PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

Chia sẻ: Lotus_7 Lotus_7 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

371
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1. Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li trên cơ sở của định luật bảo toàn điện tích ta thấy có bao nhiêu điện tích tích dương hoặc điện tích âm của các ion chuyển vào trong kết tủa hoặc khi tách ra khỏi dung dịch thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu điện tích âm hoặc điện tích dương. 2.Tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm. Hay tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. I. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP . 1. Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li trên cơ sở của đ ịnh luật bảo toàn điện tích ta thấy có bao nhiêu điện tích tích dương hoặc điện tích âm của các ion chuyển vào trong kết tủa hoặc khi tách ra khỏi dung dịch thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu điện tích âm ho ặc điện tích dương. 2.Tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm. Hay tổng số mol điện tích dương bằng tổ ng số mol điện tích âm. 3. Trong các phản ứng oxi hóa khử thì tổng số mol e do các chất khử nhường b ằng tổng số mol e do các chất oxi hóa nhận. 4. Một hỗn hợp nhiều kim loại có hóa trị không đổi và có khố i lượng cho trước sẽ phải nhường một số e không đổ i cho bất kỳ tác nhân oxi hóa nào. II. PHẠM VI SỬ DỤNG. Định luật bảo toàn điện tích được áp dụng trong các trường nguyên tử, phân tử dung dịch trung hoà điện. Xác đ ịnh khối lượng chất rắn sau khi cô cạn mộ t dung dịch khi biết số mol của các ion trong dung d ịch, xác định lượng mol, nồ ng độ … của ion nào đó khi biết lượng của ion khác. III. BÀI TOÁN ÁP DỤNG. Bài toán 1. ( Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ - Khối A- 2008 ). Cho 11.36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O 3 và Fe3O 4 phản ứng hết với dd HNO3 loãng dư thu được 1.344 lít khí NO (sản phẩm khử d uy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản ứng được m gam muối khan. Giá trị m là: 1
A. 34.36 gam. B. 35.50 gam. C. 49.09 gam D. 38.72 gam. Bài giải. 1, 344  n NO   0, 06mol; nFe = m/56 mol 22, 4 11,36  m Dựa vào ĐLBTKL ta có: m O  11,36  m  n O  mol 16 Fe  Fe3  3e m 3m  mol; 56 56 O2   O 2e 11,36  m 2(11,36  m)  16 16 5 2 N  3e  N ...0,18  0,06mol áp dụng ĐLBTĐT 2(11,36  m) 3m  0,18   m  8,96gam 56 16 m muoi  m Fe  m NO   8,96  62.3.n Fe  3 8.96  8,96  62.3.  38,72 gam  D dung 56 Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh. 2
7.m hh  56.n e 7.11,36  56.0,06.3 m Fe    8,96gam 10 10 8,96 n Fe(NO3 )3  n Fe   0,16mol, m Fe(NO3 )3  0,16.242  38, 72gam 56 => D đúng Cách 3. Lấy các đáp án đem chia cho khối lượng mol của muối là 242 thì các số đều lẽ nhưng chỉ có đáp án D là số không lẽ là 0,16 Chúng ta có thể giải nhiều cách khác nhau, song tác giả chỉ giải minh họa theo phương pháp đó. Bài toán 2. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khối B- 2007) Nung m gam bột Fe trong oxi thu được 3 gam chất rắn X. hào btan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư thu được 5,6 lít NO ( đktc) (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là: A . 2,52 gam B. 2,22 gam C. 2,62 gam D. 2,32 gam. Bài giả i. 0,56 56  n NO   0,025mol; n Fe  mol nFe = m/56 mol 22, 4 m 3 m Dựa vào ĐLBTKL ta có: m O  3  m  n O  mol 16 Fe  Fe3  3e m 3m  mol; 56 56 O2   O 2e 3 m 2(3  m)  16 16 3
5 2 N  3e  N ...0,075  0, 025mol áp dụng ĐLBTĐT 2(3  m) 3m  0,075   m  2,52gam =>A đúng. 56 16 Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh. 7.m hh  56.n e 7.3  56.0,025.3 m Fe    2,52gam => A đúng 10 10 Bài toán 3. Lấy 7,88 gam hỗn hợp gồm 2 kim lo ại hoạt động X, Y có hóa trị không đổ i chia thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1 nung trong ôxi dư để ôxi hóa hoàn toàn thu được 4,74 hỗn hợp 2 ôxít. - Phần 2 hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 2 axit HCl và H2SO4 loãng thu được V lít khí (đktc). Giá trị V là: A . 1,12 lít B. 2,24 lít C. 1,68 lít D. 3,36 lít. Bài giả i. K hối lượng mỗ i phần: 7,88:2=3,94 gam. Số mol O kết hợp với 3,94 gam hỗn hợp kim loại: 4, 74  3,94  0,05mol 16 Q uá trình tạo ôxit: O  2e  O 2 0,05  0,1mol Theo ĐLBTĐT thì ở phần 2: 4
2H   2e  H 2 ......0,1mol  0, 05mol Vậy VH2  0,05.22, 4  1,12  A dung Bài toán 4. D ung d ịch X có chứa 5 ion: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0.1 mol Cl -. và 0.2 mol NO3-, thêm dần V ml dung dịch Na2CO 3 1 M vào X đến khi được lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị V ml là: A. 450 ml B. 600 ml C. 300 ml D. 150 ml Bài giải. Phương trình ion rút gọn xẫy ra: Mg 2+ + CO32- = MgCO3 . Ba 2+ + CO32- = BaCO3. Ca 2+ + CO32- = CaCO3 . Khi phản ứng kết thúc các kết tủa tách khỏi dung dịch, phần dung dịch chứa Na+, Cl- và NO-3 . Để trung hoà về điện tích thì nNa  nCl   nNO   0,3mol 3 n Na  0,3 VddNa 2CO3    0,15lit  150ml => D đúng.  2.  Na  2   Chú ý: n Na  + Na 2CO3  2.Na   CO3   n Na 2CO3  2  0.15mol 2 n Na  0,3 + Nếu VNa 2CO3    0,3lit  300ml  C sai  1  Na    5
2n Na  0,3.2 + Nếu VNa 2CO3    0,6lit  600ml  B sai  Na   1   Bài toán 5. Chia hỗn hợp hai kim lo ại X và Y có hoá trị không đổi thành hai phần bằng nhau: + Phần một tan hết trong dung dịch HCl tạo ra 1.792 lít H2 (đktc) + Phần hai nung trong không khí đến khối lượng không đ ổi thu được 2.84 gam chất rắn. K hối lượng gam hỗn hợp hai kim loại ban đ ầu là: A . 3.12 gam B. 1.56 gam C. 0.56 gam D. 4.4 gam Bài giải: Ta có: điện tích của hai kim loại X và Y trong hai phần là không đổi, nên điện tích âm trong hai phần cũng b ằng nhau, do vậy số mol điện tích hai phần cũng như nhau. n Cl (muoi) 1,792 n O(oxit)   n H2   0,08mol 2 22,4 Do O 2- 2Cl- nên: moxit  m kimloai  m O  m kimloai  2,84  16.0,04  1,56gam m honhop  1,56.2  3,12gam  A dung Chú ý: + Nếu m honhop  1,56  B sai . Do chỉ có muối mộ t phần +Nếu m  2,84  32.0,08  0, 28gam  m honhop  0,56gam  C sai + Nếu m  2,84  16.0,04  2, 2gam  m honhop  4,4gam  D sai Bài toán 6. Dung dịch X chứa các ion: CO32-, SO 32-, SO42- và 0,1 mol HCO3- , 0,3 mol N a+ . Thêm V lít dung dịch Ba(OH)2 1 M vào dung dịch A thu được lượng khối lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị của V lít là: A. 0,4 lít B. 0,2 lít C. 0,1 lít D . 0,15 lít Bài giải: 6
Ta có:  Ba 2   1M,  OH    2M . để thu được lượng kết tủa lớn nhất thì cần 0,1     mol OH - để tác dụng hết HCO3- . HCO3  OH   CO3   H 2O  2 Mặt khác cần 0,3 mol OH - để trung hòa Na+, như vậy cần tổ ng số mol 0,4 OH- =0,4 mol=> VBa(OH)2   0,2lit  D dung . 2 0,4 Chú ý: + Nếu VBa(OH)2   0,4lit  A sai 1 0,2 + Nếu VBa(OH)2   0,1 lit  C sai 2 0,3 + Nếu VBa(OH)2   0,15 lit  D sai . 2 Bài toán 7. Mộ t dung dịch có chứa x mol K +, y mol Fe3+, z mol Cl- và t mol SO42-. Biểu thức C liên hệ giữa x, y, z, t là: A. x+3y= z+2t B. x+y= z+t C. x+z= 3y+2t D. 3y+z = x+2t Bài giải Áp d ụng phương pháp đ ịnh luật bảo toàn điện tích : tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm. 1.n K  3.n Fe3  1.n Cl  2.nSO2 => x + 3y = z + 2t  A (Đúng). Ta có 4 Bài toán 8. Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp Al và Al2O3 trong 500 ml dung dịch N aOH 1M thu được 6,72 lít H 2 (đktc) và dung dịch X . Thể tích HCl 2 M cần cho vào X để thu được kết tủa lớn nhất là : A . 0,25 lít. B. 0,35 lít. C. 0,5 lít. D. 0,244 lít. Bài giải: 7
Trong dung d ịch X chứa AlO2- và OH- (nếu dư). Dung dịch X trung hòa về điện tích nên. n AlO  n OH  n Na   0,5mol khi cho axit HCl vào dung dịch X ta có ptpư sau: 2 H+ + OH-  H2O H + + AlO 2- + H 2O  Al(OH)3  Đ ể thu được kết quả lớn nhất thì 0,5 n H  n AlO  n OH  0,5mol  VHCl   0,25lit  A dung 2 2 Chú ý : Nếu sử dụng phương pháp này thì sẽ thừa dữ kiện và ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác để kiểm tra kết quả. Bài toán 9. Cho tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung d ịch HCl 4M thu được 5,6 lít H2 ( đktc) và dung dịch X. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X cần 300 ml dung d ịch NaOH 2M. Thể tích HCl đã dùng là: A. 0,168 B. 0,224 C. 0,112 D. 0,15 lít. Bài giải Khi cho 0,6 mol NaOH vào dung dịch X chứ Mg2+ , Fe3+, H+( nếu dư) tách ra khỏi dung d ịch X. Dung dịch tạo thành chứa Cl- phải trung hòa với 0,6 mol Na+ 0,6 n Cl  n Na   0,6mol  VHCl   0,15lit  D dung 4 Bài toán 10. (Trích đ ề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khố i A- 2007) Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu2+, 0,03 mol K + , x mol Cl- và y mol SO42- . Tổ ng khối lượng các muối tan có trong dung d ịch là 5,435 gam . Giá trị của x , y lần lượt là: A . 0,03 và 0,02. B. 0,05 và 0,01 C. 0,01 và 0,03 D. 0,02 và 0,0,5 Bài giải 8
Áp dụng ĐLBTĐT : x + 2y = 0,02 . 2 + 0,03 = 0,07 (1) Mặt khác khối lượng muối bằng tổ ng khối lượng các ion . => 64 . 0,2 + 0,03 . 39 + 35,5.x + 96.y = 5,435 (2)  35,5x + 96y = 2,085 (3) , Từ (1) và (3)  x = 0,03 , y = 0,02  A đúng. Bài toán 11. Một dung dịch chứa 0,1 mol Fe2+, 0,2 mol Al3+ cùng 2 loại anion x mol Cl- và y mol SO42- . Tổng khối lượng các muố i tan có trong dung dịch là 46,9 gam . Giá trị của x , y lần lượt là: A. 0,4 và 0,2. B. 0,2 và 0,3 C. 0,3 và 0,25 D. 0,1 và 0,35 Bài giải Áp dụng ĐLBTĐT : x + 2y = 0,1.2 + 0,2.3 = 0,8 (1) Mặt khác khối lượng muối bằng tổ ng khối lượng các ion . => 0,1.56 + 0,2 .27+ 35,5.x + 96.y = 46,9 (2)  35,5x + 96y = 35,9 (3) , Từ (1) và (3)  x = 0,2 , y = 0,3  B đúng. Một dung dịch chứa 0,39 gam K+, 0,54gam Al3+ cùng 2 loại anion 1,92 Bài toán 12. gam SO42- và ion NO3- . Nếu cô cạn dung dịch thì sẽ thu được khối lượng muố i khan là: A . 4,71 gam B. 3,47 gam C. 4,09 gam D. 5,95 gam Bài giải n K   0,01mol, n Al3  0,02mol , nSO2  0,02mol 4 Áp dụng ĐLBTĐT : 0,01 + 0,02.3 = 0,02 + nNO3- => nNO3-=0,03 mol mà m muoi  m K   mAl3  mSO2  m NO  4 3  0,39  0,54  1,92  62.0,03  4,71gam  A dung 9
Chú ý: - Nếu n NO  0,01  0,02  0,02  0,01mol  m muoi  3, 47gam  B sai 3 - Nếu n NO  0,02mol  m muoi  4,09gam  C sai 3 - Nếu n NO  0,01  0,02  0,02  0,05mol  m muoi  5,95gam  D sai . 3 Bài toán 13. Mộ t dung dịch X chứa a mol Na+, b mol HCO 3- , c mol CO 2-3 , d mol SO 42- . Để thu được kết tủa lớn nhất cần dùng V lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ y mol/lít. Giá trị của y mol/lít theo các giá trị a, b, c, d là: Bài giải ab ab A. y  B. y  V 2V bcd bcd C. y  D. y  V 2V Phương trình phản ứng xẫy ra: OH- + HCO3- = H 2O+CO3 .(1) 2- Ba 2+ + CO32- = BaCO 3.(2) Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 .(3) Sau khi các phản ứng xẫy ra thì trong dung dịch A chỉ còn lại a mol Na+. áp dụng Đ LBTĐT thì số mol OH- củng phải bằng a mol. Mặt khác số mol OH - ở phương trình (1) cũng phải bắng b mol, nên số mol OH - ban đ ầu là (a+b) mol Ba(OH)2 =Ba 2+ +2OH - (4) y.Vmol..................2y.Vmol ab =>2y.V=a  b  y   B dung 2V Chú ý: + Từ (1) 10
n NO - =b mol, tu(2) n CO 2- =c mol, tu(3) nSO 2- =d mol 3 3 4 b+c+d  C sai =>y.V=b+c+d=>y= V b+c+d  D sai + Nếu 2y.V=b+c+d=>y= 2V a+b  A sai + Nếu từ (4) y.V=a+b=>y= V IV. BÀI TẬP TỰ GIẢ I. Bài 1. Cho 20 gam hỗ n hợp X gồ m Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan vừa hết trong 700 ml dung dịch HCl 1 M thu đ−ợc 3,36 lít H2 (đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác d ụng với NaOH d−, lọc kết tủa và nung trong không khí đến khối l−ợng không đổi thu đ−ợc chất rắn Y. Khối l−ợng Y là: A. 22 gam B. 28 gam C. 30 gam D. 24 gam Bài 2. Trộn 100 ml dung dịch AlCl3 1 M với 200 ml dung dịch NaOH 1,8 M thu đ−ợc kết tủa A và dung d ịch D. 1. Khối l−ợng kết tủa A là A.3,9 gam B . 3,12 gam C. 4,68 gam D. 2,34 gam 2. N ồng độ mol của các chất trong dung dịch D là A. NaCl 0,1 M và NaAlO 2 0,2 M B. NaCl 1 M và NaAlO2 0,2 M C. NaCl 1M và NaAlO 2 2 M D. NaCl 1,8 M và NaAlO 2 1 M Bài 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH- CĐ - KB - 2007). Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam, giá trị lớn nhất của V lít là: A: 1,2 B: 1,8 C: 2 D: 2,4 11
Bài 4: Hòa tan hoàn toàn một ôxit sắt FexO y bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,24 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch muố i Y, cô cạn dung dịch muối Y cân nặng 120 gam chất rắn khan. Công thức phân tử của ôxit sắt là: D. Không xác định được A. FeO B. Fe2O 3 C. Fe3O4 Bài 5: Nung y mol Fe trong không khí mộ t thời gian thu được 16,08 gam hỗn hợp A gồm 4 chất rắn gồ m Fe và các ôxit sắt. hòa tan hết lượng hỗ n hợp A trên bằng dung d ịch HNO 3 loãng d ư thu được 672 ml khí NO duy nhất(đktc) và dung dịch muối. G iá trị của là y: A. 0.291 mol B. 0,232 mol. C. 0,426 mo l D. 36,8 mol Bài 6: Hòa tan m gam hỗn hợp A gồm 4 chất rắn gồm Fe và các ôxit sắt bằng dung dịch HNO3 dư thu được 4,48 lit khí NO 2 duy nhất(đktc) và 145,2 gam muối khan. Giá trị của là m gam: A. 44 gam B. 32 gam. C. 58 gam D. 22 gam Bài 7: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH -CĐ - KA – 2 008). Cho V lít dung d ịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1mol Al2(SO4)3 và 0,1mol H2SO 4 đ ến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là: A: 0,05 B: 0,25 C: 0,35 D: 0,45 Bài 8: Cho 3,42 gam Al2(SO 4)3 vào 50ml dung dịch NaOH, thu được 1,56gam kết tủa và dung dịch X. Nồ ng độ M của dung dịch NaOH là: A: 0,6 B : 1,2 C: 2,4 D: 3,6 Bài 9: Hoà tan hết m gam hỗ n hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O 4 bằng HNO3 thu được khí màu nâu duy nhất (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 96.8 gam 2.24 lít muố i khan. Giá trị m là: A. 55.2 gam. B. 31.2 gam. C. 23.2 gam D. 46.4 gam. 12
Bài 10: Hoà tan 52.2 gam hh X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng HNO 3 đặc, nóng thu được 3.36 lít khí NO2 (đktc). Cô cạn dd sau phản ứng được m gam muối khan. Giá trị m là: A. 36.3 gam. B. 161.535 gam. C. 46.4 gam D. 72.6 gam. Bài 11: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ - Khối A-2008). Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong môi trường không có không khí) đến phản ứng xẫy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn Y, chia Y thành hai phần b ằng nhần bằng nhau: - Phần 1 tác d ụng với H2SO4 loãng dư sinh ra 3.08 lít khí hiđrô (đktc). - Phần 2 tác d ụng NaOH dư sinh ra 0.84 lít khí hiđrô (đktc). G iá trị m gam là: A . 22.75 B. 21.40 C. 29.40 D . 29.43 . Bài 12. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ - Khố i A-2007). Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng HNO 3 thu được V lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO 2 (đktc) và dung dịch Y ( chỉ chứa 2 muố i và axit dư ). Tỉ khối của X so với H2 bằng 19. Giá trị V lít là: A. 2 .24 B. 3.36. C. 4.48 D. 5.60. 13