Lý thuyết về bảo toàn điện tích

Phương pháp bảo toàn điện tích

1. Nguyên tắc:

- Nguyên, phân tử và dung dịch luôn trung hòa về điện:
+ Trong nguyên tử: Số proton = số electron;
+ Trong dung dịch: Tổng số mol * điện tích ion dương = | tổng số mol * điện tích ion âm |;
Dễ thuộc : "Tổng dương = Tổng âm"
* Lưu ý khi làm bài tập:
- Khối lượng muối trong dung dịch = Tổng khối lượng các ion tạo muối.
- Chú ý khi cô cạn, ion có thể phân hủy hay bay hơi. VD: HCO3-,...
- Trong trường hợp sử dụng định luật bảo toàn điện tích thường kết hợp:
+ Các phương pháp bảo toàn khác: bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố.
+ Viết phương trình hóa học ở dạng ion thu gọn.

2. Các dạng bài tập thường gặp:

Dạng 1: Áp dụng nguyên bản định luật bảo toàn điện tích.

Bài toán: Cho 1 dung dịch chứa 5 ion: 0.06 mol K+, 0.05 mol Ca²+, 0.015 mol Cl-, 0.04 mol CO3²- và a mol SO4²- .Tìm a ?
A. 0.75 mol;
B. 0.0075 mol;
C. 0.125 mol;
D. 0.05 mol;
Giải
Áp dụng ĐLBT điện tích, có:
0.06*1 + 0.025*2 = 0.015*1 + 0.04*2 + a*2
=> a = 0,0075 mol.

Dạng 2: Kết hợp định luật bảo toàn khối lượng.

Bài toán 1: Dung dịch A chứa 2 cation: Fe²+ 0.1 mol và Al³+ 0.2 mol; hai anion: Cl- x mol, SO4²- y mol.Đem cô cạn dung dịch A thu được 46.9 gam hỗn hợp muối khan. Tìm x, y lần lượt là?
A. 0.2 & 0.3 mol;
B. 0.4 & 0.5 mol;
C. 0.3 & 0.2 mol;
D. 0.4 &0.6 mol;
Giải
Áp dụng ĐLBT điện tích:
0.1*2 + 0.2*3 = x*1 + y*2 <=> x + 2y = 0.8 (1)
Cô cạn dung dịch:
0.1*56 + 0.2*27 + x*35.5 + y*96=46.9
<=> 35.5x+96y=35.9 (2)
Từ (1) & (2), ta được: x=0.2 & y=0.3.
Bài toán 2: Cho 0.2688 lít CO2 đkc hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dung dịch NaOH 0.1M và
Ca(OH)2 0.01M. Tổng khối lượng muối thu được sau phản ứng là bao nhiêu?
A. 1.265 gam;
B. 1.92 gam;
C. 1.26 gam;
D. 1.85 gam;
Giải:
nNa+ = 0.02 mol;
nOH- = 0.024 mol;
nCa²+ = 0.002 mol;
nCO2 = 0.2688/22.4 = 0.012 mol;
Tỉ lệ: nOH-/nCO2=2 => CO2 & OH- phản ứng vừa đủ.
=> Muối thu được sau phản ứng chỉ là muối trung hòa:
m Muối = mNa+ + mCa²+ + mCO3²- = 0.02*23 + 0.002*40 + 0.012*60 = 1.26 gam.

Dạng 3: Kết hợp với ĐLBT nguyên tố.

Bài toán: Cho dung dịch X có chứa 5 ion: Mg²+, Ba²+, Ca²+, 0.1 mol Cl- và 0.2 mol NO3²-. Thêm dần V lít dd K2CO3 1M vào X đến khi lượng kết tủa lớn nhất thì giá trị V tối thiểu cần dùng là bao nhiêu?
A. 0.15l;
B. 0.1l;
C. 0.3l;
D. 0.2l;

Cách 1:

Áp dụng phương pháp quy đổi kết hợp bảo toàn điện tích:
Quy Mg²+, Ba²+, Ca²+ về M²+ => X gồm M²+, Cl- và NO3-.
Áp dụng ĐLBT điện tích trong dd X, ta được:
nM²+ = 0.15 mol
M²+ + CO3²- ----> MCO3(kt)
=> nK2CO3 = nCO3²-=nM²+=0.15 mol
=> V = 0.15l.

Cách 2:

Áp dụng ĐLBT điện tích cho dung dịch sao phản ứng.
Khi phản ứng kết thúc, phần dung dịch chứa K+, Cl- & NO3-.
Áp dụng ĐLBT điện tích:
nK+=nCl- + nNO3- = 0.3 => nK2CO3=0.15 mol
=> V= 0.15 l

Dạng 4: Kết hợp với việc viết phương trình ion thu gọn.

Bài toán: Hòa tan hoàn toàn 15.6 gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 vào 500 ml dung dịch NaOH, thu được 6.72 lít H2(đkc) và dung dịch X. Thể tích HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu được lượng kết tủa lớn nhất là bao nhiêu?
A. 0.5l;
B. 0.25l;
C. 0.35l;
D. 0.15l;
Giải:
Dung dịch X chứa: Na+, AlO2-, OH- dư( nếu có);
Áp dụng ĐLBT điện tích:
nAlO2- + nOH- = nNa+ = 0.5 mol
Khi cho HCl vào dung dịch X:
H+ + OH- ----> H2O;
H+ + AlO2- + H2O ----> Al(OH)3 (kt);
3H+ + Al(OH)3 ----> Al³+ + 3H2O;
Để kết tủa max => không xảy ra phản ứng cuối cùng.
=> nH+ = nAlO2- + nOH- = 0.5 mol;
=> V HCl = 0.5/2 = 0.25 lít.

Dạng 5: Bài tập có ion phân hủy khi cô cạn hay tác dụng nhiệt.

Bài toán: Dung dịch Y chứa Ca²+ 0.1 mol; Mg²+ 0.3 mol; HCO3- y mol. Khi cô cạn Y thì khối lượng muối khan thu được là:

A. 37.4 gam;

B. 49.8 gam;

C. 25.4 gam;

D. 30.4 gam;

Giải:

Khi cô cạn do tác dụng nhiệt nên:

2HCO3- ----> CO3²- + CO2 + H2O.

0.4 mol ----> 0.2mol         

=> Khối lượng muối

m = mCa²+ + mMg²+ + mCl- + mCO3²-

    = 37.4 G

3. Bài tập vận dụng:

1. 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(g). 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;

2. Trong một dung dịch có chứa a(mol) Ca2+, b(mol) Mg2+, c(mol) Cl- và d(mol) NO3-. Biểu thức liên hệ giữa a, b ,c và d là:
A. a+ 2b = c + d;
B. 2a + 2b = c + d;
C. a = b + c + d;
D. 2a = c +d+ 2b;

3. Dung dịch A chứa các ion Al3+ 0,6 mol; Fe2+ 0,3 mol ; Cl- a mol;  SO42- b mol. Cô cạn dung dịch A thu được 140,7(g) muối. Giá trị của a,b lần lượt là:
A. 0,6 và 0,9;
B. 0,9 và 0,6;
C. 0,3 và 0,5;
D. 0,2 và 0,3;

4. Dung dịch A chứa các ion sau Mg2+, Ba2+, Ca2+ , 0,1 mol Cl- và 0,2 mol NO3-. Thêm dần V(l) dung dịch K2CO31M vào A đến khi được lượng kết tủa lớn nhất. V có giá trị là:
A. 300(ml);
B. 200(ml);
C. 250(ml);
D. 150(ml);

5. Dung dịch A chứa các ion CO32-, SO32-, SO42- và 0,1(mol) HCO3-, 0,3(mol) Na+. Thêm V(l) dung dịch Ba(OH)2 1M vào dung dịch A thì thu được lượng kết tủa lớn nhất Giá trị của V là:
A. 0,15(l);
B. 0,2(l);
C. 0,25(l);
D. 0,5(l);

6. Hòa tan hoàn toàn 2,81(g) hổn hợp Fe2O3, MgO, ZnO trong 500(ml) dung dịch H2SO4 0,1M vừa đủ. Sau khi cô cạn dung dịch thì thu được số (g) muối khan là:
A. 6,81(g);
B. 4,81(g);
C. 3,81(g);
D. 5,81(g);

7. (ts – 2007) Hòa tan hổn hợp gồm 0,12(mol) FeS2 và a(mol) Cu2S vào axit HNO3(vừa đủ), thu được dung dịch X( chỉ chứa 2 muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là:
A. 0,04;
B. 0,075;
C. 0,12; 
D. 0,06;

8. Chia hổn hợp 2 kim loại A và B có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau: - phần 1: tan hết trong dung dịch HCl thu được 1,792(l) H2(đktc) - Phần 2: nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2,84(g) chất rắn. Khối lượng hổn hợp 2 kim loại ban đầu là:
A. 2,4(g);
B. 3,12(g);
C. 2,2(g);
D. 1,8(g);

9.  Hòa tan hoàn toàn 10(g) hổn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 5,6(l) H2(dktc) và dung dịch D. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong D cần 300(ml) dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl(l) đã dùng là:
A. 0,1;
B. 0,12;
C. 0,15;
D. 0,2;
10. Cho hòa tan hoàn toàn 15,6(g) hổn hợp gồm Al và Al2O3 trong 500(ml) dung dịch NaOH 1M thu được 6,72(l) 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(l);
B. 0,25(l);
C. 0,125(l); 
D. 0,52(l);

11. Hòa tan 10(g) hổn hợp X gồm Fe và Al bằng dung dịch HCl 2M. Kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch Y và 5,6(l) khí H2(đktc). Để kết tủa hoàn toàn các cation có trong dung dịch Y cần vừa đủ 300(ml) NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl cần dùng là:
A. 0,2(l);
B. 0,24(l);
C. 0,3(l);
D. 0,4(l);

12.  Để hòa tan 20(g) hổn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần vừa đủ 700(ml) dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X và 3,36(l) H2(đktc). Cho NaOH dư vào dung dịch X rồi lấy toàn bộ kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì lượng chất rắn thu đượ c là:
A. 8(g);
B. 16(g);
C. 24(g);
D. 32(g);

13. Cho a(g) hổn hợp 2 kim loại Na,K vào H2O thu được dung dịch X và 0,224(l) H2( đktc). Trung hòa hết dung dịch X cần V(l) dung dịch H2SO4 0,1M. Giá trị V là:
A. 0,15;
B. 0,1;
C. 0,12;
D. 0,2;

14. Cho hổn hợp kim loại Na, Ba tác dụng với nước dư thu được dung dịch X và  3,36 (l) H2 (đktc). Thể tích dung dịch H2SO4 2M cần dùng  để trung hòa dung dịch X là:
A.150 ml;
B. 75 ml;
C. 60 ml;
D. 30 ml;

15. Lấy m(g) hổn hợp 2 kim loại M và B có hóa trị không đổi  chi thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 hòa tan vừa đủ trong 100(ml) H2SO4 1M. Phần 2 cho tác dụng với Cl2 dư thu được 9,5(g) muối clorua. Vậy m có giá trị là:
A. 4,8(g);
B. 11,2(g);
C. 5,4(g); 
D. 2,4(g);

16. (khối A – 2008) Để hòa tan hoàn toàn 2,32(g) hổn hợp gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3( trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3) cần dùng  V(l) dung dịch HCl 1M. Giá trị của V là:
A. 0,16;
B. 0,18;
C. 0,08;
D. 0,23;
17. (khối B – 2008) Hòa tan 2,13(g) hổn hợp X gồm 3 kim loại Mg, Cu, Al ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hổn hợp Y gồm các oxit có m = 3,33(g). Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là:
A. 90(ml);
B. 57(ml);
C. 75(ml);
D. 50(ml);

Mọi thắc mắc các bạn hãy comment hoặc đăng câu hỏi lên Fanpage Hóa Học Unlimited, admin sẽ giải đáp cho bạn sớm nhất có thể.

Chúc bạn thành công !