Đang tải... (xem toàn văn)
Thêm dần V lít dung dịch K2CO3 1M vào X đến khi được lượng kết tủa lớn nhất thì giá trị V tối thiếu cần dùng là A.. Giải: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: xem thêm phương pháp bảo t[r]
(1)Ph¬ng ph¸p 11 Ph¬ng ph¸p sö dông ph¬ng tr×nh ion thu gän I CƠ SƠ CỦA PHƯƠNG PHÁP Phương trình hóa học thường viết hai dạng là phương trình hóa học dạng phân tử và dạng ion thu gọn Ngoài việc thể đúng chất phản ứng hóa học, phương trình ion thu gọn còn giúp giải nhanh nhiều dạng bài tập khó không thể giải theo các phương trình hóa học dạng phân tử II CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP Dạng 1: Phản ứng axit, bazơ và pH dung dịch Ví dụ : Cho mẫu hợp kim Na - Ba tác dụng với nước (dư), thu dung dịch X và 3,36 lít H (ở đktc) Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng để trung hoà dung dịch X là A 150ml B 75ml C 60ml D 30ml Giải: Theo (1) và (2) Na + H 2O NaOH Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H 2 + H2 (1) (2) nOH (dd X)=2n H =0,3 mol Phương trình ion rút gọn dung dịch axit với dung dịch bazơ là H + H +¿ =nOH =0,3 mol OH 0,15 =0,075 lít = 75 ml ⇒ H2O → ⇒ n¿ − ⇒ V H SO = - + nH SO4 =0 ,15 mol Đáp án B Ví dụ 2: Trộn 100ml dung dịch (gồm Ba(OH) 0,1M và NaOH 0,1M) với 400ml dung dịch (gồm H 2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M), thu dung dịch X Giá trị pH dung dịch X là A B C Giải: OH ¿2 ¿ ¿ 0,01mol ¿ nNaOH =0,01mol Ba ¿ ¿ n¿ Tổng nOH =0,03 mol − D (2) n H SO =0,015mol nHCl =0,005mol } ⇒ H +¿ =0,035 mol n¿ Tổng Khi trộn hỗn hợp dung dịch bazơ với hỗn hợp dung dịch axit ta có phương trình ion rút gọn: H+ Ban đầu 0,035 Phản ứng 0,03 Sau phản ứng: H(dư)+¿ n¿ OH- + H2O\ 0,03 mol 0,03 = 0,035 – 0,03 = 0,005 mol Vdd(sau trộn) = 100 + 400 = 500 ml =0,5 lít +¿ 0,005 H = =0,01− 10−2 ⇒ 0,5 ¿ ¿ 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 và axit H2SO4 0,5M, thu 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tích dung dịch không đổi) Dung dịch Y có pH là A B C Giải: 2+¿+ H2 ↑ (1) 3+¿+ 3H2 ↑ (2) +¿ H =0,5mol; +¿ H =2n H =0,475 mol +¿ H(tạo thành) =0,5 - 0,475=0,025 mol (phản ứng) +¿ (dư) ¿ 0,025 H= =0,1=10−1 M ⇒ pH=1 0,25 +¿ → 2Al ¿ nHCl =0,25mol ; n H SO =0,125 ⇒n¿ n¿ ⇒n¿ ⇒ ¿ + ¿ →Mg ¿ 2Al + 6H ¿ ¿ Mg + 2H ¿ 2 ⇒ Đáp án A Dạng 2: CO2, SO2 tác dụng với dung dịch bazơ D (3) Ví dụ : Sục từ từ 7,84 lít khí CO2 (đktc) vào lít dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)2 0,1M thì lượng kết tủa thu là A gam B gam C 10 gam D 15 gam Giải: nCO OH ¿2 ¿ = 0,35 mol; nNaOH = 0,2 mol; Ca ¿ n¿ ⇒ Tổng: nOH- = 0,2 + 0,1 = 0,4 mol và nCa2+ = 0,1 mol Phương trình ion rút gọn: - 2- CO2 + 2OH CO3 0,35 0,4 0,2 ⇒ + H 2O 0,4 0,2 mol nCO (dư) =0,35 – 0,2 = 0,15 mol Tiếp tục xảy phản ứng: 2- CO3 + CO2 + H2O Ban đầu : 0,2 0,15 mol Phản ứng: 0,15 0,15 mol 2- CO3 + Ca 2+ nCO ⇒ nCaCO ↓=nCO ⇒ mCaCO =0,05 100=5 gam ⇒ (dư) = 0,05 mol < 3 2− (dư) CaCO3 ↓ Ca2 +¿ n¿ ⇒ 2− - 2HCO3 = 0,05 mol Đáp án B Dạng 3: Bài toán liên quan đến oxit và hiđroxit lưỡng tính Ví dụ : Hoà tan hết hỗn hợp gồm kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ nước dung dịch A và có 1,12 lít H bay (ở đktc) Cho dung dịch chứa 0,03 mol AlCl3 vào dung dịch A Khối lượng kết tủa thu là A 0,78 gam Giải: B 0,81 gam C 1,56 gam D 2,34 gam (4) Gọi công thức chung kim loại là M M nH2O + M(OH)n n H ↑ 2 + nOH =2n H =0,1 mol ⇒ − Dung dịch A tác dụng với 0,03 mol dung dịch AlCl3: Al 3+ Ban đầu : 0,03 Phản ứng: 0,03 ⇒ nOH − (dư) + - 3OH Al(OH)3↓ → 0,03 mol 0,1 mol → 0,09 = 0,01 mol Kết tủa bị hòa tan (một phần hoàn toàn) Theo phương trình : ⇒ - Al(OH)3 + OH 0,01 0,01 mol OH ¿3 ¿ OH ¿3 ¿ Al ¿ Al ¿ n¿ - → AlO2 + 2H2O Đáp án C + - Dạng 4: Chất khử tác dụng với dung dịch chứa H và NO3 Ví dụ : Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl có khả hoà tan tối đa bao nhiêu gam Cu kim loại ? (Biết NO là 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+ Ban đầu: 0,15 Phản ứng: 0,045 0,12 Cu + 0,005 2Fe + 2NO3- 3Cu2+ + 0,03 mol 3+ 0,03 mol 0,01 mol ⇒ mCu (tối đa) = (0,045 + 0,005) 64 = 3,2 gam ⇒ Đáp án B 2Fe2+ + Cu2+ 2NO↑ + 4H2O (5) Ví dụ : Hoà tan 0,1 mol Cu kim loại 120ml dung dịch X gồm HNO 1M và H2SO4 0,5M Sau phản ứng kết thúc thu V lít khí NO (đktc) Giá trị V là A 1,344 lít B 1,49 lít C 0,672 lít D 1,12 lít Giải: nHNO =0,12 mol ; n H SO4 = 0,06 mol ⇒ Tổng: nH+ = 0,24 mol và nNO =0,12 mol − Phương trình ion: 3Cu + 8H+ + 2NO3- Ban đầu: 0,1 0,24 0,12 mol Phản ứng: 0,09 0,24 0,06 Sau phản ứng: 0,01(dư) (hết) 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 0,06 mol 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 HNO 1M và H2SO4 0,5M thoát V2 lít NO - Biết NO là sản phẩm khử các thể tích khí đo cùng điều kiện Quan hệ V l và V2 là A V2 = V1 B V2 = 2Vl C V2 = 2,5Vl D V2 = l,5Vl Giải: 3,84 =0,06mol 64 ¿ n HNO =0,08mol ⇒ +¿ H =0,08 mol ¿ n¿ n NO =0,08 mol ¿{ ¿ nCu = Thí nghiệm 1: − 3Cu Ban đầu: 0,06 Phản ứng: 0,03 + 8H+ + 0,08 0,08 2NO3- 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O (1) 0,02 mol 0,08 mol 0,02 ⇒ V1 tương ứng với 0,02 mol NO Thí nghiệm 2: nCu =0,06 mol; nHNO =0,08 mol ; n H SO4 =0,04 mol (6) ⇒ nH+ = 0,16 mol ; nNO =0,08 mol 3Cu − 8H+ + Ban đầu: 0,06 Phản ứng: 0,06 2NO3- + 0,16 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O (2) 0,08 mol 0,16 0,04 0,04 mol Từ (1) và (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 : Mg 2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl- và 0,2 mol NO3- Thêm dần V lít dung dịch K2CO3 1M vào X đến lượng kết tủa lớn thì giá trị V tối thiếu cần dùng là A 150ml B 300ml C 200ml D 250ml Giải: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: (xem thêm phương pháp bảo toàn điện tích) ⇒ ncation = 0,1.1 +0,2.1 = 0,3 mol ⇒ ncation =0,15 mol Mg 2+ + CO3 Ba2+ + Ca2+ + Hoặc có thể quy đổi cation thành M M 2+ + 2+ MgCO3 ↓ CO32- → BaCO3 ↓ CO32- → CaCO3 ↓ (xem thêm phương pháp quy đổi) CO3 ⇒ n K CO =nCO =n cation =0 , 15 mol ⇒ VK ⇒ Đáp án A CO3 2- 2- MCO3 ↓ 2− =0 ,15 lít =150 ml Ví dụ 10 : Cho hỗn hợp gồm NaCl và NaBr tác đụng với dung dịch AgNO dư thu kết tủa có khối lượng đúng khối lượng AgNO3 đã phàn ứng Tính phần trăm khối lượng NaCl hỗn hợp đầu A 23,3% B 27,84% C 43,23% Giải: Phương trình ion: Ag+ + Cl- → AgCl↓ Ag+ + Br- → AgBr↓ Đặt: nNaCl = x mol ; nNaBr = y mol D 31,3% (7) mAgNO mAgCl + mAgBr = (p.ứ) ⇒ m + m = mNO❑ Cl Br − ⇒ 35,5x + 80y = 62.(x+y) ⇒ x : y = 36 : 53 Chọn x = 36, y = 53 ⇒ %mNaCl = 58,5 36 100 =27,84% ⇒ 58,5 36+103 53 Đáp án B Có thể giải bài toán 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 CO 32- ; 0,1 mol Na+ ; 0,25 mol NH4+ và 0,3 mol Cl- và đun nóng nhẹ (giả sử H 2O bay không đáng kể) Tổng khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH)2 sau phản ứng giảm bao nhiêu gam ? A 4,215 gam B 5,296 gam C 6,761 gam D 7,015 gam Giải: OH ¿2 +¿ Ba Ba ¿ ¿ =0,054 mol ; n OH =0,108 mol − n¿ Ba2+ 2+ nBa + nOH < → BaCO3↓ (1) nCO ⇒ nBaCO =nCO =0,025 mol ⇒ mBaCO =4,925 gam > NH4 - CO32- + 3 2− - + OH → 2− NH3↑ + H2O (2) NH ⇒ n NH =nOH =0,108 mol ⇒ m NH =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 và K2CO3 1M ) vào 100ml dung dịch B (gồm NaHCO3 1M và Na2CO3 1M ) thu dung dịch C Nhỏ từ từ 100ml dung dịch D (gồm H 2SO4 1M và HCl 1M ) vào dung dịch C thu V lít CO (đktc) và dung dịch E Cho dung dịch Ba(OH)2 tới dư vào dung dịch E thì thu m gam kết tủa Giá trị m và V là A 82,4 gam và 2,24 lít B 4,3 gam và 1,12 lít C 43 gam và 2,24 lít D 3,4 gam và 5,6 lít Giải: (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 và dung dịch D: CO32- + H+ → HCO3- 0,2 → 0,2 → 0,2 mol HCO3- + H+ → H2O Ban đầu: 0,4 0,1 mol Phản ứng: 0,1 Dư: 0,1 + CO2 0,1 mol 0,3 mol Tiếp tục cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch E: Ba2+ + HCO3- + OH- 0,3 Ba2+ ⇒ + SO42- → BaSO4 0,1 → 0,1 mol BaCO3↓ → 0,3 mol + H2O V CO =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 hoà 100ml dung dịch hỗn hợp: NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,1M là A 100ml B 150ml C 200ml D 250ml Câu : Để trung hoà 150ml dung dịch X gồm NaOH 1M và Ba(OH)2 0,5M cần bao nhiêu ml dung dịch chứa HCl 0,3M và H2SO4 0,1M ? A.180 B 600 C 450 D 90 Câu : Dung dịch X chứa hỗn hợp KOH và Ba(OH)2 có nồng độ tương ứng là 0,2M và 0,1M Dung dịch Y chứa hỗn hợp H2SO4 và HCl có nồng độ là 0,25M và 0,75M Thể tính dung dịch X cần đề trung hoà vừa đủ 40ml dung dịch Y là (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 và H2SO4 0,01 M với 250ml dung dịch NaOH x M 500ml dung dịch có pH = 12 Giá trị x là A 0,1 B 0,12 C 0,13 D 0,14 Câu : Trộn dung dịch HCl 0,3M ; H2SO4 0,2M và H3PO4 0,1M với thể tích thu dung dịch X Dung dịch Y gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M Để trung hoà 300ml dung dịch X cần vừa đủ V ml dung dịch Y Giá trị V là A 200 B 333,3 C 600 D 1000 Câu : Hấp thu hoàn toàn 4,48 lít khí CO (ở đktc) vào 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh m gồm kết tủa Giá trị m là 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 và 0,672 lít khí (đktc) Sục 1,008 lít CO2 (đktc) vào dung dịch X m (gam) kết tủa Giá trị m là 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 Al 2(SO4)3; 0,05 mol HCl và 0,025 mol H2SO4 đến phản ứng hoàn toàn, thu 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn V để thu lượng kết tủa trên là 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 và NaOH 0,1 M thu dung dịch X Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al 2(SO4)3 0,1 M thu kết tủa Y Để lượng kết tủa Y lớn thi giá trị m là A 1,17 B 1,71 C 1,95 D 1,59 Câu 10 : Dung dịch X gồm các 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 là 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 HNO 0,8M và H2SO4 0,2 M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, sinh V lít khí NO (sản phản khử đktc) Giá trị V là 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 HNO 0,5M và H2SO4 1,0M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu khí NO và dung dịch X Cô cạn cẩn thận dung dịch X khối lượng muối khan là A 28,2 gam B 35,0 gam C 24,0 gam D 15,8 gam (10) Câu 13 : Cho 5,8 gam FeCO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO hỗn hợp khí CO2, NO và dung dịch X Khi thêm dung dịch H2SO4 loãng dư vào X thì dung dịch thu hoà tan tối đa m gam Cu (biết có khí NO bay ra) Giá trị m là 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 HNO 0,5M và H2SO4 1,0M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu khí NO và dung dịch X Cô cạn cẩn thận dung dịch X khối lượng muối khan là A 28,2 gam B 25,4 gam C 24 gam D 32 gam Câu 15 : Dung dịch X chứa các ion : Fe3+, SO42- , 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) và 1,07 gam kết tủa; - Phần 2: tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2 thu 4,66 gam kết tủa Tổng khối lượng các muối khan thu cô cạn dung dịch X là (quá trình cô 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+ và 0,3 mol Cl- Cho 270ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào và đun nóng nhẹ (giả sử H2O bay không đáng kể) Tổng khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH)2 sau quá trình phản ứng giảm là : 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 và dung dịch Y có khối lượng là A 420 gam B 400 gam C 440gam D 450 gam Câu 18 : Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu dung dịch X và hỗn hợp khí Y gam NO và NO 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 không khí đến khối lượng không đổi thu x gam chất rắn Giá trị m và x là : A 111,84 và 157,44 B 111,84 và 167,44 C 112,84 và 157,44 D 112,84 và 167,44 ĐÁP ÁN 1A 2B 3B 4B 5A 6C 7B 8A 9A 10C (11) 11D 12C 13D 14C 15C 16C 17D 18A (12)