Tài liệu Giải toán hóa học bằng phương pháp điện tích (Vũ Khắc Ngọc) docx

Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education:
Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh)
PHNG PHÁP BO TOÀN IN TÍCH
(Trích t cun “16 Phng pháp, k thut gii nhanh bài toán Hóa hc”)
• I. C S Ca Phng Pháp
• 1. C s: Nguyên t, phân t, dung dch luôn trung hòa v đin
- Trong nguyên t: s proton = s electron
- Trong dung dch:
tng s mol x đin tích ion = | tng s mol x đin tích ion âm |
• 2. Áp dng và mt s chú ý
• a) khi lng mui (trong dung dch) = tng khi lng các ion âm
• b) Quá trình áp dng đnh lut bo toàn đin tích thng kt hp:
• - Các phng pháp bo toàn khác: Bo toàn khi lng, bo toàn nguyên t
• - Vit phng trình hóa hc  đng ion thu gn
• II. CÁC DNG BÀI TP THNG GP

Dng 1: Áp dng đn thun đnh lut bo toàn đin tích

Ví D 1: Mt dung dch có cha 4 ion vi thành phn : 0,01 mol Na
+
, 0,02 mol Mg
2+
, 0,015
mol SO
4
2-
, x mol Cl
-

. Giá tr ca x là:
A. 0,015. B. 0,02. C. 0,035. D. 0,01.
Hng dn:
Áp dng đnh lut bo toàn đin tích ta có:
0,01x1 + 0,02x2 = 0,015x2 + Xx1  x = 0,02  áp án B

Dng 2: Kt hp vi đnh lut bo toàn khi lng

Ví D 2: Dung dch A cha hai cation là Fe
2+
: 0,1 mol và Al
3+
: 0,2 mol và hai anion là Cl
-
: x
mol và SO
4
2-
: y mol. em cô cn dung dch A thu đc 46,9 gam hn hp mui khan.
Giá tr ca x và y ln lt là:
A. 0,6 và 0,1 B. 0,5 và 0,15 C. 0,3 và 0,2 D. 0,2 và 0,3
Hng dn:
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education:
Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh)
- Áp dng đnh lut bo toàn đin tích ta có:
0,1x2 + 0,2x3 = Xx1 + y x 2  X + 2y = 0,8 (*)
- Khi cô cn dung dch, khi lng mui = tng khi lng các ion to mui

0,1x56 + 0,2x27 + Xx35,5 + Yx 96 = 46,9
 35,5X + 96Y = 35,9 (**)
T (*) và (**) X = 0,2 ; Y = 0,3  áp án D

Ví d 3: Chia hn hp X gm 2 kim loi có hóa tr không đi thành 2 phn bng nhau. Phn 1:
Hòa tan haonf toàn bng dung dch HCl d thu đc 1,792 lít H
2
(đktc). Phn 2: Nung trong
không khí d, thu đc 2,84 gam hn hp rn ch gm các oxit.
Khi lng hn hp X là:
A. 1,56 gam. C. 2,4 gam. B. 1,8 gam. D. 3,12 gam.
Hng dn:
Nhn xét: Tng s mol x đin tích ion dng (ca 2 kim loi) trong 2 phn là
Bng nhau Þ Tng s mol x đin tích ion âm trong 2 phn cng bng nhau.
O
2
 2 Cl
-

Mt khác: n
Cl- =
n
H+
= 2n
H2
= 1,792/ 22,4 = 0,08 (mol)
Suy ra: n
O (trong oxit)
= 0,04 (mol)
Suy ra: Trong mt phn: m

Kim Loi
- m
oxi
= 2,84 - 0,08.16 = 1,56 gam
Khi lng hn hp X = 2.1,56 = 3,12 gam
áp Án D

Dng 3: Kt hp vi bo toàn nguyên t

Ví D 4: Cho hn hp X gm x mol FeS
2
và 0,045 mol Cu
2
S tác dng va đ vi HNO
3
loãng,
đun nóng thu đc dung dch ch cha mui sunfat ca các kim loi Và gii phóng khí NO duy
nht, Giá tr ca x là:
A. 0,045. B. 0,09. C. 0,135. D. 0,18.
Hng dn:
- Áp dng bo toàn nguyên t:
Fe
3+
: x mol ; Cu
2+
: 0,09 ; SO
4
2-
: ( x + 0,045) mol
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510

Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education:
Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh)
- Áp dng đnh lut bo toàn đin tích (trong dung dch ch cha mui sunfat)

Ta có : 3x + 2.0,09 = 2(x + 0,045)
x = 0,09
áp án B

Ví D 5: Dng dch X có cha 5 ion : Mg
2+
, Ba
2+
, Ca
2+
, 0,1 mol Cl
-
và 0,2 mol NO
3
-
. Thêm
dn V lít dung dch K
2
CO
3

1M vào X đn khi đc lng Kt ta ln nht thig giá tr ti thiu
cn dùng là:
A. 150ml. B. 300 ml. C. 200ml. D. 250ml.

Hng dn:
Có th qui đi các ion Mg
2+
, Ba
2+
, Ca
2+
thành M
2+

M
2+
+ CO
3
2-
 MCO
3
¯
Khi phn ng kt thúc, phn dung dch cha K
+
, Cl
-
, và NO
3
-

Áp dng đnh lut bo toàn toàn đin tích ta có:
n
k+
= n

Cl-
+ n
NO3-
= 0,3 (mol) suy ra: s mol K
2
CO
3
= 0,15 (mol)
suy ra th tích K
2
CO
3
= 0,15/1 = 0,15 (lít) = 150ml
áp án A

Dng 4: Kt hp vi vic vit phng trình  dng ion thu gn

Ví D 6: Cho hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hn hp gm Al và Al
2
O
3
trong 500 dung dch
NaOH 1M thu đc 6,72 lít H
2
(đktc) Và dung dch X. Th tích HCl 2M ti thiu cn cho vào
X đ thu đc lng kt ta ln nht là:
A. 0,175 lít. B. 0,25 lít. C. 0,25 lít. D. 0,52 lít.
Hng dn :
Dung dch X cha các ion Na
+

; AlO
2
-
; OH
-
d (có th). Áp dng đnh lut Bo toàn đin tích:
n AlO
2
-
+ n OH
-
= n Na
+
= 0,5
Khi cho HCl vaof dung dch X:
H
+
+ OH  H
2
O (1)
H
+
+ AlO
2
-
+ H
2
O  Al(OH)
3
 (2)

3H
+
+ Al(OH)
3
  Al
3+
+ 3H
2
O (3)
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education:
Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh)
 kt ta là ln nht, suy ra không xy ra (3) và
n H
+
= n AlO
2
-
+ n OH
-
= 0,5
Suy ra th tích HCl = 0,5/2 = 0,25 (lít)
áp án B

Dng 5 : Bài toán tng hp

Ví d 7: Hoàn toàn 10g hn hp X gm Mg và Fe bng dung dch HCl 2M. Kt thúc thí
nghim thu đc dung dch Y và 5,6l khí H

2
(đktc).  kt ta hoàn toàn các cation có trong Y
cn va đ 300ml NaOH 2M.Th tích dung dch HCl đã dùng là:
A: 0,2 lít B: 0,24 lít C: 0,3 lít D: 0,4 lít
Hng dn:
n
Na+
= n
OH
-
= n
NaOH
= 0,6M
Khi cho NaOH vào dung dch Y(cha các ion :Mg
2+
;Fe
2+
;H
+
d;Cl
-
) các ion dng s tác dng
vi OH- đ to thành kt ta .Nh vy dung dch thu đc sau phn ng ch cha Na+ và Cl-.
=>n
Cl-
= n
Na+
=0,6 =>VHCl=0,6/2= 0,3 lít ==> đáp án C.

Ví d 8:  hòa tan hoàn toàn 20 gam hn hp X gm Fe,FeO,Fe

3
O
4
, Fe
2
O
3
cn va đ 700ml
dung dch HCl 1M thu đc dung dch X và 3,36 lít khí H
2
(đktc). Cho NaOH d vào dung dch
X ri ly toàn b kt ta thu đc đem nung trong không khí đn khi lng không đi thì
lng cht rn thu đc là :
A: 8 gam B: 16 gam C: 24 gam D:32 gam

Hng dn:
Vi cách gii thông thng ,ta vit 7 phng trình hóa hc,sau đó đt n s,thit lp h phng
trình và gii. Nu áp dng đnh lut bo toàn din tích ta có :
Fe + 2HCl
 FeCl
2
+ H
2

S mol HCl hòa tan Fe là : n
HCl
= 2n
H2
=0,3 mol
S mol HCl hòa tan các oxit =0,7- 0,3 = 0,4 mol

Theo đnh lut bo toàn din tích ta có
n
O2-(oxit) =
1/2 n
Cl-
= 0,2 mol ==>
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education:
Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh)
n
Fe (trong X)
=m
oxit
- m
oxi
/56

=(20-0,2 x 16)/56 = 0,3 mol

Có th coi : 2Fe (trong X )  Fe
2
O
3

• ð n
Fe2O3
=1,5 mol ==> m
Fe2O3

= 24 gam ==> đáp án C

III . BÀI TP T LUYN

Câu 1: Dung dch X có cha a mol Na
+
,b mol Mg
2+
,C mol Cl
-
và d mol SO
4
2-.
. Biu thc liên
h gia a,b,c,d là
A: a+2b=c+2d B:a+2b=c+d
C:a+b=c+ D : 2a+b=2c+d

Câu 2:Có 2 dung dch,mi dung dch đu cha 2 cation và 2 anion không trùng nhau trong các
ion sau K
+
:0,15 mol, Mg
2+
: 0,1 mol,NH
4
+
:0,25 mol,H
+
:0,2 mol, Cl
-

:0,1 mol SO
4
2-
:0,075
mol NO
3-
:0,25 mol,NO
3-
:0,25 mol và CO
3
2-
:0,15 mol. Mt trong 2 dung dch trên cha
A: K
+
,Mg
2+
,SO
4
2-
và Cl
-
; B : K
+
,NH
4
+
,CO
3
2-
và Cl

-

C :NH
4
+
,H
+
,NO
3
-
, và SO
4
2-
D : Mg
2+
,H
+
,SO
4
2-
và Cl
-


Câu 3: Dung dch Y cha Ca
2+
0,1 mol ,Mg
2+
0,3 mol,Cl
-

0,4 mol,HCO
3
-
y mol. Khi cô cn
dung dch Y thì đc mui khan thu đc là :
A: 37,4 gam B 49,8 gam
C: 25,4 gam D : 30,5 gam

Câu 4 : Mt dung dch cha 0,02 mol Cu
2+
;0,03 mol K
+
,x mol Cl
-
và y mol SO
4
2-
.Tng khi
lng các mui tan có trong dung dch là 5,435 gam. Giá tr ca x và y ln lt là:
A:0,03 và 0,02 B: 0,05 và 0,01
C : 0,01 và 0,03 D:0,02 và 0,05

Câu 5: Hòa tan hoàn toàn hn hp gm 0,12 mol FeS
2
và x mol Cu
2
S vào dung dch HNO
3
va
đ, thu đc dung dch X ch cha 2 mui sunfat ca các kim loi và gii khí NO duy nht. Giá

tr là :