Bài toán v Bài toán vềềềề mu mu muốốốối ng i ng i ngậậậậm nư m nư m nướớớớcccc Lê Phạm Thành Giáo viên truongtructuyen.vn Bài tập toán về muối và hỗn hợp muối là một dạng bài tập khá
Trang 1
Bài toán v Bài toán vềềềề mu mu muốốốối ng i ng i ngậậậậm nư m nư m nướớớớcccc
Lê Phạm Thành
Giáo viên truongtructuyen.vn
Bài tập toán về muối và hỗn hợp muối là
một dạng bài tập khá cơ bản và thông dụng
trong chương trình hóa học phổ thông Tuy
nhiên ở nước ta các bài tập dạng này mới chỉ
tập trung vào các muối khan, còn các bài tập
về muối kết tinh ngậm nước thì có rất ắt và
chưa phong phú Chắnh vì vậy nó dẫn ựến việc
học sinh khi làm các bài tập về muối cảm thấy
khá nhàm chán, ựơn ựiệu Mặt khác ựiều này
cũng khiến cho học sinh trở nên thụ ựộng
trong tư duy, khi gặp một bài tập về muối là
chỉ nghĩ ựến các muối khan! Vì vậy khi gặp
những bài có liên quan ựến muối ngậm nước
ựa phần các em trở nên khá lúng túng! Chúng
ta cùng xét vắ dụ sau:
Vắ dụ 1: Có 16,0 gam oxit kim loại MO,
chia thành 2 phần bằng nhau
Hòa tan hoàn toàn phần 1 trong HCl dư,
xử lý dung dịch thu ựược ở những ựiều kiện
thắch hợp thu ựược 17,1 gam một muối X duy
nhất
Cho phần 2 tác dụng với dung dịch
H2SO4 loãng dư, xử lý dung dịch sau phản
ứng ở nhiệt ựộ dưới 111oC chỉ thu ựược 25,0
gam một muối Y duy nhất
Xác ựịnh M và công thức hai muối X, Y;
biết rằng MX < 180 g.mol-1, MY < 260 g.mol-1
Giải:
Theo bài ra ta có sơ ựồ:
MO
dd1
dd2
HCl d−
H2SO4 loởng, d−
muèi X
muèi Y
16 gam
25,0 gam
17,1 gam chia hai
Thông thường học sinh sẽ cho rằng muối X
là MCl2, và muối Y là MSO4 Khi ựó dựa vào
dữ kiện:
MO
17,1 gam
MO
∆ m2 = 17,0
MCl2
MSO4
∆ M1 = 71 - 16 = 55
∆ M2 = 96 - 16 = 80
Với n là số mol của 8 gam MO, ta có:
) lý vô ( 80
0 , 17 55
9,1
n = ≠ đến ựây ựa phần học sinh sẽ lúng túng, không biết phải giải như thế nào !!! đó là do các em ựã quên rằng các muối
X, Y hoàn toàn có thể ở dạng muối ngậm nước: MCl2.aH2O và MSO4.bH2O Lúc này ta có:
18b 80
17,0 18a
55
9,1
n
+
= +
Mà: MX < 180 ⇒ a < 6,05
MY < 260 ⇒ b < 9,11
Trong (*) nhận thấy a, b phải là số nguyên,
và b chia hết cho 5 ⇒ b = 5; a = 2; n = 0,1
Từ ựó suy ra M = 64 (Cu)
Vậy công thức các muối: X là CuCl2.2H2O
Y là CuSO4.5H2O
Từ vắ dụ trên chúng ta có thể thấy : nếu các
em không chịu tư duy mà chỉ làm theo lối mòn thì sẽ rất lúng túng và sẽ không thể tìm ra ựược ựáp số !
Nhằm góp phần làm phong phú hơn nữa các dạng bài tập hóa học trong chương trình phổ thông và phát huy tắnh tắch cực suy nghĩ của học sinh, trong bài viết này chúng tôi xin ựề cập ựến một dạng khác của bài tập về muối,
ựó là ỘBài toán về muối ngậm nướcỢ
Theo tôi, có thể chia các bài tập này thành 3 dạng sau:
Dạng 1: Muối ngậm nước mà kim loại trong
muối không thay ựổi số oxi hoá
Vắ dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam kim
loại M vào dung dịch axit HNO3, thu ựược dung dịch A Chia A thành 2 phần bằng nhau
Xử lý phần 1 ở ựiều kiện thắch hợp thu
ựược 25,6 gam một muối X duy nhất
Cho phần 2 tác dụng với NaOH dư ựược kết tủa B Nung B ựến khối lượng không ựổi thu ựược 4,0 gam chất rắn
Xác ựịnh kim loại M và muối X, biết M chỉ
có một hóa trị duy nhất
Trang 2Giải:
Nếu giả thiết muối là khan thì:
25,6 gam
R¾n (M2On) 4,0 gam
xö lý
OH
2,4 gam
ch©n ko M
2,4 gam
M(OH)n
Với x là số mol của 2,4 gam M, áp dụng
ñịnh luật tăng giảm khối lượng, ta có:
(mol) n
0,187 62.n
2,4
25,6
n
0,1 16.n
2,4 4,0
⇒ Muối không phải là muối khan mà phải ở
dạng ngậm nước: M(NO3)n.aH2O
=
=
=
⇒
=
=
=
⇒
=
= +
= +
+
⇒
x
2,4 M n
0,2 x
3n a
0,6 ax 0,2 nx 2,4 Mx
2,4
Mx
0 , 4
2
x
16n).
(2M
25,6 18a)x
62n
(M
3
2 , 0
(loại)
24 (Mg)
36 (loại)
Dạng 2: Muối ngậm nước mà có sự thay ñổi
số oxi hoá của kim loại trong muối
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn a gam kim loại
M trong dung dịch HCl dư, thu ñược dung
dịch A và 3,28 lít khí B (ño ở 27oC, 1,5atm)
Chia A thành 2 phần bằng nhau
Cho phần thứ nhất tác dụng hoàn toàn với
dung dịch KOH dư, thu ñược kết tủa C Nung
C trong không khí ở nhiệt ñộ cao tới khối
lượng không ñổi, thu ñược (b + 2,4) gam chất
rắn D Hòa tan D trong H2SO4 dư ñược dung
dịch E Xử lý dung dịch E ở ñiều kiện thích
hợp thu ñược 28,1 gam một muối X duy nhất
Xử lý phần thứ hai chỉ thu ñược một
muối Y duy nhất với khối lượng 19,9 gam
Xác ñịnh công thức của X, Y Biết a = 2b
Giải:
Sơ ñồ biến ñổi:
M
dd B
↓ C D dd E X 1,64 lit A (27oC, 1,5atm)
Y 19,9 gam
HCl d−
H2SO4
Chia 2
Theo bài ra:
2
H
3,28 1,5
0,082 300
×
×
∑
Vậy:
M
0,1 mol H 2
HCl d−
b gam
(b+2,4) gam
OH - to M
b gam
HCl d−
MCln
(*)
(**) Gọi x là số mol của b gam M Áp dụng ñịnh luật bảo toàn e với quá trình (*), ta có:
Tổng số mol e nhường: n.x (mol) Tổng số mol e nhận: 0,1.2 = 0,2 (mol)
⇒ nx = 0,2 (1)
Cũng áp dụng ñịnh luật bảo toàn e với (**),
ta có: Tổng số mol e nhường = mx (mol) Tổng số mol e nhận = 2 0,3(mol)
16
2,4
=
×
⇒ mx = 0,3 (2)
Từ (1) và (2) ⇒ m : n = 3 : 2 Hay: m = 3; n = 2; x = 0,1
Suy ra: nX = 0,05 (mol); nY = 0,1 (mol)
05 , 0
1 , 28
= ; MY = 199
1 , 0
9 , 19
=
Nếu X là M2(SO4)3; Y là MCl2 thì:
MX = 2M + 96.3 = 562 ⇒ M = 137
MY = M + 35,5.2 = 199 ⇒ M = 128 (vô lý!) Vậy X phải có dạng: M2(SO4)3.αH2O
⇒ 2M + 96.3 + 18α = 562 ⇒ 2M + 18α = 274
Y phải có dạng: MCl2.βH2O
⇒ M + 35,5.2 + 18β = 199 ⇒ M + 18β = 128
Từ ñó ta có: α = 2β + 1
18
274
18
128
β< =
Lập bảng:
M 110 (loại)
92 (loại)
74 (loại)
56 (Fe)
38 (loại)
20 (loại)
Trang 3Vậy: α = 9; β = 4; M là Fe
X là Fe2(SO4)3.9H2O; Y là FeCl2.4H2O
Dạng 3: Muối kép ngậm nước
Ví dụ 4: ðể xác ñịnh công thức của muối
kép A người ta tiến hành các thí nghiệm sau:
Lấy 9,64 gam muối A hòa tan vào nước,
sau ñó cho tác dụng với BaCl2 dư, thu ñược
9,32 gam kết tủa bền của một chất B duy nhất,
không tan trong HNO3
Lấy 9,64 gam muối A hòa tan vào nước,
sau ñó cho tác dụng với dung dịch Ba(OH)2
dư (có ñun nhẹ) ñược kết tủa C và khí D có
khả năng làm xanh quỳ ẩm Nung kết tủa C
trong không khí ñến khối lượng không ñổi thu
ñược 10,92 gam chất rắn E Cho tất cả khí D
hấp thụ vào 200 ml dung dịch H2SO4 0,1M
ðể trung hòa lượng axit dư cần dung 200 ml
dung dịch NaOH 0,1M
Xác ñịnh công thức muối A, biết kim loại
trong A không bị thay ñổi số oxi hoá trong các
phản ứng trên
Giải:
Theo bài ra ta có kết tủa B là BaSO4
233
9,32
n 2
Khí D là NH3
d−
H 0,2 0,1 0,02(mol) n 3
⇒ Trong 9,64 gam muối A có 0,02 mol ion
+
4
NH
Gọi kim loại trong A là R Chất rắn E bao
gồm BaSO4 và oxit RxOy
(mol) 0,04 n
mBaSO B
⇒ m 10,92 9,32 1,60(gam)
y
Nếu muối A là muối khan thì trong 9,64
gam A có:
mR = 9,64 – (96.0,04 + 18.0,02) = 5,44 (gam)
y
Vậy A phải là muối ngậm nước!
Gọi A là: p(NH4)2SO4.qRx(SO4)y.αH2O, n là
số mol của 9,64 gam A, ta có:
2pn = 0,02 ⇒ pn = 0,01
(p + qy)n = 0,04 ⇒ qyn = 0,03
Và: (qRx + 18α)n = 5,44 (gam)
Mặt khác: qn(Rx + 16y) = 1,60
×
=
x
y R
3 112
Lập bảng:
(loại)
37,33 (loại)
56 (Fe)
74,67 (loại) Vậy R là Fe, x = 2, y = 3, q = p
Chọn p = q = 1 ⇒ n = 0,01 thì muối A có dạng: (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.αH2O
24 964
01 , 0
64 , 9
=
⇒
=
A
M
Nhận xét: Qua những ví dụ ñã xét ở trên
chúng ta thấy nhìn chung các bài toán này ñều quy về việc giả thiết muối là khan ⇒ ñiều vô
lý ⇒ muối phải tồn tại ở dạng ngậm nước!
Các bài tập có thể ở dạng ñơn giản (dạng 1) hay phức tạp (dạng 2 và 3) ðiều cần chú ý là khi giải toán bao giờ chúng ta cũng phải xét hai trường hợp: một là, kim loại trong muối không có sự thay ñổi số oxi hoá; và hai là có
sự thay ñổi số oxi hoá của kim loại trong muối trong các quá trình biến ñổi, các bài toán này thường liên quan ñến các kim loại chuyển tiếp như Fe hay Cr
Ngoài ra khi biện luận cũng cần phải chú ý
là tùy từng muối mà hệ số của nước kết tinh
có thể là số nguyên, bán nguyên hay thập phân (xem bảng 1)
Sau ñây là một số bài tập tham khảo:
Bài 1: Nung 8,08 gam một muối A thu ñược
sản phẩm khí và 1,6 gam một hợp chất rắn B không tan trong nước Ở ñiều kiện thích hợp, nếu cho sản phẩm khí ñi qua 200 gam dung dịch NaOH 1,2% ở ñiều kiện xác ñịnh thì thấy phản
ứng xảy ra vừa ñủ và thu ñược một dung dịch
chỉ chứa một muối duy nhất có nồng ñộ 2,47%
Xác ñịnh công thức phân tử của muối A, biết rằng khi nung muối A thì kim loại trong
A không biến ñổi số oxi hoá
Bài 2: ðốt cháy hoàn toàn 4,4 gam một
sunphua kim loại MS (M có các số oxi hoá +2
và +3 trong các hợp chất) trong lượng dư O2 Chất rắn thu ñược sau phản ứng ñược hòa tan
Trang 4hoàn toàn trong lượng vừa ñủ dung dịch
HNO3 37,8% Nồng ñộ % của muối trong
dung dịch thu ñược là 41,7% Khi làm lạnh
dung dịch này thì có 8,08 gam muối ngậm
nước X tách ra và nồng ñộ % của muối trong
dung dịch giảm xuống còn 34,7% Xác ñịnh
công thức phân tử của muối X
Bài 3: ðể xác ñịnh công thức của muối kép
X người ta tiến hành các thí nghiệm:
Hòa tan 47,4 gam X vào nước, thu ñược
dung dịch Y Chia Y thành 2 phần bằng nhau:
Cho phần 1 tác dụng với dung dịch
BaCl2 dư, thu ñược 23,3 gam kết tủa A
Thêm NH3 dư vào phần 2 ñược kết tủa
B, nung B trong chân không ñến khối lượng
không ñổi thu ñược 25,5 gam chất rắn
Lấy 47,4 gam X ñem nung nóng ở nhiệt
chất duy nhất
Xác ñịnh công thức của muối X, biết rằng trong X có chứa một kim loại kiềm
Bảng 1 dưới ñây chỉ ra công thức phân tử của một số muối ñơn và muối kép thường gặp trong chương trình phổ thông
Trong bài viết này chúng tôi ñã ñề cập ñến một số bài tập có liên quan ñến vấn ñề muối ngậm nước Hi vọng nó sẽ mang lại cho các bạn yêu thích môn hóa học những ñiều mới
mẻ về một dạng bài tập vốn ñã rất quen thuộc, bài tập về muối Trên ñây chúng tôi mới chỉ sưu tầm và bước ñầu thiết kế ñược một số bài tập thuộc dạng này Mong rằng các bạn hãy cùng chúng tôi thiết kế ra nhiều hơn nữa những bài tập thuộc dạng này, góp phần làm phong phú hơn các dạng bài tập hóa học trong chương trình phổ thông
Bảng 1 Một số muối ñơn và muối kép thường gặp
Cu(NO3)2.6H2O Cr2(SO4)3.6H2O Mg(NO3)2.6H2O
Al(NO3)3.9H2O ZnSO4.7H2O KAl(SO4)2.12H2O
Fe2(SO4)3.9H2O CdCl2.2,5H2O Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O
FeCl2.4H2O CdSO4.2,67H2O (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O
