Đề bài
Câu 1. Một dung dịch có chứa: a mol Na+; b mol Fe3+; c mol \(NO_3^ -\) ,d mol \({\rm{ SO}}_4^{2 - }.\) Hãy tìm biểu thức liên hệ giữa a, b, c và d.
Câu 2. Tiến hành trộn 40ml dung dịch H2SO4 0,25M với 60 ml dung dịch NaOH 0,5M. Hỏi pH của dung dịch thu được sau khi trộn là bao nhiêu?
Câu 3. Chia 19,8 gam Zn(OH)2 làm hai phần bằng nhau:
a) Cho 150ml dung dịch H2SO4 1M vào phần một. Tính khối lượng muối tạo thành.
b) Cho 150ml dung dịch NaOH 1M vào phần hai. Tính khối lượng muối tại thành.
Lời giải chi tiết
Câu 1.
Tổng số mol của điện tích âm bằng tổng số mol của điện tích dương nên:
\(a + 3b = c +2d\)
Câu 2.
Ta có: \({n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,01\left( {mol} \right);\) \(\,{n_{NaOH}} = 0,03\left( {mol} \right)\)
\(\begin{array}{l}2NaOH + {H_2}S{O_4} \to N{a_2}S{O_4} + 2{H_2}O\left( * \right)\\0,02{\rm{ }} \leftarrow {\rm{ 0,01 }}\left( {mol} \right)\end{array}\)
Từ (*) \( \Rightarrow \) nNaOH dư = 0,03 – 0,02 = 0,01 (mol)
\( \Rightarrow \left[ {O{H^ - }} \right] = 0,1M \Rightarrow pOH = 1\)
\(\Rightarrow pH = 13\)
Câu 3.
Ta có: \({n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}} = \dfrac{{19,8}}{{99}} = 0,2\left( {mol} \right)\)
\(\Rightarrow {n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}}\)/ 1 phần = 0,1 (mol)
Cách : Ta có \({n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,15 \times 1 = 0,15\left( {mol} \right)\)
Phản ứng: \(\begin{array}{l}Zn{\left( {OH} \right)_2} + {H_2}S{O_4} \to ZnS{O_4} + 2{H_2}O\left( 1 \right)\\{\rm{ 0,1 }} \;\;\;\to \;\;\;\;\; 0,1 \;\;\;\;\;\;\;\;\;\; 0,1 \left( {mol} \right)\end{array}\)
Từ (1) ta thấy: \({n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}}:{n_{{H_2}S{O_4}}} = 1:1;\)
\({n_{{H_2}S{O_4}}} > {n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}}\)
\( \Rightarrow \) Sau phản ứng (1) thì H2SO4 dư.
Từ (1) số mol muối thu được: 0,1 (mol)
Vậy khối lượng muối thu được là:
mmuối = \(0,1 \times 161 = 16,1\left( {gam} \right)\)
Cách 2:
Ta có: \({n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,15\left( {mol} \right) = {n_{SO_4^{2 - }}} \)
\(\Rightarrow {n_{{H^ + }}} = 0,15 \times 2 = 0,3\left( {mol} \right)\)
\(\begin{array}{l}Zn{\left( {OH} \right)_2} + 2{H^ + } \to Z{n^{2 + }} + 2{H_2}O\left( 2 \right)\\{\rm{ 0,1 }}\;\;\; \to \;\;\;\;\; 0,2 \;\;\;\;\;\;\;\;\;0,1 \left( {mol} \right)\end{array}\)
Lập tỉ số:
\(\dfrac{{{n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}}}}{1} = 0,1 < \dfrac{{{n_{{H^ + }}}}}{2} = \dfrac{{0,3}}{2} = 0,15\)
\( \Rightarrow \) Sau phản ứng (2) thì H+ còn dư.
Khối lượng muối thu được là:
mmuối \( = {m_{Z{n^{2 + }}}} + {m_{S{O_4}^{2 - }}}\)\(\; = 0,1 \times 65 + 0,1 \times 96 = 16,1\left( {gam} \right)\)
b) Tính khối lượng muối tạo thành ở phần 2:
Cách 1:
Ta có: \({n_{NaOH}} = 0,15 \times 1 = 0,15\left( {mol} \right)\)
\(\begin{array}{l}Zn{\left( {OH} \right)_2} + 2NaOH \to N{a_2}Zn{O_2} + 2{H_2}O\left( 1 \right)\\0,075 \;\;\;\;\leftarrow\;\;\;\;\; {\rm{ 0,15 \;\;\;\;\;\;\;\;\;\; 0,075 }}\left( {mol} \right)\\Do{\rm{ }}\dfrac{{{n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}}}}{1} = 0,1 > \dfrac{{{n_{NaOH}}}}{2} = \dfrac{{0,15}}{2} = 0,075\end{array}\)
\( \Rightarrow \) Sau phản ứng (1) thì NaOH hết.
Từ (1) \( \Rightarrow {n_{N{a_2}Zn{O_2}}} = 0,075\left( {mol} \right)\)
\( \Rightarrow {n_{N{a_2}Zn{O_2}}} = 0,075 \times 143 = 10,725\left( {gam} \right)\)
Cách 2: Sử dụng phương trình ion:
\(\begin{array}{l}Zn{\left( {OH} \right)_2} + 2O{H^ - } \to ZnO_2^{2 - } + 2{H_2}O\\0,075\;\;\;{\rm{ }} \leftarrow {\rm{ \;\;\;\;0,15 \;\;\;\;\;\;\;0,075 }}\left( {mol} \right)\end{array}\)
Từ (2) \( \Rightarrow {n_{ZnO_2^{2 - }}} = 0,075\left( {mol} \right)\)
\(\Rightarrow {m_{ZnO_2^{2 - }}} = 0,075 \times 97 = 7,27\left( {gam} \right)\)
Mà mmuối = \({m_{N{a^ + }}} + {m_{ZnO_2^{2 - }}} \)\(\;= 0,15 \times 23 + 7,275 = 10,725\left( {gam} \right)\)
