Phuong phap bao toan dien tich - LPT

Chuyên đề: Phương pháp giải nhanh bài toán Hóa Học
Phần 4
Phương pháp
Bảo toàn điện tích
Biên soạn: Thầy Lê Phạm Thành
Cộng tác viên truongtructuyen.vn
Nội dung
A. Nội dung phương pháp và những chú ý quan trọng
B. Các thí dụ minh họa
C. Kết hợp phương pháp bảo toàn điện tích – bảo toàn electron
D. Bài tập luyện tập
Phần 4. Phương pháp bảo toàn điện tích

Nội dung phương pháp :
•
Định luật bảo toàn điện tích (BTĐT):
“Trong một dung dịch nếu tồn tại đồng thời các ion dương và âm thì theo
định luật bảo toàn điện tích: tổng số điện tích dương bằng tổng số điện
tích âm”.
Đây chính là cơ sở để thiết lập phương trình biểu diễn mối liên hệ giữa các
ion trong dung dịch.
•
Áp dụng :
+
Tính lượng (số mol, nồng độ) các ion trong dung dịch.
+
Bài toán xử lí nước cứng.
+
Bài toán pha dung dịch.

Chú ý : số mol điện tích = số mol ion × điện tích ion.

A. Nội dung phương pháp và những chú ý quan trọng
Thớ d 1
Dung dch X cú cha a mol Na
+
, b mol Mg
2+
, c mol Cl

v d mol SO
4
2
. Biu
thc no di õy l ỳng ?

Hng dn gii :
A. a + 2b = c + 2d. B. a + 2b = c + d.
C. a + b = c + d. D. 2a + b = 2c + d.

Theo định luật bảo toàn điện tích :
a + 2b = c + 2d
Đáp án A.
B. Cỏc thớ d minh ha
Thí dụ 2
Trong một cốc nước cứng chứa a mol Ca
2+
; b mol Mg
2+
và c mol HCO
3
−

.
Dùng dung dịch Ca(OH)
2
x mol/l để làm giảm độ cứng của nước thì thấy
khi thêm V lít nước vôi trong vào cốc, độ cứng trong cốc là nhỏ nhất.
Biểu thức tính V theo a, b, x là
Hướng dẫn giải
A. B. C. D.
2a+b
V =
x
a+ 2b
V =
x
a+b
V =
x
a+b
V =
2x
− − −
−
→
→ ↓
2
3 3 2
2+ 2
3 3
2+
C¸c ph¶n øng x¶y ra : HCO + OH CO + H O (1)

Ca + CO CaCO (2)
M
C¸ch 1
g
:
+
− −
−
= +
→ ↓
⇔
= = = +
=
2
2 2+ 2
2++
+
3
2
3 3
CO OH Ca Mg
M
2+ 2+
gCa
CO MgCO (3)
§é cøng nhá nhÊt
Theo (1), (2), (3)
dung dÞch kh«ng cßn c¸c ion Ca vµ Mg
Chó ý :
: n n 2Vx n n (*)

(mol) ; n b (mol)
Thay vµo (*) :
n a Vx
2Vx
+
= + + ⇒ = →
a b
a Vx b V §¸p ¸n
x
C.
B. Các thí dụ minh họa
Thớ d 2 (tt)
Trong mt cc nc cng cha a mol Ca
2+
; b mol Mg
2+
v c mol HCO
3

.
Dựng dung dch Ca(OH)
2
x mol/l lm gim cng ca nc thỡ thy
khi thờm V lớt nc vụi trong vo cc, cng trong cc l nh nht.
Biu thc tớnh V theo a, b, x l
Hng dn gii (tt)
A. B. C. D.
2a+b
V =
x

a+ 2b
V =
x
a+b
V =
x
a+b
V =
2x



3 2 2 3 2
3 2 2 3 3 2
Các phương tr ình phản ứng xảy ra :
Ca(HCO ) + Ca(OH) 2CaCO + 2H O (4)
Mg(HCO ) + Ca(OH) CaCO + MgCO + 2H O (5)
Độ cứng là nhỏ
Cách 2
nhất
:

+
=
2
Ca(OH) 3
2
2 3 2
Từ (4), (5) n = Ca(HCO ) + Mg(HCO )
a b

V.x = a
Ca(OH)
+ b V Đáp án .
x
vừa đ
C
ủ
B. Cỏc thớ d minh ha
Thí dụ 3
Một dung dịch chứa hai cation là Fe
2+
0,1M và Al
3+
0,2M. Trong dung dịch
còn có hai anion là Cl
−
x mol/l và SO
4
2−
y mol/l. Khi cô cạn 1,0 lít dung
dịch trên thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của x và y lần
lượt là
Hướng dẫn giải
A. 0,6 và 0,1. B. 0,3 và 0,2. C. 0,5 và 0,15. D. 0,2 và 0,3.
− −
⇒ ⇒
⇒
2
4
Cl

cation anion
m èi
SO
u
n = x mol ; n = y mol
Khèi l­îng muèi khan :
56.0,1 + 27.0,2 + 35,5x + 96y = 46,9 35,5x + 96y = 35,9 (1)
Theo ®Þnh luËt BT§T : x + 2y = 2.0,1 + 3.0,2 x + 2y
m = m
= 0
+ m
,8

⇒


→
(2)
x = 0,2
Tõ (1), (2)
y = 0,3
§¸p ¸n D.
B. Các thí dụ minh họa
Thí dụ 4
Dung dịch X gồm 5 ion : Mg
2+
, Ba
2+
, Ca
2+

, 0,1 mol Cl
−
và 0,2 mol NO
3
−
. Thêm
từ từ dung dịch K
2
CO
3
1M vào dung dịch X đến khi được lượng kết tủa
lớn nhất thì thể tích dung dịch K
2
CO
3
đã sử dụng là
Hướng dẫn giải
A. 300 ml. B. 150 ml. C. 200 ml. D. 250 ml.
−
−
⇔
→ ↓
→ ↓
2+
2
2
3 3
2+ 2
3
+ 2+ 2

3
+
KÕt tña lín nhÊt
Mg + CO MgCO (1)
Ba
c¸c ion
+ CO
Mg , Ba vµ Ca ®· kÕt tña hoµn toµn
BaCO (2)

−
−
→ ↓
= + +
+ + = =
⇒ + + =
2 2+ 2+ 2+
3
2+ 2+ 2+
2+ 2+ 2+
2+ 2
3 3
CO Mg Ba Ca
Mg Ba Ca
Mg Ba Ca
Ca + CO CaCO (3)
Theo (1), (2), (3) : n n n n (*)
Theo BT§T : 2n 2n 2n 1.0,1 + 1.0,2 0,3 mol
0,3
n n n

2
−
=
⇒ = ⇒ = = = →
2
3 2 3
CO K CO
0,15 mol (**)
0,15
(*), (**) n 0,15 mol V 0,15 lÝt 150 ml §¸p ¸n
1
B.
B. Các thí dụ minh họa
Thớ d 5
Ho tan hon ton hn hp gm x mol FeS
2
v y mol Cu
2
S vo axit HNO
3

(va ), thu c dung dch X (ch cha hai mui sunfat) v khớ duy
nht NO. T s ca x/y l
Hng dn gii
A. 2/1. B. 1/2. C. 3/1. D. 1/3.

2
2 4
3+
3
2
Do X chỉ có muối sunfat
Sơ đồ biến đổi : FeS Fe + 2SO (1)
x x 2x

dung dịc

h kh

ông còn
Cu S
gốc N

O
2C


+ = = =

2+ 2
4
2+ 2
4
3+
u + SO (2)
y 2y y

Dung dịch chỉ có các ion : Fe , Cu và SO
Theo BTĐT : 3x 2.2y 2.2x + 2.y x 2y x/y 2/1
Đáp án A.
B. Cỏc thớ d minh ha
Thớ d 6
Dung dch X cha Na
2
SO
4
0,05M, NaCl 0,05M v KCl 0,1M. Phi dựng hn
hp mui no sau õy pha ch dung dch X ?
Hng dn gii
A. KCl v Na
2
SO
4
. B. KCl v NaHSO
4
.
C. NaCl v K
2
SO
4
. D. NaCl v KHSO
4
.


+ 2
2 4 4

Các phương tr ình điện li : Na SO 2Na + SO (1)
0,05 0,1 0,05
NaCl




+
+
Na + Cl (2)
0,05 0,05 0,05
KCl K + Cl (3)

] ]
] ]
] ]
] ]





=
= =



= =
=

+
+ +
2
+ 2
4
4
0,1 0,1 0,1
[Na [Cl
[Na 0,1 + 0,05 = 0,15 M ; [K 0,1 0M
Dung dịch :
[Cl 0,05 + 0,1 = 0,15 M ; [SO 0,05 M
[K 2[SO
Phải dùng hỗ
2 4
NaCl và K Sn hợp Đáp áO n C.
B. Cỏc thớ d minh ha