SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:
"ÁP DỤNG PHƢƠNG TRÌNH ION ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN VÔ CƠ"


A.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Một bài tập hoá học có thể giải theo nhiều phương pháp khác nhau và đều đi đến một
kết quả, nhưng với từng bài toán, dạng toán giải theo phương pháp nào là dễ nhất, ngắn
gọn nhất, nhanh nhất và chính xác nhất là vấn đề không dễ đối với giao viên cũng như
học sinh.
Chẳng hạn khi gặp bài toán sau: Có 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp axit gồm
HCl1,98M và H2SO4 1,1M. Tính thể tích dung dịch chứa đồng thời NaOH 3M và
Ba(OH)2 4M cần phải lấy để trung hoà vừa đủ dung dịch axit đã cho.
Việc giải bài toán này bằng các phương pháp thông thường như viết phương trình hoá
học thì có thể thực hiện được nhưng sẽ gặp những vướng mắc nhất định dẫn tới bài toán
trỏ nên phức tạp, mất thời gian. Để khắc phục được những nhược điểm đó ta nên nghỉ
đến “phƣơng trình ion thu gọn”.
Để thấy rõ nhưng ưu điểm nhược điểm của tường phương pháp ta giải bài toán trên
theo hai cách và so sánh.
Cách giải 1. Dùng phƣơng pháp thông thƣờng
Số mol HCl trong 500ml dung dịch là: 1,98.0,5 = 0,99mol
Số mol H2SO4 trong 500ml dung dịch là: 1,1.0,5 = 0,55mol
Phương trình phản ứng trung hoà các axit bằng kiềm :
HCl

+



+ 2H2O

3mol
Ba(OH)2  BaSO4 + 2H2O

H2SO4 +
4mol

4mol

Muối trung hoà 5,5 mol H2SO4 cần 1000ml dung dịch kiềm đã cho
Vậy trung hoà 0,55mol H2SO4 cần y ml dung dịch kiềm đã cho
=> y =100 ml
Vậy thể tích dung dịch kiềm phải lấy là:
V= x + y = 90 + 100 = 190 ml
Cách giải 2. Phƣơng pháp áp dung phƣơng trình ion thu gọn
Trong dd axit
Pt điện li:

 H+ + Cl-

HCl
0,99mol
0,55mol
H

Pt điện li

0,99mol


n

H

OH-

  nOH 



H2O

=> 2,09 = 11V => V=0,19 lít
=> V = 190 ml

So sánh phƣơng pháp cũ và phƣơng pháp mới
PHƢƠNG PHÁP CŨ

PHƢƠNG PHÁP MỚI


- Phương pháp này phổ biến nh- - Ngắn gọn, chính xác, dễ hiểu, không mất
ưng dài dòng, khó hiểu mất nhiều nhiều thời gian.
thời gian.
- Học sinh còn hiểu bản chất của phản ứng
xảy ra trong dung dịch chất điện li là do sự
kết hợp của các ion đối kháng với nhau.
- Đáp ứng mục tiêu cải cách giáo dục hiện
nay và trong thi cử của học sinh


B. 1,5 lít và 497 gam

C. 2,5 lít và 749 gam

D. 3,5 lít và 974 gam
Bài giải

Phương trình điện li: Trong dd axit
HCl

Trong dd bazơ

 H+ + Cl-

NaOH  Na+ + OH-

2mol

2mol 2mol

Vmol

H2SO4

 2H+ + SO42-

KOH

1mol

Phản ứng trung hoà xảy ra: H+

+

n

H

OH-

  nOH 



H2O

=> 7 = 2V => V=3,5 lít

Khối lượng muối thu được khi cô cạn là:
m = mK  mNa  mCl  mSO  mPO






2

4


233

Gọi x, y lần lượt là số mol của Ba(NO3)2 và BaCl2.
Trong dung dịch các muối điện li theo phương trình sau
Ba(NO3)2  Ba2+ + 2NO3-

(NH4)2SO4  NH4+ + SO42+


xmol

xmol 2xmol

0,5Vmol

BaCl2  Ba2+ + 2Clymol

0,5Vmol 0,5Vmol

Na2SO4  2Na+ + SO42-

ymol 2ymol

Vmol

2Vmol Vmol

K2SO4  2K+ +
0,5Vmol
+ SO42- 


  nSO 2 
4

=> 0,05 = 0,5V + V + 0,5V = 2V =>

V 

0,05
 0,025lit
2

Khối lương muối khan là:
m  mNH   mNa   mK   mNO   mCl  
4

3

 0,5.0,025 .18  2.0,025 .23  0,025 .39  2.0,02.62  2.0,03.35,5  6,96g

=> Đáp án B đúng
3.

Phản ứng giữa hỗn hợp cacbonat với hỗn hợp axit.
Lưu ý. Phản ứng cuả muối cacbonat với axit

+ Nếu cho từ từ axit vào muối CO32-.
Phương trình ion:
HCO3- + H+



D. 12,21 gam; 22,79 gam; 20 gam
Bài giải

Gọi số mol của Na2CO3 là a, K2CO3 là b.
Khi thêm từ từ dd HCl vào dd X lần lượt xảy ra phản ứng :
CO 32  + H+
a+b



a+b

HCO 3
a+b

Khi trong dung dịch tất cả ion CO 32  biến thành ion HCO 3
HCO 3 + H+
0,1



0,1

CO2 + H2O
0,1
=>

nCO 2 = 2,24/ 22,4 = 0,1 mol.


= a + b - 0,1 = 0,2 mol

=>

mCaCO 3 = 0,2 . 100 = 20 (g)


=> Đáp án A đúng
Bài 2. Cho 10,5 gam hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 tác dụng với HCl dư thì thu
được 2,016 lit CO2 ở đktc.
a. Tính % khối lượng X ?
b. Lấy 21 gam hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 với thành phần % như trên tác dụng với dung
dịch HCl vừa đủ (đến khi bắt đầu có khí CO2 bay ra thì dừng lại). Tính thể tích dung dịch
HCl 2M cần dùng?
c. Nếu thêm từ từ 0,12 lit dung dịch HCl 2M vào dung dịch chứa 21 gam hỗn hợp X trên.
Tính thể tích CO2 thoát ra ở đktc?
Bài giải
a. Gọi a,b lần lượt là số mol của Na2CO3 và K2CO3. do HCl dư nên CO 32  biến thành
CO2
CO 32  + 2H+



a+b
Ta có :

CO2




0,18

khi bắt đầu có khí CO2 bay ra thì dừng lại, tức là phản ứng dừng lại ở đây.
nHCl = nH  = 0,18 mol => VHCl 2M = 0,18/2 = 0,09(l)


c. Nếu dùng 0,12 lit dung dịch HCl 2M hay 0,12.2 = 0,24 mol H + > 0,18 mol. Nên sẽ có
phương trình tạo khí CO2 :
CO32- + H+

HCO3-



0,18

0,18

HCO 3 + H+



CO2 + H2O

0,06
4.

(1)
(2)



;

29,55
 0,15mol
233

Gọi x, y lần lượt là số mol của Na2CO3 và NaHCO3
CO32- + H+
xmol

HCO3-



xmol

HCO 3 + H+

(1)

xmol


CO2 + H2O

(2)

0,045mol 0,045mol 0,045mol
Dung dịch sau phản ứng tác dụng Ba(OH)2 dư cho kết tủa. Vậy HCO 3 dư, H+ hết.

a = mNa 2 CO 3 +
b.

mNaHCO 3 = 0,105.126 + 0,09. 84 = 18,96 (g)

nNa   2 x  y  0,3mol



Na   00,,34  0,75M

nCO 2   x  0,105mol



CO   00,105
 0,2625 M
,4

nHCO   y  0,09mol



HCO   00,,094  0,225M

3



3

bmol

a + 2b = 0,15

a = 0,045

a
0,09

b 0,105

b = 0,0525

nCO2  a  b  0,045  0,0525  0,0975 mol
VCO2  0,0975 .22,4  2,184lit


Bài tập tƣơng tự
Bài 1: Trộn 100 ml dd A gồm ( K2CO3 1M + KHCO3 1M ) vào dd B ( NaHCO3 1M +
Na2CO3 1M ) thu được dd C. Nhỏ từ từ 100 ml dd D gồm ( H2SO4 1M + HCl 1M ) vào
dd C thu được V lít CO2 (đktc) và dd E. Cho Ba(OH)2 tới dư vào dd E thu được m gam
kết tủa. Tìm m và V.
Bài 2: Cho 5,64 gam hỗn hợp gồm ( K2CO3+ KHCO3) vào một thể tích chứa dung dịch (
Na2CO3 + NaHCO3) thu được 600ml dung dịch A. Chia dung dịch A thành hai phần
bằng nhau, cho từ từ 100ml dung dịch HCl vào phần thứ nhất thấy thoát ra 448 cm 3 khí
đktc và thu được dung dịch B. Cho dung dịch B phản ứng với nươc vôi dư thấy xuất hiện
2,5 gam kết tủa. Phần hai cho tác dụng vừa hết với 150 ml dung dịch NaOH 0,1M. Cho
khí HBr dư đi qua phần thứ 3 sau đó cô cạn dung dịch thu được 8,125 gam chất rắn
khan.
a. Tính nồng độ các chất trong dung dịch A.

Bài 5: Cho từ từ 300ml dd HCl 1M vào 300ml dd (K 2CO3 + Na2CO3) thì thu được 2,24
lít khí đktc và dd A. Nừu lấy dd A cho phản ứng với dd Ba(OH) 2 dư thì thấy xuất hiện
19,7 gam kết tủa. Tính nồng độ mol từng muối trong dd đầu. Biết khi cô cạn dd đầu thu
được 24,4 gam chất rắn.
4.
Phản ứng giữa oxit axit ( CO2, SO2 ) và axit H2S, H2SO3, H3PO4 với hỗn hợp
dung dịch kiềm.
Bài tập tổng quát: Dẫn X vào dung dịch có chứa ion OHBiết nX ( X là CO2, SO2, H2S, H2SO3, H3PO4 ) và nOH
Nguyên tắc : Đặt T =



nOH 
nX

Ví dụ : Dẫn khí H2S vào dung dịch hỗn hợp gồm NaOH, KOH và Ba(OH)2
Pthh :

H2S + OH- = HS- + H2O

(1)

H2S + 2OH- = S2- + 2H2O

(2)

Số phản ứng xảy Sản phẩm tạo ra

T
ra


Bài tập tổng quát . Cho từ từ dung dịch H3PO4 vào dung dịch hỗn hợp gồm
NaOH, KOH và Ba(OH)2
Đặt T =
Pthh :

T

nOH 
nH 3 PO4

H3PO4 + OH- = H2PO4- + H2O

(1)

H3PO4 + 2OH-

= HPO42- + 2H2O

(2)

H3PO4 + 3OH-

= PO43- + 3H2O

(3)

Số phản ứng xảy Sản phẩm tạo ra
ra


và H3PO4 có thể

Bài 1. Sục V lit khí CO2 ở đktc vào 200 ml dung dịch A gồm : NaOH 1M và KOH 0,5 M.
V ứng với các giá trị trong các trương hợp sau:
a. V = 2,24 lit
b. V = 8,96 lit
c. V = 4,48 lit
Thu được dung dịch B, cô cạn B thu được m gam chất rắn khan. Tính m trong các trường
hợp ?
Bài giải
a. TH1 : V1 = 2,24 lit CO2 đktc


nCO 2 =

2,24
22,4

= 0,1 mol

nOH  = 0,2.1 + 0,2.0,5 = 0,3 mol
Đặt:

nOH 

T=

nCO 2

=

Đặt:

T=

nOH 
nCO 2

=

0,3
0,4

= 0,75 < 1 chỉ tạo ra muối axit HCO 3

CO2 + OH--  HCO 3
0,4

0,3

0,3

Cô cạn dung dịch B khối lượng chất rắn khan là khối lượng các ion tạo ra các muối :
m = mK  + mNa  + mHCO 3
= 0,2.0,5. 39 + 0,2.1. 23 + 0,3. 61 = 26,6 (g)
c. TH3 : V3 = 4,48 lit CO2 đktc
nCO 2 =

4,48
22,4




2b

b

a + b = 0,2 (1)
a + 2b = 0,3 (2) Giải hệ có a = b = 0,1 mol
Cô cạn dung dịch B khối lượng chất rắn khan là khối lượng các ion tạo ra các muối :
m = mK  + mNa  + mHCO 3 + mCO 32 
= 0,2.0,5. 39 + 0,2.1. 23 + 0,1. 61 + 0,1. 60 = 20,6 (g)
Bài 2. Cho 250 ml hỗn hợp dung dịch gồm NaOH 0,1M, KOH 0,1M vào 200 ml dung
dịch H3PO4 1,5M. Cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối.
Bài giải
Ta có : nOH  0,25.1  0,25.1  0,5mol ;


T=

nOH 
nH 3 PO4



0,5
 1,67
0,3

nH 3 PO4  0,2.1,5  0,3mol



(2)

ymol
x = 0,1
y = 0,2

Khối lượng muối thu được là:
m  mK   mNa   mH

2 PO4



 mHPO 2   0,25.39  0,25.23  0,1.97  0,2.96  44,4gam
4

Bài tập tƣơng tự
Bài 1. Dẫn 5,6 lít khí H2S (đktc) vào V ml hỗn hợp dung dịch gồm NaOH 1M, KOH
1M . Tính khối lượng muối sinh ra trong các trường hợp sau :
a. V = 250


b. V = 350
c. V= 600
d. V = 3,36
Bài 2. Dẫn V lít SO2 (đktc) vào 100 ml hỗn hợp dung dịch gồm NaOH 1M, KOH 1M .
Tính khối lượng muối trong các trường hợp sau
a. V = 5,6
b. V = 11,2


(1)

Al(OH)3 và Al3+ có thể dư

3 Xác định lượng OH- phản ứng
3

Nguyên tắc : so sánh n Al với n Al (OH )
3

3

+ Nếu n Al = n Al (OH ) => chỉ xảy ra (1)
3

3



n

OH 

(1)
(2)

 nOH ë (1)  nOH ë ( 2)

Bài 1. Cho 200ml dung dịch NaOH 1,9M tác dụng với 500 ml dung dịch AlCl3 0,2M ta
thu được một kết tủa trắng keo, đun nóng kết tủa tắng keo đến khối lượng không đổi
được m (g) chất rắn. Tìm m ?


Bài giải
Ta có : n Al  0,1mol và

n NaOH  1,9.0,2  0,38mol

3

Đặt T=

n

OH 

n Al 3



2Al(OH)3

t

0

Al2O3 + 3H2O

0,02

0,01

Vậy m = 0,01.102=1,02 gam
Bài 2. Cho 3,42 g Al2(SO4)3 tác dụng với 25 ml dung dịch NaOH tạo ra 0,78 gam kết
tủa. Tính nồng độ NaOH đã dùng.
Bài giải
Ta có : n Al  0,02mol và n Al (OH )  0,01mol
3

Do

2

n Al3  0,02mol

khác n Al (OH )  0,01mol => có hai trường hợp
2

Trường hợp 1 : Al3+ dư

Bài tập tƣơng tự
Bài 1. Cho 200ml dung dịch Al2(SO4)3 tác dụng với dung dịch KOH 0,4M được một kết
tủa keo. Lọc kết tủa nung đến khói lượng không đổi được 2,04 gam. Tính thể tích dung
dịch KOH đã dùng.
Bài 2. Thêm m gam K vào 300 ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1Mthu
được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200 ml dung dịch Al 2(SO4)2 0,1M thu
được kết tủa Y. Để thu được lượng kết tủa lớn nhất thì m bằng bao nhiêu.
II. PHẢN ỨNG OXI HOÁ-KHỬ XẢY RA TRONG DUNG DỊCH
Lưu ý: Đối với phản ứng oxi hoá - khử, là do sự oxi hoá - khử của chất khử và chất oxi
hoá xảy ra dưới tác dụng của môi trường.
1. Kim loại phản ứng với hỗn hợp axit không có tính oxi hoa mạnh
Bài 1. Cho 200ml dung dịch hỗn hợp 2 axít HCl và H2SO4 tác dụng với 1 lượng bột Fe
dư thấy thoát ra 4,48l khí (đktc) và dung dịch A. Lấy 1/10 dung dịch A cho tác dụng với
BaCl2 dư thu được 2,33g kết tủa.
Nồng độ mol/l của HCl và H2SO4, khối lượng Fe đã tham gia phản ứng là:
A.1M; 0,5M và 5,6g

B. 1M; 0,25M và 11,2g

C. 0,5M; 0,5M và 11,2g

D.1M; 0,5M và 11,2g


Bài giải
Ta có:

nH 2 

4,48

y/10 = 0,01

y = 0,1

HCl  0,2  1M ; H 2 SO4  
0,2

nFe  nH 2  0,2mol



0,1
 0,5M
0,2

mFe  0,2.56  11,2 gam

=> Đáp án
2.Tính oxi hoá của ion NO3- với kim loại phụ thuộc vào môi trƣờng.
Lƣu ý:
Môi trường trung tính
Môi trường H+

NO3-

Môi trường kiềm dư

Không có khả năng oxi hoá
Có khả năng oxi hoá như HNO3
Bị Al, Zn, khử đến NH3

Pư:

0.03

0.08

0.02

0.02

Sau pư:

0.03

0

0.06

0.02

VNO = 0.02 . 22.4 = 0.448 (lít)
Thí nghiệm 2: nHCl = 0.08 . 1 = 0.08 mol
=>  nH



 n H  ( HNO )  n H  ( HCl )  0.16mol
3

3Cu + 8H+ + 2NO3-

0,5M loãng. Cô cạn dung dịch sẽ thu được bao nhiêu gam muối khan. Biết các phản ứng
xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở đktc.
Bài giải


Thí nghiệm 1. Ta có:

nCu 

6,4
 0,1mol
64

nHNO3  0,12.1  0,12mol

+ 2NO3-  3Cu2+ + 2NO + 4H2O

3Cu + 8H+
Ban đâu:

0.1

0.12

0.12

Pư:

0.045


4

3Cu + 2NO3- + 8H+  3 Cu+ + 2NO + 4H2O
Ban đầu:

0.1

0.12

0.24

Phản ứng:

0.09 0.06

0.24

Sau phản ứng:0.01 0.06

0,09

0,06

0

VNO = 0.06 . 22.4 = 1.344 (lít)
Trong dung dịch sau phản ứng cô cạn có 0,06 mol ion SO 42- tạo ra 0.06 mol CuSO4
Còn lại 0.06 mol ion NO3- tạo ra 0,03 mol Cu(NO3)2
Bài 3. Cho 7,86 gam Cu vào 120 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 1M và H2SO4 1M. Sau
phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được bao nhiêu lít khí NO (đktc). Khi co cạn dung dịch


0.12
0.04

0.36
0.32

0.08

0.04

VNO = 0.08 x 22.4 = 1.792 (lít)


Cô cạn thì 0.04 mol HNO3 bay hơi và phân huỷ hết.
0

t
4HNO3 
4NO2 + O2 + H2O

Còn lại muối CuSO4
mCuSO4 = 0.12 x 160 = 19.2 (gam)
Bài 4. Cho 1,92 gam Cu vào 100 ml dung dịch chứa đồng thời KNO 3 0,16M và H2SO4
0,4M thấy sinh ra một chất khí có tỉ khối so với H2 là 15 và dung dịch A.
a.

Tính thể tích khí sinh ra ở đktc

b. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần để dùng để kết tủa toàn bộ ion

Sau phản ứng:0.006

0.08

0

0.016

0.016

VNO = 0.16 x 22.4 = 0.3584 (lít)
Dung dịch sau phản ứng có : Cu2+, H+ dư khi cho NaOH vào có phản ứng.
H+

+

0.016 dư

OH-  H2O
0.016

Cu2+ +

2OH-

0.024

0.048

Vậy : VNaOH =

phương trình ion thu gon của các phản ứng xảy ra.
b/ Trộn 200 ml dung dịch HCl 0,1M và H2SO4 0,05M với 300 ml dung dịch Ba(OH)2 có
nồng độ a mol/l thu được m gam kết tủavà 500 ml dung dịch có pH = 13. Tính a và m.
Bài 5. Có 50 ml hai axit H2SO4 1,8M và HCl 1,2M. Cho 8,2 g hỗn hợp Fe và Mg vào dd
đó khí sinh ra được dẫn qua ống sứ chứa 16g CuO nung nóng . Tính thể tích dd
H2SO496% (d=1,84 ) cần thiết để hoà tan hết hợp chất rắn trong ống
Bài 6. Hoà tan hoàn toàn 7,74 gam hỗn hợp bột Mg và Al bằng 500 ml dung dịch hỗn
hợp HCl 1M và H2SO40,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí H2 ( ở đktc ). Cô cạn
dung dịch X thu được luợng muối khan là
A. 77,86 gam

B. 25,95 gam

C. 103,85 gam

D. 38,93 gam