Để có lượng kết tủa lớn nhất, các chất phản ứng tương tác với nhau theo đúng tỉ lệ trong phương trình phản ứng (1-->4)... Và tìm được công thức[r]
Trang 1VII PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT
BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH 1.Nội dung
Nguyên tử, phân tử , dung dich trung hòa điện
Hệ quả
Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li, Có bao nhiêuđơn vị điên tích dương hoặc âm của các ion chuyển vào trong kết tủa,hoặc chất khí tách ra khỏi dung dịch,thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu đơn vị điệntích dương hoặc âm
2.áp dụng
mol NO 3 _ Thêm dần dung dịch Na 2 CO 3 2M vào dung dịch A đến khi được lượng kết tủa lớn nhất thấy hết V ml Tính V?
Cách gải :
Phương trình ion rút gọn
Mg2+ + CO32- MgCO3 (1)
Ca2+ + CO32_ CaCO3 (2)
Ba2+ + CO32- BaCO3 (3) Gọi x ,y, z là số mol Mg2+ , Ca2+ , Ba2+ trong dung dịch A Vì dung dịch trung hòa điện, ta có
Tổng điện tích của ( Mg2, Ca2+, Ba2+ ) = Tổng điện tích của ( Cl-, NO3-) Hay 2x + 2y + 2z = 0,2 + 0,4 = 0,6 ,suy ra :
x + y + z = 0,3 ( = số mol CO32- ), tức là phải cần 0,3 mol Na2CO3 :
V (Na2CO3 ) = = = 0,15 lit (150 ml)
Phát hiện vấn đề và cách giải quyết :
Khi phản ứng kết thúc ,các kết tủa tách ra khỏi dung dịch phần dung dịch chứa Na+ , Cl- , NO3-. để trung hòa điện:
Só mol Na2CO3
[ Na2CO3]
0.3 2
Trang 2số mol Na+ = số mol Cl- + số mol NO3- = 0,6
V(Na2CO3 ) = = = 0,15 l( 150 ml)
mol Na + Tínhthể tích dung dịch Ba(OH) 2 1M cần thêm vào dung dịch A để thu được lượng kết tủa lớn nhất.
Lời giải :
Phương trình phản ứng
2NaHCO3 + Ba(OH)2 Na2CO3 + BaCO3 + 2H2O (1) 0,1 0,05 0,05 (mol)
Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2NaOH (2)
( x+0,05) ( x+ 0,05 ) (mol)
Na2SO3 + Ba(OH)2 BaSO3 + 2NaOH (3)
y y (mol )
Na2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2NaOH (4)
z z (mol)
Gọi x, y, z lần lượt là số mol : CO32- , SO32- , SO42- trong dung dịch Theo phương trình phản ứng ta có :
Số mol Na+ = 2( x+0,05 + y + z ) = 0,3
x + y + z = 0,1 (5)
Số mol Ba(OH)2 = 0,05 + ( x + 0,05) + y + z = 0,2 (6)
thể tích dung dịch Ba(OH)2= = 0,2 lit hay 200 ml
Phát hiện vấn đề và cách giải quyết :
Nồng độ các ion : [ Ba2+ ] = 1M ; [ OH- ] = 2M
Các kết tủa tách ra khỏi dung dịch trong dung dịch có chứa các ion Na+ và
OH- , suy ra : Số mol OH- = Số mol HCO3- = 0,1
Só mol Na+
[ Na+]
0.6 4
0.2 1
Trang 3Để trung hòa điện với 0,3 mol Na+ trong dung dịch phải cần thêm 0,3 mol
OH- nữa Vậy Số mol OH- đã dùng = 0,1 + 0,3 = 0,4 (mol)
thể tích dung dịch Ba(OH)2 = = = 0,2
dung dịchNaOH 1M, thu được 6,72 lit H 2 (đktc) và dung dịch D Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần thêm vào dung dịch D để thu được lượng kết tủa lớn nhất.
Bài giải :
Số mol H2 = 6,72 / 22,4 = 0,3 (mol)
Số mol NaOH = 0,5 * 1 = 0,5 (mol)
Phương trình phản ứng
2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2 (1)
x x x 1,5x (mol)
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O 2Na[Al(OH)4] (2)
y 2y 2y (mol)
HCl + NaOH NaCl + H2O (3)
z z (mol)
HCl + Na[Al(OH)4] Al(OH)3 + NaCl + H2O (4) ( 2x+2y) (2x+2y) (mol)
Gọi x và y là số mol Al và Al2O3 trong 15,6 gam hỗn hợp ,và z là số mol
NaOH dư Để có lượng kết tủa lớn nhất, các chất phản ứng tương tác với nhau theo đúng tỉ lệ trong phương trình phản ứng (1 >4) Theo giả thiết ,ta có :
Số gam hỗn hợp = 27x + 102y = 15,6 (5)
Số mol H2 = 1,5x = 0,3 (6)
Số mol NaOH = 2x + 2y + z = 0,5 (7)
Giải hệ phương trình, ta được:
x = 0,2 ; y = 0,1 ; z = 0,1
Số mol HCl = z + 2x + 2y = 0,5 ( mol)
[ OH-] 0,4 2
Trang 4Thể tích dung dịch HCl = = = 0,25 lit (250ml)
Phát hiện vấn đề và cách giải quyết :
Trong dung dịch D chứa [Al(OH)4]- và OH- (dư hoặc không dư), phải trung hòa điện với 0,5 mol Na+ Thêm dần dung dịch HCl vào dung dịch D, làm mất các ion [Al(OH)4]- và OH- Để trung hòa điện với 0,5 mol Na+ còn lại trong dung dịch phải cần 0,5 mol Cl- tức là 0,5 mol HCl Suy ra : Vdd HCl = 0,5 / 2 = 0,25 lit ( 250 ml)
ml dung dịch HCl 2M , thu dược 6,72 lit H 2 (đktc) ,và dung dịch D Tính thể tích dung dịch NaOH 2M cần thêm vào dung dịch D, để thu được lượng kết tủa lớn nhất
Lời giải :
Số mol HCl = 0,65 * 2 = 1,3 ; số mol H2 = 6,72 / 22,4 = 0,3
Phương trình phản ứng
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (1)
x 3x x 1,5x (mol)
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (2)
y 3y 2y (mol)
NaOH + HCl NaCl + H2O (3)
z z (mol)
3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl (4) 3(x+2y) (x+2y) (mol)
Gọi x, y là số mol Al và Al2O3 trong 15,6 gam hỗn hợp , z là số mol HCl
dư Theo giả thiết ta có:
Số gam hỗn hợp = 27x + 102y = 15,6 (5)
Số mol H2 = 1,5x = 0,3 (6)
Số mol HCl = 3x + 3y + z = 1,3 (7)
Giải hệ phương trình 5, 6, 7 , ta được :
x = 0,2 ; y = 0,1 ; z = 0,4
Số mol NaOH = z + 3 (x + y ) = 1,3
Số mol HCl [ HCl]
0,5 2
Trang 5thể tích dung dịch NaOH = = = 0,65 lit (650ml)
Phát hiện vấn đề và cách giải quyết :
Trong dung dịch D có chứă Al3+ và H+ ( dư hoặc không dư) , phải trung hòa điện với 1,3 mol Cl-.Thêm NaOH vào dung dịch D làm mất các ion Al3+ và H+ .Để trung hòa điện với 1,3 mol Cl- còn lại, phải trả lại cho dung dịch 1,3 mol Na+
,tức là thêm vào dung dịch 1,3 mol NaOH Vậy thể tích của dung dịch NaOH cần thêm là
thể tích dung dịch NaOH = = = 0,65 lit (650ml)
Bài tập 43 : Hòa tan 19,28 gam muối kép ngậm nước gồm amoni sunphat và
sắt sunphat vào trong nước, rồi chia thành 2 phần bằng nhau: -Phần một cho tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư, thu được 9,32 gam kết tủa -Phần hai cho tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư ,thu dược khí A và kết tủa
B Khí A phản ứng vừa hết với 0,02 mol HCl lọc và nung kết tủa đến khối lượng không đổi ,được 10,92 gam chất rắn .Định công thức của muối kép,
Lời giải
Công thức của muối kép có dạng : x(NH4)2SO4.yFe2(SO4)n.zH2O Số gam trong mỗi phần : 19,28 / 2 =9,64 gam
phương trình phản ứng dạng ion thu gọn :
Phần một : Ba2+ + SO42- BaSO4 (1)
0,04 0,04 9,32 / 233 = 0,04 (mol) Phần hai : Ba2+ + SO42- BaSO4 (2)
Fen+ + nOH- Fe(OH)n (3)
NH4+ + OH- NH3 + H2O (4)
Số mol NaOH
Số mol NaOH [NaOH]
1,3 2
Trang 60,02 0,02 (mol)
NH3 + HCl NH4Cl (5)
0,02 0,02 (mol)
2 Fe(OH)n Fe2O3 + H2O ( n ≤ 3 ) (6)
Số gam Fe2O3 = 10,92 – số gam BaSO4 = 1,6 (gam)
Số mol Fe2(SO4)n = số mol Fe2O3 = 1,6/160 = 0,01(chứa 0,02 mol Fen+)
Số mol NH4+ = Số mol NH3 = 0,02
Theo định luật bảo toàn điện tích:
điện tích (NH4+, Fen+) = điện tích (SO42-)
0,02 + 0,02n = 0,04*2 -> n = 3
Suy ra có 0,01 mol (NH4)2SO4 và 0,01 mol Fe2(SO4)3
Số mol H2O = [ 9,64 – số gam Fe2(SO4)3 – số gam (NH4)2SO4 ) ] / 18 = 0,24
x : y : z = 0,01 : 0,01 : 0,24 = 1 : 1 : 24 Vậy công thức của muối kép : (NH4)2SO4,Fe2(SO4)3.24H2O
Phát hiện vấn đề và cách giải quyết:
Trong dung dịch có chứa các ion : NH4+ , SO42- và Fen+ Các ion này tách ra khỏi dung dịch ở dạng : 0,02 mol NH3 , 0,04 mol BaSO4 và 0,01 mol Fe2O3 ,các nguyên tố N, S và Fe được bảo toàn, suy ra số mol ion tương ứng : 0,02 mol
NH4+ , 0,04 mol SO42- và 0,02 mol Fen+.theo định luật bảo toàn điện tích, ta
tìm được n= 3 và số mol phân tử tương ứng :0,01 mol( NH4)2SO4, 0,01molFe2(SO4)3.Từ đó tính được số mol H2O là 0,24 Và tìm được công thức của muối kép
Trong hóa học hữu cơ ,một số phản ứng thuộc loại phản ứng axit-bazơ ta cũng
có thể áp dụng định luật bảo toàn điện tích.( xem phần phụ lục)