + 0,02.96 + 0,01.35,5) = 6,11 Câu 8: Dung dịch X chứa ion: Fe3+, SO42-, NH4+, Cl- Chia dung dịch X thành hai phần : Phần tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, đun nóng thu 0,672 lít khí (đktc) 1,07 gam kết tủa ; Phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2, thu 4,66 gam kết tủa Tổng khối lượng muối khan thu cô cạn dung dịch X (q trình cạn có nước bay hơi) A 3,73 gam B 7,04 gam C 7,46 gam D 3,52 gam Định hướng tư giải Ta tính tốn số liệu với X/2 BTNT.N ỡùNH3 ắắắắ đ n NH+ = 0,03 Vi phn ta có : 0,5.X + NaOH ® í BTNT.Fe đ n Fe3+ = 0,01 ùợFe(OH)3 ắắắắ BTNT.S Vi phn ta cú : 0,5.X + BaCl2 đ BaSO4 ắắắđ nSO2- = 0,02 ắắắ đ n Cl- + 0,02.2 = 0,01.3 + 0,03.1 BTDT ® n Cl- = 0,02 BTKL ắắắ đ m X = ( 0,03.18 + 0,01.56 + 0,02.96 + 0,02.35,5 ) = 7,46 Câu 9: Một dung dịch chứa hai cation Al3+ (0,2 mol) Fe2+ (0,1 mol) Trong dung dịch chứa hai anion Cl— (x mol) SO24- (y mol) Tìm x y biết cạn dung dịch thu 46,9 gam hỗn hợp muối khan A 0,2 0,3 B 0,3 0,2 C 0,5 0,15 D 0,6 0,1 Định hướng tư giải ìAl3+ : 0,2 ï 2+ BTDT ® x + 2y = 0,8 ìx = 0,2 ïFe : 0,1 ïì ¾¾¾ ® í BTKL ®í í ® 35,5x + 96y = 46,9 - 0,2.27 - 0,1.56 ợy = 0,3 ùợ ắắắ ïCl : x ïSO2 - : y ỵ Câu 10: Dung dịch Y có chứa ion: NH4+, NO3-, SO42- Cho dung dịch Y tác dụng với lượng dư dung dịch Ba(OH)2, đun nóng thu 11,65 gam kết tủa 4,48 lít khí (đktc) Nếu cho m gam dung dịch Y cho tác dụng với lượng bột Cu dư H2SO4 lỗng dư sinh V lít NO (sản phẩm khử nhất, đo đktc) Giá trị V A 1,49 B 1,87 C 2,24 D 3,36 Định hướng tư giải BTNT.Nito ìn NH3 = 0,2 ắắắắ đ NH 4+ : 0,2 ùù BTNT.S Cu/ H + Cú ớn BaSO4 = 0,05 ắắắđ SO24- : 0,05 ắắắ đ 4H + + NO3- + 3e ® NO + 2H O ï BTDT ® NO3- : 0,1 ùợ ắắắ đ n NO = 0,1 đ V = 2,24(lit) Câu 11: Dung dịch A chứa: 0,15 mol Ca2+ ; 0,6 mol Cl- ; 0,1 mol Mg2+ ; a mol HCO3- ; 0,4 mol Ba2+ Cô cạn dung dịch A chất rắn B Nung B khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 90,1 B 102,2 C 105,5 D 127,2 Định hướng tư giải ìCa + : 0,15 ï 2+ íMg : 0,1 ïBa + : 0,4 ỵ ïìCl : 0,6 BTDT ắắắ đ 2(0,15 + 0,1 + 0,4) = 0,6 + a í HCO : a ỵï t t B ắắ đ CO32 - ắắ đO 0 ® a = 0,7 ® n O = 0,35 BTKL ¾¾¾ ® m = 0,15.40 + 0,1.24 + 0,4.137 + 0,6.35,5 + 0,35.16 = 90,1 Câu 12: Dung dịch X tạo từ muối gồm có ion: Al3+, Fe2+, SO42-, Cl- Chia dung dịch X làm phần Phần đem tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu 6,46 gam kết tủa Phần đem tác dụng với dung dịch NH3 dư, thu lấy kết tủa nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi lại 2,11 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hoàn toàn Khối lượng muối dung dịch X A 5,96 gam B 3,475 gam C 17,5 gam D 8,75 gam Định hướng tư giải Ta xét trường hợp : Hai muối FeSO4 a mol AlCl3 b mol (Trong nửa X) ìFe(OH)2 : a 6,46 í ® 90a + 233.a = 6,46 đ a = 0,02 ợBaSO4 : a ìFe O : 0,5a 2,11 í ® 80a + 51b = 2,11 đ b = 0,01 ợAl2 O3 : 0,5b Trong X có : m = ( 0,02.152 + 0,01.133,5 ) = 8,75 Câu 13: Dung dịch X chứa ion: Na+, Ba2+ HCO3− Chia X thành ba phần Phần tác dụng với KOH dư, m gam kết tủa Phần hai tác dụng với Ba(OH)2 dư, 4m gam kết tủa Đun sơi đến cạn phần ba, thu V1 lít CO2 (đktc) chất rắn Y Nung Y đến khối lượng khơng đổi, thu thêm V2 lít CO2 (đktc) Tỉ lệ V1 : V2 ? A : B : C : D : Trích đềthi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ì Na + : a ï ì197b = m Ta có: íBa 2+ : b ắắ đớ ắắ đ a = 2b ợ197(a + b) = m ù BTDT ợ ắắắđ HCO3 : a + 2b ì Na + : ï Xem nh: ớBa + :1 ắắ đ n CO2- = ắắ đ n1CO2 = 2(mol) ù BTDT ợ ắắắđ HCO3 : n BaCO3 = ¾¾ ® n CO = ¾¾ ® V1 : V2 = :1 ... sau phản ứng kết thúc, tổng khối lượng hai dung dịch sau phản ứng giảm gam? (giả sử nước bay không đáng kể) A 6,825 gam B 12,474 gam C 6,761 gam D 4,925 gam Trích đề thi thử chuyên Lê Khiết – Quảng... đun nóng nhẹ (giả sử nước bay không đáng kể) Tổng khối lượng dung dịch X dung dịch Ba(OH)2 giảm gam? A 34,95 gam B 39,2 gam C 44,125 gam D 44,215 gam Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016... cạn thu muối khan có khối lượng A 49,4 gam B.28,6 gam C 37,4 gam D 23,2 gam Trích đề thi thử chuyên Lê Quý ôn Đà Nẵng – 2016 nh hng t gii BTDT ắắắ đ 0,1.2 + 0,3.2 = 0,4 + a ® a = 0,4 t X ắắ