I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1) Nguyên tắc :
- Đề bài thường cho các lượng chất dạng chữ (a,b,c...) và yêu cầu tìm quan hệ toán học giữa các dữ kiện để phản ứng xảy ra theo nhiều khả năng khác nhau. Thường gặp các dạng sau:
* Oxit axit ( hoặc đa axit ) tác dụng với kiềm tạo muối khác nhau.
* Muối của kim loại lưỡng tính tác dụng với kiềm tạo kết tủa min hoặc max khác nhau.
* Một kim loại tác dụng với dd chứa nhiều muối ( hoặc một dung dịch muối tác dụng với hỗn hợp kim loại ) thu được số lượng muối và kim loại khác nhau.
* Muối aluminat( gốc : – AlO2 ), zincat (gốc := ZnO2 ) tác dụng với axit ( HCl, H2SO4 … ) tạo kết tủa min hoặc max khác nhau.
2) Các ví dụ:
Ví dụ 1 :Cho từ từ dd chứa x ( mol ) HCl vào dung dịch chứa y ( mol )NaAlO2 thì:
- Đầu tiên, HCl thiếu nên có kết tủa Al(OH)3 và cực đại khi NaAlO2 hết ( x mol ) NaAlO2 + HCl + H2O NaCl + Al(OH)3 (1)
- Sau đó, HCl bắt đầu tác dụng với Al(OH)3 làm tan kết tủa
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O (1’) NaAlO2 + 4HCl NaCl + AlCl3 + 2H2O (2)
Vậy khi cho NaAlO2 tác dụng với dd HCl thì có thể xảy ra ( 1) hoặc (2) hoặc đồng thời cả hai.
Đặt 2
HCl NaAlO
n x
T =n y
thì kết quả tạo sản phẩm như sau:
+ Nếu T = 1 (x = y) chỉ xảy ra (1) : vừa đủ ( kết tủa max).
+ Nếu T < 1 (x < y) chỉ xảy ra (1) : dư NaAlO2 .
+ Nếu T = 4 (x = 4y) chỉ xảy ra ( 2) : vừa đủ ( kết tủa tan hoàn toàn ).
+ Nếu T > 4 (x > 4y) chỉ xảy ra ( 2 ) : HCl dư ( kết tủa tan hoàn toàn ).
+ Nếu 1 < T < 4 (y <x <4y) xảy ra (1), (2) : vừa đủ ( kết tủa chưa cực đại ).
Ví dụ 2: Cho a (mol) Mg vào dd chứa b (mol) Cu(NO3)2 và b (mol) Al(NO3)3 thì thứ tự xảy ra các phản ứng sau:
Mg + Cu(NO3)2 Mg(NO3)2 + Cu (1) 3Mg + 2Al(NO3)3 3Mg(NO3)2 + 2Al (2)
+) Nếu a < b thì chỉ xảy ra (1) sau pư có : 3 muối là Mg(NO3)2 ; Al(NO3)3 , Cu(NO3)2 và 1 kim loại là Cu.
+) Nếu a = b thì chỉ xảy ra (1) sau pư có : 2 muối Mg(NO3)2 ; Al(NO3)3 và 1 kim loại Cu.
+) Nếu b < a < b + 1,5c thì (1) đã kết thúc, (2) chưa kết thúc sau pư có : 2 muối Mg(NO3)2 , Al(NO3)3 và 2 kim loại.
+) Nếu a = b + 1,5c thì vừa đủ xảy ra (1) và (2) sau pư có : 1 muối là Mg(NO3)2 và 2 kim loại là Cu, Al.
+) Nếu a > b + 1,5c thì đã xảy ra (1) và (2) sau pư có 1 muối Mg(NO3)2 và 3 kim loại.
II- BÀI TẬP ÁP DỤNG VÀ NÂNG CAO
1) Cho a mol CO2 tác dụng với dung dịch chứa b (mol) Ca(OH)2 . Hãy lập luận xác định tương quan giữa a và b để sau phản ứng thu được 1 muối , hai muối. ( Làm tương tự đối với b mol NaOH.).
Hướng dẫn :
Các phương trình hóa học có thể xảy ra:
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (1)
Ca(OH)2 + 2CO2 Ca(HCO3)2 (2) Đặt T =
CO2 Ca(OH)2
n a
n b
- Nếu tạo muối CaCO3 thì T 1 a b.
- Nếu tạo muối Ca(HCO3)2 thì T 1 b
a
2 a 2b.
- Nếu tạo ra cả 2 muối thì : 1 < T < 2
a
2 < b < a ( hay a < a < 2b ).
2) Cho dung dịch chứa a (mol) NaOH tác dụng với b (mol) P2O5. Hãy luận luận xác định muối tạo thành theo sự tương quan giữa a và b. Áp dụng khi a = 0,2 mol , b = 0,15 mol.
Hướng dẫn :
Các phản ứng xảy ra :
P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (1)
.b 2b (mol)
H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O (2) H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O (3) H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O (4) Đặt T =
NaOH H PO3 4
n a
n 2b
* Lưu ý : để tạo muối axit thì không dư kiềm và để tạo muối trung hòa thì không dư axit.
- Nếu tạo muối Na3PO4 thì T 3
a
2b 3 a 6b.
- Nếu tạo ra muối Na2HPO4 thì T = 2
a
2b = 2 a = 4b.
- Nếu tạo ra muối 2 muối Na2HPO4 và Na3PO4 thì: 2 < T < 3 4b < a < 6b.
- Nếu tạo ra muối NaH2PO4 thì T 1
a
2b 1 a 2b.
- Nếu tạo ra 2 muối axit NaH2PO4 và Na2HPO4 thì : 1 < T < 2 2b < a < 4b.
3) Dung dịch A chứa a mol CuSO4 và b mol FeSO4
-Thí nghiệm 1: Cho c mol Mg vào A ,sau khi phản ứng kết thúc, dung dịch thu được có 3 muối.
-Thí nghiệm 2: Cho 2c mol Mg vào A, sau khi phản ứng kết thúc, dung dịch thu được có 2 muối.
-Thí nghiệm 3: Cho 3c mol Mg vào A, sau khi phản ứng kết thúc, dung dịch thu được có 1 muối.
Tìm mối quan hệ giữa a,b, và c trong mỗi thí nghiệm.
Hướng dẫn:
* Cách 1: Vì Mg > Fe > Cu nên các phản ứng xảy ra theo trình tự như sau : Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
a a
Mg + FeSO4 MgSO4 + Fe
b b
TN 1 : Nếu sau phản ứng có 3 muối thì các muối là MgSO4 , FeSO4 ,CuSO4 CuSO4 chưa hết. n <nMg CuSO4 c < a
TN 2: Sau phản ứng có 2 muối thì các muối là : MgSO4 và FeSO4 CuSO4 đã hết và FeSO4 chưa hết . nCuSO4 n < nMg CuSO4 nFeSO4 a 2c < a + b
TN 3: Sau phản ứng chỉ có 1 muối MgSO4 thì cả hai muối ban đầu đã phản ứng hết .
nMg nCuSO4nFeSO4 3c a+b
* Cách 2:
TN 1: Vì dung dịch thu được có 3 muối. Vậy có các ptpư Mg + CuSO4 Cu + MgSO4
c a ( ta có: a > c )
TN 2: Dung dịch thu được gồm 2 muối .Vậy ta có các PTHH:
Mg + CuSO4 Cu + MgSO4
a a
Mg + FeSO4 Fe + MgSO4
(2c – a) b (mol)
Ta có : 2c a và b > 2c – a vậy : a 2c < a + b
TN 3: Dung dịch thu được có một muối. Vậy thứ tự các PTHH : Mg + CuSO4 Cu + MgSO4
a a
Mg + FeSO4 Fe + MgSO4
(3c – a) b (mol) Ta có : 3c – a b
4) Cho x (mol) NaAlO2 tác dụng với dung dịch chứa y (mol) HCl.
a) Viết phương trình hóa học có thể xảy ra.
b) Hãy lập tỷ lệ
x
yđể sau phản ứng thu được kết tủa ? hoặc không có kết tủa? Hoặc kết tủa cực đại.
Hướng dẫn:
a) Các phương trình phản ứng xảy ra:
NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl (1) Sau đó ( nếu dư HCl )
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O (1’) Tổng hợp (1) và (1’) ta có pư ( khi kết tủa tan hoàn toàn )
NaAlO + 4HCl AlCl + NaCl + 2H O (2)
Vậy khi cho NaAlO2 tác dụng với HCl thì hoặc xảy ra (1),(2) hoặc cả hai.
Đặt T = 2
HCl NaAlO
y x
n
n
, theo các pư (1) và (2) ta có : - Nếu không có kết tủa xuất hiện thì T 4 hay
y
x 4
x 1
y 4
- Nếu thu được kết tủa thì T < 4 hay
y
x < 4
x 1
y 4
- Để đạt kết tủa cực đại thì T = 1 hay
y
x = 1
x 1 y
5) Cho rất từ từ dung dịch A ( chứa a mol HCl ) vào dung dịch B ( chứa b mol Na2CO3 ). Hãy lập luận xác định quan hệ giữa a và b để phản ứng không có khí ? có khí ? có khí cực đại ?
Hướng dẫn :
Đầu tiên : Na2CO3 dư nên không có khí bay ra.
Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl (1) Khi HCl dư thì: có khí bay ra:
NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 (1’) Ta có pư chung: Na2CO3 + 2HCl NaCl + H2O + CO2 (2)
* Để không có khí thì chỉ xảy ra (1) : a b.
* Để có khí bay ra thì a > b.
* Để thu được lượng khí lớn nhất thì a 2b { tức lượng Na2CO3 pư hết ở (2) }.
6) Cho a (mol) AlCl3 tác dụng với dung dịch chứa b mol NaOH. Viết phương trình hóa học xảy ra và xác định quan hệ giữa a và b để sau phản ứng : thu được kết tủa hoặc không thu được kết tủa hoặc kết tủa cực đại.
Hướng dẫn:
Các ptpư :
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl (1) Nếu NaOH dư so với AlCl3 thì :
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (1’) Tổng hợp : AlCl3 + 4NaOH NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O (2) Đặt T =
NaOH AlCl3
n b
n a
Để không có kết tủa thì T 4 b 4b Để có kết tủa thì T < 4 b < 4a
Để có kết tủa cực đại thì T = 3 b = 3a
7) Cho hỗn hợp gồm x (mol) Fe và y (mol) Al vào dung dịch chứa z (mol) AgNO3 thì thu được dung dịch A và rắn B. Xác định quan hệ giữa x,y,z thỏa mãn các điều kiện sau:
a) Rắn B gồm 3 kim loại.
b) Rắn B gồm 2 kim loại.
c) Rắn B gồm 1 kim loại.
Hướng dẫn:
Vì Al > Fe > Ag nên thứ tự các phản ứng như sau:
Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag (1) .y 3y (mol)
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)