Đang tải... (xem toàn văn)
Để có lượng kết tủa lớn nhất, các chất phản ứng tương tác với nhau theo đúng tỉ lệ trong phương trình phản ứng (1-->4)... Và tìm được công thức[r]
(1)VII PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH
1.Nội dung
Ngun tử, phân tử , dung dich trung hòa điện Hệ quả
Trong phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li, Có bao nhiêuđơn vị điên tích dương âm ion chuyển vào kết tủa,hoặc chất khí tách khỏi dung dịch,thì phải trả lại cho dung dịch nhiêu đơn vị điệntích dương âm
2.áp dụng
Bài tập 39: Dung dịch A có chứa ion :Mg2+ , Ba2+ ,Ca2+,và 0,2 mol Cl- , 0,4
mol NO3_ Thêm dần dung dịch Na2CO3 2M vào dung dịch A đến được
lượng kết tủa lớn thấy hết V ml Tính V?
Cách gải:
Phương trình ion rút gọn Mg2+ + CO
32- MgCO3 (1)
Ca2+ + CO
32_ CaCO3 (2)
Ba2+ + CO
32- BaCO3 (3)
Gọi x ,y, z số mol Mg2+ , Ca2+ , Ba2+ trong dung dịch A Vì dung dịch
trung hịa điện, ta có
Tổng điện tích ( Mg2, Ca2+, Ba2+ ) = Tổng điện tích ( Cl-, NO 3-)
Hay 2x + 2y + 2z = 0,2 + 0,4 = 0,6 ,suy :
x + y + z = 0,3 ( = số mol CO32- ), tức phải cần 0,3 mol Na2CO3 :
V (Na2CO3 ) = = = 0,15 lit (150 ml)
Phát vấn đề cách giải :
Khi phản ứng kết thúc ,các kết tủa tách khỏi dung dịch phần dung dịch chứa Na+ , Cl- , NO
3- để trung hịa điện:
Só mol Na2CO3
[ Na2CO3]
(2)số mol Na+ = số mol Cl- + số mol NO
3- = 0,6
V(Na2CO3 ) = = = 0,15 l( 150 ml)
Bài tập 40: Dung dịch A chứa ion CO32- , SO32- , SO42- 0,1 mol HCO3-0,3
mol Na+.Tínhthể tích dung dịch Ba(OH)
2 1M cần thêm vào dung dịch A để thu
được lượng kết tủa lớn nhất.
Lời giải :
Phương trình phản ứng
2NaHCO3 + Ba(OH)2 Na2CO3 + BaCO3 + 2H2O (1)
0,1 0,05 0,05 (mol)
Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2NaOH (2)
( x+0,05) ( x+ 0,05 ) (mol)
Na2SO3 + Ba(OH)2 BaSO3 + 2NaOH (3)
y y (mol )
Na2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2NaOH (4)
z z (mol)
Gọi x, y, z số mol : CO32- , SO32- , SO42- dung dịch
Theo phương trình phản ứng ta có : Số mol Na+ = 2( x+0,05 + y + z ) = 0,3
x + y + z = 0,1 (5) Số mol Ba(OH)2 = 0,05 + ( x + 0,05) + y + z = 0,2 (6)
thể tích dung dịch Ba(OH)2= = 0,2 lit hay 200 ml
Phát vấn đề cách giải :
Nồng độ ion : [ Ba2+ ] = 1M ; [ OH- ] = 2M
Các kết tủa tách khỏi dung dịch dung dịch có chứa ion Na+ và
OH- , suy : Số mol OH- = Số mol HCO
3- = 0,1
Só mol Na+
[ Na+]
0.6
(3)Để trung hòa điện với 0,3 mol Na+ dung dịch phải cần thêm 0,3 mol
OH- Vậy Số mol OH- dùng = 0,1 + 0,3 = 0,4 (mol)
thể tích dung dịch Ba(OH)2 = = = 0,2
Bài tập 41: Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al Al2O3 500ml
dung dịchNaOH 1M, thu 6,72 lit H2 (đktc) dung dịch D Tính thể tích
dung dịch HCl 2M cần thêm vào dung dịch D để thu lượng kết tủa lớn nhất.
Bài giải :
Số mol H2 = 6,72 / 22,4 = 0,3 (mol)
Số mol NaOH = 0,5 * = 0,5 (mol) Phương trình phản ứng
2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2 (1)
x x x 1,5x (mol)
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O 2Na[Al(OH)4] (2)
y 2y 2y (mol)
HCl + NaOH NaCl + H2O (3)
z z (mol)
HCl + Na[Al(OH)4] Al(OH)3 + NaCl + H2O (4)
( 2x+2y) (2x+2y) (mol)
Gọi x y số mol Al Al2O3 15,6 gam hỗn hợp ,và z số mol
NaOH dư Để có lượng kết tủa lớn nhất, chất phản ứng tương tác với theo tỉ lệ phương trình phản ứng (1 >4) Theo giả thiết ,ta có :
Số gam hỗn hợp = 27x + 102y = 15,6 (5) Số mol H2 = 1,5x = 0,3 (6)
Số mol NaOH = 2x + 2y + z = 0,5 (7) Giải hệ phương trình, ta được:
x = 0,2 ; y = 0,1 ; z = 0,1
Số mol HCl = z + 2x + 2y = 0,5 ( mol) Số mol OH
(4)Thể tích dung dịch HCl = = = 0,25 lit (250ml) Phát vấn đề cách giải :
Trong dung dịch D chứa [Al(OH)4]- OH- (dư không dư), phải trung
hòa điện với 0,5 mol Na+ Thêm dần dung dịch HCl vào dung dịch D, làm mất
các ion [Al(OH)4]- OH- Để trung hòa điện với 0,5 mol Na+ lại
dung dịch phải cần 0,5 mol Cl- tức 0,5 mol HCl Suy : V
dd HCl = 0,5 / =
0,25 lit ( 250 ml)
Bài tập 42: Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al Al2O3 650
ml dung dịch HCl 2M , thu dược 6,72 lit H2 (đktc) ,và dung dịch D Tính thể
tích dung dịch NaOH 2M cần thêm vào dung dịch D, để thu lượng kết tủa lớn nhất
Lời giải :
Số mol HCl = 0,65 * = 1,3 ; số mol H2 = 6,72 / 22,4 = 0,3
Phương trình phản ứng
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (1)
x 3x x 1,5x (mol)
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (2)
y 3y 2y (mol)
NaOH + HCl NaCl + H2O (3)
z z (mol)
3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl (4)
3(x+2y) (x+2y) (mol)
Gọi x, y số mol Al Al2O3 15,6 gam hỗn hợp , z số mol HCl
dư Theo giả thiết ta có:
Số gam hỗn hợp = 27x + 102y = 15,6 (5) Số mol H2 = 1,5x = 0,3 (6)
Số mol HCl = 3x + 3y + z = 1,3 (7) Giải hệ phương trình 5, 6, , ta :
x = 0,2 ; y = 0,1 ; z = 0,4
Số mol NaOH = z + (x + y ) = 1,3 Số mol HCl [ HCl]
(5)thể tích dung dịch NaOH = = = 0,65 lit (650ml) Phát vấn đề cách giải :
Trong dung dịch D có chứă Al3+ H+ ( dư khơng dư) , phải trung hòa điện
với 1,3 mol Cl-.Thêm NaOH vào dung dịch D làm ion Al3+ H+ .Để
trung hòa điện với 1,3 mol Cl- lại, phải trả lại cho dung dịch 1,3 mol Na+
,tức thêm vào dung dịch 1,3 mol NaOH Vậy thể tích dung dịch NaOH cần thêm
thể tích dung dịch NaOH = = = 0,65 lit (650ml)
Bài tập 43 : Hòa tan 19,28 gam muối kép ngậm nước gồm amoni sunphat và
sắt sunphat vào nước, chia thành phần nhau: -Phần cho tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, thu 9,32 gam kết tủa
-Phần hai cho tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư ,thu dược khí A kết tủa
B Khí A phản ứng vừa hết với 0,02 mol HCl lọc nung kết tủa đến khối lượng không đổi ,được 10,92 gam chất rắn .Định công thức muối kép,
Lời giải
Cơng thức muối kép có dạng : x(NH4)2SO4.yFe2(SO4)n.zH2O Số gam
trong phần : 19,28 / =9,64 gam
phương trình phản ứng dạng ion thu gọn :
Phần : Ba2+ + SO
42- BaSO4 (1)
0,04 0,04 9,32 / 233 = 0,04 (mol) Phần hai : Ba2+ + SO
42- BaSO4 (2)
Fen+ + nOH- Fe(OH)
n (3)
NH4+ + OH- NH3 + H2O (4)
Số mol NaOH
[NaOH] 1,3
Số mol NaOH [NaOH]
(6)0,02 0,02 (mol)
NH3 + HCl NH4Cl (5)
0,02 0,02 (mol)
2 Fe(OH)n Fe2O3 + H2O ( n ≤ ) (6)
Số gam Fe2O3 = 10,92 – số gam BaSO4 = 1,6 (gam)
Số mol Fe2(SO4)n = số mol Fe2O3 = 1,6/160 = 0,01(chứa 0,02 mol Fen+)
Số mol NH4+ = Số mol NH3 = 0,02
Theo định luật bảo tồn điện tích:
điện tích (NH4+, Fen+) = điện tích (SO42-)
0,02 + 0,02n = 0,04*2 -> n =
Suy có 0,01 mol (NH4)2SO4 0,01 mol Fe2(SO4)3
Số mol H2O = [ 9,64 – số gam Fe2(SO4)3 – số gam (NH4)2SO4 ) ] / 18 = 0,24
x : y : z = 0,01 : 0,01 : 0,24 = : : 24 Vậy công thức muối kép : (NH4)2SO4,Fe2(SO4)3.24H2O
Phát vấn đề cách giải quyết:
Trong dung dịch có chứa ion : NH4+ , SO42- Fen+ Các ion tách khỏi
dung dịch dạng : 0,02 mol NH3 , 0,04 mol BaSO4 0,01 mol Fe2O3 ,các
nguyên tố N, S Fe bảo toàn, suy số mol ion tương ứng : 0,02 mol NH4+ , 0,04 mol SO42- 0,02 mol Fen+.theo định luật bảo toàn điện tích, ta
tìm n= số mol phân tử tương ứng :0,01 mol( NH4)2SO4,
0,01molFe2(SO4)3.Từ tính số mol H2O 0,24 Và tìm công thức
của muối kép