CHUYÊN ĐỀ: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

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

Ví dụ 2: Dung dịch A chứa hai cation là Fe²⁺: 0,1 mol và Al³⁺: 0,2 mol và hai anion là Cl⁻: x mol và SO₄²⁻: y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của x và y lần lượt là: 
A. 0,6 và 0,1         B. 0,3 và 0,2       C. 0,5 và 0,15       D. 0,2 và 0,3 
 

Giải: 

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 
0,01.2 + 0,2.3 = x.1 + y.2  ⇒ x + 2y = 0,8 (*) 
Khi cô cạn dung dịch khối lượng muối = Σ khối lượng các ion tạo muối 
0,1.56 + 0,2.27 + x.35,5 + y.96 = 46,9 ⇒ 35,5x + 96y = 35,9  (**) 

Từ (*) và (**) ⇒ x = 0,2 ; y = 0,3  ⇒  Đáp án D. 

Dạng 3: Kết hợp với bảo toàn nguyên tố

Ví dụ 3: Cho hỗn hợp X gồm x mol FeS₂ và 0,045 mol Cu₂S tác dụng vừa đủ với HNO₃ loãng, đun nóng thu được dung dịch chỉ chứa muối sunfat của các kim loại và giải phóng khí NO duy chất. Giá trị của X là

  A. 0,045         B. 0,09.        C. 0,135.       D. 0,18. 
 

Giải:

 
- Áp dụng bảo toàn nguyên tố
Fe³⁺: x mol; Cu²⁺: 0,09 mol; SO₄²⁻: (x + 0,045) mol 
- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích (trong dung dịch chỉ chứa các muối sunfat) ta có: 

3x + 2.0,09 = 2(x + 0,045)  ⇒ x = 0,09 ⇒ Đáp án B 

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

Ví dụ 4: Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al và Al₂O₃  trong     500 ml dung dịch NaOH 1M thu được 6,72 lít 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 lít.     B. 0,25 lít.      C. 0,125 lít.       D. 0,52 lít. 
 

Giải: 

Dung dịch X chứa các ion Na⁺; AlO₂⁻; OH⁻ dư (có thể). 
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 
nAlO₂⁻ + nOH⁻ = nNa⁺ = 0,5 mol
Khi cho HCl vào dung dịch X: 
H⁺ + OH⁻ → H₂O  (1) 
H⁺ + AlO₂⁻ + H₂O → Al(OH)₃ (2) 
3H⁺ + Al(OH)₃ → Al³⁺ + 3H₂O (3) 
Để kết tủa là lớn nhất  ⇒ không xảy ra (3) và nH⁺ = nAlO₂⁻ + nOH^-  = 0,5 mol 
⇒ V_HCl = 0,5/2 = 0,25  (lít)  ⇒ Đáp án B 

Dạng 5: Bài toán tổng hợp 

Ví dụ 5: Hoàn toàn 10 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe bằng dung dịch HCl 2M. Kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch Y và 5,6 lit H₂ (đktc) Để kết tủa hoàn toàn các cation có trong Y cần vừa đủ 300 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là   

  A. 0,2 lít.      B. 0,24 lít.       C. 0,3 lít.          D. 0,4 lít 
 

Giải: 

nNa⁺ = nOH⁻ = nNaOH = 0,6 (mol) 
Khi cho NaOH vào dung dịch Y (chứa các ion : Mg²⁺ ; Fe²⁺ ; H⁺ dư ; Cl⁻) các ion dương sẽ tác dụng với OH⁻ để tạo thành kết tủa. Như vậy dung dịch thu được sau phản ứng chỉ chứa Na⁺ và Cl⁻ ⇒

nNa⁺ = nCl⁻ = 0,6  ⇒ nH⁺ = 0,6 mol 
⇒ VHCl = 0,6/2 = 0,3lit ⇒ Đáp án C                                                                                                                                   

III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN 

Câu 1: Dung dịch X có chứa a mol Na⁺; b mol Mg²⁺ ; c mol Cl⁻ và    d mol SO₄²⁻. Biểu thức liên hệ giữa a, b, c, d là

  A. a + 2b = c + 2d         B. a + 2b = c + d. 
  C. a + b = c + d             D. 2a + b = 2c + d  

Câu 2: Có hai dung dịch, mỗi dung dịch đều chứa hai cation và hai anion không trùng nhau trong các ion sau:                                      

K⁺: 0,15 mol, Mg²⁺: 0,1 mol, NH₄⁺: 0,25 mol, H⁺: 0,2 mol. Cl⁻ : 0,1 mol, SO₄²⁻: 0,075 mol, NO₃⁻ : 0,25 mol và CO₃²⁻: 0,15 mol. Một trong hai dung dịch trên chứa: 
A. K⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻ và Cl⁻                B. K⁺, NH₄⁺, CO₃²⁻ và Cl⁻
C. NH₄⁺, H⁺, NO₃⁻ và SO₄²⁻            D. Mg²⁺, H⁺, SO₄²⁻ và Cl⁻
 

Câu 3: Dung dịch Y chứa Ca²⁺ 0,1 mol, Mg²⁺ 0,3 mol, Cl ⁻ 0,4mol, HCO₃^- y mol . Khi cô cạn dung dịch Y thì lượng muối khan thu dược là                                                            

  A. 37,4 gam         B. 49,8 gam.         C. 25,4 gam.        D. 30,5 gam. 

Câu 4: 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 gam. 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 

Câu 5 : Dung dịch X chứa 0,025 mol CO₃²⁻ ; 0,1 mol Na⁺; 0,25 mol NH₄⁺ và 0,3 mol Cl^-. Cho 270 ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,2M vào và đun nóng nhẹ (giả sử H₂O bay hơi không đáng kể). Tổng khối lượng dung dịch X và dung dịch Ba(OH)₂ sau quá trình phản ứng giảm đi là.

A. 4,215 gam.    B. 5,296 gam.       C. 6,761 gam.       D. 7,015 gam. 
 

Câu 6: Cho m gam hỗn hợp Cu, Zn, Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ loãng, dư. Cô cạn cẩn thận dung dịch thu được sau phản ứng thu được (m + 62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là               

A. (m + 4) gam.     B. (m + 8) gam.      C. (m + 16) gam.    D. (m + 32) gam. 
 

Câu 7: 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 thì thu được bao nhiêu gam muối clorua khan 
A. 2,66 gam         B. 422,6 gam          C. 26,6 gam         D. 6,26 gam 
 

Câu 8: Trộn dung dịch chứa Ba²⁺; OH⁻ 0,06 mol và Na⁺ 0,02 mol với dung dịch chứa HCO₃⁻ 0,04 mol; CO₃²⁻ 0,03 mol và Na⁺. Khối lượng kết tủa thu được sau khi trên là 
A. 3,94 gam.        B. 5,91 gam.         C. 7,88 gam.        D. 1,71 gam 
 

Câu 9: Hoà tan hoàn toàn 5,94 gam hỗn hợp hai muối clorua của 2 kim loại nhóm IIA vào nước được 100 ml dung dịch X. Để làm kết tủa hết ion Cl⁻ có trong dung dịch X ở trên ta cho toàn bộ lượng dung dịch X  ở trên tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO₃. Kết thúc thí nghiệm, thu được dung dịch Y và 17,22 gam kết tủa. Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là 
A. 4,86 gam.        B. 5,4 gam.          C. 7,53 gam.        D. 9,12 gam.