Giáo trình Bảo toàn điện tích (tiếp theo)

ướng dẫn: 
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
0,01x1 + 0,02x2 = 0,015x2 + Xx1 → x = 0,02 → Đáp án  
Dạng 2: Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng
Ví Dụ 2: Dung dịch A chứa hai cation là Fe2+: 0,1 mol và Al3+ : 0,2 mol và
hai anion là Cl-: x mol và SO42- : 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:
A. 0,6 và 0,1                   C. 0,5 và 0,15
B. 0,3 và 0,2                   D. 0,2 và 0,3
Hướng dẫn:
- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
        0,1x2 + 0,2x3 = Xx1 + y x 2 → X + 2y = 0,8 (*)
- Khi cô cạn dung dịch, khối lượng muối = tổng khối lượng các ion tạo muối
        0,1x56 + 0,2x27 + Xx35,5 + Yx 96 = 46,9
        → 35,5X + 96Y = 35,9 (**)
Từ (*) và (**) →X = 0,2 ; Y = 0,3 → Đáp án D
Ví dụ 3: Chia hỗn hợp X gồm 2 kim loại có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau.
Phấn 1: Hòa tan haonf 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.                    C. 2,4 gam.
B. 1,8 gam.                      D. 3,12 gam.
Hướng dẫn:
Nhận xét: Tổng số mol x điện tích ion dương (của 2 kim loại) trong 2 phần là
Bằng nhau Þ Tổng số mol x điện tích ion âm trong 2 phần cũng bằng nhau.
                                        O2 ↔ 2 Cl-
Mặt khác: nCl- = nH+ = 2nH2 = 1,792/ 22,4 = 0,08 (mol)
Suy ra: nO (trong oxit) = 0,04 (mol)
Suy ra: Trong một phần: mKim Loại  - m oxi  = 2,84 - 0,08.16 = 1,56 gam
        Khối lượng hỗn hợp X = 2.1,56 = 3,12 gam
        Đáp Án D
Dạng 3: Kết hợp với bảo toàn nguyên tố
Ví Dụ 4: Cho hỗn hợp X gồm x mol FeS2 và 0,045 mol Cu2S tác dụng vừa đủ với
HNO3 loãng, đun nóng thu được dung dịch chỉ chứa muối sunfat của các kim loại
Và giải phóng khí NO duy nhất, Giá trị của x là
A. 0,045.                         B. 0,09.
C. 0,135.                         D. 0,18.
Hướng dẫn:
- Áp dụng bảo toàn nguyên tố:
        Fe3+ : x mol  ;  Cu2+ : 0,09  ;  SO42-  : ( x + 0,045) mol
- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích (trong dung dịch chỉ chứa muối sunfat)
            Ta có : 3x + 2.0,09 = 2(x + 0,045)
                     x = 0,09
Đáp án B
Ví Dụ 5: Dụng 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 được lượng
Kết tủa lớn nhất thig giá trị tối thiểu cần dùng là:
A. 150ml.                        B. 300 ml.
C. 200ml.                        D. 250ml.
Hướng dẫn:
Có thể qui đổi các ion Mg2+, Ba2+, Ca2+ thành M2+ 
                                                M2+ + CO32-  → MCO3 ¯
Khi phản ứng kết thúc, phần dung dịch chứa K+, Cl-, và NO3-
Áp dụng định luật bảo toàn toàn điện tích ta có:
nk+ = nCl- + nNO3-  = 0,3 (mol) suy ra: số mol K2CO3 = 0,15 (mol)
suy ra thể tích K2CO3 = 0,15/1 = 0,15 (lít) = 150ml
Đáp án A
Dạng 4: Kết hợp với việc viết phương trình ở dạng ion thu gọn
Ví Dụ 6: Cho hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al và
Al2O3 trong 500 dung dịch NaOH 1M thu được 6,72 lít H2  (đktc)
Và dung dịch X. Thể tích HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu được
lượng kết tủa lớn nhất là:
A. 0,175 lít.                     B. 0,25 lít.
C. 0,25 lít.                       D. 0,52 lít.
Hướng dẫn : 
Dung dịch X chứa các ion Na+ ; AlO2- ; OH- dư (có thể). Áp dụng định luật
Bảo toàn điện tích:
        n AlO2- + n OH-  = n Na+ = 0,5
Khi cho HCl vaof dung dịch X:
        H+       +    OH  → H2O                           (1)
        H+     +    AlO2-  + H2O → Al(OH)3 ↓     (2)
        3H+     +    Al(OH)3 → → Al3+ + 3H2O       (3)
Để kết tủa là lớn nhất, suy ra không xảy ra (3) và
          n H+ = n AlO2- + n OH-  = 0,5
Suy ra thể tích HCl = 0,5/2 = 0,25 (lít)
Đáp án B
Dạng 5 : Bài toán tổng hợp
Ví dụ 7: Hoàn toàn 10g hỗn hợp X gồm Mg và  Fe bằng dung dịch HCl 2M.
Kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch Y và 5,6l khí H2 (đktc). Để kết tủa
 hoàn toàn các cation có trong Y cần vừa đủ 300ml NaOH 2M.Thể tích dung
dịch HCl đã dùng là:
A: 0,2  lít                                 B: 0,24 lít
C: 0,3 lít                                  D: 0,4 lít 
Hướng dẫn:
nNa+ = nOH- = nNaOH = 0,6M
Khi cho NaOH vào dung dịch Y(chứa các ion :Mg2+;Fe2+;H+ dư;Cl-) các ion
dương sẽ tác dụng với OH- để tạo thành kết tủa .Như vậy dung dịch thu
 được sau phản ứng chỉ chứa Na+ và Cl-.
=>nCl- = nNa+=0,6 =>VHCl=0,6/2= 0,3 lít ==> đáp án C.
Ví dụ 8: Để hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp X gồm Fe,FeO,Fe3O4,
Fe2O3 cần vừa đủ 700ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X và
3,36 lít khí H2 (đktc). Cho NaOH dư vào dung dịch X rồi lấy toàn bộ
 kết tủa thu được đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi
thì lượng chất rắn  thu được là :
A: 8 gam                                  B: 16 gam               
C: 24 gam                                D:32 gam
Hướng dẫn:
Với cách giải thông thường ,ta viết 7 phương trình hóa học,sau đó
đặt ẩn số,thiết lập hệ phương trình và giải             
Nếu áp dụng định luật bảo toàn diện tích ta có :
                                Fe + 2HCl  → FeCl2  + H2
Số mol HCl hòa tan Fe là : nHCl  = 2nH2  =0,3 mol
Số mol HCl hòa tan các oxit =0,7- 0,3 = 0,4 mol
Theo định luật bảo toàn diện tích ta có
nO2-(oxit) =1/2 nCl- = 0,2 mol  ==>
 nFe (trong X)  =moxit - moxi  /56  =(20-0,2 x 16)/56 = 0,3 mol
Có thể coi : 2Fe (trong X ) → Fe2O3 
ð nFe2O3 =1,5 mol ==> mFe2O3 = 24 gam ==> đáp án C 
 III .   BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1: Dung dịch X có chứa a mol Na+ ,b mol Mg2+  ,C mol Cl-  và
 d mol SO42-.. Biểu thức liên hệ giữa 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 dịch,mỗi dung dịch đều chứa 2 cation và 2  anion không
 trùng nhau trong các ion sau
K+  :0,15 mol, Mg2+ : 0,1 mol,NH4+:0,25 mol,H+ :0,2 mol, Cl- :0,1 mol SO42- :0,075
mol NO3- :0,25 mol,NO3- :0,25 mol và CO32- :0,15 mol. Một trong 2 dung dịch trên chứa
A: K+,Mg2+,SO42- và Cl-;                                     B : K+,NH4+,CO32- và Cl-
C  :NH4+,H+,NO3-, và SO42-                                D : Mg2+,H+,SO42- và Cl-
Câu 3: Dung dịch Y chứa Ca2+ 0,1 mol ,Mg2+  0,3 mol,Cl- 0,4 mol,HCO3- y mol.
Khi cô cạn dung dịch Y thì được muối khan thu được là :
A: 37,4 gam                             B 49,8 gam                             
C: 25,4 gam                             D : 30,5 gam
Câu 4 : Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu2+;0,03 mol K+,x mol Cl- và y mol
 SO42-.Tổng khối lượng các muối tan có trong dung dịch là 5,435 gam. Giá trị
của x và y lần lượt 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 hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và x mol Cu2S vào
dung dịch HNO3 vừa đủ , thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunfat của
các kim loại và giải khí NO duy nhất. Giá trị là :
A :0,03                                    B :0,045                 
C:0,06                                     D:0,09
Câu 6: Cho m gam hỗn hợp Cu,Zn,Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch
HNO3 loãng,dư. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được (m+62). Gam
muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu
được chất rắn có khối lượng là:
A: (m+4) gam                          B: (m+8) gam                         
C: (m+16) gam                       D: (m+32)gam
Câu 7:Cho 2,24 gam hỗn hợp Na2CO3,K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung
dịch BaCl2.Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa.Lọc tách kết tủa,cô
 cạn dung dịch thì thu được bao nhiêu gam muối clorua khan ?
A: 2,66 gam                             B 22,6 gam                             
C: 26,6 gam                             D : 6,26 gam
Câu 8: Trộn dung dịch chứa Ba2+;OH- 0,06 mol và Na2+ 0,02 mol với
dung dịch chứa HCO3- 0,04 mol; CO32- 0,03 mol va Na+. Khối lượng kết
 tủa thu được sau khi trộn là
A: 3,94 gam                             B 5,91 gam                             
C: 7,88 gam                             D : 1,71 gam
Câu 9:Hòa tan hoàn toàn 5,94 gam hỗn hợp hai muối clorua của 2 kim
 loại nhóm IIA vào nước được 100ml dung dịch X. Để làm kết tủa hết
 ion Cl có trong dung dịch X,người ta cho dung dịch X ở trên tác
dụng vừa đủ với dung dịch AgNO3. Kết thúc thí nghiệm, thu được
dung dịch Y và 17,22 gam kết tủa. Khối lượng muối khan thu được khi
kết tủa dung dịch Y là:
A: 4,86 gam                             B: 5,4 gam                              
C: 7,53 gam                             D : 9,12 gam
Câu 10: Dung dịch X chứa 0.025 mol CO32-;0,1 mol Na+;0,25 mol
 NH4+ và 0,3 mol Cl-. Cho 270ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào và
đun nóng nhẹ (giả sử H2O bay hơi không đáng kể). Tổng khối lượng
dung dịch X và dung dịch Ba(OH)2 sau quá trình phản ứng giảm đi là :
A: 4,125 gam                           B: 5,296 gam                          
C: 6,761 gam                           D : 7,015 gam
Câu 11: Trộn 100ml dung dịch AlCl3 1M với 200ml dung dịch
NaOH1,8M đến phản ứng hoàn toàn thì lượng kết tủa thu được là :
A: 3,12 gam                             B: 6,24 gam                            
C: 1,06 gam                             D : 2,08 gam
Câu 12: Dung dịch B chứa ba ion K+;Na+;PO43-. 1 lít dung dịch
 B tác dụng với CaCl2 dư thu được 31 gam kết tủa. Mặt khác nếu cô
 cạn 1 lít dung dịch B thu được 37,6 gam chất rắn khan. Nồng độ
của 3 ion K+;Na+;PO43- lần lượt là:
A:0,3M;0,3M và 0,6M                           B: 0,1M;0,1M và 0,2M         
C: 0,3M;0,3M và 0,2M                         D : 0,3M;0,2M và 0,2M
Câu 13: Cho dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào 100ml dung dịch X
gồm các ion