Đang tải... (xem toàn văn)
CM - Mối quan hệ giữa độ tan S và nồng độ phần trămC %; mối quan hệ giữa nồng độ phần trăm C % và nồng độ mol CM II- Một số dạng bài tập liên quan đến dung dịch có giải Vận dụng lí thuyế[r]
(1)Th¸ng -10: nhËn biÕt – ph©n biÖt c¸c chÊt I/ Nguyªn t¾c : Muốn nhận biết hay phân biệt các chất ta phải dựa vào phản ứng đặc trng và có các tợng: nh có chất kết tủa tạo thành sau phản ứng, đổi màu dung dịch, giải phãng chÊt cã mïi hoÆc cã hiÖn tîng sñi bät khÝ HoÆc cã thÓ sö dông mét sè tÝnh chất vật lí (nếu nh bài cho phép) nh nung nhiệt độ khác nhau, hoà tan các chất vào níc, Phản ứng hoá học đợc chọn để nhận biết là phản ứng đặc trng đơn giản và có dấu hiệu rõ rệt Trừ trờng hợp đặc biệt, thông thờng muốn nhận biết n hoá chất cần ph¶i tiÕn hµnh (n – 1) thÝ nghiÖm Tất các chất đợc lựa chọn dùng để nhận biết các hoá chất theo yêu cầu đề bài, đợc coi là thuốc thử Lu ý: Kh¸i niÖm ph©n biÖt bao hµm ý so s¸nh (Ýt nhÊt ph¶i cã hai ho¸ chÊt trë lên) nhng mục đích cuối cùng phân biệt là để nhận biết tên số hoá chất nào đó II/ Ph¬ng ph¸p lµm bµi 1/ Chiết(Trích mẫu thử) các chất vào nhận biết vào các ống nghiệm.(đánh số) 2/ Chọn thuốc thử thích hợp(tuỳ theo yêu cầu đề bài: thuốc thử tuỳ chọn, han chế hay kh«ng dïng thuèc thö nµo kh¸c) 3/ Cho vào các ống nghiệm ghi nhận các tợng và rút kết luận đã nhận biết, phân biệt đợc hoá chất nào 4/ ViÕt PTHH minh ho¹ III/ C¸c d¹ng bµi tËp thêng gÆp NhËn biÕt c¸c ho¸ chÊt (r¾n, láng, khÝ) riªng biÖt NhËn biÕt c¸c chÊt cïng mét hçn hîp Xác định có mặt các chất (hoặc các ion) cùng dung dịch Tuú theo yªu cÇu cña bµi tËp mµ mçi d¹ng cã thÓ gÆp c¸c trêng hîp sau: + NhËn biÕt víi thuèc thö tù (tuú chän) + NhËn biÕt víi thuèc thö h¹n chÕ (cã giíi h¹n) + Nhận biết không đợc dùng thuốc thử bên ngoài §èi víi chÊt khÝ: Khí CO2: Dùng dung dịch nớc vôi có d, tợng xảy là làm đục nớc v«i KhÝ SO2: Cã mïi h¾c khã ngöi, lµm phai mµu hoa hång hoÆc Lµm mÊt mµu dung dÞch níc Br«m hoÆc Lµm mÊt mµu dung dÞch thuèc tÝm ⃗ 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O ❑ KhÝ NH3: Cã mïi khai, lµm cho quú tÝm tÈm ít ho¸ xanh Khí clo: Dùng dung dịch KI + Hồ tinh bột để thử clo làm dung dịch từ màu tr¾ng chuyÓn thµnh mµu xanh (2) ⃗ 2KCl + I2 Cl2 + KI ❑ Khí H2S: Có mùi trứng thối, dùng dung dịch Pb(NO 3)2 để tạo thành PbS kết tña mµu ®en Khí HCl: Làm giấy quỳ tẩm ớt hoá đỏ sục vào dung dịch AgNO tạo thµnh kÕt tña mµu tr¾ng cña AgCl Khí N2: Đa que diêm đỏ vào làm que diêm tắt Khí NO ( không màu ): Để ngoài không khí hoá màu nâu đỏ Khí NO2 ( màu nâu đỏ ): Mùi hắc, làm quỳ tím tẩm ớt hoá đỏ ⃗ 4HNO3 4NO2 + 2H2O + O2 ❑ NhËn biÕt dung dÞch baz¬ (kiÒm): Lµm quú tÝm ho¸ xanh NhËn biÕt Ca(OH)2: Dùng CO2 sục vào đến xuất kết tủa thì dừng lại Dùng Na2CO3 để tạo thành kết tủa màu trắng CaCO3 NhËn biÕt Ba(OH)2: Dùng dung dịch H2SO4 để tạo thành kết tủa màu trắng BaSO4 Nhận biết dung dịch axít: Làm quỳ tím hoá đỏ Dung dÞch HCl: Dïng dung dÞch AgNO lµm xuÊt hiÖn kÕt tña mµu tr¾ng cña AgCl Dung dÞch H2SO4: Dïng dung dÞch BaCl2 hoÆc Ba(OH)2 t¹o kÕt tña BaSO4 Dung dịch HNO3: Dùng bột đồng đỏ và đun nhiệt độ cao làm xuất dung dÞch mµu xanh vµ cã khÝ mµu n©u tho¸t cña NO2 Dung dÞch H2S: Dïng dung dÞch Pb(NO3)2 xuÊt hiÖn kÕt tña mµu ®en cña PbS Dung dÞch H3PO4: Dïng dung dÞch AgNO3 lµm xuÊt hiÖn kÕt tña mµu vµng cña Ag3PO4 NhËn biÕt c¸c dung dÞch muèi: Muèi clorua: Dïng dung dÞch AgNO3 Muèi sunfat: Dïng dung dÞch BaCl2 hoÆc Ba(OH)2 Muèi cacbonat: Dïng dung dÞch HCl hoÆc H2SO4 Muèi sunfua: Dïng dung dÞch Pb(NO3)2 Muèi ph«tphat: Dïng dung dÞch AgNO3 hoÆc dïng dung dÞch CaCl2, Ca(OH)2 lµm xuÊt hiÖn kÕt tña mïa tr¾ng cña Ca3(PO4)2 NhËn biÕt c¸c oxit cña kim lo¹i * Hçn hîp oxit: hoµ tan tõng oxit vµo níc (2 nhãm: tan níc vµ kh«ng tan) Nhãm tan níc cho t¸c dông víi CO2 + NÕu kh«ng cã kÕt tña: kim lo¹i oxit lµ kim lo¹i kiÒm + NÕu xu¸t hiÖn kÕt tña: kim lo¹i oxit lµ kim lo¹i kiÒm thæ Nhãm kh«ng tan níc cho t¸c dông víi dung dÞch baz¬ + NÕu oxit tan dung dÞch kiÒm th× kim lo¹i oxit lµ Be, Al, Zn, Cr + NÕu oxit kh«ng tan dung dÞch kiÒm th× kim lo¹i oxit lµ kim lo¹i kiÒm thæ NhËn biÕt mét sè oxit: - (Na2O; K2O; BaO) cho t¸c dông víi níc > dd suèt, lµm xanh quú tÝm - (ZnO; Al2O3) võa t¸c dông víi dung dÞch axit, võa t¸c dông víi dung dÞch baz¬ (3) - CuO tan dung dịch axit tạo thành đung dịch có màu xanh đặc trng - P2O5 cho tác dụng với nớc > dd làm quỳ tím hoá đỏ - MnO2 cho tác dụng với dd HCl đặc có khí màu vàng xuất - SiO2 kh«ng tan níc, nhng tan dd NaOH hoÆc dd HF I Nhaän bieát caùc chaát dung dòch Hoá chất - Axit - Bazô kieàm Goác nitrat Hiện tượng - Quỳ tím hoá đỏ Quyø tím - Quỳ tím hoá xanh Taïo khí khoâng maøu, Cu để ngoài không khí hoá nâu Goác sunfat Taïo keát tuûa traéng BaCl2 khoâng tan axit Goác sunfit - Taïo keát tuûa traéng - BaCl2 khoâng tan axit - Axit - Taïo khí khoâng maøu Goác cacbonat Taïo khí khoâng maøu, Axit, BaCl2, taïo keát tuûa traéng AgNO3 Goác photphat Goác clorua Muoái sunfua Muoái saét (II) Muoái saét (III) Muoái magie Muối đồng Muoái nhoâm Thuốc thử AgNO3 AgNO3, Pb(NO3)2 Axit, Pb(NO3)2 NaOH Phương trình minh hoạ 8HNO3 + 3Cu 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (khoâng maøu) 2NO + O2 2NO2 (maøu naâu) H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl Na2SO3 + BaCl2 BaSO3 + 2NaCl Na2SO3 + HCl BaCl2 + SO2 + H2 O CaCO3 +2HCl CaCl2 + CO2 + H2 O Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + 2AgNO3 Ag2CO3 + 2NaNO3 maøu Na3PO4 + 3AgNO3 Ag3PO4 + 3NaNO3 Taïo keát tuûa vaøng Taïo keát tuûa traéng (maøu vaøng) HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 2NaCl + Pb(NO3)2 PbCl2 + 2NaNO3 Tạo khí mùi trứng Na2S + 2HCl 2NaCl + H2S ung Na2S + Pb(NO3)2 PbS + 2NaNO3 Taïo keát tuûa ñen Taïo keát tuûa traéng xanh, sau đó bị hoá nâu ngoài không khí Taïo keát tuûa maøu naâu đỏ Taïo keát tuûa traéng Taïo keát tuûa xanh lam Taïo keát tuûa traéng, FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl Cu(NO3)2 +2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH (dö) NaAlO2 + 2H2O (4) tan NaOH dö II Nhaän bieát caùc khí voâ cô Khí SO2 Khí CO2 Khí N2 Khí NH3 Khí CO Khí HCl Khí H2S Khí Cl2 Axit HNO3 Làm đục nước vôi Ca(OH)2, dd nước Maát maøu vaøng naâu brom dd nước brom Làm đục nước vôi Ca(OH)2 Que dieâm Que dieâm taét đỏ Quỳ tím ẩm hoá Quyø tím aåm xanh Chuyeån CuO (ñen) CuO (ñen) thành đỏ - Quỳ tím ẩm ướt hoá - Quyø tím đỏ ẩm ướt - AgNO3 - Taïo keát tuûa traéng Pb(NO3)2 Taïo keát tuûa ñen Giaáy taåm Laøm xanh giaáy taåm hoà tinh boät hoà tinh boät Coù khí maøu naâu xuaát Boät Cu hieän SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O SO2 + 2H2O + Br2 H2SO4 + 2HBr CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O CO + CuO (ñen) o t Cu + CO2 (đỏ) HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 H2S + Pb(NO3)2 PbS + 2HNO3 4HNO3 + Cu Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Bµi tËp ¸p dông: Bµi 1: ChØ dïng thªm mét ho¸ chÊt, nªu c¸ch ph©n biÖt c¸c oxit: K 2O, Al2O3, CaO, MgO Bµi 2: Cã mÉu kim lo¹i Ba, Mg, Fe, Al, Ag nÕu chØ dïng dung dÞch H 2SO4 lo·ng có thể nhận biết đợc kim loại nào Viết các PTHH minh hoạ Bµi 3: ChØ cã níc vµ khÝ CO2 h·y ph©n biÖt chÊt bét tr¾ng sau ®©y: NaCl, Na 2CO3, Na2SO4, BaCO3, BaSO4 Bài 4: Không đợc dùng thêm hoá chất nào khác, hãy nhận biết lọ bị nhãn sau ®©y KHCO3, NaHSO4, Mg(HCO3)2 , Na2CO3, Ba(HCO3)2 Bµi 5: ChØ dïng thªm Cu vµ mét muèi tuú ý h·y nhËn biÕt c¸c ho¸ chÊt bÞ mÊt nh·n các lọ đựng chất sau: HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4 (5) Th¸ng 11-12: áp dụng định luật bảo toàn khối lợng gi¶i to¸n hãa häc I Nguyªn t¾c: Tổng khối lượng các chất tham gia tổng khối lượng sản phẩm tạo thành Ví dụ: Xét phản ứng : A + B→ C + D Ta có: mA + mB → mC + mD Hệ : Gọi mt là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, ms là tổng khối lượng các chất sau phản ứng Dù cho phản ứng xảy vừa đủ hay có chất hay có chất dư, hiệu suất phản ứng nhỏ 100% thì mt = ms Hệ : Khi cation kết hợp với anion để tạp thành các hợp chất (như oxit, hidroxit, muối) thì ta luôn có : (6) Khối lượng hợp chất = khối lượng cation + khối lượng anion Hệ : Khi cation thay đổi anion tạo hợp chất mới, chênh lệch khối lượng hai hợp chất chênh lệch khối lượng các cation Hệ : Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng Hệ : Trong phản ứng khử oxit kim loại CO, H2, Al + Chất khử lấy oxi oxit tạo CO 2, H2O, Al2O3 Tạ số mol CO, H2, Al tham gia phản ứng số mol CO2, H2O, Al2O3 tạo ra, ta tính lượng oxi oxit (hay hỗn hợp oxit) và suy lượng kim loại (hay hỗn hợp kim loại) + Khi khử oxit kim loại, CO H2 lấy oxi khỏi oxit Khi đó ta có : nO(trong oxit) = nCO = nCO2 = nH2O * Lưu ý: Không tính khối lượng phần không tham gia phản ứng * Ví dụ: Ví dụ 1: Cho 24,4g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 Sau phản ứng thu 39,4g kết tủa Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu m(g) muối clorua Vậy m có giá trị là: A 2,66g B 22,6g C 26,6g D 6,26g * Cách giải thông thường (Phương pháp đại số): Các em tiến hành viết PTHH, đặt ẩn số tính khối lượng muối sau đó tính tổng khối lượng Ptpư: (1) Na2CO3 + BaCl2 2NaCl + BaCO3 (2) K2CO3 + BaCl2 2KCl + BaCO3 Đặt số mol Na2CO3 là x; K2CO3 là y Theo đầu bài ta có hệ phương trình: => mNaCl = 0,2 x 58,5 = 11,7(g) => m KCl = 0,2 x 74,5 = 14,9 (g) => m = 11,7 + 14,9 = 26,6 (g) * Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: Hỗn hợp(Na2CO3, K2CO3) + BaCl2 kết tủa(BaCO3) + muối Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: => m = 24,4 + 0,2 x 208 - 39,4 = 26,6 (g) => Đáp án (C) đúng Ví dụ 2: Hoà tan 10,0 gam hỗn hợp hai kim loại HCl dư thấy tạo 2,24lít khí (7) H2(đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Giá trị m là: A 1,17 gam B 17,1 gam C 3,42gam D 34,2 gam *Cách giải thông thường: Ký hiệu kim loại là A, B hóa trị n, m có số mol tương ứng là x và y Ptpư: 2A + 2n HCl 2ACln + nH2 2B + 2m HCl BClm + mH2 Theo ptpư: => nx + my = 0,2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: Thay số vào ta có: m = 10 + (nx + my) 36,5 - 0,1 = 10 + 0,2 x 36,5 - 0,2 = 17,1 (g) * Áp dụng đl bảo toàn khối lượng: Ta thấy => mmuối = mKl + m gốc axit = 10 + 0,2 35,5 = 17,1 (g) => Đáp án (B) đúng Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 25,12 gam hỗn hợp kim loại Mg, Al, Fe dung dịch HCl dư thu 13,44 lít khí H2 (đktc) và m (gam) muối Tính m? Bài giải: Nếu giải theo cách thông thường ta phải viết phương trình phản ứng, gọi ẩn là số mol kim loại Tuy nhiên đề bài cho kiện là khối lượng hỗn hợp và thể tích khí H2 sinh Mặt khác đề bài yêu cầu tính tổng số gam muối thu không phải khối lượng muối MgCl2, AlCl3, FeCl2 riêng biệt Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng nH2 = =0,6 (mol) → nHCl = 2nH2 =2 0,6=1,2 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mKl + maxit = mmuối + mH2 → mmuối = mKl + maxit – mH2 =25,12 +1,2 36,5 – 0,6 = 67,72 gam II Bài tập vận dụng: (8) Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 10,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al dung dịch HCl dư thu 7,84 lít khí A (đktc) và 1,54 gam chất rắn B và dung dịch C Cô cạn dung dịch C thu m gam muối m có giá trị là A 33.45 gam gam B 33,25 gam C 32,99 gam D 35,58 Đáp án A Câu 2: Trộn 5,4 gam Al với 6,0 gam Fe2O3 nung nóng để thực phản ứng nhiệt nhôm Sau phản ứng ta thu m gam hỗn hợp chất rắn Giá trị m là A.2,24 gam B 9,40 gam C 10,20 gam D 11,40 gam Đáp án C Câu 3: Thổi luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3, FeO, Al2O3 nung nóng thu 2,5 gam chất rắn Toàn khí thoát sục vào nước vôi dư thấy có 15 gam kết tủa trắng Khối lượng hỗn hợp oxit kim loại ban đầu là (biết các phản ứng xảy hoàn toàn) A.7,4 gam B 4,9 gam C.9,8 gm D 23 gam Đáp án B Câu 4: Chia 1,24 gam hỗn hợp hai kim loại có hoá trị không đổi thành phần nhau: - Phần 1: bị oxi hoá hoàn toàn thu 0,78 gam hỗn hợp oxit Phần 2: tan hoàn toàn dung dịch H 2SO4 loãng thu V lít khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch thu m gam muối khan Giá trị V là A.2,24 lít B 0,112 lít C.0,56 lít D.0,224 lít Giá trị m là A.1,58 gam gam Đáp án D B 15,8 gam C.2,54 gam D 25,4 (9) Đáp án A Câu 5:Khử hoàn toàn 32 gam hỗn hợp CuO và Fe2O3 khí H2 dư thu gam H2O Khối lượng kim loại thu là A.12 gam B.16 gam C 24 gam D 26 gam Đáp án C Câu 6:Cho từ từ luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp Fe và các oxit Fe đun nóng thu 64 gam Fe Dẫn khí thu sau phản ứng qua nước vôi có dư tạo 40 gam kết tủa M có giá trị là A.70,4 gam Đáp án A B.60,4 gam C 68,2 gam D 70,2 gam Câu 7:Cho luồng khí CO dư qua ống sứ đựng hỗn hợp Fe 3O4 và CuO đun nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu 2,32g hỗn hợp kim loại Khí thoát cho vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy tạo gam kết tủa Khối lượng hỗn hợp oxit kim loại ban đầu là A 3,12 gam B.3,92 gam C.3,22 gam D 4,2 gam Đáp án A Câu 8: Cho 15 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Al tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dư thu 8,96 lít H2 ( đktc) Tính khối lượng muối thu A 40,4 gam B 60,3 gam C 54,4 gam D 43,4 gam Đáp án D Câu 9: Trộn 2,7 gam Al với 15 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3 và FeO nung nóng thời gian để thực phản ứng nhiệt nhôm Sau phản ứng ta thu m gam hỗn hợp chất rắn Giá trị m là A 17,7 gam Đáp án A B 10 gam C 16,7 gam D 18,7 gam (10) Câu 10: Nung 13,4 gam muối cacbonat hai kim loại kiềm thổ sau phản ứng thu đươc 6,8 gam chất rắn và khí A Hấp thu hoàn toàn khí A trên vào Ca(OH) dư thu m gam kết tủa Giá trị m là A 20 gam B 15 gam C 18 gam D 17 gam Đáp án B Th¸ng 1- 2: Mét sè ph¬ng ph¸p gi¶i to¸n ho¸ häc th«ng dông Ph¬ng ph¸p sè häc Gi¶i c¸c phÐp tÝnh Ho¸ häc ë cÊp II phæ th«ng, th«ng thêng sö dông ph¬ng ph¸p sè học: Đó là các phép tính dựa vào phụ thuộc tỷ lệ các đại lợng và các phép tính phần trăm Cơ sở các tính toán Hoá học là định luật thành phần không đổi đợc áp dụng cho các phép tính theo CTHH và định luật bảo toàn khối lợng các chất áp dông cho c¸ phÐp tÝnh theo PTHH Trong ph¬ng ph¸p sè häc ngêi ta ph©n biÖt mét sè ph¬ng ph¸p tÝnh sau ®©y: a Ph¬ng ph¸p tØ lÖ Điểm chủ yếu phơng pháp này là lập đợc tỉ lệ thức và sau đó là áp dụng cách tÝnh to¸n theo tÝnh chÊt cña tØ lÖ thøc tøc lµ tÝnh c¸c trung tØ b»ng tÝch c¸c ngo¹i tØ Thí dụ: Tính khối lợng cácbon điôxit CO2 đó có g cacbon Bµi gi¶i Μ CO =12+(16 2)=44 1mol CO2 = 44g LËp tØ lÖ thøc: 44g CO2 xg 44 : x = 12 : cã 12g C 3g C => x = 44 =11 12 VËy, khèi lîng cacbon ®i«xit lµ 11g (11) Thí dụ 2: Có bao nhiêu gam đồng điều chế đợc cho tơng tác 16g đồng sunfat víi mét lîng s¾t cÇn thiÕt Bµi gi¶i Ph¬ng tr×nh Ho¸ häc: CuSO4 + Fe - > FeSO4 + Cu 160g 64g 16g xg => x = 16 64 =6,4 g 160 Vậy điều chế đợc 6,4g đồng b Ph¬ng ph¸p tÝnh theo tØ sè hîp thøc D¹ng c¬ b¶n cña phÐp tÝnh nµy tÝnh theo PTHH tøc lµ t×m khèi lîng cña mét nh÷ng chÊt tham gia hoÆc t¹o thµnh ph¶n øng theo khèi lîng cña mét nh÷ng chÊt kh¸c Ph¬ng ph¸p t×m tØ sè hîp thøc gi÷a khèi lîng c¸c chÊt ph¶n ứng đợc phát biểu nh sau: “TØ sè khèi lîng c¸c chÊt mçi ph¶n øng Ho¸ häc th× b»ng tØ sè cña tÝch c¸c khối lợng mol các chất đó với các hệ số phơng trình phản ứng” Có thể biểu thị díi d¹ng to¸n häc nh sau: m1 m n1 = m2 m n2 Trong đó: m1 và m2 là khối lợng các chất, M1, M2 là khối lợng mol các chất còn n1, n2 lµ hÖ sè cña PTHH VËy tÝnh khèi lîng cña mét chÊt tham gia ph¶n øng Ho¸ häc theo khèi lîng cña chất khác cần sử dụng tỉ số hợp thức đã tìm đợc theo PTHH nh nào ? §Ó minh ho¹ ta xÐt mét sè thÝ dô sau: ThÝ dô 1: CÇn bao nhiªu gam P«tat ¨n da cho ph¶n øng víi 10g s¾t III clorua ? Bµi gi¶i PTHH FeCL3 + 3KOH -> Fe(OH)3 ↓ + 3KCL 10g ? TÝnh tØ sè hîp thøc gi÷a khèi lîng Kali hi®r«xit vµ s¾t II clorua MKOH = (39 + 16 + 1) = 56g M FeCL =(56 +35 ,5 3)=162 ,5 g mKOH 56 168 = = mFecl 162 ,5 162 , * T×m khèi lîng KOH: m ❑KOH=10 g 160 162 ,5 =10 , g Thí dụ 2: Cần bao nhiêu gam sắt III chorua cho tơng tác với kalihiđrôxit để thu đợc 2,5g Kaliclorua? Bµi gi¶i PTHH FeCl3 + KOH - > Fe(OH)3 ↓ + 3KCl TÝnh tØ sè hîp thøc gi÷a khèi lîng FeCl3 vµ Kaliclorua (12) M FeCL =162 ,5 g ; MKCL 74,5g mFeCl 162, 162, = = mKCl 74 , 223 ,5 * TÝnh khèi lîng FeCl3: M FeCL =2,5 162 , =1 ,86 g 223 , c Ph¬ng ph¸p tÝnh theo thõa sè hîp thøc Hằng số đợc tính từ tỉ lệ hợp thức gọi là thừa số hợp thức và biểu thị chữ cái f Thừa số hợp thức đã đợc tính sẵn và có bảng tra cứu chuyên môn ViÖc tÝnh theo thõa sè hîp thøc còng cho cïng kÕt qu¶ nh phÐp tÝnh theo tØ sè hîp thức nhng đợc tính đơn giản nhờ các bảng tra cứu có sẵn ThÝ dô: Theo thÝ dô ë trªn th× thõa sè hîp thøc lµ: f = 162 ,5 =0 , 727 223 ,5 M FeCL =2,5 f =2,5 , 727=1 , 86 => VËy, khèi lîng FeCl3 lµ 1,86g Phơng pháp đại số Trong các phơng pháp giải các bài toán Hoá học phơng pháp đại số thờng đợc sử dụng Phơng pháp này có u điểm tiết kiệm đợc thời gian, giải các bài toán tổng hợp, tơng đối khó giải các phơng pháp khác Phơng pháp đại số đợc dùng để gi¶i c¸c bµi to¸n Ho¸ häc sau: a Giải bài toán lập CTHH phơng pháp đại số ThÝ dô: §èt ch¸y mét hçn hîp 300ml hi®rocacbon vµ amoniac oxi cã d Sau cháy hoàn toàn, thể tích khí thu đợc là 1250ml Sau làm ngng tụ nớc, thể tích giảm còn 550ml Sau cho tác dụng với dung dịch kiềm còn 250ml đó cã 100ml nit¬ ThÓ tÝch cña tÊt c¶ c¸c khÝ ®o ®iÒu kiÖn nh LËp c«ng thøc cña hi®rocacbon Bµi gi¶i Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon và amoniac oxi phản ứng xảy theo phơng trình sau: 4NH3 + 3O2 -> 2N2 + 6H2O (1) CxHy + (x + y ¿ O2 -> xCO2 + y H2O (2) Theo kiện bài toán, sau đốt cháy amoniac thì tạo thành 100ml nitơ Theo PTHH (1) sau đốt cháy hoàn toàn amoniac ta thu đợc thể tích nitơ nhỏ lần thÓ tÝch amoniac hçn hîp ban ®Çu, vËy thÓ tÝch amonac cha cã ph¶n øng lµ 100 = 200ml Do đó thể tích hiđro cácbon cha có phản ứng là 300 - 200 = 100ml Sau đốt cháy hỗn hợp tạo thành (550 - 250) = 300ml, cacbonnic và (1250 - 550 - 300) = 400ml h¬i níc Từ đó ta có sơ đồ phản ứng: CxHy + (x + y ) O2 -> xCO2 + y H2O 100ml 300ml 400ml Theo định luật Avogađro, có thể thay tỉ lệ thể tích các chất khí tham gia và tạo thµnh ph¶n øng b»ng tØ lÖ sè ph©n tö hay sè mol cña chóng (13) CxHy + 5O2 -> 3CO2 + H2O => x = 3; y = VËy CTHH cña hydrocacbon lµ C3H8 b Giải bài toán tìm thành phần hỗn hợp phơng pháp đại số ThÝ dô: Hoµ tan níc 0,325g mét hçn hîp gåm muèi Natriclorua vµ Kaliclorua Thªm vµo dung dÞch nµy mét dung dÞch b¹c Nitrat lÊy d - KÕt tña b¹c clorua thu đợc có khối lợng là 0,717g Tính thành phần phần trăm chất hçn hîp Bµi gi¶i Gọi MNaCl là x và mKcl là y ta có phơng trình đại số: x + y = 0,35 (1) PTHH: NaCl + AgNO3 -> AgCl + NaNO3 KCl + AgNO3 -> AgCl + KNO3 Dựa vào PTHH ta tìm đợc khối lợng AgCl phản ứng: M AgCl = x 143 = x 2,444 58 ,5 M NaCl M AgCl mAgCl = y = y 143 = y 1,919 74 , M kcl m’AgCl = x => mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 Tõ (1) vµ (2) => hÖ ph¬ng tr×nh (2) ¿ x+ y =0 , 325 , 444 x+ 1, 919 y=0 ,717 ¿{ ¿ Giải hệ phơng trình ta đợc: x = 0,178 y = 0,147 => % NaCl = ,178 100% = 54,76% ,325 % KCl = 100% - % NaCl = 100% - 54,76% = 45,24% VËy hçn hîp: NaCl chiÕm 54,76%, KCl chiÕm 45,24% Phơng pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lợng a Nguyªn t¾c: Trong phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lợng chúng đợc bảo toàn Từ đó suy ra: + Tæng khèi lîng c¸c chÊt tham gia ph¶n øng b»ng tæng khèi lîng c¸c chÊt t¹o thµnh + Tæng khèi lîng c¸c chÊt tríc ph¶n øng b»ng tæng khèi lîng c¸c chÊt sau ph¶n øng b Ph¹m vi ¸p dông: Trong các bài toán xảy nhiều phản ứng, lúc này đôi không cần thiết phải viết các phơng trình phản ứng và cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol các chất cần xác định và chất mà đề cho Bµi Cho mét luång khÝ clo d t¸c dông víi 9,2g kim lo¹i sinh 23,4g muèi kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I và muối kim loại đó Híng dÉn gi¶i: §Æt M lµ KHHH cña kim lo¹i ho¸ trÞ I ⃗ PTHH: 2M + Cl2 ❑ 2MCl 2M(g) (2M + 71)g (14) 9,2g 23,4g ta cã: 23,4 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23 Kim lo¹i cã khèi lîng nguyªn tö b»ng 23 lµ Na Vậy muối thu đợc là: NaCl Bµi 2: Hoµ tan hoµn toµn 3,22g hçn hîp X gåm Fe, Mg vµ Zn b»ng mét lîng võa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu đợc 1,344 lit hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muèi TÝnh m? Híng dÉn gi¶i: ⃗ MSO4 + H2 PTHH chung: M + H2SO4 ❑ nH ❑2 SO ❑4 = nH ❑2 = , 344 = 0,06 mol 22 , áp dụng định luật BTKL ta có: mMuèi = mX + m H ❑2 SO ❑4 - m H ❑2 = 3,22 + 98 0,06 - 0,06 = 8,98g Bµi 3: Cã l¸ s¾t khèi lîng b»ng vµ b»ng 11,2g Mét l¸ cho t¸c dông hÕt víi khí clo, lá ngâm dung dịch HCl d Tính khối lợng sắt clorua thu đợc Híng dÉn gi¶i: PTHH: ⃗ 2FeCl3 2Fe + 3Cl2 (1) ❑ ⃗ FeCl2 + H2 (2) Fe + 2HCl ❑ Theo ph¬ng tr×nh (1,2) ta cã: nFeCl ❑3 = nFe = 11 , = 0,2mol nFeCl ❑2 = nFe = 11 , = 0,2mol 56 56 Số mol muối thu đợc hai phản ứng trên nhng khối lợng mol phân tử cña FeCl3 lín h¬n nªn khèi lîng lín h¬n mFeCl ❑2 = 127 0,2 = 25,4g mFeCl ❑3 = 162,5 0,2 = 32,5g Bµi 4: Hoµ tan hçn hîp muèi Cacbonnat kim lo¹i ho¸ trÞ vµ b»ng dung dÞch HCl d thu đợc dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu đợc bao nhiêu gam muối khác nhau? Bµi gi¶i: Bµi 1: Gäi kim lo¹i ho¸ trÞ II vµ III lÇn lît lµ X vµ Y ta cã ph¬ng tr×nh ph¶n øng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Sè mol CO2 tho¸t (®ktc) ë ph¬ng tr×nh vµ lµ: nCO = ,672 =0 ,03 mol 22 , Theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng vµ ta thÊy sè mol CO2 b»ng sè mol H2O n H O =nCO =0 , 03 mol 2 nHCl =0 , 03 2=0 , 006 mol vµ Nh khối lợng HCl đã phản ứng là: mHCl = 0,06 36,5 = 2,19 gam Gäi x lµ khèi lîng muèi khan ( XCl2 + YCl3 ) (15) Theo định luật bảo toàn khối lợng ta có: 10 + 2,19 = x + 44 0,03 + 18 0,03 => x = 10,33 gam Bài toán 2: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al và Mg tác dụng với HCl thu đợc 8,96 lít H2 (ở đktc) Hỏi cô cạn dung dịch thu đợc bao nhiêu gam muối khan Bµi gi¶i: Ta cã ph¬ng tr×nh ph¶n øng nh sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 Số mol H2 thu đợc là: nH = , 96 =0,4 mol 22 , Theo (1, 2) ta thÊy sè mol HCL gÊp lÇn sè mol H2 Nªn: Sè mol tham gia ph¶n øng lµ: n HCl = 0,4 = 0,8 mol Sè mol (sè mol nguyªn tö) t¹o muèi còng chÝnh b»ng sè mol HCl b»ng 0,8 mol VËy khèi lîng Clo tham gia ph¶n øng: mCl = 35,5 0,8 = 28,4 gam Vậy khối lợng muối khan thu đợc là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam Ph¬ng ph¸p dùa vµo sù t¨ng, gi¶m khèi lîng a Nguyªn t¾c: So sánh khối lợng chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lợng nó, để từ khối lợng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol chất này mà giải yêu cầu đặt b Ph¹m vÞ sö dông: §èi víi c¸c bµi to¸n ph¶n øng x¶y thuéc ph¶n øng ph©n huû, ph¶n øng gi÷a kim lo¹i m¹nh, kh«ng tan níc ®Èy kim lo¹i yÕu khái dung sÞch muèi ph¶n øng, §Æc biÖt cha biÕt râ ph¶n øng x¶y lµ hoµn toµn hay kh«ng th× viÖc sö dụng phơng pháp này càng đơn giản hoá các bài toán Bµi 1: Nhóng mét s¾t vµ mét kÏm vµo cïng mét cèc chøa 500 ml dung dÞch CuSO4 Sau mét thêi gian lÊy hai kim lo¹i khái cèc th× mçi cã thªm Cu b¸m vµo, khèi lîng dung dÞch cèc bÞ gi¶m mÊt 0,22g Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol ZnSO gấp 2,5 lần nồng độ mol FeSO Thêm dung dịch NaOH d vào cốc, lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi , thu đợc 14,5g chất rắn Số gam Cu bám trên kim loại và nồng độ mol dung dịch CuSO4 ban đầu là bao nhiêu? Híng dÉn gi¶i: PTHH (1) ⃗ FeSO4 + Cu Fe + CuSO4 ❑ (2) ⃗ ZnSO4 + Cu Zn + CuSO4 ❑ Gäi a lµ sè mol cña FeSO4 Vì thể tích dung dịch xem nh không thay đổi Do đó tỉ lệ nồng độ mol các chÊt dung dÞch còng chÝnh lµ tØ lÖ vÒ sè mol Theo bµi ra: CM ZnSO ❑4 = 2,5 CM FeSO ❑4 Nªn ta cã: nZnSO ❑4 = 2,5 nFeSO ❑4 Khèi lîng s¾t t¨ng: (64 - 56)a = 8a (g) (16) Khèi lîng kÏm gi¶m: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g) Khèi lîng cña hai kim lo¹i t¨ng: 8a - 2,5a = 5,5a (g) Mµ thùc tÕ bµi cho lµ: 0,22g Ta cã: 5,5a = 0,22 ⇒ a = 0,04 (mol) VËy khèi lîng Cu b¸m trªn s¾t lµ: 64 * 0,04 = 2,56 (g) vµ khèi lîng Cu b¸m trªn kÏm lµ: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dÞch sau ph¶n øng vµ cã: FeSO4, ZnSO4 vµ CuSO4 (nÕu cã) Ta có sơ đồ phản ứng: NaOH d FeSO4 ⃗ ❑ a mFe ❑2 O ❑3 NaOH d t ❑0 ⃗ ❑ , kk Fe2O3 a a (mol) = 160 x 0,04 x a = 3,2 (g) Fe(OH)2 t ❑ ⃗ CuO ❑ ⃗ Cu(OH)2 CuSO4 ❑ b b b (mol) mCuO = 80b = 14,5 - 3,2 = 11,3 (g) ⇒ b = 0,14125 (mol) VËy ∑ ❑ nCuSO ❑4 ban ®Çu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol) CM CuSO ❑4 = ,28125 = 0,5625 M 0,5 Bµi 2: Nhóng mét s¾t nÆng gam vµo 500 ml dung dÞch CuSO 2M Sau mét thêi gian lÊy l¸ s¾t c©n l¹i thÊy nÆng 8,8 gam Xem thÓ tÝch dung dÞch kh«ng thay đổi thì nồng độ mol/lit CuSO4 dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu? Híng dÉn gi¶i: Sè mol CuSO4 ban ®Çu lµ: 0,5 x = (mol) PTHH (1) ⃗ FeSO4 + Cu Fe + CuSO4 ❑ mol mol 56g 64g lµm s¾t t¨ng thªm 64 - 56 = gam Mµ theo bµi cho, ta thÊy khèi lîng s¾t t¨ng lµ: 8,8 - = 0,8 gam VËy cã 0,8 = 0,1 mol Fe tham gia ph¶n øng, th× còng cã 0,1 mol CuSO tham gia ph¶n øng ⇒ Sè mol CuSO4 cßn d : - 0,1 = 0,9 mol Ta cã CM CuSO ❑4 = 0,9 = 1,8 M 0,5 Bµi 3: DÉn V lit CO2 (®ktc) vµo dung dÞch chøa 3,7 gam Ca(OH) Sau ph¶n øng thu đợc gam kết tủa Tính V? Híng dÉn gi¶i: Theo bµi ta cã: Sè mol cña Ca(OH)2 = 3,7 = 0,05 mol ⇒ 74 = 0,04 mol 100 Sè mol cña CaCO3 = PTHH ⃗ CaCO3 + CO2 + Ca(OH)2 ❑ NÕu CO2 kh«ng d: H2 O (17) Ta cã sè mol CO2 = sè mol CaCO3 = 0,04 mol VËy V(®ktc) = 0,04 22,4 = 0,896 lÝt NÕu CO2 d: ⃗ CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 ❑ ⃗ 0,05 mol ❑ ⃗ 0,05 0,05 ❑ ⃗ Ca(HCO3)2 CO2 + CaCO3 + H2O ❑ ⃗ (0,05 - 0,04) mol 0,01 ❑ Vậy tổng số mol CO2 đã tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol ⇒ V(®ktc) = 22,4 0,06 = 1,344 lÝt Bµi 4: Hoµ tan 20gam hçn hîp hai muèi cacbonat kim lo¹i ho¸ trÞ vµ b»ng dung dịch HCl d thu đợc dung dịch X và 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lợng muối khan thu đợc dung dịch X Bµi gi¶i: Gäi kim lo¹i ho¸ trÞ vµ lÇn lît lµ A vµ B ta cã ph¬ng tr×nh ph¶n øng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đợc và là: nCO = , 48 =0,2 mol 22 , Theo (1) vµ (2) ta nhËn thÊy cø mol CO bay tøc lµ cã mol muèi cacbonnat chuyÓn thµnh muèi Clorua vµ khèi lîng t¨ng thªm 11 gam (gèc CO3 lµ 60g chuyÓn thµnh gèc Cl2 cã khèi lîng 71 gam) VËy cã 0,2 mol khÝ bay th× khèi lîng muèi t¨ng lµ: 0,2 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lợng muối Clorua khan thu đợc là: M(Muèi khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam) Bµi 5: Hoµ tan 10gam hçn hîp muèi Cacbonnat kim lo¹i ho¸ trÞ vµ b»ng dung dịch HCl d thu đợc dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu đợc bao nhiêu gam muối khác nhau? Bµi gi¶i Mét bµi to¸n ho¸ häc thêng lµ ph¶i cã ph¶n øng ho¸ häc x¶y mµ cã ph¶n øng ho¸ häc th× ph¶i viÕt ph¬ng tr×nh ho¸ häc lµ ®iÒu kh«ng thÓ thiÕu VËy ta gäi hai kim lo¹i cã ho¸ trÞ vµ lÇn lît lµ X vµ Y, ta cã ph¶n øng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Sè mol chÊt khÝ t¹o ë ch¬ng tr×nh (1) vµ (2) lµ: nCO = ,672 22 , = 0,03 mol (18) Theo ph¶n øng (1, 2) ta thÊy cø mol CO bay tøc lµ cã mol muèi Cacbonnat chuyÓn thµnh muèi clorua vµ khèi lîng t¨ng 71 - 60 = 11 (gam) ( mCO =60 g ; mCl=71 g ) Số mol khí CO2 bay là 0,03 mol đó khối lợng muối khan tăng lên: 11 0,03 = 0,33 (gam) Vậy khối lợng muối khan thu đợc sau cô cạn dung dịch m (muèi khan) = 10 + 0,33 = 10,33 (gam) Bµi 6: Hoµ tan 20gam hçn hîp hai muèi cacbonat kim lo¹i ho¸ trÞ vµ b»ng dung dịch HCl d thu đợc dung dịch X và 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lợng muối khan thu đợc dung dịch X Bµi gi¶i: Gäi kim lo¹i ho¸ trÞ vµ lÇn lît lµ A vµ B ta cã ph¬ng tr×nh ph¶n øng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đợc và là: nCO = , 48 =0,2 mol 22 , Theo (1) vµ (2) ta nhËn thÊy cø mol CO bay tøc lµ cã mol muèi cacbonnat chuyÓn thµnh muèi Clorua vµ khèi lîng t¨ng thªm 11 gam (gèc CO3 lµ 60g chuyÓn thµnh gèc Cl2 cã khèi lîng 71 gam) VËy cã 0,2 mol khÝ bay th× khèi lîng muèi t¨ng lµ: 0,2 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lợng muối Clorua khan thu đợc là: M(Muèi khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam) Bµi 1: Nhóng mét kim lo¹i M ho¸ trÞ II vµo 0,5 lit dd CuSO4 0,2M Sau mét thời gian phản ứng, khối lợng M tăng lên 0,40g nồng độ CuSO4 còn l¹i lµ 0,1M a/ Xác định kim loại M b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào lit dd chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 , nồng độ muối là 0,1M Sau phản ứng ta thu đợc chất rắn A khối lợng 15,28g và dd B Tính m(g)? Híng dÉn gi¶i: a/ theo bµi ta cã PTHH ⃗ M + CuSO4 MSO4 + Cu (1) ❑ Sè mol CuSO4 tham gia ph¶n øng (1) lµ: 0,5 ( 0,2 – 0,1 ) = 0,05 mol §é t¨ng khèi lîng cña M lµ: mt¨ng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40 gi¶i ra: M = 56 , vËy M lµ Fe b/ ta chØ biÕt sè mol cña AgNO3 vµ sè mol cña Cu(NO3)2 Nhng kh«ng biÕt sè mol cña Fe (chÊt khö Fe Cu2+ Ag+ (chÊt oxh m¹nh) 0,1 0,1 ( mol ) (19) Ag+ Cã TÝnh oxi ho¸ m¹nh h¬n Cu2+ nªn muèi AgNO3 tham gia ph¶n øng víi Fe tríc PTHH: ⃗ Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) ❑ ⃗ Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2) ❑ Ta có mốc để so sánh: - NÕu võa xong ph¶n øng (1): Ag kÕt tña hÕt, Fe tan hÕt, Cu(NO3)2 cha ph¶n øng ChÊt r¾n A lµ Ag th× ta cã: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g - Nếu vừa xong phản ứng (1) và (2) thì đó chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag và 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2 vËy AgNO3 ph¶n øng hÕt, Cu(NO3)2 ph¶n øng mét phÇn vµ Fe tan hÕt mCu t¹o = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g VËy sè mol cña Cu = 0,07 mol Tæng sè mol Fe tham gia c¶ ph¶n øng lµ: 0,05 ( ë p ) + 0,07 ( ë p ) = 0,12 mol Khèi lîng Fe ban ®Çu lµ: 6,72g Ph¬ng ph¸p ghÐp Èn sè Bài toán 1: (Xét lại bài toán đã nêu phơng pháp thứ nhất) Hoµ tan hçn hîp 20 gam hai muèi cacbonnat kim lo¹i ho¸ trÞ I vµ II b»ng dung dÞch HCl d thu đợc dung dịch M và 4,48 lít CO2 (ở đktc) tính khối lợng muốn tạo thành dung dÞch M Bµi gi¶i Gäi A vµ B lÇn lît lµ kim lo¹i ho¸ trÞ I vµ II Ta cã ph¬ng tr×nh ph¶n øng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + H2O + CO2 (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + H2O + CO2 (2) Số mol khí thu đợc phản ứng (1) và (2) là: nCO = , 48 =0,2 mol 22 , Gọi a và b lần lợt là số mol A2CO3 và BCO3 ta đợc phơng trình đại số sau: (2A + 60)a + (B + 60)b = 20 (3) Theo phơng trình phản ứng (1) số mol ACl thu đợc 2a (mol) Theo phơng trình phản ứng (2) số mol BCl2 thu đợc là b (mol) Nếu gọi số muối khan thu đợc là x ta có phơng trình: (A + 35.5) 2a + (B + 71)b = x (4) Còng theo ph¶n øng (1, 2) ta cã: a + b = nCO =0,2(mol) (5) Từ phơng trình (3, 4) (Lấy phơng trình (4) trừ (5)) ta đợc: 11 (a + b) = x - 20 (6) Thay a + b từ (5) vào (6) ta đợc: 11 0,2 = x - 20 => x = 22,2 gam (20) Bµi to¸n 2: Hoµ tan hoµn toµn gam hçn hîp kim lo¹i b»ng dung dÞch HCl thu đợc dung dịch A và khí B, cô cạn dung dịch A thu đợc 5,71 gam muối khan tính thể tÝch khÝ B ë ®ktc Bµi gi¶i: Gäi X, Y lµ c¸c kim lo¹i; m, n lµ ho¸ trÞ, x, y lµ sè mol t¬ng øng, sè nguyªn tö khèi lµ P, Q ta cã: 2X + 2n HCl => 2XCln = nH2 (I) 2Y + 2m HCl -> 2YClm + mH2 (II) Ta cã: xP + y Q = (1) x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m) = 5,71 (2) LÊy ph¬ng tr×nh (2) trõ ph¬ng tr×nh (1) ta cã: x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m)- xP - yQ = 0,71 => 35,5 (nx + my) = 0,71 n H = ( xn+ my) => thÓ tÝch: V = nx + my = , 71 22, 4=0 ,224 355 Theo I vµ II: (lÝt) Phơng pháp chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán chất tơng đơng a Nguyªn t¾c: Khi bµi to¸n x¶y nhiÒu ph¶n øng nhng c¸c ph¶n øng cïng lo¹i vµ cïng hiệu suất thì ta thay hỗn hợp nhiều chất thành chất tơng đơng Lúc đó lợng (số mol, khối lợng hay thể tích) chất tơng đơng lợng hỗn hợp b Ph¹m vi sö dông: Trong vô cơ, phơng pháp này áp dụng hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiÒu oxit kim lo¹i, hçn hîp muèi cacbonat, hoÆc hçn hîp kim lo¹i ph¶n øng víi níc Bµi 1: Mét hçn hîp kim lo¹i kiÒm A, B thuéc chu k× kÕ tiÕp b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn cã khèi lîng lµ 8,5 gam Hçn hîp nµy tan hÕt níc d cho 3,36 lit khÝ H2 (®ktc) T×m hai kim lo¹i A, B vµ khèi lîng cña mçi kim lo¹i Híng dÉn gi¶i: PTHH ⃗ 2A + 2H2O ❑ 2AOH + H2 (1) ⃗ 2B + 2H2O ❑ 2BOH + H2 (2) §Æt a = nA , b = nB ta cã: a + b = ,36 = 0,3 (mol) (I) 22 , = 8,5 = 28,33 0,3 Ta thÊy 23 < M = 28,33 < 39 Gi¶ sö MA < MB th× A lµ Na, B lµ K hoÆc ngîc l¹i mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II) Từ (I, II) ta tính đợc: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol VËy mNa = 0,2 23 = 4,6 g, mK = 0,1 39 = 3,9 g M trung b×nh: M Bµi 2: Hoµ tan 115,3 g hçn hîp gåm MgCO3 vµ RCO3 b»ng 500ml dung dÞch H2SO4 loãng ta thu đợc dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO (đktc) Cô cạn dung (21) dịch A thì thu đợc 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lợng không đổi thì thu đợc 11,2 lít CO2 (đktc) và chất rắn B1 Tính nồng độ mol/lit dung dịch H2SO4 loãng đã dùng, khối lợng B, B1 và khối lợng nguyên tử R BiÕt hçn hîp ®Çu sè mol cña RCO3 gÊp 2,5 lÇn sè mol cña MgCO3 Híng dÉn gi¶i: Thay hỗn hợp MgCO3 và RCO3 chất tơng đơng M CO3 PTHH ⃗ M CO3 + H2SO4 ❑ M SO4 + CO2 + H2O (1) 0,2 0,2 0,2 0,2 Số mol CO2 thu đợc là: nCO ❑2 = , 48 = 0,2 (mol) 22 , VËy nH ❑2 SO ❑4 = nCO ❑2 = 0,2 (mol) 0,2 = 0,4 M ⇒ CM H ❑2 SO ❑4 = 0,5 R¾n B lµ M CO3 d: ⃗ M CO3 ❑ M O + CO2 (2) 0,5 0,5 0,5 Theo ph¶n øng (1): tõ mol M CO3 t¹o mol M SO4 khèi lîng t¨ng 36 gam áp dụng định luật bảo toàn khối lợng ta có: 115,3 = mB + mmuèi tan - 7,2 VËy mB = 110,5 g Theo ph¶n øng (2): tõ B chuyÓn thµnh B1, khèi lîng gi¶m lµ: mCO ❑2 = 0,5 * 44 = 22 g VËy mB ❑1 = mB - mCO ❑2 = 110,5 - 22 = 88,5 g Tæng sè mol M CO3 lµ: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol Ta cã M + 60 = 115 , 164,71 ⇒ M = 104,71 0,7 V× hçn hîp ®Çu sè mol cña RCO3 gÊp 2,5 lÇn sè mol cña MgCO3 24.1 R.2,5 3,5 Nªn 104,71 = ⇒ R = 137 VËy R lµ Ba Bµi 3: §Ó hoµ tan hoµn toµn 28,4 gam hçn hîp muèi cacbonat cña kim lo¹i thuéc ph©n nhãm chÝnh nhãm II cÇn dïng 300ml dung dÞch HCl aM vµ t¹o 6,72 lit khí (đktc) Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu đợc m(g) muối khan Tính giá trị a, m và xác định kim loại trên Híng dÉn gi¶i: nCO ❑2 = , 72 = 0,3 (mol) 22 , Thay hçn hîp b»ng M CO3 ⃗ M CO3 + 2HCl ❑ M Cl2 + CO2 + H2O (1) 0,3 0,6 0,3 0,3 Theo tØ lÖ ph¶n øng ta cã: nHCl = nCO ❑2 = * 0,3 = 0,6 mol CM HCl = 0,6 = 2M 0,3 Sè mol cña M CO3 = nCO ❑2 = 0,3 (mol) Nªn M + 60 = 28 , = 94,67 0,3 ⇒ M = 34,67 (22) Gäi A, B lµ KHHH cña kim lo¹i thuéc ph©n nhãm chÝnh nhãm II, MA < MB ta cã: MA < M = 34,67 < MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 40 Vậy hai kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II đó là: Mg và Ca Khối lợng muối khan thu đợc sau cô cạn là: m = (34,67 + 71) 0,3 = 31,7 gam Phơng pháp dựa theo số mol để giải toán hoá học a Nguyªn t¾c ¸p dông: Trong quá trình biến đổi hoá học: Số mol nguyên tố các chất đợc b¶o toµn b VÝ dô: Cho 10,4g hçn hîp bét Fe vµ Mg (cã tØ lÖ sè mol 1:2) hoµ tan võa hÕt 600ml dung dịch HNO3 x(M), thu đợc 3,36 lit hỗn hợp khí N2O và NO Biết hỗn hợp khí có tỉ khối d = 1,195 Xác định trị số x? Híng dÉn gi¶i: Theo bµi ta cã: nFe : nMg = : (I) vµ 56nFe + 24nMg = 10,4 (II) Giải phơng trình ta đợc: nFe = 0,1 và nMg = 0,2 Sơ đồ phản ứng Fe, Mg + HNO3 > Fe(NO3)3 , Mg(NO3)2 + N2O, NO + H2O 0,1 vµ 0,2 x 0,1 0,2 a vµ b (mol) Ta cã: 44 a+30 b a + b = ,36 = 0,15 vµ = 1,195 -> a = 0,05 mol vµ b = 0,1 mol 22 , (a+b)29 Sè mol HNO3 ph¶n øng b»ng: nHNO ❑3 = nN = 3nFe(NO ❑3 ) ❑3 + 2nMg(NO ❑3 ) ❑2 + 2nN ❑2 O + nNO = 3.0,1 + 2.0,2 + 2.0,05 + 0,1 = 0,9 mol Nồng độ mol/lit dung dịch HNO3: x(M) = 0,9 1000 = 1,5M 600 Ph¬ng ph¸p biÖn luËn theo Èn sè a Nguyªn t¾c ¸p dông: Khi giải các bài toán hoá học theo phơng pháp đại số, số phơng trình toán học thiết lập đợc ít số ẩn số cha biết cần tìm thì phải biện luận -> Bằng cách: Chän Èn sè lµm chuÈn råi t¸ch c¸c Èn sè cßn l¹i Nªn ®a vÒ ph¬ng tr×nh to¸n häc ẩn, đó có ẩn có giới hạn (tất nhiên ẩn có giới hạn thì càng tốt) Sau đó có thể thiết lập bảng biến thiên hay dự vào các điều kiện khác để chọn các giá trị hîp lÝ b VÝ dô: Bài 1: Hoà tan 3,06g oxit MxOy dung dich HNO3 d sau đó cô cạn thì thu đợc 5,22g muối khan Hãy xác định kim loại M biết nó có hoá trị Híng dÉn gi¶i: PTHH: MxOy + 2yHNO3 -> xM(NO3)2y/x + yH2O Tõ PTP¦ ta cã tØ lÖ: , 06 M x +16 y = ,22 M x +124 y -> M = 68,5.2y/x Trong đó: Đặt 2y/x = n là hoá trị kim loại Vậy M = 68,5.n (*) Cho n c¸c gi¸ trÞ 1, 2, 3, Tõ (*) -> M = 137 vµ n =2 lµ phï hîp Do đó M là Ba, hoá trị II Bµi 2: A, B lµ chÊt khÝ ë ®iÒu kiÖn thêng, A lµ hîp chÊt cña nguyªn tè X víi oxi (trong đó oxi chiếm 50% khối lợng), còn B là hợp chất nguyên tố Y với hiđrô (trong đó hiđro chiếm 25% khối lợng) Tỉ khối A so với B Xác định công (23) thøc ph©n tö A, B BiÕt ph©n tö A chØ cã mét nguyªn tö X, ph©n tö B chØ cã mét nguyªn tö Y Híng dÉn gi¶i: §Æt CTPT A lµ XOn, MA = X + 16n = 16n + 16n = 32n §Æt CTPT A lµ YOm, MB = Y + m = 3m + m = 4m d= MA MB = 32 n 4m = -> m = 2n Điều kiện thoả mãn: < n, m < 4, nguyên và m phải là số chẵn VËy m chØ cã thÓ lµ hay NÕu m = th× Y = (lo¹i, kh«ng cã nguyªn tè nµo tho¶) NÕu m = th× Y = 12 (lµ cacbon) -> B lµ CH4 vµ n = th× X = 32 (lµ lu huúnh) -> A lµ SO2 9/ Phơng pháp dựa vào các đại lợng có giới hạn để tìm giới hạn đại lợng khác a/ Nguyªn t¾c ¸p dông: Dựa vào các đại lợng có giới hạn, chẳng hạn: KLPTTB ( M ), ho¸ trÞ trung b×nh, sè nguyªn tö trung b×nh, HiÖu suÊt: 0(%) < H < 100(%) Sè mol chÊt tham gia: < n(mol) < Sè mol chÊt ban ®Çu, Để suy quan hệ với đại lợng cần tìm Bằng cách: Tìm thay đổi giá trị và max đại lợng nào đó để dẫn đến giới h¹n cÇn t×m Giả sử thành phần hỗn hợp (X,Y) chứa X hay Y để suy giá trị và max đại lợng cần tìm b/ VÝ dô: Bµi 1: Cho 6,2g hçn hîp kim lo¹i kiÒm thuéc chu kú liªn tiÕp b¶ng tuÇn hoàn phản ứng với H2O d, thu đợc 2,24 lit khí (đktc) và dung dịch A a/ TÝnh thµnh phÇn % vÒ khèi lîng tõng kim lo¹i hçn hîp ban ®Çu Híng dÉn: a/ Đặt R là KHHH chung cho kim loại kiềm đã cho MR lµ khèi lîng trung b×nh cña kim lo¹i kiÒm A vµ B, gi¶ sö MA < MB -.> MA < MR < MB ViÕt PTHH x¶y ra: Theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng: nR = 2nH ❑2 = 0,2 mol > MR = 6,2 : 0,2 = 31 Theo đề ra: kim loại này thuộc chu kì liên tiếp, nên kim loại đó là: A lµ Na(23) vµ B lµ K(39) Bµi 2: a/ Cho 13,8 gam (A) lµ muèi cacbonat cña kim lo¹i kiÒm vµo 110ml dung dÞch HCl 2M Sau phản ứng thấy còn axit dung dịch thu đợc và thể tích khí thoát V1 vợt quá 2016ml Viết phơng trình phản ứng, tìm (A) và tính V1 (đktc) b/ Hoµ tan 13,8g (A) ë trªn vµo níc Võa khuÊy võa thªm tõng giät dung dÞch HCl 1M đủ 180ml dung dịch axit, thu đợc V2 lit khí Viết phơng trình phản ứng x¶y vµ tÝnh V2 (®ktc) Híng dÉn: a/ M2CO3 + 2HCl -> 2MCl + H2O + CO2 Theo PTHH ta cã: Sè mol M2CO3 = sè mol CO2 > 2,016 : 22,4 = 0,09 mol -> Khèi lîng mol M2CO3 < 13,8 : 0,09 = 153,33 (I) MÆt kh¸c: Sè mol M2CO3 ph¶n øng = 1/2 sè mol HCl < 1/2 0,11.2 = 0,11 mol (24) -> Khèi lîng mol M2CO3 = 13,8 : 0,11 = 125,45 (II) Tõ (I, II) > 125,45 < M2CO3 < 153,33 -> 32,5 < M < 46,5 vµ M lµ kim lo¹i kiÒm -> M lµ Kali (K) VËy sè mol CO2 = sè mol K2CO3 = 13,8 : 138 = 0,1 mol -> VCO ❑2 = 2,24 (lit) b/ Gi¶i t¬ng tù: -> V2 = 1,792 (lit) Bài 3: Cho 28,1g quặng đôlômít gồm MgCO 3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl d thu đợc V (lít) CO2 (ở đktc) a/ Xác định V (lít) Híng dÉn: a/ Theo bµi ta cã PTHH: ⃗ MgCl2 + H2O + CO2 MgCO3 + 2HCl ❑ (1) x(mol) x(mol) ⃗ BaCl2 + H2O + CO2 BaCO3 + 2HCl ❑ (2) y(mol) y(mol) ⃗ CaCO3 ↓ CO2 + Ca(OH)2 ❑ + H2O (3) ⃗ 0,2(mol) ❑ ⃗ 0,2(mol) 0,2(mol) ❑ ⃗ Ca(HCO3)2 CO2 + CaCO3 + H2O ❑ (4) Gi¶ sö hçn hîp chØ cã MgCO3.VËy mBaCO3 = Sè mol: nMgCO3 = 28 ,1 = 0,3345 (mol) 84 NÕu hçn hîp chØ toµn lµ BaCO3 th× mMgCO3 = Sè mol: nBaCO3 = 28 ,1 = 0,143 (mol) 197 Theo PT (1) vµ (2) ta cã sè mol CO2 gi¶i phãng lµ: nCO 0,143 (mol) 0,3345 (mol) Vậy thể tích khí CO2 thu đợc đktc là: 3,2 (lít) VCO ❑2 7,49 (lÝt) Th¸ng 3- DUNG DÒCH CHUYÊN ĐỀ NÂNG CAO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC – THCS I - Nắm khái niệm dung dịch , độ tan, dung dịch bão hoà , dung dịch chưa bão hoà , dung dịch quá bão hoà , nồng độ dung dịch , tinh thể hiđrat (tinh thể ngậm nước ) - Nắm các công thức tính : mdd mct mdm m S ct 100 mdm ; C% mct 100(%) m mct 100(%) m C %.mdd dd ct mdd C% 100% ; (25) n n CM n C V V CM M V m(gam) Vokhí (lít) Soá mol = = M 22 , pV (kh) = RT = Vdd (lít) CM - Mối quan hệ độ tan (S) và nồng độ phần trăm(C %); mối quan hệ nồng độ phần trăm (C %) và nồng độ mol (CM) II- Một số dạng bài tập liên quan đến dung dịch có giải Vận dụng lí thuyết đã học giải các dạng bài tập sau : Bài toán tính lượng chất tách hay thêm vào thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà đã cho sẵn Bài toán pha chế dung dịch : hai dung dịch giống khác nồng độ ; hai dung dịch phản ứng với : - Xác định công thức phân tử muối kép ngậm nước III- Baøi taäp vaän duïng NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I- Noäi dung: Dung dịch : là hỗn hợp đồng dung môi , chất tan và sản phẩm tương tác chúng mdd mct mdm Độ tan (S) Độ tan chất là số gam chất đó tan 100g nước tạo thành dung dịch bão hoà nhiệt độ định S mct 100 mdm * Độ tan chất phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và áp suất vào chất cuûa chaát tan vaø dung moâi * Độ tan chất rắn tăng nhiệt độ tăng Độ tan chất khí tăng nhiệt độ giảm áp suất tăng Dung dịch bão hoà, chưa bão hoà và quá bão hoà: 3.1 Dung dịch chưa bão hoà : là dung dịch không thể hoà tan thêm chất tan nhiệt độ định , nghĩa là lượng chất tan đã đạt tới giá trị độ tan ( mct S ) (26) 3.2 Dung dịch chưa bão hoà là dung dịch có thể hoà tan thêm chất tan, nghĩa là lượng chất tan chưa đạt tới giá trị độ tan ( mct S ) 3.3 Dung dịch quá bão hoà là dung dịch có lượng chất tan vượt quá giá trị độ tan nhiệt độ đó ( mct S ) Dung dịch quá bão hoà thường xảy hoà tan chất tan nhiệt độ cao sau đó làm nguội từ từ, Khi để nguội lượng chất tan tách khỏi dung dịch dạng muoái keát tinh Nồng độ dung dịch - Nồng độ dung dịch là đại lượng biểu thị lượng chất tan đơn vị thệ tích đơn vị khối lượng dung dịch Dung dịch chứa lượng chất tan có thể so sánh với lượng dung môi gọi là dung dòch ñaëc Dung dịch chứa lượng chất tan với lượng không thể so sánh với lượng dung môi gọi là dung dịch loãng MỘT SỐ CÁCH BIỂU THỊ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH THƯỜNG GẶP : 4.1 Nồng độ phần trăm (%) là số gam chất tan có 100g dung dịch mct 100(%) mdd m mdd ct 100(%) C% C% mct C %.mdd 100% Một số chú ý dùng công thức trên : * Khối lượng dung dịch : mdd mct mdm Ví dụ : Hoà tan 30g muối ăn vào 270 g nước Tính C% dung dịch thu Giaûi Khối lượng dung dịch : mdd mct mdm 30 270 300 g C% mct 30 100 100 10% mdd 300 Nồng độ C% dung dịch thu : * Khối lượng chất tan và khối lượng dung dịch phải cùng đơn vị Ví dụ : Hoà tan 33,6 lit khí hiđrô clorua HCl 245,25 gam nước Tính nồng độ C% dung dịch thu Giaûi (27) Soá mol khí HCl laø : nHCl V 33, 1,5mol 22, 22, Khối lượng HCl (chất tan ) là : mHCl nHCl M HCl 1,5.36,5 =54,75g C% mct 54, 75 100 100 mdm mct 245, 25 54, 75 = 18,25(%) Nồng độ C% dd HCl là : * Khi hoà tan chất tan vào nước trộn hai dung dịch vơí có phản ứng hoá học xảy thì phải xác định lại thành phần dung dịch sau phản ứng và nhớ loại trừ các khí thoát hay lượng kết tủa xuất phản ứng mddsau mddtruoc m khoûi dung dòch : Ví dụ : Cho 5,6 gam sắt vào dung dung dịch axit HCl 3,65 % thu dung dòch muoái saét (II) clorua vaø khí hiñroâ a/ Tính khối lượng dung dịch HCl 3,65% để phản ứng xảy vừa đủ b/ Tính nồng độ C% dung dịch thu sau phản ứng Giaûi Fe + 2HCl FeCl2 + H2 0,1mol 0,2 mol 0,1 mol 0,1mol Số mol Fe tham gia phản ứng là : nFe mFe 5, 0,1mol M Fe 56 Khối lượng HCl cần dùng là : mHCl nHCl M HCl 0, 2.36,5 7,3g Khối lượng dung dịch HCl cần dùng là : mdd ( HCl ) Khối lượng FeCl2 thu sau phản ứng : mHCl 7,3.100 100 200 g C% 3, 65 mFeCl2 nFeCl2 M FeCl2 0,1.127 12, g Khối lượng dung dịch sau phản ứng : mdd ( saupu ) mFe mddHCl mH = 5,6 + 200 - 0,1.2 =205,4g Nồng độ C% dung dịch sau phản ứng : C % FeCl2 mFeCl2 mddspu .100 12, 100 205, = 6,2% * Đa số chất tan khí hoà tan vào nước thì khối lượng không đổi ví dụ : NaCl , HCl , NaOH … * Nhưng có chất hoà tan vào nước thì lượng chất tan thu giảm mct 160 a 250 gam Ví dụ Khi hoà tan a gam CuSO4.5H2O vào nước thì * Hoặc khối lượng tăng trường hợp chất đem hoà tan tác dụng với nuớc tạo thành chất (28) Ví dụ : Hoà tan a gam SO3 vào nước thì SO3 + H2O H2SO4 mct mH2 SO4 98.a 80 gam neân * Nếu chất tan dung dịch tạo thành từ nhiều nguồn khác thì lượng chất tan dung dịch tổng khối lượng chất tan các nguồn Ví dụ : Hoà tan a gam tinh thể CuSO4 5H2O vào b gam dd CuSO4 C% 160.a b.c mct 250 100 thì * Khi dung dịch chứa nhiều chất tan thì khối lượng chất tan tình riêng cho chất còn khối lượng dung dịch dùng chung cho tất các chất Ví dụ : Hoà tan 10g NaCl và 20g MgCl2 vào 200g nước Tính nồng độ % dd muối thu Giaûi mdd mct mdm 10 20 200 230 g 10.100 C % NaCl 230 = 4,35% 20.100 C % MgCl2 230 = 8,70% * Khối lượng riêng dung dịch là khối lượng ml dung dịch tính m d V gam: * Nếu bài toán tính C% mà cho biết thể tích dung dịch thì ta có : mdd d V 4.2 Nồng độ mol ( CM) biểu thị số mol chất tan lit dung dịch n n.1000 CM V (l ) V (ml ) n CM V V n CM Nêu đề bài cho khối lượng dung dịch thì ta có : 4.3 Mối quan hệ CM và C% Vdd mdd d (29) C %.d 10 M Bài toán: Từ các công thức đã học lập biểu thức liên hệ CM , C% CM vaø d Giaûi Ta coù : mdd d V C %.mdd C %.d V 100% 100% m C %.d V n ct M 100%.M n C %.d V 1000 C %.d 10 CM V V 100%.M M mct Aùp dụng : Khối lượng riêng dung dịch CuSO4 là 1,206g/ml Đem cô cạn 414,594ml dung dịch này thu được140,625g tinh thể CuSO 5H2O Tính nồng độ C% và CM dung dịch nói trên Giaûi Cách 1: Từ so sánh công thức tinh thể CuSO4.5H2O và công thức muối 140, 625 nCuSO4 H 2O nCuSO4 0,5625mol 250 đồng sunfat CuSO4 ta rút : Soá ml dung dòch laø :0,414594(l) n 0,5625 CM V 0, 414594 = 1,35675 M Nồng độ mol dung dịch CuSO4 là : Khối lượng CuSO4 là : mCuSO4 n CuSO4 M CuSO4 0,5625.160 90 g Khối lượng dung dịch : mdd d V 414,594.1, 206 500 g Nồng độ mol dung dịch CuSO4 là : C %CuSO4 Cách 2: Khối lượng CuSO4 ( chất tan ) là : mCuSO4 mdd .100 mCuSO4 90.100 18% 500 160 140, 625 90 g 250 m 90 0,5625mol M 160 Soá mol CuSO4 laø : Khối lượng dung dịch : mdd d V 414,594.1, 206 500 g nCuSO4 Nồng độ phần trăm và nồng độ mol dung dịch là : C %CuSO4 mCuSO4 .100 90.100 18% 500 mdd n 0,5625 CM V 0, 414594 = 1,35675 M (30) CM C %.d 10 18.10.1, 206 1,35675mol M 160 Hoặc : 5.2 Mối quan hệ độ tan (S) và nồng độ C% dung dịch bão hoà C% S 100(%) S 100 Ví dụ : Ở 200C hoà tan14,36 gam muối ăn vào 40g nước thì thu dung dịch bão hoà a/ Tính độ tan muối ăn 200C b/ Tính nồng độ C% dung dịch bão hoà Giaûi a/ Theo công thức tính độ tan ta có : S NaCl (200 C ) mct 14,36 100 100 mdm 40 = 35,9 g b/ Nồng độ C% dung dịch bão hoà : C% S 100 35,9 100 26, 4% S 100 35,9 100 II Baøi taäp : Dạng 1: Pha trộn hai dung dịch khác nồng độ , cùng loại chất tan: 1.1 Trộn hai dung dịch cùng loại chất cùng loại nồng độ C% Bài toán tổng quát1 : Cho hai dung dịch chứa cùng chất tan có nồng độ C1% ( dung dịch 1) và nồng độ C2% ( dung dịch 2) Xác định nồng độ C% dung dòch sau pha troän Caùch tieán haønh : Cách 1: Aùp dụng định luật bảo toàn khối lượng: khối lượng dung dịch thu sau trộn tổng khối lượng hai dung dịch đem dùng Khối lượng chất tan sau trộn tổng khối lượng chất tan hai dung dịch đem dùng - Khối lượng dung dịch sau pha trộn là : Khối lượng chất tan sau pha trộn : mct (3) mct (1) mct (2) C1 %.mdd (1) 100% mdd (3) mdd (1) mdd (2) C2 %.mdd (2) 100% C3 % mct (3) mdd (3) Nồng độ C% dung dịch sau pha trộn là : Cách 2: Aùp dụng quy tắc đường chéo : m1 C1% C2% - C3% .100% (31) m2 C2% m1 C2 % C3 % m2 C3 % C1 % C3% C3% - C1% ( giả sử C1% < C2% ) * Chuù yù : C1% < C3% < C2% Ví duï:Troän 50g dung dòch NaOH 8% vaøo 450g dung dòch NaOH 20% Tính nồng độ phần trăm và nồng độ mol dung dịch sau trộn , biết d=1,1g/ml Giaûi Cách1: Aùp dụng định luật bảo toàn khối lượng: tổng khối lượng dung dịch thu sau trộn tổng khối lượng dung dịch đem dùng Khối lượng chất tan sau trộn tổng khối lượng chất tan hai dung dịch đem dùng - Khối lượng dung dịch sau pha trộn là : mdd (3) mdd (1) mdd (2) = 50+450=500 g Khối lượng chất tan sau pha trộn : mct (3) mct (1) mct (2) C1 %.mdd (1) 100% C2 %.mdd (2) 100% = 50.8% 450.20% 4 90 94 g 100% 100% Nồng độ C% dung dịch sau pha trộn là : 18,8M CM C3 % mct (3) mdd (3) C %.d 10 18,8.1,1.10 M 40 = .100% 94 100 500 Nồng độ mol dung dịch là : Caùch 2: Gọi C3% là nồng độ phần trăm dung dịch sau pha trộn Aùp dụng sơ đồ đường chéo ta có : m1 = 50g 8% 20% - C3% C3% m2 = 450g 20% C3% - 8% 20 C3 % 50 450 C3 % 8% Giải phương trình trên ta C3% = 18,8M (32) Bài toán tổng quát : Cho hai dung dịch chứa cùng chất tan có nồng độ C1% ( dung dịch 1) và nồng độ C2% ( dung dịch 2) Hỏi phải pha trộn chúng theo tỉ lệ khối lượng nào để thu dung dịch có nồng độ C 3% ( dung dịch 3) Caùch tieán haønh : Cách 1: Aùp dụng định luật bảo toàn khối lượng : khối lượng dung dịch thu sau trộn tổng khối lượng hai dung dịch đem dùng Khối lượng chất tan sau trộn tổng khối lượng chất tan hai dung dịch đem dùng Gọi m1 (g) là khối lượng dung dịch nồng độ C1% Gọi m2 (g) là khối lượng dung dịch nồng độ C2% Khối lượng chất tan dung dịch (1) và (2) là : mct (1) mct (2) C2 %.m2 100 g vaø Khối lượng dung dịch nồng độ C3% là : (m1 + m2) Khối lượng chất tan dung dịch 3(sau pha trộn ) nồng độ C3% - laø C1 %.m1 100 g mct (3) C3 %.( m1 m2 ) 100 g Vì pha trộn hai dung dịch cùng loại chất tan nên khối lượng chất tan sau pha trộn ( dung dịch 3) tổng khối lượng chất tan hai dung dịch ban đầu Ta coù : (m1 + m2 ).C3% = m1 C1% + m2.C2% m1 C2 % C3 % m2 C3 % C1 % ( giả sử C1% < C2% ) Cách 2: Aùp dụng quy tắc đường chéo : m1 C1% C3% m2 C2% C2% - C3% C3% - C1% m1 C2 % C3 % m C3 % C1 % ( giả sử C1% < C2% ) Ví dụ: Cần phải trộn dung dịch NaOH 5% với dung dịch NaOH 10% theo tỉ lệ khối lượng nào để thu dung dịch NaOH 8% Giaûi Caùch 1: 5.x mct 100 g Gọi x g là khối lượng dung dịch NaOH 5% cần dùng thì (33) 10 y mct 100 g Gọi y là khối lượng dung dịch NaOH 10% cần dùng thì Khối lượng dung dịch sau pha trộn là : (x+y) g 5.x 10 y 5.x 10 y Khối lượng chất tan sau pha trộn là : ( 100 + 100 ) = 100 g 5.x 10 y C % 100 100 8 x y Nồng độ phần trăm dung dịch sau pha trộn là : 5.x 10 y 8.( x y ) 100 100 2.y = 3.x x y Vaäy caàn troän dung dòch NaOH 5% vaø dung dòch NaOH 10% theo tæ leä khoái lượng là : Cách 2: Gọi m1 và m2 là khối lượng dung dịch NaOH 5% và dung dịch NaOH10% cần dùng Aùp dụng quy tắc đường chéo ta có m1 5% 10% - 8% = 2% 8% m2 10% 8% - 5% = 3% m1 m Vaäy caàn troän dung dòch NaOH 5% vaø dung dòch NaOH 10% theo tæ leä khoái lượng là : Ví dụ : Tính khối lượng dung dịch HCl 38% và khối lượng dung dịch HCl 8% để pha trộn thành lit dung dịch HCl 20% (d= 1,1g/ ml) Giaûi - - Khối lượng dung dịch sau trộn là : mdd V d 4.1,1kg / l = 4,4kg Gọi m1 (g) là khối lượng dung dịch HCl nồng độ 38% Gọi m2 (g) là khối lượng dung dịch HCl nồng độ 8% m1 + m2 = 4,4 (kg) (*) Theo sơ đồ đường chéo ta có : m1 38% 20% - 8% = 12% 20% m2 8% 38% - 20% = 18% m1 12 m2 18 (**) Giaûi heä phöông trình (*) vaø (**) ta coù : m1 = 1,76 kg vaø m2 = 2,64kg (34) 1.2 Trộn hai dung dịch cùng loại chất cùng loại nồng độ CM Bài toán tổng quát : Cho hai dung dịch chứa cùng chất tan có nồng độ CM(1) ( dung dịch 1) và nồng độ CM(2) Hỏi phải pha trộn theo tỉ lệ thể tích nào để dung dịch có nồng độ CM(3) ( dung dịch 3) Cacùh tieán haønh : Cách 1: Aùp dụng định luật bảo toàn khối lượng : Số mol dung dịch thu sau pha trộn ( dung dịch ) tổng số mol các chất có dung dòch vaø dung dòch Gọi V1 (l) là thể tích dung dịch nồng độ CM(1) Gọi V2 (l) là thể tích dung dịch nồng độ CM(2) Giả sử trộn V1 lit dung dịch nồng độ CM(1) với V2 lít dung dịch nồng độ CM(2) tạo ( V1 + V2) lít dung dịch nồng độ CM(3) CM(1) V1 + CM(2) V2 = ( V1 + V2) CM(3) V1 CM (2) CM (3) V2 CM (3) CM (1) Cách 2: Aùp dụng quy tác đường chéo : V1 CM(1) CM(3) V2 CM(2) CM(2) - CM(3) CM(3) – CM(1) V1 CM (2) CM (3) V2 CM (3) CM (1) Ví dụ : Phải trộn dung dịch HCl 0,2M với dung dịch HCl 0,8M theo tỉ lệ thể tích nào để thu dung dịch HCl 0,5M? Giaûi Cách 1: Gọi V1 , V2 là thể dung dịch HCl 0,2M và dung dịch HCl 0,8M cần dùng để pha chế dung dịch HCl 0,5M Soá mol HCl coù V1 lit dung dòch HCl 0,2M laø : nHCl (1) CM (1) V(1) 0, 2.V1 n CM (2) V(2) 0,8.V2 Soá mol HCl coù V2 lit dung dòch HCl 0,8M laø : HCl (2) Giả sứ thể tích dung dịch sau trộn là : V3 = V1 + V2 n 0, 2.V1 0,8.V2 CM (3) 0,5 V V V Nồng độ mol dung dịch sau trộn là : 0,2.V1 + 0,8.V2 = 0,5.V1+ 0,5.V2 0,8V2 – 0,5V2 = 0,5V1 – 0,2V2 0,3V2 = 0,3V1 (35) V2 = V Vaäy tæ leä theå tích caàn troän laø V1 : V2 = 1: Cách 2: Aùp dụng quy tắc đường chéo ta có : V1 lit dd HCl 0,2M V2 lít dd HCl 0,8M 0,8M – 0,5M = 0,3M 0,5M 0,5M – 0,2M = 0,3M V1 0,3 V2 0,3 Vaäy tæ leä theå tích caàn troän laø V1 : V2 = 1: Ví duï : Caàn duøng bao nhieâu ml dung dòch H2SO4 2,5M vaø bao nhieâu ml dung dịch H2SO4 1M để pha trộn chúng với 600ml dung dịch H2SO4 Giaûi Caùch 1: Goïi V1 laø theå tích dung dòch H2SO4 2,5M Goïi V2laø theå tích dung dòch H2SO4 1M V3 = V1 + V2 = 0,6 lít Soá mol H2SO4 dung dòch 2,5M laø : 2,5V1 Soá mol H2SO4 dung dòch 1M laø: 1.(0,6 – V1) Soá mol H2SO4 dd sau pha troän laø : 2,5V1 + 1.(0,6 –V1) = 1,5V1 + 0,6 (mol) n 1,5V1 0, 1,5 CM 0, V Nồng độ mol dung dịch sau pha trộn : 1,5V1 = 0,6.1,5 -0,6 1,5V1 = 0,3 V1 = 0,2(l) Vaäy caàn duøng 0,2 lit hay 200ml dung dòch H2SO4 2,5M vaø 0,6 – 0,2 = 0,4 l hay 400ml dung dòch H2SO4 1M Cách 2: Aùp dụng quy tắc đường chéo ta có : V1 lit dd H2SO4 2,5M 1,5M – M = 0,5M 1,5M V2 lít dd H2SO4 M 2,5M – 1,5M = 1M V1 0,5 V (*) Maët khaùc : V1 + V2 = 600 ml (**) Giaûi heä phöông trình (*) vaø (**) ta coù : V1 = 200ml vaø V2 = 400ml (36) Vậy cần dùng 400ml H2SO4 1M trộn với 200ml dung dịch H2SO4 2,5M thu 600ml dung dịch H2SO4 1,5M * Chú ý : số trường hợp V1 + V2 V3 mà có : mdd(3) = mdd(1) + mdd(2) Ví duï : Caàn bao nhieâu ml dung dòch NaOH 3% (d= 1,05g/ml ) vaø bao nhieâu ml dung dịch NaOH 10% (d= 1,12g/ml ) Để pha chế lit dung dịch NaOH 8% ( d= 1,1g/ml) Giaûi Gọi m1 , m2 là khối lượng dung dịch NaOH 3% (d= 1,05g/ml ) và khối lượng dung dịch NaOH 10% (d= 1,12g/ml ) cần dùng để pha chế lit dung dòch NaOH 8% ( d= 1,1g/ml) Aùp dụng sơ đồ đường chéo ta có : m1 3% 10% - 8% = 2% 8% m2 10% 8% - 3% = 5% m1 m (*) Maët khaùc : m1 + m2 = m3 = d3.V3 = 1,1.2000 =2200g (**) Giaûi heä phöông trình (*) vaø (**) ta coù m1 = 628,57 g vaø m2 = 1571,43 g Vaäy theå tích dung dòch V1 vaø V2 caàn tìm laø : m1 628,57 598, 64 g d1 1, 05 m 1571, 43 V2 1403, 06 g d2 1,12 V1 1.3 Pha loãng cô cạn dung dịch Khi pha loãng cô cạn dung dịch thì khối lượng chất tan là không đổi khối lượng dung dịch và thể tích dung dịch thay đổi đó nồng độ dung dịch thay đổi theo Sơ đồ 1: Khối lượng dung dịch : Nồng độ % : Khối luợng chất tan : dd đầu mH 2O dd sau m2 = m1 mH O C2 % m1 C1% m1.C1 % 100% g = m2 C2 % 100% (37) Ta coù : Sơ đồ 2: dd đầu Theå tích dung dòch Nồng độ CM : Soá mol chaát tan : m1 C1% = m2 C2% VH 2O V1 g m1 C2 % m2 C1 % dd sau V2 = V CM(1) CM(1) V1 VH 2O CM(2) CM(2).V2 V1 CM (2) V2 CM (1) Chú ý :- Các công thức trên dùng để giải nhanh bài tập pha loãng cô caïn dung dòch - Có thể giải bài toán pha loãng dung dịch phương pháp đường chéo giả sử nước là dd có nồng độ 0% Ví dụ : Có 30g dung dịch NaCl 20% Tính nồng độ % dung dịch thu : a/ Pha thêm 20g nước b/ Cô đặc dung dịch để còn 25g Giaûi a/ Nồng độ C% dung dịch thu thêm 20g nước là : C2 % m1 20.20% C1 % 12% m2 20 30 Caùch 1: Cách 2: Xem nước là dung dịch NaCl 0% Aùp dụng quy tắc đường chéo ta coù : m1 = 30g m2 = 20g 20% 0% C2% C 2% 20% - C2% C2 % = 12% b/ Nồng độ C% dung dịch thu cô đặc còn 25g là C2 % m1 30.20% C1 % 24% m2 25 Ví dụ 2: Phải thêm bao nhiêu ml nước vào 400ml dung dịch NaOH 0,25M để dung dịch NaOH 0,1M Giaûi Gọi V là thể tích nước cần thêm vào thì thể tích dung dịch sau pha loãng là: V2 = 400+ V (38) V1 CM (2) 400 0,1 Aùp dụng công thức ta có : V2 CM (1) 400 V 0, 25 1.4 saün Giải phương trình trên ta thu V = 600ml Tính khối lượng tinh thể ngậm nước cần thêm vào dung dịch cho Caùch tieán haønh : Cách 1: - Aùp dụng định luật bào toàn khối lượng để tính khối lượng dung dịch tạo thành : Khối lượng dung dịch tạo thành = khối lượng tinh thể + Khối lượng dung dịch cho sẵn ; khối lượng chất tan dung dịch tạo thành = khối lượng chất tan tinh thể + khối lượng chất tan dung dịch cho sẵn Cách : Aùp dụng sơ đồ đường chéo để giải (chú ý : xác định nồng độ % chất tan tinh thể ngậm nước, nước là dd có nồng độ 0% ) Ví duï : Caàn laáy bao nhieâu gam tinh theå CuSO4.5H2O vaøo bao nhieâu gam CuSO4 8% để điều chế 56g dung dịch CuSO416% Giaûi Lượng CuSO4.5H2O có thể coi dung dịch CuSO4 64% ( vì 250g CuSO4.5H2O có chứa 160g CuSO4) m1g CuSO4.5H2O 64% 16% - 8% = 8% 16% m2g CuSO4 8% 64% - 16% = 48% m1 m2 48 (*) Maët khaùc : m1 + m2 = 56g (**) Giaûi heä phöông trình (*) vaø (**) ta coù m1 = g vaø m2 = 48g Ví dụ 2: Có bao nhiêu gam tinh thể Fe(NO3)3 6H2O kết tinh từ 500ml dung dòch Fe(NO3)3 0,1M Giaûi nFe ( NO3 )3 0,5 0,1 = 0,05 mol Từ phản ứng : Fe(NO3)3 + 6H2O Fe(NO3)3 6H2O 1mol 1mol 0,05 mol 0,05 mol m 0, 05.350 Khối lượng chất kết tinh thu là : Fe ( NO ) = 17,5g Dạng 2: Tính khối lượng chất tan tách hay thêm vào thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn Các buớc tiến hành : 3 (39) - Tính khối lượng chất tan và khối lượng dung môi (H2O) có dung dịch bão hoà nhiệt độ t10C - Đặt a(g) là khối lượng chất tan cần thêm vào hay đã tách khỏi dung dịch ban đầu, sau thay đổi nhiệt độ từ t10C sang t20C ( Chú ý : Nếu bài toán tính lượng tinh thể ngậm nước tách hay thêm vào thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn thì ta nên gọi ẩn số là số mol) - Tính khối lượng chất tan và khối lượng dung môi (H2O) có dung dịch bão hoà nhiệt độ t20C - Aùp dụng công thức tính độ tan S hay nồng độ % dung dịch bão hoà để tìm a n Ví dụ : Ơ 120C có 1335 g dung dịch CuSO4 bão hoà Đun nóng dung dịch đó lên 900C Hỏi phải thêm vào dung dịch này bao nhiêu gam CuSO4 để dung S (120 C ) 33,5 g S (900 C ) 80 g dịch bão hoà nhiệt độ này Biết độ tan CuSO vaø CuSO Giaûi - Ờ 12 C 100g nước hoà tan 33,5 g CuSO4 khối lượng dd CuSO4 bão hoà là : 133,5g Khối lượng CuSO4 có 1335 g dung dịch bão hoà là : mCuSO4 4 33,5.1335 335 g 13,35 Khối lượng dung môi (H2O) là : mH O mdd mCuSO = 1335-335 =1000g - Gọi a(g) là khối lượng CuSO4 cần thêm vào dung dịch - Khối lượng chất tan và dung môi dung dịch bão hoà 900C là : mCuSO4 (335 a ) g vaø mH O 1000 g Aùp dụng công thức tính độ tan CuSO4 900C ta có : SCuSO4 (900 C ) 355 a 100 80 1000 Giaiû phöông trình treân ta coù : a= 465g III- Baøi taäp vaän duïng: Bài : Để pha lít dd NaOH 4M từ dd 2M và sút rắn Cần bao nhiêu mol NaOH rắn và bao nhiêu thể tíc dd NaOH 2M Biết mol NaOH rắn tan vào nước làm thể tích tăng 0,01 lít Bài : Cần dùng bao nhiêu ml dd KOH 4% có khối lượng riêng là 1,05 g/ml và bao nhiêu ml dd KOH 10% có khối lượng riêng là 1,12 g/ml để pha thành 1,5 lít dd KOH 8% có khối lượng riêng là 1,10g/ml Baøi : A laø dd HCl 0,3M , B laø dd HCl 0,6M a Neáu troän A vaø B theo tæ leä theå tích VA : VB = : Haõy tìm CM cuûa dd C (40) b Phải trộn A và B theo tỉ lệ nào thể tích dd HCl có nồng độ 0,4M ? Bài : Trong PTN có lọ đựng 150 ml dd HCl 10% có khối lượng riêng 1,047 g/ml và lọ khác đựng 250 ml dd HCl 2M Trộn hai dd này lại với ta dd A Tìm nồng độ mol/l dd A Bài : Xác định khối lượng NaCl kết tinh trở lại làm lạnh 548 g dd muối ăn bảo hòa 500C xuống 00C Biết SNaCl 500C là 37 g ; SNaCl 00C là 35 g (41)