Chuyên đề 6. Bảo toàn điện tích

CHUYÊN ĐỀ 6: BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH I. Nguyên tắc : Tổng điện tích dương luôn luôn bằng tổng điện tích âm, vì thế dung dịch luôn luôn trung hòa về điện. S + = S – Một số ví dụ áp dụng: VD1 : Một dd chứa a mol K+, b mol Fe3+, c mol Cl, d mol SO42 . Biểu thức liên hệ giữa các đại lượng trên là A. 2a + b = 2c + d. B. a + 3b = c + 2d. C. 3a + b = 2c + d. D. a + 2b = c + 2d. Giải : S n đt + = a + 3b và S n đt – = c + 2d VD2 : Kết quả xác định nồng độ moll của các ion trong dd như sau: Na+ (0,05); Ca2+ (0,01) ; NO3 (0,04); HCO3 (0,025) . Hỏi kết quả trên đúng hay sai, tại sao? Giải : Theo ĐLBTĐT S + = 0,05 + 0,02 = 0,07 S = 0,04 + 0,025 = 0,065 Kết quả phân tích trên là sai VD 3: Cô cạn dung dịch có chứa 0,2 mol Mg2+; 0,1 mol Al3+, và ion NO3 thì thu được khối lượng muối khan là A. 55,3 gam. B. 59,5 gam. C. 50,9 gam. D. 0,59 gam Giải : Theo ĐLBT điện tích: 0.2 2 + 0.1 3 = n NO3= 0,7 mol m muối = 240,2 + 270,1 + 0,762= 50,9 gam => chọn C VD4 : Một dung dịch có chứa 2 Cation là Fe2+ (0,1 mol) và Al3+ (0,2 mol) và 2 anion là Cl (x mol) và SO42 (y mol). Khi cô cạn dung dịch thu được 46,9 gam chất rắn khan. ( Biết Fe = 56, Al = 27, Cl = 35,5; S = 32, O = 16). Giá trị x, y trong câu trên lần lượt là A. 0,1 ; 0,2. B. 0,2 ; 0,3. C. 0,3 : 0,1. D. 0,3 : 0,2. Giải : Theo ĐLBTĐT : 2.0,1 + 3.0,2 = x + 2y ĐLBTKL : m muối = S m cation KL + S m anion gốc axit = 56.0,1 + 27.0,2 +35,5 . x + 96 .y = 46,9 => x = 0,2 ; y = 0,3 => B II. Cơ sở của phương pháp 1. Cơ sở: Nguyên tử, phân tử, dung dịch luôn trung hòa về điện Trong nguyên tử: số proton = số electron Trong dung dịch: tổng số mol x điện tích ion dương = | tổng số mol x điện tích ion âm | 2. Áp dụng và một số chú ý a) khối lượng muối (trong dung dịch) = tổng khối lượng các ion âm b) 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 hóa học ở đạng ion thu gọn III. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP Dạng 1: Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn điện tích: Ví Dụ 1: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần : 0,01 mol Na+, 0,02mol Mg2+ ; 0,015 mol SO42 , x mol Cl . Giá trị của x là A. 0,015. C. 0,02. B. 0,035. D. 0,01. Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 0,01.1 + 0,02.2 = 0,015.2 + x.1 → x = 0,02 → Đáp án C Dạng 2: Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng Ví dụ 2: Dung dịch A chứa hai cation là Fe2+: 0,1 mol và Al3+ : 0,2 mol và hai anion là Cl: x mol và SO42 : y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của x và y lần lượt là: A. 0,6 và 0,1. C. 0,5 và 0,15. B. 0,3 và 0,2. D. 0,2 và 0,3. Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 0,1x2 + 0,2x3 = Xx1 + y x 2 → X + 2y = 0,8 () Khi cô cạn dung dịch, khối lượng muối = tổng khối lượng các ion tạo muối 0,1x56 + 0,2x27 + Xx35,5 + Yx 96 = 46,9 → 35,5X + 96Y = 35,9 () Từ () và () →X = 0,2 ; Y = 0,3 → Đáp án D Ví dụ 3: Chia hỗn hợp X gồm 2 kim loại có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau. Phấn 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.

CHUYÊN ĐỀ 1: BIỆN LUẬN TÌM CTPT TỪ CTĐGN

- Khi đã biết công thức đơn giản nhất, để tìm CTPT cần biết hệ số tỉ lệ n

- Để biết hệ số tỉ lệ n, cần phải biết dữ liệu về Mchất hữu cơ Trong trường hợp không có dữ liệu

về M, ta phải biện luận tìm ra giá trị n

- Có thể biện luận theo 2 cách sau đây:

A Cách dùng điều kiện tồn tại:

Hợp chất hữa cơ CxHyOzNtClu muốn tồn tại phải thỏa mãn đồng thời 2 điều kiện

* (y + u + t) phải chẵn

* y + u – t ≤ 2x + 2

Ví dụ 1: A là hợp chất hữu cơ chứa C;H; Cl, trong đó %C;

%H (về khối lượng) lần lượt là 24,4% và 3,39% A có công thức phân tử là

A. C2H3Cl.

B. C3H5Cl3.

C. C4H7Cl.

D. C4H7Cl3.

Ví dụ 2: A là hợp chất hữu cơ chứa C;H; O, trong đó %C;

%H (về khối lượng) lần lượt là 64,86% và 13,51% Tổng số đồng phân cấu tạo của A là

A. 4

B. 5

C. 6

D. 7

Ví dụ 3:Đốt cháy hoàn toàn 11,3 gam chất hữu cơ A được hỗn

hợp X chỉ gồm CO2; hơi nước và khí HCl Dẫn toàn bộ X qua bình đựng dung dịch AgNO3 dư thấy khối lượng bình tăng 10,9 gam và xuất hiện 28,7 gam kết tủa Khí thoát ra khỏi bình dẫn tiếp qua

bình nước vôi trong dư thấy xuất hiện 30 gam kết tủa Công thức

phân tử của A là

A. C3H6Cl2 B C3H7Cl C C3H7Cl2 D C3H6Cl

Image uploaded by Lan

B Cách tách riêng nhóm chức:

Từ công thức đã cho, ta tách thành công thức chứa nhóm chức Z.Sau đó dùng quy luật: y + Z ≤ 2x + 2

Ví dụ 1: A là anđehit (C2H3O)n Công thức PT của A là.

A. C2H3O.

B. C3H5O3.

C. C6H10O4.

D. C4H8O6.

Ví dụ 2: A là axit cacboxylic (C3H5O2)n

Ví dụ 3: A là axit cacboxylic (C3H4O2)n

Nhận xét: Ở cả 3 ví dụ trên đều có thể giải nhanh bằng cách dùng công thức sau:

Ở VD 3 (phần B), nhóm COOH =1/2 số nguyên tử oxi, thì

+ Không thể chọn A vì axit phải có số oxi chẵn

max

π 36 2 24

7 2

+ − =

π

π

Ví dụ 4: A là hợp chất hữu cơ có nhiều trong quả nho;

phân tử A chứa đồng thời các nhóm chức –OH và -

COOH A có CTĐGN là C2H3O3 vậy

Ví dụ 5: A là một amino axit có công thức

(C5H9O4N)n Công thức PT của A là

A. C5H9O4N.

B. C10H18O8N2.

C. C15H27O12N3.

D. C20H36O16N4.

Đáp án VD 5:

CT của A: C5nH9nO4nNn hay C3nH5n (NH2)n (COOH)2n

Ta phải có: 5n+2n+n≤ 2,3n + 2=> n ≤ 1

=> n = 1 => A là: C5H9O4N => Đáp án A

Lưu ý: Có những bài toán phải biện luận dựa vào đặc điểm riêng của chất hữu cơ Vì vây, khi đọc đề phải chú ý đến đặc điểm riêng này vì đó là chìa

khóa của bài toán

Ví dụ : A là ankyl benzen, công thức (C3H4)n Tìm

Ví dụ 6: A là axit cacboxylic mạch không nhánh, công

thức (CHO)n Tìm Công thức PT của A.

HD:

Vì A là axit cacboxylic mạch không nhánh nên A chỉ có 2 khả năng:

+ A là axit cacboxylic đơn chức,

Khi A phải có 2 nguyên tử O trong phân tử

Vậy công thức CTPT của A phải là C2H2O2 (Loại vì không phù hợp với hóa trị)

+ A là axit cacboxylic nhị chức,

Khi A phải có 4 nguyên tử O trong phân tử

Vậy công thức CTPT của A phải là C4H4O4