Phương pháp giải nhanh Hóa học - Phương pháp 11: Sử dụng phương trình ion thu gọn

Phương pháp 11
Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn
I. CƠ SƠ CỦA PHƯƠNG PHÁP
Phương trỡnh húa học thường được viết dưới hai dạng là phương trỡnh húa học ở dạng phõn tử và dạng ion thu gọn. Ngoài việc thể hiện được đỳng bản chất của phản ứng húa học, phương trỡnh ion thu gọn cũn giỳp giải nhanh rất nhiều dạng bài tập khú hoặc khụng thể giải theo cỏc phương trỡnh húa học ở dạng phõn tử.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP
Dạng 1: Phản ứng axit, bazơ và pH của dung dịch
Vớ dụ 1 : Cho một mẫu hợp kim Na - Ba tỏc dụng với nước (dư), thu được dung dịch X và 3,36 lớt H2 (ở đktc). Thể tớch dung dịch axit H2SO4 2M cần dựng để trung hoà dung dịch X là 
 A. 150ml. 	B. 75ml. 	C. 60ml. 	 D. 30ml.
Giải:
	Na	+	H2O 	đ	NaOH	 +	 (1)
	Ba	+	2H2O	đ	Ba(OH)2 +	H2	 (2)
Theo (1) và (2) 
Phương trỡnh ion rỳt gọn của dung dịch axit với dung dịch bazơ là
	H+	+	OH-	đ H2O
 Đỏp ỏn B
Vớ dụ 2: Trộn 100ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M) với 400ml dung dịch (gồm H2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M), thu được dung dịch X. Giỏ trị pH của dung dịch X là
 A. 1	B. 2	C. 3 	D. 4
Giải:
Tổng 
Tổng 
Khi trộn hỗn hợp dung dịch bazơ với hỗn hợp dung dịch axit ta cú phương trỡnh ion rỳt gọn:
	H+	+ 	OH- 	đ	H2O\
Ban đầu 0,035 0,03 mol
Phản ứng	 0,03	ơ 0,03
(dư)
Sau phản ứng: = 0,035 – 0,03 = 0,005 mol.
Vdd(sau trộn) = 100 + 400 = 500 ml =0,5 lớt
 pH=2 Đỏp ỏn B
Vớ dụ 3: Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5M, thu được 5,32 lớt H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tớch dung dịch khụng đổi). Dung dịch Y cú pH là
 A. 1 	B. 2	C. 6	D. 7
Giải:
(dư)
 (phản ứng) (tạo thành)
 Đỏp ỏn A
Dạng 2: CO2, SO2 tỏc dụng với dung dịch bazơ
Vớ dụ 4 : Sục từ từ 7,84 lớt khớ CO2 (đktc) vào 1 lớt dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)2 0,1M thỡ lượng kết tủa thu được là 
 A. 0 gam. 	B. 5 gam. 	C. 10 gam. 	 D. 15 gam.
Giải: 
= 0,35 mol; nNaOH = 0,2 mol; 
 Tổng: nOH- = 0,2 + 0,1. 2 = 0,4 mol và nCa2+ = 0,1 mol.
Phương trỡnh ion rỳt gọn:
	CO2 + 2OH- đ CO32- + H2O
	0,35 	 0,4
	0,2 ơ 0,4 đ 0,2 mol
 (dư) =0,35 – 0,2 = 0,15 mol
Tiếp tục xảy ra phản ứng:
	CO32- + CO2 + H2O đ 2HCO3-
Ban đầu : 0,2	 0,15 mol
Phản ứng:	0,15 ơ 0,15 mol
	CO32- + Ca2+	đ	CaCO3 ↓
 (dư) = 0,05 mol < 
(dư) = 0,05 mol
 Đỏp ỏn B
Dạng 3: Bài toỏn liờn quan đến oxit và hiđroxit lưỡng tớnh
Vớ dụ 5 : Hoà tan hết hỗn hợp gồm một kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổ trong nước được dung dịch A và cú 1,12 lớt H2 bay ra (ở đktc). Cho dung dịch chứa 0,03 mol AlCl3 vào dung dịch A. Khối lượng kết tủa thu được là
 A. 0,78 gam. 	B. 0,81 gam. 	C. 1,56 gam. 	 D. 2,34 gam.
Giải: 
Gọi cụng thức chung của 2 kim loại là M
	M 	+ 	nH2O	đ	M(OH)n	+ 	
Dung dịch A tỏc dụng với 0,03 mol dung dịch AlCl3:
	Al3+	+	3OH-	 đ	Al(OH)3↓
Ban đầu :	0,03	0,1 mol
Phản ứng:	0,03	→	0,09	→	0,03 mol
(dư) = 0,01 mol
Kết tủa bị hũa tan (một phần hoặc hoàn toàn). Theo phương trỡnh :
Al(OH)3	+	OH-	→ 	AlO2-	+	2H2O
0,01	ơ	0,01 mol
 Đỏp ỏn C
Dạng 4: Chất khử tỏc dụng với dung dịch chứa H+ và NO3-
Vớ dụ 6 : Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl cú khả năng hoà tan tối đa bao nhiờu gam Cu kim loại ? (Biết NO là sản phẩm khử duy nhất) 
 A. 2,88 gam. 	B. 3,2 gam. 	C. 3,92 gam. 	 D. 5,12 gam.
Giải: 
Phương trỡnh ion:
	 3Cu	 +	8H+ 	+ 	 2NO3-	đ	3Cu2+	+	2NO↑	+ 4H2O
Ban đầu:	0,15	0,03 mol
Phản ứng: 0,045 ơ 0,12	ơ	0,03 mol
	 Cu 	 + 	2Fe3+	đ	2Fe2+	+	Cu2+
	 0,005 ơ 0,01 mol
 mCu (tối đa) = (0,045 + 0,005). 64 = 3,2 gam
 Đỏp ỏn B. 
Vớ dụ 7 : Hoà tan 0,1 mol Cu kim loại trong 120ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng kết thỳc thu được V lớt khớ NO duy nhất (đktc). Giỏ trị của V là
 A. 1,344 lớt. 	B. 1,49 lớt	C. 0,672 lớt. 	 D. 1,12 lớt.
Giải:
 Tổng: nH+ = 0,24 mol và 
Phương trỡnh ion:
 	3Cu	 +	8H+ 	+ 	 2NO3-	đ	3Cu2+	+	2NO↑	+ 4H2O
Ban đầu: 	 0,1	 đ	0,24 đ 0,12 mol
Phản ứng: 	 0,09 	 ơ 0,24 đ	0,06	đ	0,06 mol
Sau phản ứng:	0,01(dư)	(hết)	0,06(dư)
VNO = 0,06. 22,4 =1,344 lớt
 Đỏp ỏn A.
Vớ dụ 8 : Thực hiện hai thớ nghiệm : 
- Thớ nghiệm 1 : Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80ml dung dịch HNO3 1M thoỏt ra Vl lớt NO
- Thớ nghiệm 2 : Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5M thoỏt ra V2 lớt NO
- Biết NO là sản phẩm khử duy nhất cỏc thể tớch khớ đo ở cựng điều kiện. Quan hệ giữa Vl và V2 là 
 A. V2 = V1	B. V2 = 2Vl. 	C. V2 = 2,5Vl	 D. V2 = l,5Vl.
Giải:
Thớ nghiệm 1: 
3Cu	 +	8H+ 	+ 	 2NO3-	 đ	3Cu2+	+	2NO↑	+ 4H2O (1)
Ban đầu: 	 0,06	 	0,08 0,08 mol
Phản ứng: 	 0,03 	 ơ 0,08 đ	 0,02 đ	0,02 mol
V1 tương ứng với 0,02 mol NO.
Thớ nghiệm 2: nCu =0,06 mol; 
nH+ = 0,16 mol ; 
3Cu	 +	8H+ 	+ 	 2NO3-	 đ	3Cu2+	+	2NO↑	+ 4H2O (2)
Ban đầu: 	 0,06	 	0,16 0,08 mol
Phản ứng: 	 0,06 	 ơ 0,16 đ	 0,04	 đ	 0,04 mol
Từ (1) và (2) suy ra: V2 = 2V1
 Đỏp ỏn B.
Dạng 5: Cỏc phản ứng ở dạng ion thu gọn khỏc (tạo chất kết tủa, chất dễ bay hơi, chất điện li yếu)
Vớ dụ 9 : Dung dịch X cú chứa 5 ion : Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl- và 0,2 mol NO3- . Thờm dần V lớt dung dịch K2CO3 1M vào X đến khi được lượng kết tủa lớn nhất thỡ giỏ trị V tối thiếu cần dựng là 
 A. 150ml. 	B. 300ml. 	C. 200ml.	 D. 250ml.
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tớch: (xem thờm phương phỏp bảo toàn điện tớch)
 ncation . 2 = 0,1.1 +0,2.1 = 0,3 mol
ncation =0,15 mol
	Mg2+ 	+	CO32-	đ	MgCO3 ↓
	Ba2+	+	CO32-	→	BaCO3	↓
	Ca2+	+	CO32-	→	CaCO3	↓
Hoặc cú thể quy đổi 3 cation thành M2+ (xem thờm phương phỏp quy đổi)
	M2+ 	+	CO32-	đ	MCO3 ↓
 Đỏp ỏn A.
Vớ dụ 10 : Cho hỗn hợp gồm NaCl và NaBr tỏc đụng với dung dịch AgNO3 dư thu được kết tủa cú khối lượng đỳng bằng khối lượng AgNO3 đó phàn ứng . Tớnh phần trăm khối lượng NaCl trong hỗn hợp đầu. 
 A. 23,3% 	B. 27,84%.	 	C. 43,23%. 	 D. 31,3%.
Giải:
Phương trỡnh ion:
	Ag+	+	Cl-	→	AgCl↓
	Ag+	+	Br-	→	AgBr↓ 
Đặt: nNaCl = x mol ; nNaBr = y mol
mAgCl + mAgBr = (p.ứ)	
mCl- + mBr- = 
35,5x + 80y = 62.(x+y)
x : y = 36 : 53
Chọn x = 36, y = 53
 Đỏp ỏn B.
Cú thể giải bài toỏn bằng việc kết hợp với phương phỏp tăng giảm khối lượng hoặc phương phỏp đường chộo.
Vớ dụ 11 : Cho 270 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào dung dịch X chứa 0,025 mol CO32- ; 0,1 mol Na+ ; 0,25 mol NH4+ và 0,3 mol Cl- và đun núng nhẹ (giả sử H2O bay hơi khụng đỏng kể). Tổng khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH)2 sau phản ứng giảm đi bao nhiờu gam ? 
 A. 4,215 gam. 	B. 5,296 gam. 	C. 6,761 gam. 	 D. 7,015 gam.
Giải:
Ba2+	+	CO32-	→	BaCO3↓ (1)
nBa2+ > 
NH4+	+	OH-	→	NH3↑	+	H2O	(2)
nOH- < 
 Khối lượng 2 dung dịch giảm = 4,925 + 1,836 = 6,716 gam 
 Đỏp ỏn C. 
Vớ dụ 12 : Trộn 100ml dung dịch A (gồm KHCO3 1M và K2CO3 1M ) vào 100ml dung dịch B (gồm NaHCO3 1M và Na2CO3 1M ) thu được dung dịch C. Nhỏ từ từ 100ml dung dịch D (gồm H2SO4 1M và HCl 1M ) vào dung dịch C thu được V lớt CO2 (đktc) và dung dịch E. Cho dung dịch Ba(OH)2 tới dư vào dung dịch E thỡ thu được m gam kết tủa. Giỏ trị của m và V lần lượt là 
 A. 82,4 gam và 2,24 lớt. 	 	B. 4,3 gam và 1,12 lớt.
 C. 43 gam và 2,24 lớt.	 	D. 3,4 gam và 5,6 lớt.
Giải:
Dung dịch C chứa: HCO3- :0,2 mol; CO32-: 0,2 mol
Dung dịch D cú tổng : nH+ = 0,3 mol.
Nhỏ từ từ dung dịch C và dung dịch D:
	CO32-	+	H+	→	HCO3-
	0,2	→	0,2	→	0,2 mol
	HCO3-	+	H+	→	H2O	+	CO2
Ban đầu:	0,4	0,1 mol
Phản ứng: 	0,1	ơ	0,1 	đ	0,1 mol
Dư:	 0,3 mol
Tiếp tục cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch E:
	Ba2+	+	HCO3-	+	OH-	đ	BaCO3↓	+	H2O
	0,3 	→	0,3 mol
	Ba2+	+	SO42-	→	BaSO4
	0,1	→	0,1 mol
Tổng khối lượng kết tủa: 
	m= 0,3. 197 + 0,1. 233 = 82,4 gam
 Đỏp ỏn A.
III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Cõu 1 : Thể tớch dung dịch HCl 0,3M cần để trung hoà 100ml dung dịch hỗn hợp: NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,1M là 
 A. 100ml. 	B. 150ml. 	C. 200ml. 	 D. 250ml.
Cõu 2 : Để trung hoà 150ml dung dịch X gồm NaOH 1M và Ba(OH)2 0,5M cần bao nhiờu ml dung dịch chứa HCl 0,3M và H2SO4 0,1M ? 
 A.180. 	B. 600. 	C. 450. 	D. 90.
Cõu 3 : Dung dịch X chứa hỗn hợp KOH và Ba(OH)2 cú nồng độ tương ứng là 0,2M và 0,1M. Dung dịch Y chứa hỗn hợp H2SO4 và HCl cú nồng độ lần lượt là 0,25M và 0,75M. Thể tớnh dung dịch X cần đề trung hoà vừa đủ 40ml dung dịch Y là 
 A. 0,063 lớt. 	B. 0,125 lớt. 	C. 0,15 lớt. 	 D. 0,25 lớt
Cõu 4 : Trộn 250ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,08M và H2SO4 0,01 M với 250ml dung dịch NaOH x M được 500ml dung dịch cú pH = 12. Giỏ trị của x là
 A. 0,1. 	B. 0,12. 	C. 0,13. 	D. 0,14.
Cõu 5 : Trộn 3 dung dịch HCl 0,3M ; H2SO4 0,2M và H3PO4 0,1M với những thể tớch bằng nhau thu được dung dịch X. Dung dịch Y gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M. Để trung hoà 300ml dung dịch X cần vừa đủ V ml dung dịch Y. Giỏ trị của V là 
 A. 200. 	B. 333,3. 	C. 600. 	 D. 1000.
Cõu 6 : Hấp thu hoàn toàn 4,48 lớt khớ CO2 (ở đktc) vào 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gồm kết tủa. Giỏ trị của m là 
 A. 19,7 	B. 17,73. 	C. 9,85. 	 D. 11,82.
Cõu 7 : Hoà tan mẫu hợp kim Na - Ba (tỉ lệ 1 : l) vào nước được dung dịch X và 0,672 lớt khớ (đktc). Sục 1,008 lớt CO2 (đktc) vào dung dịch X được m (gam) kết tủa. Giỏ trị của m là 
 A. 3,94. 	B. 2,955. 	C. 1,97. 	 D. 2,364.
Cõu 8 : Cho V lớt dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3; 0,05 mol HCl và 0,025 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giỏ trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trờn là
 A. 0,4 	B. 0,35. 	C. 0,25. 	D. 0,2.
Cõu 9 : Thờm m gam Kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1 M thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al2(SO4)3 0,1 M thu được kết tủa Y. Để lượng kết tủa Y lớn nhất thi giỏ trị của m là
 A. 1,17. 	B. 1,71. 	C. 1,95. 	D. 1,59.
Cõu 10 : Dung dịch X gồm cỏc chất NaAlO2 0,16 mol; Na2SO4 0,56 mol; NaOH 0,66 mol. Thể tớch của dung dịch HCl 2M cần cho vào dung dịch X để thu được 0,1 mol kết tủa là
 A. 0,50 lớt hoặc 0,41 lớt. 	B. 0,41 lớt hoặc 0,38 lớt.
 C. 0,38 lớt hoặc 0,50 lớt. 	D. 0,25 lớt hoặc 0,50 lớt.
Cõu 11 : Cho 3,2 gam bột Cu tỏc dụng với 100ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M và H2SO4 0,2 M. Sau khi cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra V lớt khớ NO (sản phản khử duy nhất ở đktc). Giỏ trị của V là
 A. 0,746. 	B. 0,448. 	C. 1,792. 	 D. 0,672.
Cõu 12 : Hoà tan 9,6 gam bột Cu bằng 200ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,5M và H2SO4 1,0M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khớ NO và dung dịch X. Cụ cạn cẩn thận dung dịch X được khối lượng muối khan là
 A. 28,2 gam	 	B. 35,0 gam. 	C. 24,0 gam. 	 D. 15,8 gam.
Cõu 13 : Cho 5,8 gam FeCO3 tỏc dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 được hỗn hợp khớ CO2, NO và dung dịch X. Khi thờm dung dịch H2SO4 loóng dư vào X thỡ dung dịch thu được hoà tan tối đa m gam Cu (biết rằng cú khớ NO bay ra). Giỏ trị của m là 
 A. 16 	B. 14,4 	C. 1,6 	D. 17,6
Cõu 14 : Hoà tan 9,6 gam bột Cu bằng 200ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,5M và H2SO4 1,0M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khớ NO và dung dịch X . Cụ cạn cẩn thận dung dịch X được khối lượng muối khan là 
 A. 28,2 gam. 	B. 25,4 gam. 	C. 24 gam. 	 D. 32 gam.
Cõu 15 : Dung dịch X chứa cỏc ion : Fe3+, SO42- , NH4+, Cl- . Chia dung dịch X thành hai phần bằng nhau: 
 - Phần 1: tỏc dụng với lượng dư dung dịch NaOH, đun núng thu được 0,672 lớt khớ (ở đktc) và 1,07 gam kết tủa; 
 - Phần 2: tỏc dụng với lượng dư dung dịch BaCl2 thu được 4,66 gam kết tủa. 
Tổng khối lượng cỏc muối khan thu được khi cụ cạn dung dịch X là (quỏ trỡnh cụ cạn chỉ cú nước bay hơi)
 A. 3,73 gam. 	B. 7,04 gam. 	C. 7,46 gam.	 D. 3,52 gam.
Cõu 16 : Dung dịch X chứa 0,025 mol CO32- ; 0,1 mol Na+ ; 0,25 mol NH4+ và 0,3 mol Cl- . Cho 270ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào và đun núng nhẹ (giả sử H2O bay hơi khụng đỏng kể). Tổng khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH)2 sau quỏ trỡnh phản ứng giảm đi là : 
 A. 4,215 gam. 	B. 5,296 gam. 	C. 6,761 gam. 	 D. 7,015 gam.
Cõu 17 : Cho hỗn hợp X gồm 0,05 mol CaCl2; 0,03 mol KHCO3; 0,05 mol NaHCO3; 0,04 mol Na2O; 0,03 mol Ba(NO3)2 vào 437,85 gam H2O. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được a gam kết tủa và dung dịch Y cú khối lượng là 
 A. 420 gam. 	B. 400 gam. 	C. 440gam. 	 D. 450 gam
Cõu 18 : Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tỏc dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khớ Y gam NO và NO2 . Thờm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khỏc, nếu thờm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong khụng khớ đến khối lượng khụng đổi thu được x gam chất rắn. Giỏ trị của m và x lần lượt là :
 A. 111,84 và 157,44. 	B. 111,84 và 167,44.
 C. 112,84 và 157,44. 	D. 112,84 và 167,44.
ĐÁP ÁN
1A	2B	3B	4B	5A	6C	7B	8A	9A	10C
11D	12C	13D	14C	15C	16C	17D	18A