Đề tài Các phương pháp về giải toán hóa học

sở giáo dục và đào tạo bắc giang phòng giáo dục và đào tạo hiệp hòa PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỌC học viên:nguyễn minh chí đơn vị:thpt hiệp hòa số 3 niên khoá:2011-2013 Phương pháp giải bài toán este   I. Định nghĩa – Công thức tổng quát – Tên gọi:1. Định nghĩa: Khi thay nhóm OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm OR thì được este.ROH + R’COOH R’COOR + H2O2. Công thức tổng quát của este:* Este no đơn chức: CnH2n+1COOCmH2m+1 (n 0, m 1) Nếu đặt x = n + m + 1 thì CxH2xO2 (x 2)* Este đa chức tạo từ axit đơn chức và rượu đa chức: (RCOO)nR’* Este đa chức tạo từ axit đa chức và rượu đơn chức R(COOR’)n3. Tên gọi của este hữu cơ:gốc axit gốc rượuTên este = tên gốc rượu + tên gốc axit + atVd: H – C – OCH2CH3 Ety fomat||OCH3C – OCH3 Metyl axetat||OCH3 – C – O – CH – CH3 Isopropyl axetat|| |O CH3CH2 = C – C – O – CH3 Metyl metacrylat| ||CH3 OCH3 – C – O – CH = CH2 Vinyl axetat||OII. Tính chất vật lý:* Các este thường là chất lỏng rất ít tan trong nước, nhẹ hơn nước.* Giữa các phân tử este không có liên kết hidro vì thế nhiệt độ sôi của các este thấp hơn axit và rượu có cùng số nguyên tử cacbon.* Nhiều este có mùi thơm hoa quả.III. Tính chất hoá học:1. Phản ứng thuỷ phân:a. Thuỷ phân trong môi trường axit (phản ứng thuận nghịch):Este + HOH axit + rượuR – C – O + R’ + HOH RCOONa + R’OH||Ob. Thuỷ phân trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hóa):RCOOR’ + NaOH RCOONa + R’OHc. Phản ứng khửEste bị khử bởi liti nhôm hiđrua (LiAlH4), khi đó nhóm RCO- (gọi là nhóm axyl) trở thành ancol bậc I :R - COO - R’ R - CH2 - OH + R’- OH2. Phản ứng ở gốc hiđro cacbon:a. Phản ứng cộng: (H2, Cl2, Br2…).CH2 = CH – C – OCH3 + H2 CH3 – CH2 – C – OCH3|| ||O Ob. Phản ứng trùng hợp:Polimetylmetacrylat: thủy tinh hữu cơ 3. Phản ứng cháy: CnH2nO2 + O2 CO2 + nH2OIV. Điều chế: a ) Este của ancolPhương pháp thường dùng để điều chế este của ancol là đun hồi lưu ancol với axit hữu cơ, có H2SO4 đặc xúc tác, phản ứng này được gọi là phản ứng este hóa. CH3COOH + (CH3)2CHCH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O* Phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch. Để nâng cao hiệu suất của phản ứng (tức chuyển dịch cân bằng về phía tạo thành este) có thể lấy dư một trong hai chất đầu hoặc làm giảm nồng độ của sản phẩm. Axit sunfuric vừa làm xúc tác vừa có tác dụng hút nước, do đó góp phần làm tăng hiệu suất tạo este. b) Este của phenolĐể điều chế este của phenol không dùng axit cacboxylic mà phải dùng anhiđric axit hoặc clorua axit tác dụng với phenol. C6H5 – OH + (CH3CO)2O CH3COOC6H5 + CH3COOHanhiđric axetic phenyl axetat Phương pháp tăng giảm khối lượng Nguyên tắc: “Khi chuyển từ chất A thành chất B (có thể qua nhiều giai đoạn), khối lượng tăng hay giảm bao nhiêu gam (thường tính cho 1 mol). Dựa vào mối quan hệ tỉ lệ thuận của sự tăng giảm, ta có thể tính được lượng chất tham gia hay tạo thành sau phản ứng”. Các trường hợp áp dụng phương pháp: * Với các bài toán kim loại mạnh đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của nó. Giả sử có một thanh kim loại A với khối lượng ban đầu là a gam. A đứng trước kim loại B trong dãy điện hóa và A không phản ứng với nước ở điều kiện thường. Nhúng A vào dung dịch muối của kim loại B. Sau một thời gian phản ứng thì nhấc thanh kim loại A ra. mA + nBm+ mAn+ + nB + Nếu MA MB thì sau phản ứng khối lượng thanh kim loại A giảm. mA giảm = mA tan - mB = mdd tăng nếu giảm y% thì mA giảm = y%.a* Đối với rượu: Xét phản ứng của rượu với NaR(OH)x R(ONa)x + x2 H2®+ xNa  1mol muối ancolat thì®Cứ 1mol rượu tác dụng với Na khối lượng tăng (23-1).x = 22.x gam.Vậy nếu đầu bài cho khối lượng của rượu và khối lượng của muối alcolat ta có thể vận dụng để tính số mol, số chức của rượu, của H2 và xác định công thứ phân tử của rượu.* Đối với axit: Xét phản ứng axit với kiềm R(COONa)x + H2O®R(COOH)x + xNaOH ®hoặc RCOOH + NaOH RCOONa + H2O khối lượng tăng 22g®1mol 1mol * Đối với este: Xét phản ứng xà phòng hóa RCOONa + R'OH®R-COOR' + NaOH  khối lượng muối®1mol 1mol tăng là 23-R'Ngoài ra các bài toán mà phản ứng xảy ra thuộc loại phản ứng phân huỷ, phản ứng giữa kim loại với axit, muối tác dụng với axit và một số bài tập hữu cơ khác cũng có thể áp dụng phương pháp này.Phương pháp tăng giảm khối lượng và phương pháp bảo toàn khối lượng thường song hành với nhau. Tùy từng bài toán mà ta áp dụng thích hợp sẽ thu được hiệu quả như mong muốn. ph­¬ng ph¸p b¶o toµn electron I. Nguyªn t¾c cña ph­¬ng ph¸p b¶o toµn e Khi cã nhiÒu chÊt oxi ho¸ hoÆc chÊt khö trong hçn hîp ph¶n øng (nhiÒu ph¶n øng hoÆc ph¶n øng qua nhiÒu giai ®o¹n ) th× "Tæng sè mol e mµ c¸c chÊt khö cho ph¶i b»ng tæng sè mol e mµ c¸c chÊt oxi ho¸ nhËn " Tøc lµ : n e nh­êng = n e nhËn II. C¸c gi¶i ph¸p ®Ó tæ chøc thùc hiÖn. MÊu chèt quan träng nhÊt lµ häc sinh ph¶i nhËn ®Þnh ®óng tr¹ng th¸i ®Çu vµ tr¹ng th¸i cuèi cña c¸c chÊt o xi ho¸ ,chÊt khö ,nhiÒu khi kh«ng cÇn quan t©m tíi c©n b»ng ph¶n øng Ph­¬ng ph¸p nµy ®Æc biÖt lý thó ®èi víi c¸c bµi to¸n ph¶i biÖn luËn nhiÒu tr­êng hîp x¶y ra III.C¸c vÝ dô 1- VÝ dô 1: Hoµ tan hoµn toµn 1.2 gam Kim lo¹i M vµo dung dÞch HNO3 d­ thu ®­îc 0.224 lÝt khÝ N2 duy nhÊt ë ®ktc . Kim lo¹i M lµ : A- Mg B- Fe C- Al D- Cu H­íng dÉn : Chän ®¸p ¸n A Sè mol cña N2 = 0.01 . Theo b¶o toµn e cã M- n(e) Mn+ 2N+5 + 10 (e) N2 0.1/n 0.1 0.1 0.01 Suy ra M = 12n LËp b¶ng M= 24 ( Mg) 2- VÝ dô 2 Cho 40.5 gam Al t¸c dông víi dung dÞch HNO3 thu ®­îc 10.08 lÝt khÝ X ë ®ktc ( kh«ng cã s¶n phÈm khö nµo kh¸c ) . X lµ A.NO2 B.NO C. N2O D. N2 H­íng dÉn : Chän ®¸p ¸n D Sè mol cña Al = 1.5 ( mol) vµ sè mol khÝ X = 0.45 mol . Theo b¶o toµn e cã Al- 3(e) Al3+ N+5 + n (e) s¶n phÈm 1.5 4.5 0.45n 0.45 Suy ra 0.45 n = 4.5 n = 10 . VËy khÝ X lµ N2 3- VÝ dô 3 Cho 8,3 gam hçn hîp gåm Al,Fe vµo 1 lÝt dung dÞch AgNO3 0.1 M vµ Cu(NO3)2 0.2 M .Sau khi ph¶n øng kÕt thóc thu ®­îc chÊt r¾n Z ( kh«ng t¸c dông víi dung dÞch HCl ) vµ dung dÞch T kh«ng cßn mµu xanh . Khèi l­äng cña Z vµ %mAl trong X lµ : A. 23.6 gam & 32.53% B. 2.36 gam & 32.53% C. 23.6 gam & 45.53% D . 12.2 gam & 28.27% H­íng dÉn : Chän ®¸p ¸n A Z kh«ng t¸c dông víi víi dung dÞch HCl Al, Fe hÕt Dung dÞch T kh«ng cßn mµu xanh Cu(NO3)2 ph¶n øng hÕt VËy chÊt r¾n Z gåm cã Ag,Cu mZ = mAg + mCu = 0.1x108 + 0.2 x 64 = 23.6 gam Gäi sè mol cña Al ,Fe lÇn l­ît lµ a,b Al -3(e) Al3+ Ag+ + 1(e) Ag a 3a 0.1 0.1 Fe - 2(e) Fe2+ Cu2+ + 2(e) Cu b 2b 0.2 0.4 Theo B¶o toµn e ta cã ph­¬ng tr×nh 3a + 2b =0.5 VËy ta cã hÖ ph­¬ng tr×nh %mAl = =32.53% Phương pháp sơ đồ đường chéo-Phương pháp sơ đồ đường chéo dùng để giải các bài toán trộn lẫn các chất với nhau, lúc đầu có thể là đồng thể hay dị thể nhưng hh cuối phải đồng thể.-Nếu trộn lẫn các dd thì phải là dd của cùng một chất hoặc khác chất nhưng do PU với H2O lại cho cùng một chất.-Trộn hai dd của chất A có nồng độ khác nhau thu được dd A với nồng độ duy nhất.Vậy lượng chất tan trong phần đặc giảm xuống phải bằng lượng chất tan trong phần loãng tăng lên.-Sơ đồ tổng quát:D1.......... x1............. x-x2......................xD2.......... x2...............x1-xTừ đó: D1/D2 = (x-x2)/(x1-x)Các ví dụ:Ví dụ 1. Cần thêm bao nhiêu g H2O vao 500 g dd NaOH 12% để có dd NaOH 8%............. mH2O ....... 0 ..........4................................8............. 500 ........12 .........8---> mH2O = 500.4/8 = 250gVí dụ 2. Cần thêm bao nhiêu g Na2O vào 100 g dd NaOH 20% để thu được dd NaOH 34,63%PTPU Na2O + H2O ---> 2NaOH62 ----- ----> 2.40Coi Na2O là dd NaOH có nồng độ 2.80/62 = 129%.... 100....... 20 .............. 94,37......................34,63....m ......... 129 ............. 14,63---> m = 15,5 gamVí dụ 3. Hòa tan Al bằng dd HNO3 loãng thu được hh khí NO,N2O có tỉ khối so với H2là 16,75. Viết PTPU.Ta có: M = 16,75.2 = 33,5.... N2O .... 44 ............... 3,5..................... 33,5.... NO .... 30 ................ 10,5---. N2O/NO = 3,5/10,5 = 1/3 (tỉ lệ thể tích = tỉ lệ số mol)Các PU: 8Al + 30HNO3 ---> 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (1)Al + 4HNO3 ---> Al(NO3)3 + NO + 2H2O (2)Để thỏa mãn tỉ lệ ta nhân (2) với 9 rồi cộng với (1)17Al + 66HNO3 ---> 17Al(NO3)3 + 3N2O + 9NO + 33H2OVí dụ 4. Từ 1 tấn hematit A điều chế được 420 kg FeTừ 1 tấn mamhetit B - - - - - - 504 kg FeCần trộn A,B theo tỉ lệ nào để từ 1 tấn quặng hh điều chế được 480 kg Fe.... A ......... 420.............24........................ 480.... B ......... 504 ........... 60Vậy tỉ lệ trộn là 24/60 = 2/5 Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong phản ứng hóa học Khi gặp các bài toán không thể áp dụng được định luật bảo toàn khối lượng hoặc viết phương trinh nhưng lại không thấy hướng giải trong khi 1 bài trắc nghiệm lại đòi hỏi chúng ta thời gian 1.5 phút nên trình bày 1 phương pháp là định luật căn bằng nguyên tố,nghĩa là các nguyên tố sẽ bảo toàn cho nhau trước và sau phản ứng.Nguyên tắc: Một nguyên tố khi tham gia phản ứng hóa học chỉ chuyển từ chất này sang chất khác, nghĩa là số mol nguyên tố đó trước và sau phản ứng phải bằng nhau.Công thức:Trước phản ứng, nguyên tố X có trong các chất A, BSau phản ứng, nguyên tố X có trong các chất C, DÁp dụng công thức sau:nA.Số ngtử X trong A + nB. Số ngtử X trong B = nC. Số ngtử X trong C + nD. Số ngtử X trongDVí dụ :V lít CO2 + 3lít dung dịch Ca(OH)2 CM thu được 5 gam kết tủa CaCO3 và 16,2 gam Ca(HCO3)2Tìm V và CM.Nếu như giải phương pháp thông thường là viết phương trinh là chúng ta phải viết 2 phương trình 1 là muối trung hòa 2 la muối Axit và cân bằng nói chung là vẫn rất tốn thời gian.Nếu chúng ta dung định luật bảo toàn khôi lượng thì cũng rất khó,đề yêu cầu tím số liệu về CO2 trong khi Ca(OH)2 mình cũng phải tìm chưa kể nước sinh ra nữa phức tạp.Vì vậy GoldSea sẽ áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố để giải bài nàyÁp dụng: Bảo toàn C: nCO2.1 = nCaCO3.1 + nCa(HCO3)2.2vậy: nCO2 = 0,05.1 + 0,1.2 = 0,25 molV = 0,25.22,2 = 5,6 lítBào toàn Ca: nCa(OH)2.1 = nCaCO3.1 + nCa(HCO3)2.1nCa(OH)2 = 0,05,1 + 0,01.1 = 0,15CM = 0,15/3 = 0,05MKinh nghiệm:- Các bài toán dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố thì thường giữa chất đề bài cho và hỏi có cùng một nguyên tố nào đó.- Không nên áp dụng bảo toàn nguyên tố O.phương pháp bảo toàn điện tích trong phản ứng hóa học Bảo Toàn Điện Tích · I. Cơ Sở Của Phương Pháp · 1. Cơ sở: Nguyên tử, phân tử, dung dịch luôn trung hòa về điện - Trong nguyên tử: số proton = số electron- Trong dung dịch:tổngsố mol x điện tích ion = | tổng số mol x điện tích ion âm |· 2. Áp dụng và một số chú ý · a) khối lượng muối (trong dung dịch) = tổng khối lượng các ion âm · b) Quá trình áp 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 đạng ion thu gọn · II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP Dạng 1: Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn điện tíchVí Dụ 1: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần : 0,01 mol Na+, 0,02mol Mg2+ , 0,015 mol SO42- ,x mol Cl- . Giá trị của x là:A. 0,015. C. 0,02.B. 0,035. D. 0,01.Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:0,01x1 + 0,02x2 = 0,015x2 + Xx1 → x = 0,02 → Đáp án Dạng 2: Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượngVí Dụ 2: Dung dịch A chứa hai cation là Fe2+: 0,1 mol và Al3+ : 0,2 mol vàhai anion là Cl-: x mol và SO42- : y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9gam hỗn hợp muối khan.Giá trị của x và y lần lượt là:A. 0,6 và 0,1 C. 0,5 và 0,15B. 0,3 và 0,2 D. 0,2 và 0,3Hướng dẫn:- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:0,1x2 + 0,2x3 = Xx1 + y x 2 → X + 2y = 0,8 - Khi cô cạn dung dịch, khối lượng muối = tổng khối lượng các ion tạo muối0,1x56 + 0,2x27 + Xx35,5 + Yx 96 = 46,9→ 35,5X + 96Y = 35,9 (**)Từ và (**) →X = 0,2 ; Y = 0,3 → Đáp án D Phương pháp áp dụng Định luật bảo toàn khối lượngI- Nội dung định luật bảo toàn khối lượngTổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm.Ví dụ : trong phản ứng A + B => C + DTa có : mA + mB = mC + mD- Hệ quả 1 : Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mS là tổng khối lượng các chất sau phản ứng. Dù cho phản ứng xảy ra vừa đủ hay có chất dư, hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100% thì vẫn có mS= mT.- Hệ quả 2 : Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất (như oxit, hiđroxit, muối) thì ta luôn có :Khối lượng hợp chất = khối lượng kim loại + khối lượng anion.- Hệ quả 3 : Khi cation kim loại thay đổi anion tạo ra hợp chất mới, sự chênh lệch khối lượng giữa hai hợp chất bằng sự chênh lệch về khối lượng giữa các cation.- Hệ quả 4 : Tổng khối lượng của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng của nguyên tố đó sau phản ứng.- Hệ quả 5 : Trong phản ứng khử oxit kim loại bằng CO, H2, Al+ Chất khử lấy oxi của oxit tạo ra CO2, H2O, Al2O3. Biết số mol CO, H2, Al tham gia phản ứng hoặc số mol CO2, H2O, Al2O3 tạo ra, ta tính được lượng oxi trong oxit (hay hỗn hợp oxit) và suy ra lượng kim loại (hay hỗn hợp kim loại).+ Khi khử oxit kim, CO hoặc H2 lấy oxi ra khỏi oxit. Khi đó ta có : nO (trong oxit )= nCO2 = nCO = nH2OÁp dụng định luật bảo toàn khối lượng tính khối lượng hỗn hợp oxit banđầu hoặc khối lượng kim loại thu được sau phản ứ.II- Bài tập minh hoạBài 1. Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua. m có giá trị là: A. 2,66 B. 22,6 C. 26,6 D. 6,26Hướng dẫn giải. Theo định luật bảo toàn khối lượng : nBaCl2 = nBaCO3= 0, 2 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : mhh + mBaCl2 = mkết tủa + mmuối => mmuối = 24,4 + 0,2.208 - 39,4 = 26,6 gam=> Đáp án C Chuyªn ®Ò dung dÞch. bài toán muối ngậm nước I. C¸c kiÕn thøc c¬ b¶n - Kh¸i niÖm nång ®é dung dÞch. - Hai lo¹i nång ®é dung dÞch: + Nång ®é %. + Nång ®é mol/l - C«ng thøc tÝnh nång ®é dung dÞch: + C«ng thøc tÝnh nång ®é % C% = . 100% + C«ng thøc tÝnh nång ®é mol/l cM = - C«ng thøc tÝnh ®é tan: - C«ng thøc liªn hÖ gi÷a nång ®é % vµ ®é tan C% = .100% - C«ng thøc liªn hÖ gi÷a C% vµ CM - C«ng thøc pha trén - C«ng thøc ®­êng chÐo: II. Bµi tËp II.1. D¹ng to¸n ®é tan. 1. D¹ng 1: Bµi to¸n liªn quan gi÷a ®é tan cña 1 chÊt vµ nång ®é % dung dÞch b·o hßa cña chÊt ®ã: * Bµi to¸n 1. ë 25oC ®é tan cña ®­êng lµ 204g, NaCl lµ 36g. TÝnh nång ®é % b·o hoµ cña c¸c dung dÞch nµy. Gi¶i: - §é tan cña ®­êng ë 25oC lµ 204g cã nghÜa lµ 100g n­íc hoµ tan ®­îc 204g ®­êng -> mdd = 304g => Nång dé % cña dung dÞch C% = . 100% = 67,1% ¸p dông c«ng thøc liªn hÖ gi÷a C% vµ ®é tan ta cã: C% = .100% = = 26,5% 2. D¹ng 2. Bµi to¸n tÝnh l­îng chÊt tan trong tinh thÓ ngËm n­íc. TÝnh % khèi l­îng n­íc kÕt tinh trong tinh thÓ ngËm n­íc. a/ C¸ch lµm: TÝnh khèi l­îng mol cña tinh thÓ ngËm n­íc, tÝnh khèi l­îng chÊt tan (n­íc) cã trong 1 mol tinh thÓ ngËm n­íc Dùa vµo quy t¾c tam suÊt t×m khèi l­îng chÊt tan (n­íc) trong m gam tinh thÓ ngËm n­íc nµy. b/ VÝ dô : * Bµi to¸n 2. TÝnh khèi l­îng CuSO4 cã trong 1 kg CuSO4. 5H2O . TÝnh % khèi l­îng n­íc kÕt tinh trong xo®a Na2CO3.10H2O (Häc sinh tù gi¶i) 3. D¹ng 3. Bµi to¸n tÝnh l­îng tinh thÓ ngËm n­íc cÇn cho thªm vµo dung dÞch cho s½n a/ C¸ch lµm: Dïng ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng ®Ó tÝnh mdd (t¹o thµnh) = m tinh thÓ + m dd ( ban ®Çu) m ct (míi) = mct ( trong tinh thÓ) + m ct (trong dung dÞch ban ®Çu) ( Cã thÓ sö dông c«ng thøc ®­êng chÐo ®Ó tÝnh. Víi ®iÒu kiÖn coi tinh thÓ ngËm n­íc nh­ mét dung dÞch vµ ta lu«n tÝnh ®­îc nång ®é % cña dung dÞch nµy) b/ VÝ dô: * Bµi to¸n 3. TÝnh l­îng tinh thÓ CuSO4.5H2O cÇn dïng ®Ó ®iÒu chÕ 500ml CuSO4 8% ( d= 1,1g/ml ) Gi¶i: mdd CuSO4 8% lµ: 500 . 1,1 = 550 (gam) khèi l­îng CuSO4 cã trong l­îng dung dÞch trªn lµ: Khi hßa tan tinh thÓ CuSO4.5H2O CuSO4 + H2O 250 gam 160 gam x gam 44 gam Khèi l­îng tinh thÓ CuSO4.5H2O cÇn lÊy lµ: * Bµi to¸n 4. KÕt tinh 500 ml dung dÞch Fe(NO3)3 0,1 M th× thu ®­îc bao nhiªu gam tinh thÓ Fe(NO3)3.6H2O Gi¶i: Khi kÕt tinh dung dÞch Fe(NO3)3 + 6H2O Fe(NO3)3.6H2O Sè mol Fe(NO3)3.6H2O b»ng sè mol Fe(NO3)3 b»ng Khèi l­¬ng tinh thÎ Fe(NO3)3.6H2O thu ®­îc lµ: 0,05 . 350 = 17,5 (g) * Bµi to¸n 4. §Ó ®iÒu chÕ 560 gam dung dÞch CuSO4 16% cÇn ph¶i lÊy bao nhiªu gam dung dÞch CuSO4 8% vµ bao nhiªu gam tinh thÓ CuSO4.5H2O Gi¶i: §Æt khèi l­îng dd CuSO4 8% cÇn lÊy lµ x gam , vµ khèi l­îng CuSO4.5H2O lµ y gam Khèi l­îng CuSO4 cã trong dung dÞch CuSO48% lµ: Trong 1 mol (250g) CuSO4.5H2O cã 160g CuSO4 . VËy trong y gam CuSO4.5H2O cã Trong 560 gam dd CuSO4 16% cã khèi l­îng CuSO4lµ: Theo ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng ta cã: Gi¶i hÖ ta cã : x = 480 (gam); y = 80(gam) 4. Lo¹i 4. Bµi to¸n tÝnh l­îng chÊt tan ( tinh thÓ ngËm n­íc) t¸ch ra hay cÇn cho thªm vµo dung dÞch khi thay ®æi nhiÖt ®é dung dÞch b·o hßa cho tr­íc. a/ C¸ch gi¶i - TÝnh khèi l­îng chÊt tan, khèi l­îng dung m«i (n­íc) cã trong dung dÞch b·o hßa ë nhÖt ®« t1 - §Æt a lµ khèi l­îng chÊt tan A cÇn thªm vµo( t¸ch ra) khæi dung dÞch ban ®Çu khi nhiÖt ®é thay ®æi tõ t1 ®Õn t2 ( t1# t2) ( nÕu lµ tinh thÓ ngËm n­íc cÇn ®Æt a lµ sè mol tinh thÓ cÇn thªm vµo hay t¸ch ra) - TÝnh khèi l­îng chÊt tan, khèi l­îng dung m«i (n­íc) cã trong dung dÞch b·o hßa ë nhiÖt ®é t2 - ¸p dông c«ng thøc tÝnh ®é tan ( c«ng thøc tÝnh nång ®é %) cña dung dÞch b·o hßa ®Ó t×m a b/ vÝ dô Bµi to¸n 5. ë 12 oC cã 1335 gam dung dÞch CuSO4 b·o hßa. §un nèng dung dÞch ®Õn 90 oC . Hái ph¶i thªm bao nhiªu gam CuSO4 ®Ó ®­îc dung dÞch b·o hßa ë nhiÖt ®é nµy? BiÕt ë 12oC ®é tan cña CuSO4 lµ 33,5 vµ ë 90oC 80 Gi¶i §é tan cña CuSO4 ë 12 oC lµ 33,5cã nghÜa ë nhiÖt ®é nµy 100g n­íc hßa tan ®­îc 33,5 g CuSO4 ®Ó t¹o thµnh 133,5 g dung dÞch CuSO4 b·o hßa VËy trong 1335g dung dÞch CuSO4 b·o hßa cã 1000g n­íc vµ 335 g CuSO4 §¹t khèi l­îng CuSO4 cÇn thªm vµo lµ a gam. Khèi l­îng chÊt tan vµ khèi l­îng dung m«i trong dung dÞch b·o hßa CuSO4 ë 90 oC lµ: mCuSO4 = 335 + a (g); Khèi l­îng dung m«i lµ 1000 (g) Êp dông c«ng thøc tÝnh ®é tan ta cã: VËy l­îng CuSO4 cÇn thªm vµo lµ465 gam Bµi to¸n 6. ë 85oC cã 1877 gam dung dÞch b·o hßa CuSO4 . Lµm l¹nh dung dÞch ®Õn 25 oC hái cã bao nhiªu gam CuSO4.5H2O t¸c ra khái dung dÞch BiÕt ®é tan cña CuSO485oC lµ 87,7 vµ ë 25oC lµ 40. Gi¶i: §é tan cña CuSO4 ë 85 oC lµ 87,7 cã nghÜa ë nhiÖt ®é nµy 100g n­íc hßa tan ®­îc 87,7 g CuSO4 ®Ó t¹o thµnh 187,7 g dung dÞch CuSO4 b·o hßa VËy trong 1877g dung dÞch CuSO4 b·o hßa cã 1000g n­íc vµ 877 g CuSO4 §¹t n lµ sè mol CuSO4.5H2O t¸ch ra khái dung dÞch khi h¹ nhiÖt ®é tõ 85oC ®Õn 25oC L­îng chÊt tan vµ dung m«i cßn trong dung dÞch ë nhÖt ®é ë 25oC lµ: ¸p dông c«ng thøc tÝnh ®é tan cña CuSO4 ë 25oC lµ VËy khèi l­îng CuSO4.5H2O t¸ch ra khái dung dÞch lµ: 3,847.250 = 961,75 (g) II.2 To¸n nång ®é dung dÞch 1. D¹ng 1. TÝnh C% , CM ... * Bµi to¸n 1. TÝnh khèi l­îng muèi ¨n vµ khèi l­îng n­íc cÇn lÊy ®Ó pha chÕ thµnh 150 gam dung dÞch NaCl 5% * Bµi to¸n 2. Hßa tan 6,72 lÝt khÝ HCl ë ®ktc vµo 80,05 gam H2O ta ®­îc dung dÞch axit HCl. Gi¶ sö sù hßa tan kh«ng lµm thay ®æi thÓ tÝch dung dÞch TÝnh C%, CM cña dung dÞch thu ®­îc . TÝnh D cña dung dÞch ? 2. D¹ng 2. bµi to¸n pha l·ng hoÆc c« ®Æc ( sö dông c«ng thøc pha trén) * Bµi to¸n 3. Cã 60 gam dung dÞch NaOH 20%. TÝnh C% cña dung dÞch thu ®­îc khi a/ Pha thªm 40 gam n­íc b/ C« ®Æc dung dÞch cho ®Õn khi cßn 50 gam * Bµi to¸n 4. CÇn thªm bao nhiªu lÝt n­íc vµo 400 ml dung dÞch H2SO4 15% ®Ó ®­îc dung dÞch H2SO4 1,5M. BiÕt D H2SO4 = 1,6 gam/ml Gi¶i: Khèi l­îng dung dÞch H2SO4 = 1,6 . 400 = 640 (gam) Khèi l­îng H2SO4 cã trong dung dÞch lµ: Gäi x (lÝt) lµ thÓ tÝch H2O cÇn thªm vµo dung dÞch VËy thÓ tÝch dung dÞch míi lµ: x + 0,4 Tõ c«ng thøc VËy l­îng n­íc cÇn thªm vµo lµ 0,253 lÝt 3. D¹ng 3. Hßa tan 1 chÊt vµo n­íc hay mét dung dÞch cho s½n Gåm 3 b­íc:( Cã hoÆc kh«ng s¶y ra ph¶n øng) B­íc 1. X¸c ®Þnh dung dÞch sau cïng cã chøa nh÷ng chÊt nµo?( cã bao nhiªu chÊt tan trong dung dÞch cã bÊy nhiªu nång ®é) B­íc 2. S¸c ®Þnh l­îng chÊt tan cã trong dung dÞch sau cïng ( S¶n phÈm ph¶n øng, chÊt d­) B­íc 3. X¸c ®Þnh khèi l­îng, thÓ tÝch dung dÞch míi * ThÓ tÝch dung dÞch míi: - Khi hßa tan chÊt r¾n, khÝ vµo chÊt láng coi thÓ tÝch dung dÞch míi b»ng thÓ tÝch chÊt láng(cò) - Khi pha chÊt láng vµo chÊt láng (coi sù pha trén kh«ng lµm thay ®æi thÓ tÝch dung dÞch ) th× thÓ tÝch dung dÞch míi b»ng tæng thÓ tÝch c¸c chÊt láng ban ®Çu - NÕu bµi to¸n cho D dung dÞch míi th× thÓ tÝch dung dÞch míi ®­îc tÝnh: * Khèi l­îng dung dÞch míi Khèi l­îng dung dÞch míi = Tæng khèi l­îng c¸c chÊt tr­íc ph¶n øng – khèi l­îng c¸c chÊt kÕt tña vµ bay h¬i ( nÕu cã) 3.1. Hßa tan mét chÊt vµo H2O (1dung dÞch kh¸c) kh«ng s¶y ra ph¶n øng. * Hßa tan mét chÊt vµo n­íc: tÝnh C%, CM vµ c¸c ®¹i l­îng kh¸c th«ng th­êng dùa vµo c«ng thøc tÝnh C%, CM * Hßa tan mét chÊt ( 1dung dÞch) vµ 1 dung dÞch míi kh«ng s¶y ra ph¶n øng: ( th­êng lµ dung dÞch cïng lo¹i chÊt) Cã hai c¸ch: + sö dông ph­¬ng ph¸p ®¹i sè: mct míi = + Sö dông c«ng thøc ®­êng chÐo. *Bµi to¸n 5: Hßa tan 5,6 lÝt khÝ HCl ®ktc vµo 0,1 lÝt H2O ®Ó t¹o ra dung dÞch HCl. TÝnh nång ®é mol/l vµ nång ®ä C% cña dung dÞch thu ®­îc ( häc sinh tù gi¶i) * Bµi to¸n 6. CÇn pha chÕ theo tØ lÖ nµo vÒ khèi l­îng gi÷a hai dung dÞch KNO3 cã nång ®é % t­¬ng øng lµ 45% vµ 15% ®Ó ®­îc mét dung dÞch KNO3 20% Gi¶i: C¸ch 1. §Æt khèi l­îng dung dÞch KNO3 45% vµ 15% cÇn lÊy lÇn l­ît lµ m1 vµ m2 gam cÇn pha trén víi nhau ®Ó d­îc dung dÞch KNO3 20% Theo bµi ra ta cã: VËy cÇn lÊy mét phÇn khèi l­îng dung dÞch KNO3 trén víi 5 phÇn khèi l­îng dung dÞch KNO3 ®Ó thu ®­îc dung dÞch KNO3 nång ®é 20% C¸ch 2: ( sö dông ph­¬ng ph¸p ®­êng chÐo) * Bµi to¸n 7. TÝnh khèi l­îng dung dÞch KOH 38% cÇn lÊy( D= 1,92g/ml) vµ l­îng dung dÞch KOH 8% ( D = 1,039g/ml) ®Ó pha trén thµnh 4 lÝt dung dÞch KOH 20% ( D = 1,1g/ml) Gi¶i: C¸ch 1: Ph­¬ng ph¸p ®¹i sè: C¸ch 2: Ph­¬ng ph¸p ®­êng chÐo Gäi khèi l­îng dung dÞch KOH 38% cÇn lÊy vµ l­îng dung dÞch KOH 8% cÇn lÊy lÇn l­ît lµ m1 vµ m2 3.2 Pha trén s¶y ra ph¶n øng hãa häc * Bµi to¸n 8 : Cho 34.5 gam Na t¸c dông víi 167g n­íc. TÝnh C% cña dung dÞch thu ®­îc sau ph¶n øng Gi¶i: Sè mol Na tham gia ph¶n øng: Ph­¬ng tr×nh ph¶n øng: 2mol 2mol 1mol 1,5 mol xmol ymol Khèi l­îng c¸c chÊt thu ®­îc sau ph¶n øng lµ: Khèi l­îng dung dÞch thu ®­îc sau ph¶n øng la: mdd NaOH = 34,5 + 167 – 1,5 =200 ( gam) Nång ®é % cña dung dÞch sau ph¶n øng lµ: * Bµi to¸n 9 : Cho 14,84 gam tinh thÓ Na2CO3 vµo b×nh chøa 500 ml dd HCl 0,4M ®­îc dung dÞch D. TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c dung dÞch thu d­îc sau ph¶n øng Gi¶i: Ph­¬ng tr×nh hãa häc Theo ph­¬ng tr×nh tØ lÖ Theo bµi ra ta cã tØ lÖ VËy Na2CO3 d­ cßn HCl ph¶n øng hÕt Theo ph­¬ng tr×nh ta cã sè mol Na2CO3 ph¶n øng = 1/2 sè mol HCL vµ sè mol NaCl t¹o thµnh = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) Sè mol Na2CO3 d­ lµ 0,14 – 0,1 = 0,04 (mol) Coi thÓ tÝch dung dÞch sau ph¶n øng b»ng thÓ tÝch dung dÞch HCl b»ng 0,5 lÝt N«ng ®é c¸c chÊt thu ®­îc sau ph¶n øng lµ * Bµi to¸n 10: Sôc 200 gam SO3 vµo 1 lÝt dung dÞch H2SO4 17% (D = 1,12g/ml) ®­îc dung dÞch A. TÝnh nång ®é % cña dung dÞch A Gi¶i: Khi hßa tan SO3 vµo dung dÞch H2SO4 cã ph¶n øng (1) Theo (1) * Bµi to¸n 11: X¸c ®Þnh l­îng dung dÞch SO3 vµ l­îng dung dÞch H2SO4 49% cÇn lÊy ®Ó pha chÕ thµnh450 gam dung dÞch H2SO4 83,3% Gi¶i: §Æt khèi l­îng SO3 cÇn lÊy lµ x gam , vËy khèi l­îng dung dÞch H2SO4 49% cÇn lÊy lµ 450 – x gam Khi trén SO3 vµo dung dÞch H2SO4 cã ph¶n øng (1) 80g 98g xg g L­îng H2SO4 sinh ra ë ph¶n ­ ngs (1) lµ g L­îng H2SO4 cã trong dung dÞch H2SO4 49% lµ: Theo bµi ra khèi l­îng H2SO4 (cã trong dung dÞch sau cïng lµ 83,3%) lµ: Mµ l­îng H2SO4 sinh ra ë ph¶n øng (1) vµ l­îng H2SO4 trong dung dÞch H2SO4 49% b¨ng l­îng H2SO4 cã trong dung dÞch sau khi trén . Theo bµi ra ta cã: VËy khèi l­îng SO3 cÇn lÊy lµ 210 gam Khèi l­îng dung dÞch H2SO4 cÇn lÊy lµ 450 – 210 = 240 gam * Bµi to¸n 12: X¸c ®Þnh klhèi l­îng KOH 7,93 % cÇn lÊy ®Ó khi hßa tan vµo ®ã 47 gam K2O thu ®­îc dung dÞch 21% Gi¶i: Gäi khèi l­îng dung dÞch KOH cÇn lÊy lµ x gam th× khèi l­îng KOH cã trong dung dÞch lµ 0,0793x gam PTHH: 94g 2.56g 47g 56g Khèi l­îng KOH sinh ra ë (1) lµ 56 g MÆt kh¸c khèi l­îng KOH (trong dung dÞch míi 21%):(56 + 0,0793)g Khèi l­îng dung dÞch KOH míi: (47 + x) gam Theo bµi ra ta cã: Gi¶i ph­¬ng tr×nh ta cã x b»ng 352,94 gam VËy khèi l­îng dung dÞch KOH 7,93% cÇn lÊy lµ 352,94 gam. * Bµi to¸n 13: §Ó ®­îc dung dÞch Zn(NO3)2 8% cÇn lÊy bao nhiªu gam muèi Zn(NO3)2 .6 H2O hßa tan vµo 500 ml n­íc. Häc sinh tù lµm. III. C¸c bµi to¸n vËn dông vÒ dung dÞch 1.Bµi tËp tÝnh nång ®é dung dÞch thu ®­îc sau ph¶n øng Bµi 12.BDH Trung hßa dung dÞch NaHCO3 26% cÇn dïng dung dÞch H2SO4 19,6%. X¸c ®Þnh nång ®é % cña dung dÞch sau khi trung hßa. Bµi 14.BDH Cho 100 g dung dÞch Na2CO3 16