Trong ph¶n øng trao ®æi ion cña dung dÞch chÊt ®iÖn li trªn c¬ së cña ®Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch ta thÊy cã bao nhiªu ®iÖn tÝch tÝch d¬ng hoÆc ®iÖn tÝch ©m cña c¸c ion chuyÓn vµo trong[r]
Trang 1BẠN HÃY SỞ HỮU 30 CHèA KHểA VÀNG GIẢI NHANH Vễ CƠ VÀ HỮU CƠ NHẫ, NẾU BẠN CềN THIẾU THè HÃY GỌI CHO TễI, NẾU BAN CẦN TễI THI HÃY GỌI CHO TễI, NẾU BẠN THẤY HAY THI HÃY NHẮN TIN CHO TễI, NẾU BẠN THẤY KHễNG HAY THI HÃY NHẮN TIN GểP í NHẫ: QUANG PHONG PHÚ XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN NẾU BẠN MUỐN HỌC MỘT KHểA ễN THI CẤP TỐC VỀ “THỦ THUẬT DỰA VÀO DỮ KIỆN BÀI TOÁN ĐỂ CHỌN ĐÁP ÁN ĐÚNG” Ở NGHỆ AN THè HÃY GỌI CHO TễI NHẫ:
Chìa khóa vàng 11.
Ph ơng pháp định luật bảo toàn điện tích.
I Nội dung phơng pháp
1 Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li trên cơ sở của định luật bảo toàn
điện tích ta thấy có bao nhiêu điện tích tích dơng hoặc điện tích âm của các ion chuyển vào trong kết tủa hoặc khi tách ra khỏi dung dịch thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu điện tích âm hoặc
điện tích dơng
2.Tổng điện tích dơng bằng tổng điện tích âm Hay tổng số mol điện tích dơng bằng tổng
số mol điện tích âm
3 Trong các phản ứng oxi hóa khử thì tổng số mol e do các chất khử nh ờng bằng tổng số mol e do các chất oxi hóa nhận
4 Một hỗn hợp nhiều kim loại có hóa trị không đổi và có khối lợng cho trớc sẽ phải nhờng một số e không đổi cho bất kỳ tác nhân oxi hóa nào
II Phạm vi sử dụng.
Định luật bảo toàn điện tích đợc áp dụng trong các trờng nguyên tử, phân tử dung dịch trung hoà điện
Xác định khối lợng chất rắn sau khi cô cạn một dung dịch khi biết số mol của các ion trong dung dịch, xác định lợng mol, nồng độ… của ion nào đó khi biết lợng của ion khác
III Bài toán áp dụng.
Bài toán 1 ( Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A- 2008) Cho 11.36 gam hỗn hợp gồm Fe,
FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 phản ứng hết với dd HNO3 loãng d thu đợc 1.344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X Cô cạn dung dịch X sau phản ứng đợc m gam muối khan Giá trị m là:
A 34.36 gam B 35.50 gam
C 49.09 gam D 38.72 gam.
Bài giải.
NO
1,344
22, 4
nFe = m/56 mol
Dựa vào ĐLBTKL ta có:
11,36 m
16
3
mol;
2
0,18 0,06mol
áp dụng ĐLBTĐT
Trang 28.96
56
Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh.
Fe
7.m 56.n 7.11,36 56.0,06.3
8,96
56
=> D đúng
Cách 3 Lấy các đáp án đem chia cho khối lợng mol của muối là 242 thì các số đều lẽ nhng chỉ có
đáp án D là số không lẽ là 0,16
Chúng ta có thể giải nhiều cách khác nhau, song tác giả chỉ giải minh họa theo phơng pháp
đó
Bài toán 2 (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khối B- 2007) Nung m gam bột Fe trong oxi thu
đ-ợc 3 gam chất rắn X hào btan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 d thu đợc 5,6 lít NO ( đktc) (là sản phẩm khử duy nhất) Giá trị của m là:
A 2,52 gam B 2,22 gam C 2,62 gam D 2,32 gam
Bài giải.
nFe = m/56 mol
Dựa vào ĐLBTKL ta có: O O
3 m
16
3
mol;
2
0,075 0,025mol
áp dụng ĐLBTĐT
=>A đúng
Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh.
Fe
7.m 56.n 7.3 56.0,025.3
=> A đúng
Bài toán 3 Lấy 7,88 gam hỗn hợp gồm 2 kim loại hoạt động X, Y có hóa trị không đổi chia
thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1 nung trong ôxi d để ôxi hóa hoàn toàn thu đợc 4,74 hỗn hợp 2 ôxít
Trang 3- Phần 2 hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 2 axit HCl và H2SO4 loãng thu đợc V lít khí (đktc) Giá trị V là:
A 1,12 lít B 2,24 lít C 1,68 lít D 3,36 lít.
Bài giải.
Khối lợng mỗi phần:
7,88:2=3,94 gam Số mol O kết hợp với 3,94 gam hỗn hợp kim loại:
4,74 3,94
0,05mol 16
Quá trình tạo ôxit:
2
0,05 0,1mol
Theo ĐLBTĐT thì ở phần 2:
2
0,1mol 0,05mol
Vậy VH 2 0,05.22, 4 1,12 A dung
Bài toán 4 Dung dịch X có chứa 5 ion: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0.1 mol Cl - và 0.2 mol NO3-, thêm dần
V ml dung dịch Na2CO3 1 M vào X đến khi đợc lợng kết tủa lớn nhất Giá trị V ml là:
A 450 ml B 600 ml C 300 ml D 150 ml
Bài giải
Phơng trình ion rút gọn xẫy ra:
Mg + CO = MgCO
Ba + CO = BaCO
Ca + CO = CaCO Khi phản ứng kết thúc các kết tủa tách khỏi dung dịch, phần dung dịch chứa Na+, Cl- và
NO
-3 Để trung hoà về điện tích thì
3 0,3
Na Cl NO
n n n mol
Na ddNa CO
2
2 Na
Chú ý:
n
2
+ Nếu
Na
Na CO
1 Na
+ Nếu
Na
Na CO
2n 0,3.2
1 Na
Bài toán 5 Chia hỗn hợp hai kim loại X và Y có hoá trị không đổi thành hai phần bằng nhau:
+ Phần một tan hết trong dung dịch HCl tạo ra 1.792 lít H2 (đktc)
+ Phần hai nung trong không khí đến khối lợng không đổi thu đợc 2.84 gam chất rắn Khối lợng gam hỗn hợp hai kim loại ban đầu là:
A 3.12 gam B 1.56 gam C 0.56 gam D 4.4 gam
Bài giải:
Ta có: điện tích của hai kim loại X và Y trong hai phần là không đổi, nên điện tích âm trong hai phần cũng bằng nhau, do vậy số mol điện tích hai phần cũng nh nhau
Trang 4Do O2- <=> 2Cl- nên:
2
Cl (muoi)
oxit kimloai O kimloai honhop
m 1,56.2 3,12gam A dung
Chú ý: + Nếu mhonhop 1,56 B sai
Do chỉ có muối một phần +Nếu m 2,84 32.0,08 0,28gam mhonhop 0,56gam C sai
+ Nếu m 2,84 16.0,04 2,2gam mhonhop 4,4gam D sai
Bài toán 6 Dung dịch X chứa các ion: CO32-, SO32-, SO42- và 0,1 mol HCO3- , 0,3 mol Na+ Thêm
V lít dung dịch Ba(OH)2 1 M vào dung dịch A thu đợc lợng khối lợng kết tủalớn nhất Giá trị của
V lít là:
A 0,4 lít B 0,2 lít C 0,1 lít D 0,15 lít
Bài giải:
Ta có:
2
Ba 1M, OH 2M
để thu đợc lợng kết tủa lớn nhất thì cần 0,1 mol
OH- để tác dụng hết HCO3-
2
HCO OH CO H O
Mặt khác cần 0,3 mol OH- để trung hòa Na+, nh vậy cần tổng số mol
OH- =0,4 mol=> Ba(OH)2
0,4
2
Chú ý: + Nếu Ba(OH)2
0,4
1
+ Nếu Ba(OH)2
0,2
2
+ Nếu Ba(OH)2
0,3
2
Bài toán 7 Một dung dịch có chứa x mol K+, y mol Fe3+, z mol Cl- và t mol SO42- Biểu thức C liên hệ giữa x, y, z, t là:
A x+3y= z+2t B x+y= z+t C x+z= 3y+2t D 3y+z = x+2t
Bài giải
áp dụng phơng pháp định luật bảo toàn điện tích : tổng số mol điện tích dơng bằng tổng
số mol điện tích âm
Ta có 1.nK 3.nFe3 1.nCl 2.nSO2
=> x + 3y = z + 2t A (Đúng)
Bài toán 8 Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp Al và Al2O3 trong 500 ml dung dịch NaOH 1M thu đợc 6,72 lít H2 (đktc) và dung dịch X Thể tích HCl 2 M cần cho vào X để thu đợc kết tủa lớn nhất là :
A 0,25 lít B 0,35 lít C 0,5 lít D 0,244 lít.
Bài giải:
Trong dung dịch X chứa AlO2- và OH- (nếu d) Dung dịch X trung hòa về điện tích nên
2
n n n 0,5mol
khi cho axit HCl vào dung dịch X ta có ptp sau:
H+ + OH- H2O
H+ + AlO2- + H2O Al(OH)3
Để thu đợc kết quả lớn nhất thì
0,5
2
Chú ý : Nếu sử dụng phơng pháp này thì sẽ thừa dữ kiện và ta có thể sử dụng nhiều phơng pháp
khác để kiểm tra kết quả
Trang 5Bài toán 9 Cho tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu đợc 5,6 lít
H2 ( đktc) và dung dịch X Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X cần 300 ml dung dịch NaOH 2M Thể tích HCl đã dùng là:
A 0,168 B 0,224 C 0,112 D 0,15 lít.
Bài giải
Khi cho 0,6 mol NaOH vào dung dịch X chứ Mg2+ , Fe3+, H+( nếu d) tách ra khỏi dung dịch X Dung dịch tạo thành chứa Cl- phải trung hòa với 0,6 mol Na+
HCl
0,6
4
Bài toán 10 (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khối A- 2007) Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu2+, 0,03 mol K+ , x mol Cl- và y mol SO42- Tổng khối lợng các muối tan có trong dung dịch là 5,435 gam Giá trị của x , y lần lợt là:
A 0,03 và 0,02 B 0,05 và 0,01
C 0,01 và 0,03 D 0,02 và 0,0,5
Bài giải
áp dụng ĐLBTĐT : x + 2y = 0,02 2 + 0,03 = 0,07 (1)
Mặt khác khối lợng muối bằng tổng khối lợng các ion
=> 64 0,2 + 0,03 39 + 35,5.x + 96.y = 5,435 (2)
35,5x + 96y = 2,085 (3) , Từ (1) và (3) x = 0,03 , y = 0,02 A đúng
Bài toán 11 Một dung dịch chứa 0,1 mol Fe2+, 0,2 mol Al3+ cùng 2 loại anion x mol Cl- và y mol SO42- Tổng khối lợng các muối tan có trong dung dịch là 46,9 gam Giá trị của x , y lần lợt là:
A 0,4 và 0,2 B 0,2 và 0,3
C 0,3 và 0,25 D 0,1 và 0,35
Bài giải
áp dụng ĐLBTĐT : x + 2y = 0,1.2 + 0,2.3 = 0,8 (1)
Mặt khác khối lợng muối bằng tổng khối lợng các ion
=> 0,1.56 + 0,2 27+ 35,5.x + 96.y = 46,9 (2)
35,5x + 96y = 35,9 (3) , Từ (1) và (3) x = 0,2 , y = 0,3 B đúng
Bài toán 12 Một dung dịch chứa 0,39 gam K+, 0,54gam Al3+ cùng 2 loại anion 1,92 gam SO4
2-và ion NO3- Nếu cô cạn dung dịch thì sẽ thu đợc khối lợng muối khan là:
A 4,71 gam B 3,47 gam
C 4,09 gam D 5,95 gam
Bài giải
n 0,01mol, n 0,02mol , n 0,02mol
áp dụng ĐLBTĐT : 0,01 + 0,02.3 = 0,02 + nNO3- => nNO3-=0,03 mol mà
0,39 0,54 1,92 62.0,03 4,71gam A dung
Chú ý:
- Nếu nNO3 0,01 0,02 0,02 0,01mol mmuoi 3,47gam B sai
- Nếu nNO3 0,02mol mmuoi 4,09gam C sai
- Nếu nNO3 0,01 0,02 0,02 0,05mol mmuoi 5,95gam D sai
Bài toán 13 Một dung dịch X chứa a mol Na+, b mol HCO3- , c mol CO
2-3 , d mol SO42- Để thu đợc kết tủa lớn nhất cần dùng V lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ y mol/lít Giá trị của y mol/lít theo các giá trị a, b, c, d là:
Bài giải
A
a b y
V
B
a b y
2V
C
b c d y
V
D
b c d y
2V
Phơng trình phản ứng xẫy ra:
Trang 6- -
OH + HCO = H O+CO (1)
Ba + CO = BaCO (2)
Ba + SO = BaSO (3) Sau khi các phản ứng xẫy ra thì trong dung dịch A chỉ còn lại a mol Na+ áp dụng ĐLBTĐT thì số mol OH- củng phải bằng a mol Mặt khác số mol OH- ở phơng trình (1) cũng phải bắng b mol, nên số mol OH- ban đầu là(a+b) mol
-2 Ba(OH) =Ba +2OH (4)
y.Vmol 2y.Vmol
a b
=>2y.V=a b y B dung
2V
Chú ý: + Từ (1)
n =b mol, tu(2) n =c mol, tu(3) n =d mol
b+c+d
=>y.V=b+c+d=>y= C sai
V
+ Nếu
b+c+d 2y.V=b+c+d=>y= D sai
2V
+ Nếu từ (4)
a+b y.V=a+b=>y= A sai
V
IV Bài tập tự giải.
Bài 1 Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan vừa hết trong 700 ml dung dịch HCl 1 M thu đ ợc 3,36 lít H− 2 (đktc) và dung dịch D Cho dung dịch D tác dụng với NaOH d ,− lọc kết tủa và nung trong không khí đến khối l ợng không đổi thu đ ợc chất rắn Y Khối l ợng− − −
Y là:
A 22 gam B 28 gam C 30 gam D 24 gam
Bài 2 Trộn 100 ml dung dịch AlCl3 1 M với 200 ml dung dịch NaOH 1,8 M thu đ ợc kết tủa A−
và dung dịch D
1 Khối l ợng kết tủa A là −
A.3,9 gam B 3,12 gam C 4,68 gam D 2,34 gam
2 Nồng độ mol của các chất trong dung dịch D là
A NaCl 0,1 M và NaAlO2 0,2 M B NaCl 1 M và NaAlO 2 0,2 M
C NaCl 1M và NaAlO2 2 M D NaCl 1,8 M và NaAlO2 1 M
Bài 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH- CĐ - KB - 2007) Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lợng kết tủa thu đợc là 15,6 gam, giá trị lớn nhất của V lít là:
Bài 4: Hòa tan hoàn toàn một ôxit sắt FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc 2,24 lít khí
SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y, cô cạn dung dịch muối Y cân nặng 120 gam chất rắn khan Công thức phân tử của ôxit sắt là:
A FeO B Fe2O3 C Fe 3 O 4 D Không xác định đợc
Bài 5: Nung y mol Fe trong không khí một thời gian thu đợc 16,08 gam hỗn hợp A gồm 4 chất
rắn gồm Fe và các ôxit sắt hòa tan hết lợng hỗn hợp A trên bằng dung dịch HNO3 loãng d thu đợc
672 ml khí NO duy nhất(đktc) và dung dịch muối Giá trị của là y:
A 0.291 mol B 0,232 mol C 0,426 mo l D 36,8 mol
Bài 6: Hòa tan m gam hỗn hợp A gồm 4 chất rắn gồm Fe và các ôxit sắt bằng dung dịch HNO3
d thu đợc 4,48 lit khí NO2 duy nhất(đktc) và 145,2 gam muối khan Giá trị của là m gam:
A 44 gam B 32 gam. C 58 gam D 22 gam
Bài 7: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH-CĐ - KA – 2008) Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1mol Al2(SO4)3 và 0,1mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu đợc 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V để thu đợc lợng kết tủa trên là:
A: 0,05 B: 0,25 C: 0,35 D: 0,45
Bài 8: Cho 3,42 gam Al2(SO4)3 vào 50ml dung dịch NaOH, thu đợc 1,56gam kết tủa và dung dịch
X Nồng độ M của dung dịch NaOH là:
Trang 7A: 0,6 B: 1,2 C: 2,4 D: 3,6
Bài 9: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 bằng HNO3 thu đợc 2.24 lít khí màu nâu duy nhất (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng đợc 96.8 gam muối khan Giá trị m là:
A 55.2 gam B 31.2 gam C 23.2 gam D 46.4 gam.
Bài 10: Hoà tan 52.2 gam hh X gồm FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 bằng HNO3 đặc, nóng thu đợc 3.36 lít khí NO2 (đktc) Cô cạn dd sau phản ứng đợc m gam muối khan Giá trị m là:
A 36.3 gam B 161.535 gam C 46.4 gam D 72.6 gam.
Bài 11: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008) Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3
(trong môi trờng không có không khí) đến phản ứng xẫy ra hoàn toàn thu đợc hỗn hợp rắn Y, chia
Y thành hai phần bằng nhần bằng nhau:
- Phần 1 tác dụng với H2SO4 loãng d sinh ra 3.08 lít khí hiđrô (đktc)
- Phần 2 tác dụng NaOH d sinh ra 0.84 lít khí hiđrô (đktc) Giá trị m gam là:
A 22.75 B 21.40 C 29.40 D 29.43
Bài 12 (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007) Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe
và Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng HNO3 thu đợc V lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO2 (đktc) và dung dịch Y ( chỉ chứa 2 muối và axit d ) Tỉ khối của X so với H2 bằng 19 Giá trị V lít là:
A 2.24 B 3.36 C 4.48 D 5.60.