Chọn dung dịch thích hợp trên cơ sở bảo toàn điện tích nhằm lựa chọn dung dịch để bảo toàn điện tích, lập phương trình khá gọn và đơn giản, thuận tiện cho việc giải phương trình. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu.
Hóa Học ứng dụng Journal of chemistry and application Tạp chí hội hóa học ViệT Nam ISSN 1859-4069 số/tháng HỘI ĐỒNG BIÊN TẬP NGUYỄN CƯƠNG, NGUYỄN ĐỨC CHUY, TRẦN THÀNH HUẾ, LÊ QUỐC KHÁNH, CHÂU VĂN MINH, ĐẶNG VŨ MINH, TRẦN TRUNG NINH, NGUYỄN ĐĂNG ĐỂ DẠY TỐT VÀ HỌC TỐT MÔN HÓA HỌC ò TRẦN THỊ XUÂN - Kinh nghiệm giải toán khó xác đònh thứ tự phản ứng QUANG, HỒ VIẾT QUÝ, CHU PHẠM NGỌC SƠN, TRẦN QUỐC SƠN, HỒ SĨ THOẢNG, NGÔ THỊ THUẬN, QUÁCH ĐĂNG TRIỀU, ò dung dòch H+ phản ứng với dung dung dòch NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG ò Tổng Biên tập: HUỲNH MINH HUY - Phương pháp đồ thò hóa toán: ĐẶNG THÀNH TRUNG - Bài tập độ tan, chất kết tinh bồi dưỡng học sinh giỏi hóa PGS, TS, NGƯT NGUYỄN ĐĂNG QUANG ò thông qua tập chuỗi phản ứng Phó Tổng Biên tập - Thư ký tòa soạn: NGUYỄN HỮU ĐỨC Trình bày: TRẦN THỊ HOA Tòa soạn: 164 đường Tựu Liệt xã Tam Hiệp - huyện Thanh Trì - Hà Nội ĐT/Fax: (024) 3971 9078 Email: tapchihoahocvaungdung@gmail.com TRỊNH QUANG CẢNH - Rèn kiến thức halogen ò ò ò NGUYỄN CÔNG KIỆT - Chọn dung dòch thích hợp ò NGUYỄN HỮU ĐỨC - Thuật ngữ hóa học Anh - Việt ò ĐÁP ÁN KỲ TRƯỚC - ĐỀ RA KỲ NÀY PHAN dUY THÀNH - Giải nhanh toán hỗn hợp VŨ CÔNG PHONG - Một số dạng toán hay HÓA HỌC TRONG CUỘC SỐNG ò Pectin ứng dụng ò Vitamin Q - Coenzym 10 ò Không phải cà rốt có màu cam Giấy phép xuất bản: Số 319/GP-BTTTT Bộ Thông tin Truyền thông cấp ngày 14/06/2016 In Công ty TNHH in ấn Đa Sắc HỌC MÀ VUI VUI MÀ HỌC ò THANH TÙNG - Ô chữ kỳ ò Câu lạc khám phá hóa học 13 Ngọc Mạch - Xuân Phương quận Nam Từ Liêm - Hà Nội Giá: 15.000 đồng Phát hành ngày 05 20 hàng tháng qua hệ thống bưu điện toàn quốc CHỌN DUNG DỊCH THÍCH HP TRÊN CƠ SỞ BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH NGUYỄN CÔNG KIỆT Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng T rong hóa học có xảy phản ứng ion dung dòch, đặc biệt toán hỗn hợp chất khử tác dụng với dung dòch chứa H+, NO3 Đề thường có nhiều thí nghiệm, trình nối tiếp người ta thường không liệt kê hết dung dòch, trình Nếu tinh ý việc lựa chọn dung dòch để bảo toàn điện tích ta lập phương trình gọn đơn giản, thuận tiện cho việc giải hệ phương trình Câu 1: Dung dòch X chứa Fe2+ 0,25mol; Cu2+, Cl- NO3- Dung dòch Y chứa Na+ 0,08mol; H+ Cl- Cho dung dòch X vào dung dòch Y thu dung dòch Z 0,06mol khí NO Cho dung dòch AgNO3 đến dư vào dung dòch Z, thấy thoát 0,02mol khí NO; đồng thời thu 133,1 gam kết tủa Nếu nhúng Fe vào dung dòch X khối lượng Fe tăng m gam Biết phản ứng xảy hoàn toàn; NO sản phẩm khử N+5 trình Giá trò m laø: A 0,32 gam B 0,40 gam C 0,48 gam D 0,24 gam Bảo toàn e: nAg + 3nNO = nFe2+ dö nAg = 0,07 - ´ 0,02 = 0,01 nAgCl = (133,1 - 0,01 ´ 108) : 143,5 = 0,92 Tìm mol Cu2+ (vì Fe phản ứng với Cu2+ X): nCu2+ = 0,04 mFe tăng = -mFe tan + mCu bám vào = -0,04 ´ 56 + 0,04 ´ 64 = 0,32 · Caùch 2: Bảo toàn điện tích cho dung dòch X Gộp trình lại xem X, Y, AgNO3 tác dụng với NO3- + 4H+ + 3e ® NO + H2O 0,08 0,02 Ag + e ® Ag Fe2+ dư ® Fe3+ + e + H+ 0,32 (bảo toàn điện tích Y) ® Cl- (Y) 0,4mol Bảo toàn e: nAg + 3nNO = nFe2+ nAg = 0,07 - ´ 0,02 = 0,01 nAgCl = (133,1 - 0,01 ´ 108) : 143,5 = 0,92 Hướng dẫn: · Cách 1: Bảo toàn điện tích cho dung dòch Z Bảo toàn Cl: Cl- (X) 0,52mol Cho dung dòch X vào dung dòch Y: Theo lý luận cách NO3- hết nên: Fe2+ + NO3- + H+ ® Fe3+ + NO + H2O nNO3- (X) = nNO = 0,06 (khoâng phải 0,08) Bảo toàn e: nFe3+ = 3nNO = 0,18mol Bảo toàn nguyên tố Fe: nFe2+ = 0,25 - 0,15 = 0,07 Fe2+ dư (theo tính toán trên); H+ dư (vì cho AgNO3 vào có khí bay ra) NO3đã hết Cho AgNO3 vào dung dòch Z: NO3- + 4H+ + 3e ® NO + H2O 0,08 Ag+ + e ® Ag 18 0,02 Fe2+ dư ® Fe3+ + e Bảo toàn điện tích X ® Cu2+ 0,04 Tiếp tục giải cách · Cách 3: Bảo toàn điện tích cho dung dòch sau phản ứng với AgNO3 (dư) Dung dòch sau phản ứng với AgNO3 chứa (không tính AgNO3 dư) Fe3+ 0,25; Na+ 0,08; Cu2+ Bảo toàn nguyên tố N: NO3-: 0,92 + 0,01 - 0,02 = 0,91 Hóa học & Ứng dụng Số 17 (317)/2018 Bảo toàn điện tích ® Cu2+ 0,04mol Tiếp tục giải cách ® Chọn đáp án A Nhận xét: Tuy đề không nhắc đến dung dòch sau phản ứng với AgNO3 ta xét dung dòch tìm số mol Cu2+ cách dễ dàng Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 18,025 gam hỗn hợp bột rắn gồm Fe2O3, Fe(NO3)2, Zn 480ml dung dòch HCl 1M sau phản ứng thu dung dòch X chứa 30,585 gam chất tan 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm (N2O, NO, H2) có tỉ khối với He 6,8 Cho AgNO3 dư vào dung dòch X thấy thu 0,112 lít khí NO sản phẩm khử (đktc) 72,66 gam kết tủa Phần trăm khối lượng Fe(NO3)2 hỗn hợp ban đầu là: A 29,96% B 39,89% C 17,75% D 62,32% Hướng dẫn: · Cách 1: Tìm số mol NH4+ trước; tìm số mol H2 sau Fe2O3 x(mol); Fe(NO3)2 y(mol); Zn z(mol) + HCl 0,48mol ® X[Zn2+ z; toång Fe3+; 2+ (2x + y)mol; NH4+; H+ dö 0,02mol]; Cl- 0,48mol + (N2O; NO; H2) + H2O X + AgNO3 ® 72,66 (Ag 0,035mol; AgCl 0,48mol) + NO 0,005mol NO3- + 4H+ + 3e ® NO + H2O 0,02 0,005 Dung dòch sau phản ứng với AgNO3 chứa (không tính AgNO3 dư) NH4+; Fe3+ (2x + y); Zn2+ z Bảo toàn N: NO3-: 0,035 + 0,48 - 0,005 = 0,51 Bảo toàn điện tích: NH4 0,51 - (6x + 3y + 2z) + Bảo toàn H: nH2 (khí) = 0,5nHCl - 0,5nH+ dư - nH2O - 2nNH4+ = 12x + 6y + 4z - 0,99 Baûo toàn nguyên tố O: Tổng nNO + N2O = nO khí = nO ban đầu - nH2O = 3x + 6y - 0,2 160x + 180y + 65z = 18,025 Tổng nkhí = (12x + 6y + 4z - 0,99) + (3x + 6y - 0,2) = 0,05mol 56 ´ (2x + y) + 65z + 18 ´ (0,51 - 6x - 3y - 2z) + 0,02 + 0,48 ´ 35,5 = 30,585 ® x = 0,02; y = 0,03; z = 0,145 %Fe(NO3)2 = 0,03 ´ 180 : 18,025 ´ 100% = 29,96% · Cách 2: Tìm số mol H2 trước, số mol NH4+ sau Hóa học & Ứng dụng Số 17 (317)/2018 Fe2O3 x(mol); Fe(NO3)2 y(mol); Zn z(mol) + HCl 0,48mol ® X[Zn2+ z; Fe2+ 0,05mol; Fe2+ (2x + y 0,05)mol; NH4+; H+ dö 0,02mol]; Cl- 0,48mol + (N2O; NO; H2) + H2O 0,2mol X + AgNO3 ® 72,66 (Ag 0,035mol; AgCl 0,48mol) + NO 0,005mol NO3- + 4H+ + 3e ® NO + H2O 0,02 0,005 Bảo toàn e: nFe2+ = 3nNO + nAg = 0,05 Bảo toàn nguyên tố O: Tổng nNO + N2O = nO khí = nO ban đầu - nH2O = 3x + 6y - 0,2 nH2 khí = 0,25 - 3x - 6y Bảo toàn H: nNH4+ = 1,5x + 3y - 0,11 160x + 180y + 65z = 18,025 Bảo toàn điện tích cho dung dòch X: 0,05 ´ + ´ (2x + 3y - 0,05) + 2z + (1,5x + 3y - 0,11) + 0,02 = 0,48 56 ´ (2x + y) + 65z + 18 ´ (1,5x + 3y - 0,11) + 0,02 + 0,48 ´ 35,5 = 30,585 ® x = 0,02; y = 0,03; z = 0,145 %Fe(NO3)2 = 0,03 ´ 180 : 18,025 ´ 100% = 29,96% ® Chọn đáp án A Nhận xét: - Rõ ràng cách biết cách chọn dung dòch thích hợp để bảo toàn điện tích nên phương trình toán học gọn nhiều so với cách - Khi có H2 thoát không NO3- Câu 3: Cho m gam hỗn hợp N gồm Al 6x(mol), Zn 7x(mol), Fe3O4, Fe(NO3)2 tác dụng hết với 250 gam dung dòch H2SO4 31,36%, thu dung dòch X chứa muối 0,16mol hỗn hợp Y chứa hai khí NO, H2; tỉ khối Y He 6,625 Cô cạn dung dòch X thu m + 60,84 gam muối Nếu nhỏ từ từ dung dòch KOH 2M vào dung dòch X đến không phản ứng xảy vừa hết lít dung dòch KOH Nồng độ % FeSO4 có dung dòch X là: A 10,28% B 10,43% C 19,39% D 18,82% Hướng dẫn: Bảo toàn khối lượng: m + 0,8 ´ 98 = m + 60,84 + 0,16 ´ 6,625 ´ = 18nH2O 19 ® nH2O = 0,74mol ´ 0,16 - 136 ´ 0,32 = 19,6 gam Bảo toàn nguyên tố H: nNH4+ = (0,8 ´ - 0,74 ´ + 0,02 ´ 2) : = 0,02 Bảo toàn nguyên tố N: Vậy %mFe(NO3)2 = 180 ´ 0,08 : 19,6 » 73,47% ® Chọn đáp án C Mở rộng: Nếu đề hỏi %mFe3O4 nFe(NO3)2 = (0,14 + 0,02) : = 0,08mol Số mol H+ phản ứng nFe3O4 = 1/4 ´ nNO = 1/4 ´ (0,32 - ´ 0,04) : = 0,02mol (2H+ + O + 2e ® H2O) nFe3O4 = (0,74 + 0,14 - 0,08 ´ 6) : = 0,1mol Câu 5: Hòa tan hết 23,76 gam hỗn hợp X gồm FeCl2; Cu Fe(NO3)2 vào 400ml dung dòch HCl 1M thu dung dòch Y Cho từ từ dung dòch chứa AgNO3 1M vào Y đến phản ứng hoàn toàn thấy dùng 580ml, kết thúc thu m gam kết tủa thoát 0,448 lít khí (đktc) Biết NO sản phẩm khử N+5 trình, giá trò m gần với: Bảo toàn nguyên tố O: Dung dòch sau phản ứng với KOH chứa: AlO2- 6x; ZnO22- 7x; SO42- 0,8; K+ 2mol Bảo toàn điện tích: x = 0,02mol nAl 0,12mol; nZn 0,14mol m = 0,12 ´ 27 + 0,14 ´ 65 + 0,1 ´ 232 + 0,08 ´ 180 = 49,94 A 82 gam B 84 gam Bảo toàn khối lượng: C 80 gam D 86 gam mdung dòch X = 49,94 + 250 - 0,16 ´ 6,625 ´ = 295,7 Hướng dẫn: X (Fe2+ x; Fe3+ y) Đặt số mol FeCl2; Cu Fe(NO3)2 x(mol), y(mol), z(mol) Bảo toàn điện tích X: 0,12 ´ + 0,14 ´2 + 2x + 3y + 0,02 = 0,8 ´ Bảo toàn nguyên toá Fe: x + y = 0,08 + 0,1 ´ ® x = 0,2; y = 0,18 ® nFeSO4 = 0,2 C%FeSO4 = 0,2 ´ 152 ´ 100% : 295,7 = 10,28% ® Chọn đáp án A Nhận xét: Có H2 dung dòch không NO3- Câu 4: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 Fe(NO3)2 tan hết 320ml dung dòch KHSO4 1M Sau phản ứng, thu dung dòch Y chứa 59,04 gam muối trung hòa 896ml NO sản phẩm khử N+5, (đktc) Y phản ứng vừa đủ với 0,44mol NaOH Biết phản ứng xảy hoàn toàn Phần trăm khối lượng Fe(NO3)2 X có giá trò gần với giá trò sau đây? A 63% B 18% C 73% D 20% Hướng dẫn: Bảo toàn điện tích dung dòch Z: nNO3- = 0,32 + 0,44 - ´ 32 = 0,12mol Do dung AgNO3 dư nên cuối H+ hết, H+ nguyên nhân làm cho N dung dòch bay thành NO Dung dòch cuối sau trình phản ứng chứa Fe3+ (x + z)mol; Cu2+ y(mol); NO3- 0,56mol (bảo toàn N) Lưu ý: Ở thí nghiệm ban đầu NO3- chuyển hết thành NO 127x + 64y + 180z = 23,76 Bảo toàn điện tích: ´ (x + z) + 2y = 0,56 4(NO3- ® NO) = nH+ ´ (2z + 0,02) = 0,4 ® x = 0,08; y = 0,1; z = 0,04 ® m = 82,52 gam ® Chọn đáp án A Câu 6: Cho m gam bột Fe vào bình kín chứa đồng thời 0,06mol O2 0,03mol Cl2, đốt nóng Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp chất rắn chứa oxit sắt muối sắt Hòa tan hết hỗn hợp lượng dung dòch HCl (lấy dư 25% so với lượng cần phản ứng) thu dung dòch X Cho dung dòch AgNO3 dư vào X, sau kết thúc phản ứng thu 53,28 gam kết tủa, biết sản phẩm khử N+5 khí NO Giá trò m là: Bảo toàn nguyên toá N: A 5,88 gam B 5,60 gam nFe(NO3)2 = (0,04 + 0,12) : = 0,08mol C 6,44 gam D 6,72 gam Bảo toàn nguyên tố H: nH2O = 0,32 : = 0,16mol Hướng dẫn: Chọn đáp án D © Bảo toàn khối lượng: mX = 59,04 + 30 ´ 0,04 + 18 20 Hóa học & Ứng dụng Số 17 (317)/2018 ...CHỌN DUNG DỊCH THÍCH HP TRÊN CƠ SỞ BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH NGUYỄN CÔNG KIỆT Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng T rong hóa học có xảy phản ứng ion dung dòch, đặc biệt toán hỗn hợp chất khử... · Cách 2: Bảo toàn điện tích cho dung dòch X Gộp trình lại xem X, Y, AgNO3 tác dụng với NO3- + 4H+ + 3e ® NO + H2O 0,08 0,02 Ag + e ® Ag Fe2+ dư ® Fe3+ + e + H+ 0,32 (bảo toàn điện tích Y) ®... Cl- (Y) 0,4mol Bảo toàn e: nAg + 3nNO = nFe2+ nAg = 0,07 - ´ 0,02 = 0,01 nAgCl = (133,1 - 0,01 ´ 108) : 143,5 = 0,92 Hướng dẫn: · Cách 1: Bảo toàn điện tích cho dung dòch Z Bảo toàn Cl: Cl- (X)