VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Áp dụng định luật bảo toàn điện tích giải bài tập hóa học vô cơ, nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 12.
Nội dung bài viết Áp dụng định luật bảo toàn điện tích giải bài tập hóa học vô cơ: PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP. NỘI DUNG. Trong phản ứng trao đổi ion, và trong một dung dịch: Tổng điện tích âm = tổng điện tích dương. Hệ quả: Tổng số mol cation = tổng số mol anion. PHẠM VI ÁP DỤNG. Định luật bảo toàn điện tích được áp dụng trong các trường hợp nguyên tử, phân tử, dung dịch trung hòa điện. Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li trên cơ sở của định luật toàn điện tích ta thấy có bao nhiêu điện tích dương hoặc âm của các ion chuyển vào trong kết tủa hoặc khí tách ra khỏi dung dịch thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu điện tích dương hoặc âm. Dạng 1: Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn điện tích. Ví dụ 1: Trong một dung dịch có chức a mol Ca2+, b mol Mg2+, c mol Cl-, d mol NO3-. Biểu thức liên hệ giữa a, b, c, d là. Ví dụ 2: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần: 0,01 mol Na+, 0,02 mol Mg2+, 0,015 mol so, x mol Cl-. Giá trị của x là. Dạng 2: Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng. Ví dụ 1: Dung dịch A chứa hai cation là Fe2; 0,1 mol và Alt: 0,2 mol và hai anion là Cl : x mol và Soo : y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của x và y lần lượt là.
Ví dụ 2: Chia hỗn hợp X gồm hai kim loại có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: Hoà tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl dư thu được 1,792 lít H2 [đktc]. Phần 2: Nung trong không khí dư thu được 2,84 gam hỗn hợp rắn chỉ gồm các oxit. Khối lượng hỗn hợp X là A. 1,56 gam. B. 1,8 gam. C. 2,4 gam. D. 3,12 gam. Hướng dẫn giải. Nhận xét: Tổng số mol X điện tích ion dương [của hai kim loại] trong hai phần là bằng nhau = tổng số mol X điện tích ion âm trong hai phần cũng bằng nhau.
Nguyên tắc: Trong dung dịch tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm. Từ đó suy ra tổng mol điện tích dương bằng tổng mol điện tích âm.
Bài 1: Cho 500 ml dung dịch X có các ion và nồng độ tương ứng như sau:
Na+ 0,6M ; SO42- 0,3M ; NO3– 0,1M ; K+ aM.
a] Tính a?
b] Tính khối lượng chất rắn khan thu được khi cô cạn dung dịch X.
c] Nếu dung dịch X được tạo nên từ 2 muối thì 2 muối đó là muối nào? Tính khối lượng mỗi muối cần hòa tan vào nước để thu được 1 lít dung dịch có nồng độ mol của các ion như trong dung dịch X.
Hướng dẫn:
a. Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 0,6.1 + a = 0,3.2 + 0,1.1 ⇒ a = 0,1
b. m = mNa+ + mK+ + mNO3– + mSO42- = 0,3.23 + 0,05.39 + 0,05.62 + 0,15.96 = 26,35 g.
c. Dung dịch được tạo từ 2 muối là Na2SO4 và KNO3
mNa2SO4 = 142.0,3 = 42,6 gam; mKNO3 = 0,1.101=10,1 gam.
Bài 2: Trong 2 lít dung dịch A chứa 0,2 mol Mg2+ ; x mol Fe3+ ; y mol Cl– và 0,45 mol SO42-. Cô cạn dung dịch X thu được 79 gam muối khan.
a/ Tính giá trị của x và y?
b/ Biết rằng để thu được A người ta đã hòa tan 2 muối vào nước. Tính nồng độ mol/lít của mỗi muối trong A.
Hướng dẫn:
a/ Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
2.0,2 + 3.x = 2.0,45 + y ⇒ 3x – y = 0,5 [1]
Cô cạn dung dịch được 79 gam muối khan:
0,2.24 + 56.x + 35,5.y + 0,45.96 = 79 ⇒ 56x + 35,5y = 31 [2]
Từ [1],[2] ta có: x = 0,3 và y = 0,4.
b/ Dung dịch A có 2 muối là: Fe2[SO4]3 và MgCl2
CM[Fe2[SO4]3] = 0,15 M; CM[MgCl2] = 0,2 M
Bài 3: Một dd Y có chứa các ion: Mg2+ [0,05 mol], K+ [0,15 mol], NO3– [0,1 mol], và SO42- [x mol]. Khối lượng chất tan có trong ddY là.
A. 22, 5gam B. 25,67 gam. C. 20,45 gam D. 27,65 gam
Hướng dẫn:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
0,05.2+0,15.1 = 1.0,1 + y.2 ⇒ x = 0,075
m = 0,05.24 + 0,15.39 + 0,1.62 + 0,075.96 = 20,45 gam
Bài 4: Dung dịch A chứa 0,02 mol Cu2+, 0,03 mol K+, x mol Cl– và y mol . Tổng khối lượng muối tan trong A là 5,435 gam. Giá trị của x và y lần lượt là:
A.0,01 và 0,03. B. 0,05 và 0,01
C. 0,03 và 0,02. D. 0,02 và 0,05.
Hướng dẫn:
Ta có: 0,02.2+0,03.1 = x.1 + y.2 [1]
– Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
m = 0,02.64 + 0,03.39 + 35,5.x + 96.y = 5,435 [2]
Giải hệ hai phương trình [1] và [2] ta được: x = 0,03; y = 0,02
Bài 5: Cho dd Ba[OH]2 dư vào 50 ml dd X chứa các ion:NH4+, SO42-, NO3– đun nóng thì có 11,65 gam kết tủa xuất hiện và có 4,48 lít khí Y thoát ra [đktc]. Nồng độ mol mỗi muối trong dd X là:
A. [NH4]2SO4 1M; NH4NO3 2M.
B. [NH4]2SO4 1M; NH4NO3 1M.
C. [NH4]2SO4 2M; NH4NO3 2M.
D. [NH4]2SO4 1M; NH4NO3 0,5M.
Hướng dẫn:
nBaSO4 = 11,65/233 = 0,05 mol; nNH3 = 4,48/22,4 = 0,2 mol
⇒ [NH4+] = 0,2/0,05 = 4 M; [SO42-] =0,05/0,05 = 1 M
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch X:
4 = 2.1 + x ⇒ x =2 M
Bài 6: Dung dịch X có chứa 5 ion: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl– và 0,2 mol NO3–Thêm dần V lít dung dịch K2CO3 1M vào X đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhât. Giá trị của V là
A. 0,15 B. 0,3 C. 0,2 D. 0,25
Hướng dẫn:
Vì cả 3 ion Mg2+, Ca2+ và Ba2+ đều tạo kết tủa với CO32- nên đến khi được kết tủa lớn nhất thì dung dịch chỉ chứa K+, Cl–, và NO3–. Ta có: nK+ = nCl– + nNO3– ⇒ nK2CO3 = 0,15 mol ⇒ V = 0,15 lít
Bài 7: Chia hỗn hợp X gồm 2 kim loại có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: Hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl dư thu được 1,792 lít H2 [đktc]. Phần 2: Nung trong không khí dư, thu được 2,84 gam hỗn hợp rắn chỉ gồm các oxit. Khối lượng hỗn hợp X là:
A. 1,56g B. 2,4g C. 1,8g D. 3,12g
Hướng dẫn:
⇒ 2nO2- = 1.nCl– ; nCl– = nH+ = 2nH2 = 0,16 mol
⇒ nO2- = 0,16 /2 = 0,08 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng ở phần 2:
Moxit = mKl + mO ⇒ mKl = 2,84 – 0,08.16 = 1,56 gam
⇒ Khối lượng hỗn hợp X = 2.1,56 = 3,12 [gam]