Đang tải... (xem toàn văn)
* Khi làm lạnh một dung dịch bão hòa chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống, vì vậy có một phần chất rắn không tan bị tách ra gọi là phần kết tinh: + Nếu chất kết tinh không ngậm nướ[r]
(1)BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** TOÁN VỀ ĐỘ TAN VÀ TINH THỂ HIĐRAT I- KIẾN THỨC CƠ BẢN: 1)Công thức toán: S a.Theo định nghĩa : mct mH 100 2O ( gam/ 100g H2O) – dung môi xét là H2O C% S 100 100 C% b.Mối quan hệ S và C%: ( C% là nồng độ % dung dịch bão hòa) S C% 100% 100 S hay ( C% là nồng độ % dung dịch bão hòa) 2) Bài toán xác định lượng kết tinh * Khi làm lạnh dung dịch bão hòa chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống, vì có phần chất rắn không tan bị tách ( gọi là phần kết tinh): + Nếu chất kết tinh không ngậm nước thì lương nước hai dung dịch bão hòa + Nếu chất rắn kết tinh có ngậm nước thì lượng nước dung dịch sau ít dung dịch ban đầu: mH 2O (dd sau) m H 2O (dd bñ) - m H * Các bước giải toán: TH1: chất kết tinh không ngậm nước mH có B1: Xác định mct và ddbh t0 cao B2: Xác định mct có ddbh t0 thấp ( lượng nước không đổi) O S m ct m 100 H2O B3: Xác định lượng chất kết tinh: 2O (KT) TH 2: chất kết tinh ngậm nước mH có ddbh B1: Xác định mct và t0 cao B2: Đặt số mol hiđrat bị kết tinh là a (mol) m (KT) vaø m O (KT) H2O Þ ct B3: Lập phương trình biểu diễn độ tan dung dịch sau ( theo ẩn a) m KT mct (nhiệt độ cao) mct (nhiệt độ thấp) m mct (t 0cao) m ct (KT) ct S2 100 *100 m H O m H O(t 0cao) m H2O(KT) 2 B4: Giải phương trình và kết luận 1: Để điều chế 560g dung dịch CuSO4 16% cần phải lấy bao nhiêu gam dung dịch CuSO 8% trộn với bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O Hướng dẫn Trong 560g dung dịch CuSO4 16% có chứa 560.16 2240 m ct CuSO4(có dd CuSO4 16%) = 100 = 25 = 89,6(g) Đặt mCuSO4.5H2O = x(g) ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (2) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** 1mol(hay 250g) CuSO4.5H2O chứa 160g CuSO4 160x 16x chứa 250 = 25 (g) Vậy x(g) // m dd CuSO4 8% có dung dịch CuSO4 16% là (560 – x) g (560 x).8 (560 x).2 100 25 ct CuSO4(có dd CuSO4 8%) là = (g) (560 x).2 16x 25 Ta có phương trình: + 25 = 89,6 m Giải phương trình được: x = 80 Vậy cần lấy 80g tinh thể CuSO4.5H2O và 480g dd CuSO4 8% để pha chế thành 560g dd CuSO4 16% * Cách 2: Giải hệ phương trình bậc ẩn * Cách 3: Tính toán theo sơ đồ đường chéo Lưu ý: Lượng CuSO4 có thể coi dd CuSO4 64%(vì 250g CuSO4.5H2O thì có chứa 160g 160 CuSO4) Vậy C%(CuSO4) = 250 100% = 64% 2) Làm lạnh 600g ddbh NaCl từ 900C ® 100C thì có bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách Biết độ tan NaCl 900C v 100C là : 50gam ; 35 gam Hướng dẫn : * Ở 900C có T = 50 gam nn ta có : 100gam H2O + 50g NaCl ® 150g ddbh ? ? 600g m NaCl (tan) 600 50 200g 150 Þ Þ * Ở 10 C có T = 35 g nn ta cĩ : m NaCl (tan) m H 2O (dung moâi ) 600 200 400g ( không đổi) 100 gam H2O hoà tan 35 g NaCl 400g ® ? 400 35 140g 100 Þ Khối lượng NaCl kết tinh : 200 – 140 = 60 gam Độ tan CuSO4 850C v 120C là 87,7g và 35,5g Khi làm lạnh 1877 gam dung dịch bão hòa CuSO4 từ 800C ® 120C thì có bao nhiêu gam tinh thể CuSO 4.5H2O tách khỏi dung dịch Hướng dẫn : Lưu ý vì chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước dung dịch thay đổi Ở 850C , TCuSO 87,7 gam Þ 187,7 gam ddbh có 87,7 gam CuSO4 + 100g H2O 1877g -® 877gam CuSO4 + 1000g H2O Gọi x l số mol CuSO4.5H2O tch Þ khối lượng H2O tách : 90x (g) Khối lượng CuSO4 tách : 160x( gam) ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (3) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** 887 160x 35,5 T Ở 120C, CuSO4 35,5 nên ta có phương trình : 1000 90x 100 giải x = 4,08 mol Khối lượng CuSO4 5H2O kết tinh : 250 ´ 4,08 =1020 gam 4: 850C có 1877g dung dịch bão hoà CuSO Làm lạnh dung dịch xuống còn 250C Hỏi có bao nhiêu gam CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch Biết độ tan CuSO 850C là 87,7 và 250C là 40 Cho 0,2 mol CuO tan hoàn toàn H2SO4 20% đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch đến 100C Tính khối lượng tinh thể CuSO 5H2O đ tch khỏi dung dịch, biết độ tan CuSO4 100C l 14,4 gam/100g H2O ( ĐS: 30,7 gam ) Hướng dẫn : CuO + H2SO4 ® CuSO4 + H2O 0,2 0,2 0,2 0,2 ( mol) 0, 98 100% 20 = 98g Khối lượng ddH2SO4 : Khối lượng CuSO4 tạo : 0,2´ 160 = 32 gam Gọi x l số mol CuSO4.5H2O tch Þ mdd (sau pư ) = (0,2´ 80) + 98 – 250x ( gam) Vì độ tan CuSO4 100C l T = 14,4 gam , nn ta cĩ : 32 160x 14, 112 250x 114, giải x = 0,1228 mol mCuSO 5H O (KT) 30, Þ gam Cho 250 gam dung dịch NaCl tác dụng với lợng vừa đủ dung dịch AgNO3 thu đợc 129,15 gam kết tủa (trong điều kiện 25oC) Cho biết dung dịch NaCl đã dùng bão hoà hay cha bão hoà? Biết độ tan NaCl l 36 gam 25oC Lêi gi¶i Ph¬ng tr×nh ho¸ häc: NaCl + AgNO3 ® NaNO3 + AgCl n AgCl = 129,15 = 0,9 143,5 mol Theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng th×: n NaCl = n AgCl = 0,9mol Þ m NaCl = 0,9 58,5 = 52,65 gam 250 36 Theo đề bài 250g dung dịch NaCl có: 136 = 66,2 gam > 52,65 gam VËy dung dÞch cha b·o hoµ Có 600g dung dịch NaCl bão hoà 90 oC đợc làm lạnh xuống 0oC Tính khối lợng muối kết tinh thu đợc biết độ tan NaCl 90oC là 50, 0oC là 35 Lêi gi¶i 600 50 ë 90oC, 600g dung dÞch NaCl b·o hoµ cã: 150 = 200g NaCl Þ m H2 O = 600 - 200 = 400g ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (4) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** 400 35 ë 0oC, 400g níc cã: 100 = 140g VËy khèi lîng muèi t¸ch khái dung dÞch lµ: 200 -140 = 60g Tính nồng độ phần trăm dung dịch thu trộn 200g dung dịch muối ăn nồng độ 20% với 300g dung dịch muối này có nồng độ 5% Gi¶i Ở 800C : 100 + 51 = 151g dung dịch có 51g KCl và 100g nước 604g dung dịch có x g KCl và y g nước x= 604 x 51 =204 g 151 KCl y = 604 -204 = 400 g nước Vậy 800C 604 g dung dịch có 204g KCl và 400g nước Ơû 200C: 100g nước hoà tan 34g KCl 400g - z g KCl 400 x 34 z= =136 g KCl 100 Khối lượng KCl kết tinh là: 204 – 136 = 68 g x 300 =15 g muoái Trong 300g dung dòch 5% coù : 100 20 x 200 =40 g muoái 100 Trong 200g dung dòch 20% coù: Khối lượng muối dung dịch thu sau trộn là 15g + 40g = 55g Khối lượng dung dịch thu là: 200g + 300g = 500g 55 x 100 =11 % Nồng độ phần trăm dung dịch thu là: 500 9: CÇn bao nhiªu gam tinh thÓ CuSO4 5H2O hoµ vµo bao nhiªu gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế đợc 500 gam dung dịch CuSO4 8% Gi¶i B»ng ph¬ng ph¸p th«ng thêng: Khèi lîng CuSO4 cã 500g dung dÞch b»ng: mCuóO = 500 =40 gam 100 (1) Gäi x lµ khèi lîng tinh thÓ CuSO4 H2O cÇn lÊy th×: (500 - x) lµ khèi lîng dung dÞch CuSO4 4% cÇn lÊy: Khèi lîng CuSO4 cã tinh thÓ CuSO4 5H2O b»ng: mCuSO = x 160 250 (2) Khèi lîng CuSO4 cã tinh thÓ CuSO4 4% lµ: ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (5) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** VËy khèi lîng dung dÞch CuSO4 4% (500 − x ) mCuSO = cÇn lÊy lµ: 100 500 - 33,33 gam = 466,67 gam (3) 69 4 - Tõ (1), (2) vµ (3) ta cã: + Gi¶i theo đờng ph¬ng ph¸p64 - chÐo ( x 160) (500 − x ) Gäi x lµ sè gam tinh thÓ CuSO4 H2O cÇn lÊy vµ (500 - x)+ lµ sè gam =40 250 100 dung dịch cần lấy ta có sơ đồ đờng chéo nh sau: => 0,64x + 20 - 0,04x = x 500 − x x = = => 500 − x 56 14 Giải ta tìm đợc: x = 33,33 gam 10: Caàn laáy bao nhieâu gam SO3 vaø bao nhieâu gam dd H2SO4 10% để tạo thành 100g dd H2SO4 20% Khi cho SO3 vào dd xảy phản ứng SO3 + H2O H2SO4 80 g 98 g 98 x100 122,5 coi SO3 là dd H2SO4 có nồng độ: 80 % gọi m1 và m2 là khối lượng SO3 và dd H2SO4 ban đầu m1 C C 20 10 10 Ta coù m2 C1 C 122,5 20 102,5 * m1+ m2 =100 **.từ * và ** giải m1 = 8,88gam 11;Cần lấy bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O và bao nhiêu gam dung dịch CuSO4 % để thu 400 gam dung dịch CuSO4 10 % 10 Khối lượng CuSO4 400 gam dung dịch CuSO4 10%: m= 400 100 =40 gam Gọi x là khối lượng CuSO4.5H2O cần lấy ⇒ Khối lượng dung dịch CuSO4 5% cần lấy là 400-x gam 160 x Khối lượng CuSO4 CuSO4.5H2O là: m1= 250 Khối lượng CuSO4 dung dịch CuSO4 5%: m2 = (g) (400 − x ) (g) 100 Từ đó ta có m1 + m2 = m ⇒ 160 x 250 + (400 − x ) 100 = 40 ⇒ x 33,9 gam ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (6) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** ⇒ mddCuSO45% = 400-33,9 = 366,1 gam 12;Người ta dùng 4,48 lít khí H2 (đktc) để khử 17,4 gam oxit sắt từ.Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn A.Viết phương trình phản ứng hoá học xảy và tính m Để hoà tan toàn lượng chất rắn A trên cần dùng vừa đủ V ml dung dịch HCl 1M.Tính khối lượng muối thu sau phản ứng và tính V , 48 17 , = 0,2 mol ; nFe = 0,075 mol 3O4= 22 , 232 t 3Fe + 4H2O PTPƯ: 4H2 + Fe3O4 ⃗ (1) nH2= Theo (1) và bài cho ta suy H2 phản ứng hết, Fe3O4 dư nFe3O4pư = 0,25 nH2 = 0,05 mol ⇒ nFe3O4dư = 0,075-0,05 = 0,025 mol = 0,75= nH2= 0,15 mol nFe Chất rắn A gồm: Fe 0,15 mol và Fe3O4dư 0,025 mol ⇒ m= 0,15.56 + 0,025.232 = 14,2 gam Cho chất rắn A tác dụng với dd HCl: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + FeCl3 + 4H2O (3) Theo(2) và (3) ∑ nFeCl = nFe + n Fe3O4dư= 0,175 mol Theo (3) nFeCl3 = n Fe3O4dư = 0,05 mol ⇒ mmuối = mFeCl2 + nFeCl3 = 0,175.127+0,05.162,5=30,35 gam Theo (2) và (3) nHCl= 2nFe + nFe3O4dư = 0,5 mol ⇒ V= 0,5 = 0,5 lít = 500ml 13; Phải lấy miếng nhôm có tỷ lệ với nào khối lượng để cho miếng vào dung dịch axít và miếng vào dung dịch bazơ, thì ta có thể tích khí Hiđrô thoát nhau? - PTHH: 2Al + 6HCl > 2AlCl3 + H2 (1) 2x 2Al 2x x + 2Na0H + 2H20 > NaAl02 + H2 (2) x Để thể tích khí Hiđrô thoát tra cho Al tác dung với axít và bazơ thì số mol Hiđro thoát (1) và (2) phải (0,5) Nếu gọi số mol Hiđro thoát (1) và (2) là x thì số mol Al phản ứng với (1) 2x số mol Al phản ứng (2) và Vậy để thể tích Hiđro thoát cho Al phản ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (7) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** ứng với axít và bazơ thì tỷ lệ khối lượng Al cần lấy cho phản ứng này phải (1đ) 14; Độ tan CuSO4 850C và 120C là 87,7g và 35,5g Khi làm lạnh 1887 gam dung dịch bão hoà CuSO4 từ 800C ® 120C thì có bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch Hướng dẫn : Lưu ý vì chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước dung dịch thay đổi Ở 850C , 87,7 gam Þ 187,7 gam ddbh có 87,7 gam CuSO4 + 100g H2O 1887g -® 887gam CuSO4 + 1000g H2O Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tách Þ khối lượng H2O tách : 90x (g) Khối lượng CuSO4 tách : 160x( gam) Ở 120C, 35,5 nên ta có phương trình : giải x = 4,08 mol Khối lượng CuSO4 5H2O kết tinh : 250 ´ 4,08 =1020 gam 15; Lấy 1000g dung dịch Al 2(SO4)3 bão hoà làm bay 100g H 2O Phần dung dịch còn lại o đưa 10 C thấy có a gam Al2(SO4)3.18H2O kết tinh Tính a Biết độ tan Al2(SO4)3 10o C là 33,5 1000 33,5 133,5 Ở 10 C, 1000g dung dịch Al2(SO4)3 có: = 250,94 gam chất tan: Al2(SO4)3 o Vậy khối lượng nước là: 1000 - 250,94 = 749,06g Sau làm bay còn lại: 749,06 - 100 = 649,06 gam Gọi x là số mol Al2(SO4)3.18H2O kết tinh Vậy khối lượng kết tinh của: Al2(SO4)3 là: 342x gam Þ khối lượng Al2(SO4)3 còn lại là: (250,94 - 342x) gam H2O là: 324x gam Þ khối lượng H2O còn lại là: (649,06 - 324x) gam Theo giả thiết độ tan Al2(SO4)3 là: 250,94 - 342x 649,06 - 324x 100 = 33,5 Þ x = 0,144 mol Vậy khối lượng muối Al2(SO4)3.18H2O kết tinh là: 0,144 666 = 95,904 gam 16; Có hai dung dịch: Dung dịch A chứa H 2SO4 85%, dung dịch B chứa HNO3 chưa biết nồng độ Hỏi phải trộn hai dung dịch này theo tỉ lệ khối lượng là bao nhiêu để dung dịch mới, đó H2SO4 có nồng độ là 60%, HNO3 có nồng độ là 20% Tính nồng độ HNO3 ban đầu Giả sử ta cần pha dung dịch A với dung dịch B để có 100 gam dung dịch Theo đề bài, 100g dung dịch có: 60g H2SO4 và 20g HNO3 ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (8) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** Vậy khối lượng dung dịch A là: 60 1200 100 mA = 85 = 17 gam Khối lượng dung dịch B là: 1200 500 mB = 100 - 17 = 17 gam Vậy cần trộn A với B theo tỉ lệ khối lượng là: Nồng độ % dung dịch B: mA : mB = 12 : 20 100 500 C%HNO3 = 17 17; Độ tan NaCl nước 90oC là 50 gam a- Tính C% dung dich NaCl bão hòa 90oC b- Nồng độ % dung dịch NaCl bão hòa oC là 25,93% Tính độ tan NaCl 0oC c- Khi làm lạnh 600gam dung dịch NaCl bão hòa 90 oC tới 0oC thì khối lượng dung dịch thu là bao nhiêu? a- Áp dụng công thức : 50 C%NaCl = 100 = 33,33% 50+100 o b- Độ tan NaCl C : 25,93 S= 100 = 35 gam (100 – 25,93) c- Khi làm lạnh 150 gam dung dịch NaCl bão hòa từ 90oC 0oC thì khối lượng dụng dịch giảm 50 – 35 = 15 gam Do 15 gam kết tinh tách khỏi dung dịch Vậy làm lạnh 600gam ddbh thì khối lượng dung dịch còn lại : 15 600 600 = 540 gam 150 18; a Tính thể tích dung dịch H2SO4 98% (d = 1,83 g/cm3) cần dùng để pha 500ml dung dịch H2SO4 0,1M Nêu cách pha chế dung dịch trên ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (9) BÀI TẬP HÓA HỌC BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘ TAN VÀ MUỐI HIĐRAT ****************************************************************************************** b Xác định lượng tinh thể natri sunfat ngậm nước (Na 2SO4.10H2O) tách làm nguội 1026,4 g dung dịch bão hòa 80oC xuống 10oC Biết độ tan Na2SO4 khan 80oC là 28,3 g và 10oC là 9,0 g CH SO4 v(ml ).1,83( g / ml ).(98 /100).(1/ 98) 0,1M v 2, 73ml 0,5 - Tính: - Cách pha: Đong 2,73 ml dung dịch H2SO4 98%, Cho từ từ dung dịch H2SO4 đặc (theo thành bình, khuấy đều) vào khoảng 450 ml nước chứa bình có dung tích 1lít sau đó cho thêm nước vạch 500 ml Na2SO4 = 142 ; Na2SO4 10H2O = 322 Ở 80oC, 100 g nước hòa tan tối đa 28,3 g Na2SO4 tạo 128,3 g dung dịch Vậy 128,3 g dung dịch có 28,3 g Na2SO4 1026,4 g xg ⇒ x= 28 , 3× 1026 , =226 , ( g) 128 , mH ❑2 O = 1026,4 – 226,4 = 800 (g) Gọi a là số mol Na2 SO4 tách khỏi dung dịch Na2SO4 Na2SO4 10H2O a mol 10a mol H2O Khối lượng H2O còn sau muối kết tinh là: ( 800 – 180a) g Ở 10oC , 100g H2O hòa tan tối đa 9,0 g Na2SO4 ( 800 – 180a) g yg => y= 9,0 ×(800 −180 a) 100 Mặt khác lượng Na2SO4 cần hòa tan là: (226,4 – 142a) g Ta có: 9,0×(800− 180 a) = 226,4 – 142a 100 Giải ra: a 1,227 Khối lượng muối Na2SO4.10H2O kết tinh = 1,227 322 =395,09 (g) Cho muối ngậm nước có công thức CaSO4.nH2O Nêu cách xác định n thực nghiệm, hãy đưa công thức tổng quát tính n, giải thích các đại lượng công thức Cân m g CaSO4.nH2O đun nóng đến khối lượng không đổi, để nguội cân m g CaSO4 136(m m1 ) 18m1 Ta có : n = (mol) Với n là số phân tử H2O có muối ngậm nước, m là khối lượng muối ngậm nước, m1 là khối lượng muối khan ***************************************************************************** GV: LÊ THANH TUYỀN CÁI BÈ- TIỀN GIANG Email: lethanhtuyentg@yahoo.com (thanhtuyenle1980@gmail.com) (10)