Chuyên đề: Phương pháp giải nhanh bài toán Hóa Học Phần 4 Phương pháp Bảo toàn điện tích Biên soạn: Thầy Lê Phạm Thành Cộng tác viên truongtructuyen.vn Nội dung A. Nội dung phương pháp và những chú ý quan trọng B. Các thí dụ minh họa C. Kết hợp phương pháp bảo toàn điện tích – bảo toàn electron D. Bài tập luyện tập Phần 4. Phương pháp bảo toàn điện tích  Nội dung phương pháp : • Định luật bảo toàn điện tích (BTĐT): “Trong một dung dịch nếu tồn tại đồng thời các ion dương và âm thì theo định luật bảo toàn điện tích: tổng số điện tích dương bằng tổng số điện tích âm”. Đây chính là cơ sở để thiết lập phương trình biểu diễn mối liên hệ giữa các ion trong dung dịch. • Áp dụng : + Tính lượng (số mol, nồng độ) các ion trong dung dịch. + Bài toán xử lí nước cứng. + Bài toán pha dung dịch.  Chú ý : số mol điện tích = số mol ion × điện tích ion. A. Nội dung phương pháp và những chú ý quan trọng Thớ d 1 Dung dch X cú cha a mol Na + , b mol Mg 2+ , c mol Cl v d mol SO 4 2 . Biu thc no di õy l ỳng ? Hng dn gii : A. a + 2b = c + 2d. B. a + 2b = c + d. C. a + b = c + d. D. 2a + b = 2c + d. Theo định luật bảo toàn điện tích : a + 2b = c + 2d Đáp án A. B. Cỏc thớ d minh ha Thí dụ 2 Trong một cốc nước cứng chứa a mol Ca 2+ ; b mol Mg 2+ và c mol HCO 3 − . Dùng dung dịch Ca(OH) 2 x mol/l để làm giảm độ cứng của nước thì thấy khi thêm V lít nước vôi trong vào cốc, độ cứng trong cốc là nhỏ nhất. Biểu thức tính V theo a, b, x là Hướng dẫn giải A. B. C. D. 2a+b V = x a+ 2b V = x a+b V = x a+b V = 2x − − − − → → ↓ 2 3 3 2 2+ 2 3 3 2+ C¸c ph¶n øng x¶y ra : HCO + OH CO + H O (1) Ca + CO CaCO (2) M C¸ch 1 g : + − − − = + → ↓ ⇔ = = = + = 2 2 2+ 2 2++ + 3 2 3 3 CO OH Ca Mg M 2+ 2+ gCa CO MgCO (3) §é cøng nhá nhÊt Theo (1), (2), (3) dung dÞch kh«ng cßn c¸c ion Ca vµ Mg Chó ý : : n n 2Vx n n (*) (mol) ; n b (mol) Thay vµo (*) : n a Vx 2Vx + = + + ⇒ = → a b a Vx b V §¸p ¸n x C. B. Các thí dụ minh họa Thớ d 2 (tt) Trong mt cc nc cng cha a mol Ca 2+ ; b mol Mg 2+ v c mol HCO 3 . Dựng dung dch Ca(OH) 2 x mol/l lm gim cng ca nc thỡ thy khi thờm V lớt nc vụi trong vo cc, cng trong cc l nh nht. Biu thc tớnh V theo a, b, x l Hng dn gii (tt) A. B. C. D. 2a+b V = x a+ 2b V = x a+b V = x a+b V = 2x 3 2 2 3 2 3 2 2 3 3 2 Các phương tr ình phản ứng xảy ra : Ca(HCO ) + Ca(OH) 2CaCO + 2H O (4) Mg(HCO ) + Ca(OH) CaCO + MgCO + 2H O (5) Độ cứng là nhỏ Cách 2 nhất : + = 2 Ca(OH) 3 2 2 3 2 Từ (4), (5) n = Ca(HCO ) + Mg(HCO ) a b V.x = a Ca(OH) + b V Đáp án . x vừa đ C ủ B. Cỏc thớ d minh ha Thí dụ 3 Một dung dịch chứa hai cation là Fe 2+ 0,1M và Al 3+ 0,2M. Trong dung dịch còn có hai anion là Cl − x mol/l và SO 4 2− y mol/l. Khi cô cạn 1,0 lít dung dịch trên thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của x và y lần lượt là Hướng dẫn giải A. 0,6 và 0,1. B. 0,3 và 0,2. C. 0,5 và 0,15. D. 0,2 và 0,3. − − ⇒ ⇒ ⇒ 2 4 Cl cation anion m èi SO u n = x mol ; n = y mol Khèi l­îng muèi khan : 56.0,1 + 27.0,2 + 35,5x + 96y = 46,9 35,5x + 96y = 35,9 (1) Theo ®Þnh luËt BT§T : x + 2y = 2.0,1 + 3.0,2 x + 2y m = m = 0 + m ,8  ⇒   → (2) x = 0,2 Tõ (1), (2) y = 0,3 §¸p ¸n D. B. Các thí dụ minh họa Thí dụ 4 Dung dịch X gồm 5 ion : Mg 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ , 0,1 mol Cl − và 0,2 mol NO 3 − . Thêm từ từ dung dịch K 2 CO 3 1M vào dung dịch X đến khi được lượng kết tủa lớn nhất thì thể tích dung dịch K 2 CO 3 đã sử dụng là Hướng dẫn giải A. 300 ml. B. 150 ml. C. 200 ml. D. 250 ml. − − ⇔ → ↓ → ↓ 2+ 2 2 3 3 2+ 2 3 + 2+ 2 3 + KÕt tña lín nhÊt Mg + CO MgCO (1) Ba c¸c ion + CO Mg , Ba vµ Ca ®· kÕt tña hoµn toµn BaCO (2) − − → ↓ = + + + + = = ⇒ + + = 2 2+ 2+ 2+ 3 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2 3 3 CO Mg Ba Ca Mg Ba Ca Mg Ba Ca Ca + CO CaCO (3) Theo (1), (2), (3) : n n n n (*) Theo BT§T : 2n 2n 2n 1.0,1 + 1.0,2 0,3 mol 0,3 n n n 2 − = ⇒ = ⇒ = = = → 2 3 2 3 CO K CO 0,15 mol (**) 0,15 (*), (**) n 0,15 mol V 0,15 lÝt 150 ml §¸p ¸n 1 B. B. Các thí dụ minh họa Thớ d 5 Ho tan hon ton hn hp gm x mol FeS 2 v y mol Cu 2 S vo axit HNO 3 (va ), thu c dung dch X (ch cha hai mui sunfat) v khớ duy nht NO. T s ca x/y l Hng dn gii A. 2/1. B. 1/2. C. 3/1. D. 1/3. 2 2 4 3+ 3 2 Do X chỉ có muối sunfat Sơ đồ biến đổi : FeS Fe + 2SO (1) x x 2x dung dịc h kh ông còn Cu S gốc N O 2C + = = = 2+ 2 4 2+ 2 4 3+ u + SO (2) y 2y y Dung dịch chỉ có các ion : Fe , Cu và SO Theo BTĐT : 3x 2.2y 2.2x + 2.y x 2y x/y 2/1 Đáp án A. B. Cỏc thớ d minh ha Thớ d 6 Dung dch X cha Na 2 SO 4 0,05M, NaCl 0,05M v KCl 0,1M. Phi dựng hn hp mui no sau õy pha ch dung dch X ? Hng dn gii A. KCl v Na 2 SO 4 . B. KCl v NaHSO 4 . C. NaCl v K 2 SO 4 . D. NaCl v KHSO 4 . + 2 2 4 4 Các phương tr ình điện li : Na SO 2Na + SO (1) 0,05 0,1 0,05 NaCl + + Na + Cl (2) 0,05 0,05 0,05 KCl K + Cl (3) ] ] ] ] ] ] ] ] = = = = = = + + + 2 + 2 4 4 0,1 0,1 0,1 [Na [Cl [Na 0,1 + 0,05 = 0,15 M ; [K 0,1 0M Dung dịch : [Cl 0,05 + 0,1 = 0,15 M ; [SO 0,05 M [K 2[SO Phải dùng hỗ 2 4 NaCl và K Sn hợp Đáp áO n C. B. Cỏc thớ d minh ha [...]... NH4 NH3 + H2O (4) 2, 24 4,48 = 0,1 mol ; nNH+ = nNH3 = = 0 ,2 mol 4 22 ,4 22 ,4 43 197.0,1 + mBaSO4 = 43 nSO2 = nBaSO4 = = 0,1 mol 4 23 3 Trong 100 ml X : nCO2 = nCO2 = 3 mBaCO3 B Cỏc thớ d minh ha Thớ d 7 (tt) Hng dn gii (tt) 2, 24 4,48 = 0,1 mol ; nNH+ = nNH3 = = 0 ,2 mol 3 4 22 ,4 22 ,4 43 197.0,1 mBaCO3 + mBaSO4 = 43 nSO2 = nBaSO4 = = 0,1 mol 4 23 3 Theo BTĐT : nCO2 = nCO2 = 2nCO2 + 2nSO2 = nNH+ + nNa+... dch BaCl2 d vo A c 27 ,96 gam kt ta X l A MgSO4.6H2O B Fe2(SO4)3.12H2O C CuSO4.6H2O D Al2(SO4)3.18H2O Hng dn gii Gọi X là M2 (SO4 )n.H2O Dung dịch A chứa : Mn+ và SO2 4 Phản ứng : Ba2+ + SO2 BaSO 4 4 nSO2 = nBaSO4 = 4 (*) 27 ,96 = 0, 12 mol 23 3 o NH3 dư t Có biến đổi : Mn+ M(OH)n M2On Theo BTĐT : nO(M2On ) = nSO2 = 0, 12 mol mMn+ = 4,08 0, 12. 16 = 2, 16 gam 4 Theo BTĐT : 2, 16 ì n = 0, 12. 2 M =... l A 0,04 B 0,075 C 0, 12 D 0,06 Hng dn gii Do X chỉ có hai muối sunfat dung dịch không còn gốc NO3 Sơ đồ biến đổi : FeS2 Fe3+ + 2SO2 4 0, 12 0, 12 2.0, 12 Cu2S 2Cu2+ + SO2 4 a 2a (1) (2) a Dung dịch chỉ có các ion : Fe3+ , Cu2+ và SO2 4 Theo BTĐT : 3.0, 12 + 2. 2a = 2. 2.0, 12 + 2a a = 0,06 Đáp án D D Bi tp luyn tp Bi tp 6 pha ch 1 lớt dung dch hn hp : Na2SO4 0,03M; K2SO4 0,02M; KCl 0,06M ngi ta ó... Al2(SO4)3 .2( NH4)2SO4.16H2O C 2Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.5H2O D Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.12H2O Hng dn gii + Các phản ứng : 3NH3 + 3H2O + Al3+ Al(OH)3 + 3NH4 Ba2+ + SO 2 BaSO4 4 0,156 nAl3+ = nAl(OH)3 = = 0,0 02 mol 78 Trong 20 ml X : 0,9 32 n 2 = n = = 0,004 mol BaSO4 SO4 23 3 (1) (2) D Bi tp luyn tp Bi tp 7 (tt) Hng dn gii (tt) Theo BTĐT : 3nAl3+ + nNH+ = 2nSO2 nNH+ = 2nSO2 4 4 4 nNH+ = 2. 0,004 3.0,0 02 = 0,0 02 mol... = C x = D x = 0 ,2 2 0,1 0,3 Hng dn gii 2 Các phản ứng xảy ra : HCO + OH CO3 + H2O (1) 3 Ba2+ + CO2 BaCO3 3 (2) Ba2+ + SO2 BaSO4 4 (3) Chú ý : nCO2 = b + c (mol) ; nSO2 = d (mol) 3 4 Kết tủa lớn nhất các phản ứng (2) , (3) xảy ra hoàn toàn Theo (2) , (3) : nBa2+ = nCO2 +nSO2 0,1x = b + c + d 3 4 (*) Theo BTĐT : a = b + 2c + 2d a + b = 2( b + c + d) = 2. 0,1x x = Đáp án B a+b 0 ,2 D Bi tp luyn... 0,0 02 mol 4 3n Al3+ 4 nAl3+ = nNH+ = 0,0 02. 5 = 0,01 mol 4 Trong 100 ml X : nSO2 = 0,004.5 = 0, 02 mol 4 mH2O = 4,53 (27 .0,01 + 18.0,01 + 96.0, 02) = 2, 16 gam 2, 16 = 0, 12 mol 18 Gọi X là Alx (NH4 )y (SO4 )z H2O, có : nH2O = x : y : z : = 0,01: 0,01: 0, 02 : 0, 12 = 1 : 1: 2 : 12 X là Al.NH4 (SO4 )2 12H2O Đáp án A D Bi tp luyn tp Bi tp 8 Ho tan hon ton 6 ,2 gam hn hp gm Mg, Cu v Fe bng dung dch HNO3... 5,68 g Na2SO4 v 5,96 g KCl B 8,70 g K2SO4 v 3,51 g NaCl C 3,48 g K2SO4 v 3,51 g NaCl D 3,48 g K2SO4 v 2, 755 g NaCl Hng dn gii Các phương tr ì nh điện li : Na2SO 4 2Na+ + SO2 4 0,03 0,06 K 2SO4 2K + 0, 02 0,04 KCl 0,06 K+ 0,06 (1) 0,03 + SO2 4 (2) 0, 02 + Cl (3) 0,06 nNa+ = 0,06 mol ; nK+ = 0,04 + 0,06 = 0,1 mol NaCl : 0,06 mol Dung dịch : nCl = 0,06 mol ; nSO2 = 0,03 + 0, 02 = 0,05 mol K 2SO4 : 0,05... NH4+, CO 32, SO 42 Tin hnh cỏc thớ nghim : - Ly 100 ml X cho tỏc dng vi HCl d c 2, 24 lớt CO2 (ktc) - Cho 100 ml X tỏc dng vi lng d BaCl2 thu c 43 gam kt ta - Ly 100 ml X cho tỏc dng vi dung dch NaOH d c 4,48 lớt khớ (ktc) A 43,1 gam D 50,8 gam Khi lng mui cú B 86 ,2 gam dung C 119,0 gam trong 500 ml dch X l Các phản ứng : CO2 + 2H+ H2O dn gii Hng + CO2 3 (1) Ba2+ + CO 2 BaCO3 3 (2) Ba2+ + SO 2 BaSO4... mol 4 23 3 Theo BTĐT : nCO2 = nCO2 = 2nCO2 + 2nSO2 = nNH+ + nNa+ nNa+ = 2nCO2 + 2nSO2 3 4 4 nNa+ = 2. 0,1 + 2. 0,1 0 ,2 = 0 ,2 mol 3 4 n + NH4 Khối lượng muối có trong 500 ml dung dịch X : mmuối = mCO2 + mSO2 + mNH+ + mNa+ = 5(0,1.60 + 0,1.96 + 0 ,2. 18 + 0 ,2. 23) 3 4 4 mmuối = 119,0 gam Đáp án C B Cỏc thớ d minh ha Thớ d 8 Hũa tan 26 ,64 gam cht X l tinh th mui sunfat ca kim loi M vo nc c dung dch A Cho... NO2 v 0,01 mol SO2 Giỏ tr ca m l A 2, 58 B 3,06 C 3,00 D 3, 32 Hng dn gii Các quá tr ì nh nhận electron : N+5 + 1e N+4 (1) ; S+6 + 2e S+4 (2) +) nNO3 (muối) = ne nhận (1) = 0,05.1 = 0,05 mol Chú ý : 1 1 +) nSO2 (muối) = ne nhận (2) = ì 0,01 .2 = 0,01 mol 4 2 2 Có : mmuối = mkim loại + mNO (muối) + mSO2 (muối) 3 4 3 4 mkim loại = mmuối (mNO (muối) + mSO2 (muối) ) = 7,06 (0,05. 62 + 0,01.96) mkim . + + = 2 2+ 2+ 2+ 3 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2 3 3 CO Mg Ba Ca Mg Ba Ca Mg Ba Ca Ca + CO CaCO (3) Theo (1), (2) , (3) : n n n n (*) Theo BT§T : 2n 2n 2n 1.0,1. − − 2 2 3 3 4 2 3 4 4 4 2 2 + + 2 2 3 4 4 3 4 4 + CO NH CO NH BaCO BaSO BaSO SO CO SO NH Na Na CO SO NH Na 2, 24 4,48 n n 0,1 mol ; n n 0 ,2 mol 22 ,4 22 ,4