Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch

Dãy gồm các chất có thể cùng tồn tại trong 1 dung dịch là các chất không phản ứng được với nhau

A sai vì BaCl₂ có thể tác dụng với Na₂SO₄; Na₂CO₃ có thể tác dụng với H₂SO₄

C sai vì Na₂CO₃ có thể tác dụng với BaCl₂

D sai vì HCl có thể tác dụng với NaOH và Na₂CO₃

Các ion có thể cùng tồn tại với nhau trong dung dịch thì không phản ứng với nhau

B sai vì:  NH₄⁺ + OH^- → NH₃ + H₂O

C sai vì:  3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺ → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

D sai vì Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

Dãy gồm các ion không thể cùng tồn tại trong một dung dịch là $N{a^ + },\,\,{K^ + },\,\,HSO_4^ - ,\,\,O{H^ - }$

Vì: HSO₄^- + OH^- → SO₄^2- + H₂O

(1) SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄                              (4) 2H⁺ + SO₄^2- + BaSO₃ → BaSO₄ + SO₂ + H₂O

(2) SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄                              (5) 2NH₄⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + OH^- → BaSO₄ + NH₃ + H₂O

(3) SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄                             (6) SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄     

=> Các phản ứng có cùng phương trình ion rút gọn là: (1), (2), (3), (6).

Bước 1: Áp dụng ĐLBT điện tích:

${n_{C{a^{2 + }}}} + {n_{M{g^{2 + }}}} = {n_{C{l^ - }}} + {n_{HCO_3^ - }}$

$=>{n_{HCO_3^ - }} = (0,1.2 + 0,3.2) - 0,4 = 0,4(mol)$

Bước 2: Khi cô cạn dung dịch $HCO_3^ - $ chuyển thành $CO_3^{2 - }$theo phương trình:

$=>{n_{CO_3^{2 - }}} = \frac{1}{2}.{n_{HCO_3^ - }} = 0,2(mol)$

Bước 3: Khối lượng của muối

m = m_{kim loại} + m_{gốc axit}

$m = {m_{C{a^{2 + }}}} + {m_{M{g^{2 + }}}} + {m_{C{l^ - }}} + {m_{CO_3^{2 - }}}$

$m = 40.0,1 + 24.0,3 + 35,5.0,4 + 60.0,2 = 37,4(g)$

\(\left\{ \begin{array}{l}F{\rm{e}}{S_2}\\C{u_2}S\end{array} \right. + HN{O_3} \to \left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}_2}{(S{O_4})_3}\\CuS{O_4}\end{array} \right. + NO + {H_2}O\)

- Bảo toàn nguyên tố S ta có: ${{n}_{SO_{4}^{2-}}}=2.{{n}_{F\text{e}{{S}_{2}}}}+{{n}_{C{{u}_{2}}S}}=2\text{x}+0,025$

→ dung dịch sau phản ứng chứa: Fe³⁺: x mol; Cu²⁺: 0,05; SO₄^2-: (2x + 0,025) mol

- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 3x + 2.0,05 = 2.(2x + 0,025) → x = 0,05

${n_{N{a^ + }}}{\text{ }} = {\text{ }}{n_{O{H^ - }}}{\text{ }} = {\text{ }}{n_{NaOH}}{\text{ }} = {\text{ }}0,3.2{\text{ }} = {\text{ }}0,6{\text{ }}(mol)$

Dung dịch Y chứa Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺ dư (nếu có), Cl^-. Khi cho Y tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ thì dung dịch thu được sau phản ứng chỉ còn lại Na⁺ và Cl^-.

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch này ta có:

${n_{C{l^ - }}} = {n_{N{a^ + }}} = 0,6{\text{ }}(mol)$

$ = > {V_{HCl}}{\text{ }} = {\text{ }}n:{C_M}{\text{ }} = {\text{ }}0,6:3{\text{ }} = {\text{ }}0,2(l)$

Nhận xét: Tổng số mol điện tích ion dương (của 2 kim loại) ở 2 phần là bằng nhau. Suy ra, tổng số mol điện tích ion âm ở 2 phần cũng bằng nhau.

${n_{{H_2}(KTC)}} = {\text{ }}0,08{\text{ }}(mol){\text{ }} = > {\text{ }}{n_{HCl}}{\text{ }} = {\text{ }}2{n_{{H_2}}} = {\text{ }}0,16(mol) = > {n_{C{l^ - }}}{\text{ }} = {\text{ }}0,16{\text{ }}(mol)$

$ = > 2.{n_{{O^{2 - }}(trong{\text{ oxit)}}}}{\text{ }} = {\text{ }}1.{n_{C{l^ - }(trong{\text{ muối )}}}}$

$ = > 2.{n_{{O^{2 - }}(trong{\text{ oxit)}}}}{\text{ }} = {\text{ }}1.0,16{\text{ }} = > {\text{ }}{n_{{O^{2 - }}(trong{\text{ oxit)}}}}{\text{ }} = {\text{ }}0,08{\text{ (mol)}}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng ở phần 2:

${m_{oxit}} = {\text{ }}{m_{KL}}{\text{ }} + {\text{ }}{m_O} = > 2,84 = {\text{ }}{m_{KL}}{\text{ }} + {\text{ }}0,08.16 = > {\text{ }}{m_{KL}} = 1,56{\text{ }}(g){\text{ }}$

$ = > {m_X} = 2.1,56 = 3,12(g)$

- \(BTDT:2{n_{B{a^{2 + }}}} + {n_{N{a^ + }}} = {n_{O{H^ - }}}\)

\( = > {\text{2}}{\text{.}}{{\text{n}}_{B{a^{2 + }}}}{\text{ + 1}}{\text{.0}}{\text{,02 = 1}}.{\text{0}},{\text{06 = }} > {{\text{n}}_{B{a^{2 + }}}}{\text{ }} = {\text{ }}0,02(mol)\)

$- {\text{ HCO}}_3^ - {\text{ }} + {\text{ }}O{H^ - }{\text{ }}\xrightarrow{{}}{\text{ }}C{O_3}^{2 - }{\text{ }} + {\text{ }}{H_2}O$

=> \({n_{C{O_3}^{2 - }}}=0,07\)

- \({n_{C{O_3}^{2 - }}}\) > nBa²⁺

\({n_{Ba}}_{C{O_3}} = {n_{B{a^{2 + }}}} = 0,02mol\)

$= > {m_{BaC{O_3} \downarrow }}{\text{ }} = {\text{ }}0,02.197{\text{ }} = 3,94(g)$

- Khối lượng dung dịch giảm đi chính là khối lượng chất kết tủa và chất khí bay lên

${n_{Ba{{(OH)}_2}}} = {\text{ }}0,27.0,2{\text{ }} = {\text{ }}0,054{\text{ }}(mol)$

$-C{O_3}^{2 - } + B{a^{2 + }}\xrightarrow{{}}BaC{O_3} \downarrow $

$N{H_4}^ + + O{H^ - }\xrightarrow{{}}N{H_3} \uparrow + {H_2}O$

$-{m_{BaC{O_3}}} + {m_{N{H_3}}} = 0,025.197 + 0,108.17 = 6,761(g)$

Đáp án B:

\(C{u^{2 + }} + CO_3^{2 - } \to CuC{{\text{O}}_3}\)

\(M{g^{2 + }} + CO_3^{2 - } \to MgC{O_3}\)

\(2{\text{A}}{l^{3 + }} + 3CO_3^{2 - } + 3{H_2}O \to 2{\text{A}}l{(OH)_3} + 3C{O_2}\)

Đáp án C:

\(2F{{\text{e}}^{3 + }} + 3CO_3^{2 - } + 3{H_2}O \to 2F{\text{e}}{(OH)_3} + 3C{O_2}\)

\(Z{n^{2 + }} + CO_3^{2 - } \to ZnC{O_3}\)

\(2{\text{A}}{l^{3 + }} + 3CO_3^{2 - } + 3{H_2}O \to 2{\text{A}}l{(OH)_3} + 3C{O_2}\)

Đáp án D:

\(2F{{\text{e}}^{3 + }} + 3CO_3^{2 - } + 3{H_2}O \to 2F{\text{e}}{(OH)_3} + 3C{O_2}\)

\(CO_3^{2 - } + 2H{\text{S}}O_4^ -  \to C{O_2} + {H_2}O + SO_4^{2 - }\)

B. AgNO₃ + H₂O + 3NH₃ → NH₄NO₃ + (Ag(NH₃)₂)OH

C. Na₂ZnO₂ + 2HCl → 2NaCl + Zn(OH)₂

Nếu HCl dư : Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O

D. NaHCO₃ + NaHSO₄ → H₂O + Na₂SO₄ + CO₂

Các chất phản ứng: HNO₃, Na₂SO₄, Ca(OH)₂, KHSO₄

\(2HN{O_3} + Ba{(HC{O_3})_2} \to Ba{(N{O_3})_2} + C{O_2} + {H_2}O\)

\(N{a_2}S{O_4} + Ba{(HC{O_3})_2} \to BaS{O_4} + 2NaHC{O_3}\)

\(Ca{(OH)_2} + Ba{(HC{O_3})_2} \to CaC{{\text{O}}_3} + BaC{{\text{O}}_3} + {H_2}O\)

_{\(2KH{\text{S}}{O_4} + Ba{(HC{O_3})_2} \to {K_2}S{O_4} + BaS{O_4} + C{O_2} + {H_2}O\)}

Các phản ứng xảy ra: (1); (3); (7); (8); (9)

Các phản ứng tạo kết tủa:

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2 HCl

H₂O + SO₃ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2 HCl

NaHSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + NaCl + HCl

Na₂SO₃ + BaCl₂ → BaSO₃↓ + 2 NaCl

K₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + 2 KCl

Phương trình ion đầy đủ: \(B{a^{2 + }} + HPO_4^{2 - } + 2{H^ + } + SO_4^{2 - } \to BaS{O_4} + {H_3}P{O_4}\)

Phương trình ion thu gọn: \(B{a^{2 + }} + HPO_4^{2 - } + 2{H^ + } + SO_4^{2 - } \to BaS{O_4} + {H_3}P{O_4}\)

A. KNO₃ không phản ứng vì không thỏa mãn điều kiện của phản ứng trao đổi.

B. AgNO₃ có phản ứng vì tạo kết tủa (AgCl).

C. NaOH có phản ứng vì tạo chất điện li yếu (H₂O).

D. Na₂CO₃ có phản ứng vì tạo ra khí (CO₂).

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích trong một dung dịch ta có:

n ₍₊₎ = n _(-) => \({n_{N{a^ + }}} + 2{n_{C{a^{2 + }}}} = {n_{HCO_3^ - }} + {n_{C{l^ - }}}\)

=> x + 2y = z + t

n_HCl = 3.0,01 = 0,03 mol

PTHH: NaOH + HCl → NaCl + H₂O

n_NaOH = n_HCl = 0,03 mol

=> V _{dd NaOH} = n : C_M = 0,03 : 0,3 = 0,1 lít = 100 ml

Ta có: C + H₂O → CO + H₂ hoặc C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

=> Sản phẩm đều là chất khí