Đề cương bồi dưỡng HSG Hóa học 8 - Chuyên đề 5: Dung dịch

THÁNG 2 CHUYÊN ĐỀ 5: DUNG DỊCH DẠNG 1: BÀI TẬP ĐỘ TAN CƠ BẢN A. LÝ THUYẾT I. Độ tan là gì? Độ tan (độ hòa tan) của một chất được hiểu là số gam chất đó tan trong 100g dung môi (thường là nước) để tạo thành một dung dịch bão hòa ở một điều kiện nhiệt độ cho trước. Độ tan của một chất trong nước Độ tan của một chất trong nước là số gam chất đó hòa tan trong 100g nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở nhiệt độ xác định. Ví dụ, nếu một chất có độ tan là 20% trong nước, điều đó có nghĩa là trong 100g dung dịch, có 20g là chất tan và 80g là nước. => Công thức tính độ tan giúp xác định mức độ hòa tan của một chất trong một dung môi cụ thể. Điều này rất quan trọng trong việc hiểu tính chất hòa tan của chất, tương tác giữa chất và dung môi, ứng dụng trong các lĩnh vực như hóa học, dược phẩm, công nghệ và nhiều lĩnh vực khác. II. Công thức tính độ tan Ví dụ: Ở 25oC khi hòa tan 36 gam muối NaCl vào 100 gam nước thì người ta thu được o dung dịch muối bão hòa. Người ta nói độ tan của NaCl ở 25 C là 36 gam hay SNaCl = 36 gam * Phương pháp giải bài tập tính độ tan: Áp dụng công thức tính độ tan: S = mct/mdd x 100 (g) Trong đó: mct là khối lượng chất tan để tạo thành dung dịch bão hòa mdm là khối lượng dung môi (nước) để tạo thành dung dịch bão hòa B. BÀI TẬP. Bài 1: Độ tan của muối ăn ở 20oC là 35,9 gam. Khối lượng muối ăn trong 300g dung dịch muối ăn bão hòa ở 20oC. Đáp số: 79.25g o Bài 2: Hòa tan 14.36 gam NaCl vào 40 gam H2O ở 20 C Thì thu được dung dịch bão hòa. Độ tan của NaCl ở nhiệt độ đó là bao nhiêu? Đáp số: 35,9g Bài 3: Độ tan của NaCl ở 2OoC là 35,9 gam. Hỏi có bao nhiêu gam NaCl trong 1 kg dung dịch NaCl bão hòa ở 20oC Đáp số: 264,16g o Bài 4: Ở 18 C hòa tan 143 gam Na2CO3.10H2O vào 160 gam nước thì thu được dung dịch o bão hòa. Vậy Độ tan của Na2CO3 ở 18 C là bao nhiêu? Đáp số: 21,2 g Bài 5: Ở 50oC, Độ tan của KCl là 42,6gam. Nếu bỏ 120gam KCl vào 250gam nước ở 50oC rồi khuấy kĩ thì lượng muối thừa không tan hết là bao nhiêu? Đáp số: 13,5g o Bài 6: Ở 20 C, Độ tan của K2SO4 là 11,1gam. Phải hòa tan bao nhiêu gam K2SO4 vào 80 gam nước để được dung dịch bão hòa ở 20oC? Đáp số: 8,88g o Bài 7: Độ tan của muối KNO3 ở 100 C là 248 gam. Lượng nước tối thiểu để hòa tan 120 o gam KNO3 ở 100 C là bao nhiêu? Đáp số: 48,4g 0 Bài 8: Ở 40 C, độ tan của K2SO4 là 15. Hãy tính nồng độ phần trăm của dung dịch K2SO4 bão hoà ở nhiệt độ này? Đáp số: C% = 13,04% 0 Bài 9: Tính độ tan của Na2SO4 ở 10 C và nồng độ phần trăm của dung dịch bão hoà 0 Na2SO4 ở nhiệt độ này. Biết rằng ở 10 C khi hoà tan 7,2g Na2SO4 vào 80g H2O thì được dung dịch bão hoà Na2SO4. Đáp số: S = 9g và C% = 8,257% Bài 10: Độ tan của NaCl trong nước ở 90oC là 50 gam. Nồng độ phần trăm của dung dịch NaCl bào hòa ở 90oC là bao nhiêu? Đáp số: 33,33% Bài 11: Hòa tan 25 gam CuSO4.5H2O vào 295 gam nước. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch? Đáp số: 5% Bài 12: Hòa tan 50 gam CuSO4.5H2O vào 450 gam nước. Tính nồng độ phần trăm và nồng độ mol của dung dịch thu được? Biết Dung dịch D =1g/ml. Đáp số: 6,4% và 0,4M Bài 13: Hòa tan 24 gam CuSO4.5H2O vào 175 gam nước. Tính nồng độ phần trăm và nồng độ mol của dung dịch thu được? Biết Dung dịch D =1g/ml. Đáp số: 8% và 0,5M Bài 14: Hòa tan 50 gam CaCl2.6H2O vào 600 ml nước (D = 1 g/ml). Tính nồng độ phần trăm của dung dịch? Đáp số: 3,89% Bài 15: Hòa tan 11,44 gam Na2CO3.10H2O vào 88,56 ml nước (D = 1 g/ml). Tính nồng độ phần trăm của dung dịch? Đáp số: 4,24% 0 Bài 16: Hòa tan hết 53 gam Na2CO3 trong 250 gam nước ở 18 C thì được dung dịch bão hòa X. 0 a. Xác định độ tan của Na2CO3 trong nước ở 18 C b. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch X Đáp số: a. 21,22 gam; b. 17,49% 0 Bài 17: Độ tan của Na2CO3 ở 20 C là bao nhiêu? Biết ở nhiệt độ này khi hòa tan hết 143 g Na2CO3.10 H2O vào 160 g H2O thì thu được dung dịch bão hòa. Đáp số:. 21.2g DẠNG 2: BÀI TẬP ĐỘ TAN - MUỐI KẾT TINH A. PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI * Dạng 1: Bài toán tính lượng tinh thể tách ra hay thêm vào không ngậm nước khi thay đổi nhiệt độ một dung dịch bão hoà cho sẵn. Cách giải: Bước 1: Xác định khối lượng chất tan (mct), khối lượng nước ( m ) có trong dung dịch HO2 bão ở nhiệt độ xác định m × S m=ddbh (thöïc teá ) Chaát tan taïi to C 100 + S m = m - m o H2 O ddbh (thöïc teá) Chaát tan taïi t C Bước 2: Xác định khối lượng chất tan (mct) có trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ bị thay đổi từ cao xuống thấp hoặc ngược lại từ thấp lên cao. + Nhiệt độ thay đổi từ cao xuống thấp độ tan của một chất trong nước giảm → một phần chất tan bị kết tinh trở lại. + Nhiệt độ thay đổi từ thấp lên cao độ tan của một chất trong nước tăng (trừ chất khí) → dung dịch chưa bão hòa và cần phải thêm chất tan để dung dịch bão hòa ở nhiệt độ xác định. - Khi thay đổi nhiệt độ thì độ tan của một chất trong nước cũng thay đổi, khối lượng nước trong dung dịch không thay đổi. S mmct H O 100 2 Bước 3: Xác định lượng kết tinh m(kt) = mct (ở nhiệt độ cao) - mct (ở nhiệt độ thấp) (nếu là toán đưa ddbh từ nhiệt độ cao → nhiệt độ thấp) Hoặc : m(kt thêm) = mct (ở nhiệt độ cao) - mct (ở nhiệt độ thấp) Ví dụ 1: Xác định lượng muối KCl kết tinh khi làm lạnh 604 gam dung dịch muối KCl bão hòa ở 800C xuống còn 100C. Biết độ tan của KCl ở 800C là 51 gam và ở 100C là 34 gam. Hướng dẫn * Giải theo cách biện luận 0 - Ở 80 C SKCl = 51 gam Nghĩa là 51gam KCl hòa tan trong 100 gam H2O tạo thành 151 gam dung dịch KCl bão hòa. x(gam) KCl hòa tan trong y (gam) H2O tạo thành 604 (gam) dung dịch KCl bão hòa. 604.51 m x 204(gam) KCl 151 m y m m 604 204 400 gam H2 O ddbh ct 0 - Ở 20 C SKCl = 34 gam Nghĩa là : 100 gam H2O hòa tan được 34 gam KCl 400g H2O hòa tan được a (gam) KCl 400.34 a 136 (gam) 100 Vậy lượng muối KCl kết tinh trong dung dịch là: m m m 204 136 68 gam KCl(keát tinh) KCl(80oo C) KCl(20 C) 0 0 Ví dụ 2. Ở 12 C có 1335g dung dịch CuSOm4 bão hoà. × SĐun nóng dung dịch lên đến 90 C. m=ddbh (thöïc teá ) Chaát tan taïi to C Hỏi phải thêm vào dung dịch bao nhiêu gam100 CuSO + S 4 để được dung dịch bão hoà ở nhiệt 0 0 m = m - m o độ này. Biết ở 12 C, độ tan của CuSOH2 O4 là ddbh 33,5 (thöïc teá) và ởChaát 90 tanC taïi là t C 80. Hướng dẫn * Giải theo cách sử dụng công thức - Ở 120C: + Ta có S 33,5 gam CuSO4 mSddbh (thöïc teá ) 1335.33,5 mCuSO 335 gam 4 100 S 100 33,5 m 1335 335 1000 gam HO2 - Ở 900C: S.m HO2 80.1000 + Ta có: SCuSO = 80 gam m CuSO 800(gam) 44100 100 - Vậy lượng muối CuSO4 cần thêm vào dung dịch là: m 800 335 565 gam CuSO4 Dạng 2: Bài toán tính khối lượng tinh thể tách ra hay thêm vào có ngậm H2O, khi thay đổi nhiệt độ một dung dịch bão hoà cho sẵn. Cách giải: - Bước 1: Xác định khối lượng chất tan ( mct ) và khối lượng ( ) có trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao. - Bước 2: Đặt số mol của hiđrat bị kết tinh là a (mol) m vaø m ct (KT) H2 O(KT) - Bước 3: Lập phương trình biểu diễn độ tan của dung dịch sau (theo ẩn a) mm0 mct (ct)(t cao) ct(KT) S 100 100 mH O m0 m H O(KT) 22H2 O(t cao) - Bước 4: Giải phương trình và kết luận. * Chú ý: chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước trong dung dịch thay đổi 0 0 Ví dụ 3: Độ tan của CuSO4 ở 85 C và 12 C lần lượt là 87,7g và 35,5g . Khi làm lạnh 0 0 1877 gam dung dịch bão hòa CuSO4 từ 80 C 12 C thì có bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O tách ra khỏi dung dịch. Hướng dẫn: mS 1877.87,7 - Ở 850C , S 87,7 gam m ddbh (thöïc teá ) 877 gam CuSO4 CuSO4 m 100 S 100 87,7 HO2 m 1877 877 1000 gam HO2 - Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tách ra khối lượng H2O tách ra: m 90x gam H2 O(kt) Khối lượng CuSO4 tách ra: m 160x gam CuSO4 (kt) - Ở 120C, S 35,5 gam CuSO4 → Ta có phương trình: mm0 mct (ct)(t cao) ct(KT) 877 160x 35,5 S 100 100  x4,08(mol) mH O m0 m H O(KT) 100090x100 22H2 O(t cao)  Khối lượng CuSO4 .5H2O kết tinh : m 250.4,08 1020 gam CuSO42 .5H O(keát tinh) Ví dụ 4: Hãy xác định khối lượng tinh thể MgSO4.6H2O tách khỏi dung dịch khi hạ nhiệt 0 0 độ 1642 gam dung dịch bão hòa MgSO4 ở 80 C xuống 20 C. Biết độ tan của MgSO4 ở 80oC là 64,2 gam và ở 20oC là 44,5 gam. Giải - Ở 800C , S 64,2 gam MgSO4 mSddbh (thöïc teá ) 1642.64,2 m6MgSO 42 gam 4 100 S 100 64,2 m 164 2 642 1000 gam HO2 - Gọi x là số mol MgSO4.6H2O tách ra khối lượng H2O tách ra: m 108x gam H2 O(kt) Khối lượng MgSO4 tách ra : m 120x gam MgSO4 (kt) - Ở 200C, S 44,5 gam MgSO4 → Ta có phương trình : mm0 mct (ct)(t cao) ct(KT) 642 120x 44,5 S 100 100  x2,7384(mol) mH O m0 m H O(KT) 1000108x100 22H2 O(t cao)  Khối lượng MgSO4.6H2O kết tinh : m 228.2,7384 624,355 gam MgSO42 .6H O(KT) * Kết luận chung: + Nếu chất kết tinh không ngậm nước thì lượng nước trong hai dung dịch bão hòa bằng nhau. + Nếu chất rắn kết tinh có ngậm nước thì lượng nước trong dung dịch sau ít hơn trong dung dịch ban đầu: Dạng 3: Xác định công thức tinh thể ngậm nước Ví dụ 5: Khi làm nguội 1026,4 gam dung dịch bão hòa M2SO4.nH2O (với 7< n < 12) từ nhiệt độ 800C xuống nhiệt độ 100C thì thấy có 395,4 gam tinh thể ngậm nước tách ra. Biết 0 0 độ tan của M2SO4 ở 80 C là 28,3 gam và ở 10 C là 9 gam. Tìm công thức phân tử muối ngậm nước. Giải - Ở 800C , S = 28,3 gam mSddbh (thöïc teá ) 1026,4.28,3 mM SO 226,4 gam 2 4 100 S 100 28,3 m m 1026,4 226, 4 800 gam HO2 - Khi làm nguội dung dịch thì khối lượng tinh thể tách ra 395,4 gam tinh thể  Phần dung dịch còn lại có khối lượng: mdd coøn laïi 1026,4 395,4 631 (gam) - Ở 100C, S = 9 gam mSddbh (coøn) 631 9 mM SO (coøn) 52,1 gam 24 100 S 100 9 - Khối lượng muối trong tinh thể bị tách ra: m 226,4 52,1 174,3 gam M24 SO (taùch ra) - Khối lượng nước trong tinh thể bị tách ra: m 395,4 174,3 221,1 gam H2 O(taùch ra) - Trong tinh thể, tỉ lệ khối lượng nước và muối là: 18n 221,1 M 7, 1 n 48 mà 7 < n < 12 2M 96 174,3 * Biện luận n 8 9 10 11 M 8,8 15,9 23 30,1 → Với n = 10, M = 23 (Na) - Sodium  Công thức muối ngậm nước là: Na2SO4.10H2O B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Làm lạnh 600 gam dung dịch bão hòa NaCl từ 900C xuống 100C thì có bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách ra. Biết độ tan của NaCl ở 900C và 100C lần lượt là: 50 gam và 35 gam. Hướng dẫn - Ở 90oC: ta có S = 50 gam mS 600.50 m2 ddbh (thöïc teá ) 00 gam NaCl 100 S 100 50 m 600 200 400 gam H2O S.mHO 35.400 - Ở 10oC, S = 35 gam m 2 140 (gam) NaCl 100 100 → Khối lượng của NaCl tách ra: mNaCl(taùch) 200 140 60 gam 0 0 Bài 2: Độ tan của NaNO3 ở 100 C là 180 gam, còn ở 20 C là 88 gam. Hỏi có bao nhiêu 0 gam NaNO3 kết tinh lại khi hạ nhiệt độ của 84 gam dung dịch bão hòa NaNO3 từ 100 C xuống 200C? Hướng dẫn - Ở 100oC: ta có S = 180 gam mSddbh (thöïc teá ) 84.180 mNaNO 54 gam 3 100 S 100 180 m 84 4 30g am5 HO2 S.m o HO2 88.30 - Ở 20 C, S = 88 gam mNaNO 26,4 (gam) 3 100 100 → Khối lượng của NaNO3 tách ra: m 54 26,4 27,6 gam NaNO3 (kt) Bài 3: Tính khối lượng NaCl kết tinh khi hạ nhiệt độ của 1800 gam dung dịch NaCl 30% ở 400C xuống 200C. Biết độ tan của NaCl ở 200C là 36 gam. Hướng dẫn m C% 1800.30 - Ở 40oC: Có 1800 gam dung dịch NaCl 30% m dd 540 gam NaCl 100% 100 m m m 1800 540 1260 gam H2 O ddbh ct S.mHO 36.1260 - Ở 20oC, S = 36 gam m 2 453,6 (gam) NaCl 100 100 → Khối lượng của NaCl tách ra: mNaCl(taùch) 540 453,6 86,4 gam Bài 4: Cho 0,2 mol CuO tan trong H2SO4 20 % đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch 0 đến 10 C. Tính khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O đã tách ra khỏi dung dịch. Biết rằng độ 0 tan của CuSO4 ở 10 C là 17,4 gam. Hướng dẫn - Phương trình hóa học: CuO H2 SO 4  CuSO 4 H 2 O 0,2.98.100% nH SO n CuO 0,2(mol) m ddH SO 98 gam - Theo phương trình hóa hoc: 2 4 2 4 20% nCuSO n CuO 0,2(mol) m CuSO 0,2.160 32 gam 44 - Khối lượng của dung dịch sau phản ứng: m m m 0,2.80 98 114 gam dd sau CuO dd H24 SO → m m m 114 32 82 gam H24 O dd sau CuSO - Gọi x là mol của CuSO4.5H2O tách ra khỏi dung dịch m 160.x gam CuSO (kt) 4 mH O(kt) 5.18.x 90.x gam 2 - Ở 100C, S 17,4 gam CuSO4 → Ta có phương trình : mm0 mct (ct)(t cao) ct(KT) 32 160x 17,4 S 100 100  x0,123 (mol) mH O m0 m H O(KT) 8290x100 22H2 O(t cao)  Khối lượng CuSO4.5H2O kết tinh : m 250.0,123 30,75 gam CuSO42 .5H O(KT) Bài 5: Tính khối lượng AgNO3 kết tinh khỏi dung dịch khi làm lạnh 450 gam dung dịch 0 0 0 0 bão hòa AgNO3 ở 80 C xuống 20 C. Biết độ tan của AgNO3 ở 80 C là 668 gam, ở 20 C là 222 gam. Hướng dẫn - Ở 80oC: ta có S 668 gam AgNO3 mSddbh (thöïc teá ) 450.668 mAgNO 391,406 gam 3 100 S 100 668 m m 450 391,406 58,5 94 gam H2O S.m o HO2 222.58,594 - Ở 20 C, SAgNO 222 gam mAgNO 130,08 (gam) 3 3 100 100 → Khối lượng của AgNO3 tách ra: m 391,594 130,08 261,5 gam AgNO3 (kt) 0 Bài 6: Có 600 gam dung dịch bão hòa KClO3 ở 20 C, nồng độ 6,5 %. Cho bay hơi H2O, sau đó giữ hỗn hợp ở 200C ta được hỗn hợp có khối lượng 413 gam. a. Tính khối lượng H2O và khối lượng KClO3 trong dung dịch? b. Tính khối lượng chất rắn kết tinh? Hướng dẫn a. o mdd .C% 600.6,5 - Ở 20 C, 600 gam dung dịch bão hòa KClO3 6,5 % mKClO 39 gam 3 100% 100 → Khối lượng nước trong dung dịch: mHO 600 39 561 gam 2 m 600 413 187 gam m 561 187 374 gam H22 O(bay hôi) H O(coøn laïi) o → Ở 20 C, 561 gam H2O hòa tan hết 39 gam KClO3 tạo thành dung dịch bão hòa 100 gam H2O hòa tan hết a gam KClO3 tạo thành dung dịch bão hòa 100.39 mKClO 6,95 gam 3 561 o → Ở 20 C. Độ tan của KClO3 là 6,95 gam. o - Ở 20 C. Xét với 374 gam H2O. S.m HO2 6,95.374 mKClO 26 (gam) 3 100 100 b. - Khối lượng chất rắn kết tinh: m 39 26 13(gam) KClO3 (kt) Bài 7: Xác định lượng AgNO3 tách ra khi làm lạnh 2500 gam dung dịch AgNO3 bão hòa 0 0 0 0 ở 60 C xuống còn 10 C. Cho độ tan của AgNO3 ở 60 C là 525 gam và ở 10 C là 170gam. Hướng dẫn - Ở 60oC: ta có S 525 gam AgNO3 mSddbh (thöïc teá ) 2500.525 mAgNO 2100 gam 3 100 S 100 525 m 2500 21 0 400 gam0 HO2 S.m o HO2 170.400 - Ở 10 C, SAgNO 170 gam mAgNO 680 (gam) 3 3 100 100 → Khối lượng của AgNO3 tách ra: m 2100 680 1420 gam AgNO3 (kt) Bài 8: a. Trong tinh thể hydrate của một muối sulfate kim loại hóa trị II. Thành phần % về khối lượng của nước kết tinh chiếm 45,324%. Xác định công thức của tinh thể đó biết trong tinh thể có chứa 11,51% S. 0 0 b. Ở 10 C độ tan của FeSO4 là 20,5 gam còn ở 50 C là 48,6 gam. Hỏi bao nhiêu gam tinh thể FeSO4.7H2O tách ra khi hạ nhiệt độ của 200 gam dung dịch FeSO4 bão hòa ở 500C xuống 100C. Hướng dẫn a. - Gọi công thức hóa học của tinh thể là MSO4.nH2O - Theo bài: %HO24 45,324% %MSO 100% 45,324% 54,676% - Tỉ lệ về thành phần % khối lượng của H2O và muối 18n45 ,324% 18n  0,83 M 96 21,7n (1) M 96 54,676% M 96 32.100% - Theo bài: %S 11,51%  11,51% M 18n 182 (2) M 96 18n M 56 (Fe) - từ (1) và (2) → Công thức của tinh thể là FeSO4.7H2O n7 b. - Ở 50oC: ta có S 48,6 gam FeSO4 mSddbh (thöïc teá ) 200.48,6 mFeSO 65,41 gam 4 100 S 100 48,6 m 200 65,41 1345, 9 gam H2O - Gọi x là mol của FeSO4.7H2O tách ra khỏi dung dịch m 152.x gam FeSO (kt) 4 mH O(kt) 7.18.x 126.x gam 2 - Ở 100C, S 20,5 gam FeSO4 → Ta có phương trình : mm0 mct (ct)(t cao) ct(KT) 65,41 152x 20,5 S 100 100  x0,3 (mol) mH O m0 m H O(KT) 134,59126x100 22H2 O(t cao)  Khối lượng FeSO4.7H2O kết tinh : m 278.0,3 83,4 gam FeSO42 .7H O(KT) 0 0 Bài 9: Biết độ tan của MgSO4 ở 20 C là 35,5; ở 50 C là 50,4. Có 400 gam dung dịch 0 0 MgSO4 bão hòa ở 20 C, nếu đun nóng dung dịch này đến 50 C thì khối lượng muối 0 MgSO4 cần hòa tan thêm để tạo dung dịch bão hòa ở 50 C là bao nhiêu gam? Đáp số: 43,985 gam Hướng dẫn - Ở 20oC ta có S 35,5 gam MgSO4 mSddbh (thöïc te á ) 400.35,5 m1MgSO 04,8 gam 4 100 S 100 3 5,5 m 400 104,8 295,2 gam H2O S.m o HO2 50,4.295,2 - Ở 50 C, SMgSO 50,4 gam mMgSO 148,78 (gam) 4 4 100 100 → Khối lượng của MgSO4 thêm vào: m 148,78 104,8 43,98 gam MgSO4 (theâm) Bài 10: Cho m gam M2CO3.10H2O tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 5% thu được kết tủa B và dung dịch X chỉ chứa một chất tan. Nồng độ chất tan trong dung dịch X là 2,7536%. Tìm công thức của M2CO3.10H2O. Hướng dẫn Giả sử có 1 mol M2CO3.10H2O M23 CO 1 mol M2 CO 3 BaCl 2 BaCO 3 2MCl (1) 1mol 1mol 1 mol 2mol 1.208. 100 mddBaCl 4160 gam 2 5 - Khối lượng của dung dịch sau phản ứng. Bảo toàn khối lượng m m = m m m (2M 240) 4160 197 2M 4203 gam M2 CO 3 .10H 2 O dd BaCl 2 BaCO 3 dd MCl dd MCl 2. M 35,5 .100% - Theo bài ta có: = 2,7536% M 23 (g/mol) M laø Na 2M 4203  CTHH: Na2CO3.10H2O. Bài 11: Trong tinh thể hydrate của một muối nitrate kim loại hóa trị III. Thành phần nước kết tinh chiếm 40,099% về khối lượng. Xác định công thức của tinh thể đó biết trong tinh thể có chứa 10,396% N về khối lượng. Hướng dẫn - Gọi công thức hóa học của tinh thể là M(NO3)3.nH2O - Theo bài: %H2 O 40,099% %M(NO 3 ) 3 100% 40,099% 59,901% - Tỉ lệ về thành phần % khối lượng của H2O và muối 18n40,099% 18n  0,669 M 186 26,9n (1) M 62.3 59,901% M 1 86 3 14 100% - Theo bài: %N 7,92%  10,396% M 18n 218 (2) M 186 18n M 56 (Fe) - từ (1) và (2) → Công thức của tinh thể là FeSO4.9H2O n9 Bài 12: Hòa tan hoàn toàn 3,2 gam oxide M2Om trong dung dịch H2SO4 10% (vừa đủ) thu được dung dịch muối có nồng độ 12,9%. Sau phản ứng đem cô bớt dung dịch và làm lạnh nó thu được 7,868 gam tinh thể muối với hiệu suất 70%. Xác định công thức của tinh thể muối đó. Hướng dẫn PTHH: M O mH SO M SO mH O 2 m 2 4 2 4 m 2 98m.100% Giả sử có 1 mol M2Om phản ứng mddH SO 10% = = 980m (gam) 24 10% → Khối lượng dung dịch thu được là: (2M + 16m) + 980m = 2M +996m (g) → Số gam muối là: 2M + 96m (g) (2M 96m).100% - Ta có C% 12,9% M 18,67m 2M 996m * Biện luận: m 1 2 3 M 18,65 37,3 56 → Vậy oxit là Fe2O3. Fe O 3H SO Fe SO 3H O 2 3 2 4 2 4 3 2 3,2 nFe O 0,02 mol 23 160 - Vì hiệu suất là 70% nên số mol Fe2(SO4)3 tham gia kết tinh là: n 0,02.70% 0,014 mol m 0,014.400 5,6 gam < 7,868 gam Fe2 (SO 4 ) 3 (kt)F e 2 (SO 4 ) 3 (kt) → tinh thể là muối ngậm nước. - Đặt CTHH của muối tinh thể là Fe2(SO4)3.nH2O. - Ta có: mFe SO .nH O 0,014. 400 18n 7,868 n 9 2 4 3 2 → Công thức của tinh thể là Fe2(SO4)3.9H2O Bài 13: Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam oxit M2Om trong dung dịch H2SO4 10% (vừa đủ) thu được dung dịch muối có nồng độ 12,9%. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 11,802 gam tinh thể với hiệu suất 70%. Công thức của tinh thể muối là Hướng dẫn PTHH: Giả sử có 1 mol M2Om phản ứng → Khối lượng dung dịch thu được là: (2M + 16m) + 980m = 2M +996m (g) → Số gam muối là: 2M + 96m (g) - Ta có * Biện luận: m 1 2 3 M 18,65 37,3 56 → Vậy oxit là Fe2O3. 4,8 nFe O 0,03 mol 23 160 - Vì hiệu suất là 70% nên số mol Fe2(SO4)3 tham gia kết tinh là: n 0,03.70% 0,021 mol m 0,021.400 8,4 gam < 11,802 gam Fe2 (SO 4 ) 3 (kt)F e 2 (SO 4 ) 3 (kt) → tinh thể là muối ngậm nước. - Đặt CTHH của muối tinh thể là Fe2(SO4)3.nH2O. - Ta có: mFe SO .nH O 0,021. 400 18n 11,802 n 9 2 4 3 2 (2M 96m).100% → CôngC% thứ c của tinh thể là Fe2(SO 12,9%4)3.9H 2 OM 18,67m 2M 996m Bài 14: Cho 160 gam CuO tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 khi đun nóng, thu được dung dịch A có khối lượng 800 gam. Làm lạnh dung dịch A đó xuống 0oC thấy có m1 gam tinh thể CuSO4.5H2O kết tinh lắng xuống. Hãy tính m1, biết rằng độ tan của o CuSO4 ở 0 C là 14,3 gam. Fe O 3H SOHướ ng Fe dẫn SO 3H O 2 3 2 4 2 4 3 2 160 - Theo bài ta có: n 2 mol CuO 80 CuO H2 SO 4  CuSO 4 H 2 O 2 mol 2 mol m 2.160 320 gam CuSO4 Mà m 800 gam m 800 320 480 gam dd A H2 O - Gọi a là mol của CuSO4.5H2O tách ra m 160a (gam) CuSO (kt) 4 mH O (kt) 90a (gam) 2 - Ở 00C, S 14,3 gam CuSO4 → Ta có phương trình : mm0 mct (ct)(t cao) ct(KT) 320 160a 14,3 S 100 100  a1,7084 (mol) mH O m0 m H O(KT) 48090a100 22H2 O(t cao)  Khối lượng CuSO4.5H2O kết tinh : m 250.1,7084 427,1 gam CuSO42 .5H O(KT) Bài 15: Dùng một lượng dung dịch H2SO4 có nồng độ 20% đun nóng để hòa tan vừa đủ a mol CuO. Sau phản ứng làm nguội dung dịch đến 10°C thì khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O đã tách ra khỏi dung dịch là 30,7 gam Biết rằng độ tan của CuSO4 ở 10°C la 17,4 gam. Tìm a Hướng dẫn - Phương trình hóa học: CuO H SO  CuSO H O 2 4 4 2 a a  a (mol) 98.a.100% nH SO n CuO a(mol) m ddH SO 490 gam - Theo phương trình hóa hoc: 2 4 2 4 20% nCuSO n CuO a(mol) m CuSO 160a gam 44 - Khối lượng của dung dịch sau phản ứng: m m m 80a 490a 570a gam dd sau CuO dd H24 SO → m m m 570a 160a 410a gam H24 O dd sau CuSO 0 - Ở 10 C: Theo bài ta có khối lượng CuSO4.5H2O kết tinh là 30,7 gam m 0,1228.160 19,648 gam 30,7 CuSO (kt) n 0,1228 mol 4 CuSO42 .5H O(kt) 250 mH O(kt) 0,1228.90 11,052 gam 2 - Theo bài: → Ta có phương trình : mm0 mct (ct)(t cao) ct(KT) 160a 19,648 17,4 S 100 100  a0,2 (mol) mH O m0 m H O(KT) 410a11,052100 22H2 O(t cao) Bài 16: Chia 8,64 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe2O3 thành 2 phần bằng nhau. - Phần thứ nhất cho vào cốc đựng dung dịch CuSO4 dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy trong cốc còn 4,4 gam chất rắn. - Hòa tan hết phần thứ hai bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được dung dịch B và 0,448 lít khí NO duy nhất (đktc). Cô cạn từ từ dung dịch B thu được 24,24 gam một muối sắt duy nhất C. a. Tính thành phần % mỗi chất trong hỗn hợp A. b. Xác định công thức phân tử muối C. Giải a. PTHH: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu FeO và Fe2O3 không phản ứng với CuSO4 Fe + 4 HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3FeO +10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO +5H2O SCuSO 17,4 gam Fe2O3 + 6HNO4 3 2Fe(NO3)3 + 3H2O Gọi x, y, z là số mol của Fe, FeO, Fe2O3 trong ½ hỗn hợp A ta có các phương trình 56x + 72y + 160z = 4,32 64x + 72y + 160z = 4,4 y 0, 448 x 0, 02 3 22, 4 suy ra x = 0,01 mol, y = 0,03 mol, z = 0,01 mol % Fe = 12,96% , %FeO = 50%, %Fe2O3 = 37,04% n b. Fe(NO3)3 = 0,06 mol m Fe(NO3)3 =0,06.242 = 14,52gam nên muối sắt là tinh thể ngậm nước: Fe(NO3)3.nH2O 24, 24 MC = 404 g => n = 9 => CTPT C: Fe(NO3)3.9H2O 0, 06 Câu 17: Hoà tan 25,2 gam Fe vào dung dịch H2SO4 10% vừa đủ. Sau phản ứng thu được dung dịch Y có nồng độ phần trăm của FeSO4 là 9,275% đồng thời tách ra 55,6 gam muối sunfat kết tinh. Xác định công thức của muối kết tinh. Giải Công thức muối kết tinh có dạng FeSO4.xH2O nFe 0,45 mol. Phản ứng : Fe H SO4  FeSO H 2 4 2 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45.98.100 mdd H SO 441gam ; mddY 25,2 441 0,45.2 465,3 gam 24 10 9,275.465,3 n trong Y 0,284 mol ; tách ra 0,45 0,284 0,166 mol FeSO4 100.152 0,166.(152 18xx ) 55,6 10 => Muối kết tinh là FeSO4.10H2O 0 0 Bài 18: ở 12 C có 1335g dung dịch CuSO4 bão hoà. Đun nóng dung dịch lên đến 90 C. Hỏi phải thêm vào dung dịch bao nhiêu gam CuSO4 để được dung dịch bão hoà ở nhiệt độ này. 0 0 Biết ở 12 C, độ tan của CuSO4 là 33,5 và ở 90 C là 80. Giải ở 12oC S 33,5gam CuSO4 Nghĩa là 33,5 gCuSO4 hòa tan trong 100 gH2 O tạo thành 133,5 g dung dịch bão hòa. .x(g) ..y(g) .....1335 g dung dịch bão hòa 1335.33,5 => x 335gam CuSO và y 1335 335 1000 gH O 133,5 4 2 ở 90oC S 80gam CuSO4 Nghĩa là 100 gH2 O hòa tan được 80 gCuSO4 1000.80 1000 gam H O ... .a gam CuSO => a 800gam 24100 Vậy lượng muối CuSO4 cần thêm vào dung dịch là: mCuSO4 800 335 465 g Bài 19: Hòa tan 8,0 gam CuO bằng dung dịch H2SO4 24,5% vừa đủ, thu được dung dịch X a. Tính nồng độ % của dung dịch X. b. Làm lạnh dung dịch X tới nhiệt độ thích hợp thấy có 5 gam kết tủa Y tách ra và thu được dung dịch Z chứa một chất tan với nồng độ 29,77%. Tìm công thức hóa học của Y? Giải CuO + H2SO4 ¾¾¾¾® CuSO4 + H2O 8 a. n ==0,1 mol CuO 80 Theo PTHH: n = n = n = 0,1 mol CuSO4 H24 SO CuO 9,8.100% mH SO = 0,1.98 = 9,8 gam ÞmddH SO = = 40 gam 24 24 24,5% 0,1.160 m = 8 + 40 = 48 gam ÞC% = ´ 100% = 33,33% ddX CuSO4 48 b. mddZ = 48 – 5 = 43 gam m CuSO4 ()Z 29, 77%.43 Cm%= ´ 100% Þ = = 12,8 (gam) CuSO44()()ZZ CuSO mddZ 100% Þ m = 0,1.160 – 12,8 = 3,2 gam Þ n = 0,02 mol CuSO4 (Y) CuSO4 (Y) m = mm- = 5 – 3,2 = 1,8 gam Þ n = 0,1 mol H2 O(Y ) Y CuSO4 (Y) H2 O(Y ) Gọi CT của Y có dạng CuSO4.nH2O nHO 0,1 5 n = 2 == Þ CT của Y là CuSO4.5H2O n 0,02 1 CuSO4 Bài 20: Hòa tan 24 gam bột CuO bằng dung dịch H2SO4 24,5% vừa đủ, thu được dung dịch A. Làm lạnh dung dịch A tới nhiệt độ thích hợp thấy có 15 gam kết tủa B tách ra và thu được dung dịch C chứa một chất tan với nồng độ 29,77%. Tìm công thức hóa học của B. Giải CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 0,3 mol 0,3 mol 0,3 mol 0,3.98.100 mdd 120(g) => mdd sau pu 120 24 144(g) CuSO4 24,5 m 0,3.160 48(g) CuSO4 Chất rắn B phải là dạng tinh thể ngậm nước của muối đồng(II) sunfat Đặt công thức phân tử của B là CuSO4.nH2O 29,77 m .(144 15) 38,4033(g) => mCuSO (trongB) 48 38,4033 9,5967(g) => CuSO4( trongC) 100 4 m 15 9,5967 5,4033(g) H2 O(trongB) Theo định luật thành phần không đổi ta có: mHO 5,4033 18n 5,4033 2 n5 => CTPT của B: CuSO4.5H2O m 9,5967 160 9,5967 CuSO4 Bài 21: Hòa tan hoàn toàn kim loại M bằng dung dịch H2SO4, loãng vừa đủ, sau phản ứng thu được dung dịch X có nồng độ 26,8% và 5,6 lít một chất khí (đo ở đktc), Làm lạnh 0 dung dịch X xuống nhiệt độ t C thì thu được 27,8 gam tinh thể MSO4. nH2O và còn lại 114 gam dung dịch bão hòa Y có nồng độ 20%. Tìm công thức của tinh thể MSO4.nH2O. Giải n 0,25 mol H2 M + H2SO4 MSO4 + H2 m 114 27,8 141,8 gam dd MSO4 26,8 m 141,8. 38 gam MSO4 100 M+96=152 M=56 M: Fe mFeSO (Y) 22,8 gam ; n 0,15 mol 4 FeSO4 (Y) n 0,25 0,15 0,1 mol FeSO42 .nH O M 278 n 7 FeSO42 .nH O FeSO42 .nH O Bài 22: Hòa tan hoàn toàn 39,96 gam tinh thể muối sunfat ngậm nước của kim loại M (có hoá trị không đổi) vào nước được dung dịch A. Chia dung dịch A thành hai phần bằng nhau: - Phần 1: Cho dung dịch amoniac dư vào thu được kết tủa B, nung B đến khối lượng không đổi thu được 3,06 gam chất rắn. - Phần 2: Cho dung dịch BaCl2 dư vào thu được 20,97 gam kết tủa. a) Xác định kim loại M và công thức tinh thể muối trên. b) Nếu cho toàn bộ dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH 10%, tính khối lượng dung dịch NaOH cần dùng để thu được lượng kết tủa lớn nhất. Giải a) Đặt công thức hoá học của tinh thể là: M2(SO4)n.xH2O 20,97 n 0,09(mol) BaSO4 233 Phần 1: M2(SO4)n + 2nNH4OH → 2M(OH)n + n(NH4)2SO4 (1) t 0 2M(OH)n  M2On + nH2O (2) Phần 2: M2(SO4)n + nBaCl2 → nBaSO4 + 2MCln (3) 0,09/n 0,09 (mol) Theo phương trình phản ứng (1)(2)(3) ta có: 0,09 3,06 nM (SO ) = nM O => M = 9n 2 4 n 2 n n2 M 16 n n 1 2 3 M 9 (loại) 18 (loại) 27 (nhận) Vậy M = 27, kim loại Al. 19,98 Theo bài số mol tinh thể = n 0,03 => x = 18 342 18x M24() SO n Vậy công thức của tinh thể là: Al2(SO4)3.18H2O b) Trong dung dịch A có: 0,03.2 = 0,06 (mol) Al2(SO4)3 Khi cho dung dịch NaOH vào thì xảy ra các phản ứng: 6NaOH + Al2(SO4)3 → 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 (4) NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O (5) Để thu được kết tủa lớn nhất thì không có phản ứng (5) xảy ra: nNaOH = 6nAl2(SO4)3 = 0,06 . 6 = 0,36 (mol) 0,36.40.100 m 144 (gam) ddNaOH 10 Bài 23: Muối Epsom (MgSO4.nH2O) có nhiều lợi ích cho sức khoẻ (dùng để pha chế thuốc nhuận tràng), được dùng làm phân bón cho cây hay dùng để khử khuẩn. Khi làm lạnh 110,0 gam dung dịch MgSO4 27,27% thì có 12,3 gam muối Epsom tách ra, phần dung dịch bão hoà có nồng độ 24,56%. a. Tìm công thức của muối Epsom. b. Tính khối lượng muối Epsom được tách ra khi làm lạnh 1857,6 gam dung dịch bão hoà o o o o MgSO4 từ 80 C xuống 20 C. Biết độ tan của MgSO4 tại 80 C và 20 C lần lượt là 54,8 và 35,1. Giải a. Gọi x là số mol MgSO4.nH2O tách ra, ta có: m 120 x 18 nx 12,3 ( gam ) (1) MgSO42. nH O 110.27,27 Trong dung dịch ban đầu: nMgSO 0,25 ( mol ) 4 100.120 Dung dịch sau khi làm lạnh: mdd 110 12,3 97,7 gam (0,25 x ).120 Cx% .100 24,56 0,05 97,7 Thay vào (1) ta có: n = 7. Vậy công thức muối là: MgSO4.7H2O o b. Xét dung dịch bão hoà MgSO4 tại 80 C: 154,8 gam dung dịch bão hoà chứa 54,8 gam MgSO4 1857,6.54,8 Vậy: 1857,6 gam dung dịch bão hoà chứa: mMgSO 657,6 ( gam ) 4 154,8 o Khi làm lạnh đến 20 C: Gọi a là số mol MgSO4.7H2O tách ra, ta có: Dung dịch bão hoà còn lại: 135,1 gam dung dịch bão hoà chứa 35,1 gam MgSO4 (1857,6-246a) gam dung dịch bão hoà chứa (657,6-120a) gam MgSO4 135,1 35,1 a 3,12 1857,6 246aa 657,6 120 Vậy, khối lượng MgSO4.7H2O được tách ra = 3,12.246 = 767,52 gam DẠNG 3,4 BÀI TẬP VỀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH – PHA CHẾ DUNG DỊCH I. CÔNG THỨC CẦN NHỚ 1. Khối lượng riêng của một chất trong dung dịch m DV.() gam m dd D dd ( g / ml ) m V() ml V dd () ml D 2. Nồng độ dung dịch - Nồng độ mol (CM): Cho biết số mol chất tan trong 1 lít dung dich. n C .V (mol) n M CM (mol / L) n V V (L) CM - Nồng độ phần trăm (C%): Cho biết số gam chất tan có trong 100 gam dung dịch. C%.mdd mct mct 100% C% 100% m m .100% dd m ct dd C% 3. Quan hệ giữa nồng độ phần trăm và độ tan S S C% 100% S +100 4. Quan hệ giữa nồng độ phần trăm và nồng độ mol. mct n m.1000 D m 10 D 10 D Ta có: C M ct ct .100. C%. M m Vdd mdd .M m dd M M 1000.D 10D M C C%. hay C% C . M M M 10D 5. Khi pha trộn dung dịch: 5.1. Sử dụng quy tắc đường chéo: a. Trộn m1 gam dung dịch có nồng độ C1% với m2 gam dung dịch có nồng độ C2%, dung dịch thu được có nồng độ C% là: Dung dịch m1 1 C 1 C2 - C CC m1 2 C m2 CC 1 C2 C - C1 Dung dịch m2 2 b. Trộn V1 mL dung dịch có nồng độ C1 mol/l với V2 mL dung dịch có nồng độ C2 mol/l thì thu được dung dịch có nồng độ C (mol/l), với Vdd = V1 + V2. Dung dịch V1 1 CC V1 2 V CC 2 1 Dung dịch V2 2 c. Trộn V1 mL dung dịch có khối lượng riêng D1 với V2 mL dung dịch có khối lượng riêng D2, thu được dung dịch có khối lượng riêng D. Dung dịch V1 1 D 1 D2 - D DD V1 2 D V2 DD 1 D D - D 2 1 Dung dịch V2 2 6. Để tính nồng độ các chất có phản ứng với nhau: