Tài liệu Giải toán hóa học bằng phương pháp điện tích (Vũ Khắc Ngọc) docx

Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) PHNG PHÁP BO TOÀN IN TÍCH (Trích t cun “16 Phng pháp, k thut gii nhanh bài toán Hóa hc”) • I. C S Ca Phng Pháp • 1. C s: Nguyên t, phân t, dung dch luôn trung hòa v đin - Trong nguyên t: s proton = s electron - Trong dung dch: tng s mol x đin tích ion = | tng s mol x đin tích ion âm | • 2. Áp dng và mt s chú ý • a) khi lng mui (trong dung dch) = tng khi lng các ion âm • b) Quá trình áp dng đnh lut bo toàn đin tích thng kt hp: • - Các phng pháp bo toàn khác: Bo toàn khi lng, bo toàn nguyên t • - Vit phng trình hóa hc  đng ion thu gn • II. CÁC DNG BÀI TP THNG GP Dng 1: Áp dng đn thun đnh lut bo toàn đin tích Ví D 1: Mt dung dch có cha 4 ion vi thành phn : 0,01 mol Na + , 0,02 mol Mg 2+ , 0,015 mol SO 4 2- , x mol Cl - . Giá tr ca x là: A. 0,015. B. 0,02. C. 0,035. D. 0,01. Hng dn: Áp dng đnh lut bo toàn đin tích ta có: 0,01x1 + 0,02x2 = 0,015x2 + Xx1  x = 0,02  áp án B Dng 2: Kt hp vi đnh lut bo toàn khi lng Ví D 2: Dung dch A cha hai cation là Fe 2+ : 0,1 mol và Al 3+ : 0,2 mol và hai anion là Cl - : x mol và SO 4 2- : y mol. em cô cn dung dch A thu đc 46,9 gam hn hp mui khan. Giá tr ca x và y ln lt là: A. 0,6 và 0,1 B. 0,5 và 0,15 C. 0,3 và 0,2 D. 0,2 và 0,3 Hng dn: Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) - Áp dng đnh lut bo toàn đin tích ta có: 0,1x2 + 0,2x3 = Xx1 + y x 2  X + 2y = 0,8 (*) - Khi cô cn dung dch, khi lng mui = tng khi lng các ion to mui 0,1x56 + 0,2x27 + Xx35,5 + Yx 96 = 46,9  35,5X + 96Y = 35,9 (**) T (*) và (**) X = 0,2 ; Y = 0,3  áp án D Ví d 3: Chia hn hp X gm 2 kim loi có hóa tr không đi thành 2 phn bng nhau. Phn 1: Hòa tan haonf toàn bng dung dch HCl d thu đc 1,792 lít H 2 (đktc). Phn 2: Nung trong không khí d, thu đc 2,84 gam hn hp rn ch gm các oxit. Khi lng hn hp X là: A. 1,56 gam. C. 2,4 gam. B. 1,8 gam. D. 3,12 gam. Hng dn: Nhn xét: Tng s mol x đin tích ion dng (ca 2 kim loi) trong 2 phn là Bng nhau Þ Tng s mol x đin tích ion âm trong 2 phn cng bng nhau. O 2  2 Cl - Mt khác: n Cl- = n H+ = 2n H2 = 1,792/ 22,4 = 0,08 (mol) Suy ra: n O (trong oxit) = 0,04 (mol) Suy ra: Trong mt phn: m Kim Loi - m oxi = 2,84 - 0,08.16 = 1,56 gam Khi lng hn hp X = 2.1,56 = 3,12 gam áp Án D Dng 3: Kt hp vi bo toàn nguyên t Ví D 4: Cho hn hp X gm x mol FeS 2 và 0,045 mol Cu 2 S tác dng va đ vi HNO 3 loãng, đun nóng thu đc dung dch ch cha mui sunfat ca các kim loi Và gii phóng khí NO duy nht, Giá tr ca x là: A. 0,045. B. 0,09. C. 0,135. D. 0,18. Hng dn: - Áp dng bo toàn nguyên t: Fe 3+ : x mol ; Cu 2+ : 0,09 ; SO 4 2- : ( x + 0,045) mol Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) - Áp dng đnh lut bo toàn đin tích (trong dung dch ch cha mui sunfat) Ta có : 3x + 2.0,09 = 2(x + 0,045) x = 0,09 áp án B Ví D 5: Dng dch X có cha 5 ion : Mg 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ , 0,1 mol Cl - và 0,2 mol NO 3 - . Thêm dn V lít dung dch K 2 CO 3 1M vào X đn khi đc lng Kt ta ln nht thig giá tr ti thiu cn dùng là: A. 150ml. B. 300 ml. C. 200ml. D. 250ml. Hng dn: Có th qui đi các ion Mg 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ thành M 2+ M 2+ + CO 3 2-  MCO 3 ¯ Khi phn ng kt thúc, phn dung dch cha K + , Cl - , và NO 3 - Áp dng đnh lut bo toàn toàn đin tích ta có: n k+ = n Cl- + n NO3- = 0,3 (mol) suy ra: s mol K 2 CO 3 = 0,15 (mol) suy ra th tích K 2 CO 3 = 0,15/1 = 0,15 (lít) = 150ml áp án A Dng 4: Kt hp vi vic vit phng trình  dng ion thu gn Ví D 6: Cho hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hn hp gm Al và Al 2 O 3 trong 500 dung dch NaOH 1M thu đc 6,72 lít H 2 (đktc) Và dung dch X. Th tích HCl 2M ti thiu cn cho vào X đ thu đc lng kt ta ln nht là: A. 0,175 lít. B. 0,25 lít. C. 0,25 lít. D. 0,52 lít. Hng dn : Dung dch X cha các ion Na + ; AlO 2 - ; OH - d (có th). Áp dng đnh lut Bo toàn đin tích: n AlO 2 - + n OH - = n Na + = 0,5 Khi cho HCl vaof dung dch X: H + + OH  H 2 O (1) H + + AlO 2 - + H 2 O  Al(OH) 3  (2) 3H + + Al(OH) 3   Al 3+ + 3H 2 O (3) Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh)  kt ta là ln nht, suy ra không xy ra (3) và n H + = n AlO 2 - + n OH - = 0,5 Suy ra th tích HCl = 0,5/2 = 0,25 (lít) áp án B Dng 5 : Bài toán tng hp Ví d 7: Hoàn toàn 10g hn hp X gm Mg và Fe bng dung dch HCl 2M. Kt thúc thí nghim thu đc dung dch Y và 5,6l khí H 2 (đktc).  kt ta hoàn toàn các cation có trong Y cn va đ 300ml NaOH 2M.Th tích dung dch HCl đã dùng là: A: 0,2 lít B: 0,24 lít C: 0,3 lít D: 0,4 lít Hng dn: n Na+ = n OH - = n NaOH = 0,6M Khi cho NaOH vào dung dch Y(cha các ion :Mg 2+ ;Fe 2+ ;H + d;Cl - ) các ion dng s tác dng vi OH- đ to thành kt ta .Nh vy dung dch thu đc sau phn ng ch cha Na+ và Cl-. =>n Cl- = n Na+ =0,6 =>VHCl=0,6/2= 0,3 lít ==> đáp án C. Ví d 8:  hòa tan hoàn toàn 20 gam hn hp X gm Fe,FeO,Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 cn va đ 700ml dung dch HCl 1M thu đc dung dch X và 3,36 lít khí H 2 (đktc). Cho NaOH d vào dung dch X ri ly toàn b kt ta thu đc đem nung trong không khí đn khi lng không đi thì lng cht rn thu đc là : A: 8 gam B: 16 gam C: 24 gam D:32 gam Hng dn: Vi cách gii thông thng ,ta vit 7 phng trình hóa hc,sau đó đt n s,thit lp h phng trình và gii. Nu áp dng đnh lut bo toàn din tích ta có : Fe + 2HCl  FeCl 2 + H 2 S mol HCl hòa tan Fe là : n HCl = 2n H2 =0,3 mol S mol HCl hòa tan các oxit =0,7- 0,3 = 0,4 mol Theo đnh lut bo toàn din tích ta có n O2-(oxit) = 1/2 n Cl- = 0,2 mol ==> Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) n Fe (trong X) =m oxit - m oxi /56 =(20-0,2 x 16)/56 = 0,3 mol Có th coi : 2Fe (trong X )  Fe 2 O 3 • ð n Fe2O3 =1,5 mol ==> m Fe2O3 = 24 gam ==> đáp án C III . BÀI TP T LUYN Câu 1: Dung dch X có cha a mol Na + ,b mol Mg 2+ ,C mol Cl - và d mol SO 4 2-. . Biu thc liên h gia a,b,c,d là A: a+2b=c+2d B:a+2b=c+d C:a+b=c+ D : 2a+b=2c+d Câu 2:Có 2 dung dch,mi dung dch đu cha 2 cation và 2 anion không trùng nhau trong các ion sau K + :0,15 mol, Mg 2+ : 0,1 mol,NH 4 + :0,25 mol,H + :0,2 mol, Cl - :0,1 mol SO 4 2- :0,075 mol NO 3- :0,25 mol,NO 3- :0,25 mol và CO 3 2- :0,15 mol. Mt trong 2 dung dch trên cha A: K + ,Mg 2+ ,SO 4 2- và Cl - ; B : K + ,NH 4 + ,CO 3 2- và Cl - C :NH 4 + ,H + ,NO 3 - , và SO 4 2- D : Mg 2+ ,H + ,SO 4 2- và Cl - Câu 3: Dung dch Y cha Ca 2+ 0,1 mol ,Mg 2+ 0,3 mol,Cl - 0,4 mol,HCO 3 - y mol. Khi cô cn dung dch Y thì đc mui khan thu đc là : A: 37,4 gam B 49,8 gam C: 25,4 gam D : 30,5 gam Câu 4 : Mt dung dch cha 0,02 mol Cu 2+ ;0,03 mol K + ,x mol Cl - và y mol SO 4 2- .Tng khi lng các mui tan có trong dung dch là 5,435 gam. Giá tr ca x và y ln lt là: A:0,03 và 0,02 B: 0,05 và 0,01 C : 0,01 và 0,03 D:0,02 và 0,05 Câu 5: Hòa tan hoàn toàn hn hp gm 0,12 mol FeS 2 và x mol Cu 2 S vào dung dch HNO 3 va đ, thu đc dung dch X ch cha 2 mui sunfat ca các kim loi và gii khí NO duy nht. Giá tr là : Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) A :0,03 B :0,045 C:0,06 D:0,09 Câu 6: Cho m gam hn hp Cu,Zn,Mg tác dng hoàn toàn vi dung dch HNO 3 loãng, d. Cô cn dung dch sau phn ng thu đc (m+62). Gam mui khan. Nung hn hp mui khan trên đn khi lng không đi thu đc cht rn có khi lng là: A: (m+4) gam B: (m+8) gam C: (m+16) gam D: (m+32)gam Câu 7:Cho 2,24 gam hn hp Na 2 CO 3 ,K 2 CO 3 tác dng va đ vi dung dch BaCl 2 .Sau phn ng thu đc 39,4 gam kt ta.Lc tách kt ta,cô cn dung dch thì thu đc bao nhiêu gam mui clorua khan ? A: 2,66 gam B 22,6 gam C: 26,6 gam D : 6,26 gam Câu 8: Trn dung dch cha Ba 2+ ;OH - 0,06 mol và Na 2 + 0,02 mol vi dung dch cha HCO 3 - 0,04 mol; CO 3 2- 0,03 mol va Na + . Khi lng kt ta thu đc sau khi trn là A: 3,94 gam B 5,91 gam C: 7,88 gam D : 1,71 gam Câu 9:Hòa tan hoàn toàn 5,94 gam hn hp hai mui clorua ca 2 kim loi nhóm IIA vào nc đc 100ml dung dch X.  làm kt ta ht ion Cl - có trong dung dch X,ngi ta cho dung dch X  trên tác dng va đ vi dung dch AgNO 3 . Kt thúc thí nghim, thu đc dung dch Y và 17,22 gam kt ta. Khi lng mui khan thu đc khi kt ta dung dch Y là: A: 4,86 gam B: 5,4 gam C: 7,53 gam D : 9,12 gam Câu 10: Dung dch X cha 0.025 mol CO 3 2- ;0,1 mol Na + ;0,25 mol NH 4 + và 0,3 mol Cl - . Cho 270ml dung dch Ba(OH) 2 0,2M vào và đun nóng nh (gi s H 2 O bay hi không đáng k). Tng khi lng dung dch X và dung dch Ba(OH) 2 sau quá trình phn ng gim đi là : A: 4,125 gam B: 5,296 gam C: 6,761 gam D : 7,015 gam Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) Câu 11: Trn 100ml dung dch AlCl 3 1M vi 200ml dung dch NaOH 1,8M đn phn ng hoàn toàn thì lng kt ta thu đc là : A: 3,12 gam B: 6,24 gam C: 1,06 gam D : 2,08 gam Câu 12: Dung dch B cha ba ion K+;Na+;PO 4 3- . 1 lít dung dch B tác dng vi CaCl 2 d thu đc 31 gam kt ta. Mt khác nu cô cn 1 lít dung dch B thu đc 37,6 gam cht rn khan. Nng đ ca 3 ion K+;Na+;PO 4 3- ln lt là: A:0,3M;0,3M và 0,6M B: 0,1M;0,1M và 0,2M C: 0,3M;0,3M và 0,2M D : 0,3M;0,2M và 0,2M Câu 13: Cho dung dch Ba(OH) 2 đn d vào 100ml dung dch X gm các ion: NH 4 + , SO 4 2- , NO 3 - , ri tin hành đun nóng thì đc 23,3 gam kt ta và 6,72 lít(đktc) mt cht duy nht. Nng đ mol ca (NH 4 ) 2 SO 4 và NH 4 NO 3 trong dung dch X ln lt là : A: 1M và 1M B: 2M và 2M C: 1M và 2M D : 2M và 1M Câu 14:Dung dch X cha các ion : Fe 3+ ,SO 4 2- ,NH 4 + ,Cl - . Chia dung dch X thành 2 phn bng nhau: -Phn 1 tác dng vi lng d dung dch NaOH,đun nóng thu đc 0.672 lít khí (đktc) và 1,07 gam kt ta -Phn 2 tác dng vi lng d dung dch BaCl 2 , thu đc 4,66gam kt ta Tng khi lng các mui khan thu đc khi cô cn dung dch X là A:3,73 gam B: 7,04 gam C: 7,46 gam D : 3,52 gam . 0989768553 (Linh) PHNG PHÁP BO TOÀN IN TÍCH (Trích t cun “16 Phng pháp, k thut gii nhanh bài toán Hóa hc”) • I. C S Ca Phng Pháp • 1. C s:. lut bo toàn đin tích thng kt hp: • - Các phng pháp bo toàn khác: Bo toàn khi lng, bo toàn nguyên t • - Vit phng trình hóa hc  đng ion