Sử dụng phương pháp bảo toàn điện tích để giải bài tập sự điện li môn Hóa học 11 năm 2021

THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS[r]

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH ĐỂ GIẢI BÀI TẬP

SỰ ĐIỆN LI

I CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Nguyên tắc:

Trong dung dịch tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm Từ đó suy ra tổng mol điện tích dương bằng tổng mol điện tích âm

Ví dụ 1: Một dung dịch chứa a mol K+, b mol Fe3+, c mol Cl–, d mol SO4 2- Biểu thức liên hệ giữa các đại lượng trên là

Hướng dẫn

Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm

a.1 + b.3 = c.1 + d.2

* Lưu ý: Quá trình áp dụng định luật bảo toàn điện tích thường kết hợp

Các phương pháp bảo toàn khác:

- Bảo toàn khối lượng

- Bảo toàn nguyên tố

- Viết phương trình phản ứng ở dạng ion thu gọn

Ví dụ 2: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần: 0,01 mol Na+, 0,02 mol Mg 2+, 0,015 mol SO42-, x

mol Cl– Giá trị của x là

Hướng dẫn

Áp dụng định luật bảo toàn điện tich:

Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm

0,01.1 + 0,02.2 = 0,015.2 + x.1

→ x = 0,02 mol

Ví dụ 3: Dung dịch A có chứa 0,1 mol Fe2+, 0,2 mol Al 3+, x mol Cl–, y mol SO42- Tính số mol Cl– và số

mol SO42- Biết khi cô cạn dung thu được 46,9 gam chất rắn khan

Hướng dẫn

Áp dụng định luật bảo toàn điện tich ta có:

Số mol điện tích dương = số mol điện tích âm

0,1.2 + 0,2.3 = x.1 + y.2

Hay x + 2y = 0,8 (1)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Khối lượng chất rắn khi cô cạn dung dịch = m Fe2+ + m Al3+ + m Cl- + mSO42-

Hay 35,5x + 96y = 35,9 gam (2)

Giải hệ (1), (2) → x =0,2 mol và y = 0,3 mol

Ví dụ 4: Trong dung dịch X có chứa 0,1 mol H+; x mol Zn2+ và 0,15 mol SO42- Cho 800 ml dung dịch

NaOH 0,5M vào dung dịch X thu được m gam kết tủa Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn thì giá trị của m là

A 4,95

B 9,90

C 14,8

D 7,43

Hướng dẫn

Theo ĐLBT điện tích

0,1.1 + 2x = 0,15.2

→ x = 0,1 mol

nNaOH = 0,8.0,5 = 0,4 mol

phương trình ion thu gọn:

H+ + OH- → H2O

0,1 0,1

Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2

0,1 0,2

Zn(OH)2 + 2OH-dư → ZnO22- + 2H2O

0,05 0,1

mZn(OH)2 = 0,05.99 = 4,95g

→ Đáp án: A

Ví dụ 5: Trong dung dịch X gồm Na+: 0,2 mol; NH4+: 0,1 mol; HCO3-: 0,15 mol và SO42-: a mol Cô cạn

dung dịch X và nung nóng đến khối lượng không đổi Khối lượng chất rắn thu được là

A 22,75 gam

B 13,3 gam

C 18,2 gam

D 16,2 gam

Hướng dẫn

Theo ĐLBT điện tích

0,2.1 + 0,1.1 = 0,15.1 + 2a → a = 0,075 mol

Khi nung nóng

2HCO3- → H2O + CO2 + CO3

0,15 0,075

2NH4+ + CO32- → NH3 + H2O + CO2

0,1 0,075

Chất rắn thu được là

Na+: 0,2 mol; SO42-: 0,075 mol và CO32- : 0,025 mol

m = 0,2.23 + 0,075.96 + 0,025.60 = 13,3g

→ Đáp án: B

II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP

Dạng 1: Tính nồng độ các ion trong dung dịch chất điện li

Nồng độ mol của các ion CH3COOH, CH3COO-, H+ tại cân bằng trong dung dịch CH3COOH 0,1M có a = 1,32% là:

A [CH3COOH] = 0,1M

B [H+]= [CH3COO-] = 0,1M

C [H+]= [CH3COO-] = 1,32.10-3M; [CH3COOH] = 0,09868M

D [H+]= [CH3COO-] = 1,32.10-3M

Hướng dẫn giải:

CH3COOH ⇔ H+ + CH3COO- (1)

Ban đầu: Co 0 0

Phản ứng: Co a Co a Co a

Cân bằng: Co(1-a) Co a Co a

Vậy: [H+]= [CH3COO-] = a.Co = 0,1 1,32.10-2M = 1,32.10-3M

[CH3COOH] = 0,1 – 0,00132 = 0,09868M

⇒ Đáp án C

Dạng 2: Tính độ điện li α

Độ điện li của axit HCOOH 0,007M trong dung dịch có [H+]=0,001M là:

A 7

B 1

C 1/6

D 1/7

Hướng dẫn giải:

Gọi a là độ điện li của axit

HCOOH ⇔ H+ + HCOO

-Ban đầu: 0,007 0

Phản ứng: 0,007a 0,007a

Cân bằng: 0,007(1-a) 0,007a

[H+] = 0,007a = 0,001⇒ a = 1/7

⇒ Đáp án D

Dạng 3: Tính pH của dung dịch xảy ra phản ứng

Cho 40ml dung dịch HCl 0,75M vào 160 ml dung dịch Ba(OH)2 0,08M; KOH 0,04M pH dung dịch thu

được là:

A 2

B 3

C 11

D 12

Hướng dẫn giải:

nOH- = 2.0,08.160.10-3 + 0,04.160.10-3 =0,032 mol;

nH+ = 0,75.40.10-3 = 0,03mol ⇒ OH- dư

[OH-]dư =

⇒ pH= 14 + log[OH-] = 12 ⇒ Đáp án D

Dạng 4: Bảo toàn điện tích

Cô cạn dung dịch có chứa 0,2 mol Mg2+; 0,1 mol Al3+, và ion NO3- thì thu được bao nhiêu gam muối khan

là :

A 55,3 gam

B 59,5 gam

C 50,9 gam

D 0,59 gam

Hướng dẫn giải:

Theo ĐLBT điện tích: 2nMg2+ + 3nAl3+ = nNO3- = 0,7 mol

mmuối = 24.0,2 + 27.0,1 + 0,7.62= 50,9 gam

⇒ Đáp án C

III BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1 Cô cạn dung dịch có chứa 0,2 mol Mg2+; 0,1 mol Al3+, và ion NO3– thì thu được bao nhiêu gam

muối khan là

A 55,3 gam

B 59,5 gam

C 50,9 gam

D 0,59 gam

Câu 2 Dung dịch X có chứa 5 ion : Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl– và 0,2 mol NO3- Thêm dần V lít dung

dịch K2CO3 1M vào X đến khi được lượng kết tủa lớn nhất thì giá trị của V là

A 150ml

B 300 ml

C 200ml

D 250ml

Câu 3 Dung dịch Y chứa Ca2+ 0,1 mol, Mg2+ 0,3 mol, Cl– 0,4 mol, HCO3– y mol Khi cô cạn dung dịch Y thì được muối khan thu được là

A 37,4 gam

B 49,8 gam

C 25,4 gam

D 30,5 gam

Câu 4 Dung dịch A chứa các ion: CO32-, SO32-, SO42-, 0,1 mol HCO3- và 0,3 mol Na+ Thêm V lít dung

dịch Ba(OH)2 1M vào A thì thu được lượng kết tủa lớn nhất Tính giá trị nhỏ nhất của V cần cho vào

A 0,1 lit

B 0,15 lit

C 0,2 lit

D 0,3 lit

Câu 5 Có 500 ml dung dịch X chứa Na+, NH4+, CO32- và SO42- Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với

lượng dư dung dịch HCl thu 2,24 lít khí (đktc) Lấy 100 ml dung dịch X cho tác dụng với lượng dư dung

dịch BaCl2 thấy có 43 gam kết tủa Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu

4,48 lít khí NH3 (đktc) Tính tổng khối lượng muối có trong 500 ml dung dịch X

A.14,9 gam

B.11,9 gam

C 86,2 gam

D 119 gam

Câu 6 Dung dịch X chứa các ion: Fe3+, SO42-, NH4+, Cl- Chia dung dịch X thành hai phần bằng nhau :

Phần một tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, đun nóng thu được 0,672 lít khí (đktc) và 1,07 gam

kết tủa ; Phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2, thu được 4,66 gam kết tủa Tổng

khối lượng các muối khan thu được khi cô cạn dung dịch X là (quá trình cô cạn chỉ có nước bay hơi)

A 3,73 gam

B 7,04 gam

C 7,46 gam

D 3,52 gam

Câu 7 Cho hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hỗ hợp gồm Al và Al2O3 trong 500 dung dịch NaOH 1M thu được 6,72 lít H2 (đktc) và dung dịch X Thể tích dung dịch HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu được lượng

kết tủa lớn nhất là

A 0,175 lít

B 0,25 lít

C 0,25 lít

D 0,52 lít

Câu.8 Chia hỗn hợp gồm 2 kim loại có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau

Phần 1: Hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl dư thu được 1,792 lít H2 (đktc)

Phần 2: Nung trong không khí dư, thu được 2,84 gam hỗn hợp rắn chỉ gồm các oxit

Khối lượng hỗn hợp X là

A 1,56 gam

B 1,8 gam

C 2,4 gam

D 3,12 gam

Câu 9 Dung dịch X có chứa 5 ion : Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl– và 0,2 mol NO3- Thêm dần V lít dung

dịch K2CO3 1M vào X đến khi được lượng kết tủa lớn nhất thì giá trị của V là

A 150ml

B 300 ml

C 200ml

D 250ml

Câu 10: Trong một cốc nước chứa a mol Ca2+, b mol Mg2+, c mol Cl–, và d mol HCO3- Lập biểu thức liên hệ giữa a, b, c, d

A a + b = c + d

B 2a + 2b = c + d

C 40a + 24b = 35,5c + 61d

D 2a + 2b = -c - d

Câu 11: Một dung dịch X gồm 0,25 mol CO32- , 0,1 mol Cl; 0,2 mol HCO3- và x mol Na+ Khối lượng chất tan có trong dd X là

A 49,5 gam

B 49,15 gam

C 50,5 gam

D 62,7 gam

Câu 12: Cho 200 ml dd X chứa các ion NH4+, K+, SO42-, Cl- với nồng độ tương ứng là 0,5M; 0,1M; 0,25M

và a M Biết rằng dd X được điều chế bằng cách hoà tan 2 muối vào nước Khối lượng của 2 muối được lấy

là

A 6,6g (NH4)2SO4;7,45g KCl

B.6,6g (NH4)2SO4;1,49g KCl

C 8,7g K2SO4;5,35g NH4Cl

D 3,48g K2SO4;1,07g NH4Cl

Câu 13: Một dung dịch chứa các ion : Cu2+ (0,02 mol), K+ (0,10 mol), NO 3-(0,05 mol) và SO42- (x mol) Giá trị của x là

A 0,050

B 0.070

C 0,030

D 0,045

Câu 14: Một dung dịch chứa Mg2+ (0,02 mol), K+ (0,03 mol) , Cl- (0,04 mol) và ion Z (y mol) Ion Z và giá trị của y là

A NO3- (0,03)

B CO32- (0,015)

C SO42- (0,01)

D NH4+ (0,01)

Câu 15: Dung dịch X gồm: 0,09 mol Cl- ,0,04 mol Na+ , a mol Fe3+ và b mol SO42- Khi cô cạn X thu được 7,715 gam muối khan Giá trị của a và b lần lượt là

A 0.05 và 0,05

B 0,03 và 0,02

C 0,07 và 0,08

D 0,018 và 0,027

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh tiếng

I.Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây

dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên

khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II.Khoá Học Nâng Cao và HSG

THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt

điểm tốt ở các kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi

HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III.Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các

môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí