MộT Số PHƯƠNG PHáP GIảI TOáN HóA HọC
1. Phơng pháp bảo toàn khối lợng:
Phơng pháp:
- Tổng khối lợng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lợng các chất tham gia
phản ứng.
Ta có thể phát triển ra nh sau:
- Trong phản ứng hóa học, số nguyên tử của mỗi nguyên tố trớc phản ứng bằng
số nguyên tử của nguyên tố đó sau phản ứng.Hay
- Trong phản ứng hóa học, số mol mỗi nguyên tố trong các chất sản phẩm bằng
số mol nguyên tố đó trong chất tham gia phản ứng.
áp dụng: Trong các bài toán xác định CTHH của hợp chất và một số bài toán
thiếu dữ kiện.
- ở một số bài đủ dữ kiện, nếu ta áp dụng ĐLBTKL cũng có thể giải quyết nhanh
gọn hơn.
Ví dụ 1: Để đốt cháy hoàn toàn 9,2 g hợp chất A phải dùng hết 7,84 lít O 2
(đktc), thu đợc 0,7 mol hỗn hợp B gồm CO2 và nớc. Lập CTHH của A.
Bài giải
- áp dụng ĐLBTKL: m A + mO = mCO + m H O
2
2
2
=> mCO + m H O = m A + mO = 9,2 +
2
2
2
7,84
32 = 20,4( g )
22,4
= (0,7 a )mol
- Gọi a là số mol CO2 sau phản ứng, suy ra n H O
Ta có: 44.a + (0,7 - a).18 = 20,4 => a = 0,3
nC = nCO = 0,3mol => mC = 0,3.12 = 3,6( g )
n H = 2.n H O = 2.0,4 = 0,8mol => m H = 0,8.1 = 0,8( g ) .
Vì mC + mH < mA nên trong A có O.
mO = 9,2 - (3,6 + 0,8) 4,8 (g) => nO = 4,8 : 16 = 0,3 (mol).
- Gọi CTHH của A là CxHyOz, ta có:
x : y : z = 0,3 : 0,8 : 0,3 = 3 : 8 : 3.
Vậy, CTHH của A là C3H8O3.
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 48 g một hợp chất A thu đợc 32 g Fe2O3 và 17,92
lít SO2(đktc). Lập CTHH của A.
Bài giải
- Theo đề ra: n F O = 32 : 160 = 0,2(mol ) => n Fe = 2.0,2 = 0,4(mol )
2
2
2
2
n SO2
3
=> m Fe = 0,4.56 = 22,4( g )
= 17,92 : 22,4 = 0,8(mol ) => n S = 0,8(mol ) => m S = 0,8.32 = 25,6( g )
- Theo ĐLBTKL, khối lợng Fe, S sau phản ứng bằng khối lợng Fe, S trong hợp
chất A. mFe + mS = 22,4 + 25,6 = 48 (g) = mA => trong A chỉ có Fe và S
Gọi CTHH của A là FexOy, ta có: x : y = 0,4 : 0,8 = 1 : 2
Vậy, CTHH của A là FeS2.
Ví dụ 3: Cho 12g hỗn hợp Fe, Mg vào 200ml đung dịch hỗn hợp H 2SO4 1M và
HCl 1M thì phản ứng vừa đủ.
a) tính thể tích H2(đktc) thoát ra.
b) Cô cạn dung dịch thu đợc bao nhiêu gam muối khan?
Bài giải
n H SO = 0,2( mol ) ; n HCl = 0,2(mol )
TPHH của các phản ứng xảy ra: Mg + 2HCl
MgCl2 + H2(k)
Mg + H2SO4
MgSO4 + H2(k)
Fe + 2HCl
FeCl2 + H2(k)
Fe + H2SO4
FeSO4 + H2(k)
a) Nhận xét: n H = n H SO + 1 / 2.n HCl = 0,3(mol )
2
4
2
2
4
1
Triệu Hồng Hải
V H 2 = 0,3.22,4 = 6,72(l )
b) áp dụng ĐLBTKL: mkim loại + maxit = mmuối + m H
=> mmuối = 12 + 0,2(98 + 36,5) - 0,3.2 = 38,3 (g).
Ví dụ 4: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4. Nung nóng m (g) hỗn hợp A
trong ống sứ rồi cho luồng CO đi qua. Sau khi kết thúc thí nghiệm, thu đợc 20,4 g
chất rắn B và 8,96 lít(đktc) khí D có tỉ khối sô với H2 là 20. Tính giá trị của m.
Bài giải
n D = 8,96 : 22,4 = 0,4(mol ); M D = 20.2 = 40( g ) ; mD = 0,4.40 = 16 (g)
t
Phản ứng xảy ra: 3Fe2O3 + CO
2Fe3O4 + CO2
t
Fe3O4 + CO
3FeO + CO2
t
FeO
+ CO
Fe + CO2
B có thể có cả 4 chất Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 hoặc ít hơn. Khí C gồm CO, CO2
Theo PTHH: nCO(p) = nCO => nCO(ban đầu) = nD
áp dụng ĐLBTKL ta có: m + 0,4.28 = 20,4 + 16 => m = 25,2(g).
Ví dụ 5: Cho luồng khí CO đi qua hỗn hợp X gồm các oxit: Fe 3O4, Al2O3,
MgO, ZnO, CuO nung nóng, sau một thời gian thu đợc hỗn hợp khí Y và 23,6
gam chất rắn Z. cho Y lội chậm qua bình đựng dung dịch nớc vôi trong d, thấy
có 40 gam kết tủa xuất hiện. Xác định khối lợng của X.
Bài giải
2
0
0
0
2
nCaCO3 = 40 : 100 = 0,4( mol )
CO2 + Ca(OH)2
CaCO3 + H2O (1)
(mol) 0,4
0,4
Từ (1) => nCO = 0,4(mol )
X + CO, t0, Al2O3, MgO không bị khử.
t
CuO + CO
Cu + CO2
(2)
t
Fe3O4 + CO
3FeO + CO2
(3)
t
FeO + CO
Fe + CO2
(4)
t
ZnO + CO
ZnO + CO2
(5)
(2), (3), (4), (5) => nCO = nCO = 0,4(mol )
Theo ĐLBTKL: m X + mCO = mZ + mCO
2
0
0
0
0
2
2
m X = m Z + mCO2 mCO = 23,6 + 44.0,4 28.0,4 = 30( g )
2. Phơng pháp tăng - giảm khối lợng:
Khi chuyển từ chất A sang chất B, khối lợng mol thay đổi. Do đó, khối lợng
chất này so với chất khác tăng hay giảm tỷ lệ với số mol chất tham gia(hay tạo
thành.
Ví dụ 1: Cho 0,84g kim loại X hóa trị II tác dụng với một lợng d HCl thì thấy
khối lợng dung dịch sau phản ứng nặng hơn khối lợng dung dịch trớc phản ứng
là 0,77 g. Xác định tên kim loại.
Bài giải
PTHH: X + 2HCl
XCl2 + H2
Nhận xét: Khối lợng dung dịch tăng thêm = khối lợng kim loại X thêm vào khối lợng H2 thoát ra.
Do đó: m H = 0,84 0,77 = 0,07( g ) => n H = 0,07 : 2 = 0,035(mol )
Theo PT: n X = n H = 0,035(mol ) => .M X = 0,84 : 0,035 = 24( g / mol )
Vậy, X là magiê(Mg).
Ví dụ 2: Nhúng một lá nhôm vào 200ml dung dịch CuSO 4 đến khi dung dịch
mất mầu xanh lấy lá nhôm ra cân lại thấy nặng hơn so với ban đầu là 1,38 g. Xác
định nồng độ mol của dung dịch CuSO4 đã dùng.
2
2
2
2
Triệu Hồng Hải
Bài giải
Al2(SO4)3 + 3Cu
0,5a
1,5a
Cách 1: PTHH: 2Al + 3CuSO4
(mol) a
1,5a
Gọi a là số mol Al đã phản ứng
Khối lợng thanh kim loại tăng = khối lợng Cu bám vào - khối lợng Al tan ra.
Do đó: 1,5a.64 - a.27 = 1,38 => a = 0,02 mol => nCuSO = 0,03(mol )
Vậy: C M (CuSO ) = 0,03 : 0,2 = 0,15M
Cách 2: Theo PTHH, ta có:
Cứ 2 mol Al phản ứng hết 3 mol CuSO 4 cho 3 mol Cu làm khối lợng tăng lên là:
3.64 - 2.27 = 138 (g).
Do đó, số mol CuSO4 đã phản ứng là: 3.(1,38:138) = 0,03(mol)
Vậy: C M (CuSO ) = 0,03 : 0,2 = 0,15M
Ví dụ 3: Hòa tan 20 gam hỗn hợp hai muối sunfit của hai kim loại hóa trị II
trong dung dịch HCl thu đợc dung dịch A và V lít SO2 (đktc) bay ra. Khi cô cạn
dung dịch A thu đợc 17,75 gam chất rắn. Xác định giá trị của V.
Bài giải
Cách 1: PP tăng - giảm khối lợng
ASO3 + 2HCl
ACl2 + SO2 + H2O (1)
BSO3 + 2HCl
BCl2 + SO2 + H2O (2)
Cứ 1 mol SO2 sinh ra thì sẽ có 1 mol muối ASO 3 hoặc BSO3 phản ứng và tạo ra
1 mol ACl2 hoặc BCl2 làm khối lợng giảm 80 - 71 = 9 (g).
Vậy nếu khối lợng muối giảm 20 - 11,75 = 2,25 gam thì số mol SO2 giải phóng
sẽ là: 2,25 : 9 = 0,25 mol => VSO = 0,25.22,4 = 5,6(l )
Cách 2: PP bảo toàn khối lợng
Gọi x là số mol của SO2, ta có
4
4
4
2
n SO2 = n H 2O = n ASO3 + n BSO3 = 0,5.n HCl = x( mol )
Theo ĐLBTKL: 20 + 36,5.2x = 17,75 + 64x + 18.x => x = 0,25(mol)
=> VSO = 0,25.22,4 = 5,6(l )
Ví dụ 4: Cho 47,15 g hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào 200ml dd Na2CO3 1M và
K2CO3 0,5M xuất hiện 44,4 g kết tủa X và dd Y. Tìm khối lợng các chất trong X
và khối lợng các chất tan trong Y.
Bài giải
n Na CO = 0,2.1 = 0,2mol ; n K CO = 0,2.0,5 = 0,1(mol )
PTHH: BaCl2 + Na2CO3
BaCO3 + 2NaCl
BaCl2 + K2CO3
BaCO3 + 2KCl
CaCl2 + Na2CO3
CaCO3 + 2NaCl
CaCl2 + K2CO3
CaCO3 + 2KCl
Cứ 1 mol BaCl2 hoặc CaCl2 chuyển thành 1 mol BaCO3 hoặc CaCO3 giảm 11gam
Thì n mol hỗn hợp - - - - - - - - - - giảm 47,15 - 44,4 = 2,75 gam
n = 2,75 : 11 = 0,25 (mol)
Giải tìm khối lợng các chất trong X. Đặt số mol của BaCO 3, CaCO3 lần lợt là x,
y
2
2
3
2
3
x + y = 0,25
x = 0,2
=>
197 x + 100 y = 44,4
y = 0,05
Ta có hệ PT
Khối lợng của BaCO3 là: 0,2.197 = 39,4 (g); của CaCO3 là: 0,05.100 = 5 (g).
Khối lợng các chất tan trong dd Y không thể xác định đợc vì chúng ở dạng tan,
có sự trao đổi thuận nghịch. Do đó chỉ có thể tính tổng khối lợng của chúng, theo
ĐLBTKL: 47,15 + 0,2.106 + 0,1.138 = 44,4 + mY
mY = 82,15 - 44,4 = 37,75(g).
3. Phơng pháp khối lợng mol trung bình:
3
Triệu Hồng Hải
Khối lợng mol trung bình của hõn hợp là khối lợng của 1 mol hỗn hợp đó.
M =
mhh M 1 n1 + M 2 n 2 + ... + M i ni
=
nhh
n1 + n2 + ... + ni
(1)
Trong đó: mhh là tổng số gam của hỗn hợp
nhh là tổng số mol của hỗn hợp
M1, M2, ..., Mi là khối lợng mol của các chất trong hỗn hợp.
n1, n2, ..., ni là số mol tơng ứng của các chất.
Tính chất: mmin < M < Mmax
Đối với chất khí vì thể tích tỉ lệ với số mol nên (1) đợc viết lại thành:
M =
M 1V1 + M 2V2 + ... + M iVi
Vn1 + V2 + ... + Vi
(2)
M 1 x1 + M 2 x 2 + ... + M i xi
100
(3)
Gọi x1, x2, ..., xi là thành phần trăm số mol hoặc thể tích(nếu hỗn hợp khí) tơng
ứng của các chất thì từ (1) và (2) ta dễ dàng suy ra:
M =
Trong đó: x1, x2, ..., xi = 100%
Hoặc M = M 1 x1 + M 2 x 2 + ... + M i xi
(4)
Trong đó: x1, x2, ..., xi = 1
Chú ý: Nếu hỗn hợp chỉ gồm hai chất có khối lợng mol tơng ứng M1 và M2 thì
các công thức trên đợc viết dới dạng:
M 1 n1 + M 2 .( n n1 )
n
M 1V1 + M 2 .(V V1 )
M =
V
M 1 x + M 2 .(100 x)
M =
100
M = M 1 x1 + M 2 (1 x1 )
M =
- Chỉ dùng công thức trung bình nếu các phản ứng xảy ra với cùng một hiệu suất.
Nhận xét: Nếu số mol (hoặc thể tích) hai chất bằng nhau thì:
M =
M1 + M 2
và ngợc lại
2
Ví dụ 1: Cho 3,1 g hỗn hợp 2 kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp tác dụng
hết với nớc thu đợc 1,12 lít khí (đktc).
a) Xác định tên hai kim loại.
b) Tính thành phần phần trăm khối lợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.
Bài giải
Gọi là khối lợng mol trung bình của 2 kim loại kiềm, ta có:
2A + 2H2O
2AOH + H2 (1)
Theo (1): n A = n H = 2.(1,12 : 22,4) = 0,1(mol ) => A = 3,1 : 0,1 = 31( g / mol )
Vì khối lợng mol trung bình bằng 31 g/mol và hai kim loại kiềm thuộc hai chu
kì liên tiếp, nên 2 kim loại phù hợp là Na(23) < 31 = A < K(39).
Gọi a là số mol Na, b là số mol K trong hỗn hợp, ta có:
2
a.23 + b.39
= 31
a+b
(2);
a + b = 0,1
(3)
Từ (2) và (3) suy ra: a = 0,05 mol; b = 0,05 mol
Vậy, thành phần phần trăm khối lợng của từng kim loại là:
%m Na =
23.0,05
39.0,05
100% = 37,1%;% m K =
100% = 62,9% .
3,1
3,1
4
Triệu Hồng Hải
Ví dụ 2: Hòa tan 174 g hỗn hợp hai muối cacbonat và sunfit của cùng một kim
loại kiềm vào dd HCl d. Toàn bộ khí thoát ra đợc hấp thụ tối thiểu 500ml dd
KOH 3M. Xác định tên của kim loại kiềm.
Bài giải
Các PƯHH xảy ra: M2CO3 + 2HCl
2MCl + H2O + CO2 (1)
M2SO3 + 2HCl
2MCl + H2O + SO2 (2)
Toàn bộ khí CO2 và SO2 sinh ra hấp thụ một lợng tối thiểu KOH, nên sản phẩm
là muối axit. Các PTHH:
CO2 + KOH
KHCO3 (1)
SO2 + KOH
KHSO3 (2)
Từ (1), (2), (3), (4), ta có:
n hai muối = n hai khí = nKOH = 0,5.3 = 1,5 (mol).
Khối lợng mol trung bình của hai muối:
M = 174 : 1,5 = 116( g ) => 2 M + 60 < M < 2 M + 80
=> 2 M + 60 < 116 < 2 M + 80 => 18 < M < 28
Vì M là kim loại kiềm nên M là Na (23).
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 22,6 gam hỗn hợp muối cacbonat của kim loại
kiềm thổ thuộc hai chi kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn trong dd HCl d, thu đợc
5,6 lít CO2(đktc). Xác định hai kim loại đó.
Bài giải
nCO2 = 5,6 : 22,4 = 0,25( mol )
Đặt M CO3 là công thức chung của hai muối cacbonat, ta có:
(1)
M Cl2 + CO2 + H2O
M CO3 + 2HCl
(mol) 0,25
0,25
Từ (1) suy ra n M CO = 0,25(mol ) => M + 60 = 22,6 + 0,25 = 90,4( g / mol )
=> M = 30,4 g/mol
=> M1 = 24(Mg) < M = 30,3 < M2 = 40(Ca)
Ví dụ 4: Cho m gam hỗn hợp FeS và Fe vào dd HCl d, kết thúc phản ứng thu
đợc hỗn hợp khí X, có tỉ khối so với H 2 là 10,6. Phần trăm khối lợng của Fe
trong hỗn hợp rắn.
Bài giải
PTHH: FeS + 2HCl
FeCl2 + H2S(r) (1)
Fe + 2HCl
(2)
FeCl2 + H2
Đặt nFeS = x mol => n H S = x(mol )
nFe = y mol => n H = y (mol )
3
2
2
34 x + 2 y
56.100%
Mx =
= 2.10,6 => x = 1,5 y ; %m Fe =
= 29,78%
x+ y
88.1,5 + 56
4. Phơng pháp ghép ẩn số:
Ví dụ: Cho hỗn hợp Al, Fe, Mg tác dụng với dd HCl d thu đợc 11,2 lít khí
(đktc) và 53,0 g muối. Tìm khối lợng hỗn hợp X.
Bài tập này ngoài PPBTKL, tăng - giảm khối lợng còn có thể giải theo PPG ẩn
Bài giải
Gọi x, y, z lần lợt là số mol của Mg, Al, Fe.
PTHH của các phản ứng:
Mg + 2HCl
MgCl2 + H2
(mol) x
x
x
2Al + 6HCl
2AlCl3 + 3H2
(mol) y
y
1,5y
Fe + 2HCl
FeCl2 + H2
(mol) z
z
z
5
Triệu Hồng Hải
11,2
= 0,5(1)
x + 1,5 y + z =
22,4
Ta có hệ PT
95 x + 133,5 y + 127 z = 53,0(2)
Với 3 ẩn, có 2 phơng trình. Tìm khối lợng 3 kim loại tức là tổng:
24x + 27y + 56z
Tách (2) ta đợc: 24x + 27y + 56z + 71(x + 1,5y + z) = 53
=> 24x + 27y + 56z = 53 - 0,5.71 = 17,5 (g).
5. Phơng pháp tự chọn lợng chất:
- Khi gặp các bài toán có lợng chất đề cho dới dạng tổng quát(dạng tỉ lệ mol, tỉ
lệ phần trăm theo thể tích, khối lợng, hoặc các lợng chất đề cho đều có chứa
chung một tham số: m g, V lít, x mol ...) thì các bài toán này sẽ có kết quả không
phụ thuộc vào lợng chất đã cho.
- Có một số bài toán tởng nh thiếu dữ kiện gây bế tắc cho việc tính toán.
Trong các trờng hợp trên tốt nhất ta tự chọn một giá trị nh thế nào để cho việc
giải bài toán trở thành đơn giản hơn.
Cách 1: chọn 1 mol nguyên tử, phẩn tử hoặc 1 mol hỗn hợp các chất phản ứng.
Cách 2: Chọn đúng tỉ lệ lợng chất trong đề bài đã cho.
Cách 3: Chọn cho thông số một giá trị phù hợp để chuyển phân số phức tạp về số
đơn giản để tính toán.
Ví dụ 1: Hòa tan muối cacbonat của kim loại M bằng một lợng vừa đủ dd
H2SO4 9,8% loãng ta thu đợc dd muối sunfat 14,18%. hỏi M là kim loại gì?
Bài giải
M2(CO3)n + nH2SO4
M2(SO4)n + nH2O + nCO2
(2M + 60n)
98n
(2M + 96n)
44n (g)
Giả sử có 1 mol muối cacbonat bị hòa tan, theo đề ra ta có khối lợng các chất
tham gia và tạo thành nh trên phơng trình.
Nh vậy: m M ( SO ) = 2M + 96n
2
4 n
98n
100
2
4
9,8
98n
100 + 2 M + 60n 44n
Khối lợng dd sau phản ứng là:
9,8
2 M + 96n
C % M 2 ( SO4 ) n =
100% = 14,18%
98n
Ta có:
=> M = 28n.
100 + 2 M + 60n 44n
9,8
Khối lợng dd H2SO4 là: m H SO =
Vì n là hóa trị của kim loại trong muối nên n có thể là 1, 2, 3
Ta xét bảng sau:
1
2
3
x
MR
28
56
84
Vậy, n = 2, M = 56 là phù hợp. M là kim loại sắt(Fe).
Ví dụ 2: Hòa tan một lợng oxit của kim loại R vào trong dung dịch H 2SO4
4,9% vừa đủ thù thu đợc 1 dd muối có nồng độ 5,87%. Xác định CTPH của oxit
kim loại.
Bài giải
Gọi công thức tổng quát của oxit R2On (n là hóa trị của R).
Giả sử hòa tan 1 mol R2On.
R2On
+ nH2SO4
R2(SO4)n
+ nH2O
(2MR + 16n)
98n
(2MR + 96n) (g)
Theo ĐLBTKL, ta có:
mdd sau phản ứng = (2MR + 16n) +
98n
100 = (2MR + 2016n) (g)
4,9
6
Triệu Hồng Hải
Theo đề ra, ta có:
2 M R + 96n
100% = 5,87% => MR = 12n.
2 M R + 2016n
Vì x là hóa trị của kim loại trong oxit bazơ, nên n có thể bằng 1, 2, 3, 4
Vậy, với n = 2, MR = 24, R là kim loại Mg, oxit kim loại là MgO.
Ví dụ 3: Nung nóng m gam hỗn hợp Na2CO3 và NaHCO3 đến khi phản ứng
hoàn toàn thu đợc V lít CO2. Cũng cho m gam hỗn hợp đó hòa tan trong dd HCl
d thu đợc 3V lít CO2(đktc). Tìm % khối lợng của Na2CO3 trong hỗn hợp trên.
Bài giải
t
Các PTHH: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
(1)
(mol)
2
1
NaHCO3 + HCl
NaCl
+
CO2 + H2O (2)
(mol)
2
2
Na2CO3 + 2HCl
2NaCl
+
CO2 + H2O (3)
(mol)
x
x
Chọn số mol của NaHCO3 trong hỗn hợp là 2 mol, thì:
Số mol CO2 ở (1) là 1 mol, tơng ứng với thể tích V
Số mol CO2 ở (2) là 2 mol, tơng ứng với thể tích 2V
Số mol CO2 ở (3) là x mol.
0
1
V
=
=> x = 1(mol )
2 + x 3V
1.106.100
=
= 38,69%
106 + 2.84
Theo đề ra ta có:
Vậy %m Na CO
2
3
Ví dụ 4: Cho m gam hỗn hợp A gồm Mg, Zn vào dd FeCl 2 d. Khi phản ứng
xảy ra hoàn toàn thu đợc m gam chất rắn. Tìm % khối lợng Mg trong A.
Bài giải
PTHH; Mg + FeCl2
MgCl2 + Fe
Zn + FeCl2
ZnCl2 + Fe
Chọn hỗn hợp có 1 mol Zn và n mol Mg
Cứ 1 mol Zn phản ứng, khối lợng chất rắn giảm đi 65 - 56 = 9 (g)
1 mol Mg phản ứng, khối lợng chất rắn tăng thêm 56 - 24 = 32 (g)
n mol Mg phản ứng, khối lợng chất rắn tăng thêm 32n (g)
Vì khối lợng chất rắn thu đợc bằng khối lợng hỗn hợp đầu tức là khối lợng tăng
thêm bằng khối lợng giảm đi, nên ta có phơng trình.
32n = 9 => n = 0,28125(mol).
mMg = 0,28125.24 = 6,75 (g) => %mMg =
6,75.100
= 9,41%
6,75 + 65
Ví dụ 5: Lấy một lợng dd H2SO4 cho tác dụng với hỗn hợp của Na và Mg có d
thì lợng H2 sinh ra bằng 5% khối lợng dung dịch ban đầu. Xác định nồng độ %
của dd H2SO4 đó.
Bài giải
2Na + H2SO4
Na2SO4 + H2 (1)
Mg + H2SO4
MgSO4 + H2 (2)
2Na + 2H2O
2NaOH + H2 (3)
Giả sử lấy 100g dd H2SO4 trong đó có chứa x gam H2SO4 và (100 - x) gam H2O
thì lợng H2 giải phóng ra là 5 g
Theo (1), (2): 98 g H2SO4 => 2 g H2
x g H2SO4 => a g H2
a=
2x
x
=
98 49
Theo (3): 36 g H2O => 2 g H2
(100 - x) g
=> b g H2
7
Triệu Hồng Hải
2(100 x) 100 x
=
36
18
x
100 x
Ta có: a + b =
+
= 5. Giải ra ta đợc x = 15,8 g. C% = 15,8%
49
18
b=
6. Phơng pháp xác định lợng muối khi cho oxit axit tơng ứng hoặc
cho axit nhiều nấc (H2SO4, H2S, H3PO4) tác dụng với dd kiềm
Loại 1: Sản phẩm giữa oxit axit với dung dịch kiềm (hoá trị I)
VD 1: Cho a mol CO2 sục vào dung dịch chứa b mol NaOH đợc dung dịch A.
Biện luận để xác định thành phần các chất trong dung dịch A theo a và b
Các phản ứng có thể xảy ra
CO2 + 2NaOH
Na2CO3 + H2O (1)
CO2 + NaOH
(2)
NaHCO3
Đặt T =
n NaOH
>0
nCO 2
Ta có các trờng hợp sau:
n NaOH
< 1 xảy ra phản ứng 2, sản phẩm là NaHCO3, d CO2
nCO 2
n NaOH
= 1 xảy ra phản ứng 2, sản phẩm là NaHCO3
nCO 2
n NaOH
> 2 xảy ra phản ứng 1, sản phẩm là Na2CO3, d NaOH
nCO 2
n NaOH
= 2 xảy ra phản ứng 1, sản phẩm là Na2CO3
nCO 2
n
1 < NaOH < 2 xảy ra 2 phản ứng, sản phẩm là hỗn hợp 2 muối Na2CO3 và NaHCO3
nCO 2
( Các oxit axit khác SO2, SO3 ... tơng tự)
Loại 2: Sản phẩm giữa oxit axit với dung dịch kiềm (hoá trị II)
VD 2: Cho a mol CO2 sục vào dung dịch chứa b mol Ca(OH)2 đợc dung dịch X.
Biện luận để xác định thành phần các chất trong dung dịch X theo a và b
Các phản ứng có thể xảy ra
CO2 + Ca(OH)2
CaCO3 + H2O (1)
2CO2 + Ca(OH)2
(2)
Ca(HCO3)2
Đặt T =
nCO 2
nCa ( OH ) 2
>0
Ta có các trờng hợp sau:
nCO 2
nCa ( OH ) 2
nCO 2
nCa ( OH ) 2
nCO 2
nCa ( OH ) 2
nCO 2
nCa ( OH ) 2
< 1 xảy ra phản ứng 1, sản phẩm là CaCO3, d Ca(OH)2
= 1 xảy ra phản ứng 1, sản phẩm là CaCO3
> 2 xảy ra phản ứng 2, sản phẩm là Ca(HCO3)2, d CO2
= 2 xảy ra phản ứng 2, sản phẩm là Ca(HCO3)2
8
Triệu Hồng Hải
1<
nCO 2
< 2 xảy ra 2 PƯ, sản phẩm là hỗn hợp 2 muối CaCO3 và Ca(HCO3)2
nCa ( OH ) 2
( Các oxit axit khác SO2, SO3 ... tơng tự)
Ví dụ 1: Tính khối lợng các chất có trong dung dịch sau phản ứng trong các trờng hợp sau:
a) Sục từ từ 2,24 lít CO2 vào 500ml dung dịch NaOH 0,2M
b) Dẫn 11,2 lít SO2 vào dung dịch chứa 84 (g) KOH
c) Sục 13,2 (g) CO2 vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 0,4M
(Biết các thể tích khí đo ở đktc)
Bài làm
2,24
= 0,1( mol ) ; n NaOH = 0,5.0,2 = 0,1( mol )
22,4
n
0,1
Nhận thấy: NaOH = = 1 => sản phẩm là NaHCO3
nCO 2
0,1
a) Ta có: nCO =
2
CO2 + NaOH
NaHCO3
n NaHCO3 = n NaOH = 0,1(mol )
m NaHCO3 = 0,1.84 = 8,4( g )
11,2
= 0,3(mol ) ; n KOH = 84.56 = 1,5(mol )
22,4
n
1,5
= 3 > 2 => sản phẩm là K2SO3, d KOH
Nhận thấy: KOH =
nCO 2
0,5
b) Ta có: nSO =
2
CO2 + 2KOH
K2CO3 + H2O
Theo phơng trình ta có:
n K SO = n SO = 0,5(mol ) => m K SO = 0,5.158 = 79( g )
nKOH đã phản ứng = 2nSO = 1 mol
nKOH d = 1,5 - 1 = 0,5 mol => mKOH d = 0,5.56 = 28
c) Ta có:
2
3
2
2
3
2
13,2
= 0,3(mol ) ; nCa ( OH ) 2 ô,5.0,4 = 0,2(mol )
44
nCO 2
0,3
=
= 1,5 < 2 => SP là hh 2 muối CaCO3 và Ca(HCO3)2
Nhận thấy 1 <
nCa ( OH ) 2 0,2
nCO2 =
Gọi x, y lần lợt là số mol của CaCO3 và Ca(HCO3)2
CO2 + Ca(OH)2
CaCO3 + H2O
mol x
2x
x
2CO2 + Ca(OH)2
Ca(HCO
3)2
mol 2y
y
y
mCa ( OH ) = x + y = 0,2
Từ (5) và (6) ta có hệ phơng trình
2
nCO2 = x + 2 y = 0,3
Giải hệ ra ta đợc: x = 0,1; y = 0,1
Khối lợng muối thu đợc là: 0,1.100 + 0,1.162 = 10 + 16,2 = 26,2 (g)
Ví dụ 2: Hoà tan hết 24,8 (g) Na2O vào nớc thu đợc dung dịch A. Phân huỷ
hoàn toàn 50 (g) CaCO3 đợc khí B. Sục từ từ khí B vào dung dịch A thì đợc bao
nhiêu gam muối.
Giải
Ta có: n Na O =
2
24,8
50
= 0,4(mol ) ; nCaCO3 =
= 0,5(mol )
62
100
- Khi cho Na2O vào nớc tạo dung dịch A là NaOH
9
Triệu Hồng Hải
Na2O + H2O
(1)
2NaOH
Theo phơng trình n NaOH = 2n Na O = 0,4.2 = 0,8(mol )
- Khi phân huỷ CaCO3 thu đợc khí B là CO2
t
nCO = nCa CO = 0,5( mol )
CaCO3
CaO + CO2
2
0
2
Nhận thấy 1 <
3
n NaOH 0,8
=
= 1,6 < 2 => SP là hh 2 muối Na2CO3 và NaHCO3
nCO 2
0,5
Gọi x, y lần lợt là số mol của Na2CO3 và NaHCO3
CO2 + 2NaOH
Na2CO3 + H2O (5)
mol x
2x
x
CO2 + NaOH
(6)
NaHCO3
mol y
y
y
m NaOH = 2 x + y = 0,8
Từ (5) và (6) ta có hệ phơng trình
nCO = x + y = 0,5
Giải hệ ra ta đợc: x = 0,3; y = 0,2
Khối lợng muối thu đợc là: m = 0,3.106 + 0,2.84 = 48,6(g)
2
Loại 3: Trờng hợp P2O5 tác dụng với dd kiềm AOH(NaOH, KOH...)
Các PTPƯ:
P2O5 + 2AOH + H2O
2AH2PO4
M1
2A
2HPO4 + H2O
M2
2A3PO4 + 3H2O
M3
P2O5 + 4AOH
P2O5 + 6AOH
Đặt T =
n AOH
n P2O5
M1
P2O5 d
M1
M1 và M2
2
M2
4
M2 và M3
M3
M3
AOH d
6
Trờng hợp P2O5 tác dụng với dd kiềm A(OH)2 (Ba(OH)2, Ca(OH)2...)
Xét tơng tự nh trên
Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 4,65 gam phôt pho trong oxi d. Cho sản phẩm tạo
thành tác dụng với 200ml dung dịch NaOH 1M. Tính khối lợng muối khan thu
đợc sau phản ứng.
Bài giải
nP = 4,65 : 31 = 0,15 mol; nNaOH = 0,2.1 = 0,2 mol
t
4P + 5O2
2P2O5
(mol) 0,15
0,075
Cách 1:
P2O5 + 2NaOH + H2O
2NaH2PO4
ban đầu
0,075
0,2
phản ứng
0,075
0,15
0,15
sau phản ng 0
0,05
NaH2PO4 + NaOH
Na2HPO4 + H2O
ban đầu
0,15
0,05
phản ứng
0,05
0,05
0,05
sau phản ng 0,1
0
mmuối = m NaH PO + m Na HPO = 120.0,1 + 142.0,05 = 19,1( g )
0
2
Cách 2: T =
4
2
4
n NaOH
0,2
=
2
n P2O5
0,075
=> Tạo hai muối NaH2PO4 và Na2HPO4
10
Triệu Hồng Hải
P2O5 + 2NaOH + H2O
2NaH2PO4
x
2x
2x
P2O5 + 4NaOH
2Na2HPO4 + H2O
y
4y
2y
x + y = 0,075
x = 0,05
=>
2 x + 4 y = 0,2
y = 0,025
mmuối = m NaH 2 PO4 + m Na2 HPO4 = 120.0,1 + 142.0,05 = 19,1( g )
Ta có hệ:
Loại 4: Trờng hợp dung dịch H3PO4 với dung dịch bazơ:
* Dd H3PO4 + dd ROH. Các PTHH có thể xảy ra.
ROH + H3PO4
2ROH + H3PO4
3ROH + H3PO4
Đặt T =
RH2PO4 + H2O
R2HPO4 + H2O
R3PO4 + 3H2O
(1)
(2)
(3)
n ROH
n H 3 PO4
- Nếu 0 < T < 1, chỉ xảy ra phản ứng (1), tạo ra RH2PO4 và H3PO4 còn d.
- Nếu T = 1, PƯ (1) vừa đủ, tạo ra RH2PO4.
- Nếu 1 < T < 2, xảy ra cả phản ứng (1) và (2), tạo ra R2HPO4 và RH2PO4.
- Nếu T = 2, phản ứng (2) vừa đủ, tạo ra R2HPO4
- Nếu 2 < T < 3, xảy ra cả phản ứng (2) và (3), tạo ra R3PO4 và R2HPO4.
- Nếu T = 3, phản ứng (3) vừa đủ, tạo ra R3PO4.
- Nếu T > 3, chỉ xảy ra PƯ (3) vừa đủ, tạo ra R3PO4 và NaOH còn d.
* Dd H3PO4 + dd R(OH)2. Các PTHH có thể xảy ra.
3R(OH)2 + 2H3PO4
R3(PO4)2 + 6H2O (1)
R(OH)2 + H3PO4
(2)
RHPO4 + 2H2O
R(OH)2 + 2H3PO4
R(H2PO4)2 + 2H2O (3)
Đặt T =
n H 3 PO4
n R (OH ) 2
- Nếu 0 < T < 2/3, chỉ xảy ra phản ứng (1), tạo ra R3(PO4)2 và R(OH)2 còn d.
- Nếu T = 2/3, PƯ (1) vừa đủ, tạo ra R3(PO4)2.
- Nếu 2/3 < T < 1, xảy ra cả phản ứng (1) và (2), tạo ra RHPO4 và R3(PO4)2.
- Nếu T = 1, phản ứng (2) vừa đủ, tạo ra RHPO4
- Nếu 1 < T < 2, xảy ra cả phản ứng (2) và (3), tạo ra RHPO4 và R(H2PO4)2
- Nếu T = 2, phản ứng (3) vừa đủ, tạo ra R(H2PO4)2.
- Nếu T > 2, chỉ xảy ra PƯ (3) vừa đủ, tạo ra R(H2PO4)2 và H3PO4 còn d.
Ví dụ 1: Cho 100ml dd H3PO4 1,8M tác dụng với 300ml NaOH 1M, thu đợc dd
A. Xác định nồng độ mol của các chất trong dd A.
Bài giải
Theo đề ra ta có: nNaOH = 0,3.1 = 0,3 (mol); n H PO = 0,1.1,8 = 0,18(mol )
2
Xét tỉ lệ: 1 <
4
n NaOH
0,3
=
= 1,667 < 2 , nên xaye ra các phản ứng sau:
n H 3 PO4 0,18
NaOH + H3PO4
(1)
NaH2PO4 + H2O
(mol) a
a
a
2NaOH + H3PO4
(2)
Na2HPO4 + 2H2O
(mol) 0,3 - a (0,3 - a)/2
0,3 - a)/2
Gọi a là số mol NaOH tham gia phản ứng (1), suy ra (0,3 - a) là số mol NaOH
tham gia phản ứng (2).
Theo đề ra và phơng trình, ta có (0,3 - a)/2 + a = 0,18 => a = 0,06 (mol).
Nh vậy, sau phản ứng có NaH2PO4 (0,06 mol) và Na2HPO4 có số mol là:
11
Triệu Hồng Hải
(0,3 - 0,06)/2 = 0,12 (mol).
Nồng độ mol của các dd sau phản ứng là:
C M ( NaH PO ) = 0,06 : 0,4 = 0,15M ; C M ( Na HPO ) = 0,12 : 0,4 = 0,3M
Ví dụ 2: Thêm 300ml dung dịch NaOH 1M vào 200ml dung dịch H2PO4 1M.
Sau phản ứng trong dung dịch thu đợc có chứa muối nào?
Bài giải
Theo đề ra ta có: nNaOH = 0,3.1 = 0,3 (mol); n H PO = 0,2.1 = 0,2(mol )
Cách 1:
NaOH + H3PO4
(1)
NaH2PO4 + H2O
0,2
0,2
0,2
nNaOH d = 0,3 - 0,2 = 0,1 mol
NaH2PO4 + NaOH
Na2HPO4 + 2H2O
0,1
0,1
0,1
n NaH PO = 0,2 0,1(mol ) => dd thu đợc sau phản ứng có chứa muối NaH2PO4 và
Na2HPO4.
2
4
2
4
2
2
4
4
Loại 5: Trờng hợp H2S tác dụng với dd bazơ:
* Trờng hợp H2S tác dụng với dd kiềm MOH(NaOH, KOH ...)
PTHH: H2S + MOH
MHS + H2O (1)
H2S + 2MOH
M2S + 2H2O (2)
n MOH
- Nếu bài toán cho dung dịch kiềm d hoặc tính đợc n 2 thì trờng hợp này
H S
muối tạo thành là muối trung hòa (chỉ có phản ứng(2))
- Nếu bài toán cho H2S d đi qua dd kiềm hoặc một lợng kiềm tối thiểu để hấp
n MOH
thụ hết H2S hoặc tính đợc n 1 thì trờng hợp này muối tạo thành là muối axit
H S
(chỉ có phản ứng(1) xảy ra)
2
2
- Nếu tính đợc: 1 <
Đặt T =
n MOH
< 2 thì trờng hợp này tạo ra hai muối (cả (1) và (2)).
nH2S
n MOH
ta có:
nH2S
MHS
H2S d
MHS
MHS
M2S
M2S
M2S
MOH d
1
2
T
Ví dụ: Dẫn 5,6 lít (đktc) khí H2S lội chậm qua bình đựng 350ml dd NaOH 1M.
Tính khối lợng muối sinh ra.
Bài giải
n H S = 5,6 : 22,4 = 0,25(mol ) ; nNaOH = 0,35.1 = 0,35 mol
Cách 1: H2S + 2NaOH
Na2S + 2H2O
(mol) 0,175
0,35
0,175
2
nH 2S
d
= 0,25 0,175 = 0,075(mol )
H2S + Na2S
0,075
0,075
2NaHS
0,15
n Na2 S d = 0,175 0,075 = 0,1mol
mmuối = 56.0,15 + 78.0,1 = 16,2 gam
Cách 2: T =
n NaOH 0,35
=
1 < T < 2 Sản phẩm tạo thành gồm hai muối
nH 2S
0,25
H2S + 2NaOH
x
2x
Na2S + 2H2O (1)
x
12
Triệu Hồng Hải
H2S + NaOH
y
y
NaHS + H2O
y
(2)
x + y = 0,25
2 x + y = 0,35
Ta có hệ:
Giải hệ ra ta đợc: x = 0,1; y = 0,15
mmuối = 56.0,15 + 78.0,1 = 16,2 gam
* Trờng hợp H2S t/d với dd kiềm thổ M(OH)2 (Ba(OH)2, Ca(OH)2)
PTHH: M(OH)2 + H2S
(1)
MS + 2H2O
M(OH)2 + 2H2S
M(HS)2 + 2H2O (2)
Tơng tự nh trờng hợp tác dụng với dung dịch kiềm. Tuy nhiên, cần lu ý rằng kim
loại kiềm thổ hóa trị II nên tỉ lệ mol giữa M(OH)2 và H2S khác trờng hợp trên.
M(HS)2 M(HS)2
M(HS)2
MS
MS
H2S d
MS
M(OH)2 d
1
2
T
Đặt T =
7. Phơng pháp biện luận:
n M ( OH ) 2
nH 2S
Khi tìm công thức phân tử hoặc xác định tên nguyên tố thờng phải xác định
chính xác khối lợng mol, nhng những trờng hợp M cha có giá trị chính xác đòi
hỏi phải biện luận.
Biện luận theo hóa trị, theo lợng chất, theo giới hạn, theo phơng trình vô định
hoặc theo kết quả bài toán, theo khả năng phản ứng.
* Biện luận theo ẩn số:
Ví vụ 1: Hòa tan 4,8 g kim loại R vào H 2SO4 đặc, nóng thu đợc 1,68 lít SO2
(đktc). Tìm R
Bài giải
n SO2 = 1,68 : 22,4 = 0,075(mol )
PTHH:
t
2R + 2nH2SO4
R2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
0
2.0,075
n
4,8.n
= 32n
=>MR =
0,15
(mol)
0,075
Với n = 1, 2, 3 thì chỉ có n = 2, MR = 64 là phù hợp. Vậy R là Cu
Ví vụ 2: Hòa tan 1 kim loại cha biết hóa trị trong 500ml dd HCl thì thấy thoát
ra 11,2 dm3 (đktc). Phải trung hòa axit d bằng 100ml dd Ca(OH)2 1M. Sau đó cô
cạn dd thu đợc thì thấy còn lại 55,6 g muối khan. Tìm nồng độ mol của dd axit
và xác định tên kim loại đã dùng.
Bài giải
Giả sử kim loại là R có hóa trị n, suy ra: 1 n 3, và n nguyên
Số mol Ca(OH)2 là: 0,1.1 = 0,1(mol). Số mol H2 là : 11,2 : 22,4 = 0,5 (mol)
2R + 2nHCl
(1)
2RCln + nH2
(mol) 1/n
1
1/n
0,5
Ca(OH)2 + 2HCl
CaCl
+
2H
(2)
2
2O
(mol) 0,1
0,2
0,1
Từ (1), (2) suy ra: nHCl = 1 + 0,2 = 1,2 (mol).
Nồng độ mol của dd HCl: CM(HCl) =1,2 : 0,5 = 2,4 M
Theo các PTHH ta có: m RCl = 55,6 - (0,1.111) = 44,5 (g)
Ta có: 1/n(R + 35,5n) = 44,5 => R = 9n
Với n = 1, 2, 3 thì chỉ có n = 3, R = 27 là phù hợp. Vậy R là Al
n
13
Triệu Hồng Hải
* Biện luận so sánh:
Ví vụ 1: Có 1 hỗn hợp gồm hai kim loại A và B có tỉ lệ khối lợng nguyên tử
8 : 9. Biết nguyên tử khối của A, B đều không quá 30. Tìm hai kim loại
Bài giải
Theo đề, tỉ số nguyên tử khối của hai kim loại là: A/B = 8/9 nên suy ra A = 8n;
B = 9n ( n Z + )
Vì A, B đều có nguyên tử khối không quá 30, nên: 9n 30 => n 3. Ta có
bảng biện luận sau:
n
1
2
3
A
8
16
24
B
9
18
27
Suy ra hai kim loại là Mg(24) và Al(27).
Ví dụ 2: Hòa tan 12 g hỗn hợp Fe và kim loại M hóa trị II vào dd HCl d thu đợc 6,72 lít khí(đktc). Mặt khác, cho 3,6 g M tác dụng với 400 ml H 2SO4 1M thấy
axit còn d. Xác định tên M.
Bài giải
n H = 6,72 : 22,4 = 0,3(mol ) ; n H SO = 0,4.1 = 0,4(mol )
Đặt ký hiệu chung của Fe và M là R
PTHH: R + 2HCl
RCl2 + H2
(mol) 0,3
0,3
M R = 12 : 0,3 = 40. Vì MFe = 56 > M R = 40. => M < 40
Mặt khác: M + H2SO4
MSO4 + H2
Khi axit d, chứng tỏ nM < n H SO = 0,4(mol )
=> M > 3,6 : 0,4 = 9. Vậy 9 < M < 40 => M chỉ có thể là Mg.
Ví dụ 3: Hòa tan 8,7 g một hỗn hợp gồm K và một kim loại M thuộc phân
nhóm chónh nhóm II trong dd HCl d thì thấy có 5,6 dm3 H2 ở đktc. Hòa tan riêng
9 g kim loại M trong dd HCl d thì thể tích khí H2 sinh ra cha đến 11 lít đktc. Hãy
xác định kim loại M.
Bài giải
Đặt a, b lần lợt là số mol của mỗi kim loại K, M trong hỗn hợp
Thí nghiệm 1: các PTHH:
2K + 2HCl
2KCl + H2
(mol) a
a/2
M + 2HCl
MCl
+ H2
(mol) b
b
Suy ra số mol H2 là: a/2 + b = 5,6 : 22,4 = 0,25 => a + 2b = 0,5
Thí nghiệm 2: PTHH
M + 2HCl
MCl + H2
(mol) 9/M
9/M
Theo đề bài: 9/M < 11/22,4 => M > 18,3
(1)
Mặt khác:
39a + bM = 8,7
39(0,5 - 2b) + bM = 8,7
a + 2b = 0,5
a = 0,5 - 2b
2
b=
2
4
2
4
10,8
10,8
Vì 0 < b < 0,05 nên ta có
< 0,25 M < 34,8 (2)
78 M
78 M
Từ (1) và (2) ta suy ra kim loại phù hợp là Mg (24).
* Biện luận theo trị số trung bình:
Ví dụ 1: X là hỗn hợp 3,82 g gồm A2SO4 và BSO4, biết khối lợng nguyên tử
của B hơn khối lợng nguyên tử của A là 1đvC, Cho hỗn hợp vào dd BaCL 2 vừa
đủ, thu đợc 6,99 g kết tủa và một dd Y.
a) Cô cạn dd Y thì thu đợc bao nhiêu gam muối khan?
b) Xác định các kim loại A và B.
Bài giải
a) Các PTHH
A2SO4 + BaCl2
BaSO4 + 2ACl
14
Triệu Hồng Hải
BSO4 + BaCl2
BaSO4 + BCl2
Theo cá PTHH:
Số mol X = số mol BaCl2 = số mol BaSO4 = 6,99 : 233 = 0,03 (mol)
Theo ĐLBTKL, ta có:
m( ACl + BCL2 ) = 3,82 + (0,03.208) 6,99 = 3,07( g )
b) Ta có: M X = 3,82 : 0,03 127 . Với M1 = 2A + 96 và M2 = A + 97
2 A + 96 > 127
A + 97 < 127
Suy ra:
Giải hệ bất đẳng thức ta tìm đợc: 15,5 < A < 30.
Kim loại hóa trị I là Na(23). Suy ra kim loại hoas trị II là Mg(24).
8. Phơng pháp chia trờng hợp:
Dạng bài tập thờng gặp chất ban đầu hoặc chất sản phẩm cha xác định cụ thể
tính chất hóa học ( cha biết thuộc muối trung hòa hay muối axit, kim loại hoạt
động hay kém hoạt động, ...) hoặc cha biết phản ứng đã hoàn toàn cha.
- Chia ra làm hai loại nhỏ: biện luận các khả năng xảy ra đối với chất tham gia
và biện luận các khả năng đối với chất sản phẩm.
- Phải nắm chắc các trờng hợp có thể xảy ra trong quá trình phản ứng. Giải bài
toán theo nhiều trờng hợp và chọn các kết quả phù hợp.
Ví dụ 1: Khi cho a mol một kim loại R tan vừa hết trong dd chứa a mol H 2SO4
thù thu đợc 1,56 g muối và một khí A. Hấp thụ hoàn toàn khí A vào trong 45 ml
dd NaOH 0,2M thì thấy tạo thành 0,608 g muối. Hãy xác định kim loại đã dùng.
Bài giải
Gọi n là hóa trị của kim loại R. Vì cha rõ nồng độ của H2SO4 nên có thể xảy ra
ba phản ứng:
2R + nH2SO4
(1)
R2(SO4)n + nH2
2R + 2nH2SO4
(2)
R2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
2R + 5nH2SO4
(3)
4R2(SO4)n + nH2S + 4nH2O
Khí A tác dụng đợc với NaOH, nên không thể là H 2, suy ra phản ứng, suy ra
phản ứng (1) không phù hợp.
Vì số mol R = số mol H2SO4 = a mol, nên:
Nếu xảy ra (2) thì: 2n = 2 => n = 1 (hợp lí)
Nếu xảy ra (3) thì: 5n = 2 => n = 2/5 (vô lí)
Vậy kim loại R hóa trị I và khí A là SO2.
t
2R + 2H2SO4
R2SO4 + SO2 + 2H2O
(mol) a
a
a/2
a/2
Giả sử SO2 tác dụng với NaOH tạo ra hai muối NaHSO3 và Na2SO3:
SO2 + NaOH
NaHSO3
(mol) x
x
x
SO2 + 2NaOH
Na
SO
2
3 + H2 O
(mol) y
2y
y
0
x + 2 y = 0,2.0,045 = 0,009 x = 0,001
104 x + 126 y = 0,608
y = 0,004
Theo đề ta có:
Giả thiết phản ứng tạo hai muối là đúng.
Ta có: số mol R2SO4 = số mol SO2 = x + y = 0,005 mol
Khối lợng của mol R2SO4 là: (2R + 96).0,005 = 1,56 => R = 108.
Vậy, kim loại đã dùng là Ag.
9. Phơng pháp bảo toàn nguyên tố:
Trong phản ứng hóa học, nguyên tử của các nguyên tố đợc bảo toàn.
Ví dụ 1: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần
0,05 mol H2. Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dd H 2SO4
15
Triệu Hồng Hải
đặc thấy giải phóng khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất. Tính thể tích (đktc) khí
SO2 thu đợc.
Bài giải
Thực chất phản ứng khử các oxit sắt trên là:
H2 + O
H2O
(mol) 0,05
0,05
Đặt số mol hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 lần lợt là x, y, z. Ta có
nO = x + 4y + 3z = 0,05 (mol)
(1)
=> n Fe =
3,04 0,05.16
= 0,04 (mol) => x + 3y + 2z = 0,04 (mol)
56
(2)
Nhân hai vế của (2) với 3 và nhân 2 vế của (1) với 2 rồi lấy (2) - (1) ta có
x + y = 0,02 mol
Mặt khác: 2FeO + 4H2SO4
Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
(mol)
x
x/2
2Fe3O4 + 10H2SO4
3Fe
(SO
)
+
SO
2
4
3
2 + 10H2O
(mol)
y
y/2
=> Tổng n SO =
2
x + y 0,02
=
= 0,01 (mol); Vậy: VSO2 = 224 (ml).
2
2
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 g một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu
thu đợc 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dd HCl 2M.
Tnính thể tích dd HCl cần dùng.
Bài giải
mO = moxit - mkl = 5,96 - 4,04 = 1,92 g; nO = 1,92 : 16 = 0,12 mol
Hòa tan hết hỗn hợp ba oxit bằng dd HCl tạo thành H2O nh sau:
2H+ + O2-
H2O
(mol) 0,24
0,12
=> VHCl = 0,24 : 2 = 0,12 lít.
10. Toán về kim loại tác dụng với dung dịch muối:
Loại 1: Một kim loại với dung dịch mộit muối của kim loại yếu hơn:
- Gọi x là số mol của kim loại mạnh
- Lập PTHH
Dựa vào dữ kiện đề bài và PTHH để tìm lợng kim loại tham gia.
- Từ đó suy ra lợng các chất khác.
Sau phản ứng thanh kim loại sẽ tăng hoặc giảm.
+ Nếu thanh kim loại tăng: mkim loại sau p - mkim loại trớc p = mKL tăng
+ Nếu thanh kim loại giảm: mkim loại trớc p - mkim loại sau p = mKL giảm
+ Nếu đề bài cho khối lợng thanh kim loại tăng a% hay giảm b% thì nên đặt
khối lợng thanh kim loại ban đầu là m g.
Vậy, khối lợng thanh kim loại tăng là: a%xm hay b%xm.
Ví dụ 1: Ngâm một lá nhôm trong 500 ml dd CuSO 4 1M, sau phản ứng thấy lá
nhôm ra rửa nhẹ, làm khô rồi cân lại thấy tăng thêm 3,45 g.
a) Viết PTHH.
b) Tính khối lợng nhôm đã phản ứng.
c) Tính nồng độ mol của các dd sau phản ứng (giả sử thể tích sau PƯ không thay
đổi).
Bài giải
a) PTHH
2Al + 3CuSO4
Al2(SO4)3 + 3Cu
(mol) a
3/2a
a/2
3/2a
b) Đổi 500ml = 0,5 lít. Theo đề bài ra: nCuSO 4 = 0,5.1 = 0,5(mol )
Gọi a là số mol Al đã phản ứng, ta có:
Khối lợng tăng thêm = mCu - mAl p => 3/2a.64 - a.27 = 3,45 => a = 0,05 (mol)
Vậy, mAl p = 0,05.27 = 1,35 (g).
16
Triệu Hồng Hải
c) Số mol CuSO4 phản ứng là: nCuSO 4 = 3 / 2a = 3 / 2.0.05 = 0,075(mol )
Số mol CuSO4 d là: 0,5 - 0,075 = 0,425 (mol)
Số mol Al2(SO4)3 sau phản ứng là: n Al ( SO ) = a / 2 = 0,5 / 2 = 0,025(mol )
Nồng độ mol của các dd sau phản ứng:
2
C M ( CuSO4 ) =
4 3
0,075
0,025
= 0,15M ; C M ( Al2 ( SO4 )3 ) =
= 0,05M
0,5
0,5
Ví dụ 2: Ngân một lá sắt nặng 56 g trong dd CuSO 4 d, sau phản ứng lấy lá sắt
ra rửa nhẹ, làm khô cân lại thấy nặng 57,6 g.
a) Viết PTHH.
b) Tính khối lợng sắt đã phản ứng.
Bài giải
a) PTHH: Fe + CuSO4
FeSO
4 + Cu
(mol)
a
a
a
a
b) Gọi a là số mol Fe đã phản ứng. Theo bài ra và phơng trình, ta có:
56 - a.56 + a.64 = 57,6 => 8a = 1,6 => a = 0,2.
Khối lợng sắt đã phản ứng là: mFe = 0,2.56 = 11,2 (g).
Loại 2: Hai kim loại với dd một muối:
Thứ tự phản ứng: Kim loại mạnh nhất phản ứng trớc và phản ứng hết rồi mới
đến kim loại yếu hơn kế cận.
Ví dụ 1: Cho 1,36 g hỗn hợp gồm Fe và Mg vào 400 ml dd CuSO 4 cha rõ nồng
độ. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc chất rắn A nặng 1,84 g và dd B.
Cho dd B tác dụng với NaOH d rồi lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi đợc hỗn hợp oxit 1,2 g.
a) Tính khối lợng mối kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
b) Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4.
Bài giải
a) Các phản ứng lần lợt xảy ra là:
Mg + CuSO4
MgSO4 + Cu
Fe + CuSO4
FeSO4 + Cu
Nếu chỉ có Mg phản ứng, dd B chỉ gồm MgSO 4 nên oxit thu đợc sau phản ứng
chỉ là MgO. Trái với giả thiết là có hỗn hợp oxit. Nh vậy, cả Mg và Fe phản ứng
Vì Fe có phản ứng nên Mg phản ứng hết. Giả sử Fe cũng p hết.
Dd B sẽ chứa MgSO4 và FeSO4 và có thể có CuSO4 d. Sau khi nung sẽ thu đợc
hỗn hợp oxit là MgO, FeO và có thể có CuO. Điều này vô lí vì 1,36 g hỗn hợp
Mg và Fe nếu tan hết thì lợng oxit do nó tạo ra phải có khối lợng lớn hơn 1,36 g,
trái với giả thiết là 1,2 g.
Tóm lại: Mg phản ứng hết, Fe chỉ phản ứng một phần.
Gọi a, b là số mol Mg và Fe ban đầu, c là số mol Fe đã phản ứng. Ta có PTHH
Mg + CuSO4
MgSO4 + Cu
(mol) a
a
a
a
Fe + CuSO4
FeSO
+
Cu
4
(mol) c
c
c
c
Suy ra 1,84 g chất rắn gồm (a + c) mol Cu và (b - c)mol Fe. Do đó, dung dịch
B gồm a mol MgSO4 và c molFeSO4, tiếp tục tham gia phản ứng.
MgSO4 + 2NaOH
Mg(OH)2 + Na2SO4
(mol) a
a
FeSO4 + 2NaOH
Fe(OH)
2 + Na2SO4
(mol) c
c
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O
4Fe(OH)3
(mol)
c
c
t
Mg(OH)2
MgO + H2O
(mol)
a
a
0
17
Triệu Hồng Hải
t
2Fe(OH)3
Fe2O3 + 3H2O
(mol)
c
c/2
Theo đề bài ra, ta có: 24a + 56b = 1,36
(1)
64(a + c) + 56(b - c) = 1,84
(2)
40a + 160c/2 = 1,2
(3)
Giải hệ pt ra ta đợc: a = 0,01; b = 0,02; c = 0,01
Vậy: mMg = 24a = 0,24 (g); mFe = 56b = 1,12 (g).
0
b) Ta có: nCuSO 4 = a + c = 0,02(mol ) . Suy ra: C M (CuSO ) =
4
0,02
= 0,05M
0,4
Loại 3: Một kim loại với dung dịch hai muối:
Thứ tự các phản ứng: Khi cho một kim loại vào dung dịch các muối của kim loại
yếu hơn thì kim loại sẽ phản ứng với muối của kim loại yếu hơn trớc và phản ứng
hết sau đó mới đến muối của kim loại kế cận nó.
Ví dụ: Cho m g Mg vào 500ml dd A gồm AgNO 3 và Cu(NO3)2 cho đến khi
phản ứng kết thúc thu đợc 17,2 g chất rắn B và dung dịch C. Cho NaOH d vào dd
C thu đợc 13,6 g kết tủa hai hiđroxit kim loại.
a) Biện luận tìm khả năng phản ứng của hai kim loại.
b) Tính nồng độ mol của các muối trong dd A, biết m = 3,6 g.
Bài giải
a) Đầu tiên Mg phản ứng với AgNO3, tới khi phản ứng hết mới chuyển sang phản
ứng với Cu(NO3)2. Các PTHH:
Mg + 2AgNO3
Mg(NO3)2 + 2Ag
Mg + Cu(NO3)2
Mg(NO3)2 + Cu
Giả sử Mg trong p dùng vừa đủ hoặc d thì dd sau phản ứng chỉ chứa Mg(NO3)2
Khi cho tác dụng với NaOH d thì chỉ tạo một kết tủa. Điều này trái với giả
thiết. Vậy, muối đã dùng d còn Mg phản ứng hết.
Nhng nếu còn d AgNO3 và Cu(NO3)2 thì dd C chứa 3 muối, khi tác dụng với
NaOH thì tạo ra 3 kết tủa. Điều này cũng trái với giả thiết. Vậy chỉ còn d
Cu(NO3)2.
b) Gọi a, b là số mol ban đầu của AgNO3 và Cu(NO3)2. Gọi c là số mol Cu(NO3)2
đã phản ứng với Mg, ta có các phản ứng:
Mg + 2AgNO3
Mg(NO3)2 + 2Ag
(mol) a/2
a
a
a/2
Mg + Cu(NO3)2
Mg(NO3)2 + Cu
(mol) c
c
c
c
Suy ra 17,2 g chất rắn gồm a mol Ag và c mol Cu. dd C gồm (a/2 + c)mol
Mg(NO3)2 và (b - c)mol C(NO3)2. Các PTHH
Mg(NO3)2 + 2NaOH
Mg(OH)2 + 2NaNO3
(mol) (a/2 + c)
(a/2 + c)
Cu(NO3)2 + 2NaOH
Cu(OH)
2 + 2NaNO3
(mol) (b - c)
(b - c)
Ta có hệ PT:
a/2 + c = 3,6 : 24 = 0,15
(1)
108a + 64c = 17,2
(2)
58(a/2 + c) + 98(b - c) = 13,6 (3)
Giải hệ trên ta đợc: a = 0,2; b = 0,15; c = 0,1
Vậy: C M ( AgNO ) =
3
0,1
0,15
= 0,2 M ; C M ( Cu ( NO3 ) 2 ) =
= 0,3M
0,5
0,5
11. Bài toán hỗn hợp axit phản ứng với hỗn hợp bazơ:
Đối với dạng toán này chúng ta có thể sử dụng phơng pháp quy về một ẩn để
giải. Phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ có thể viết thu gọn là:
H + OH
H2O
18
Triệu Hồng Hải
Ví dụ 1: Dung dịch A có thể tích 400ml chứa HCl 1M và H 2SO4 0,1M. Tính
thể tích dd B cần lấy gồm NaOH 1M và KOH 2M để trung hòa dd A.
Bài giải
Từ đề bài: nHCl = 0,4.1 = 0,4(mol); n H SO = 0,4.0,1 = 0,04(mol )
Ta có: HCl
H + Cl
(mol) 0,4
0,4
0,4
H2SO4
2H + SO4
(mol) 0,04
0,08
0,04
Gọi thể tích dd B là V lít, suy ra: nNaOH = V mol; nKOH = 2V mol
Tổng số mol OH là 3 mol
Ta có: OH + H
H2O
Ta tháy nOH = nH => 0,48 = 3V => V = 0,16 lít.
Ví dụ 2: Một dd A chứa HCl và H2SO4 theo tỉ lệ số mol là 3 : 1.
Trung hòa 100ml dd A bằng 50ml dd NaOH có chứa 20 g NaOH/lít.
a) Tính nồng độ mol của mỗi axit.
b) 200ml dd A phản ứng vừa đủ với bao nhiêu dd B chứa NaOH 0,2M và
Ba(OH)2 0,1M.
c) Tính tổng khối lợng muối thu đợc sau phản ứng giữa hai dung dịch A và B.
Bài giải
a) Các PTHH:
HCl
+ NaOH
(1)
NaCl + H2O
H2SO4 + 2NaOH
Na2SO4 + 2H2O (2)
Thực chất của 2 phản ứng trên là:
H + OH
(3)
H2O
Gọi a là số mol H2SO4, 3a là số mol của HCl.
Tổng số mol H là: nH = 2a + 3a = 5a (mol)
2
Theo đề ra ta có: n NaOH =
4
20.50
= 0,025(mol )
1000.40
Theo (3) ta có: 5a = 0,025 => a = 0,005 mol
Đổi 100ml = 0,1 lít. Nồng độ mol ủa mỗi axit là:
C M ( HCl ) =
0,005.3
0,005
= 0,15M ; C M ( H 2 SO4 ) =
= 0,05M
0,1
0,1
b) trong 200ml(0,2lít) dd A có:
nHCl = 0,2.0,15 = 0,03(mol); n H SO = 0,2.0,05 = 0,01(mol )
Tổng số mol H là: nH = 0,03 + 0,01.2 = 0,05(mol)
Gọi V là thể tích dd B. Theo đề bài ra ta có:
nNaOH = 0,2V(mol); n Ba (OH ) = 0,1V (mol )
Tổng số mol OH là: nOH = 0,2V + 0,1V = 0,4V => V = 0,125(l) = 125ml.
c) Tổng khối lợng 4 muối gồm NaCL, Na2SO4, BaCl2, BaSO4 là:
mmuối = mBa + mNa + mCl + mSO
mà: nNa = nNaOH = 0,2.0,125 = 0,025 mol; nBa = n Ba (OH ) = 0,1.0,125 = 0,0125 mol
nCl = nHC = 0,03 (mol); n SO = n H SO = 0,01(mol )
Suy ra: mmuối = 0,025.23 + 0,0125.137 + 0,03.35,5 + 0,01.96 = 4,3125 (g)
2
4
2
4
2
4
2
4
12. Bài toán cho từ từ chất A vào chất B
* Chất cho vào từ từ nghĩa là cho vào từng tí một. Lợng của nó rất bé so với lợng
của chất có sẵn trong ống nghiệm. Chúng ta phải dựa vào nhận xét này để xác
định mối quan hệ về số mol (lớn hay bé hơn) giữa hai chất khi tiến hành phản
ứng.
19
Triệu Hồng Hải
* Sau khi xác định đợc mối quan hệ về số mol thì so sánh mối quan hệ đó với trờng hợp trộn lẫn 2 chất để xác định phản ứng nào xảy ra đầu tiên(Thờng dạng
này có nhiều phản ứng xảy ra một cách tuần tự)
* Khi xác định đợc phản ứng xảy ra đầu tiên rồi thì xác định xem sản phẩm mới
tạo thành có tiếp tục phản ứng với chất đang cho vào không. Nếu có thì viết
PTHH. Cụ thể
1. Phản ứng giữa khí CO2 với đung dịch Ca(OH)2
Trờng hợp 1: Thổi CO2 với đung dịch Ca(OH)2
Tùy thuộc vào tỉ lệ số mol giữa CO2 và Ca(OH)2 mà có thể xảy ra các p sau:
CO2 + Ca(OH)2
(1)
CaCO3 + H2O
CO2 + Ca(OH)2
(2)
Ca(HCO3)2
- Nếu nCO nCa (OH ) thì p (1) xảy ra.
- Nếu nCO nCa (OH ) thì p (2) xảy ra.
- Nếu nCa (OH ) nCO 2nCa (OH ) thì cả 2 p đều xảy ra.
Trờng hợp 2: Thổi từ từ CO2 với đung dịch Ca(OH)2
Đầu tiên lợng CO2 thổi từ từ vào nên luôn vào lợng rất ít. Do đó nCO < nCa (OH )
nên p (1) xảy ra. Dung dịch bị vẩn đục do tạo thành CaCO3.
Sau đó, lợng CO2 tiếp tục thổi vào nhng Ca(OH)2 đã hết. Vì thế CO2 sẽ p với
CaCO3 và H2O theo pt: CO2 + H2o + CaCO3
Ca(HCO3)2
Dung dịch trong lại dần cho tới trong suốt khi thổi d CO3.
2. Xét phản ứng giữa dung dịch NaOH với dung dịch H3PO4
Trờng hợp 1: Trộn lẫn 2 chất với nhau thì tùy theo tỉ lệ số mol mà có thể xảy
ra một hoặc hai trong 3 phản ứng sau (không đồng thời xảy ra 3 p:
NaOH + H3PO4
(1)
NaH2PO4 + H2O
2NaOH + H3PO4
Na2HPO4 + 2H2O (2)
3NaOH + H3PO4
(3)
Na3PO4 + 3H2O
- Nếu n NaOH n H PO thì chỉ có p (1) xảy ra.
- Nếu n NaOH = n H PO thì chỉ có p (2) xảy ra.
- Nếu n H PO < n NaOH < 2n H PO thì cả p (1) và (2) xảy ra.
- Nếu n NaOH 3n H PO thì chỉ có p (3) xảy ra.
- Nếu 2n H PO < n NaOH < 3n H PO thì cả p (2) và (3) xảy ra.
Trờng hợp 2: Cho từ từ dd NaOH vào dd H3PO4
Lợng NaOH rất nhỏ so với H3PO4, nghĩa là n NaOH < n H PO .
- Đầu tiên, p(1) xảy ra cho tới khi tạo thành NaH2PO4 hoàn thành.
- Sau đó, tiếp tục cho NaOH thì NaOH p với NaH2PO4 theo phơng trình:
NaOH + NaH2PO4
Na2HPO4 + H2O
Phản ứng xảy ra tới khi tạo thành Na2HPO4 hoàn toàn.
- Cuối cùng, khí tiếp tục cho NaOH vào thì NaOH p với Na2HPO4 theo pt:
NaOH + Na2HPO4
Na3PO4 + H2O
Phản ứng xảy ra tới khi tạo thành Na3PO4 hoàn toàn.
Trờng hợp 3: Cho từ từ dd H3PO4 vào dd NaOH.
Lợng H3PO4 cho vào từ từ nên luôn ít hơn rất nhiều so với lợng NaOH có sẵn
trong ống nghiệm, nghĩa là: n NaOH > 3n H PO .
- Đầu tiên, p(3) xảy ra cho tới khi tạo thành Na3PO4 hoàn thành.
- Sau đó, tiếp tục cho H3PO4 nó tiếp tục p với Na3PO4 cho tới khi tạo thành
Na2HPO4 hoàn thành theo pt:
H3PO4 + 2Na3PO4
3Na2HPO4
- Cuối cùng, khí tiếp tục cho H 3PO4 vào thì nó p với Na2HPO4 cho tới khi chuyển
thành NaH2PO4 hoàn thành theo pt:
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
4
3
4
4
3
3
3
4
4
4
3
4
3
3
4
4
20
Triệu Hồng Hải
2
H3PO4 + Na2HPO4
2NaH2PO4
3. Xét phản ứng giữa dung dịch HCl và dd Na2CO3
Trờng hợp 1: Cho từ từ HCl vào Na2CO3
- Đầu tiên, cho HCl vào từ từ với lợng rất ít nên n HCl > n Na CO . Do đod chỉ xảy ra
p với tỉ lệ mol 1 : 1 theo pt:
Na2CO3 + HCl
NaHCO3 + NaCl
Phản ứng xảy ra tới khi tạo thành NaHCO3 hoàn toàn. Lúc này thí nghiệm vẫn
cha thấy có hiện tợng xảy ra.
- Sau đó, khi cho tiếp HCl vào thì HCl sẽ p với NaHCO3 theo pt:
NaHCO3 + HCl
NaCl + H2O + CO2
Lúc này, thí nghiệm có hiện tợng sủi bọt khí cho tới khi NaHCO3 phản ứng hết.
Trờng hợp 2: Cho từ từ Na2CO3 vào dd HCl.
- Lúc đầu cho Na2CO3 vào từ từ với lợng rất ít, nghĩa là n HCl > 2n Na CO . Dó đod p
xảy ra theo tỉ lệ 1 : 2. Na2CO3 + 2HCl
2NaCl + H2O + CO2
- Sau đó, mặc dù cho thêm Na 2CO3 nhng Na2CO3 không p với NaCl nên không
xảy ra tiếp p nào nữa. Nh vậy, trờng hợp này từ đầu đến cuối quá trình thí
nghiệm đều có khí thoát ra.
4. Xét phản ứng giữa dd H2SO4 với dd NaOH
Trờng hợp 1: Khi trộn lẫn 2 chất NaOH đặc với H2SO4 đặc thì tùy theo tỉ lệ số
mol có thể xảy ra các p nh sau:
NaOH + H2SO4
(1)
NaHSO4 + H2O
2NaOH + H2SO4
(2)
Na2SO4 + H2O
- Khi n NaOH n H SO thì p (1) xảy ra.
- Khi n NaOH 2n H SO thì p (2) xảy ra.
- Khi n H SO < n NaOH 2n H SO thì cả 2 p xảy ra.
Trờng hợp 2: Cho từ từ NaOH vào H2SO4.
- Đầu tiên, cho NaOH vào từ từ với lợng rất ít nên n NaOH < n H SO . Do đó p (1) xảy
ra cho tới khi tạo thành NaHSO4 hoàn toàn.
- Sau đó tiếp tục cho từ từ NaOH vào thì NaOH sẽ p với NaHSO4 theo pt:
NaOH + NaHSO4
Na2SO4 + H2O
Trờng hợp 3: Cho từ từ H2SO4 vào NaOH.
- Đầu tiên, cho H2SO4 vào từ từ với lợng rất ít nên n NaOH > 2n H SO . Do đó p (2) xảy
ra cho tới khi tạo thành Na2SO4 hoàn toàn.
- Sau đó tiếp tục cho từ từ H2SO4 vào thì:
Na2SO4 + H2SO4
2NaHSO4
Dạng toán này áp dụng để giải thích hiện tợng xảy ra, tính khối lợng sản phẩm
thu đợc, ...
Ví dụ 1: Có 2 cốc, cốc A đựng dd chứa 0,3 mol Na 2CO3, cốc B đựng dd chứa 0,5
mol HCl. Tiến hành thí nghiệm nh sau:
Thí nghiệm 1: Đổ rất từ từ cốc B vào cốc A.
Thí nghiệm 2: Đổ rất từ từ cốc A vào cốc B.
Vkhí (đktc) thoát ra trong từng trờng hợp sau khi đổ hết cốc này vào cốc kia.
Bài giải
a) Khi đổ từ từ cốc A vào cốc B thì đầu tiên sẽ xảy ra phản ứng:
Na2CO3 + HCl
NaHCO3 + NaCl (1)
Theo đề ra và pt ta có số mol NaHCO3 mới tạo thành là:
n NaHCO = n Na CO = 0,3( mol ) . Số mol HCl d sau p (1) là: 0,5 - 0,3 = 0,2 (mol)
Sau đó, khi cho tiếp HCl thì lại xảy ra p:
NaHCO3 + HCl
NaCl + H2O + CO2 (2)
Theo đề ra và pt (2) ta có số mol CO2 sinh ra là:
3
3
3
2
4
2
2
3
4
4
2
2
3
4
2
4
2
4
3
21
Triệu Hồng Hải
nCO2 = n HCl = 0,2(mol ) (vì HCl p hết còn NaHCO3 d)
Vậy, thể tích CO2 thu đợc là: 0,2.22,4 = 4,48 (lít).
b) Khi đổ từ từ cốc B vào cốc A thì sẽ xảy ra p:
2HCl + Na2CO3
2NaCl + H2O + CO2
Xét tỉ lệ:
(3)
0,3 0,5
1
1
, suy ra Na2CO3 d. Do đó: nCO2 = n HCl = 0,5 = 0,25(mol )
>
1
2
2
2
Vậy, thể tích CO2 sinh ra là: V = 0,25.22,4 = 5,6(lít)
Ví dụ 2: Ngời ta tiến hành 2 thí nghiệm nh sau:
Thí nghiệm 1: Cho từ từ dd chứa 0,12 mol H3PO4 vào dd chứa 0,2 mol NaOH.
Thí nghiệm 2: Cho từ từ dd chứa 0,2 mol NaOH vào dd chứa 0,12 mol H3PO4.
Giải thích quá trình thí nghiệm bằng phh và tính số mol muối tạo thành.
Bài giải
Xét TN1: vì cho từ từ dd H3PO4 vào dd NaOH nên p xảy ra theo trình tự sau:
H3PO4 + NaOH
Na3PO4 + 3H2O (1)
(mol) 0,2/3
0,2
0,2/3
Sau p (1), số mol H3PO4 còn là: 0,12 - 0,2/3 = 0,16/3 (mol)
Sau đó: H3PO4 + 2Na3PO4
(2)
3Na2HPO4
0,2/6
0,2/3
3/2.0,2/3
Sau p (2), số mol H3PO4 còn d là: 0,16/3 - 0,1/3 = 0,02 (mol)
Nó sẽ tiếp tục tham gia phản ứng với Na2HPO4 thao phơng trình
H3PO4 + Na2HPO4
(3)
2NaH2PO4
0,02
0,02
0,04
Nh vậy, dd sau phản ứng gồm có 0,04 mol Na 2HPO4 và 0,1 - 0,02 = 0,08 (mol)
Na2HPO4 và 0,12 - 0,08 = 0,04 (mol) NaH2PO4.
22
Triệu Hồng Hải