Ths. Nguy n Ti n An – 0988126957 ễ ế
ph¬ng tr×nh ion thu gän
trong viÖc gi¶i bµi tËp ho¸ häc
1. Mét sè chó ý
- thùc tÕ gi¶i bµi tËp theo ph¬ng tr×nh ion thu gän tu©n theo ®Çy ®ñ c¸c bíc
cña mét bµi tËp ho¸ häc nhng quan träng lµ viÖc viÕt ph¬ng tr×nh ph¶n øng :
§ã lµ sù kÕt hîp cña c¸c ion víi nhau.
- Muèn viÕt ®îc viÕt ®îc ph¬ng tr×nh ion thu gän, häc sinh ph¶i n¾m ®îc
b¶ng tÝnh tan, tÝnh bay h¬i, tÝnh ®iÖn li yÕu cña c¸c chÊt, thø tù c¸c chÊt
x¶y ra trong dung dÞch.
- Víi ph¬ng ph¸p sö dông ph¬ng tr×nh ion thu gän nã cã thÓ sö dông cho
nhiÒu lo¹i ph¶n øng : Trung hoµ, trao ®æi, oxi ho¸ - khö, ... MiÔn lµ x¶y ra
trong dung dÞch, Sau ®©y t«i xin phÐp ®i vµo cô thÓ mét sè lo¹i
Ph¶n øng hçn hîp baz¬ víi hçn hîp axit vµ Muèi cacbonat víi axit.
a. Ph¶n øng trung hoµ.
Ph¬ng tr×nh ph¶n øng :
H+ + OH-
→
H2O
Theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng :
n H
+
= n OH
−
b. Ph¶n øng cu¶ muèi cacbonat víi axit.
•NÕu cho tõ tõ axit vµo muèi.
Ph¬ng tr×nh :
H+ + CO32-
→
HCO3-
HCO3- + H+
→
CO2 + H2O
•NÕu cho tõ tõ muèi vµo axit.
Ph¬ng tr×nh :
2 H+ + CO32-
→
H2O + CO2
c. Ph¶n øng cña oxit axit víi hçn hîp dung dÞch kiÒm.
•NÕu
2
CO
OH
n
n−
≤
1 => chØ t¹o ra muèi axit (HCO
−
3
)
•NÕu
2
CO
OH
n
n−
≥
2 => chØ t¹o ra muèi trung tÝnh (CO
−2
3
)
•NÕu 1 <
2
CO
OH
n
n−
< 2 => t¹o ra 2 muèi.
•Chó ý :
-NÕu baz¬ d chØ thu ®îc muèi trung hoµ.
-NÕu CO2 d chØ cã muèi axit.
-NÕu cïng mét lóc cã 2 muèi th× c¶ 2 chÊt CO2 vµ baz¬ ®Òu hÕt.
- Khèi lîng chung cña c¸c muèi :
M i v n đ đ u có b n ch t c a nó, hi u đ c b n ch t là b n hi u v n đ !ọ ấ ề ề ả ấ ủ ể ượ ả ấ ạ ể ấ ề
Ths. Nguy n Ti n An – 0988126957 ễ ế
∑m
C¸c muèi =
∑m
cation +
∑m
anion
trong ®ã : mCation = mKim lo¹i , mAnion = mGèc axit
bµi tËp
I. bµi tËp hçn hîp axit + hçn hîp baz¬.
Bµi tËp 1 :Mét dung dÞch A chøa HCl vµ H2SO4 theo tØ lÖ mol 3 : 1. §Ó trung
hoµ 100 ml dung dÞch A cÇn 50 ml dung dÞch NaOH 0,5 M.
a, TÝnh nång ®é mol cña mçi axit.
b, 200 ml dung dÞch A trung hoµ hÕt bao nhiªu ml dung dÞch baz¬ B chøa
NaOH 0,2 M vµ Ba(OH)2 0,1 M ?
c, TÝnh tæng khèi lîng muèi thu ®îc sau ph¶n øng gi÷a dung dÞch A vµ B ?
H íng dÉn
§©y lµ nh÷ng ph¶n øng gi÷a 1 Baz¬ vµ 2 Axit vµ 2 Baz¬ vµ 2 Axit (cã kÌm theo
theo t¹o kÕt tña). VËy nªn nÕu gi¶i ph¬ng ph¸p b×nh thêng sÏ rÊt khã kh¨n
trong viÖc lËp ph¬ng tr×nh ®Ó gi¶i hÖ. Nªn ta sö dông ph¬ng tr×nh ion thu
gän.
a. Ph¬ng tr×nh ph¶n øng trung hoµ
H+ + OH-
→
H2O (1)
Gäi sè mol H2SO4 trong 100 ml ddA lµ x => sè mol HCl lµ 3x
nH
+
= 2 x + 3 x = 5 x (mol)
nOH
−
= 0,5 . 0,05 = 0,025 (mol)
nH
+
= nOH
−
hay 5 x = 0,025 => x = 0,005
CM (HCl) =
1,0
005,0.3
= 0,15 (M)
CM (H
2
SO
4
) =
= 0,05 (M)
b. Gäi thÓ tÝch dung dÞch B lµ V (lit).
Trong 200 ml ddA :
nH
+
= 2. 5 x = 0,05 (mol)
Trong V (lit) ddB :
nOH
−
= 0,2 . V + 2. 0,1. V = 0,4 V (mol)
nH
+
= nOH
−
hay 0,4 V = 0,05 => V = 0,125 (lit) hay 125
(ml)
c. TÝnh tæng khèi lîng c¸c muèi.
∑m
C¸c muèi =
∑m
cation +
∑m
anion
= mNa
+
+ mBa
+2
+ mCl
−
+ mSO
−2
4
= 23.0,2.0,125 + 137.0,1.0,125 + 35,5.0,2.0,15 + 96.0,2.0,05 =
4,3125 (g)
M i v n đ đ u có b n ch t c a nó, hi u đ c b n ch t là b n hi u v n đ !ọ ấ ề ề ả ấ ủ ể ượ ả ấ ạ ể ấ ề
Ths. Nguy n Ti n An – 0988126957 ễ ế
Bµi tËp 2 :Cho 200 ml dung dÞch A chøa HCl 1 (M) vµ HNO3 2(M) t¸c dông víi
300 ml dung dÞch B chøa NaOH 0,8 (M) vµ KOH (cha râ nång ®é) thu ®îc
dung dÞch C. BiÕt r»ng ®Ó trung hoµ 100 ml dung dÞch C cÇn 60 ml dung
dÞch HCl 1 M, tÝnh :
a, Nång ®é ban ®Çu cña KOH trong dung dÞch B.
b, Khèi lîng chÊt r¾n thu ®îc khi c« c¹n toµn bé dung dÞch C.
Híng dÉn
B×nh thêng ®èi víi bµi nµy ta ph¶i viÕt 4 ph¬ng tr×nh gi÷a 2 axit víi 2 baz¬.
Nhng nÕu ta viÕt ph¬ng tr×nh ë d¹ng ion ta chØ ph¶i viÕt 1 ph¬ng tr×nh ion
thu gän cña ph¶n øng trung hoµ.
a. Ph¬ng tr×nh ph¶n øng trung hoµ :
H+ + OH-
→
H2O
Trong 200 (ml) ddA :
nH
+
= 0,2 . 1 + 0,2 . 2 = 0,6 (mol)
Trong 300 (ml) ddB :
nOH
−
= 0,3 . 0,8 + 0,3 . a = 0,24 + 0,3.a (a : nång ®é mol cña
KOH).
Trong dung dÞch C cßn d OH-
Trong 100 (ml) dd C : nOH
−
= nH
+
= 1. 0,06 = 0,06 (mol)
Trong 500 (ml) dd C : nOH
−
= 0,06 . 5 = 0,3 (mol).
nOH
−
= (0,24 + 0,3.a) – 0,6 = 0,3.a – 0,36 (mol)
Ta cã : 0,3.a – 0,36 = 0,3 => a = 0,66/0,3 = 2,2 (M).
b. Khèi lîng chÊt r¾n khi c« c¹n toµn bé dd C.
§èi víi bµi nµy nÕu gi¶i víi ph¬ng ph¸p b×nh thêng sÏ gÆp khã kh¨n, v× cã thÓ
tÝnh ®îc khèi lîng c¸c muèi nhng kh«ng tÝnh ®îc khèi lîng baz¬ v× ta kh«ng
biÕt baz¬ nµo d. VËy bµi nµy ta sÏ sö dông ph¬ng tr×nh ion, thay v× tÝnh khèi
lîng c¸c muèi vµ baz¬ ta ®i tÝnh khèi lîng c¸c ion t¹o ra c¸c chÊt ®ã.
Ta cã : m ChÊt r¾n = mNa
+
+ mK
+
+ mCl
−
+ mNO
−
3
+ mOH
−
d
mNa
+
= 0,24. 23 = 5,52 (g)
mK
+
= 0,3 . 2,2 . 39 = 25,74 (g)
mCl
−
= 0,2 . 35,5 = 7,1 (g)
mNO
−
3
= 0,4 . 62 = 24,8 (g)
nOH
−
d = 0,3.a – 0,36 = 0,3 . 2,2 – 0,36 = 0,3 (mol)
mOH
−
d = 0,3 . 17 = 5,1 (g).
m ChÊt r¾n = mNa
+
+ mK
+
+ mCl
−
+ mNO
−
3
+ mOH
−
d = 68,26 (g).
M i v n đ đ u có b n ch t c a nó, hi u đ c b n ch t là b n hi u v n đ !ọ ấ ề ề ả ấ ủ ể ượ ả ấ ạ ể ấ ề
Ths. Nguy n Ti n An – 0988126957 ễ ế
Bµi tËp 3 : a, Cho dung dÞch NaOH cã pH = 13 (dung dÞch A). §Ó trung hoµ
10 ml dung dÞch A cÇn 10 ml dung dÞch B chøa 2 axit HCl vµ H2SO4. X¸c
®Þnh pH cña dung dÞch B ?
b, Trén 100 ml dung dÞch A víi 100 ml dung dÞch Ba(OH)2 a (M), thu ®îc
dung dÞch C. §Ó trung hoµ dung dÞch 500 ml dung dÞch C cÇn 350 ml dung
dÞch B. X¸c ®Þnh nång ®é mol Ba(OH)2.
H íng dÉn
§©y lµ nh÷ng ph¶n øng gi÷a 1 Baz¬ vµ 2 Axit vµ 2 Baz¬ vµ 2 Axit (cã kÌm theo
theo t¹o kÕt tña), vµ cã liªn quan ®Õn pH dung dÞch. VËy nªn nÕu gi¶i ph¬ng
ph¸p b×nh thêng sÏ rÊt khã kh¨n trong viÖc lËp ph¬ng tr×nh ®Ó gi¶i hÖ. Nªn
ta sö dông ph¬ng tr×nh ion thu gän.
a. Ph¬ng tr×nh ph¶n øng trung hoµ ddA víi ddB
H+ + OH-
→
H2O (1)
Dd NaOH (ddA) cã pH = 13
⇒
[ ]
+
H
= 10-13 (M)
⇒
[ ]
−
OH
= 10-1 (M).
Trong 10 ml = 10-2 (l) dung dÞch A cã :
Sè mol OH- :
nOH
−
= 10-2.10-1 = 10-3 (mol)
theo pt (1) cã : nOH
−
= nH
+
= 10-3 (mol)
Trong 10 (ml) = 10-2(l) dung dÞch B cã :
nH
+
= 10-3 (mol)
⇒
[ ]
+
H
= 10-3 / 10-2 = 10-1 (M) => pHB = 1.
b. Trén 100 ml A + 100 ml Ba(OH)2 a(M) => 200 ml dd C.
=> nOH
−
dd C = 10-2 + 0,2 . a (mol).
Trong 500 ml dd C cã : nOH
−
= 2,5. 10-2 + a (mol).
Trong 350 ml dd B cã : nH
+
= 3,5. 10-2 (mol).
Theo pt (1) cã : 2,5. 10-2 + a = 3,5 . 10-2 => a = 10-2 (M)
* mét sè bµi tËp
1/ Cho 40 ml dung dÞch HCl 0,75 M vµo 160 ml dung dÞch chøa ®ång thêi
Ba(OH)2 0,08 M vµ KOH 0,04 M. TÝnh pH cña dung dÞch thu ®îc.
Cho biÕt :
[ ]
+
H
.
[ ]
−
OH
= 10-14
(§Ò thi TS§H khèi A – 2004)
2/ Trén dung dÞch A chøa NaOH vµ dung dÞch B chøa Ba(OH)2 theo thÓ
tÝch b»ng nhau ®îc dung dÞch C. Trung hßa 100 ml dung dÞch C cÇn dïng
hÕt 35 ml dung dÞch H2SO4 2M vµ thu ®îc 9,32 gam kÕt tña. TÝnh nång ®é
mol/l cña c¸c dung dÞch A vµ B.
CÇn ph¶i trén bao nhiªu ml dung dÞch B víi 20 ml dung dÞch A ®Ó thu
®îc dung dÞch hßa tan võa hÕt 1,08 gam Al.
M i v n đ đ u có b n ch t c a nó, hi u đ c b n ch t là b n hi u v n đ !ọ ấ ề ề ả ấ ủ ể ượ ả ấ ạ ể ấ ề
Ths. Nguy n Ti n An – 0988126957 ễ ế
(§Ò thi TS§H B¸ch khoa –1989)
3/ TÝnh thÓ tÝch dd Ba(OH)2 0,04M cÇn cho vµo 100ml dd gåm HNO3 0,1M
vµ HCl 0,06 M cã ®Ó pH cña dd thu ®ù¬c = 2,0.
(§Ò thi TS§H SP – 2001)
4/ a/ Cho hçn hîp gåm FeS2 , FeCO3 t¸c dông hÕt víi dung dÞch HNO3 ®Æc,
nãng d thu ®îc dung dÞch A vµ hçn hîp khÝ B gåm NO2 vµ CO2 . Thªm dung
dÞch BaCl2 vµo dung dÞch A. HÊp thô hçn hîp khÝ B b»ng dung dÞch NaOH
d. ViÕt ph¬ng tr×nh ph©n tö vµ ph¬ng tr×nh ion thu gon cña c¸c ph¶n øng x¶y
ra.
b/ Trén 200 ml dung dÞch HCl 0,1M vµ H2SO4 0,05M víi 300 ml dung dÞch
Ba(OH)2 cã nång ®é a mol/l thu ®îc m gam kÕt tñavµ 500 ml dung dÞch cã
pH = 13. TÝnh a vµ m.
(§Ò thi TS§H khèi B – 2003)
5/ Cho hai dung dÞch H2SO4 cã pH =1 vµ pH = 2. Thªm 100 ml dung dÞch
KOH 0,1M vµo 100 ml mçi dung dÞch trªn. TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c dung
dÞch thu ®îc.
(§Ò thi TS§H khèi B – 2002)
6/ Hßa tan mét mÉu hîp kim Ba-Na ( víi tû lÖ sè mol lµ 1: 1 ) vµo níc thu ®îc
dung dÞch A vµ 6,72 lÝt H2 (®ktc).
a/ CÇn dïng bao nhiªu ml dung dÞch HCl cã pH = 1,0 ®Ó trung hßa 1/10
dung dÞch A.
b/ Cho V lÝt khÝ CO2 (®ktc) hÊp thô hÕt vµo 1/10 dung dÞch A th× thu
®îc 2,955 gam kÕt tña . TÝnh V.
c/ Thªm m gam NaOH vµo 1/10 dung dÞch A thu ®îc dung dÞch B. Cho
dung dÞch B t¸c dông víi 100 ml dung dÞch Al2(SO4)3 0,2M thu ®îc kÕt tña C.
TÝnh m ®Ó cho lîng kÕt tña C lµ lín nhÊt, bÐ nhÊt. TÝnh khèi lîng kÕt tña lín
nhÊt, bÐ nhÊt.
(Bé ®Ò thi TS – 1996)
7/ Hoµ tan 7,83 (g) mét hçn hîp X gåm 2 kim lo¹i kiÒm A, B thuéc 2 chu kú kÕ
tiÕp trong b¶ng tuÇn hoµn ®îc 1lit dung dÞch C vµ 2,8 lit khÝ bay ra (®ktc)
a, X¸c ®Þnh A,B vµ sè mol A, B trong C.
b, LÊy 500 ml dung dÞch C cho t¸c dông víi 200 ml dung dÞch D chøa H2SO4
0,1 M vµ HCl nång ®é x. TÝnh x biÕt r»ng dung dÞch E thu ®îc trung tÝnh.
c, TÝnh tæng khèi lîng muèi thu ®îc sau khi c« c¹n dung dÞch E.
( PP gi¶i to¸n ho¸ v« c¬ - TS NguyÔn Thanh
KhuyÕn)
8/ Mét dung dÞch A chøa HNO3 vµ HCl theo tØ lÖ mol 2 :1.
a, BiÕt r»ng khi cho 200 ml dung dÞch A t¸c dông víi 100 ml NaOH 1 M th× l-
îng axit d trong A t¸c dông võa ®ñ víi 50 ml dung dÞch Ba(OH)2 0,2 M. TÝnh
nång ®é mol cña mçi axit trong dung dÞch A.
b, NÕu trén 500 ml dung dÞch A víi 100 ml dung dÞch B chøa NaOH 1 M vµ
Ba(OH)2 0,5 M th× dung dÞch C thu ®îc cã tÝnh axit hay baz¬ ?
M i v n đ đ u có b n ch t c a nó, hi u đ c b n ch t là b n hi u v n đ !ọ ấ ề ề ả ấ ủ ể ượ ả ấ ạ ể ấ ề