Chuyên đề Bài toán có lượng sản phẩm khác nhau tuỳ theo cách làm thí nghiệm

BÀI TOÁN CÓ LƯỢNG SẢN PHẨM KHÁC NHAU
TUỲ THEO CÁCH LÀM THÍ NGHIỆM
I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ
Khi gặp các bài toán so sánh lượng chất sinh ra do cùng một cặp chất bằng các thao tác khác nhau thì phải nắm vững một số nguyên tắc sau đây :
1/ Cho từ từ chất A vào chất B thì ban đầu B dư nên phản ứng xảy ra trong MT của B.
2/ Cho hỗn hợp tác dụng với chất X thì :
+) Cho từ từ vào chất X Þ X thiếu Þ phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên (Phản ứng nào dễ xảy ra hơn sẽ phản ứng trước )
+) Cho từ từ vào chất X Þ phản ứng xảy ra song song ( % số mol phản ứng A, B so với ban đầu là bằng nhau Þ tỉ lệ số mol phẳn ứng bằng tỉ lệ số mol trong hỗn hợp )
3/ Phải xem xét kỹ chất sản phẩm sinh ra có tồn tại trong môi trường hay không
Ví dụ1 : 
-Cho từ từ Na2CO3 vào ddHCl thì chỉ xảy ra 1 phản ứng 
Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + H2O + CO2 ­ 
Khi Na2CO3 bắt đầu dư thì trong môi trường không có chất nào tác dụng được với nó.
-Cho từ từ dd HCl vào dung dịch Na2CO3 thì :
Đầu tiên : 	Na2CO3 + HCl ® NaCl + NaHCO3 ( do dư Na2CO3 )
Sau đó :	HCl + NaHCO3 ® NaCl + H2O + CO2 ­ 
Ví dụ 2 : Tương tự đối với cặp AlCl3 và NaOH
I- BÀI TẬP ÁP DỤNG
1) Dung dịch X chứa a mol HCl , dung dịch Y chứa b mol Na2CO3 ( a < 2b ) 
a/ Cho rất từ từ X vào Y thì thu được V1 lít khí 
b/ Cho Y vào X thì thu được V2 lít khí 
Lập thức tính V1, V2 ktheo a,b
Hướng dẫn :	
a) Cho rất từ từ X vào Y thì ban đầu dư Na2CO3 nên xảy ra phản ứng :
	Na2CO3 + HCl ® NaCl + NaHCO3	(1)
	b	a	b	
	Vì có khí bay ra nên sau pư (1) HCl còn dư : a > b 
	HCl +	NaHCO3	® NaCl +	H2O 	+	CO2 ­ 	(2)
	 (a-b)	 	b	(a-b) (vì a < 2b nên HCl phản ứng hết )
	V1 = ( a – b).22,4 
	b/ Khi cho Na2CO3 vào dung dịch HCl ( tức Y vào X ) thì luôn có khí sinh ra
Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + H2O + CO2 ­ 
b	a	0,5a 	( a < 2b Þ HCl hết )
	V2 = 	
2) Cốc A đựng 200ml dung dịch Na2CO3 1M và NaHCO3 1,5M. Cốc B : đựng 173ml dung dịch HCl 7,7% ( d= 1,37 g /ml). Làm các thí nghiệm sau :
TN1 : Đổ rất từ từ B vào A
TN2 : Đổ rất từ từ A vào B
TN3: 	Đổ nhanh A vào B
Tính thể tích khí CO2 sinh ra ( đktc) trong mỗi thí nghiệm khi phản ứng kết thúc.
Hướng dẫn :
	Số mol : 0,2 mol Na2CO3 ; 0,3 mol NaHCO3 ; 0,5 mol HCl 
* TN1 : Khi cho từ từ B vào A thì phản ứng xảy ra trong môi trường Na2CO3 theo thứ tự :
	Na2CO3 + HCl ® NaHCO3 + NaCl 	(1)
	0,2 ® 	0,2	0,2
Số mol NaHCO3 dự vào (2) là : 0,2 + 0,3 = 0,5 mol
	NaHCO3 + HCl ® NaCl + CO2 ­ + H2O 	(2)
Bđ: 0,5	(0,5-0,2)	0	(mol)
Pư: 0,3	0,3	0,3
SPư: 0,2	0	0,3
Vậy 0,3 ´ 22,4 = 6,72 lít
* TN2 : Đổ từ từ A vào B thì lúc đầu HCl dư nên xảy ra song song cả 2 phản ứng 
	Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + CO2 ­ + H2O	(1)
	NaHCO3 + HCl ® NaCl + CO2 ­ + H2O 	(2)
Gọi x là % số mol của mỗi muối đã phản ứng với HCl 
Từ các PTHH ta có : giải ra (%)
Cách 2 : gọi a là số mol Na2CO3 pư Þ số mol NaHCO3 : 1,5a( mol )
	Theo ptpư ta có : n HCl = 2a + 1,5a = 0,5 Þ a = 
Số mol CO2 = số mol 2 muối = 2,5a = ( mol ) Þ lít
TN3: Đổ nhanh A vào B thì không biết phản ứng nào xảy ra trước
1. Nếu Na2CO3 phản ứng trước :
	Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + CO2 ­ + H2O	(1)
	0,2 ® 	0,4	0,2	(mol)
	NaHCO3 + HCl ® NaCl + CO2 ­ + H2O	(2)
	0,1® 	0,1	(mol)
	 lít
2. Nếu NaHCO3 phản ứng trước:
	NaHCO3 + HCl ® NaCl + CO2 ­ + H2O	(1)
	0,3	0,3	0,3	(mol)
	Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + CO2 ­ + H2O	(2)
	0,1	 	0,2	0,1	(mol)
	 lít
 Thực tế phản ứng diễn ra song song nên 	6,72 lít < V < 8,96 lít 
3) Dung dịch A chứa 0,12 mol H3PO4 , dung dịch B chứa 0,2 mol NaOH. Lượng muối sinh ra có khác nhau không nếu :
TN1: Cho từ từ A vào B
TN2: Cho từ từ B vào A 
Hướng dẫn :	
TN 1: 	Vì cho từ từ H3PO4 vào NaOH nên phản ứng xảy ra trình tự :
	H3PO4 + 3NaOH ® Na3PO4 + 3H2O 	(1)
	¬ 0,2	(mol)
	Số mol H3PO4 dư = 0,12 - = mol 
	Vì còn dư H3PO4 dư nên có phản ứng sau :
	H3PO4 + 2Na3PO4 ® 3Na2HPO4 	(2) 
	¬ 	0,1 mol
	Sau phản ứng 2 vẫn còn dư : nên có phản ứng :
	H3PO4 + Na2HPO4 ® 2NaH2PO4 	 (3) 
	0,02® 	 0,02	 0,04	(mol)
	Như vậy, dung dịch sau phản ứng có chứa : 0,04 mol NaH2PO4 , và 0,1 -0,02 = 0,08 mol Na2HPO4 
TN2 : Vì cho từ từ NaOH vào H3PO4 nên phản ứng xảy ra trình tự :
	H3PO4 + NaOH ® NaH2PO4 + H2O	(1)
	0,12® 	0,12	0,12	(mol)
	NaOH dư : 0,2 – 0,12 = 0,08 mol
	 NaH2PO4 + NaOH ® Na2HPO4 + H2O	(2)
	0,08	¬ 0,08	0,08 mol
	Vậy dung dịch sau phản ứng chỉ có : 0,08 mol Na2HPO4 và 0,12 – 0,08 = 0,04 mol NaH2PO4
*4) Hoà tan m (gam) hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3 vào nước thì được một dung dịch A. Cho từ từ 100ml HCl 1,5M vào A thu được một dung dịch B và 1,008 lít khí ( đktc). Cho B tác dụng với Ba(OH)2 dư thì thu được 29,55 gam kết tủa.
a/ Tính m
b/ Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch A
c/ Tính thể tích khí CO2 ( đktc) sinh ra khi đổ dung dịch A vào bình đựng 100ml dung dịch HCl 1,5M.
	( ĐS: a) 20,13 gam ; c) Khoảng 1,68 lít ® 2,688 lít CO2 )
5) Dung dịch A : 200ml HCl 1M , dung dịch B : 100ml dung dịch K2CO3 1M và KHCO3 0,5 M. Kết quả có giống nhau trong 3 trường hợp sau không :
a) Cho rất từ từ A vào B
b) Cho rất từ từ B vào A
c) Cho nhanh B vào A
Hướng dẫn :
a) Cho rất từ từ A vào B thì xảy ra theo thứ tự sau:
K2CO3 + HCl ® KHCO3 + KCl
0,1	® 	0,1	0,1
KHCO3 + HCl ® KCl + H2O + CO2 ­ 
BĐ : 0,15	0,1	0	(mol)
PƯ:	0,1	0,1	0,1
Sau:	0,05	0	0,1
	Þ Lượng khí CO2 sinh ra : 0,1 mol
b) Cho rất từ từ B vào A thì ban đầu HCl dư nên phản ứng diễn ra song song, tỉ lệ mol 2 muối phản ứng đúng bằng tỉ lệ nồng độ của 2 muối
K2CO3 + 2HCl ® 2KCl + H2O + CO2 ­ 
2x ® 	4x	 x
KHCO3 + HCl ® KCl + H2O + CO2 ­ 
	.x ®	 x	x
Vì số mol HCl hết nên ta có : 5x = 0,2 Þ x = 0,04 mol
Luợng khí CO2 sinh ra : 0,08 mol
c) Đổ nhanh B vào A thì lúc đầu HCl dư nhưng không rõ phản ứng nào xảy ra trước nên phải xét 2 trường hợp:
* Nếu K2CO3 phản ứng trước:
K2CO3 + 2HCl ® 2KCl + H2O + CO2 ­ 
0,1® 	0,2	01	( mol )
HCl đã hết nên KHCO3 không phản ứng 
Þ lượng CO2 sinh ra : 0,1 mol
* Nếu KHCO3 phản ứng trước thì:
KHCO3 + HCl ® KCl + H2O + CO2 ­ 
 	0,05	0,05	0,05	(mol)	
K2CO3 + 2HCl ® 2KCl + H2O + CO2 ­ 
BĐ: 0,1	0,15
PƯ: 0,075	0,15	0,075	(mol)
Sau:	0,025	0	0,075	
	CO2 + H2O + K2CO3 ® 2KHCO3 
	0,025	¬ 0,025 
Lượng khí CO2 sinh ra : 0,05 + ( 0,075 – 0,025 ) = 0,1 mol
Vậy lượng khí CO2 : 0,1 < n < 0,125 mol
6) Dung dịch X gồm : 0,3 mol NaOH ,	dung dịch Y : 0,1 mol AlCl3 và 0,05 mol CuCl2. Tính lượng kết tủa thu được khi cho X vào Y và ngược lại.