Giáo trình Định luật bảo toàn khối lượng – dung dịch

Trong một phản ứng hóa học:

-Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng = Tổng khối lượng các chất tạo thành.

-Tổng khối lượng các chất trước phản ứng = Tổng khối lượng các chất sau phản ứng.

*Phạm vi sử dụng: Trong bài toán xảy ra nhiều phản ứng, lúc này đôi khi không cần thiết phải viết các phương trình phản ứng mà chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol giữa các chất cần xác định cũng như các chất mà đề bài cho.

 

docx7 trang | Chia sẻ: maika100 | Ngày: 14/11/2015 | Lượt xem: 581 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Giáo trình Định luật bảo toàn khối lượng – dung dịch, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
0,01 (mol)
Như vậy : 0,01 mol nguyên tử Mg kết hợp với 0,01 mol nguyên tử O
 1 mol nguyên tử Mg kết hợp với 1 mol nguyên tử O
Vậy, công thức hóa học đơn giản của magie oxit là: MgO
VD2: Canxi cacbonat (CaCO3) lµ thµnh phÇn chÝnh cña ®¸ v«i. Khi nung ®¸ v«i x¶y ra ph¶n øng t¹o ra s¶n phÈm lµ canxi oxit (CaO) vµ khÝ cacbonic (CO2).
a) LËp ph­¬ng tr×nh hãa häc. Nªu tû lÖ gi÷a c¸c ph©n tö trong ph¶n øng?
b) TÝnh mCaCO ®· dïng ®Ó t¹o ra 210 kg CaO vµ 170 kg khÝ CO2
c) TÝnh % mCaCOcã trong ®¸ v«i. BiÕt ®Ó t¹o ra l­îng s¶n phÈm nh­ trªn cÇn 400 kg ®¸ v«i.
Giải: a)Phương trình hóa học: CaCO3 CaO + CO2
- Tỉ lệ giữa các phân tử:
Sè ph©n tö CaCO3: sè ph©n tö CaO: sè ph©n tö CO2 = 1: 1: 1
b) Áp dụng định luËt b¶o toµn khèi l­îng, ta có: 
mCaCO = mCaO + mCO
 = 210 + 170
 = 380 (kg)
c) Ta có: 
VËy trong ®¸ v«i, CaCO3 chiÕm 95%
PHA TRỘN DUNG DỊCH.
Loại 1: Bài toán pha loãng hay cô đặc một dung dịch.
Đặc điểm:1) Khi pha loãng, nồng độ dung dịch giảm; còn khi cô đặc thì nồng độ dung dịch tăng.
Dù pha loãng hay cô đặc, khối lượng và số mol chất tan luôn luôn không thay đổi.
Nếu gặp bài toán: cho thêm H2O hay chất tan nguyên chất (A) vào một dung dịch (A) có nồng độ % cho trước, có thể áp dụng quy tắc đường chéo để giải. Khi đó, có thể xem:
H2O là dung dịch có nồng độ 0%, khối lượng riêng D = 1 g/ml.
Chất tan (A) nguyên chất cho thêm vào là dung dịch có nồng độ 100%.
Cụ thể:
-Trường hợp 1, thêm H2O: Trộn m1 (g) dung dịch có nồng độ C1 (%) với m2 (g) H2O thì thu được dung dịch mới có nồng độ C (%).
Điều kiện: 0 < C < C1
-Trường hợp 2, thêm H2O: Trộn V1 (lít) dung dịch có khối lượng riêng D1 (g/ml) với V2 (lít) H2O thì thu được dung dịch mới có khối lượng riêng D (g/ml).
Điều kiện: 1 < D < D1
-Trường hợp 3, thêm chất tan (A) nguyên chất: Trộn m1 (g) dung dịch có nồng độ C1 (%) với m2 (g) chất tan (A) nguyên chất thì thu được dung dịch mới có nồng độ C (%).
Điều kiện: 0 < C1 < C
Lưu ý: 1) Tỉ lệ hiệu số nồng độ nhận được đúng bằng số phần khối lượng dung dịch đầu (hay H2O, hoặc chất tan (A) nguyên chất) cần lấy đặt cùng hàng ngang. Dấu | 0 – C | có nghĩa là lấy giá trị tuyệt đối, vì 0 – C = - C < 0 nên |0 – C | = - ( - C ) = C.
C và C1 phải lớn hơn 0.
Ở trường hợp 1: vì đây là thêm H2O, do đó thuộc bài toán pha loãng à C < C1.
Ở trường hợp 2: vì đây là thêm chất tan (A) nguyên chất, do đó thuộc bài toán cô đặc 
à C > C1.
VD1: Phải thêm bao nhiêu gam H2O vào 200g dung dịch KOH 20% để được dung dịch KOH 16%.
Giải: Áp dụng quy tắc đường chéo, ta có:
Vậy khối lượng H2O cần thêm là: 
VD2: Cần bao nhiêu lít axit sunfuric có D = 1,84 và bao nhiêu lít nước cất để pha thành 10 lít dung dịch axit sunfuric D = 1,28.
Giải: Áp dụng quy tắc đường chéo, ta có: 
Mặt khác, theo bài ra ta lại có:
Vậy cần 3,33 lít H2SO4 có D = 1,84 và 6,67 lít nước.
Công thức pha loãng hay cô đặc dung dịch:
VD: Có 30g dung dịch NaCl 20%. Tính nồng độ % dung dịch thu được khi cô cạn dung dịch để chỉ còn 25g.
Giải: Áp dụng công thức cô đặc dung dịch, ta có:
30 . 20% = 25 . C% (2) à C% (2) =
Vậy nồng độ % của dung dịch thu được là: 24%.
Loại 2: Bài toán hòa tan một hóa chất vào H2O hay vào một dung dịch cho sẵn.
Đặc điểm: 
Hóa chất đem hòa tan có thể là chất khí, chất lỏng hay chất rắn.
Sự hòa tan có thể gây ra hay không gây ra phản ứng hóa học giữa chất đem hòa tan với H2O hoặc chất tan trong dung dịch cho sẵn.
-Cách làm: thường qua 3 bước sau: 
Bước 1: Xác định dung dịch sau cùng (sau khi hòa tan hóa chất) có chứa chất tan nào?
Cần lưu ý xem có phản ứng giữa chất đem hòa tan với H2O hay chất tan trong dung dịch cho sẵn không? Sản phẩm phản ứng (nếu có) gồm những chất tan nào? Nhớ rằng: có bao nhiêu loại chất tan trong dung dịch thì có bấy nhiêu nồng độ.
Nếu chất tan có phản ứng hóa học với dung môi, cần phân biệt chất đem hòa tan với chất tan. VD: Cho Na2O hay SO3 vào nước sẽ xảy ra các phản ứng:
Khi đó, ta phải tính nồng độ của sản phẩm phản ứng chứ không được tính nồng độ của chất tan đó.
Bước 2: Xác định lượng chất tan (khối lượng hay số mol) có chứa trong dung dịch sau cùng.
Lượng chất tan (sau phản ứng nếu có) gồm: sản phẩm phản ứng và các chất tác dụng còn dư.
Lượng sản phẩm phản ứng (nếu có) tính theo phương trình phản ứng phải dựa vào chất tác dụng hết (lượng cho đủ), tuyệt đối không được dựa vào lượng chất tác dụng cho dư (còn thừa sau phản ứng).
Bước 3: Xác định lượng dung dịch mới (khối lượng hay thể tích).
Để tính thể tích dung dịch mới, có 2 trường hợp (tùy theo đề bài):
Nếu đề không cho biết khối lượng riêng dung dịch mới (D ddm) .
Khi hòa tan một chất khí hay một chất rắn vào một chất lỏng có thể coi: 
Khi hòa tan một chất lỏng vào một chất lỏng khác, phải giả sử sự pha trộn không làm thay đổi đáng kể thể tích chất lỏng, để tính:
Nếu đề cho biết khối lượng riêng dung dịch mới (D ddm).
Thì thể tích dung dịch mới :
 ( m ddm: là khối lượng dung dịch mới)
Để tính khối lượng dung dịch mới (m ddm): Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
VD1: Sủi bọt 200g SO3 vào 1 lít dung dịch H2SO4 17% (D = 1,12) được dung dịch A. Tính nồng độ % của dung dịch A.
Giải: Phương trình phản ứng: 
	 	80g	 98g
	100g	à	 122,5g
Cứ 100g SO3 thì tạo ra 122,5g H2SO4, hay ta gọi nồng độ của phần H2SO4 được tạo ra từ SO3 là 122,5%.
Theo bài ra, ta có khối lượng dung dịch H2SO4 17% là: mdd = V. D = 1000. 1,12 = 1120 (g)
Vậy áp dụng quy tắc đường chéo, ta có: 
Vậy nồng độ % của dung dịch A là : 
Chú ý: Chỉ áp dụng cách giải trên với trường hợp chất tan thêm vào khi tác dụng với nước không tạo ra chất kết tủa hoặc bay hơi! Còn khi có chất kết tủa hoặc bay hơi thì ta phải làm theo cách sau:
VD: Tính nồng độ % của dung dịch tạo thành khi hòa tan 39g Kali vào 362g H2O.
Giải: Ta có = 39: 39 = 1 (mol)
Phương trình phản ứng: 
	 Mol: 1 à	 1	 0,5
-Khối lượng chất tan trong dung dịch tạo thành là: mKOH = 1.56 = 56 (g)
-Khối lượng dung dịch sau phản ứng là:
Vậy nồng độ phần trăm của dung dịch tạo thành là:
VD2: Xác định số gam tinh thể CaCl2.6H2O và số lít nước cần để pha thành 10ml dung dịch CaCl2 40% (D= 1,395 g/ml).
Giải: Nồng độ của CaCl2 trong CaCl2.6H2O là:
Áp dung quy tắc đường chéo, ta có:
Mặt khác: m dd = V . D = 10. 1,395 = 13,95 = m1 + m2 à m1 = 13,95 – m2 (2)
Thế (2) vào (1), ta được: 
Vậy cần lấy 10,95g CaCl2.6H2O và 
VD3: Cho 14,84g tinh thể Na2CO3 vào bình chứa 500ml dung dịch HCl 0,4M được dung dịch A. Tính nồng độ mol/l các chất trong dung dịch A.
Giải: Ta có: 
-Số mol của Na2CO3 là: 
-Số mol của HCl là : 
-Phương trình phản ứng: (1)
-Theo phương trình phản ứng, tỉ lệ: 
-Theo bài cho, tỉ lệ: 
Như vậy, Na2CO3 còn dư, HCl hết à Tính số mol các chất theo HCl.
Theo (1), ta có n NaCl = n HCl = 0,2 (mol) ;
Do đó, trong dung dịch A có chứa 0,2 mol NaCl và 0,04 mol Na2CO3 dư.
Mà: 	 sau cùng 
Vậy nồng độ mol/l của các chất trong A là:
Loại 3: Bài toán pha trộn hai hay nhiều dung dịch.
Đặc điểm: Khi pha trộn hai hay nhiều dung dịch với nhau có thể xảy ra hay không xảy ra phản ứng hóa học giữa chất tan của các dung dịch ban đầu.
1.Quy tắc đường chéo:
Khi pha trộn 2 dung dịch cùng loại nồng độ, cùng loại chất tan thì có thể dùng quy tắc đường chéo:
Trộn m1 (g) dung dịch có nồng độ C1 (%) với m2 (g) dung dịch có nồng độ C2 (%) thì thu được dung dịch mới có nồng độ C (%).
Trộn V1 ( lít) dung dịch có nồng độ C1 (M) với V2 ( lít) dung dịch có nồng độ C2 (M) thì thu được dung dịch mới có nồng độ C (M) .
Trộn V1 ( ml) dung dịch có khối lượng riêng D1 (g/ml) với V2 ( ml) dung dịch có nồng độ 
D2 (g/ml) thì thu được dung dịch mới có nồng độ D (g/ml).
2. Phương trình pha trộn:
BÀI TẬP
Câu 1: Biết 4g thuỷ ngân (Hg) kết hợp với clo tạo ra 5,42g thủy ngân clorua. Em hãy cho biết công thức hóa học đơn giản của thủy ngân clorua. Cho biết Hg = 200.
Câu 2: Tính thể tích khí hidro (đktc) cần thiết để khử 48g sắt (III) oxit. Nếu khử sắt (III) oxit bằng CO thì thể tích khí là bao nhiêu? 
Trong thực tế, nên khử các oxit kim loại bằng khí CO hay khí H2? Tại sao?
Câu 3: Em có nhận xét gì nếu người ta khuấy 15g đường vào 10g nước và 4,5g muối ăn vào 10g nước. Biết rằng ở nhiệt độ phòng (200C), 10g nước có thể hòa tan tối đa được 20g đường; 3,6g muối ăn.
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 6,2g phốt pho đỏ trong không khí .
a) Tính thể tích không khí cần dùng (đktc) để đốt cháy hoàn toàn lượng phốt pho trên?
b) Tính khối lượng Điphốt pho penta ôxít tạo thành sau phản ứng.
c) Hòa tan hoàn toàn sản phẩm trên vào nước thu được 150g dung dịch. Tính nồng độ% dung dịch thu được ?
Câu 5: Tính số ml H2O cần thêm vào 250 ml dung dịch 1,25M để tạo thành dung dịch 0,5M. Giả sử, sự hòa tan không làm thay đổi đáng kể thể tích dung dịch.
Đáp số: 375ml
Câu 6: Từ dung dịch MgSO4 2M làm thế nào pha chế được 100ml dung dịch MgSO4 0,4M? 
Câu 7: Từ glucozo (C6H12O6) và nước cất, hãy trình bày cách pha chế 200g dung dịch glucozo 2%.
Câu 8: Có 2 lọ đựng dung dịch H2SO4. Lọ thứ nhất có nồng độ 1 mol/l, lọ thứ hai có nồng độ 
3 mol/l. Hãy tính toán và trình bày cách pha chế 50ml dung dịch H2SO4 có nồng độ 1,5 mol/l từ hai dung dịch axit đã cho.
Câu 9: Có 30g dung dịch NaCl 20%. Tính nồng độ % dung dịch thu được khi pha thêm 20g H2O.
Đáp số: 12%
Câu 10: Tính số ml H2O cần thêm vào 2 lít dung dịch NaOH 1M để thu được dung dịch mới có nồng độ 0,1M.
Đáp số: 18 000ml
Câu 11: Tính số ml dung dịch NaOH 2,5% (D = 1,03) điều chế được từ 80ml dung dịch NaOH 35% (D = 1,38). (Do đề cho đồng thời cả C% và D nên ta không thể áp dụng quy tắc đường chéo cho V và D mà phải tính ra CM rồi áp dụng cho V và CM ).
Đáp số: 1 500ml
Câu 12: Số lít H2O nguyên chất cần thêm vào 1 lít dung dịch H2SO4 98% (D = 1,84) để được dung dịch H2SO4 10% là?
14,192	B. 15,192	C. 16,192	D. 18,187
Câu 13 : Cho 11,2g Fe t¸c dông víi dung dÞch axit clohi®ric HCl t¹o ra 25,4 g s¾t (II)clorua FeCl2 vµ 0,4 g khÝ H2. Khèi l­îng HCl ®· dïng lµ:
A. 14,7 g B. 15 g C. 26g D. 14,6g 
Câu 14: Xác định lượng SO3 và lượng dung dịch H2SO4 49% cần lấy để pha thành 450g dung dịch H2SO4 83,3%.
Đáp số: 210g SO3 và 240g dd H2SO4 49%.
Câu 15: Cho 34,5g

File đính kèm:

  • docxChu de 61.docx