Việc sử dụng phương trình ion rút gọn để giải nhanh bài toán hóa học đã tỏ ra có nhiều ưu điểm, học sinh tiết kiệm được rất nhiều thời gian tính toán so với các phương pháp khác.. Một s[r]
(1)PHÒNG GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO YÊN LẠC TRƯỜNG THCS YÊN LẠC CHUYÊN ĐỀ: “MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP SỬ DỤNG PHƯƠNG TRÌNH ION RÚT GỌN’’ Môn: Hóa Học Tổ: Khoa Học Tự Nhiên Mã: 33 Người thực hiện: Dương Thị Đức Ái Yên Lạc,Tháng năm 2015 MỤC LỤC (2) Nội dung Trang + Phần I: Mở đầu + Phần II: Nội dung 5-28 +Phần III: Kết luận 29 +Đánh giá ,xếp loại 30 + Tài liệu tham khảo 31 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TRONG CHUYÊN ĐỀ Nồng độ % dung dịch: C% (đơn vị :% ) Khối lượng chất tan: mct (đơn vị: g) Khối lượng dung dịch: mdd (đơn vị: g) Nồng độ mol: CM (đơn vị: mol/lit hay viết tắt là M) (3) Thể tích dung dịch: V ( đơn vị : lít) Số mol chất tan: n ( đơn vị : mol ) Khối lượng riêng dung dịch: D ( đơn vị : g/ml ) Dung dịch: dd Phản ứng hoá học: PƯHH 10 Phương trình phản ứng: PTPƯ 11 Phương trình ion rút gọn: Ption rút gọn 12 Trung học sở: THCS 13 Chuyên đề: CĐ PHẦN MỞ ĐẦU I.Lý chọn chuyên đề: Trong học tập hoá học, việc giải bài tập có ý nghĩa quan trọng Ngoài việc rèn luyện kỹ vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học cách chủ động; bài tập hoá học còn dùng để ôn tập, rèn luyện số kỹ hoá học Thông qua giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập (4) Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập lại càng có ý nghĩa quan trọng Mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, giúp học sinh nắm vững chất các tượng hoá học Qua quá trình giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi Tôi đã tích luỹ số phương pháp giải bài tập hoá học Việc sử dụng phương trình ion rút gọn để giải nhanh bài toán hóa học đã tỏ có nhiều ưu điểm, học sinh tiết kiệm nhiều thời gian tính toán so với các phương pháp khác Một số tác giả khác đã đề cập đến cách làm này số tài liệu tham khảo Tuy nhiên, ở đó dừng lại ở việc giải số bài tập đơn lẻ mà chưa có tính khái quát Để giúp các em HS có cái nhìn tổng quát, tránh sai lầm, giải nhanh chóng các bài tập đề thi học sinh giỏi các cấp Tôi quyết định nghiên cứu và đưa sáng kiến Một số dạng bài tập sử dụng phương trình ion rút gọn để giải các bài toán hóa học vô xảy dung dịch II Phạm vi - Mục đích chuyên đề: 1.Phạm vi chuyên đề : Do điều kiện hạn chế thời gian nên chuyên đề đề cập tới số dạng bài tập phần phương trình ion rút gọn chương trình hóa học nâng cao THCS Chuyên đề đã có kế hoạch đạo Ban giám hiệu cùng tổ chuyên môn từ đầu năm học Mục đích chuyên đề: Giúp cho học sinh biết hệ thống hoá và vận dụng tốt kiến thức học phần phương trình ion rút gọn Thông qua chuyên đề, cùng đồng nghiệp có thêm điều kiện trao đổi, chia xẻ thông tin, bàn bạc và đưa giải pháp tối ưu phương pháp bồi dưỡng học sinh đội tuyển môn Hoá Từ đó tạo niềm hứng thú, say mê giảng dạy và học tập môn Hoá học tập thể thầy, trò trường THCS Yên Lạc PHẦN NỘI DUNG A.KIẾN THỨC: Khái niệm phương trình ion rút gọn: Phương trình ion rút gọn là phương trình hóa học cho biết chất phản ứng xảy dung dịch các chất điện li Một số lưu ý viết phương trình ion rút gọn : - Muốn viết viết phương trình ion thu gọn, học sinh phải nắm vững bảng tính tan, tính bay hơi, tính điện li yếu các chất, thứ tự các chất xảy dung dịch (5) - Những chất rắn, chất khí, nước viết phương trình ion là viết ở dạng phân tử Những chất tan dd thì viết ở dạng ion Phương trình ion rút gọn là phương trình hóa học đó có kết hợp các ion với Các dạng phản ứng thường gặp sử dụng phương trình ion rút gọn: Với phương pháp sử dụng phương trình ion rút gọn nó có thể sử dụng cho nhiều loại phản ứng: Trung hoà, trao đổi, oxi hoá - khử, Miễn là xảy dung dịch Sau đây tôi xin phép vào cụ thể số loại a Phản ứng trung hoà:(Phản ứng axit với bazơ) * Phương trình phân tử: * HCl + NaOH NaCl + H2O * H2SO4 +2KOH K2SO4 + 2H2O + Phương trình ion: * H+ +Cl- + Na+ + OH- → Cl- + Na+ + H2O * 2H+ + SO42- + 2K+ + 2OH- → SO42- + 2K+ H2O → + Phương trình ion rút gọn: H+ + OHH2O + ¿¿ Theo phương trình phản ứng: n H ❑ = n OH ❑− * Phương trình phân tử: H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 ↓ + H2O + Phương trình ion: 2H+ + SO42 - + Ba2 + + 2OH- → BaSO4↓+ H2O + PT ion rút gọn: 2H+ + SO42 - + Ba2 + + 2OH- → BaSO4↓+ H2O b Phản ứng axit với muối: * Nếu cho từ từ axit vào muối cacbon nat +Phương tình phân tử: HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl HCl + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O + Phương trình ion: H+ + Cl- + 2Na+ + CO32- → Na+ + HCO3- + Na++ ClH++ Cl- + HCO3- + Na+ → Na++ Cl- + CO2 + H2O +Phương trình ion rút gọn: H+ + CO32- → HCO3HCO3- + H+ → CO2 + H2O * Nếu cho từ từ muối cacbonnat vào axit + Phương tình phân tử: 2HCl + Na2CO3 2NaCl + CO2 + H2O + Phương trình ion: 2H++2Cl- + 2Na+ + CO32- → 2Na++2Cl- + CO2 + H2O + Phương trình ion rút gọn: 2H+ + CO32- → H2O + CO2 * Nếu cho muối khác vào axit + Phương trình phân tử: HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3 + Phương trình ion: H+ + Cl - + Ag+ + NO3- → AgCl ↓ + H+ + NO3+ Phương trình ion rút gọn: Cl - + Ag+ → AgCl ↓ * Phương trình phân tử: H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl + Phương trình ion: 2H+ + SO42 - + Ba2 ++ 2Cl - → BaSO4↓ + 2H+ + 2Cl – + Phương trình ion rút gọn: SO42 - + Ba2 +→ BaSO4 (6) c Phản ứng oxit axit với dung dịch kiềm: Phương trình phân tử: CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O hay CO2 + KOH → KHCO3 Phương trình ion: CO2 + 2K+ +2OH- → 2K++ CO32- + H2O hay CO2 + K+ +OH- → K++ HCO3Phương trình ion rút gọn: CO2 + 2OH- → CO32- + H2O hay CO2 + OH- → HCO3d Dung dịch muối tác dụng với dung dịch muối : * Phương trình phân tử: Na2CO3 + MgCl2 → 2NaCl + MgCO3↓ +Phương trình ion: 2Na + + CO3 + Mg2+ + 2Cl- → 2Na + + 2Cl - + MgCO3 ↓ +Phương trình ion rút gọn: CO32- + Mg2+ → MgCO3 ↓ * Phương trình phân tử: Fe2(SO4)3 + 3Pb(NO3)2 → 2Fe(NO3)3 + 3PbSO4↓ + Phương trình ion: 2Fe3++ 3SO42 - + 3Pb2+ + 6NO3- → 2Fe3+ + 6NO3- + 3PbSO4↓ + Phương trình ion rút gọn: Pb2+ + SO42 - → PbSO4↓ * Phương trình phân tử: CaCl2 + 2AgNO3 → Ca(NO3)2 + 2AgCl↓ + Phương trình ion: Ca2 + + 2Cl - + 2Ag + + 2NO3 - → Ca + + 2NO3 - + 2AgCl ↓ + Phương trình ion rút gọn: Cl - + Ag+ → AgCl ↓ e Oxit bazơ tác dụng với axit : * Phương trình phân tử: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O + Phương trình ion: Fe2O3 + 6H + + 3SO42 - → 2Fe3 + + 3SO42 - + 3H2O + Phương trình ion rút gọn: Fe2O3 + 6H + → 2Fe3 + + 3H2O * Phương trình phân tử: 3Fe3O4 + 28HNO3l → Fe(NO3)3 + NO + 14H2O + Phương trình ion: 3Fe3O4 + 28H+ +28NO3- → Fe3+ + 27NO3- + NO + 14H2O +Phương trình ion rút gọn : 3Fe3O4 +28H+ + NO3- → Fe3+ + NO + 14H2O g Kim loại tác dụng với axit: * Phương trình phân tử: 3Cu +8HNO3 → 3Cu(NO3)2 +2NO +4H2O + Phương trình ion: 3Cu + 8H+ + 8NO3- → 3Cu2+ + 6NO3- + 2NO + 4H2O + Phương trình ion rút gọn: 3Cu + 8H+ + NO3- → 3Cu2+ +2NO + 4H2O (7) * Phương trình phân tử: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 + Phương trình ion: 2Al +6H+ + 6Cl- → 2Al3++ 6Cl- + 3H2 + Phương trình ion rút gọn: 2Al +6H+ → 2Al3++ 3H2 Ví dụ minh họa : * Hoàn thành các phương trình phản ứng sau :( viết dạng phân tử và dạng ion rút gọn ) <1> PTPT: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O Pt ion rút gọn : Ba2+ + 2OH- + SO42- + 2H+ → BaSO4 + 2H2O <2> PTPT: FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + NaCl Pt ion rút gọn : Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 <3> PTPT: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O Pt ion rút gọn : HCO3- + H+ → CO2 + H2O <4> PTPT: BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O Pt ion rút gọn : BaCO3 + 2H+ → CO2 + H2O + Ba2+ < 5> PTPT: 3Fe3O4 + 28HNO3l → Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Pt ion rút gọn : 3Fe3O4 +28H+ + NO3- → Fe3+ + NO2 + 14H2O * Viết phương trình phân tử và ion rút gọn cho các phản ứng sau : SO2 dư + NaOH → CO2 + Ca(OH)2 dư → Fe3O4 + HCl → MnO2 + HCl đặc → 5.Fedư + H2SO4 đặc nóng → Fe + H2SO4 đặc nóng dư → FeCl3 + Fe → NaHSO4 + Ba(HCO3)2 → Ba(HSO3)2 + KOH → 10 AlCl3 + KOH vừa đủ 11.NaAlO2 + CO2 + H2O → 12 SO2 + Br2 + H2O → 13 KOHdư + H3PO4 → 14 KMnO4 + NaCl + H2SO4 loãng → 15 NaOH + Cl2 → B CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN: - Phương pháp giải phương trình ion rút gọn rút từ chất phản ứng xẩy dung dịch.Vì thực chất phản ứng xẩy dung dịch là phản ứng các ion (8) -Trong nhiều bài toán có tham gia phản ứng nhiều chất Khi đó có nhiều phản ứng xẩy dạng phân tử thực chất có phương trình ion Vì vậy đáng lẽ HS viết nhiều phương trình thì bây HS viết số ít phương trình ion rút gọn Do đó kết quả, cách tính toán thu gọn lại - Giải bài toán hoá học phương trình ion rút gọn tránh nhiều sai lầm so với giải toán phương trình phân tử - Khi HS giải toán phương trình phân tử thì số lượng ptpư thường nhiều HS hay viết thiếu các ptpư sai ptpư Do đó dẫn đến nhầm lẫn và tìm kết sai cho bài toán - Thực tế giải bài tập theo phương trình ion thu gọn tuân theo đầy đủ các bước bài tập hoá học quan trọng là việc viết phương trình phản ứng Vì vậy, Tôi mạnh dạn đề cập tới số các dạng bài tập sau: + Hỗn hợp axit tác dụng với hỗn hợp bazơ +Muối cacbonnat với axit + Oxit axit (XO2) với hỗn hợp dd kiềm + Kim loại với hỗn hợp axit (HNO3 ,H2SO4 ) kim loại với dung dịch có ion NO3-+, ion H+ và ion Cl- hay ion SO42- I Dạng : Hỗn hợp axit với hh bazơ (Phản ứng trung hoà.) Đặc điểm: Bài tập thường cho hh axit mạnh với bazơ mạnh hh bazơ mạnh với axit mạnh Hướng dẫn cách thường làm sử dụng phương trình ion rút gọn: - Chuyển gt đã cho số mol , tính số mol các ion có liên quan - Viết đúng phương trình ion rút gọn: H+ + OH- → H2O n n H pu OH pu Ta luôn có: nH bd nOH bd Cách giải: Khi biết và xem nH hay nOH dư - Giải bài toán theo phương trình ion rút gọn …… Ví dụ minh họa : Bài tập 1: Một dung dịch A chứa HCl và H2SO4 theo tỉ lệ mol : Để trung hoà 100 ml dung dịch A cần 50 ml dung dịch NaOH 0,5 M a, Tính nồng độ mol axit b, 200 ml dung dịch A trung hoà hết bao nhiêu ml dung dịch bazơ B chứa NaOH 0,2 M và Ba(OH)2 0,1 M ? c, Tính tổng khối lượng muối thu sau phản ứng dung dịch A và B ? Hướng dẫn tư duy: * Đây là phản ứng Bazơ và Axit; Bazơ và Axit (có kèm theo theo tạo kết tủa) Vậy nên nếu giải phương pháp viết phương trình phản ứng dạng phân tử khó khăn việc lập phương trình để giải hệ Nên ta sử dụng phương trình ion thu gọn (9) Giải Sử dụng phương trình ion rút gọn Sử dụng phương trình phân tử a.* Gọi số mol H2SO4 100 ml ddA là x => số mol HCl là 3x (x>0) +¿ nH ❑¿ = x + x = 5x (mol) nOH ❑− = 0,5 0,05 = 0,025 (mol) Pt ion rút gọn: → H2O (1) H+ + OHmol 5x 5x Ta có: x = 0,025 => x = 0,005 a.* Gọi số mol H2SO4 100 ml ddA là x => số mol HCl là 3x (x>0) n NaOH ❑− = 0,5 0,05 = 0,025 (mol) Pt phân tử: HCl + NaOH → NaCl + H2O 3x 3x mol H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O x 2x mol => x = 0,025 => x = 0,005 , 005 CM (HCl) = = 0,15 (M) 0,1 , 005 0,1 CM (HCl) = CM (H ❑❑ 0,05 (M) SO ❑4 = 0,15 (M) ) = ,005 0,1 CM (H ❑❑ (M) = b * Pt ion rút gọn: → H2O H+ + OHBa2+ + SO42- → BaSO4 Trong 200 ml ddA : +¿ nH ❑¿ = x = 0,05 (mol) Gọi thể tích dung dịch B là V (lit) => nOH ❑− = 0,2 V + 2.0,1 V= 0,4V +¿ Ta thấy: nH ❑¿ = nOH ❑− ⇔ 0,4 V = 0,05 => V = 0,125 (lit) hay 125 (ml) SO ❑4 ) = ,005 0,1 = 0,05 b* Ta có số mol H2SO4 200 ml ddA là 2x ( 0,01 mol); số mol HCl là 6x(0,03 mol) Đặt: nHCl( pu 1)= a; nHCl( pu 2)= b (a,b >0) => a+ b = 0,03 (I) Đặt: nH2SO4( pu 3)= c; nH2SO4( pu 3)= d (c,d >0) => c+ d = 0,01 (II) Pt phân tử: HCl + NaOH → NaCl + H2O (1) a a mol 2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O (2) b 0,5b mol H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O (3) c 2c mol H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4+ H2O(4) d d mol => a+ 0,5b +2c +d = V.0,2+V.0,1 (III) (10) c Tính tổng khối lượng các muối ∑ m Các muối = ∑ m cation + ∑m anion Từ (I); (II) và (III) ta tìm V khó khăn c Tính tổng khối lượng các muối Dựa vào phương trình (1;2;3;4) khó tìm a,b,c,d vì thế không tìm khối lượng muối theo cách sử dụng phương trình phân tử 2+¿ = mNa +❑¿¿ + mBa ❑¿ + mCl ❑− + mSO ❑2− = 23.0,2.0,125 + 137.0,1.0,125 + 35,5.0,2.0,15 + 96.0,2.0,05 = 4,3125 (g) * Nhận xét: + Ở bài tập phần a làm theo phương trình phân tử thì kết phải viết nhiều phương trình Phần b, c làm theo phương trình phân tử thì nhiều ẩn số để làm kết phải nhiều thời gian và phải giỏi kiến thức toán học + Làm theo phương trình ion rút gọn thì phần làm kết và thời gian nhanh Bài tập 2: Cho 200 ml dung dịch A chứa HCl M và HNO3 2M tác dụng với 300 ml dung dịch B chứa NaOH 0,8 M và KOH (chưa rõ nồng độ) thu dung dịch C Biết để trung hoà 100 ml dung dịch C cần 60 ml dung dịch HCl M, tính : a, Nồng độ ban đầu KOH dung dịch B b, Khối lượng chất rắn thu cô cạn toàn dung dịch C Hướng dẫn tư duy: Bình thường phần a bài này nếu viết ở dạng phương trình phân tử axit với bazơ thì ta phải viết phương trình phân tử và phải có nhiều ẩn số Nhưng nếu ta viết phương trình ở dạng ion ta phải viết phương trình ion thu gọn phản ứng trung hoà Đối với phần b bài này nếu giải với phương trình phân tử gặp khó khăn, vì có thể tính khối lượng các muối không tính khối lượng bazơ vì ta không biết bazơ nào dư Vậy bài này ta sử dụng phương trình ion rút gọn thay vì tính khối lượng các muối và bazơ ta tính khối lượng các ion tạo các chất đó Giải Sử dụng phương trình ion rút gọn a PT ion rút gọn: Sử dụng phương trình phân tử a PT phân tử: (11) H+ + OH- → H2O *Trong 200 (ml) ddA : nH +❑¿¿ = 0,2.1 + 0,2 = 0,6 (mol) *Trong 300 (ml) ddB : nOH ❑− = 0,3 0,8 + 0,3 a = 0,24 + 0,3.a (a : nồng độ mol KOH) *Vì sau phản ứng phải trung hòa C dd HCl =>Trong dung dịch C còn dư OH*Trong 500 (ml) dd C có: nOH ❑− dư = (0,24 + 0,3.a) – 0,6 = - 0,36 + 0,3.a (mol) *Trung hòa 100 (ml) dd C cần: nH +❑¿¿ = 0,06 = 0,06 (mol) =>trung hòa 500 (ml) dd C cần: nH +❑¿¿ = 0,06 = 0,3 (mol) =>- 0,36 + 0,3.a = 0,3 =>a= 2,2 Vậy nồng độ ban đầu dd KOH là: 2,2M b Khối lượng chất rắn cô cạn toàn dd C ¿¿ Ta có : m Chất rắn = mNa +❑¿¿ + mK + ❑ + mCl ❑− + mNO ❑−3 + − mOH ❑ dư mNa +❑¿¿ = 0,24 23 = 5,52 (g) mK +❑¿¿ = 0,3 2,2 39 = 25,74 (g) mCl ❑− = 0,2 35,5 = 7,1 (g) mNO ❑−3 = 0,4 62 = 24,8 (g) nOH ❑− dư = 0,3.a – 0,36 = 0,3 2,2 – 0,36 = 0,3 (mol) mOH ❑− dư = 0,3 17 = 5,1 (g) ¿¿ m Chất rắn = mNa +❑¿¿ + mK + + ❑ − − − mCl ❑ + mNO ❑3 + mOH ❑ dư = 68,26 (g) HCl + NaOH → NaCl + H2O (1) HCl + KOH → KCl + H2O(2) HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O(3) HNO3 + KOH → KNO3 + H2O(4) nHCl = 0,2.1=0,2(mol); nHNO3=0.2.2=0,4(mol); nNaOH= 0,3.0,8=0,24 mol; nKOH= 0,3.a (a: nồng độ mol KOH) *Gọi số mol HCl ở phản ứng (1;2) lần lượt là x, y mol( x, y >0) Gọi số mol HNO3 ở phản ứng (3;4) lần lượt là z, t mol( z, t >0) *Vì sau phản ứng phải trung hòa C dd HCl =>Trong dung dịch C còn dư OH=> axit hết Ta có: x+ y= 0,2(I) z +t = 0,4 (II) *Trung hòa 100 (ml) dd C cần: nHCl = 0,06 = 0,06 (mol) =>trung hòa 500 (ml) dd C cần: nHCl = 0,06 = 0,3 (mol *Vì dd bazơ này mạnh gần nên không biết bazơ nào hết bazơ nào dư nên ta có các TH sau: * TH1: NaOH hết; KOH dư => nNaOH = 0,24=x+z (III) HCl + KOH → KCl + H2O 0,3 0,3 mol => nKOH dư = 0,3.a-( y+t) = 0,3 (IV)) Từ(I) => y =0,2- x Từ (II) => t = 0,4 –z Từ (III) => z =0,24 – x Thay y, t, z vào (IV) ta được: a= 2,2 (12) * TH2: KOH hết; NaOH dư => nKOH = 0,3.a=y+t (V) HCl + NaOH → NaCl + H2O 0,3 0,3 mol => nNaOH dư = 0,24 –(x+z) =0,3 => (x+z) =- 0,06 => z = - 0,06 –x (VI) Thay y, t,(VI) vào (V) ta được: a =2,2 Vậy nồng độ ban đầu dd KOH là: 2,2M b Khối lượng chất rắn cô cạn toàn dd C * TH1: DD C gồm: NaCl, NaNO3, KCl, KNO3, KOH dư Thay a= 2,2 vào( IV) ta có: y + t= 0,36(VI) Từ (I, II, III,VI) => hệ luôn đúng không tìm cụ thể giá trị x, y z, t từ đó ta không tính khối lượng các chất cô cạn dd C * TH2: KOH hết; NaOH dư DD C gồm: NaCl, NaNO3, KCl, KNO3, NaOH dư Cũng tương tự TH1 ta không tính giá trị cụ thể nên bài toán phần b không tính * Nhận xét: + Khi làm theo phương trình ion rút gọn thì bài toán kết nhanh + Làm theo phương trình phân tử thì dài dòng và không kết phần b II Dạng 2: Phản ứng muối cacbonat với axit Đặc điểm: Bài tập thường cho muối cacbonat hay hidrocacbonat từ từ vào dd axit hay ngược lại Lưu ý: Thêm từ từ muối vào axit hay ngược lại thì viết thứ tự phản ứng cho đúng Hướng dẫn cách thường làm sử dụng phương trình ion rút gọn: - Chuyển gt đã cho số mol , tính số mol các ion có liên quan (13) - Nhận định đúng chất phương trình phản ứng cho CO32- vào H+ +Cho từ từ H+ vào CO32-: H+ + CO32- HCO3(1) + HCO3 + H CO2 + H2O (2) Dd A thu không có khí -> Chỉ có (1) Dd A thu + BaCl2 -> Kết tủa Chỉ có (1) Dd A tác dụng với kiềm -> Có (1,2) Dd A thu và khí Cho A+ ddBa(OH)2 Ca(OH)2 Có (1,2) + Cho từ từ CO32- vào H+ phản ứng tạo khí CO2 → CO ❑32− + H+ CO2 ↑ + H2O - Viết đúng thứ tự các phương trình ion rút gọn (Chúng ta phải dựa vào tính chất theo đề bài để kiểm soát mức độ phản ứng) - Giải bài toán theo phương trình ion rút gọn …… Ví dụ minh họa : Bài tập 1: Cho 35 gam hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 Thêm từ từ , khuấy 0,8 lit HCl 0,5 M vào dung dịch X trên thấy có 2,24 lit khí CO2 thoát ở đktc và dung dịch Y Thêm Ca(OH)2 vào dung dịch Y kết tủa A.Tính khối lượng chất X và khối lượng kết tủa A ? Hướng dẫn tư duy: Bài này nếu học sinh dùng phương trình phân tử để làm thì gặp khó khăn xét phản ứng Ca(OH)2 với dung dịch Y tạo kết Nên bài này ta nên sử dụng phương trình ion rút gọn Sử dụng phương trình ion rút gọn *Gọi số mol Na2CO3 là a, K2CO3 là b (a,b >0) nCO ❑2 = 2,24/ 22,4 = 0,1 mol * Khi thêm từ từ dd HCl vào dd X lần lượt xảy phản ứng : CO ❑32− + H+ → HCO Sử dụng phương trình phân tử *Gọi số mol Na2CO3 là a, K2CO3 là b (a,b >0) nCO ❑2 = 2,24/ 22,4 = 0,1 mol * Khi thêm từ từ dd HCl vào dd X lần lượt xảy phản ứng : HCl + Na2CO3 → NaHCO3+ NaCl − ❑3 HCl + K2CO3 → KHCO3+ KCl (a + b) (a + b) (a + b) mol HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + 2− Khi toàn thể CO ❑3 biến thành H2O − HCO ❑3 HCl + KHCO3 → KCl +CO2 + − + → HCO ❑3 + H CO2 + H2O H2O * Dung dịch sau phản ứng tác dụng 0,1 0,1 0,1 mol Ca(OH)2 cho kết tủa Vậy KHCO3dư, NaHCO3 dư, axit HCl hết * Dung dịch sau phản ứng tác dụng Ca(OH)2 cho kết tủa Vậy HCO ❑−3 KHCO3 +Ca(OH)2 → CaCO3 +KOH + dư, H hết + H2 O NaHCO3+Ca(OH)2 → CaCO3 (14) HCO ❑−3 +OH- → CO32- + H2O Ca2+ + CO32 → CaCO3 nH ∑ ¿ =a + b + 0,1 = 0,5 0,8 = 0,4 hay a + b = 0,3 (1) và 106a + 138b = 35 (2) Giải hệ có a = 0,2 mol Na2CO3, b = 0,1 mol K2CO3 => mNa ❑2 CO ❑3 = 0,2 106 = 21,2 (g) mK ❑2 CO ❑3 = 0,1 138 = 13,8 (g) * khối lượng kết tủa : nCaCO ❑3 = nHCO ❑−3 dư = a + b 0,1 = 0,2 mol mCaCO ❑3 = 0,2 100 = 20 (g) +¿ +NaOH + H2O * Lúc này bài toán trở nên ẩn số phức tạp, nên khó có thể làm kết đúng * Nhận xét: + Khi làm theo phương trình ion rút gọn thì bài toán trở nên đơn giản dễ làm và kết nhanh + Làm theo phương trình phân tử thì phải viết nhiều phương tình dài dòng và không kết Bài tập 2: Cho 10,5 gam hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 tác dụng với HCl dư thì thu 2,016 lit CO2 ở đktc a, Tính % khối lượng X ? b, Lấy 21 gam hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 với thành phần % trên tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ (không có khí CO2 bay ra) Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng ? c, Nếu thêm từ từ 0,12 lit dung dịch HCl 2M vào dung dịch chứa 21 gam hỗn hợp X trên Tính thể tích CO2 thoát ở đktc ? Hướng dẫn tư duy: Bài tập có thể giải theo phương trình phân tử kết phải viết nhiều phương trình và đặt ẩn nên việc giải kiến thức toán là gặp khó khăn nếu học sinh không vững vàng kiến thức toán Giải: Sử dụng phương trình ion rút gọn a, Gọi số mol Na2CO3 là a , K2CO3 là b ( a,b >0) Vì HCl dư nên CO ❑32− hết Sử dụng phương trình phân tử a, Gọi số mol Na2CO3 là a , K2CO3 là b ( a,b >0) Vì HCl dư nên Na2CO3 và K2CO3 hết (15) → CO ❑32− + H+ CO2 ↑ + H2 O (a+b) (a + b) mol Ta có : a + b = 2,016/ 22,4 = 0,09(I) Mà: 106a + 138b = 10,5 (II) Từ (I, II) => a = 0,06 mol b = 0,03 mol %m Na2CO3 = 60,57% ,06 106 100 10 ,5 = %mK2CO3 = 100% - 60,57% =39,43% b, Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch X : Na2CO3, K2CO3 (21 gam = 10,5 gam hỗn hợp trên) nCO32-=0,18 mol CO ❑32− + H+ → HCO 2HCl + Na2CO3 → CO2+2 NaCl+H2O a a mol 2HCl + K2CO3 → CO2+ 2KCl + H2O b b mol => a + b = 2,016/ 22,4 = 0,09(I) Mà: 106a + 138b = 10,5 (II) Từ (I, II) => a = 0,06 mol b = 0,03 mol ,06 106 100 %m Na2CO3 = 10 ,5 = 60,57% %mK2CO3 = 100% - 60,57% =39,43% b Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch X : Na2CO3, K2CO3 − ❑3 (21 gam = 10,5 gam hỗn hợp trên) 0,18 0,18 0,18 mol =>2 a = 0,12 mol ; 2b = 0,06 mol *Nếu không có khí CO2 thoát ra, tức HCl + Na2CO3 → NaHCO3+ NaCl là phản ứng dừng lại ở đây 0,12 0,12 mol ¿¿ nHCl = nH + ❑ = 0,18 mol HCl + K2CO3 → KHCO3+ KCl => VHCl 2M = 0,18/2 = 0,09(l) 0,06 0,06 mol *Nếu không có khí CO2 thoát ra, tức là c, nH +❑¿¿ = 0,24 mol phản ứng có NaHCO3, KHCO3 Cho từ từ axit vào 21 (g) hh X có nHCl = 0,18 mol thứ tự phản ứng => VHCl 2M = 0,18/2 = 0,09(l) CO ❑32− + H+ → HCO c nHCl= 0,24 mol − ❑3 Cho từ từ axit vào 21 (g) hh X có 0,18 0,18 0,18 mol thứ tự phản ứng HCO ❑−3 + H+ → CO2 + HCl + Na2CO3 → NaHCO3+ NaCl H2O 0,12 0,12 0,12 mol 0,06 0,06 mol HCl + K2CO3 → KHCO3+ KCl VCO ❑2 = 0,06.22,4 = 1,344 0,06 0,06 0,06 mol (l) =>nHCl d ư= 0,06 mol *TH1: NaHCO3 phản ứng trước HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + (16) H2O 0,06 0,06 0,06 VCO ❑2 = 0,06.22,4 = 1,344 (l) *TH2: KHCO3 phản ứng trước HCl + KHCO3 → KCl +CO2 + H2O 0,06 0,06 0,06 VCO ❑2 = 0,06.22,4 = 1,344 (l) * Thực tế hỗn hợp KHCO3, NaHCO3 Phản ứng với khả III Dạng 3: XO2( CO2, SO2 ) tác dụng với dung dịch kiềm Đặc điểm : Bài tập thường cho CO2/SO2 tác dụng với hh dung dịch bazơ Hướng dẫn cách thường làm sử dụng phương trình ion rút gọn: - Chuyển gt đã cho số mol , tính số mol các ion có liên quan - Bản chất phản ứng XO2 với dung dịch kiềm (NaOH, Ba(OH)2, …) là phản ứng XO2 và OH, đó nếu dung dịch ban đầu có nhiều bazơ thì không nên viết các phương trình phân tử mà viết phương trình phản ứng dạng ion rút gọn: XO2 + 2OH- XO32 + H2O nOH ; t Tính nOH nXO2 XO + OH- HXO3 và lập tỉ lệ: để biết sinh muối gì, sau đó so sánh số 2+ 2+ mol với số mol Ca , Ba để tính lượng kết tủa NÕu t < : HXO3 (XO2 d ) NÕu t = : HXO3 NÕu < t < : HXO3 +XO32 NÕu t = : XO32 NÕu t > : XO32 và OH d ph¶n øng ® îc víi OH cã HXO3 Dung dÞch t ¹o thành ph¶n øng ® îc víi CaCl2 ho Æc BaCl2 cã XO32 ®un nãng t¹o cã Ca(HXO3 )2 hoÆc Ba(HXO3 )2 Chú ý: - Viết phương trình ion rút gọn - Giải bài toán theo phương trình ion rút gọn …… Ví dụ minh họa : (17) Bài tập1: Cho 0,225 mol CO2 vào 500ml dd NaOH 0,1M và Ca(OH)2 0,5M m(g) Giá trị m ? Hướng dẫn tư duy: Đối với bài này nếu dùng phương trình phân tử mắc sai lầm và thường bỏ qua phương trình phản ứng Vì vậy gặp dạng này ta nên giải theo phương trình ion rút gọn Giải: Sử dụng phương trình ion rút gọn nOH-/ nCO2= 0,5(0,1 + 0,5.2) : 0,225 = 2,44 Chỉ có CO32- tạo PTPƯ ion rút gọn: CO2 + 2OH- CO32- + H2O 0,225 0,225 mol Ca2+ + CO32- CaCO3 Bđầu: 0,25 0,225 mol Sau pu: 0,025 0,225 mol mCaCO3 = 0,225.100 = 22,5 g Sử dụng phương trình phân tử PT phân tử : CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,025 0,05 0,025 mol CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,2 < 0,25 0,2 mol mCaCO3 = 0,2.100= 20 gam Sai - Chỗ sai HS này là đã bỏ qua pư Na2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2NaOH * Nhận xét: + Khi làm theo phương trình ion rút gọn thì bài toán kết nhanh + Làm theo phương trình phân tử thì viết phương trình phân tử và học sinh bị mắc sai lầm Chỗ sai HS này là đã bỏ qua pư Na2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 +2NaOH Điều này dẫn tới kết các em bị sai Bài tập 2: Cho 28 gam hỗn hợp X (CO2, SO2; dX/O2=1,75) lội chậm qua 500ml dd (NaOH 0,7M, Ba(OH)2 0,4M) m (g) kết tủa, tính khối lượng kết tủa Hướng dẫn tư duy: Đối với bài này nếu dùng phương trình phân tử gặp khó khăn vì phải viết nhiều phương trình phản ứng Quan trọng bài toán này là học sinh biết quy đổi khí (SO2, CO2) ⇔ Một khí YO2 ( Tính khối lượng mol trung bình YO2), viết Phương trình ion tổng quát sau đó tính Giải: Sử dụng phương trình ion rút gọn Đặt kí hiệu CO2 và SO2 là YO2 ( M n 0,5 =56 Y = 24); Y O2 nOH nOH 0, 75 1,5 1,(mol), ta có: nYO2 Tạo muối Sử dụng phương trình phân tử Ta có: M =56 Đặt số mol CO2 và SO2 lần lượt là: a,b ( a,b >0) Ta có: 44a+ 64b=28(I) (18) - 2- Đặt: số mol HYO3 và YO3 lần lượt là: a, b mol (a, b> 0) YO2 + OH HYO3- mà: 44 a 64b 56 a b (II) Từ (I,II) ta có: a= 0,2; b=0,3 - a a a mol - YO2 + 2OH YO32- + H2O b 2b b nNaOH= 0,7.0,5=0,35 nBa(OH)2= 0,4.0,5=0,2 mol Ta thấy: không biết ưu tiên dd bazơ a=b=0,25 nào và tạo muối gì vì vậy khó khăn cho việc viết các phương 22+ trình Bài toán trở nên khó khăn phức YO3 + Ba BaYO3 tạp dùng phương trình phân tử m = 0,2.(137+24+48)=41,8 gam toán quá phức tạp a b 0, a 2b 0, 75 * Nhận xét: + Khi làm theo phương trình ion rút gọn thì bài toán xác định tạo ion nào và viết phương trình ion rút gọn đó bài toán có hướng nhanh và đúng + Làm theo phương trình phân tử thì không xác định gồm các phương trình nào đó bài toán gần bế tắc IV Dạng 4: Kim loại với hỗn hợp axit (HNO3 ,H2SO4 loãng ) kim loại với hh có ion NO3- và ion H+ Đặc diểm: Bài toán thường cho kim loại tác dụng với HNO3 ,H2SO4 loãng kim loại với dd mà đó có chứa ion NO3- và ion H+ Hướng dẫn cách thường làm sử dụng phương trình ion rút gọn: - Chuyển gt đã cho số mol số mol các ion - Ion NO3- môi trường H+ có tính oxi hoá mạnh HNO3 - Cu, Fe2+… Không phản ứng với (HCl, H2SO4 loãng, NaHSO4) không phản ứng với muối NaNO3, KNO3 phản ứng với hỗn hợp loại chất đó phản ứng với HNO3 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 3Fe2+ + H+ + NO3- 3Fe3+ + NO + H2O - Viết đúng phương trình ion rút gọn - Tính nội dung đầu bài hỏi … Ví dụ minh họa: Bài 1: Cho 3,2 (g) bột Cu tác dụng với 100 ml dd hỗn hợp gồm: HNO3 0,8 M và H2SO4 0,2 M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn ,sinh V lít khí NO (sp khử ) ở (đktc) Tính giá trị V ? (19) Hướng dẫn tư duy: Nếu làm phương trình phân tử thì các em viết phản ứng Cu với axit HNO3 không tính đến H2SO4 vì thế kết đáp số khác so với làm phương trình ion rút gọn Với kết vậy thì phương trình phân tử sai còn phương trình ion rút gọn đúng Giải: Sử dụng phương trình ion rút gọn 3,2 Ta có : nCu = 64 =0 ,05 mol; nHNO3 = 0,1 0,8 = 0,08 mol nNO3- = 0,08 mol nH2SO4= 0,1 0,2 = 0,02 mol ∑❑ nH+ = 0,08 + 0,02.2 = 0,12 mol PT ion rút gọn: Sử dụng phương trình phân tử 3,2 Ta có : nCu = 64 =0 ,05 mol; nHNO3 = 0,1 0,8 = 0,08 mol PT phân tử: 3Cu +8 HNO3 3Cu(NO3)2 +2NO+H2O Ta thấy : ,08 < ,05 HNO3 hết, Cu + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + NO + tính theo HNO3 Theo PT: nNO = ¼ nHNO3= ¼.0,08 H2O =0,02mol ,08 ,05 Ta thấy : > > ,12 VNO = 0,02 22,4 =0,448 lít H+ hết ,NO tính theo H+ Theo PT: nNO = ¼ nH+ = 1/4.0,12=0,03 mol VNO = 0,03 22,4 =0,672 lít * Nhận xét: + Khi làm theo phương trình ion rút gọn thì bài toán đúng chất và sử dụng tổng số mol H+, số mol NO3-,số mol Cu kết nhanh + Làm theo phương trình phân tử thì không dùng tới số mol H2SO4 phương trình phân tử và học sinh bị mắc sai lầm dẫn tới kết sai Bài 2: Người ta tiến hành thí nghiệm sau : TN1 : Cho 3,84 (g) Cu phản ứng với 80 ml dd HNO3 1M thoát V1 lít khí NO sản phẩm khử ở đktc TN2 : Cho 3,84 (g) Cu phản ứng với 80 ml dd HNO3 1M và H2SO4 0,5M thoát V2 lít khí NO sản phẩm khử ở đktc So sánh V1 với V2 Hướng dẫn tư duy: (20) Nếu làm phương trình phân tử thì các em viết phản ứng Cu với axit HNO3 không tính đến H2SO4 thế V1= V2 Khi làm theo phương trình ion rút gọn cho kết V1< V2, vậy thì phương trình phân tử sai còn phương trình ion rút gọn thể đúng chất phản ứng, phương trình ion rút gọn đúng Giải: Sử dụng phương trình ion rút gọn , 84 Theo gt : nCu = 64 = 0,06 mol * Xét TN1 : nHNO3 = 0,08.1 = 0,08 mol > nH+ = 0,08 = nNO3PT ion rút gọn : Sử dụng phương trình phân tử , 84 Theo gt : nCu = 64 = 0,06 mol * Xét TN1 : nHNO3 = 0,08 = 0,08 mol PT phản ứng: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Bđ:0,06 0,08 0,02 (mol) Bđ:0,06;0,08 ;0,08 (mol) VNO = 0,02 22,4 = 0,448 (l) Sau:0,03 0,06 0,02 (mol) *Xét TN2 : nHNO3 = 0,08 = 0,08 mol ; nH2SO4= 0,08 0,5 = 0,04 mol VNO = 0,02 22,4 = 0,448 (l) Vì H2SO4 với nồng độ vậy thì là *Xét TN2 : nHNO3 = 0,08 = 0,08 mol ; nH2SO4= 0,08 0,5 = 0,04 mol loãng nên không có thêm phản ứng ∑ n H+ = 0,08 + 0,04 = 0,16 ( PTPU TN1) mol VNO = 0,02 22,4 = 0,448 (l) nNO3 = 0,08 mol Kết quả: TN có thể tích NO PT ion rút gọn : 3Cu + 2NO3- + 8H+ 3Cu2++2NO+4H2O 3Cu + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + 2NO+ 4H2O Bđ: 0,06 0,08 0,16 Sau: 0,04 0,04 VNO = 0,04 22,4 = 0,896 (l) Vậy : V1 = 1/2 V2 hay 2V1 = V2 * Nhận xét: + Khi làm theo phương trình ion rút gọn thì xét TN2 bài toán đúng chất và sử dụng tổng số mol H+, số mol NO3-,số mol Cu kết nhanh + Làm theo phương trình phân tử thì không dùng tới số mol H2SO4 ở TN2 vậy kết TN là 1phương trình phân tử nên thể tích NO sinh ở TN là C BÀI TẬP VẬN DỤNG: I Dạng 1: Hỗn hợp axit với hh bazơ (Phản ứng trung hoà.) Bài tập 1: (21) Trộn dung dịch A chứa NaOH và dung dịch B chứa Ba(OH)2 theo thể tích dung dịch C Trung hòa 100 ml dung dịch C cần dùng hết 35 ml dung dịch H2SO4 2M và thu 9,32 gam kết tủa Tính nồng độ mol/l các dung dịch A và B *Cần phải trộn bao nhiêu ml dung dịch B với 20 ml dung dịch A để thu đượcdung dịch hòa tan vừa hết 1,08 gam Al Đ/S: CM NaOH=1,2M; CMBa(OH)2 =0,8M; VB = 100 ml Bài tập 2: Tính thể tích dd Ba(OH)2 0,04M cần cho vào 100ml dd gồm HNO3 0,1M và HCl 0,06 M để dd sau phản ứng có môi trường axit với nồng độ là 0,01 M Đ/S: VBa(OH)2 =0,1785 lít Bài tập a Cho hỗn hợp gồm FeS2 , FeCO3 tác dụng hết với dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thu dung dịch A và hỗn hợp khí B gồm NO2 và CO2 Thêm dung dịch BaCl2 vào dung dịch A Hấp thụ hỗn hợp khí B dung dịch NaOH dư Viết phương trình phân tử và phương trình ion thu gon các phản ứng xảy b Trộn 200 ml dung dịch HCl 0,1M và H2SO4 0,05M với 300 ml dung dịch Ba(OH)2 có nồng độ a mol/l thu m gam kết tủavà 500 ml dung dịch có môi trường bazơ và nồng độ là 0,1 M Tính a và m Đ/S: a =0,15 M; m = 2,33(g) Bài tập 4: Cho hai dung dịch H2SO4 có nồng độ là 0,1M và 0,01 M Thêm 100 ml dung dịch KOH 0,1M vào 100 ml dung dịch trên Tính nồng độ mol/l các chất có dung dịch thu Đ/S: CM K2SO4(1) =0,025 M; CM H2SO4(1) dư =0,025 M; CM K2SO4(2) =0,01 M Bài tập 5: Hòa tan mẫu hợp kim Ba-Na ( với tỷ lệ số mol là 1: ) vào nước thu dung dịch A và 6,72 lít H2 (đktc) a Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch HCl có nồng độ 0,1 M để trung hòa 1/10 dung dịch A b Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 1/10 dung dịch A thì thu 2,955 gam kết tủa Tính V c Thêm m gam NaOH vào 1/10 dung dịch A thu dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng với 100 ml dung dịch Al 2(SO4)3 0,2M thu kết tủa C Tính m lượng kết tủa C là lớn nhất, bé Tính khối lượng kết tủa lớn nhất, bé Đ/S: VHCl=0,6(l); VCO2 =0,336 (l) 1,008 (l) m =4 (g)thì mC bé =4,66(g); m =2,4 (g) thì mC lớn nhất=7,78(g) Bài tập 6: (Giải toán hoá vô - TS Nguyễn Thanh Khuyến ) (22) Hoà tan 7,83 (g) hỗn hợp X gồm kim loại kiềm A, B thuộc chu kỳ kế tiếp bảng tuần hoàn vào nước 1lit dung dịch C và 2,8 lit khí bay (đktc) a Xác định A, B và số mol A, B C b Lấy 500 ml dung dịch C cho tác dụng với 200 ml dung dịch D chứa H2SO4 0,1 M và HCl nồng độ x Tính x biết dung dịch E thu là trung tính c Tính tổng khối lượng muối thu sau cô cạn dung dịch E Đ/S: A là kim loại Na: B là kim loại K; với số mol là 0,12; 013 X= 0,425 M; mmuối =31,6675 (g) Bài tập 7: (Giải toán hoá vô - TS Nguyễn Thanh Khuyến ) Một dung dịch A chứa HNO3 và HCl theo tỉ lệ mol :1 a Biết cho 200 ml dung dịch A tác dụng với 100 ml NaOH M thì lượng axit dư A tác dụng vừa đủ với 50 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2 M Tính nồng độ mol axit dung dịch A b Nếu trộn 500 ml dung dịch A với 100 ml dung dịch B chứa NaOH M và Ba(OH)2 0,5 M thì dung dịch C thu có tính axit hay bazơ ? c Phải thêm vào dung dịch C bao nhiêu lit dung dịch A dung dịch B để có dung dịch D trung tính ? d Cô cạn dung dịch D Tính khối lượng muối khan thu Đ/S: CMHNO3 =0,4 M; CMHCl =0,2M; ddC là môi trường axit; VB=0,65 (l) Bài tập 8: (Giải toán hoá vô - TS Nguyễn Thanh Khuyến ) 100 ml dung dịch X chứa H2SO4 và HCl theo tỉ lệ mol : Để trung hoà 100 ml dung dịch X cần 400 ml dung dịch NaOH 5% (d = 1,2g/ml) a Tính nồng độ mol axit dung dịch X b Nếu C% NaCl sau phản ứng là 1,95 Tính khối lượng riêng dung dịch X và nồng độ % axit dung dịch X ? c Một dung dịch Y chứa bazơ NaOH và Ba(OH)2 Biết 100 ml dung dịch X trung hoà vừa đủ 100 ml dung dịch Y đồng thời tạo 23,3 gam kết tña Chứng minh Ba2+ dung dịch Y kết tủa hết Tính nồng độ mol bazơ dung dịch Y Đ/S: CMHCl =2 M; CMH2SO4 = M; D =1,2 (g/ml); CMNaOH =4 M; CMBa(OH)2 =1 M Bài 9: (Giải toán hoá vô - TS Nguyễn Thanh Khuyến ) Thêm 100 ml nước vào 100 ml dung dịch H2SO4 200 ml dung dịch X(d=1,1 g/ml) a Biết 10 ml dung dịch X trung hoà vừa đủ 10 ml dung dịch NaOH M, Tính nồng độ mol và khối lượng riêng dung dịch H2SO4 ban đầu (23) b.Lấy 100 ml dung dịch X, thêm vào đó 100 ml dung dịch HCl 200 ml dung dịch Y Khi trung hoà vừa đủ 100 ml dung dịch X 200 ml dung dịch NaOH thì thu muối với tỉ lệ khối lượng : mNaCl : mNa ❑2 SO ❑4 = 1,17 Tính nồng độ mol dung dịch HCl và NaOH Đ/S: CM HCl =4 M; D =1,2 (g) Bài tập 10: Cho 8,94 (g) hh kim loại gồm: K ,Na , Ba vào nước dư thu dd X và 2,688 (l) khí ở đktc Cho dd X tác dụng với dd Y gồm : HCl ,H2SO4 (tỉ lệ mol là 4:1) Trung hòa X bởi Y Tính khối lượng muối khan sau phản ứng Đ/S: mmuối =18,46 (g) II Dạng 2: Phản ứng muối cacbonnat với axit Bài tập1: Hòa tan a (g) hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K HCO3 vào nước để 400ml dd A Thêm từ từ , khuấy 100ml HCl 1,5 M vào dung dịch X trên thấy có 1,008 ml khí CO2 thoát ở đktc và dung dịch Y Thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y kết tủa 29,55 (g) kết tủa Tính a Tính nồng độ mol các chất dd X Người ta lại cho từ từ dd X ở trên vào bình đựng 100 ml dd HCl 1,5 M Tính thể tích khí thoát ở đktc Đ/S: a =20,13 (g) ; CM K HCO3 =0,225 M; CM Na2CO3 =0,2625M VCO2 = 2,184 (l) Bài tập : Có 600 ml dd hỗn hợp gồm Na2CO3 và NaHCO3 Thêm 5,64 (g) hh K2CO3 và KHCO3 vào dd trên ,thì dd A ( giả sử thể tích dd A là 600 ml ) chia dd A làm phần : * Cho từ từ 100 ml dd HCl vào phần thứ ,thu dd B và 448ml khí ở đktc.Thêm nước vôi đến dư vào dd B thấy tạo thành 2,5 (g) kết tủa * Phần thứ hai tác dụng vừa đủ với 150 ml dd NaOH 0,1 M * Phần thứ ba cho khí HBr dư qua sau đó cô cạn thì thu 8,125 (g) muối khan a Viết các phương trình phản ứng xảy dạng ion rút gọn b Tính nồng độ mol các muối có dd A và dd HCl đã dùng Đ/S : CM Na2CO3 = 0,1 M ; CM NaHCO3 =0,005 M ;CM K2CO3 = 0,05 M CM KHCO3 =0,025 M ; CM HCl =0,5 M Bài tập : (24) Cho từ từ dd (0,5mol HCl và 0,3 mol NaHSO4) vào dd chứa (0,6 mol NaHCO3 và 0,3 mol K2CO3) dd X và V lít CO2 (đktc) Thêm Ba(OH)2 dư vào dd X thấy tạo thành m (g) kết tủa Giá trị V và m ? Đ/S: V=11,2(l); m=78,8(g) Bài tập 4: Cho từ từ dung dịch A chứa x mol HCl vào dung dịch B chứa y mol Na2CO3 Sau cho hết A vào B ta dung dịch C Hỏi dung dịch C có chất gì? Bao nhiêu mol ( tính theo x, y) Nếu x = 2y thì môi trường dung dịch C là môi trường axit hay bazo hay trung tính sau đun nhẹ để đuổi hết khí Đ/S : Bài toán có trường hợp xảy Bài tập 5: Có lít dung dịch hỗn hợp gồm Na 2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch đó Sau các phản ứng kết thúc thu 39,7 gam kết tủa A và dung dịch B a Tính khối lượng các chất kết tủa A b Chia dung dịch B thành phần nhau: Phần I: cho dung dịch axit HCl dư vào, sau đó cô cạn dung dịch và nung chất rắn sau cô cạn ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu chất rắn X Tính % khối lượng chất rắn X Thêm từ từ 270 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào phần II sau đó đun nhẹ để khí bay Hãy cho biết tổng khối lượng dung dịch giảm bao nhiêu gam? Giả sử nước bay không đáng kể Đ/S : mBaCO3 =19,7 (g) ; mCaCO3 =20 (g) ; Chất rắn X chứa 100 % NaCl ; Tổng khối lượng dd giảm tối đa là : 6,761 (g) Bài tập 6: Cốc X đựng 200ml dd Na2CO3 1M và NaHCO3 1,5M Cốc Y đựng 173ml dd HCl 7,7%( D= 1,37g/ml) Người ta tiến hành làm các thí nghiệm sau: * TN1: Đổ từ từ Y vào X * TN2: Đổ từ từ X vào Y * TN3: Đổ nhanh X vào Y Tính thể tích khí thoát ở thí nghiệm phản ứng kết thúc.( ở đktc) Đ/S: TN1: V= 6,72(l); TN2: V=8(l); TN3:6,72<V<8,96 Bài tập 7: Cho 35(g) hh X gồm: Na2CO3 và K2CO3 Thêm từ từ và khuấy 0,8(l) HCl 0,5M vào dd X trên thấy có 2,24(l) khí CO2 thoát ở đktc và dd Y Thêm Ca(OH)2 dư vào dd Y kết tủa Z Tính khối lượng chất hh ban đầu và z Đ/S: mNa2CO3=21,2(g); mK2CO3=13,8(g); Z=20(g) Bài tập 8: (25) Cho từ từ 150ml dd X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1M và K2CO3 0,5M vào 200ml dd hỗn hợp HCl 2M Tính thể tích khí thoát ở đktc Đ/S: V=4,48(l) Bài tập 9: Cho từ từ 250ml dd KHSO4 2M vào 200ml dd X chứa hỗn hợp gồm NaHCO3 1M và K2CO3 0,5M Tính thể tích khí thoát ở đktc Đ/S: V= 6,72(l) Bài tập 10: Trộn 150ml dd X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1M và K2CO3 0,5M với 150ml dd hỗn hợp HCl 2M Tính thể tích khí thoát ở đktc Đ/S: V= 3,36(l) Bài tập 11: Một hỗn hợp X gồm NaHCO3, Na2CO3 , K2CO3 có khối lượng là 46,6gam Chia X thành phần nhau: Phần I : Tác dụng với dung dịch CaCl2 dư thu 15 gam kết tủa Phần II: Tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư thu 20 gam kết tủa a Tính khối lượng muối hỗn hợp X ban đầu b Hòa tan hoàn toàn 46,6 gam hỗn hợp X vào nước thu dung dịch A Thêm từ từ dung dịch HCl 2M vào dung dịch A Tính thể tích dung dịch HCl 2M tối thiểu cần cho vào dung dịch A để bắt đầu có khí bay và để có lượng khí thoát tối đa Đ/S: mNaHCO3=8,4(g); mNa2CO3=10,6(g);mK2CO3=27,6(g) III Dạng 3: XO2( CO2, SO2 ) tác dụng với dung dịch kiềm Bài tập1: Cho V lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 1M và Ba(OH)2 0,75M thu 27,58 gam kết tủa Giá trị lớn V Đ/S: V= 4,704(l) Bài tập2: Dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M Hấp thụ 7,84 lít khí CO2 (đktc) vào lít dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu là a(g) Tìm a? Đ/S: a= 9,85(g) Bài tập3: Hấp thụ hoàn toàn 11,2 lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH aM và Ba(OH)2 1M thu dung dịch X và 19,7 gam kết tủa Giá trị a? Đ/S: a= 1M Bài tập 4: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam CaO vào nước thu dung dịch A (26) 1.Nếu cho khí CO2 sục qua dung dịch A và sau kết thúc thí nghiệm thấy có 2,5 gam kết tủa Tính thể tích khí CO2 (đktc) đã tham gia phản ứng Hòa tan hoàn toàn 28,1 gam hỗn hợp X gồm BaCO và MgCO3 (chiếm a% khối lượng) dung dịch HCl dư thu khí CO Hấp thụ khí CO2 dung dịch A a Chứng minh sau phản ứng thu kết tủa b Với giá trị nào a thì lượng kết tủa thu là cực đại? cực tiểu ? Tính khối lượng kết tủa đó Đ/S: V= 0,56 (l) 8,4 (l) ; a = 29,89 % ; a= 100 % Bài tập 5: Cho 17,4 gam hỗn hợp bột A gồm Al, Fe, Cu vào 400 ml dung dịch CuSO4 nồng độ 0,875M khuấy cho phản ứng xảy hoàn toàn Sau phản ứng, thu dung dịch X và kết tủa B gồm kim loại có khối lượng là 31,6 gam Cho B và dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thì thu 11,76 lit khí SO2 ( đo ở đktc) a Viết các phương trình phản ứng xảy b.Tính khối lượng các kim loại 17,4 gam hỗn hợp A c Tính thể tích dung dịch Y gồm Ba(OH)2 0,25M và NaOH 0,3 M cần cho vào khí SO2 để thu kết tủa - Viết PTPU (Đối với các phản ứng xảy dung dịch yêu cầu viết ở dạng ion thu gọn) - Tính khối lượng chất rắn thu sau phản ứng Đ/S: mAl =5,4(g); mFe=5,6 (g); mCu =6,4(g); 0,65625 (l)< V < 1,3125(l) V 1,3125 (l) Bài tập 6: Hoà tan mẫu hợp kim Ba – K có số mol vào H2O dd X và 0,3 mol khí Sục 0,025 mol CO2 vào X m(g) kết tủa Giá trị m là Đ/S: 4,925(g) IV Dạng 4: Kim loại với hỗn hợp axit (HNO3 ,H2SO4 ) kim loại với hh có ion NO3- và ion H+ Bài tập 1: (PP giải bài tập vô – Đỗ Xuân Hưng ) Cho 0,045 mol Cu vào vào bình chứa 0,08 mol HNO3 ,thoát khí NO nhất.Thêm tiếp H2SO4 loãng dư vào bình, Cu tan hết thu thêm V (l) khí NO ở đktc Tính V Đ/S: V= 224 ml Bài tập : (PP giải bài tập vô – Đỗ Xuân Hưng ) Có 3,2 (g) Cu vào 120 ml dd hh chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5 M thu dd A và khí NO ở đktc a Tính thể tích khí thoát ở đktc b Tính khối lượng muối khan sau cô cạn dd A Đ/S : V= 0,7466 (l) ; 8(g)< m muối < 9,4 (g) (27) Bài tập 3: Nhỏ từ từ 500 ml H2SO4 1M loãng dư vào bình chứa m (g) hỗn hợp gồm Fe3O4 và Cu với tỉ lệ số mol lần lượt là 1: Khuấy thấy hỗn hợp tan dần và còn lại 3,84 (g) chất rắn Cho tiếp dd chứa NaNO3 từ từ vào bình ( Sau phản ứng H2SO4 với hh ) Khuấy cho đến khí ngừng thoát thu V (l) NO ở đktc(sp khử nhất) Tính m và V ? Đ/S: 21,6(g) ; 2,24 (l) Bài tập 4: DD chứa hh A gồm: x mol Ag+ ; y mol H+ ; 0,18 mol NO3- Cho 3,36 (g) bột sắt vào dd A, đun nóng đến phản ứng xảy hoàn toàn 0,02 mol NO (sp khử ) và dd B cùng m (g) chất rắn Tính m Đ/S: 10,8 (g) Bài tập 5: Cho a mol Cu kim loại tan hoàn toàn 120 ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M (loãng) thu V lít khí NO (sp khử ở đktc) Tính V và a ? Đ/S: 1,344 (l) ; 0,09 mol Bài tập 6: Hòa tan 6,4 (g) Cu vào 120 ml dd hỗn hợp HNO3 M và H2SO4 0,5 M thu dd A và V (l) khí NO ở đktc Tính thể tích khí thoát và khối lượng muối khan cô cạn dd A Đ/S:VNO = 0,06 22,4 = 1,344 (l) Bài tập 7: Cho 6,4 gam Cu vào bình chứa 500 ml dung dịch HCl 1M, sau đó cho tiếp 17 gam NaNO3 thấy thoát V lít khí NO ở (đktc).Tính V Đ/S:VNO = 1,49 (l) Bài tập 8: Hỗn hợp X gồm Fe và Cu cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư thấy tạo 2,24 lít khí Để oxihoá các chất sau phản ứng cần dùng lượng vừa đủ 10,1 g KNO3 Phản ứng kết thúc thấy tạo V lít khí NO Tính V và % khối lượng hỗn hợp X(thể tích các khí đo ở đktc) Đ/S:VNO = 2,24 lít; %m Fe = 46,67%; % mCu = 53,33% Bài tập 9: Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO 3)2 Cho m gam bột Fe vào dung dịch khuấy cho đến phản ứng kết thúc thu chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam Tính m Giả thiết sản phẩm khử NO3- có NO Đ/S: m=40(g) D KẾT QUẢ THỰC HIỆN * Bảng khảo sát : Khảo sát lấy số liệu học sinh đội tuyển Khi chưa học chuyên đề Khi học chuyên đề -Có 3/20 em học sinh biết làm 16/20 em học sinh biết vận dụng và làm bài tập dạng này ( học sinh biết làm dạng này là các em tự đọc tài liệu và học hỏi anh chị mình ) (28) PHẦN KẾT LUẬN Chuyên đề Một số dạng bài tập sử dụng phương trình ion rút gọn giúp học sinh chủ động, lĩnh hội kiến thức và nhận dạng bài tập nhanh hơn, từ đó học sinh có vận dụng linh hoạt với các kiểu bài, các dạng bài tập Trong thực tế giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi môn Hóa nói chung và đội tuyển học sinh giỏi Hóa nói riêng còn gặp không ít khó khăn Song tôi cố gắng đầu tư hết mức với mong muốn có kết ngày càng cao Trên đây là số suy nghĩ tôi phần phương trình ion rút gọn vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa Chuyên đề không tránh khỏi hạn chế.Tôi mong tham góp ý kiến các bạn đồng nghiệp để chuyên đề đạt kết cao và mang tính khả thi Yên L ạc, Tháng năm 2015 Người viết chuyên đề Dương Thị Đức Ái (29) NHẬN XÉT CỦA TỔ BỘ MÔN NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG NHÀ TRƯỜNG Các tài liệu tham khảo (30) Sách Hướng dẫn giải nhanh hóa học vô NXBĐHQGHN (Đỗ Xuân Hưng ) Sách Chuyên đề bồi dưỡng Hoá 8,9 – NXB Đà Nẵng (Hoàng Vũ) Sách PP giải bài tập hóa vô NXBĐHQGHN (Nguyễn Thanh Khuyến) Tuyển tập Olimpic 30.4 - NXB ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh Báo hóa học và ứng dụng (31)