Title 4.5. Bài toán áp dụng phương trình ion thu gọn, bảo toàn điện tích, bảo toàn khối lượng ✅

4.5. Bài toán áp dụng phương trình ion thu gọn, bảo toàn điện tích, bảo toàn khối lượng. A. Định hướng tư duy + Trong một dung dịch luôn trung hòa về điện nn Ví dụ: Xét dung dịch chứa ︸ 2 4BTDT 3 nn 3 Cl:a SO:b a2b3c3d Fe:c Al:d               + Chú ý những chất kết tủa và bay hơi thường gặp: BaSO 4 , Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 , NH 3 , AgCl, BaCO 3 , CaCO 3 … + Áp dụng định luật BTKL và BTĐT + Chú ý bài toán nhiệt phân Ba(HCO 3 ) 2 hoặc Ca(HCO 3 ) 2 cho BaCO 3 ; CaCO 3 . Nếu đề bài nói nung tới khối lượng không đổi thì cho BaO và CaO. B. Ví dụ áp dụng Ví dụ 1: Một cốc nước có chứa a mol Ca 2+ , b mol Mg 2+ , c mol Cl - , d mol HCO 3 - . Hệ thức liên hệ giữa a, b, c, d là: A. 2a + 2b = c - d. B. a + b = c + d. C. 2a + 2b = c + d. D. a + b = 2c + 2d. Định hướng tư duy giải: BTDT 2a2bcd Ví dụ 2: Một dung dịch có a mol NH 4 + , b mol Mg 2+ , c mol SO 4 2- và d mol HCO 3 - . Biểu thức nào biểu thị sự liên quan giữa a, b, c, d sau đây là đúng? A. a2bcd. B. a2b2cd. C. ab2cd. D. abcd. Định hướng tư duy giải: BTDT a2b2cd Ví dụ 3: Một dung dịch có chứa 0,39 gam K + , 0,54 gam Al 3+ , 1,92 gam SO 4 2- và ion NO 3 - . Nếu cô cạn dung dịch này thì sẽ thu được lượng muối khan là bao nhiêu gam ? A. 4,71 gam B. 0,99 gam C. 2,85 gam D. 0,93 gam Định hướng tư duy giải: 33 BTDTBTKL NONO0,010,02.30,02.2nn0,03m0,390,541,920,03.624,71 Ví dụ 4: Dung dịch X chứa 0,08 mol Mg 2+ ; 0,04 mol Al 3+ ; a mol Cl - và b mol NO 3 - . Cho AgNO 3 dư vào X thấy có 22,96 gam kết tủa xuất hiện. Giá trị của a:b là? A. 4 : 3. B. 2 : 1. C. 3 : 4. D. 1 : 2. Định hướng tư duy giải: Ta có: BTDT AgClbnn0,16a0,12a:b4:3  Ví dụ 5: Dung dịch X chứa 0,08 mol Mg 2+ ; 0,06 mol Al 3+ ; a mol Cl - và b mol NO 3 - . Cô cạn X thu được 20,38 gam muối khan. Giá trị của a:b là? A. 2 : 3. B. 8 : 9. C. 3 : 2. D. 5 : 6. Định hướng tư duy giải: Ta có: BTDT a0,16ab0,34 a:b8:9 b0,1835,5a62b0,08.240,06.2720,38     Ví dụ 6: Chia dung dịch A chứa các ion Fe 3+ , NH 4 + , 2 4SO và Cl thành phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được 1,07 gam kết tủa và 0,672 lít khí (đktc). Phần 2 cho tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư, thu được 4,66 gam kết tủa. Tổng khối lượng muối khan thu được khi cô cạn cẩn thận dung dịch là: A. 3,73 gam B. 4,76 gam C. 6,92 gam D. 7,46 gam Định hướng tư duy giải: Ta có:
3 3 2 4 4 3 4 BTNT.Fe Fe(OH)Fe BTNT.SBTDT BaSOBTNT.NSOCl NHNH n0,01(mol)n0,01 n0,02n0,02n0,02 n0,03(mol)n0,03          BTKL m2(0,01.560,03.180,02.960,02.35,3)7,46(gam) Ví dụ 7: Dung dich Y gồm Al 3+ ; Fe 2+ ; 0,05 mol Na + ; 0,1 mol SO 4 2+ ; 0,15 mol Cl - . Cho V lít dung dịch NaOH 1M, vào dung dịch Y để thu được kết tủa lớn nhất thì giá trị V là A. 0,40. B. 0,25. C. 0,35. D. 0,30. Định hướng tư duy giải: Kết tủa lớn nhất khi Na + thay thế Al 3+ và Fe 2+ hoàn toàn nghĩa là trong muối không còn bóng dáng của Al và Fe. Vậy BTDT NaOHn0,1.20,15.10,05.10,3(mol)V0,3(lit) Ví dụ 8: Một loại nước cứng X chứa các ion Ca 2+ ; Mg 2+ ; 3HCO, Cl - trong đó nồng độ 3HCO là 0,002M và Cl là 0,008M. Lấy 200 ml X đun nóng, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Để làm mềm dung dịch Y (loại bỏ hết các cation kim loại) cần cho vào Y lượng Na 2 CO 3 .10H 2 O gần nhất với khối lượng là A. 2,574 gam. B. 0,229 gam. C. 0,085 gam. D. 0,286 gam. Định hướng tư duy giải: Ta có: BTDT anioncationn0,2(0,0020,008)0,002(mol)n0,001 Chú ý: Khi đun nóng thì t2 33HCOCOn  232NaCO.10HOYn0,0010,00020,0008m0,2288(gam) Ví dụ 9: Cho 800 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,3M vào dung dịch X chứa: 0,025 mol 2 3CO, 0,1 mol Na + , x mol 4NH, 0,15 mol 2 4SO và đun nóng nhẹ (giả sử nước bay hơi không đáng kể). Tổng khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH) 2 giảm đi bao nhiêu gam? A. 34,95 gam B. 39,2 gam C. 44,125 gam D. 44,215 gam Định hướng tư duy giải: Ta BTDT0,025.20,15.20,1xx0,25(mol) Dễ thấy lượng Ba 2+ và OH - dư nên 4 3 3 BaSO:0,15(mol) m44,125(gam)BaCO:0,025(mol) NH:0,25(mol)       Ví dụ 10: Cho 120 gam hỗn hợp X gồm Fe 2 (SO 4 ) 3 , CuSO 4 , MgSO 4 vào nước dư thu được dung dịch Y. Cho BaCl 2 dư vào Y thấy có 209,7 gam kết tủa xuất hiện. Mặt khác, cho KOH dư vào Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 48,9 B. 52,4 C. 64,2 D. 48,0 Định hướng tư duy giải: Bài toán rất đơn giản. Từ khối lượng kết tủa 2 4SOBTKL Kimloai OH n m n       Ta có: 24 BTKLTrongXTrongX KimloaiSO 209,7 nn0,9m1200,9.9633,6(gam) 233 Bảo toàn điện tích: 24 BTKLTrongX OHSO KimloaiOH n2.n1,8m33,61,8.1764,2(gam)   BÀI TẬP RÈN LYỆN BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH Câu 1: Dung dịch X chứa 0,08 mol Mg 2+ ; 0,08 mol Fe 3+ ; a mol Cl - và b mol SO 4 2- . Cô cạn X thu được 23,6 gam muối khan. Giá trị của a + b là? A. 0,28 B. 0,32. C. 0,36. D. 0,42 Câu 2: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần: 0,01 mol Na + , 0,02 mol Mg 2+ , 0,015 mol SO 4 2- , x mol Cl - . Giá trị của x là: A. 0,015 B. 0,020 C. 0,035 D. 0,01
Câu 3: Dung dịch X có chứa 0,07mol Na + , 0,02 mol SO 4 2- , và x mol OH - . Dung dịch Y có chứa ClO 4 - , NO 3 - và y mol H + ; tổng số mol ClO 4 - , NO 3 - là 0,04 mol. Trộn X và T được 100 ml dung dịch Z. Dung dịch Z có pH (bỏ qua sự điện li của H 2 O) là : A. 1. B. 12. C. 13. D. 2. Câu 4: Một dung dịch có chứa các ion : Mg 2+ (0,05mol), K + (0,15 mol), NO 3 - (0,1 mol) và SO 4 2- (x mol). Giá trị của x là : A. 0,05. B. 0,075. C. 0,1. D. 0,15. Câu 5: Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu 2+ , 0,03 mol K + , x mol Cl - và y mol SO 4 2- . Tổng khối lượng các muối tan có trong dung dịch là 5,435 gam. Giá trị của x và y lần lượt là: A. 0,01 và 0,03. B. 0,02 và 0,05. C. 0,05 và 0,01. D. 0,03 và 0,02. Câu 6: Một dung dịch X có chứa 0,01 mol Ba 2+ , 0,01 mol NO 3 - , a mol OH - và b mol Na + . Để trung hòa 1/2 dung dịch X người ta cần dùng 200 ml dung dịch HCl 0,1M. Khối lượng chất rắn thu được khi cô cạn dung dịch X là : A. 16,8 gam. B. 3,36 gam. C. 4 gam. D. 13,5 gam. Câu 7: Dung dịch A chứa: 0,15 mol Ca 2+ ; 0,6 mol Cl - ; 0,1 mol Mg 2+ ; a mol HCO 3 - ; 0,4 mol Ba 2+ . Cô cạn dung dịch A được chất rắn B. Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 90,1. B. 102,2. C. 105,5. D. 127,2. Câu 8: Dung dịch X chứa x mol Al 3+ , y mol Cu 2+ , z mol SO 4 2- , 0,4 mol Cl - . Cô cạn dung dịch X được 45,2 gam muối khan. Cho dung dịch X tác dụng với dung dịch NH 3 lấy dư thu được 15,6 gam kết tủa. Giá trị của x, y, z lần lượt là : A. 0,3; 0,1; 0,2. B. 0,2; 0,1; 0,2. C. 0,2; 0,2; 0,2. D. 0,2; 0,1; 0,3. Câu 9: Dung dịch X chứa 0,12 mol Mg 2+ ; 0,1 mol Fe 3+ ; a mol Cl - và b mol SO 4 2- . Cô cạn X thu được 31,4 gam muối khan. Giá trị của a + b là? A. 0,38 B. 0,39. C. 0,40. D. 0,41 Câu 10: Dung dịch X chứa 0,12 mol Mg 2+ ; 0,1 mol Fe 3+ ; a mol Cl - và b mol SO 4 2- . Cô cạn X thu được 381,48 gam muối khan. Cho Ba(OH) 2 dư vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là? A. 45,12 B. 48,72 C. 50,26. D. 52,61 Câu 11: Dung dịch X chứa 0,12 mol Mg 2+ ; 0,1 mol Fe 3+ ; a mol Cl - và b mol SO 4 2- . Cô cạn X thu được 381,48 gam muối khan. Cho BaCl 2 dư vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là? A. 32,12 B. 36,42 C. 34,95. D. 38,02 Câu 12: Dung dịch X chứa a mol Al 3+ ; b mol Cu 2+ ; 0,24 mol Cl - và c mol SO 4 2- . Cô cạn X thu được 33,08 gam muối khan. Mặt khác, cho Ba(OH) 2 dư vào X thu được 46,34 gam kết tủa. Giá trị (a+b+c) là? A. 0,36 B. 0,38 C. 0,42 D. 0,46 Câu 13: Dung dịch X chứa a mol Al 3+ ; b mol Cu 2+ ; 0,24 mol Cl - và 0,18 mol SO 4 2- . Cô cạn X thu được m gam muối khan. Mặt khác, cho Ba(OH) 2 dư vào X thu được 59,58 gam kết tủa. Giá trị của m là? A. 30,19 B. 32,01 C. 35,12 D. 39,48 Câu 14: Dung dịch X chứa a mol Fe 3+ ; b mol Fe 2+ ; 0,08 mol Cl - và 0,12 mol NO 3 - . Cô cạn X thu được m gam muối khan. Mặt khác, cho AgNO 3 dư vào X thu được 19,04 gam kết tủa. Giá trị của m là? A. 15,32 B. 20,36 C. 26,84 D. 30,46 Câu 15: Dung dịch X chứa a mol Fe 3+ ; b mol Fe 2+ ; 0,08 mol Cl - và 0,12 mol NO 3 - . Cô cạn X thu được 15,32 gam muối khan. Mặt khác, cho AgNO 3 dư vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là? A. 12,96 B. 14,02 C. 16,84 D. 19,04 Câu 16: Dung dịch X chứa a mol Fe 3+ ; b mol Fe 2+ ; 0,08 mol Cl - và 0,16 mol NO 3 - . Cho NaOH dư vào X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, cho AgNO 3 dư vào X thu được 21,2 gam kết tủa. Giá trị của m là? A. 18,92 B. 10,24 C. 16,84 D. 12,31 Câu 17: Dung dịch X chứa a mol Fe 3+ ; b mol Fe 2+ ; 0,08 mol Cl - và 0,16 mol NO 3 - . Cho NaOH dư vào X thu được 10,24 gam kết tủa. Giá trị của a:b là? A. 2 : 9 B. 5 : 3 C. 9 : 2 D. 3 : 5 Câu 18: Dung dịch A chứa: 0,15 mol Ca 2+ ; 0,6 mol Cl - ; 0,1 mol Mg 2+ ; a mol HCO 3 - ; 0,4 mol Ba 2+ . Cô cạn dung dịch A được chất rắn B. Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 90,1. B. 102,2. C. 105,5. D. 127,2.
Câu 19: Một dung dịch chứa hai cation là Al 3+ (0,2 mol) và Fe 2+ (0,1 mol). Trong dung dịch trên còn chứa hai anion là Cl - (x mol) và 2 4SO (y mol). Tìm x và y biết rằng cô cạn dung dịch trên thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. A. 0,2 và 0,3 B. 0,3 và 0,2 C. 0,5 và 0,15 D. 0,6 và 0,1 Câu 20: Dung dịch X chứa 0,1 mol Ca 2+ ; 0,3 mol Mg 2+ ; 0,4 mol Cl - và a mol 3HCO . Đun dung dịch X đến cô cạn thu được muối khan có khối lượng là A. 49,4 gam B. 28,6 gam C. 37,4 gam D. 23,2 gam Câu 21: Cho dung dịch X gồm Na + 0,1 mol, K + 0,2 mol, Cl 0,1 mol và 3HCO. Cô cạn dung dịch được m gam muối khan. Giá trị của m là : A. 25,85 B. 19,65 C. 24,46 D. 21,38 BÀI TẬP RÈN LUYỆN PHƯƠNG TRÌNH ION THU GỌN Câu 1: Cho dung dịch X gồm Na + 0,1 mol, K + 0,2 mol, Cl 0,1 mol và 3HCO. Cô cạn dung dịch được m gam muối khan. Giá trị của m là : A. 25,85 B. 19,65 C. 24,46 D. 21,38 Câu 2: Có 500 ml dung dịch X chứa Na + , NH 4 + , CO 3 2- và SO 4 2- . Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu 2,24 lít khí (đktc). Lấy 100 ml dung dịch X cho tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl 2 thấy có 43 gam kết tủa. Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu 4,48 lít khí NH 3 (đktc). Tính tổng khối lượng muối có trong 500 ml dung dịch X. A. 14,9 gam. B. 11,9 gam. C. 86,2 gam. D. 119 gam. Câu 3: Dung dịch X chứa các ion: Ca 2+ , Na + , HCO 3 - và Cl - , trong đó số mol của ion Cl - là 0,1. Thí nghiệm 1: Cho 1/2 dung dịch X phản ứng với dung dịch NaOH dư, thu được 2 gam kết tủa. Thí nghiệm 2: Cho 1/2 dung dịch X còn lại phản ứng với dung dịch Ca(OH) 2 dư, thu được 353 gam kết tủa. Mặt khác, nếu đem đun nóng để cô cạn dung dịch X thì thu được m 1 gam chất rắn khan Y, lấy m 1 gam chất rắn khan Y trên nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được m 2 gam chất rắn khan Z. Giá trị của m 1 và m 2 lần lượt là: A. 10,26 và 8,17. B. 14,01 và 9,15. C. 10,91 và 8,71. D. 10,91 và 9,15. Câu 4: Cho dung dịch A chứa các ion K + (0,03 mol), M + , SO 4 2- , CO 3 2- . Cho dung dịch tác dụng với BaCl 2 dư thu được 8,6 gam kết tủa. Cho dung dịch A tác dụng với H 2 SO 4 loãng dư thu được 0,448 lít khí (đktc). Khi cô cạn dung dịch thu được 5,19 gam muối khan. Ion M + là: A. Na. B. Li. C. 4NH. D. Rb. Câu 5: Dung dịch X chứa 0,025 mol CO 3 2- ; 0,1 mol Na + ; 0,3 mol Cl - còn lại là ion NH 4 + . Cho 270 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,2M vào dung dịch X và đun nóng nhẹ. Hỏi sau khi phản ứng kết thúc, tổng khối lượng hai dung dịch sau phản ứng giảm bao nhiêu gam? (giả sử hơi nước bay hơi không đáng kể) A. 6,825 gam B. 12,474 gam C. 6,761 gam D. 4,925 gam Câu 6: Dung dịch X chứa 0,1 mol 2Ca ; 0,3 mol 2Mg ; 0,4 mol Cl và a mol 3HCO. Đun dung dịch X đến cô cạn thu được muối khan có khối lượng là A. 49,4 gam B. 28,6 gam C. 37,4 gam D. 23,2 gam Câu 7: Dung dịch E chứa các ion Mg 2+ , SO 4 2- , NH 4 + , Cl - . Chia dung dịch E ra 2 phần bằng nhau: Cho phần I tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, được 0,58 gam kết tủa và 0,672 lít khí (đktc). Phần II tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư, được 4,66 gam kết tủa. Tổng khối lượng các chất tan trong dung dịch E bằng A. 6,11 gam. B. 3,055 gam. C. 5,35 gam. D. 9,165 gam. Câu 8: Dung dịch X chứa các ion Fe 3+ , SO 4 2- , NH 4 + , Cl - . Chia dung dịch X thành hai phần bằng nhau: Phần một tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, đun nóng thu được 0,672 lít khí (đktc) và 1,07 gam kết tủa; Phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl 2 thu được 4,66 gam kết tủa. Tổng khối lượng các muối khan thu được khi cô cạn dung dịch X là (quá trình cô cạn chỉ có nước bay hơi) A. 3,73 gam. B. 7,04 gam. C. 7,46 gam. D. 3,52 gam. Câu 9: Một dung dịch chứa hai cation là Al 3+ (0,2 mol) và Fe 2+ (0,1 mol). Trong dung dịch trên còn chứa hai anion là Cl (x mol) và 2 4SO (y mol). Tìm x và y biết rằng cô cạn dung dịch trên thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. A. 0,2 và 0,3 B. 0,3 và 0,2 C. 0,5 và 0,15 D. 0,6 và 0,1