CHUYÊN ĐỀ AXIT CLOHIDRIC AXIT SUNFURIC LOÃNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

BÀI TIỂU LUẬN
CHUYÊN ĐỀ: AXIT CLOHIĐRIC – AXIT SUNFURIC LOÃNG

Hà Nội, tháng 12 năm 2018

1


MỤC LỤC
LÝ DO CHỌN CHỦ ĐỀ...................................................................................................3
NỘI DUNG........................................................................................................................ 4
I. Tóm tắt lý thuyết.........................................................................................................4
A. Axit sunfuric..........................................................................................................4
B. Hiđro clorua – axit clohiđric..................................................................................7
II. Phân loại dạng bài tập...............................................................................................9
1. Kim loại tác dụng với axit clohiđric, axit sunfuric loãng.......................................9
2. Oxit kim loại tác dụng với axit clohiđric, axit sunfuric loãng..............................14
+

-

3. Bài toán về phản ứng H tác dụng với OH - pH dung dịch.................................15
III. Các phương pháp giải bài tập................................................................................. 17
1. Phương pháp bảo toàn khối lượng........................................................................ 17
2. Phương pháp tăng giảm khối lượng..................................................................... 18
3. Phương pháp bảo toàn electron............................................................................ 19
4. Phương pháp tự chọn lượng chất.......................................................................... 20
5. Phương pháp biện luận để tìm công thức phân tử của các chất............................21

6. Phương pháp dùng các giá trị trung bình.............................................................. 23
7. Phương pháp đường chéo..................................................................................... 24
IV. Bài tập mới............................................................................................................. 26
1. Dạng bài tập sử dụng hình vẽ thí nghiệm............................................................. 26
2. Bài tập thực tiễn................................................................................................... 29
V. Vận dụng trong dạy học........................................................................................... 31
VI. Kiểm tra – Đánh giá............................................................................................... 35
1. Ma trận đề kiểm tra 45 phút................................................................................. 36
2. Đề kiểm tra 45 phút.............................................................................................. 37
KẾT LUẬN...................................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 44

2


LÝ DO CHỌN CHỦ ĐỀ
Bước vào thế kỷ XXI, nền kinh tế tri thức hình thành và phát triển, trở thành xu thế
toàn cầu. Nhu cầu học tập của người dân ngày càng lớn, trình độ dân trí ngày một gia
tăng. Nhiều quốc gia đã và đang tiến hành cải cách để hướng tới một nền giáo dục hiện
đại. Giáo dục Việt Nam cũng cần có sự đổi mới mạnh mẽ để ta có thể tự tin hội nhập. Với

nhu cầu cấp thiết đó, người giáo viên cần phải thay đổi cả về phương pháp và nội dung
dạy học để đáp ứng sự phát triển của xã hội. Trong thực tiễn dạy học ở trường phổ thông,
bài tập hóa học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo. Bài tập
hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy học hiệu quả, nó
không chỉ cung cấp cho học sinh kiến thức, con đường giành lấy kiến thức mà còn mang
lại niềm vui của quá trình khám phá, tìm tòi, phát hiện của việc tìm ra đáp số. Mặt khác,
dạng bài tập về axit clohiđric, axit sunfuric loãng có rất nhiều bài tập đa dạng và lí thú
với học sinh. Axit clohiđric và axit sunfuric loãng là phần kiến thức nằm trong cuối
chương trình hóa học lớp 10, nhưng các dạng bài tập liên quan đến chúng thì xuyên suốt

chương trình phổ thông. Xuất phát từ những lí do trên, tôi quyết định lựa chọn và nghiên
cứu đề tài tiểu luận “Phân tích và phát triển bài tập về axit clohiđric – axit sunfuric loãng
trong chương trình hóa học phổ thông”.

3


NỘI DUNG
I. Tóm tắt lý thuyết
A. Axit sunfuric
1. Cấu tạo phân tử
3

Nguyên tử S trong phân tử H2SO4 lai hóa sp . Do đó phân tử H2SO4 có cấu tạo hình
tứ diện lệch với nguyên tử S ở tâm, độ dài của liên kết S – OH là 1,53 Å.

Không tuân theo quy tắc bát tử

Tuân theo quy tắc bát tử

Trong hợp chất H2SO4, nguyên tố S có số oxi hóa cực đại là +6.
2. Tính chất vật lí
Axit sunfuric là chất lỏng nặng, sánh như dầu, không có màu và mùi, hóa rắn ở 10,4 ℃, sôi có phân hủy ở 296℃. Khi đun sôi
axit tinh khiết, mới đầu axit cho hơi có giàu khí SO3 đến khi dung dịch có nồng độ 98,2% thì sôi ở 338℃, đó là hỗn hợp đồng sôi của
axit sunfuric và nước.

Axit sunfuric tan vô hạn ở trong nước và quá trình tan đó phát nhiệt nhiều, cứ một
mol axit tinh khiết đổ vào một lượng lớn nước phát ra 81,59 kJ, nghĩa là gần bằng lượng
nhiệt phát ra của phản ứng giữa SO3 và H2O. Bởi vậy cho nên khi cần pha loãng axit
sunfuric đặc, luôn luôn phải dồ từ từ axit vào nước, vừa đổ vừa khuấy, tuyệt đối không

được đổ nước vào axit vì làm như thế nước sôi lên đột ngột làm bắn axit gây bỏng.
Lượng nhiệt phát ra nhiều khi axit sunfuric tan vào nước là kết quả của quá trình hiđrat
hóa mạnh của phân tử H2SO4. Khi làm lạnh dung dịch axit sunfuric loãng, từ dung dịch
sẽ tách ra những tinh thể hiđrat H2SO4.H2O, H2SO4.2H2O, H2SO4.4H2O.

4


3. Tính chất hóa học
Axit sunfuric là một axit mạnh hai nấc:
+
H2SO- 4 + H2O ⇌ H
3O + HSO4
+
2-

HSO4 + H2O ⇌ H3O + SO4

Trong dung dịch loãng, quá trình phân li nấc thứ nhất thực tế xảy ra hoàn toàn và hằng số phân li nấc thứ hai ~ 10-2.

Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit:
- Đổi màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại hoạt động, giải phóng khí hiđro.
- Tác dụng với muối của những axit yếu.
- Tác dụng với oxit bazơ và bazơ.
4. Sản xuất axit sunfuric
Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc. Phương pháp
này gồm ba công đoạn chính:
a) Sản xuất SO2
Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu có sẵn mà phương pháp sản xuất SO2 có khác nhau.

- Thiêu quặng pirit sắt (FeS):
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

- Đốt cháy lưu huỳnh:
S+O2→SO2

5


b) Sản xuất SO3
Oxi hóa SO3 bằng khí oxi hoặc lượng dư không khí ở nhiệt độ 450−500°C, chất xúc tác là

V2O5:
2SO2 + O2

xúc tác,t

2SO3

c) Sản xuất H2SO4
Khí SO3 đi từ dưới lên đỉnh tháp, H2SO4 đặc chảy từ đỉnh tháp xuống dưới.
Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3 được oleum H2SO4.nSO3.
H2SO4 + nSO3 → H2SO4.nSO3

Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4 đặc:
H2SO4.nSO3 + nH2O → (n+1) H2SO4
Tóm lại, sơ đồ các phản ứng hóa học sản xuất H2SO4 được biểu diễn như sau:

5. Ứng dụng
Trong các axit, axit sunfuric được sử dụng nhiều nhất và cũng rẻ tiền nhất. Nó được

dùng rộng rãi để sản xuất phân bón (supephotphat) và muối sunfat (natri, amoni, đồng và
nhôm), tinh chế dầu mỏ, dùng trong các ngành tổng hợp hữu cơ khác nhau (chất nổ,
phẩm nhuộm, dược phẩm) và làm chất điện li trong ắc quy chì. Axit sunfuric là hóa chất
rất thông dụng trong phòng thí nghiệm hóa học.

6


B. Hiđro clorua – axit clohiđric
1. Tính chất vật lí
Hiđro clorua (HCl) là chất khí không màu, mùi xốc, nặng hơn không khí (d =
Hiđro clorua hóa lỏng ở -85,1℃ và hóa rắn ở -114,2℃.

36,5

29

≈ 1,26). Trong không khí ẩm nó tạo thành các hạt nhỏ như sương mù.

Hiđro clorua rất độc, nồng độ cho phép của hiđro clorua trong không khí là 0,005
mg/l.
Là hợp chất có cực, khí hiđro clorua tan rất nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit.
Ở 0℃, một thể tích nước hòa tan được gần 500 thể tích khí HCl. Dung dịch thu được gọi là
axit clohiđric. Do có độ tan lớn trong nước, hiđro clorua bốc khói ở trong không khí ẩm.
Dung dịch axit clohiđric đặc là một chất lỏng không màu, mùi xốc, “bốc khói” trong không khí ẩm. Ở 20 ℃,
dung dịch HCl đặc nhất có nồng độ 37% và có khối lượng riêng 1,19 g/ml. Khi đun nóng dung dịch axit clohiđric
đặc, đầu tiên hiđro clorua bay ra cùng với một lượng nhỏ hơi nước. Đên khi nồng độ dung dịch còn 20,2% thì HCl
và H2O tạo thành một hỗn hợp đẳng phí, sôi ở 110℃.

2. Tính chất hóa học

Khí hiđro clorua khô không làm quỳ tím đổi màu, không tác dụng được với CaCO 3
để giải phóng khí CO2, tác dụng rất khó khăn với kim loại. Dung dịch hiđro clorua trong
benzen cũng có tính chất tương tự hiđro clorua khô.
Dung dịch hiđro clorua trong nước (dung dịch chứa axit clohiđric) là một dung dịch
axit mạnh. Những tính chất chung của một axit (làm đỏ quỳ tím, tác dụng với bazơ, oxit
bazơ, tác dụng với muối, tác dụng với kim loại) đều thể hiện rõ nét ở dung dịch axit HCl:
Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
CuO + 2HCl → CuCl2+ H2O
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
7


Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Trong phân tử HCl, clo có số oxi hóa −1. Đây là trạng thái oxi hoá thấp nhất của
clo. Do đó, HCl (ở thể khí và trong dung dịch) còn thể hiện tính khử khi tác dụng với các
chất oxi hóa mạnh. Thí dụ:
+6

−1

+3

0

K2 Cr2 O7 +14HCl→3Cl2+2KCl+2CrCl3 +7H2O

+4

−1

0

+2

MnO2 +4H Cl→Cl2+MnCl2 +2H2O

3. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm
Người ta điều chế khí hiđro clorua từ NaCl rắn và axit sunfuric đậm đặc:
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
Phản ứng thứ nhất xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng không quá 250℃, phản ứng thứ hai xảy ra ở nhiệt độ cao hơn 400℃.

Hòa tan khí HCl vào nước cất, ta được dung dịch axit clohiđric.
b. Trong công nghiệp
a)

Trong công nghiệp, người ta cũng sản xuất axit clohiđric từ NaCl và H2SO 4 đặc. Phương

pháp này gọi là phương pháp sunfat.

b) Để thu được HCl tinh khiết, người ta sản xuất HCl bằng phương pháp tổng hợp từ
hiđro và clo (thu được khi điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn).
H2 + Cl2 → 2HCl
8


4. Ứng dụng
Axit clohiđric là một axit được sản xuất với quy mô lớn, đứng hang thứ ba sau axit
sunfuric và axit nitric. Nó được dùng để điều chế vinyl clorua từ axetilen, muối clorua

kim loại, amoni clorua, dược phẩm và phẩm nhuộm.

Hình 1. Sơ đồ thiết bị sản xuất axit clohiđric trong công nghiệp
Cần đốt để khơi mào cho phản ứng xảy ra trong buồng đốt T1 (làm bằng than chì
hay thạch anh), sau đó phản ứng tự xảy ra (phản ứng tỏa nhiệt).
Khí HCl được nước hấp thụ ở hai tháp hấp thụ T2 và T3 theo nguyên tắc ngược
dòng tạo ra dung dịch axit clohiđric đặc.
c) Ngày nay, một lượng lớn HCl thu được trong công nghiệp từ quá trình clo hóa các chất
hữu cơ (chủ yếu là các hiđrocacbon).
II. Phân loại dạng bài tập
1. Kim loại tác dụng với axit clohiđric, axit sunfuric loãng

9


Ví dụ 1: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch
H2SO4 10% thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Khối lượng muối thu được sau phản ứng là:
A. 13,80g.

B. 13,28g.

C. 10,48g.

D. 10,20g.

Giải:
+

{

2

4

→ Muối sunfat + H2↑

3,68g

2,24l

Đề bài cho biết khối lượng của hỗn hợp kim loại và số mol khí H 2 (tính được từ thể
tích H2). Ta có thể dễ dàng tính được số mol H2SO4 bằng phương pháp bảo toàn nguyên
tố hiđro. Từ đó có thể tính được khối lượng muối sunfat bằng 2 cách:
+ Cách 1: Dùng công thức:
+

ố

=

ạ

+

m

S O 4 2 −

Cách 2: Đã biết khối lượng hỗn hợp kim loại, số mol axit và số mol H2 => Áp dụng

phương pháp bảo toàn khối lượng.
2=

2,24
22,4

= 0,1 (mol)

PT phản ứng hóa học:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑

Áp dụng bảo toàn nguyên tố hiđro
= 0,1 mol => n

=
2



4

ố

2 −

SO

2

=

ạ

= 0,1 mol

4

+m

2 −

SO

4

10

= 3,68 + 96 . 0,1 = 13,28 (Đáp án B)


Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn m gam Na vào 100 ml hỗn hợp dung dịch H 2SO4 0,5M và
HCl 1M thấy thoát ra 4,48 lít khí H 2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì khối
lượng chất rắn thu được là:
A. 18,55 gam.

B. 17,55 gam.

C. 20,95 gam.

D. 12,95 gam.

Giải:
Na + {

→ Dung dịch + H2↑

2 4

Khi cho các kim loại kiềm, kiềm thổ vào dung dịch axit, cần chú ý nếu kim loại còn dư sẽ
tiếp túc tác dụng với nước có sẵn trong dung dịch. Đề bài cho hỗn hợp axit tác dụng với
natri => ta sử dụng PT ion thu gọn để đơn giản hóa bài toán. Từ đó tính được số mol
hiđro thu được ở phản ứng natri tác dụng axit, mà đề bài cho số mol hiđro sau phản ứng
=> Tính được lượng hiđro sinh ra ở phản ứng natri với nước.
Chất rắn thu được bao gồm Na 2SO4, NaCl và một sản phẩm mà HS rất hay quên là NaOH
thu được từ phản ứng Na dư tác dụng H2O.
2

4

= 0,5.0,1 = 0,05 mol

= 0,1 mol


+=

0,05.2 + 0,1 = 0,2 (mol)

0,2

0,2

Na + H2O →

NaOH +

1

(mol)
H2↑

2

0,2
mchất rắn =

2

4

+

+

0,1 (mol)
= 142.0,05 + 58,5.01 + 40.0,2 = 20,95 (g) (Đáp án C).

11

Ví dụ 3: Hòa tan hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 20%
thu được dung dịch Y, biết nồng độ phần trăm của FeCl 2 trong Y bằng 15,76%. Nồng độ
phần trăm của MgCl2 trong dung dịch Y là:
A. 24,24%.

B. 28,21%.

C. 11,79%.

D. 15,76%.

Đề bài không cho biết số liệu nào về lượng chất (khối lượng, thể tích, số mol), mà chỉ
cho nồng độ phầm trăm và hỏi nồng độ phần trăm. Khi đó ta phải sử dụng phương pháp tự
chọn lượng chất. Thường với bài cho C%, ta sẽ giả sử có 100 g dung dịch. Tuy20
nhiên ở bài
này nếu giả sử có 100 g dung dịch HCl thì số mol thu được sẽ rất lẻ ( n HCl = 36,5 ) => Phải
linh hoạt khi lựa chọn lượng chất. Ở ví dụ này, ta giả sử khối lượng dung dịch là một lượng
sao cho chia hết cho khối lượng chất tan, giả sử có 365 g dung dịch HCl.

Gọi: nFe = a mol; nMg = b mol
Giả sử có 365 g dung dịch HCl => nHCl =

365.0,2

36,5

= 2 (mol)

PT phản ứng hóa học:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
1
1
Theo 2 PT => nhỗn hợp kim loại = 2 nHCl = 2 . 2 = 1 = a + b (mol) (1)
2

=

1

= 1 (mol)

2

Ban đầu có 365 g dung dịch HCl, thêm vào Fe và Mg, làm H2 thoát ra khỏi dung dịch
127

% =

2

= 0,1576 (2)

365+56 +24 −2

Giải hệ pt (1) và (2) => a = b = 0,5 mol
95.0,5

 % =

2

. 100% = 11,79% (Đáp án C).

365+(24+56).0,5−2

12


Ví dụ 4: 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm H 2SO4 0,8M và Fe(NO3)3 0,1M hòa tan hoàn toàn
-

tối đa m gam Fe (sản phẩm khử của NO3 là NO duy nhất). Giá trị của m gần nhất với:

A. 7,8.

B. 6,8.

C. 8,0.

D. 8,6.

Nhận xét: Mặc dù HCl và H 2SO4 loãng không có tính oxi hóa mạnh, tuy nhiên với ví dụ
-

+3

trên Fe vẫn bị oxi hóa và nếu lượng axit và NO 3 đủ lớn thì Fe có thể lên Fe . Lí do bởi
+

-

vì trong dung dịch tồn tại đồng thời H (bị phân li bởi HCl hoặc H 2SO4) và NO3 (trong
muối) có tính oxi hóa rất mạnh.
Giải:
Do lượng Fe bị hòa tan là lớn nhất => dung dịch sau phản ứng chỉ chứa Fe
3+

Fe

2+

(nếu chứa

thì vẫn phản ứng tiếp được với Fe). Với bài tập này ta sử dụng phương pháp bảo

toàn electron. Thứ tự phản ứng khử lần lượt là: N
+2

+5

-

trong NO3 xuống NO, Fe

+3

trong

+

muối Fe(NO3)3 ban đầu xuống Fe , do H còn dư nên nhận electron để thành H 2. Phản
+2

ứng oxi hóa chỉ có duy nhất một quá trình là Fe lên Fe . Sử dụng phương pháp bảo toàn
electron ta tính được lượng Fe tối đa phản ứng.
2

4

(

3)3

= 0,8.0,2 = 0,16 (mol) =>

+=

0,16.2 = 0,32 (mol)

= 0,1.0,2 = 0,02 (mol) =>

4H++NO

0,24

3

+5

+2
3

−

0,06

+3

−= 0,02.3 = 0,06 (mol)

+3e→NO +2H

0,18

O

2

(mol)

+2

F e + 1e → F e

0,02

0,02

(mol)
0

H+

+ 1e → H

0,08

0,08

(mol)

13


0
+2
Fe→ Fe+2e

0,14

0,28

(mol)

=> m = 56.0,14 = 7,84 (g) (Đáp án A)
2. Oxit kim loại tác dụng với axit clohiđric, axit sunfuric loãng
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe 2O3, MgO, ZnO trong 500 ml
H2SO4 0,1 M (vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn

dung dịch có khối lượng là
A. 6,81 g.

B. 5,81 g.

C. 4,81 g.

D. 3,81 g.

Giải:
2

3

{+ H2SO4 → Muối sunfat + H 2O

2,81g

0,05 mol

Cách giải bài tập này tương tự với dạng kim loại tác dụng với axit loãng, đó là luôn có
= 2 (bảo toàn nguyên tố hiđro), mà đề bài đã cho khối lượng oxit kim loại và số mol axit
=> TừFeđó
áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính được khối lượng muối sunfat.
O + 3H SO → Fe (SO ) + 3H O
24

2

3

2

4

2

4 3

MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

2

4

=

2

2

= 0,5. 0,1 = 0,05 (mol)

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
moxit + maxit sunfuric = mmuối sunfat + m nước
mmuối sunfat = (moxit + maxit sunfuric) - mnước
14

= (2,81 + 0,05.98) - (0,05.18) = 6,81 g (Đáp án A).
Nhận xét: Dạng bài tập oxit kim loại tác dụng với axit loãng khác dạng bài tập kim loại
tác dụng với axit ở những điểm sau:
- Phản ứng giữa oxit kim loại với axit không phải phản ứng oxi hóa – khử =>
Không thể sử dụng phương pháp bảo toàn electron.
- Sản phẩm tạo thành là nước, không phải khí H2 thoát ra.
- Chất ban đầu là oxit kim loại => Không thể sử dụng công thức
mmuối = mkim loại + mgốc axit.
- Phương pháp sử dụng chủ yếu là phương pháp bảo toàn khối lượng.
+

-

Bài toán về phản ứng H tác dụng với OH - pH dung dịch
Ví dụ 1: Trộn lẫn V ml dung dịch NaOH 0,01M với V ml dung dịch HCl 0,03 M được 2V
3.

ml dung dịch Y. Dung dịch Y có pH là:
A. 2.

B. 3.

C. 1.

D. 4.

Giải:
Với dạng bài này, ta thường sử dụng PT ion thu gọn. Có thể đề bài sẽ cho một hỗn
hợp dung dịch phản ứng với một hỗn hợp dung dịch khác. Việc sử dụng PT ion thu gọn
giúp làm giảm số PT và số ẩn, khiến việc giải bài toán trở nên đơn giản hơn do bản chất

+

-

của dạng bài này là phản ứng giữa H và OH .
Ở ví dụ này, ta tính các số liệu mà đề bài cho, rồi từ PT ion thu gọn để suy ra các số
liệu của chất khác. Cần xác định rõ chất nào hết, chất nào dư, PT tính theo chất nào. Từ
nồng độ axit (hoặc kiềm) dư mà ta tính được => pH của dung dịch sau phản ứng.
nNaOH = 0,01V mol
nHCl = 0,03V mol

15


+

-

H + OH → H2O
0,01V 0,01V


(mol)

+dư = 0,03V – 0,01V = 0,02V (mol)

[H+]dư =

0,02

= 0,01 (M) => pH = 2 (Đáp án A).

2

Ví dụ 2: Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,15M và H 2SO4 0,1M với 400 ml
dung dịch Ba(OH)2 aM thu được m gam kết tủa và 500 ml dung dịch có pH = 12. Giá trị
của a và m lần lượt là:
A. 0,05 và 4,66.

B. 0,03 và 2,33.

C. 0,05 và 2,33.

D. 0,03 và 4,66.

Giải:
∶ 0,015
{

2

+ Ba(OH)2

: 0,01

→ BaSO4↓ + dung dịch (pH = 12)

4

Đây là bài toán ngược lại với ví dụ 1. Đề bài cho biết pH của dung dịch sau phản

ứng => Ta có thể xác định được sau phản ứng dư kiềm hay axit và nồng độ kiềm (hay
+

-

axit) dư là bao nhiêu. Sử dụng PT ion thu gọn H + OH và tính theo số mol của chất
phản ứng hết, ta sẽ tính được các dữ kiện còn lại khác.
2

nHCl = 0,1.0,15 = 0,015 (mol) ;
+
Tổng số mol H trong dung dịch X:
42−=

2

4

= 0,01 mol

4

= 0,1.0,1 = 0,01 (mol)
+

= 0,015 + 0,01.2 = 0,035 (mol)

-

Sau phản ứng dung dịch có pH = 12 > 7 => OH dư

− ư

= 10-2 = 0,01(M) =>

− ư

= 0,01.0,5 = 5.10-3 (mol)

16


+

-

H + OH → H2O
0,035 0,035
−



đầ

a=

(

)2

(mol)

-3

+ 0,035 = 0,04 (mol) =>

=

0,1

= 5.10

2

−

đầ

=

0,04

0,4

= 0,1 (M)

= 0,05 (M)

Ba2+ + SO42- → BaSO4↓

0,01 0,01

0,01
Khối lượng kết tủa:

(mol)
4

= 0,01.233 = 2,33 (g) (Đáp án C).

Chú ý: Khi làm dạng bài này, HS thường dễ nhầm lẫn các thể tích dung dịch. Ví dụ với
-

bài trên, khi tính số mol OH dư, HS có thể nhầm lẫn nhân nồng độ với thể tích dung dịch
-

OH ban đầu (400ml). Vì vậy, cần xác định rõ chất cần tính ở trong dung dịch nào, nếu là
dung dịch sau phản ứng thì sẽ bằng tổng các dung dịch trước phản ứng. Nếu tính khối
lượng dung dịch sau phản ứng, phải chú ý xem sau phản ứng có chất kết tủa, bay hơi hay
không. Với thể tích thì không cần quan tâm do lượng kết tủa, bay hơi không làm thể tích
thay đổi đáng kể.
III. Các phương pháp giải bài tập
1. Phương pháp bảo toàn khối lượng
a. Nội dung
Định luật bảo toàn khối lượng: “Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của
các sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất phản ứng”.
Giả sử ta có PT phản ứng hóa học: A + B → C + D

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mA + mB = mC + mD.
=> Khi làm bài tập, trong một phản ứng có n chất, nếu biết khối lượng của (n – 1)
chất thì tính được khối lượng của chất còn lại.

17


b. Ví dụ
Ví dụ 1: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch
H2SO4 10% thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng.

Giải:
PT phản ứng hóa học:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑

Áp dụng bảo toàn nguyên tố hiđro
4

2

=

= 0,1 mol

2

Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng


ố

=

ạ

+

−

2

= 3,68 + 98 . 0,1 − 96.0,1 = 13,28

2. Phương pháp tăng giảm khối lượng
a. Nội dung
Nguyên tắc giải nhanh: dựa vào sự chênh lệch khối lượng khi biến đổi chất này
thành chất khác có thể tính nhanh số mol của một chất trong phản ứng.
b. Ví dụ
Hòa tan 2,84g hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm

II và thuộc hai chu kì liên tiếp bằng dung dịch HCl dư người ta thu được dung dịch A và
khí B. Cô cạn dung dịch A thì thu được 3,17g muối khan. Tính thể tính khí B ở đktc.
Giải:
Gọi X, Y là 2 kim loại.
X: a mol; Y: b mol

18


XCO3 + 2HCl → XCl2 + H2O + CO2↑
YCO3 + 2HCl → YCl2 + H2O + CO2↑

Từ 1 mol muối cacbonat chuyển thành muối clỏua thì khối lượng tăng 71 – 60 = 11g. Vậy

tổng số mol muối cacbonat (bằng số mol muối CO2) bằng:
nmuối cacbonat =

=

= 0,03 mol =>= 0,03.22,4= 0,672 (l)

3,17−2,84

2

11

2

3. Phương pháp bảo toàn electron
a. Nội dung
Trong phản ứng oxi hoá - khử, số mol electron mà chất khử cho bằng số mol electron

mà chất oxi hoá nhận:

∑ne cho = ∑ne nhận

Sử dụng tính chất này để thiết lập các phương trình liên hệ, giải các bài toán theo
phương pháp bảo toàn electron. Ta chỉ cần nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái
cuối của các chất oxi hóa, hoặc chất khử, thậm chí không cần quan tâm đến việc cân bằng
các phương trình phản ứng. Đối với các bài toán cần phải biện luận nhiều trường hợp xảy
ra, nếu sử dụng được phương pháp này sẽ giúp đơn giản hóa bài toán.
Nhược điểm:
- Chỉ áp dụng cho hệ phương trình phản ứng oxi hóa – khử.

- Chỉ thường dùng để giải bài toán vô cơ.
b. Ví dụ
Hoà tan hết 6,5g kim loại R trong dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu được 2,24
lit H2 (đktc). Xác định kim loại R.
2

=

2,24
22,4

= 0,1 (mol)

+1

2H+2e→ H2

19


0,2

0,1 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron => ∑ne cho = ∑ne nhận = 0,2 mol
0

+n

R→ R+ne

0,2

0,2

(mol)

=> mR = 0,2 . R = 6,5 => R = 32,5n

Cho n các giá trị 1, 2, 3 ta thấy chỉ có giá trị n = 2 và M = 65 là phù hợp => Kim loại R là
kẽm (Zn).
4. Phương pháp tự chọn lượng chất
a. Nội dung
Có một số bài toán đề bài cho lượng chất dưới dạng giá trị tổng quát hoặc không nói
đến lượng chất. Trong những trường hợp này, tốt nhất ta tự chọn một giá trị như thế nào
để cho việc giải bài toán trở thành đơn giản nhất.
Có một vài cách chọn giá trị tự do:
- Lượng chất tham gia phản ứng là 1 mol.
- Lượng chất tham gia phản ứng theo số liệu của đề bài.
b. Ví dụ
Hòa tan một muối cacbonat kim loại M bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4
9,8% ta thu được dung dịch muối sunfat 14,18%. Hỏi M là kim loại gì?

20


Giải:

M2(CO3)n + n H2SO4 → M2(SO4)n + nH2O + nCO2

Để hòa tan 1 mol tức (2M + 60n)g muối cacbonat cần n mol tức n.98g H2SO4.

Khối lượng dung dịch H2SO4 9,8% cần phải lấy là:
9,8g H2SO4 → 100g dung dịch
n.98g .98.100
→xg
=> x =
2

= 1000m

9,8

= 44 (g)

mmuối sunfat = (2M + 96n) g
C% =

= 14,18

1000 +2 +60 −44



(2 +96 ).100

M = 28n

Cho n các giá trị 1, 2, 3 ta thấy chỉ có giá trị n = 2 và M = 56 là phù hợp



M là Fe, muối là FeCO3.

5. Phương pháp biện luận để tìm công thức phân tử của các
chất a. Nội dung
Để giải bài toán tìm công thức phân tử ta có thể biện luận theo các nội dung sau đây:

- Biện luận theo hóa trị.
- Biện luận theo lượng chất (gam, mol …).
- Biện luận theo tính chất.
- Biện luận theo kết quả bài toán.
- Biện luận theo các khả năng phản ứng có thể xảy ra.
21


- Biện luận theo phương trình vô định.
- Biện luận theo giới hạn.
b. Ví dụ
Hòa tan 2,84g hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm

II và thuộc hai chu kì liên tiếp bằng dung dịch HCl dư người ta thu được dung dịch A và
khí B. Cô cạn dung dịch A thì thu được 3,17g muối khan.
a) Tính thể tính khí B ở đktc.
b) Xác định tên của 2 kim loại.
Giải:
a) Gọi X, Y là 2 kim loại.
X: a mol; Y: b mol
XCO3 + 2HCl → XCl 2 + H2O + CO2↑

a

2a

a

a

(mol)

YCO3 + 2HCl → YCl2 + H2O + CO2↑
b

2b

b

b

(mol)

Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng:
mmuối cacbonat + mHCl = mmuối clorua +
+
2

2

=> 2,84 + 36,5(2a+2b) = 3,17 + 18(a+b) + 44(a+b)
=> a +2,84
b = 0,03 (mol) =>
= 0,03.22,4= 0,672 (l)

2

b) ̅2 muối =

0,03

= 94,66 => ̅2 kim loại = 94,66 – 60 = 34,66

Vì 2 kim loại thuộc 2 chu kì liên tiếp nên chúng phải là Mg (24) và Ca (40)

22


6. Phương pháp dùng các giá trị trung bình
Ở dạng bài tập về axit clohiđric, axit sunfuric loãng chủ yếu dùng giá trị trung bình
là khối lượng mol trung bình
a. Nội dung
Phương pháp khối lượng mol trung bình là một phương pháp giúp giải nhanh các
bài toán hỗn hợp 2 hay nhiều chất.
-

Định nghĩa ̅: khối lượng mol trung bình là khối lượng của một mol hỗn hợp.

Các công thức tính ̅ :

+ Hỗn hợp nhiều chất:
̅

1 1+ 2 2+ 3 3+⋯

ℎℎ

=

=

+

ℎℎ
̅

1

=
ℎℎ ℎí

+

11

22

+

+

2

+⋯

3

+⋯

33

1+ 2+ 3+⋯

M1, M2, M3…: là khối lượng phân tử của chất 1, 2, 3…
n1, n2, n3…: là số mol của chất thứ 1, 2, 3…
V1, V2, V3…: là thể tích của khí thứ 1, 2, 3…
̅ = M1x1 + M2x2 + M3x3 + …

x1, x2, x3… là % số lượng (không phỉa khối lượng) hoặc % thể tích.
b. Ví dụ
Hòa tan 2,84g hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm

II và thuộc hai chu kì liên tiếp bằng dung dịch HCl dư người ta thu được dung dịch A và
khí B. Cô cạn dung dịch A thì thu được 3,17g muối khan.
a) Tính thể tính khí B ở đktc.
b) Xác định tên của 2 kim loại.

23


Giải:
a) Gọi X, Y là 2 kim loại.
X: a mol; Y: b mol
XCO3 + 2HCl → XCl 2 + H2O + CO2↑

a

2a

a

a

(mol)

b

b

(mol)

YCO3 + 2HCl → YCl2 + H2O + CO2↑

b

2b

Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng:
mmuối cacbonat + mHCl = mmuối clorua +
+
2

2

=> 2,84 + 36,5(2a+2b) = 3,17 + 18(a+b) + 44(a+b)

=> a +2,84
b = 0,03 (mol) =>
= 0,03.22,4= 0,672 (l)
b) ̅2 muối =

2

0,03

= 94,66 => ̅2 kim loại = 94,66 – 60 = 34,66

Vì 2 kim loại thuộc 2 chu kì liên tiếp nên chúng phải là Mg (24) và Ca (40)
7. Phương pháp đường
chéo a. Nội dung
Nguyên tắc: Trộn 2 dung dịch của chất A với nồng độ khác nhau, ta thu được một
dung dịch chất A với nồng độ duy nhất. Như vậy lượng chất tan trong phần đặc (nồng độ
cao) bị giảm xuống phải bằng lượng chất tan tăng lên trong phần loãng (nồng độ thấp).
Sơ đồ tổng quát của phương pháp đường chéo như sau:

24


x1

x - x2
x

=>

1

1− 2

=

x2

(1)

−

2

1

x1 – x

(giả sử x1 > x > x2)
Trong đó D1, D2 là khối lượng các chất đem trộn lẫn (có thể dung dịch chất rắn, chất
khí). x1, x2, x là khối lượng chất ta quan tâm (ví dụ chất tan) quy về 100 đơn vị khối
lượng D1, D2 (ví dụ khối lượng hai dung dịch 1 và 2).
Sử dụng công thức (1) ta có thể tính bất cứ đại lượng nào trong công thức đó khi biết

4 đại lượng còn lại.
b. Ví dụ
Cần hòa tan bao nhiêu lít SO3 (ở 136,5℃ và 1 atm) vào 600g dung dịch H2SO4 24,5% để có dung dịch H2SO4 49%.

Giải:
Giả sử có 100g SO3
SO3 + H2O → H2SO4

100g
=
2

4

98.100

= 122,5 (g)

90

Gọi n là số mol SO3 cần hòa tan:
80n 122,5

24,5
=>80

49

600

600 24,5

73,5

=> n = 25 mol
25

= 24,5

= 1

73,5

3