PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH pot

1

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 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.
3. Trong các phản ứng oxi hóa khử thì tổng số mol e do các chất khử nhường bằng
tổng số mol e do các chất oxi hóa nhận.
4. Một hỗn hợp nhiều kim loại có hóa trị không đổi và có khối lượng cho trước sẽ
phải nhường một số e không đổi 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 định khối lượng chất rắn sau khi cô cạn một dung dịch khi biết số mol của các
ion trong dung dịch, xác định lượng mol, nồng 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, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4

phản ứng hết với dd HNO
3
loãng dư thu được 1.344 lít
khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản
ứng được m gam muối khan. Giá trị m là:

2

A. 34.36 gam. B. 35.50 gam.
C. 49.09 gam D. 38.72 gam.
Bài giải.

NO
1,344
n 0,06mol;
22,4
  n
Fe
= m/56 mol
Dựa vào ĐLBTKL ta có:
O O
11,36 m
m 11,36 m n mol
16

   


3
Fe Fe 3e

m 3m
mol;
56 56

 


2
O 2e O
11,36 m 2(11,36 m)
16 16

 
 




5 2
N 3e N
0,18 0,06mol
 
 


áp dụng ĐLBTĐT
3
muoi Fe Fe
NO
3m 2(11,36 m)

0,18 m 8,96gam
56 16
m m m 8,96 62.3.n
8.96
8,96 62.3. 38,72 gam D dung
56


   
    
   

Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh.


3

3 3 3 3
hh e
Fe
Fe(NO ) Fe , Fe(NO )
7.m 56.n
7.11,36 56.0,06.3
m 8,96gam
10 10
8,96
n n 0,16mol m 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 HNO
3
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 giải.

NO Fe
0,56 56
n 0,025mol; n mol
22,4 m
   n
Fe
= m/56 mol
Dựa vào ĐLBTKL ta có:
O O
3 m
m 3 m n mol
16

   

3
Fe Fe 3e
m 3m
mol;
56 56

 


2
O 2e O
3 m 2(3 m)
16 16

 
 




4


5 2
N 3e N
0,075 0,025mol
 
 



áp dụng ĐLBTĐT
3m 2(3 m)
0,075 m 2,52gam
56 16

   
=>A đúng.
Cách 2: áp dụng công thức giải nhanh.

hh e
Fe
7.m 56.n
7.3 56.0,025.3
m 2,52gam
10 10


   => A đúng
Bài toán 3. Lấy 7,88 gam hỗn hợp gồm 2 kim loại hoạt động X, Y có hóa trị không đổi
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 H
2
SO
4
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 giải.
Khối lượng mỗi 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


Quá trình tạo ôxit:

2
O 2e O
0,05 0,1mol

 


Theo ĐLBTĐT thì ở phần 2:

5


2
2H 2e H
0,1mol 0,05mol

 


Vậy
2
H
V 0,05.22,4 1,12 A dung
  

Bài toán 4. Dung dịch X có chứa 5 ion: Mg
2+
, Ba
2+
, Ca
2+
, 0.1 mol Cl
-
. và 0.2 mol NO
3
-
,
thêm dần V ml dung dịch Na
2
CO
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:

2+ 2-
3 3

2+ 2-
3 3
2+ 2-
3 3
Mg + CO = MgCO .
Ba + CO = BaCO .
Ca + CO = CaCO .

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
3
0,3
Na Cl NO
n n n mol
  
  

2 3
Na
ddNa CO
n
0,3
V 0,15lit 150ml

2
2. Na


   
 
 
=> D đúng.
Chú ý:
+
2 3
2
Na
2 3 3 Na CO
n
Na CO 2.Na CO n 0.15mol
2

 
    

+ Nếu
2 3
Na
Na CO
n
0,3
V 0,3lit 300ml C sai
1
Na



    
 
 


6

+ Nếu
2 3
Na
Na CO
2n
0,3.2
V 0,6lit 600ml B sai
1
Na


    
 
 

Bài toán 5. Chia hỗn hợp hai kim loại 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 H
2
(đktc)
+ Phần hai nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2.84 gam chất rắn.

Khối lượng gam hỗn hợp hai kim loại ban đầu 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 bằng nhau, do vậy số mol điện tích hai phần cũng như nhau.
Do O
2-
<=> 2Cl
-
nên:
2
Cl (muoi)
O(oxit) H
oxit kimloai O kimloai
honhop
n
1,792
n n 0,08mol
2 22,4
m m m m 2,84 16.0,04 1,56gam
m 1,56.2 3,12gam A dung

   
     
  

Chú ý: + Nếu
honhop
m 1,56 B sai
 

. Do chỉ có muối một phần
+Nếu
honhop
m 2,84 32.0,08 0,28gam m 0,56gam C sai
     

+ Nếu
honhop
m 2,84 16.0,04 2,2gam m 4,4gam D sai
     

Bài toán 6. Dung dịch X chứa các ion: CO
3
2-
, SO
3
2-
, SO
4
2-
và 0,1 mol HCO
3
-
, 0,3 mol
Na
+
. 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:

7

Ta có:
2
Ba 1M, OH 2M
 
   
 
   
. để thu được lượng kết tủa lớn nhất thì cần 0,1
mol OH
-
để tác dụng hết HCO
3
-
.
2
3 3 2
HCO OH CO H O
  
  

Mặt khác cần 0,3 mol OH
-
để trung hòa Na

+,
như vậy cần tổng số mol
OH
-
=0,4 mol=>
2
Ba(OH)
0,4
V 0,2lit D dung
2
   .
Chú ý: + Nếu
2
Ba(OH)
0,4
V 0,4lit A sai
1
  

+ Nếu
2
Ba(OH)
0,2
V 0,1 lit C sai
2
  
+ Nếu
2
Ba(OH)
0,3

V 0,15 lit D sai
2
   .
Bài toán 7. Một dung dịch có chứa x mol K
+
, y mol Fe
3+
, z mol Cl
-
và t mol SO
4
2-
. 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 dụng phương pháp định luật bảo toàn điện tích : tổng số mol điện tích dương
bằng tổng số mol điện tích âm.
Ta có
3 2
4
K Fe Cl SO
1.n 3.n 1.n 2.n
   
  
=> x + 3y = z + 2t  A (Đúng).
Bài toán 8. Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp Al và Al
2
O

3
trong 500 ml dung dịch
NaOH 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:

8

Trong dung dịch X chứa AlO
2
-
và OH
-
(nếu dư). Dung dịch X trung hòa về điện tích
nên.
2
AlO OH Na
n n n 0,5mol
  
  
khi cho axit HCl vào dung dịch X ta có ptpư sau:
H
+
+ OH
-
 H
2

O
H
+
+ AlO
2
-
+ H
2
O  Al(OH)
3



Để thu được kết quả lớn nhất thì
2
HCl
H AlO OH
0,5
n n n 0,5mol V 0,25lit A dung
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 dịch HCl 4M thu
được 5,6 lít H
2
( đktc) và dung dịch X. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X cần 300 ml
dung dịch 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 Mg
2+
, Fe
3+
, H
+
( nếu dư) tách ra khỏi
dung dịch X. Dung dịch tạo thành chứa Cl
-
phải trung hòa với 0,6 mol Na
+


HCl
Cl Na
0,6
n n 0,6mol V 0,15lit D dung
4
 
     
Bài toán 10. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khối A- 2007) Một dung dịch chứa 0,02
mol Cu
2+
, 0,03 mol K
+
, x mol Cl
-
và y mol SO
4

2-
. Tổng khối lượng các muối tan có trong
dung dịch 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

9

Áp dụng ĐLBTĐT : x + 2y = 0,02 . 2 + 0,03 = 0,07 (1)
Mặt khác khối lượng muối bằng tổng 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 Fe
2+
, 0,2 mol Al
3+
cùng 2 loại anion x mol Cl
-

và y mol SO
4
2-
. Tổng khối lượng các muối 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 tổng 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.
Bài toán 12. Một dung dịch chứa 0,39 gam K
+
, 0,54gam Al
3+
cùng 2 loại anion 1,92
gam SO
4
2-
và ion NO
3
-
. Nếu cô cạn dung dịch thì sẽ thu được khối lượng muối khan là:
A. 4,71 gam B. 3,47 gam
C. 4,09 gam D. 5,95 gam
Bài giải

3 2
4
K Al SO
n 0,01mol, n 0,02mol , n 0,02mol
  
  

Áp dụng ĐLBTĐT : 0,01 + 0,02.3 = 0,02 + nNO
3
-
=> nNO
3
-
=0,03 mol mà

3 2
4 3
muoi
K Al SO NO
m m m m m
0,39 0,54 1,92 62.0,03 4,71gam A dung
   
    
     


10

Chú ý:
- Nếu
3
muoi
NO
n 0,01 0,02 0,02 0,01mol m 3,47gam B sai

      

- Nếu
3
muoi
NO
n 0,02mol m 4,09gam C sai

   

- Nếu
3
muoi
NO
n 0,01 0,02 0,02 0,05mol m 5,95gam D sai

      
.
Bài toán 13. Một dung dịch X chứa a mol Na
+
, b mol HCO
3
-
, c mol CO
2-
3
, d mol SO
4
2-

. 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.
a b
y
V

 B.
a b
y
2V


C.
b c d
y
V
 
 D.
b c d
y
2V
 

Phương trình phản ứng xẫy ra:

- - 2-
3 2 3

2+ 2-
3 3
2+ 2-
4 4
OH + HCO = H O+CO .(1)
Ba + CO = BaCO .(2)
Ba + SO = BaSO .(3)

Sau khi các phản ứng xẫy ra thì trong dung dịch A chỉ còn lại a mol Na
+
. áp dụng
ĐLBTĐT 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 đầu là

(a+b) mol

2+ -
2
Ba(OH) =Ba +2OH (4)
y.Vmol 2y.Vmol
a b
=>2y.V=a b y B dung
2V


   

Chú ý: + Từ (1)

11


- 2- 2-
3 3 4
NO CO SO
n =b mol, tu(2) n =c mol, tu(3) n =d mol
b+c+d
=>y.V=b+c+d=>y= C sai
V


+ Nếu
b+c+d
2y.V=b+c+d=>y= D sai
2V

+ Nếu từ (4)
a+b
y.V=a+b=>y= A sai
V

IV. BÀI TẬP TỰ GIẢI.
Bài 1. Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe
3
O

4
, Fe
2
O
3
tan vừa hết trong 700 ml dung
dịch HCl 1 M thu đ−ợc 3,36 lít H
2
(đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng 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 AlCl
3
1 M với 200 ml dung dịch NaOH 1,8 M thu đ−ợc kết
tủa A và dung dịch 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. Nồng 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 NaAlO
2
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 AlCl

3
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

12

Bài 4: Hòa tan hoàn toàn một ôxit sắt Fe
x
O
y
bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng thu được
2,24 lít khí SO
2
duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y, cô cạn dung dịch muối Y cân nặng
120 gam chất rắn khan. Công thức phân tử của ôxit sắt là:
A. FeO B. Fe
2
O
3
C. Fe
3
O
4
D. Không xác định được

Bài 5: Nung y mol Fe trong không khí một thời gian thu được 16,08 gam hỗn hợp A gồm
4 chất rắn gồm Fe và các ôxit sắt. hòa tan hết lượng hỗn hợp A trên bằng dung dịch HNO
3
loãng dư thu được 672 ml khí NO duy nhất(đktc) và dung dịch muối. Giá 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
HNO
3
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 – 2008). Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào
dung dịch chứa 0,1mol Al
2
(SO
4
)
3
và 0,1mol H
2
SO
4
đến 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 Al
2
(SO

4
)
3
vào 50ml dung dịch NaOH, thu được 1,56gam kết tủa và
dung dịch X. Nồng 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 hỗn hợp X gồm FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
bằng HNO
3
thu được
2.24 lít khí màu nâu duy nhất (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 96.8 gam
muối khan. Giá trị m là:
A. 55.2 gam. B. 31.2 gam. C. 23.2 gam D. 46.4 gam.

13

Bài 10: Hoà tan 52.2 gam hh X gồm FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O

4
bằng HNO
3
đặc, nóng thu
được 3.36 lít khí NO
2
(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 Fe
2
O
3
(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 bằng nhần bằng nhau:
- Phần 1 tác dụng với H
2
SO
4
loãng dư sinh ra 3.08 lít khí hiđrô (đktc).
- Phần 2 tác dụng NaOH dư sinh ra 0.84 lít khí hiđrô (đktc). Giá 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- Khối 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 muối và axit dư ). Tỉ khối của X so với H

2
bằng 19.
Giá trị V lít là:
A. 2.24 B. 3.36. C. 4.48 D. 5.60.