Đang tải... (xem toàn văn)
Một số phương pháp giải bài tập phản ứng trao đổi ION trong dung dịch.
SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH * A – ĐẶT VẤN ĐỀ: I - LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Trong Chương trình Hoá học phổ thông Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chiếm một vị trí quan trọng từ THCS đến THPT liên quan đến nhiều câu hỏi, bài tập gắn liền với thực tiển đời sống hàng ngày như môi trường không khí, môi trường nước, môi trường đất và vệ sinh an toàn thực phẩm - Qua tham khảo ý kiến các đồng nghiêp, chuyên gia hoá học và một giảng viên các trường Đại học – Cao đẵng, Đặc biệt Các đề thi Tốt nghiệp THPT- BTTH và Đề thi tuyển sinh vào THCN - CĐ- Đại Học nhiều câu hỏi, bài tập đề cập đến phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. - Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay “ Là dạy học theo phương pháp tích cực ‘’Giúp học sinh tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo, rèn luyện thói quên và khả năng tự học, tinh thần hợp tác bạn bè, Khả năng vận dụng vào tình huống khác nhau trong học tập và trong thực tiển đời sống. Tạo niền tin, niên vui, hứng thú trong học tập. Học là quá trình Kiến tạo – Tìm tòi – Khám phá - Phát hiện – Luyện tập – Sử lý thông tin Tự hình thành hiểu biết, năng lực và phẩm chất cá nhân. Cách dạy quyết định cách học. Người dạy định hướng tư vấn, tổ chức các hoạt động cho học sinh. Lấy “Học” làm trung tâm thay vì lấy “Dạy” làm trung tâm. Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp và phát huy năng lực tự học, tư duy sáng tạo của học sinh. - Đánh giá chất lượng đào tạo bằng phương pháp khách quan và người học tự đánh giá lẩn nhau, tự đánh giá trình độ kiến thức kết quả học tập bản thân mình. II – MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: - Hệ thống hoá những kiến thức cơ bản về phản ứng trao đổi ion trong dung dịch . khắc sâu phân loại phản ứng trao đổi ion, các trường hợp đặc biệt và những kiến thức liên quan đến thực tiển đời sống. - Phương pháp tư duy phát hiện điều kiện phản ứng xảy ra, giải bài tập liên quan đến phản ứng trao đổi ion trong dung dịch . - Một số bài tập vận dụng và những điểm cần lưu ý khi xét phản ứng trao đổi ion trong dung dịch . III – NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: - Chương trình hoá học lớp 11, lớp 12-Sách giáo viên, sách bài tập lớp 11 và lớp 12. - Tham khảo một số tài liệu hoá học Đại cương, Tóm tắt hoá học phổ thông. 1 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= - Xác định phần kiến thức cơ bản, phương pháp cơ bản giải bài tập liên quan đến phản ứng trao đổi ion trong dung dịch.Trên cơ sơ đó tìm ra phương pháp phù hợp với học sinh. - Đưa ra hệ thống bài tập trắc nghiệm và bài tập tự luận và ý kiến nhận xét. IV - ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU: - Học sinh lớp 11 – 12. - Sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo. - Dự giờ đồng nghiệp, khảo sát kết quả kiểm tra, đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông và bổ túc trung học phổ thông, đề thi tuyển sinh vào các trương đại học, cao đẵng và TH chuyên nghiệp. V – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Phương pháp Lý thuyết: Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập và các tài liệu tham khảo, thiết kế bài dạy của các đồng nghiệp và vở bài tập của học sinh các bộ đề thi, đề kiểm tra. - Phương pháp điều tra: + Dùng phiếu điều tra học sinh. + Khảo sát các đề thi tuyển sinh và các đề kiểm tra. - Phương pháp chuyên gia: - Tham khảo ý kiến các đồng nghiệp, chuyên viên và các chuyên gia giàu kinh nghiệm. B - NỘI DUNG ĐỀ TÀI: I - NỘI DUNG LÝ THUYẾT 1- Định nghĩa: Phương trình phản ứng trao đổi có dạng tổng quát: AB + CD > AD + CB A,C, B,D Trao đổi vị trí cho nhau còn số oxi hoá không đổi. - Có 3 loại phản ứng chính. 1. Muối + Axit > Muối mới + Axit mới Ví dụ: Na 2 CO 3 + HCl > NaCl + H 2 O + CO 2 * Phải là muối của axit yếu còn axit kia phải là axit mạnh. 2. Muối + Bazơ > Muối mới + Bazơ mới Ví dụ: Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH > 3Na 2 SO 4 + 2Fe(OH) 3 3. Muối + Muối > Muối mới + Muối mới Ví dụ: K 2 SO 4 + BaCl 2 > BaSO 4 + 2KCl 2 - Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. - Các chất tham gia phản ứng phải tan trong nước (Trừ phản ứng muối và axit) Ví dụ: BaSO 4 + KCl > O/ Na 2 SO 4 + Fe(OH) 3 > O/ - Phản ứng tạo thành chất kết tủa: Ví dụ: KCl + AgNO 3 > KNO 3 + AgCl (1) K + + Cl - + Ag + + NO 3 - > K + + NO 3 - + AgCl (2) Cl - + Ag + > AgCl (3) 2 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= (1) Gọi là phương trình phân tử; (2) Là phương trình ion đầy đủ; (3) phương trình ion thu gọn. Chuyển phương trình hoá học dạng phân tử thành phương trình ion thu gọn như sau. Các chất dể tan, điện ly mạnh phân ly thành ion.Chất điện ly yếu, chất kết tủa, chất khí và nước để nguyên dạng phân tử. sau đó lược bỏ các ion giống nhau ở 2 vế của phương trình lưu ý cả hệ số của các ion ta được phương trinh ion thu gọn. - Phản ứng tạo thành chất điện ly yếu: + Phản ứng tạo thành nước: Ví dụ 1: 2NaOH + H 2 SO 4 > Na 2 SO 4 + 2H 2 O 2Na + + 2OH - + 2H + + SO 4 2- > 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O 2OH - + 2H + > 2H 2 O Ví dụ 2: Mg(OH) 2 + 2H + > Mg 2+ + 2H 2 O Trên là phản ứng trung hoà là trường hợp của phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. + Phản ứng tạo thành axit yếu (axit dễ bay hơi) Hoăc chất điện ly yếu: Ví dụ : 2NaCl + H 2 SO 4 dăc > Na 2 SO 4 + 2HCl HCl + Na 2 SiO 3 > 2NaCl + H 2 SiO 3 2CH 3 COONa + H 2 SO 4 > Na 2 SO 4 + 2CH 3 COOH 2CH 3 COO- + 2Na + + 2H + + SO 4 2- > 2Na + + SO 4 2- + 2CH 3 COOH 2CH 3 COO- + 2H + > 2CH 3 COOH + Phản ứng tạo thành Chất khí: Ví dụ 1: Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 > Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- > 2Na + + SO 4 2- + H 2 O + CO 2 CO 3 2- + 2H + > H 2 O + CO 2 BaCO 3 + 2HCl > BaCl 2 + H 2 O + CO 2 BaCO 3 + 2H + + Cl - > Ba 2+ + 2Cl - + H 2 O + CO 2 BaCO 3 + 2H + > Ba 2+ + H 2 O + CO 2 * Phản ứng thủy phân của muối. + Muối tạo bởi Bazơ mạnh và axit yếu tan trong nước thì gốc axit bị thủy phân tạo ra môi trường dung dịch kiềm PH > 7,0 Ví dụ: 2CH 3 COONa, Na 2 CO 3, K 2 CO 3 Na 2 S… + Muối tạo bởi Bazơ yếu và axit mạnh tan trong nước thì gốc cation Bazơ bị thủy phân tạo ra môi trường dung dịch axit PH < 7,0 Ví dụ: CuSO 4 , FeCl 3 , NH 4 Cl, NiBr 2 … + Muối tạo bởi Bazơ yếu và axit yếu tan trong nước thì gốc các ion không bị thủy phân tạo ra môi trường dung dịch trung tính PH = 7,0 Ví dụ: Na 2 SO 4 , KCl, NaNO 3 … + Muối tạo bởi Bazơ mạnh và axit mạnh tan trong nước thì gốc các ion đều bị thủy phân tạo ra môi trường dung dịch Tùy thuộc vào độ thủy phân của 2 ion 3 - Những điều cần chú ý khi xác định phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. a) Những điểm cần nhớ: 3 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= *Một số axit mạnh thường gặp: H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HCOOH… * Một số axit trung bình thường gặp: H 2 SO 3, H 3 PO 4, … * Một số axit yếu thường gặp: H 2 S , H 3 CO 3, CH 3 COOH, NH 4 + …các axit hữu cơ… * Một số Bazơ mạnh thường gặp tan trong nước tạo ra dung dịch kiềm: NaOH, KOH, Ba(OH) 2 * Một số Bazơ trung bình thường gặp: Mg(OH) 2 , Cu(OH) 2 … * Một số Bazơ lưỡng tình thường gặp: Al(OH) 3 , Be(OH) 2 Zn(OH) 2 , Pb(OH) 2 … * Một số Bazơ yếu thường gặp: dung dịch NH 3 , dung dịch amin… * H 2 SO 4 loãng không đẩy được HCl ra khởi dung dịch muối clorua trái lại H 2 SO 4 đặc nóng với ttinh thể NaCl thì được ( vì H 2 SO 4 loãng HCl tan trong nước không bay hơi ra khởi dung dịch) * Một số axit yếu cũng có thể đẩy được axit mạnh ra khởi dung dịch muối nếu muối tạo thanh ít tan hoặc kết tủa. Ví dụ: H 2 S + C uSO 4 > CuS + H 2 SO 4 (vì CuS kết tủa) * Người ta dùng H 2 SO 4 đặc để đẩy axit yếu hoặc axit dễ bay hơi ra khởi dung dịch muối do H 2 SO 4 bền không bay hơi (đây là phương pháp sunfat dùng điều chế HCl, HF) nhưng tuyệt đối không dùng , HNO 3 do HNO 3 có tính oxi hoá mạnh. * Bazơ kiềm mạnh mới tác dụng được muối của bazơ yếu. Ví Dụ: KOH + F eSO 4 > K 2 SO 4 + Fe(OH) 2 Mg(OH) 2 + NaOH > 0/ b) Để xác định phản ứng trao đổi xảy ra hay không cần nắm vững tính tan: - Các Chất ít tan (Kết tủa) * Axit H 2 SiO 3 (thực tế là SiO 2 H 2 O) * Bazơ (hydroxit) hầu hết không tan trong nước trừ LiOH, KOH, NaOH Ba(OH) 2 , Ca(OH) 2 , NH 4 OH. * Muối: + Tất cả các muối kim loại kiềm, muối amoni NH 4 + , muối axit đều tan. + Muối Clorua hầu hết tan trừ: AgCl, PbCl, CuCl… + Muối Sunfat Hầu hết tan trừ: BaSO 4 , PbSO 4 , CaSO 4 , Ag 2 SO 4 … + Muối Nitrat, axetat đều tan. + Muối cácbonat hầu hết không tan và ít tan trừ muối kim loại kiềm và muối amoni + Muối sunfua (S 2- ) hầu hết không tan và ít tan trừ muối kim loại kiềm và muối amoni. Lưu ý: Các trường hợp chất ít tan trong nước ( hydroxit, muối của axit yếu…) có thể tan trong axit mạnh. Nhưng muối của axit mạnh như BaSO 4 , PbSO 4 , CaSO 4 , Ag 2 SO 4 hoàn toàn không tan trong axit mạnh. - Một số muối không tồn tại trong dung dịch: Fe 2 (CO 3 ) 3 , Al 2 (CO 3 ) 3 , MgS… 4 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= II - PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÂU HỎI BÀI TÂP VỀ PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH : 1 – Toán về phản ứng trao đổi kết hợp với phản ứng trung hoà: ** Khi cùng một lúc có phản ứng trung hoà và phản ứng trao đổi xảy ra thì phản ứng trung hoà luôn xảy ra trước khi hết axit hoặc bazơ thì mới đến phản ứng trao đổi. Ví dụ: Cho thêm dung dịch NaOH vào dung dịch chứa H 2 SO 4 và CuSO 4 thì ta có thứ tự phản ưng sau: 2NaOH + H 2 SO 4 > Na 2 SO 4 + H 2 O 2NaOH + CuSO 4 > Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ** Bài tập 1: Một hổn hợp A gồm Al, Al 2 O 3 , CuO cho tan hết trong 2lít dung dịch H 2 SO 4 0,5M được dung dịch B và 6,72 lít H 2 (đktc). Để trung hoà dung dịch B bắt đầu có kết tủa với dung dịch NaOH 0,5M phải thêm vào dung dịch B là 0,40 lít và để cho kết tủa bắt đầu không thay đổi nữa thì thể tích dung dịch NaOH 0,5M phải dung là 4,8 lít dung dịch thu được khi đó gọi là dung dịch C. Tính % khối lượng các chất trong hổn hợp A. ** Hướng dẩn giải: Gọi số mol của Al, Al 2 O 3 , CuO lần lượt a,b,c > 0 - Khi cho A c vào dung dịch H 2 SO 4 ta có các phản ứng sau: Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 > Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O (1) b 3b b CuO + H 2 SO 4 > CuSO 4 + H 2 O (2) c c c 2Al + 3H 2 SO 4 > Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (3) a 3a/2 a/2 3a/2 Chỉ có phản ứng Al tác dụng H 2 SO 4 tạo ra khí H 2 . n H 2 = 3a/2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol => a = 0,2 mol (I) Dung dịch B gồm: n Al 2 (SO 4 ) 3 = (a/2 + b), n CuSO 4 = c mol và H 2 SO 4 dư. Khi thêm NaOH vào dd B. trước tiên NaOH trung hoà H 2 SO 4 dư hết sau đó mới phản ứng với 2 muối, như vậy 0,40 lít NaOH 0,5M được dùng để trung hoà H 2 SO 4 dư. 2NaOH + H 2 SO 4 (dư) > Na 2 SO 4 + H 2 O (4) nNaOH trung hoà axit H 2 SO 4 (dư) = 0,5.0,4 = 0,2 mol => n H 2 SO 4 (dư) = 0,1 mol. Tống số mol H 2 SO 4 ban đầu = 0,5. 2 = 1 mol => n H 2 SO 4 còn lại = 1- 0,1 = 0,9 ,Vậy từ phản ứng (1), (,2), (3) ta có: n H 2 SO 4 = 3 . 0,2/2 + 3b + c = 0,9 mol => 3b + c = 0,6 mol (II) - Sau phản trung hoà ta có 2 phản ứng trao đổi: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH > 3Na 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 0,1 + b 0,6 + 6b 0,2 + 2b CuSO 4 + 2NaOH > Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 c 2c c Nếu còn dư NaOH nữa thì NaOH hoà tan tiếp Al(OH) 3 . Vậy bắt đầu không đổi khi Al(OH) 3 vừa hoà tan hết. NaOH + Al(OH) 3 > NaAlO 2 + 3H 2 O 0,2 + 2b 0,2 + 2b 0,2 + 2b 5 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= Tổng số mol NaOH phải dùng là: 0,2 + 0,6 + 6b + 2c + 0,2 + 2b = 0,5 . 4,8 = 2,4 mol => 4b + c = 0,7 mol (III) Từ (II) và (III) => b = 0,1, c = 0,3 => n Al 2 O 3 = 0,1 mol, nCuO = 0,3 mol. Thành phần % khối lượng các chất trong A: mAl = 0,2.54 = 5,4(g), mAl 2 O 3 = 0,1.102 = 10,2(g), mCuO = 0,3.80 = 24 (g) khối lượng hổn hợp A = 39,6 (g) %Al = 5,4 . 100/39,6 = 13,64%, %Al 2 O 3 = 10,2 . 100/39,6 = 25,75%, %CuO = 60,61%. 2 – Toán về phản ứng trao đổi kết hợp với phản ứng trung hoà, biện luận các trường hợp xảy ra. ** Bài tập 2: Cho 2 dung dịch A là: Al 2 (SO 4 ) 3 , dung dịch B là: NaOH đều chưa biết nông độ. - Thí nghiệm 1: (TN 1)Trộn 100ml dd A với 120ml dd B được kết tủa, lọc lấy kết tủa đem nung ta thu được 2,04 (g) chất rắn. - Thí nghiệm 2: (TN2) Trộn 100ml dd A với 200ml dd B được kết tủa, lọc lấy kết tủa đem nung ta thu được 2,04 (g) chất rắn. a) Chứng minh (TN1), Al(OH) 3 chưa bị hoà tan xác định nồng độ mol/lit của 2 dd A và dd B. b) Phải thêm vào 100ml dd A v à bao nhiêu ml dd B để cho chất rắn thu được sau khi nung kết tủa có khối lượng là 1,36 (g). ** Hướng dẩn giải: a) Ta lần lượt có 2 phản ứng: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH > 3Na 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 (1) Sau phản ứng (1) dư NaOH ta có phản ứng: NaOH + Al(OH) 3 > NaAlO 2 + 3H 2 O (2) Để biết trong (TN1) và (TN2) chỉ có phản ứng (1) hay có cả phản ứng (1) và (2) Ta so sánh kết quả (TN1) và (TN2). + Trong (TN1) có cả phản ứng (2) . Trong (TN2) lượng Al 2 (SO 4 ) 3 như (TN1), lượng NaOH dùng nhiều hơn, lượng Al(OH) 3 tan trong phản ứng (2) lớn hơn, nên lượng Al(OH) 3 còn lại phải nhỏ hơn (TN1). Theo bài ra lượng chất rắn bằng nhau. Vậy (TN1): Al(OH) 3 chưa tan trở lại. Gọi a là nồng độ dd A, b là nồng độ dd B. Trong (TN1): NaOH hết => Tính số mol NaOH = 0,12b. Theo (1) ta có n Al(OH) 3 = 0,12b/3 = 0,04b nung lên. 2Al(OH) 3 > Al 2 O 3 + 3H 2 O 0,04b 0,02b => n Al 2 O 3 = 0,02b = 2,04/ 102 => b = 1 M Trong (TN2): Sau phản ứng (1) phải còn dư NaOH vì nếu hết NaOH thì Al(OH) 3 Chưa tan trở lại ta phải thu được khối lượng Al(OH) 3 lớn hơn (TN1) trái với đầu bài. Vậy trong (TN2) sau phản ứng (1) còn dư NaOH và có phản ứng (2) nNaOH ban đầu = 0,2b = 0,20 mol. 6 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH > 3Na 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 (1) 0,1a 0,6a NaOH + Al(OH) 3 > NaAlO 2 + 3H 2 O (2) 0,2 – 0,6a 0,2 – 0,6a Vậy: n Al(OH) 3 sau khi tan một phần còn lại = 0,2a – (0,2– 0,6a) = (0,8a – 0,2)mol. Đem nung ta được nAl 2 O 3 = (0,4a – 0,2)mol = 2,04/102 = 0,02 => a = 0,3 M Al 2 (SO 4 ) 3 b) Thể tích dd B phải thêm vào 100ml dd A để có 1,36(g) Al 2 O 3 nAl 2 O 3 = 1,36/102 = 0,04/3 mol => n Al(OH) 3 = 0,08/3 mol. Để có được n Al(OH) 3 = 0,08/3 mol kết tủa có thể có 2 trường hợp. - Hết NaOH sau (1) Al(OH) 3 chưa bị hoà tan. - Còn NaOH sau (1) Al(OH) 3 bị hoà tan một phần. * Trường hợp Hết NaOH sau (1) Al(OH) 3 chưa bị hoà tan. Theo (1) n NaOH = 0,08 . 3/3 = 0,08 mol => V dd NaOH 1M = 0,08/1 = 0,08 lít * Trường hợp Còn NaOH sau (1) Al(OH) 3 bị hoà tan một phần có phản ứng (2) . + Trong phản ứng (1) n Al 2 (SO 4 ) 3 = 0,1 . 0,3 = 0,03 mol, cho ra 0,06 mol Al(OH) 3 kết tủa và cần 0,06 . 3 = 0,18 mol NaOH. + Trong phản ứng (2) để còn lại 0,08 / 3 mol Al(OH) 3 chưa bị hoà tan thì: n Al(OH) 3 tan = 0,06 – 0,08/3 = 0,10/3 mol. Để hoà tan 0,10/3 mol Al(OH) 3 cần 0,10/3 mol NaOH Tính chung NaOH cho phản ứng (1) và (2) ta cần: 0,18 + 0,10/3 = 0,64/3 mol NaOH => Vdd NaOH1M = 0,64.1/3 = 0,213 lít ** Bài tập 3: Hoà tan 19,5 (g) FeCl 3 và 27,36 (g) Al 2 (SO 4 ) 3 vào 200 (g) dd H 2 SO 4 9,8% được dd A sau đó hoà tiếp 77,6 (g) NaOH nguyên chất vào dd A thấy xuất hiện kết tủa B và được dd C. lọc lấy kết tủa B. a) Nung B đến khối lượng không đổi. Tính khối lượng chất rắn thu được. b) Thêm nước vào dd C để có được dd D có khối lượng là 400 (g). Tính lượng nước cần thêm vào và nồng độ % các chất tan trong dd D. c) Cần thêm bao nhiêu ml dd HCl 2M vào dd D để được lượng kết tủa lớn nhất. ** Hướng dẩn giải: a) n FeCl 3 = 19,5 / 162,5 = 0,12 mol, n Al 2 (SO 4 ) 3 = 27,36 / 342 = 0,08 mol. n H 2 SO 4 = 200 . 9,8/100 . 98 = 0,2 mol. nNaOH = 77,6/40 = 1,94 mol. NaOH trung hoà H 2 SO 4 sau đó có phản ứng trao đổi với FeCl 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 2NaOH + H 2 SO 4 > Na 2 SO 4 + H 2 O (1) 0,4 0,2 0,2 3NaOH + FeCl 3 > 3NaCl + Fe(OH) 3 (2) 0,36 0,12 0,36 0,12 6NaOH + Al 2 (SO 4 ) 3 > 3Na 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 (3) 0,48 0,08 0,24 0,16 Sau 3 phản ứng lượng NaOH đã phản ứng như sau: 0,4 + 0,36 + 0,16 = 1,24 mol NaOH. 7 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= lượng NaOH còn lại: 1,94 - 1,24 = 0,7 mol Vậy có thêm phản ứng hoà tan A(OH) 3 bởi NaOH còn dư. NaOH + Al(OH) 3 > NaAlO 2 + 3H 2 O (4) 0,16 0,16 0,16 lượng Al(OH) 3 hết nhưng NaOH vẩn còn dư là: 0,7 - 0,16 = 0,54 mol Vậy kết tủa B chỉ có Fe(OH) 3 khi nung ta được. 2Fe(OH) 3 > Fe 2 O 3 + 3H 2 O 0,12 0,06 => m Fe 2 O 3 = 0,06 . 160 = 9,60(g) b) Khối lượng dung dịch C: Theo định luật bảo toàn khối lượng: m dd C = m FeCl 3 + m Al 2 (SO 4 ) 3 + m dd H 2 SO 4 + m NaOH – m Fe(OH) 3 m dd C = 19,5 + 27,36 + 200 + 77,6 - (0.12 . 107) m dd C = 311,62 (g). Vậy khối lượng nước thêm vào dung dịch C để dung dịch D có lượng: 400(g) 400(g) – 311,62(g) = 88,38(g) => nồng độ % các chất trong dung dịch D. Dung dịch D chứa: 0,44 mol Na 2 SO 4 ; 0,36 mol NaCl; 0,16 mol NalO 2 và 0,54 mol NaOH dư. C % Na 2 SO 4 = 0,44 . 142 . 100/400 = 15,62 % C % NaCl = 0,36 . 58,5 . 100/400 = 5,27 % C % NaAlO 2 = 0,16 . 82 . 100/400 = 3,28 % C % NaOH = 0,54 . 40 . 100/400 = 5,40 % c) Khi thêm HCl vào dung dịch D. Trước tiên có phản ứng trung hoà sau đó có phản ứng trao đổi tạo kết tủa. kết tủa cực đại khi thêm HCl vừa đủ tạo kết tủa Al(OH) 3 . Nếu thêm HCl nữa thì Al(OH) 3 lại tan tiếp. NaOH + HCl > NaCl + H 2 O 0,54 0,54 0,54 NaAlO 2 + HCl + H 2 O > NaCl + Al(OH) 3 0,16 0,16 0,16 0,16 => n HCl = 0,54 + 0,16 = 0,70 mol => V dd HCl = 0,70/ 2 = 0,35 lít 3 – Toán về phản ứng trao đổi khi 2 chất cùng phản ứng với 1 hoặc 2 chất khác. Trong các trường hợp này để đơn giản việc tính toán, nên viết phương trình phản ứng dưới dạng Ion thu gọn, tính gộp chung cho các ion không nên tinh riêng từng chất. Ví dụ: Cho hổn hợp HCl, KCl phản ứng với dung dịch chứa hổn hợp AgNO 3 , Pb(NO 3 ) 2 Cl - + Ag + > AgCl 2Cl - + Pb 2+ > PbCl 2 ** Bài tập 4: Hoà tan 3 muối ZnCl 2, CuCl 2 và AgNO 3 vào H 2 O thu được 2,87(g) kết tủa và dung dịch X trong đó không có ion Ag + . Thêm vào dung dịch X, 0,7 lít dung dịch NaOH 1M, thu được 24,55(g) kết tủa Y và dung dịch Z. cho luồng khí CO 2 dư tác dụng với dung dịch Z được kết tủa, đem kết tủa nung đến khối lượng không đổi dược 4,05(g) chất rắn. a) Tính khối lượng 3 muối ZnCl 2, CuCl 2 và AgNO 3 . 8 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= b) Tính thể tích tối thiểu dung dịch NaOH 1M phải thêm vào dung dịch X để kết tủa sau khi nung chỉ gồm 1 chất. Tính khối lượng chất đó. ** Hướng dẩn giải: a) Phản ứng trao giữa ZnCl 2, CuCl 2 và AgNO 3 trên thực tế là phản ứng kết hợp Cl - + Ag + > AgCl kết tủa. Cl - + Ag + > AgCl (Ag + kết tủa hết) => n AgNO 3 = n AgCl = c mol = 28,7/143,5 = 0,2 mol. (I) Dung dịch X chứa Zn 2+ (a mol), Cu 2+ (b mol), Cl - , NO 3 - và khi thêm 0,7 mol NaOH, Zn 2+ và Cu 2+ đều kết tủa. Zn 2+ + 2OH - > Zn(OH) 2 a 2a a Cu 2+ + 2OH - > Cu(OH) 2 b 2b b Nếu thiếu NaOH thu được kết tủa và trong dung dịch Z còn chứa Zn 2+ và Cu 2+ thì khi thổi CO 2 vào dd Z sẽ không có kết tủa. Để có kết tủa với CO 2 trong dd Z phải chứa Na 2 ZnO 2 ; 2CO 2 + Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O > Zn(OH) 2 + 2NaHCO 3 Vậy 2 hydroxxit đều kết tủa và sau đó 1 phần Zn(OH) 2 tan trở laị tạo ra Na 2 ZnO 2 Zn(OH) 2 + 2NaOH - > Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O 0.05 0.1 0,05 Khi nung: Zn(OH) 2 > ZnO + H 2 O = > n ZnO = 4,05/81 = 0,05 mol V ậy c ó 0,05 mol Zn(OH) 2 đã tan trở lại Kết tủa Y gồm b mol Cu(OH) 2 và (a - 0,05) mol Zn(OH) 2 => m Y = 99.(a – 0,05) + 98.b = 24,55 (II) NaOH một phần kết tủa hết 2 hidroxit = > n NaOH = nOH - = 2(a + b) Phần NaOH còn lại hoà tan Zn(OH) 2 là 0,10 mol Vậy tổng số mol NaOH = 2(a + b) + 0,10 = 0,7 mol (III) Từ (II) v à (III) => a = 0.10 mol, b = 0,20 mol. m ZnCl 2, = 0,1 . 136 = 13,6(g) m CuCl 2, = 0,2 . 135 = 27,0(g) m AgNO 3 = 0,2 . 170 = 34,0(g) b) Nếu thêm dd NaOH vào dd X tạo ra kết tủa chỉ có 1 chất thì chất đó chỉ là Cu(OH) 2 còn Zn(OH) 2 đã tan trở lại hết. - Để kết tủa hết 2 hidroxit cần: n NaOH = 2(a + b) = 0,6 mol. - Để hoà tan hết Zn(OH) 2 cần: n NaOH = 2n Zn(OH) 2 = 0.20 mol. Vậy tổng số mol NaOH = 0.6 + 0.2 = 0,8mol => V dd NaOH 1M = 0,8 lít. Sau khi nung: 0,2 mol Cu(OH) 2 => 0,2 mol CuO => m CuO = 0,2 . 80 = 16(g) ** Bài tập 5: Cho 100 ml dung dịch: X chứa AgNO 3 và Pb(NO 3 ) 2 tác dụng với dd HCl dư tạo ra 14,17(g) kết tủa. Cũng 100 ml dd: X khi tác dụng với H 2 SO 4 dư tạo ra 6,06 (g) kết tủa. a) Tính nồng độ mol/lit của AgNO 3 và Pb(NO 3 ) 2 trong dd: X. b) 200 ml dd: X tác dụng vừa đủ 100 ml dd: Y chứa HCl và NaCl theo tỷ lệ 3:1. Tính nồng độ mol/lít của HCl và NaCl trong dd: Y. 9 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= ** Hướng dẩn giải: a) Gọi: n AgNO 3 = a mol; n Pb(NO 3 ) 2 = b mol. - Với HCl, Ag + v à Pb(NO 3 ) 2 cho k ết t ủa v ới Cl - Cl - + Ag + > AgCl a a 2Cl - + Pb 2+ > PbCl 2 b b Khối lượng kết tủa lần 1 là: m AgCl + m PbCl 2 = 143,5.a + 278.b = 14,17(g) (I) - Với H 2 SO 4 chỉ có Pb 2+ tạo kết tủa:; Pb 2+ + SO 4 2- > PbSO 4 b b => m PbSO 4 = 303.b = 6,06 => b = 0,03, a = 0,06 => C M (AgNO 3 ) = 0,06/0,10 = 0,6M. => C M (Pb(NO 3 ) 2 = 0.02/0.10 = 0.2M b) 200ml dung dịch X chứa số mol các chất gấp đôi trường hợp ở a). => n Ag + = 0.12mol; n Pb 2+ = 0.04 mol. Để kết tủa hết n Ag + = 0.12mol; n Pb 2+ = 0.04 mol. cần số mol Cl - là: 0,12 + 2 . 0,04 = 0,20 mol => 4n NaCl = 0,20 => n NaCl = 0,05mol; Và: n HCl = 3 . 0,05 = 0,15 mol; Vậy: C M (NaCl) = 0,05/0,10 = 0,50M; C M (HCl) = 0,15 /0,10 = 1,5M II - CÂU HỎI BÀI TẬP VẬN DỤNG 1 – Bài Tập Phần trắc nghiệm về phản ứng trao đổi: C âu 1: Phương trinh ion thu gọn của phản ứng trao đổi cho biết: A. Những ion nào tồn tại trong dung dịch. B. Nồng độ ion nào trong dung dịch lớn nhất; C. Bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điên ly; D. Các ion không tồn tại trong dung dịch các chất điên ly; C âu 2: Dung dịch nào dưới đây tạo ra môi trường kiềm: A. AgNO 3 ; B. NaClO 3 ; C. K 2 CO 3 ; D. SnCl 2 . Câu 3: Dung dịch chất nào dưới đây tạo ra môi trường axit: A. NaNO 3 ; B. KClO 4 ; C. K 2 CO 3 ; D. NH 4 Cl. Câu 4: Dung dịch chất nào dưới đây tạo ra PH = 7,0 ? A. Cu(NO 3 ) 2 ; B. NaF; C. KBr; D. SnCl 2 . Câu 5: Dung dịch chất nào dưới đây tạo ra PH < 7,0 ? A. KNO 3 ; B. FeB r ; C. KBr; D. NaNO 2 Câu 6: Phản ứng nào dưới đây xảy ra trong dung dịch tạo ra kết tủa Fe(OH) 3: A. FeSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 > B. Fe 2 (SO 4 ) 3 + KI > C. Fe(NO 3 ) 3 + Fe > D. Fe 2 (SO 4 ) 3 + KOH > Câu 7: Cho các cặp chất (1) MgCl 2 và K 3 PO 4 ; (2) BaCl 2 và H 2 SO 4; (3) KNO 3 và NaCl; (4) HCl và AgNO 3 ; (5) NaHCO 3 và Ba(OH) 2 căp phản ứng tạo ra kết tủa: A. (1), (2), (4), (5) B. (1), (2), (3) C. (2), (4), (3) D. (2), (4). Câu 8: Các ion nào trong tập hợp nào dưới đây tồn tại đồng thời trong dung dịch; A. Cu 2+ , Cl - , Na + , OH - , NO 3 - B. Al 3+ , CO 3 -2 , NH 4 + , OH - , HCO 3 - 10 [...]... hết thì kết tủa không đổi (do Fe(OH) 3 và Cu(OH)2 không tan trong dung dịch NaOH dư) C – PHẦN KẾT LUẬN ĐỀ TÀI: - Câu hỏi và bài tập hoá học liên qua đến phản ứng ứng trao đổi ion trong dung dịch khá phổ biến trong chương trình phổ thông và được sử dụng khá nhiều trong các đề thi tốt nghiệp, thi tuyển sinh và thi học sinh giỏi - Câu hỏi và bài tập về phản ứng ứng trao đổi ion trong dung dịch Có nhiều dạng... nghiệm và áp dụng từ nhiều năm học trước nhất là ôn thi, ôn tập cho học nhất là học sinh khá giỏi Để giải quyết tốt câu hỏi và bài tập liên quan đến phản ứng ứng trao đổi ion trong dung dịch cần khắc sâu cho học sinh: + Điều kiên phản ứng ứng trao đổi ion trong dung dịch thực hiện được + Các ion tồn tại đồng thời trong dung dịch và bị loại khởi dung dịch + Khái niện Axit – Bazơ đúng đắn nhất, Tinh chất... luận về phản ứng trao đổi: Câu 1: Cho các cặp dung dịch viết phương trình phản ưng dưới dạng ion thu gọn nếu có; a) KNO3 + NaCl b) BaCl2 + H2SO4 c) NaHCO3 + Ba(OH)2 d) MgCl2 + K3PO4 Câu 2: Có 3 dung dịch A,B,C mỗi dung dịch chứa 2 Cation và 2 anion (không trùng lặp) trong các ion sau: Ba2+, Cl-, SO42-, Na+, Br-, NO3-, PO43-, Ag +, Al3+, NH4+, CO32- Tìm 3 dung dịch A,B và C Câu 3: Cho các phản ứng dưới... giỏi - Câu hỏi và bài tập về phản ứng ứng trao đổi ion trong dung dịch Có nhiều dạng khác nhau và rất phong phú; Bài tập xác định nồng độ H + nồng độ OH- trong dung dịch, PH dung dịch, loại bỏ các chất và ion có độc trong dung dịch - Nắm chắc kiến thức về phản ứng trao đổi ion giúp học sinh giải thích được các hiện tượng môi trường nước, môi trường đất, môi trường không khí hiện nay đang bị ô nhiễm và... NO3Câu 9: Có 4 dung dịch trong suốt, mỗi dung dịch chứa 1 ion dương và 1 ion âm trong số các ion Ba 2+, Cl-, Na+, CO32-, NO3- , Pb2+, SO4-2 4 dung dịch đó là: A BaCO3, MgSO4, NaCl, Pb(NO3)2; B BaCl2, MgSO4, Na2CO3, Pb(NO3)2 C BaSO4, MgSO4, NaCl, Pb(NO3)2; D PbCO3, Na2SO4, NaCl, Mg(NO3)2; Câu 10: Dung dịch K2CO3 có PH > 7,0 vì ? A Do có nhiều ion K+ hơn CO32-; B Do ion K+ tác dụng vối H2O C Do ion CO32-... dung dịch KOH vào dung dịch AlCl 3 thấy dd vẩn đục, nhỏ tiếp KOH vào dần thấy dung dịch trong suốt trở lại Sau đó nhỏ từ từ H 2SO4 loãng vào thấy dung dịch vẩn đục, nhỏ tiêp dd H 2SO4 vào đến dư dung dịch trở nên trong suốt Giải thích và viết phương trình phản ứng ? Câu 7: Trộn 200 ml dung dịch HCl 0,1M và H2SO4 0,05M với 300 ml dung dịch Ba(OH)2 a M thu được m(g) kết tủa và 500 ml dung dịch có PH =... dung hoá chất (kể cả quỳ) nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ riêng biệt: NaCl, HCl, Na2CO3 Câu 5: Khi cho vài giọt chỉ thị màu Phenoltalein vàodung dịch NH 3 loãng được dung dịch A dung dịch A có màu gì ? màu dung dịch A thay đổi thế nào khi ? a) Đun thật lâu dung dịch A b) Cho thêm HCl vào với n HCl = n NH3 c) Thêm 1 lượng nhỏ dung dịch Na2CO3, d) Thêm dd AlCl3 cho đến dư Câu 6: Nhỏ từ từ dung. .. 0.04M Dung dịch thu được có PH là: A 6, B 5, C 12, D.10 Câu 23: Trung hoà dung dịch HCl 29,2% vừa đủ bằng dung d NaOH 40% tạo ra dung dịch muối có nông đ % là: A 13% B 26%, C 34,6%, D 69,2% Câu 24: Trong 500 ml dung dịch CH3COOH có nồng độ 0,01M và độ điện ly & = 4% có chứa tổng số hạt ion và phân tử CH3COOH chưa bị phân ly là: A.3,5 102, B.3,13 1021, C 0,12 1021, D Kết quả khác, 2 – Bài Tập Phần... được dung dịch có [H+] = 4.10-2M A 10 ml; B 15 ml, C 20 ml, D 30 ml Câu 17: Hoà tan 200(g) dung dịch NaCl 10% vào 800(g) dung dịch 20% được dung dịch có nồng độ % là: A 9%, B 12%, C 18%, D 36% Câu 18: Hoà tan 20 ml dung dịch HCl 0,05M vào 20 ml dung dịch H 2SO4 0,075M được dung dịch có PH là: A.1, B 2, C 3, D.4 Câu 19: Dung dịch có PH = 12 phải pha loãng bao nhiêu hoặc cô bao nhiêu lần để được dung. .. 200 ml dung dịch A chứa 4 ion Na+, NH4+, CO32- và SO42- - Cô cạn dung dịch A thu được 39,7 (g) muối kham - Cho dung dịch A tác dụng với BaCl2 dư thu được 72,55 (g) kết tủa - Cho dung dịch A tác dụng với KOH dư thu được 4,48 lít NH3(đkc) Tìm nồng độ mol/lit các ion trong dung dịch A 12 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= Câu 9: Thêm từ từ 100 ml dung dịch . Cu 2+ , Cl - , Na + , OH - , NO 3 - B. Al 3+ , CO 3 -2 , NH 4 + , OH - , HCO 3 - 10 SKKN – 2012 Đào Văn Thân TTGDTX Thiệu Hoá ======================================= C. Ca 2+ , Cl - , Na + ,. tinh axit ? A. Na 2 SO 4 , HCO 3 - , HSO 4 - ; B. NH 4 Cl, HCO 3 - , HSO 4 - Cu 2+ , Mg 2+ ; C. Na 2 CO 3 , AlO 2 - , HSO 4 - ; D. NaHSO 3 , HCO 3 - , HSO 4 - , Zn(OH) 2 ; Câu 14: Các chất. tính bazơ. A. Na 2 SO 4 , HCO 3 - , HSO 4 - ; B. NH 4 Cl, HCO 3 - , HSO 4 - Cu 2+ , Mg 2+ ; C. Na 2 CO 3 , AlO 2 - , HSO 4 - ; D. Na 2 SO 4 , HCO 3 - , HSO 4 - Al 2 O 3 ; Câu 15: Các chất