Tài liệu Tự chọn lượng chất_merged

PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ðIỆN TÍCH I- PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Nội dung phương pháp
Vì trong dung dịch luôn trung hòa về ñiện nên một dung dịch tồn tại ñồng thời các cation và anion thì tổng số ñiện tích dương bằng tổng số ñiện tích âm hay tổng số mol ñiện tích dương bằng tổng số mol ñiện tích âm
Tổng quát: ∑ số mol x ñiện tích ion dương = ∑ số mol x ñiện tích ion âm 2. Áp dụng và một số chú ý a/ Khối lượng muối (trong dung dịch) = ∑ khối lượng các ion tạo muối b/ Quá trình áp dụng ðLBT ñiện tích thường kết hợp: - Các phương pháp bảo toàn khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố - Viết các phương trình hóa học ở dạng thu gọn II. CÁC VÍ DỤ MINH HỌA VÍ DỤ 1: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần: 0,01 mol Na+, 0,02 mol Mg2+, 0,015 mol SO42và x mol Cl-. Giá trị của x là: A. 0,015 B. 0,035 C. 0,02 D. 0,01 HƯỚNG DẪN GIẢI Áp dụng ðLBT ñiện tích: 0,01.1 + 0,02.2 = 0,015.2 + x.1 → x = 0,02 → ðáp án C VÍ DỤ 2: Kết quả xác ñịnh nồng ñộ mol/l của các ion trong một dung dịch như sau: Ion: Na+ Ca2+ NO3ClHCO3Số mol: 0,05 0,01 0,01 0,04 0,025 Hỏi kết quả ñó ñúng hay sai HƯỚNG DẪN GIẢI Tổng số ñiện tích dương: 0,05 + 2.0,01 = 0,07 (mol) Tổng số ñiện tích âm: 0,01 + 0,04 + 0,025 = 0,075 (mol) Ta thấy tổng số ñiện tích dương # tổng số ñiện tích âm → kết quả phân tích trên là sai VÍ DỤ 3: Dung dịch X chứa Na2SO4 0,05M, NaCl 0,05M và KCl 0,1M. Phải dùng hỗn hợp muối nào sau ñây ñể pha chế dung dịch X ? A. KCl và Na2SO4. B. KCl và NaHSO4. C. NaCl và K2SO4. D. NaCl và KHSO4 HƯỚNG DẪN GIẢI ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -1- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Na2SO4 → 2Na+ + SO24− 0,05 0,1 → NaCl 0,05 Na + Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn (1) 0,05 + Cl 0,05 − KCl (2) → 0,1 + Cl− K+ 0,1 (3) 0,1 0,05 + + [Na ] = 0,1 + 0,05 = 0,15 M ; [K ] = 0,1 0M Dung dÞch :  − 2− [Cl ] = 0,05 + 0,1 = 0,15 M ; [SO 4 ] = 0,05 M [Na+ ] = [Cl− ] ⇔ + 2− [K ] = 2[SO4 ] ⇒ Ph¶i dïng hçn hîp NaCl vµ K 2SO 4 → ðáp án C VÍ DỤ 4: (TSCð A 2007): Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu2+, 0,03 mol K+, x mol Cl- và y mol SO42-. Tổng khối lượng các muối tan có trong dung dịch là 5,435 gam. Giá trị của x và y lần lượt là: A. 0,03 và 0,02 B. 0,05 và 0,01 C. 0,01 và 0,03 D. 0,02 và 0,05 HƯỚNG DẪN GIẢI Áp dụng ðLBT ñiện tích: 2.0,02 + 0,03 = x + 2y hay x + 2y = 0,07 (1) Khối lượng muối: 0,02.64 + 0,03.39 + 35,5x + 96y = 5,435 (2) Giải hệ phương trình (1) và (2) ñược: x = 0,03 và y = 0,02 → Chọn A VÍ DỤ 5: Một dung dịch chứa hai cation là Fe2+ 0,1M và Al3+ 0,2M. Trong dung dịch còn có hai anion là Cl− x mol/l và SO42− y mol/l. Khi cô cạn 1,0 lít dung dịch trên thu ñược 46,9 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của x và y lần lượt là: A. 0,6 và 0,1. B. 0,3 và 0,2. C. 0,5& 0,15. D. 0,2 và 0,3. HƯỚNG DẪN GIẢI nCl− = x mol ; nSO2− = y mol 4 Khèi l−îng muèi khan : mmuèi = mcation + manion ⇒ 56.0,1 + 27.0,2 + 35,5x + 96y = 46,9 ⇒ 35,5x + 96y = 35,9 (1) Theo ®Þnh luËt BT§T : x + 2y = 2.0,1 + 3.0,2 ⇒ x + 2y = 0,8 (2) x = 0,2 Tõ (1), (2) ⇒  y = 0,3 → Chọn D VÍ DỤ 6: Dung dịch X có chứa 0,1 mol K+, 0,2 mol Fe3+, 0,4 mol NO3- và x mol SO42-. Cô cạn dung dịch X ñược m gam hỗn hợp 4 muôí khan. Giá trị của m là: A. 54,3 B. 68,7 C. 39,9 D. 47,8 HƯỚNG DẪN GIẢI Áp dụng ðLBT ñiện tích: 0,1.1 + 0,2.3 = 0,4.1 + 2x → x = 0,15 Theo ðKBT khối lượng: m muối = mcation + manion → m = 0,1.39 + 0,2.56 + 0,4.62 + 0,15.96 = 54,3 gam → ðáp án A VÍ DỤ 7: Chia 1,24 gam hỗn hợp hai kim loại có hóa trị không ñổi thành hai phần bằng nhau: Phần 1: bị oxi hóa hoàn toàn thu ñược 0,78 gam hỗn hợp oxit. ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -2- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Phần 2: tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng thu ñược V lit H2 ( ñktc). Giá trị V là: A. 2,24 lit B. 0,112 lit C. 5,6 lit D. 0,224 lit HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Một hỗn hợp gồm nhiều kim loại có hóa trị không ñổi và có khối lượng cho trước sẽ phải nhường một số mol electron không ñổi cho bất kỳ tác nhân oxi hóa nào. Khối lượng mỗi phần: 1,24 : 2 = 0,62 gam 0, 78 − 0,62 Số mol O kết hợp với 0,62 gam hỗn hợp kim loại: = 0,01(mol) 16 Quá trình tạo oxit: O + 2e → O20,01 → 0,02(mol) Theo hệ quả 3 thì ở phần 2 hỗn hợp kim loại khử H+ của dung dịch axit cũng nhường 0,02 mol electron: 2H+ + 2e → H2 0,02 → 0,01(mol) Vậy thể tích H2 thu ñược là: 0,01 . 22,4 = 0,224 lit → Chọn D VÍ DỤ 8: Chia hỗn hợp 2 kim loại A,B có hóa trị không ñổi thành 2 phần bằng nhau: Phần 1: tan hết trong dung dịch HCl tạo ra 1,792 lit H2( ñktc) Phần 2: nung nóng trong không khí ñến khối lượng không ñổi thu ñược 2,84 gam chất rắn. Khối lượng hỗn hợp 2 kim loại trong hỗn hợp ñầu là: A. 2,4g B. 3,12g C. 2,2g D. 1,8g HƯỚNG DẪN GIẢI Xét phần 1: 2H+ 1,792 = 0,08 (mol) 22,4 Theo hệ quả 3 thì ở phần 2: O + 2e → H2 0,16 ← + 2e → O20,08 ← 0,16(mol) → mKL = moxit – mO = 2,84 – 0,08.16 = 1,56 gam Khối lượng hỗn hợp ban ñầu: 2.1,56 = 3,12 gam → Chọn B VÍ DỤ 9: Lấy 7,88 gam hỗn hợp A gồm hai kim loại hoạt ñộng X,Y có hóa trị không ñổi, chia thành hai phần bằng nhau: - Phần 1 nung trong oxi dư ñể oxi hóa hoàn toàn thu ñược 4,74 gam hỗn hợp 2 oxit - Phần 2 hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa hỗn hợp hai axit HCl và H2SO4 loãng thu ñược V lít khí (ñktc). Giá trị V là: A. 2,24 lit B. 0,112 lit C. 1,12 lit D. 0,224 lit HƯỚNG DẪN GIẢI Khối lượng mỗi phần: 7,88 : 2 = 3,94 gam 4, 74 − 3,94 Số mol O kết hợp với 3,94 gam hỗn hợp kim loại: = 0, 05(mol ) 16 O + 2e → O2Quá trình tạo oxit: ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -3- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH 0,05 → Theo hệ quả 3 thì ở phần 2: Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn 0,1(mol) 2H+ + 2e → H2 0,1 → 0,05 (mol) Vậy thể tích H2 thu ñược là: 0,05 . 22,4 = 1,12 lit → Chọn C VÍ DỤ 10: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm x mol FeS2 và y mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa ñủ), thu ñược dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Tỉ số của x/y là: A. 2/1. B. 1/2. C. 3/1. D. 1/3. HƯỚNG DẪN GIẢI Do X chØ cã muèi sunfat ⇔ dung dÞch kh«ng cßn gèc NO3− S¬ ®å biÕn ®æi : FeS2 → Fe3+ + 2SO24− x x 2x Cu2S → 2Cu + SO24− 2+ y 2y (1) (2) y Dung dÞch chØ cã c¸c ion : Fe3+ , Cu2+ vµ SO24− Theo BT§T : 3x + 2.2y = 2.2x + 2.y ⇒ x = 2y ⇒ x/y = 2/1 → Chọn A VÍ DỤ 11: (TSðH A 2007): Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa ñủ), thu ñược dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06. HƯỚNG DẪN GIẢI FeS2 → Fe3+ + 2SO42− 0,12 0,12 0,24 2+ Cu2S → 2Cu + SO42− a 2a a Áp dụng ðLBT ñiện tích: 3.0,12 + 2.2a = 0,24.2 + 2a ⇒ a = 0, 06 → Chọn D VÍ DỤ 12: Dung dịch A có chứa các ion sau: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1mol Cl- và 0,2 mol NO3-. Thêm dần V lit dung dịch K2CO3 1M vào A ñến khi ñược lượng kết tủa lớn nhất. V có giá trị là: A. 300 ml B. 200 ml C. 250 ml D. 150 ml HƯỚNG DẪN GIẢI ðể thu ñược kết tủa lớn nhất khi các ion Mg2+, Ba2+, Ca2+ tác dụng hết với ion CO32-: Mg2+ + CO32- → MgCO3 ↓ Ba2+ + CO32- → BaCO3 ↓ Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓ Sau khi phản ứng kết thúc, trong dung dịch chứa các ion K+, Cl- và NO3- ( kết tủa tách khỏi dung dịch ). Áp dụng ðLBT ñiện tích: n K + = n Cl- + n NO - = 0,1 + 0,2 = 0,3(mol) ⇒ nK2CO3 = 0,15(mol) 3 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -4- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn 0,15 = 0,15(lit ) = 150ml → Chọn D 1 → VddK2CO3 = VÍ DỤ 13: Dung dịch A chứa các ion CO32-, SO32-, SO42- và 0,1 mol HCO3-, 0,3 mol Na+. Thêm V(lit) dung dịch Ba(OH)2 1M vào dung dịch A thì thu ñược lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị của V là: A. 0,15 lit B. 0,2 lit C. 0,25 lit D. 0,5 lit HƯỚNG DẪN GIẢI Nồng ñộ các ion [Ba ] = 1M và [OH ] = 2M. ðể thu ñược lượng kết tủa lớn nhất cần 0,1 mol OH- ñể tác dụng hết với HCO3-: HCO3- + OH- → CO32-+ + H2O Mặt khác cần 0,3 mol OH- ñể trung hòa Na+. Vậy tổng số mol OH- cần là 0,1 + 0,3 = 0,4 (mol) 2+ - Thể tích dung dịch Ba(OH)2 là: V = 0,4 = 0,2(lit ) 2 → ðáp án B VÍ DỤ 14: Cho hòa tan hoàn toàn 10g hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu ñược 5,6 lit H2( ñktc) và dung dịch D. ðể kết tủa hoàn toàn các ion trong D cần 300 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl ñã dùng là: A. 0,1 lit B. 0,12 lit C. 0,15 lit D. 0,2 lit HƯỚNG DẪN GIẢI 2 * 5,6 Cách 1: n(H+) = n(Cl-) = n(HCl) = 2n(H2) = = 0,5(mol) 22, 4 Mà số mol NaOH cần dùng ñể kết tủa hoàn toàn ion trong D là 0,3.2 = 0,6 (mol) Ta thấy số mol Na+ (0,06) > số mol Cl- (0,05) → số mol HCl dư là 0,1 mol → V(HCl) = 0,6 = 0,15(lit ) → ðáp án C 4 Cách 2: Khi cho 0,6 mol NaOH vào dung dịch D chứa Mg2+, Fe2+ và H+( nếu dư) tách ra khỏi dung dịch D. Dung dịch tạo thành chứa Cl- phải trung hòa ñiện với 0,6 mol Na+ : n(Cl-) = n(Na+) = 0,6 (mol) → V(HCl) = 0,6 = 0,15(lit ) 4 VÍ DỤ 15: (TSðH A 2008): Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lit CO2 (ñktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 9,85g B. 11,82g C. 17,73g D. 19,7g HƯỚNG DẪN GIẢI 4,48 = 0,2(mol) 22,4 = 0,5.0,1 = 0,05 (mol) n CO2 = n NaOH n Ba(OH)2 = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) n OH- = 0,05 + 0,2 = 0,25 (mol) ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -5- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Ta có: 1 < nOH- n CO2 = Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn 0,25 = 1,25 < 2 → tạo 2 muối 0,2 HCO3- x (mol) CO32- y (mol) CO2 + OHBảo toàn nguyên tố Cacbon: x + y = 0,2 Bảo toàn ñiện tích âm: x + 2y = 0,25 Giải hệ pt trên ñược: x = 0,15 và y = 0,05 Phản ứng tạo kết tủa: Ba2+ + CO32- → BaCO3↓ Số mol Ba2+(0,1 mol) > số mol CO32- (0,05 mol) → n(BaCO3) = n(CO32-) = 0,05 mol → m(BaCO3) = 0,05.197 = 9,85(g) → ðáp án A. VÍ DỤ 16: Hòa tan hoàn toàn 15,6gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 trong 500 ml dung dịch NaOH 1M thu ñược 6,72 lit H2(ñktc) và dung dịch X. Thể tích HCl 2M tối thiểu cần cho vào ñể thu lượng kết tủa lớn nhất là: A. 0,175 lit B. 0,25lit C. 0,35lit D. 0,52lit HƯỚNG DẪN GIẢI Dung dịch X chứa các ion Na , AlO2 , OH- dư(nếu có) + - Áp dụng ðLBT ñiện tích: n AlO - + n OH- = n Na+ = 0,5 2 Khi cho HCl vào dung dịch X: H + + OH- → H2O (1) H + + AlO2 - + H 2 O → Al(OH)3 ↓ + Al(OH)3 + 3H → Al 3+ (2) + 3H2O (3) ðể thu kết tủa lớn nhất thì (3) không xảy ra n H+ = n AlO - + n OH - = 0,5 2 → VHCl = 0,5 = 0,25(lit ) → ðáp án B 2 VÍ DỤ 17: Dung dịch X gồm 6 ion : 0,15 mol Na+, 0,10 mol Ba2+, 0,05 mol Al3+, Cl−, Br− và I−. Thêm từ từ dung dịch AgNO3 2M vào dung dịch X ñến khi ñược lượng kết tủa lớn nhất thì thể tích dung dịch AgNO3 ñã sử dụng là: A. 150 ml. B. 300 ml. C. 250 ml. D. 500 ml. HƯỚNG DẪN GIẢI KÕt tña lín nhÊt ⇔ c¸c ion Cl− , Br − vµ I− ®· kÕt tña hoµn toµn Ag+ + Cl− → AgCl ↓ (1) Ag+ + Br − → AgBr ↓ (2) + − Ag + I → AgI ↓ (3) ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -6- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Theo (1), (2), (3) : nAg+ = nCl− + nBr − + nI− (1) Theo BT§T : nCl− + nBr − + nI− = 1.0,15 + 2.0,1 + 3.0,05 = 0,5 mol (2) Tõ (*), (**) ⇒ nAg+ = 0,5 mol ⇒ VAgNO = 3 0,5 = 0,25 lÝt = 250 ml 2 → ðáp án C VÍ DỤ 18: Có 500 ml dung dịch X chứa Na+, NH4+, CO32−, SO42−. Tiến hành các thí nghiệm : - Lấy 100 ml X cho tác dụng với HCl dư ñược 2,24 lít CO2 (ñktc). - Cho 100 ml X tác dụng với lượng dư BaCl2 thu ñược 43 gam ↓ . - Lấy 100 ml X cho tác dụng với dung dịch NaOH dư ñược 4,48 lít khí (ñktc). Khối lượng muối có trong 500 ml dung dịch X là: A. 43,1 gam. B. 86,2 gam C. 119,0 gam. D. 50,8 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI C¸c ph¶n øng : CO23− + 2H+ → H2O + CO2 ↑ (1) Ba2+ + CO23− → BaCO3 ↓ (2) Ba2+ + SO24− → BaSO4 ↓ (3) OH− + NH+4 → NH3 ↑ + H2 O (4) Trong 100 ml X : 2,24 4,48 nCO2− = nCO2 = = 0,1 mol ;nNH+ = nNH3 = = 0,2 mol 3 4 22,4 22,4 43 197.0,1 = 0,1 mBaCO3 + mBaSO4 = 43 ⇒ nSO2− = nBaSO4 = 4 233 Theo BT§T : 2nCO2− + 2nSO2− = nNH+ + nNa+ ⇒ nNa+ = 2nCO2− + 2nSO2− nNH+ − 3 4 4 ⇒ nNa+ = 2.0,1 + 2.0,1 − 0,2 = 0,2 mol 3 4 − 4 Khèi l−îng muèi cã trong 500 ml dung dÞch X : mmuèi = mCO2− + mSO2− + mNH+ + mNa+ 3 4 4 = 5(0,1.60 + 0,1.96 + 0,2.18 + 0,2.23) ⇒ mmuèi = 119,0 gam → ðáp án C VÍ DỤ 19: Hòa tan hoàn toàn 15,95 gam hỗn hợp Ag, Zn và Al bằng dung dịch H2SO4 ñặc, nóng thu ñược 7,84 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ño ở ñktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu ñược khối lượng muối khan là: A. 150,35 gam. B. 116,75 gam. C. 83,15 gam. D. 49,55 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -7- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Qu¸ trinh nhËn electron : S+6 + 2e → S+4 7,84 ⇒ n®iÖn tÝch d−¬ng (cation) = ne nh−êng = ne nhËn = × 2 = 0,7 mol 22,4 Dung dÞch thu ®−îc chØ cã muèi sunfat Theo BT§T : 2nSO2− (muèi) = 0,7 ⇒ nSO2− (muèi) = 0,35 mol 4 4 ⇒ mmuèi khan = mkim lo¹i + mSO2− (muèi) = 15,95 + 0,35.96 = 49,55 g 4 → ðáp án D VÍ DỤ 20: Hoà tan hoàn toàn 12,0 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu bằng dung dịch HNO3 dư, kết thúc thí nghiệm thu ñược hỗn hợp khí gồm 0,1 mol NO và 0,2 mol NO2. Khối lượng muối nitrat (không có NH4NO3) tạo thành trong dung dịch là: A. 43,0 gam. B. 30,6 gam. C. 55,4 gam. D. 39,9 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI C¸c qu¸ trinh nhËn electron : N+5 + 3e → N+2 ; N+5 + 1e → N+4 ⇒ n®iÖn tÝch d−¬ng (cation) = ne nh−êng = ne nhËn = 0,1.3 + 0,2.1 = 0,5 mol Dung dÞch thu ®−îc chØ cã muèi nitrat Theo BT§T : nNO− (muèi) = 0,5 mol 3 ⇒ mmuèi nitrat = mkim lo¹i + mNO− (muèi) = 12,0 + 0,5.62 = 43,0 gam 3 → ðáp án A VÍ DỤ 21: (ðH B 2013): Dung dịch X chứa 0,12 mol Na+; x mol SO2-4 ; 0,12 mol Cl- và 0,05 mol NH +4 . Cho 300 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào X ñến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc bỏ kết tủa, thu ñược dung dịch Y. Cô cạn Y, thu ñược m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 7,190 B. 7,020 C. 7,875 D. 7,705 • HƯỚNG DẪN GIẢI Bảo toàn ñiện tích trong dd X: 0,12.1 + 0,05.1 = 0,12.1 + 2x → x = 0,025 n Ba2+ = 0,03 (mol); n OH- 0,06 (mol) Ba2+ + SO42-  → BaSO4 0,025 ← 0,025 NH4+ + OH-  → NH3 + H2O 0,05 → 0,05 • Dung dịch Y gồm : Ba2+ dư (0,005 mol), Na+ (0,12 mol), Cl- (0,12 mol) và OH- dư (0,01 mol ) Khối lượng chất rắn bằng tổng khối lượng các ion: → mY = 0,005.137 + 0,12.23 + 0,12.35.5 + 0,01.17 = 7,875 (gam)  ðÁP ÁN C VÍ DỤ 22: (ðH A 2010): Dung dịch X có chứa: 0,07 mol Na+; 0,02 mol SO 24 − và x mol OH-. Dung dịch Y có chứa ClO −4 , NO3− và y mol H+; tổng số mol ClO −4 và NO3− là 0,04. Trộn X và Y ñược 100 ml dung dịch Z. Dung dịch Z có pH (bỏ qua sự ñiện li của H2O) là: A. 1 B. 2 C. 12 D. 13 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -8- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH • • • Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn HƯỚNG DẪN GIẢI Áp dụng ñịnh luật bảo toàn ñiện tích cho dung dịch X: 0,07 = 0,02.2 + x → x = 0,03 Áp dụng ñịnh luật bảo toàn ñiện tích cho dung dịch Y: y = 0,04 Trộn X và Y xảy ra phản ứng: H + + OH-  → H2O 0,03 0,03 mol → n H+ dö = 0,01 mol → [H+] dư = 0, 01 = 0,1 M = 10-1 M → pH = 1 0,1  ðÁP ÁN A BÀI TẬP TỰ LÀM BÀI 1: Lập biểu thức liên hệ giữa a,b,c,d trong dung dịch chứa amol Na+, b mol Ca2+, c mol Cl- và d mol SO42- là: A. a + 2b = c + 2d B. a + 2b = c + d C. a + b = c + d D. 2a + b = 2c + d 2+ BÀI 2: Dung dịch Y chứa 0,1 mol Ca , 0,3 mol Mg2+, 0,4 mol Cl-, y mol HCO3-. Khi cô cạn dung dịch Y thì khối lượng muối khan thu ñược là: A. 37,4g B. 49,8g C. 25,4g D. 30,5g BÀI 3: Cho m gam hỗn hợp Cu, Zn, Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dư. Cô cạn cẩn thận dung dịch thu ñược sau phản ứng thu ñược (m + 62)g muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên ñến khối lượng không ñổi thu ñược chất có khối lượng là: A. (m + 4)g B. (m + 8)g C. (m + 16)g D. (m + 32)g BÀI 4: Cho 24,4g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa ñủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu ñược 39,4g kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thì thu ñược bao nhiêu gam muối clorua khan ? A. 2,66g B. 22,6g C. 26,6g D. 6,26g 2+ + BÀI 5: Trộn dung dịch chứa Ba ; 0,06 mol OH và 0,02 mol Na với dung dịch chứa 0,04 mol HCO3-; 0,03 mol CO32- và Na+. Khối lượng kết tủa thu ñược sau khi trộn là: A. 3,94g B. 5,91g C. 7,88g D. 1,71g BÀI 6: Trộn 100ml dung dịch AlCl3 1M với 200ml dung dịch NaOH 1,8M ñến khi phản ứng hoàn toàn thì lượng kết tủa thu ñược là: A. 3,12g B. 6,24g C. 1,06g D. 2,08g 3+ + BÀI 7: Dung dịch B chứa 3 ion K ; Na ; PO4 . 1 lit dung dịch B tác dụng với dd CaCl2 dư thu ñược 31g kết tủa. Mặt khác nếu cô cạn 1 lit dung dịch B thu ñược 37,6 gam chất rắn. Nồng ñộ của 3 ion K+; Na+; PO43- lần lượt là: A. 0,3M; 0,3M; 0,6M B. 0,1M; 0,1M; 0,2M C. 0,3M; 0,3M; 0,2M D. 0,3M; 0,2M; 0,2M BÀI 8: ðể hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần vừa ñủ 700 ml dung dịch HCl 1M thu ñược dung dịch X và 3,36 lit H2(ñktc). Cho NaOH dư vào dung dịch X rồi lấy toàn bộ kết tủa thu ñược ñem nung trong không khí ñến khối lượng không ñổi thì lượng chất rắn thu ñược là: A. 8g B. 16g C. 24g D. 32g ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -9- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn BÀI 9: Hòa tan hoàn toàn 15,95gam hỗn hợp Ag, Zn, Al bằng dung dịch H2SO4 ñặc, nóng thu ñược 7,84 lit khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ño ở ñktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu ñược khối lượng muối khan là: A. 150,35g B. 83,15g C. 116,75g D. 49,55g BÀI 10: Hòa tan hoàn toàn 12g hỗn hợp X gồm Fe và Cu bằng dung dịch HNO3 dư, kết thúc thí nghiệm thu ñược hỗn hợp gồm 0,1 mol NO và 0,2 mol NO2. Khối lượng muối nitrat (không có NH4NO3) tạo thành trong dung dịch là: A. 43g B. 30,6g C. 55,4g D. 39,9g ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -10- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn GIẢI TOÁN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH ION THU GỌN I. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP
Phương trình hóa học thường ñược viết dưới hai dạng là phương trình hóa học ở dạng phân tử và ở dạng ion thu gọn. Ngoài việc thể hiện ñược ñúng bản chất của phản ứng hóa học thì phương trình ion thu gọn còn giúp giải nhanh rất nhiều dạng bài tập rất khó hoặc không thể giải theo các phương trình hóa học ở dạng phân tử
Khi sử dạng phương trình ion thu gọn cần chú ý: + Các chất ñiện ly mạnh ñược viết dưới dạng ion: Axit mạnh, bazơ mạnh, hầu hết các muối + Các chất không ñiện ly hoặc chất ñiện ly yếu viết dưới dạng phân tử: axit yếu, bazơ yếu. Ví dụ: phản ứng giữa hỗn hợp dung dịch axit với dung dịch bazơ ñều có chung một phương trình ion là H+ + OH− → H2O hoặc phản ứng của Cu kim loại với hỗn hợp dung dịch NaNO3 và dung dịch H2SO4 là 3Cu + 8H+ + 2NO3− → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O... II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP DẠNG 1: PHẢN ỨNG AXIT, BAZƠ VÀ pH CỦA DUNG DỊCH VÍ DỤ 1: Cho một mẫu hợp kim Na-Ba tác dụng với nước dư thu ñược dung dịch X và 3,36 lit H2(ñktc). Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng ñể trung hòa dung dịch X là: A. 150ml B. 75ml C. 60ml D. 30ml (Trích ñề thi tuyển sinh ðại học, cao ñẳng khối A, 2007) HƯỚNG DẪN GIẢI 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 Ta có n OH- = 2n H2 = 2. 3,36 = 0,3 22,4 Khi cho dung dịch H2SO4 vào dung dịch X thì phản ứng xảy ra: H + + OH- → H2O n H+ = n OH- = 0,3 → n H2 SO4 = 0,15 (mol) → VH SO = 2 4 0,15 = 0, 075 (lit) =75 (ml) 2 → ðáp án B VÍ DỤ 2: Trộn 100 ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M) với 400ml dung dịch (gồm H2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M), thu ñược dung dịch X. Giá trị pH của dung dịch X là: A. 1 B. 2 C. 6 D. 7 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -1- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn (Trích ñề thi tuyển sinh ðại học, cao ñẳng khối B, 2007) HƯỚNG DẪN GIẢI n Ba(OH)2 = 0,01 mol   ⇒ ∑ nOH − = 0, 03(mol) n NaOH = 0,01 mol  n H2 SO4 = 0,015 mol   ⇒ ∑ nH + = 0, 035(mol) n HCl = 0,005 mol  Khi trộn hỗn hợp dung dịch bazơ với hỗn hợp dung dịch axit thì phản ứng xảy ra: H + + OH- → H2O → số mol H+ dư = 0,035 – 0,03 = 0,005 (mol) 0,005 +  H  = 0,5 = 0,01 ⇒ pH = 2 → ðáp án B VÍ DỤ 3: Trộn lẫn V ml dung dịch NaOH 0,01M với V ml dung dịch HCl 0,03M ñược 2V ml dung dịch Y. Dung dịch Y có pH là: A. 4 B. 3 C. 2 D. 1 (Trích ñề thi tuyển sinh Cao ñẳng khối A,B 2008) HƯỚNG DẪN GIẢI nNaOH = 0,01V (mol) → nOH- = 0,01V (mol) nHCl = 0,03V (mol) → nH+ = 0,03V (mol) Phương trình ion xảy ra: H + + OH- → H2O → số mol H+ dư = 0,03V – 0,01V = 0,02V (mol) + →  H  = 0, 02V = 0,01 ⇒ pH = 2 → ðáp án C 2V VÍ DỤ 4: (Câu 40 - Mã 182 - TS ðại Học - Khối A 2007) Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5M, thu ñược 5,32 lít H2 (ở ñktc) và dung dịch Y (coi thể tích dung dịch không ñổi). Dung dịch Y có pH là A. 1. B. 6. C. 7. D. 2. HƯỚNG DẪN GIẢI nHCl = 0,25 mol ; n H 2SO4 = 0,125. ⇒ Tổng: n H + = 0,5 mol ; n H2 ( t¹o thµnh ) = 0,2375 mol. Biết rằng: cứ 2 mol ion H+ → 1 mol H2 vậy 0,475 mol H+ ← 0,2375 mol H2 ⇒ n H + ( d− ) = 0,5 − 0,475 = 0,025 mol ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -2- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn 0,025  H +  = = 0,1 = 10−1M → pH = 1. 0,25 ⇒ → ðáp án A VÍ DỤ 5: (ðH B 2013): Hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổ. Hòa tan hoàn toàn 1,788 gam X vào nước, thu ñược dung dịch Y và 537,6 ml khí H2 (ñktc). Dung dịch Z gồm H2SO4 và HCl, trong ñó số mol của HCl gấp hai lần số mol của H2SO4. Trung hòa dung dịch Y bằng dung dịch Z tạo ra m gam hỗn hợp muối. Giá trị của m là A. 4,460. B. 4,656. C. 3,792. D. 2,790. n H2 HƯỚNG DẪN GIẢI = 0,024 (mol) → n OH − = 2.n H2 = 0,048 (mol) Gọi số mol của HCl là 2x → số mol của H2SO4 là x: → H2O H+ + OH-  → 2x + 2x = 0,048 → x = 0,012 (mol) → mmuối = mKL + m Cl− + m SO2- = 1,788 + 2.0,012.35,5 + 0,012.96 = 3,792 (g) 4  ðÁP ÁN C DẠNG 2: CO2, SO2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ VÍ DỤ 6: Sục từ từ 7,84 lit khí CO2 (ñktc) vào 1 lit dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)2 0,1M thì lượng kết tủa thu ñược là: A. 0g B. 5g C. 10g D. 15g HƯỚNG DẪN GIẢI 7,84 = 0,35(mol); 22,4 = 0,2(mol) n CO2 = n NaOH n Ca(OH)2 = 0,1 (mol) Tổng số mol OH- = 0,2 + 0,1.2 = 0,4 (mol) và n Ca2+ = 0,1 (mol) Ta có: 1 < n OH- nCO2 = 0,4 = 1,14 < 2 tạo ra hai muối 0,35 CO 2 + OH - x(mol) CO2 + → HCO3- x 2OH - x CO3 → 2- + H2O y(mol) 2y y Ta có hệ phương trình: x + y = 0,35 và x + 2y = 0,4 Giải ñược: x = 0,3 ; y = 0,05 Phản ứng tạo kết tủa: Ca2+ + CO32- → 0,1 0,05 m↓ = 0,05.100 = 5 (g) CaCO3 → 0,05 (mol) → ðáp án B ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -3- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn VÍ DỤ 7: Cho 56ml khí CO2 (ñktc) vào 1 lit dung dịch X chứa NaOH 0,02M và Ca(OH)2 0,02M thì lượng kết tủa thu ñược là: A. 0,0432g B. 0,4925g C. 0,2145g D. 0,0871g HƯỚNG DẪN GIẢI 56 = 0,0025(mol); 22400 = 0,02(mol) n CO2 = n NaOH n Ca(OH)2 = 0,02 (mol) Tổng số mol OH- = 0,02 + 0,02.2 = 0,06 (mol) và n Ba2+ = 0,02 (mol) Ta có: 2 < n OH- n CO2 = 0,06 = 24 tạo ra muối trung hòa 0,0025 CO2 + 2OH - CO32- + H 2 O → 0,0025(mol) Ba Phản ứng tạo kết tủa: 2+ + CO3 0,0025 2- → BaCO3 0,02 0,0025 → 0,0025 (mol) m↓ = 0,0025.197 = 0,4925 (g) → ðáp án B DẠNG 3: OXIT, HIðROXIT LƯỠNG TÍNH VÍ DỤ 8: Hòa tan hết hỗn hợp gồm một kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổ trong nước ñược dung dịch A và có 1,12 lit H2 bay ra (ñktc). Cho dung dịch chứa 0,03 mol AlCl3 vào dung dịch A. Khối lượng kết tủa thu ñược là: A. 0,78g B. 0,81g C. 1,56g D. 2,34g HƯỚNG DẪN GIẢI Phản ứng của kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ với H2O: M + nH2O → M(OH)n + n H2 2 Từ phương trình ta có: n OH − = 2n H 2 = 0,1mol. Dung dịch A tác dụng với 0,03 mol dung dịch AlCl3: Al3+ + 3OH− → Al(OH)3↓ Ban ñầu: 0,03 Phản ứng: 0,03 → 0,09 ⇒ 0,1 mol → 0,03 mol n OH − ( d− ) = 0,01mol tiếp tục hòa tan kết tủa theo phương trình: Al(OH)3 + OH− → AlO2− + 2H2O 0,01 ← 0,01 mol ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -4- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn m Al(OH )3 = 78×0,02 = 1,56 gam Vậy: → ðáp án C VÍ DỤ 9: Hòa tan hoàn toàn 7,74 gam một hỗn hợp gồm Mg, Al bằng 500 ml dung dịch gồm H2SO4 0,28M và HCl 1M thu ñược 8,736 lít H2 (ñktc) và dung dịch X. Thêm V lít dung dịch chứa ñồng thời NaOH 1M và Ba(OH)2 0,5M vào dung dịch X thu ñược lượng kết tủa lớn nhất. a) Số gam muối thu ñược trong dung dịch X là
A. 38,93 gam. B. 38,95 gam. C. 38,97 gam. D. 38,91 gam. B. 0,4 lít. C. 0,41 lít. D. 0,42 lít. B. 53,98 gam. C. 53,62 gam. D. 53,94 gam. b) Thể tích V là
A. 0,39 lít. c) Lượng kết tủa là A. 54,02 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI a) Xác ñịnh khối lượng muối thu ñược trong dung dịch X: n H 2SO4 = 0,28×0,5 = 0,14 mol ⇒ n SO2 − = 0,14 mol và n H + = 0,28 mol. và n Cl− = 0,5 mol. 4 nHCl = 0,5 mol ⇒ Vậy tổng n H + = 0,5 mol n H + = 0,28 + 0,5 = 0,78 mol. Mà n H2 = 0,39 mol. Theo phương trình ion rút gọn: Mg0 + 2H+ → Mg2+ + H2↑ (1) 3 ↑ H2 2 (2) Al + 3H+ → Al3+ + Ta thấy ⇒ n H + ( p-) = 2n H2 → H+ hết. mhh muối = mhh k.loại + mSO2 − + mCl− 4 = 7,74 + 0,14×96 + 0,5×35,5 = 38,93gam. → ðáp án A b) Xác ñịnh thể tích V: n NaOH n Ba(OH )2 = 1V mol   = 0,5V mol  ⇒ Tổng n OH − = 2V mol và n Ba 2 + = 0,5V mol. Phương trình tạo kết tủa: Ba2+ + 0,5V mol SO42− → BaSO4↓ (3) 0,14 mol ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -5- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Mg2+ + 2OH− → Mg(OH)2↓ (4) Al3+ + 3OH− → Al(OH)3↓ (5) ðể kết tủa ñạt lớn nhất thì số mol OH− ñủ ñể kết tủa hết các ion Mg2+ và Al3+. Theo các phương trình phản ứng (1), (2), (4), (5) ta có: n H + = n OH − = 0,78 mol ⇒ 2V = 0,78 → V = 0,39 lít. → ðáp án A c) Xác ñịnh lượng kết tủa: n Ba 2 + = 0,5V = 0,5×0,39 = 0,195 mol > 0,14 mol → Ba2+ dư. m BaSO4 = 0,14×233 = 32,62 gam. ⇒ Vậy mkết tủa = m BaSO4 + m 2 k.loại + m OH − = 32,62 + 7,74 + 0,78 × 17 = 53,62 gam. → ðáp án C DẠNG 4: CHẤT KHỬ TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH H+ VÀ NO3VÍ DỤ 10: Hòa tan 0,1 mol Cu kim loại trong 120 ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng kết thúc thu ñược V lit khí NO (ñktc). Giá trị của V là: A. 1,344lit B. 1,49lit C. 0,672lit D. 1,12 lit HƯỚNG DẪN GIẢI n HNO3 = 0,12 (mol) ; n H2 SO4 = 0,06 (mol) ⇒ ∑n H+ = 0,24 (mol) ; n NO - = 0,12 (mol) Phương trình ion rút gọn: 3Cu + 8H+ + Lập tỉ lệ → H+ phản ứng hết nNO = 3 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 2 2 n H+ = .0,24 = 0, 06(mol ) → VNO = 0,06.22,4 = 1,344(lit) 8 8 → ðáp án A VÍ DỤ 11: Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl có khả năng hòa tan tối ña bao nhiêu gam Cu kim loại ? ( Biết NO là sản phẩm khử duy nhất). A. 2,88g B. 3,2g C. 3,92g D. 5,12g HƯỚNG DẪN GIẢI Phương trình ion: Cu + 2Fe3+ → 2Fe2+ + Cu2+ 0,005 ← 0,01 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ Lập tỉ lệ biết H+ dư hay NO3- phản ứng hết + 2NO + 4H2O ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -6- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn 0,045 ← 0,03 (mol) → mCu tối ña = (0,045 + 0,005).64 = 3,2 (g) → ðáp án B VÍ DỤ 12: (Câu 40 - Mã ñề 285 - Khối B - TSðH 2007): Thực hiện hai thí nghiệm: 1) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO. 2) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5 M thoát ra V2 lít NO. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí ño ở cùng ñiều kiện. Quan hệ giữa V1 và V2 là A. V2 = V1. B. V2 = 2V1. C. V2 = 2,5V1. D. V2 = 1,5V1. HƯỚNG DẪN GIẢI TN1: 3,84  = 0,06 mol  n Cu = 64   n HNO = 0,08 mol  3  n H + = 0,08 mol   n NO3− = 0,08 mol ⇒ 3Cu + 8H+ + 2NO3− → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O Ban ñầu: 0,06 Phản ứng: 0,03 ← 0,08 → 0,02 0,08 → 0,08 mol H+ phản ứng hết → 0,02 mol ⇒ V1 tương ứng với 0,02 mol NO. TN2: nCu = 0,06 mol ; n HNO3 = 0,08 mol ; n H 2SO4 = 0,04 mol. ⇒ Tổng: n H + = 0,16 mol ; n NO− = 0,08 mol. 3 3Cu + 8H+ + 2NO3− → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O Ban ñầu: 0,06 Phản ứng: 0,06 → 0,16 → 0,04 ⇒ 0,16 → 0,08 mol Cu và H+ phản ứng hết → 0,04 mol V2 tương ứng với 0,04 mol NO. Như vậy V2 = 2V1.→ → ðáp án B VÍ DỤ 13: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu ñược dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra ở ñktc thuộc phương án nào? A. 25 ml; 1,12 lít. B. 0,5 lít; 22,4 lít. C. 50 ml; 2,24 lít. D. 50 ml; 1,12 lít. HƯỚNG DẪN GIẢI Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4. Hỗn hợp X gồm: (Fe3O4 0,2 mol; Fe 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y Fe3O4 + 8H+ → Fe2+ → 0,2 + Fe + 2H + 2Fe3+ + 4H2O 0,2 → Fe 2+ 0,4 mol + H2 ↑ ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -7- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN 0,1 → Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn 0,1 mol 2+ Dung dịch Z: (Fe : 0,3 mol; Fe3+: 0,4 mol) + Cu(NO3)2: 3Fe2+ + NO3− + 4H+ → 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O 0,3 ⇒ 0,1 VNO = 0,1×22,4 = 2,24 lít. n Cu( NO3 )2 = ⇒ 0,1 mol 1 n − = 0,05 mol 2 NO3 Vdd Cu ( NO3 )2 = 0,05 = 0,05 lít (hay 50 ml). 1 → ðáp án C VÍ DỤ 14: Hòa tan hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B trong dung dịch HNO3 loãng. Kết thúc phản ứng thu ñược hỗn hợp khí Y (gồm 0,1 mol NO, 0,15 mol NO2 và 0,05 mol N2O). Biết rằng không có phản ứng tạo muối NH4NO3. Số mol HNO3 ñã phản ứng là: A. 0,75 mol. B. 0,9 mol. C. 1,05 mol. D. 1,2 mol. HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có bán phản ứng: NO3− + 2H+ + 1e → NO2 + H2O 2 × 0,15 ← (1) 0,15 NO3− + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 4 × 0,1 ← (2) 0,1 2NO3− + 10H+ + 8e → N2O + 5H2O 10 × 0,05 ← (3) 0,05 Từ (1), (2), (3) nhận ñược: n HNO3 p− = ∑ n H + = 2 × 0,15 + 4 × 0,1 + 10 × 0,05 = 1,2 mol. → ðáp án D VÍ DỤ 15: Cho 12,9 gam hỗn hợp Al và Mg phản ứng với dung dịch hỗn hợp hai axit HNO3 và H2SO4 (ñặc nóng) thu ñược 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng khối lượng muối khan thu ñược là: A. 31,5 gam. B. 37,7 gam. C. 47,3 gam. D. 34,9 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có bán phản ứng: 2NO3− + 2H+ + 1e → NO2 + H2O + NO3− 0,1 → (1) 0,1 4NO3− + 4H+ + 3e → NO + 2H2O + 3NO3−(2) 0,1 → 3 × 0,1 2SO42− + 4H+ + 2e → SO2 + H2O + SO42− (3) ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -8- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn → 0,1 0,1 Từ (1), (2), (3) → số mol NO3− tạo muối bằng 0,1 + 3 × 0,1 = 0,4 mol; số mol SO42− tạo muối bằng 0,1 mol. ⇒ mmuối = mk.loại + m NO− + m SO2 − 3 4 = 12,9 + 62 × 0,4 + 96 × 0,1 = 47,3. → ðáp án C VÍ DỤ 16: Hòa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe trong 4 lít dung dịch HNO3 aM vừa ñủ thu ñược dung dịch A và 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N2 và N2O có tỉ lệ mol 1:1. Cô cạn dung dịch A thu ñược m (gam.) muối khan. giá trị của m, a là: A. 55,35 gam. và 2,2M B. 55,35 gam. và 0,22M C. 53,55 gam. và 2,2M D. 53,55 gam. và 0,22M HƯỚNG DẪN GIẢI n N 2O = n N 2 = 1,792 = 0,04 mol. 2 × 22,4 Ta có bán phản ứng: 2NO3− + 12H+ + 10e → N2 + 6H2O 0,08 0,48 − 0,04 2NO3 + 10H + 8e → N2O + 5H2O 0,08 + 0,4 0,04 ⇒ n HNO3 = n H + = 0,88 mol. ⇒ a= 0,88 = 0,22 M. 4 Số mol NO3− tạo muối bằng 0,88 − (0,08 + 0,08) = 0,72 mol. Khối lượng muối bằng 10,71 + 0,72 × 62 = 55,35 gam. → ðáp án B VÍ DỤ 17: Hòa tan 5,95 gam hỗn hợp Zn, Al có tỷ lệ mol là 1:2 bằng dung dịch HNO3 loãng dư thu ñược 0,896 lít một sản shẩm khử X duy nhất chứa nitơ. X là: A. N2O Ta có: B. N2 D. NH4+ C. NO HƯỚNG DẪN GIẢI nZn = 0,05 mol; nAl = 0,1 mol. Gọi a là số mol của NxOy, ta có: Zn → Zn2+ + 2e 0,05 xNO3− Al → Al3+ + 3e 0,1 0,1 + (6x − 2y)H + (5x − 2y)e → NxOy + (3x − 2y)H2O 0,04(5x − 2y) ⇒ 0,3 + 0,04 0,04(5x − 2y) = 0,4 → 5x − 2y = 10 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -9- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP ION RUÙT GOÏN Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Vậy X là N2. → ðáp án B VÍ DỤ 18: Hòa tan hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B trong dung dịch HNO3 loãng. Kết thúc phản ứng thu ñược hỗn hợp khí Y (gồm 0,1 mol NO, 0,15 mol NO2 và 0,05 mol N2O). Biết rằng không có phản ứng tạo muối NH4NO3. Số mol HNO3 ñã phản ứng là: A. 0,75 mol. B. 0,9 mol. C. 1,05 mol. D. 1,2 mol. HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có bán phản ứng: NO3− + 2H+ + 1e → NO2 + H2O 2 × 0,15 ← (1) 0,15 NO3− + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 4 × 0,1 ← (2) 0,1 2NO3− + 10H+ + 8e → N2O + 5H2O 10 × 0,05 ← (3) 0,05 Từ (1), (2), (3) nhận ñược: n HNO3 p− = ∑ n H + = 2 × 0,15 + 4 × 0,1 + 10 × 0,05 = 1,2 mol. → ðáp án D VÍ DỤ 19: Cho 12,9 gam hỗn hợp Al và Mg phản ứng với dung dịch hỗn hợp hai axit HNO3 và H2SO4 (ñặc nóng) thu ñược 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng khối lượng muối khan thu ñược là: A. 31,5 gam. B. 37,7 gam. C. 47,3 gam. D. 34,9 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có bán phản ứng: 2NO3− + 2H+ + 1e → NO2 + H2O + NO3− 0,1 − → (1) 0,1 4NO3 + 4H + 3e → NO + 2H2O + 3NO3−(2) + 0,1 2SO4 2− → 3 × 0,1 + 4H + 2e → SO2 + H2O + SO42− + 0,1 → (3) 0,1 − Từ (1), (2), (3) → số mol NO3 tạo muối bằng 0,1 + 3 × 0,1 = 0,4 mol; số mol SO42− tạo muối bằng 0,1 mol. ⇒ mmuối = mk.loại + m NO− + m SO2 − 3 4 = 12,9 + 62 × 0,4 + 96 × 0,1 = 47,3. → ðáp án C VÍ DỤ 20: Hòa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe trong 4 lít dung dịch HNO3 aM vừa ñủ thu ñược dung dịch A và 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N2 và N2O có tỉ lệ mol 1:1. Cô cạn dung dịch A thu ñược m (gam.) muối khan. giá trị của m, a là: ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -10- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected]