Đang tải... (xem toàn văn)
Ngoài việc thể hiện được đúng bản chất của phản ứng hóa học, phương trình ion thu gọn còn giúp giải nhanh rất nhiều dạng bài tập khó hoặc không thể giải theo các phương trình hóa học ở d[r]
(1)Phơng pháp 11
Phơng pháp sử dụng phơng trình ion thu gọn I C S CA PHƯƠNG PHÁP
Phương trình hóa học thường viết hai dạng phương trình hóa học dạng phân tử dạng ion thu gọn Ngoài việc thể chất phản ứng hóa học, phương trình ion thu gọn cịn giúp giải nhanh nhiều dạng tập khó khơng thể giải theo phương trình hóa học dạng phân tử
II CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP
Dạng 1: Phản ứng axit, bazơ pH dung dịch
Ví dụ : Cho mẫu hợp kim Na - Ba tác dụng với nước (dư), thu dung dịch X 3,36 lít H2 (ở
đktc) Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng để trung hoà dung dịch X
A 150ml B 75ml C 60ml D 30ml
Giải:
Na + H2O NaOH +
1
2 H2 (1)
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (2)
Theo (1) (2) nOH(dd X)=2nH2=0,3 mol
Phương trình ion rút gọn dung dịch axit với dung dịch bazơ H+ + OH- H2O H+¿=n
OH−=0,3 mol → nH
2SO4=0,15 mol
⇒n¿
⇒VH2SO4=0,15
2 =0,075 lít = 75 ml ⇒ Đáp án B
Ví dụ 2: Trộn 100ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M NaOH 0,1M) với 400ml dung dịch (gồm H2SO4
0,0375M HCl 0,0125M), thu dung dịch X Giá trị pH dung dịch X
A B C D
Giải:
OH¿2
¿
¿0,01mol
¿
nNaOH=0,01mol
Ba¿
¿ n¿
(2)nH2SO4=0,015mol
nHCl=0,005mol
}
⇒
Khi trộn hỗn hợp dung dịch bazơ với hỗn hợp dung dịch axit ta có phương trình ion rút gọn:
H+ + OH- H
2O\
Ban đầu 0,035 0,03 mol Phản ứng 0,03 0,03
Sau phản ứng: H
+¿
n¿ = 0,035 – 0,03 = 0,005 mol
Vdd(sau trộn) = 100 + 400 = 500 ml =0,5 lít +¿
H¿
=0,005
0,5 =0,01−10
−2⇒
¿
pH=2 ⇒ Đáp án B
Ví dụ 3: Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M axit H2SO4 0,5M, thu 5,32 lít H2 (ở đktc) dung dịch Y (coi thể tích dung dịch khơng đổi) Dung dịch
Y có pH
A B C D
Giải:
2+¿+ H2↑ (1)
3+¿+ 3H2↑ (2)
H+¿
=0,5mol;
H+¿
=2nH2 =0,475 mol
H+¿
=0,5 - 0,475=0,025 mol
+¿ H¿
=0,025
0,25 =0,1=10
−1M⇒pH
=1
+¿→ 2Al¿nHCl=0,25mol ; nH
2SO4=0,125⇒n¿n¿⇒n¿⇒¿
+¿→Mg¿2Al + 6H¿
¿
Mg + 2H¿
⇒ Đáp án A
Dạng 2: CO2, SO2 tác dụng với dung dịch bazơ
Tổng H
+¿
=0,035 mol
n¿
(dư)
(phản ứng) (tạo thành)
(3)Ví dụ : Sục từ từ 7,84 lít khí CO2 (đktc) vào lít dung dịch X chứa NaOH 0,2M Ca(OH)2 0,1M
lượng kết tủa thu
A gam B gam C 10 gam D 15 gam
Giải:
nCO2 = 0,35 mol; nNaOH = 0,2 mol;
OH¿2
¿
Ca¿
n¿
⇒ Tổng: nOH- = 0,2 + 0,1 = 0,4 mol nCa2+ = 0,1 mol
Phương trình ion rút gọn:
CO2 + 2OH- CO32- + H2O
0,35 0,4
0,2 0,4 0,2 mol
⇒ nCO2 (dư) =0,35 – 0,2 = 0,15 mol
Tiếp tục xảy phản ứng:
CO32- + CO2 + H2O 2HCO3
-Ban đầu : 0,2 0,15 mol Phản ứng: 0,15 0,15 mol
CO32- + Ca2+ CaCO3 ↓
⇒ nCO
32− (dư) = 0,05 mol <
Ca2+¿
n¿
⇒ nCaCO3↓=nCO
32− (dư) = 0,05 mol
⇒ mCaCO3=0,05 100=5 gam
⇒ Đáp án B
Dạng 3: Bài toán liên quan đến oxit hiđroxit lưỡng tính
Ví dụ : Hoà tan hết hỗn hợp gồm kim loại kiềm kim loại kiềm thổ nước dung dịch A có 1,12 lít H2 bay (ở đktc) Cho dung dịch chứa 0,03 mol AlCl3 vào dung dịch A Khối
lượng kết tủa thu
A 0,78 gam B 0,81 gam C 1,56 gam D 2,34 gam
(4)Gọi công thức chung kim loại M
M + nH2O M(OH)n + n
2H2↑
⇒ nOH−=2nH
2=0,1 mol
Dung dịch A tác dụng với 0,03 mol dung dịch AlCl3:
Al3+ + 3OH- Al(OH)3↓
Ban đầu : 0,03 0,1 mol
Phản ứng: 0,03 → 0,09 → 0,03 mol
⇒nOH− (dư) = 0,01 mol
Kết tủa bị hịa tan (một phần hồn tồn) Theo phương trình :
Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O
0,01 0,01 mol
⇒
OH¿3
¿
OH¿3
¿
Al¿
Al¿
n¿
Đáp án C
Dạng 4: Chất khử tác dụng với dung dịch chứa H+ NO3
-Ví dụ : Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 0,15 mol HCl có khả hoà tan tối đa
gam Cu kim loại ? (Biết NO sản phẩm khử nhất)
A 2,88 gam B 3,2 gam C 3,92 gam D 5,12 gam
Giải:
Phương trình ion:
3Cu + 8H+ + 2NO
3- 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
Ban đầu: 0,15 0,03 mol
Phản ứng: 0,045 0,12 0,03 mol
Cu + 2Fe3+ 2Fe2+ + Cu2+
0,005 0,01 mol
⇒ mCu (tối đa) = (0,045 + 0,005) 64 = 3,2 gam
(5)Ví dụ : Hồ tan 0,1 mol Cu kim loại 120ml dung dịch X gồm HNO3 1M H2SO4 0,5M Sau
phản ứng kết thúc thu V lít khí NO (đktc) Giá trị V
A 1,344 lít B 1,49 lít C 0,672 lít D 1,12 lít
Giải:
nHNO3=0,12 mol ; nH2SO4= 0,06 mol
⇒ Tổng: nH+ = 0,24 mol nNO3−=0,12 mol
Phương trình ion:
3Cu + 8H+ + 2NO
3- 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
Ban đầu: 0,1 0,24 0,12 mol
Phản ứng: 0,09 0,24 0,06 0,06 mol
Sau phản ứng: 0,01(dư) (hết) 0,06(dư) ⇒ VNO = 0,06 22,4 =1,344 lít
⇒ Đáp án A
Ví dụ : Thực hai thí nghiệm :
- Thí nghiệm : Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80ml dung dịch HNO3 1M thoát Vl lít NO
- Thí nghiệm : Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80ml dung dịch chứa HNO3 1M H2SO4 0,5M thoát
V2 lít NO
- Biết NO sản phẩm khử thể tích khí đo điều kiện Quan hệ Vl V2
A V2 = V1 B V2 = 2Vl C V2 = 2,5Vl D V2 = l,5Vl Giải:
Thí nghiệm 1:
nCu=3,8464 =0,06mol
¿
nHNO3=0,08mol
⇒
H+¿
=0,08 mol
¿n¿nNO3−=0,08 mol
¿{ ¿
3Cu + 8H+ + 2NO
3- 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O (1)
Ban đầu: 0,06 0,08 0,08 mol
Phản ứng: 0,03 0,08 0,02 0,02 mol
⇒ V1 tương ứng với 0,02 mol NO
(6)⇒ nH+ = 0,16 mol ; nNO
3−=0,08 mol
3Cu + 8H+ + 2NO
3- 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O (2)
Ban đầu: 0,06 0,16 0,08 mol
Phản ứng: 0,06 0,16 0,04 0,04 mol
Từ (1) (2) suy ra: V2 = 2V1
⇒ Đáp án B
Dạng 5: Các phản ứng dạng ion thu gọn khác (tạo chất kết tủa, chất dễ bay hơi, chất điện li yếu)
Ví dụ : Dung dịch X có chứa ion : Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl- 0,2 mol NO
3- Thêm dần V lít
dung dịch K2CO3 1M vào X đến lượng kết tủa lớn giá trị V tối thiếu cần dùng
A 150ml B 300ml C 200ml D 250ml
Giải:
Áp dụng định luật bảo tồn điện tích: (xem thêm phương pháp bảo tồn điện tích)
⇒ ncation = 0,1.1 +0,2.1 = 0,3 mol
⇒ ncation =0,15 mol
Mg2+ + CO32- MgCO3 ↓
Ba2+ + CO
32- → BaCO3 ↓
Ca2+ + CO
32- → CaCO3 ↓
Hoặc quy đổi cation thành M2+ (xem thêm phương pháp quy đổi)
M2+ + CO32- MCO3 ↓
⇒ nK2CO3=nCO
32−=ncation=0,15 mol
⇒ VK2CO3=0,15 lít =150 ml
⇒ Đáp án A
Ví dụ 10 : Cho hỗn hợp gồm NaCl NaBr tác đụng với dung dịch AgNO3 dư thu kết tủa có khối
lượng khối lượng AgNO3 phàn ứng Tính phần trăm khối lượng NaCl hỗn hợp đầu
A 23,3% B 27,84% C 43,23% D 31,3%
Giải:
Phương trình ion:
Ag+ + Cl- → AgCl↓
Ag+ + Br- → AgBr↓
(7)mAgCl + mAgBr = mAgNO (p.ứ)
⇒ mCl- + mBr- = mNO❑−
⇒ 35,5x + 80y = 62.(x+y)
⇒ x : y = 36 : 53 Chọn x = 36, y = 53
⇒ %mNaCl=58,5 36 100
58,5 36+103 53=27,84% ⇒ Đáp án B
Có thể giải tốn việc kết hợp với phương pháp tăng giảm khối lượng phương pháp đường chéo.
Ví dụ 11 : Cho 270 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào dung dịch X chứa 0,025 mol CO32- ; 0,1 mol Na+ ;
0,25 mol NH4+ 0,3 mol Cl- đun nóng nhẹ (giả sử H2O bay không đáng kể) Tổng khối lượng
dung dịch X dung dịch Ba(OH)2 sau phản ứng giảm gam ?
A 4,215 gam B 5,296 gam C 6,761 gam D 7,015 gam
Giải:
OH¿2
¿
Ba2+¿
=0,054 mol ; nOH−=0,108 mol
Ba¿
n¿
Ba2+ + CO
32- → BaCO3↓ (1)
nBa2+ > nCO
32−⇒nBaCO3=nCO32−=0,025 mol⇒mBaCO3=4,925 gam
NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O (2)
nOH- < NH4
+¿⇒ nNH
3=nOH−=0,108 mol ⇒ mNH3=1,836 gam
n¿
⇒ Khối lượng dung dịch giảm = 4,925 + 1,836 = 6,716 gam
⇒ Đáp án C
Ví dụ 12 : Trộn 100ml dung dịch A (gồm KHCO3 1M K2CO3 1M ) vào 100ml dung dịch B (gồm
NaHCO3 1M Na2CO3 1M ) thu dung dịch C Nhỏ từ từ 100ml dung dịch D (gồm H2SO4 1M
HCl 1M ) vào dung dịch C thu V lít CO2 (đktc) dung dịch E Cho dung dịch Ba(OH)2 tới dư vào
dung dịch E thu m gam kết tủa Giá trị m V
A 82,4 gam 2,24 lít B 4,3 gam 1,12 lít
C 43 gam 2,24 lít D 3,4 gam 5,6 lít
(8)Dung dịch C chứa: HCO3- :0,2 mol; CO32-: 0,2 mol
Dung dịch D có tổng : nH+ = 0,3 mol
Nhỏ từ từ dung dịch C dung dịch D:
CO32- + H+ → HCO3
-0,2 → 0,2 → 0,2 mol
HCO3- + H+ → H2O + CO2
Ban đầu: 0,4 0,1 mol
Phản ứng: 0,1 0,1 0,1 mol
Dư: 0,3 mol
Tiếp tục cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch E:
Ba2+ + HCO
3- + OH- BaCO3↓ + H2O
0,3 → 0,3 mol
Ba2+ + SO
42- → BaSO4
0,1 → 0,1 mol
⇒ VCO2=0,1 22,4 =2,24 lit
Tổng khối lượng kết tủa:
m= 0,3 197 + 0,1 233 = 82,4 gam
⇒ Đáp án A
III BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu : Thể tích dung dịch HCl 0,3M cần để trung hồ 100ml dung dịch hỗn hợp: NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,1M
A 100ml B 150ml C 200ml D 250ml
Câu : Để trung hoà 150ml dung dịch X gồm NaOH 1M Ba(OH)2 0,5M cần ml dung dịch
chứa HCl 0,3M H2SO4 0,1M ?
A.180 B 600 C 450 D 90
Câu : Dung dịch X chứa hỗn hợp KOH Ba(OH)2 có nồng độ tương ứng 0,2M 0,1M Dung dịch
Y chứa hỗn hợp H2SO4 HCl có nồng độ 0,25M 0,75M Thể tính dung dịch X cần đề
(9)A 0,063 lít B 0,125 lít C 0,15 lít D 0,25 lít
Câu : Trộn 250ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,08M H2SO4 0,01 M với 250ml dung dịch NaOH x M
được 500ml dung dịch có pH = 12 Giá trị x
A 0,1 B 0,12 C 0,13 D 0,14
Câu : Trộn dung dịch HCl 0,3M ; H2SO4 0,2M H3PO4 0,1M với thể tích thu
dung dịch X Dung dịch Y gồm NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,2M Để trung hoà 300ml dung dịch X cần
vừa đủ V ml dung dịch Y Giá trị V
A 200 B 333,3 C 600 D 1000
Câu : Hấp thu hồn tồn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M
Ba(OH)2 0,2M, sinh m gồm kết tủa Giá trị m
A 19,7 B 17,73 C 9,85 D 11,82
Câu : Hoà tan mẫu hợp kim Na - Ba (tỉ lệ : l) vào nước dung dịch X 0,672 lít khí (đktc) Sục 1,008 lít CO2 (đktc) vào dung dịch X m (gam) kết tủa Giá trị m
A 3,94 B 2,955 C 1,97 D 2,364
Câu : Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3; 0,05 mol HCl
0,025 mol H2SO4 đến phản ứng hoàn toàn, thu 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn V để thu
được lượng kết tủa
A 0,4 B 0,35 C 0,25 D 0,2
Câu : Thêm m gam Kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M NaOH 0,1 M thu dung dịch
X Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al2(SO4)3 0,1 M thu kết tủa Y Để lượng kết tủa Y
lớn thi giá trị m
A 1,17 B 1,71 C 1,95 D 1,59
Câu 10 : Dung dịch X gồm chất NaAlO2 0,16 mol; Na2SO4 0,56 mol; NaOH 0,66 mol Thể tích
dung dịch HCl 2M cần cho vào dung dịch X để thu 0,1 mol kết tủa
A 0,50 lít 0,41 lít B 0,41 lít 0,38 lít C 0,38 lít 0,50 lít D 0,25 lít 0,50 lít
Câu 11 : Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M H2SO4 0,2 M
Sau phản ứng xảy hồn tồn, sinh V lít khí NO (sản phản khử đktc) Giá trị V
A 0,746 B 0,448 C 1,792 D 0,672
Câu 12 : Hoà tan 9,6 gam bột Cu 200ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,5M H2SO4 1,0M Sau
phản ứng xảy hồn tồn thu khí NO dung dịch X Cô cạn cẩn thận dung dịch X khối lượng muối khan
(10)Câu 13 : Cho 5,8 gam FeCO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 hỗn hợp khí CO2, NO dung
dịch X Khi thêm dung dịch H2SO4 lỗng dư vào X dung dịch thu hoà tan tối đa m gam Cu (biết
rằng có khí NO bay ra) Giá trị m
A 16 B 14,4 C 1,6 D 17,6
Câu 14 : Hoà tan 9,6 gam bột Cu 200ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,5M H2SO4 1,0M Sau
phản ứng xảy hoàn tồn thu khí NO dung dịch X Cô cạn cẩn thận dung dịch X khối lượng muối khan
A 28,2 gam B 25,4 gam C 24 gam D 32 gam
Câu 15 : Dung dịch X chứa ion : Fe3+, SO
42- , NH4+, Cl- Chia dung dịch X thành hai phần nhau:
- Phần 1: tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, đun nóng thu 0,672 lít khí (ở đktc) 1,07 gam kết tủa;
- Phần 2: 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
Câu 16 : Dung dịch X chứa 0,025 mol CO32- ; 0,1 mol Na+ ; 0,25 mol NH4+ 0,3 mol Cl- Cho 270ml
dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào đun nóng nhẹ (giả sử H2O bay không đáng kể) Tổng khối lượng
dung dịch X dung dịch Ba(OH)2 sau trình phản ứng giảm :
A 4,215 gam B 5,296 gam C 6,761 gam D 7,015 gam
Câu 17 : Cho hỗn hợp X gồm 0,05 mol CaCl2; 0,03 mol KHCO3; 0,05 mol NaHCO3; 0,04 mol Na2O;
0,03 mol Ba(NO3)2 vào 437,85 gam H2O Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu a gam kết tủa
dung dịch Y có khối lượng
A 420 gam B 400 gam C 440gam D 450 gam
Câu 18 : Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu
được dung dịch X hỗn hợp khí Y gam NO NO2 Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu m gam
kết tủa Mặt khác, thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung khơng khí đến khối
lượng không đổi thu x gam chất rắn Giá trị m x :
A 111,84 157,44 B 111,84 167,44
C 112,84 157,44 D 112,84 167,44
ĐÁP ÁN
(11)