Cho dd Ba(OH)2 đến dư vào 100ml dd X có chứa các ion: NH4+, SO42-, NO3- thì có 2…
-bt làm r và vẫn đặt :)))))))))
Chúng ta cùng phân tích đề bài nhé.
Đề bài cho:
– Dung dịch X chứa các ion: NH4+, SO42-, NO3-.
– Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X.
– Thu được 23,3 gam kết tủa.
– Đun nóng dung dịch sau phản ứng, thu được 6,72 lít khí (đktc).
– Yêu cầu tính nồng độ mol/l của (NH4)2SO4 và NH4NO3 trong dung dịch X.
Bây giờ, chúng ta sẽ đi từng bước để giải bài toán này.
Bước 1: Xác định các phản ứng có thể xảy ra và các chất tham gia phản ứng.
Dung dịch X chứa các ion NH4+, SO42-, NO3-.
Khi cho dung dịch Ba(OH)2 vào, ta có:
– Ion Ba2+ từ Ba(OH)2 có thể phản ứng với ion SO42- để tạo kết tủa BaSO4.
– Ion OH- từ Ba(OH)2 có thể phản ứng với ion NH4+ để tạo ra khí NH3.
– Ion NO3- là ion nitrat, không có phản ứng kết tủa hay tạo khí với Ba(OH)2.
Các phản ứng hóa học xảy ra là:
1. Phản ứng tạo kết tủa:
Ba(OH)2 + (NH4)2SO4 -> BaSO4↓ + 2NH4OH (trong dung dịch)
hoặc ion: Ba2+ + SO42- -> BaSO4↓
2. Phản ứng tạo khí khi đun nóng:
NH4OH (khi đun nóng) -> NH3↑ + H2O
hoặc ion: NH4+ + OH- -> NH3↑ + H2O
Bước 2: Tính toán số mol các chất dựa vào dữ kiện đề bài.
Đề bài cho khối lượng kết tủa là 23,3 gam. Kết tủa ở đây là BaSO4.
Khối lượng mol của BaSO4 là: M(BaSO4) = 137,3 + 32,1 + 4*16,0 = 233,4 g/mol.
Số mol BaSO4 là:
n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4) = 23,3 g / 233,4 g/mol ≈ 0,1 mol.
Đề bài cho thể tích khí bay ra là 6,72 lít (đktc). Khí bay ra là NH3.
Số mol NH3 là:
n(NH3) = V(NH3) / 22,4 (lít/mol) = 6,72 lít / 22,4 lít/mol = 0,3 mol.
Bước 3: Lập hệ phương trình toán học dựa trên các phản ứng và số mol đã tính.
Gọi n(NH4)2SO4 trong dung dịch X là a mol.
Gọi n(NH4NO3) trong dung dịch X là b mol.
Từ công thức hóa học, ta suy ra số mol các ion ban đầu trong dung dịch X:
– Trong a mol (NH4)2SO4 có: 2a mol ion NH4+ và a mol ion SO42-.
– Trong b mol NH4NO3 có: b mol ion NH4+ và b mol ion NO3-.
Tổng số mol ion NH4+ ban đầu trong dung dịch X là: 2a + b mol.
Tổng số mol ion SO42- ban đầu trong dung dịch X là: a mol.
Bây giờ, ta xem xét các phản ứng:
– Phản ứng tạo kết tủa BaSO4:
Theo phương trình: Ba2+ + SO42- -> BaSO4↓
Số mol BaSO4 tạo thành là 0,1 mol.
Vì tỉ lệ mol là 1:1, nên số mol SO42- đã phản ứng là 0,1 mol.
Từ đó, ta có: n(SO42-) = a = 0,1 mol.
– Phản ứng tạo khí NH3:
Theo phương trình: NH4+ + OH- -> NH3↑ + H2O
Số mol NH3 bay ra là 0,3 mol.
Điều này có nghĩa là đã có 0,3 mol ion NH4+ phản ứng với OH-.
Tổng số mol ion NH4+ ban đầu trong dung dịch X là 2a + b.
Đề bài cho Ba(OH)2 dư, nghĩa là lượng OH- đủ để phản ứng hết với NH4+.
Do đó, số mol NH4+ đã phản ứng bằng tổng số mol NH4+ ban đầu trong dung dịch X.
Vậy, ta có: n(NH4+) = 2a + b = 0,3 mol.
Chúng ta đã có hai phương trình:
1. a = 0,1
2. 2a + b = 0,3
Bước 4: Giải hệ phương trình để tìm giá trị của a và b.
Thay a = 0,1 vào phương trình thứ hai:
2*(0,1) + b = 0,3
0,2 + b = 0,3
b = 0,3 – 0,2
b = 0,1 mol.
Vậy, ta có:
n((NH4)2SO4) = a = 0,1 mol.
n(NH4NO3) = b = 0,1 mol.
Bước 5: Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch X.
Đề bài cho thể tích dung dịch X là 100 ml.
Đổi thể tích sang lít: V(X) = 100 ml = 0,1 lít.
Nồng độ mol/l của (NH4)2SO4 trong dung dịch X là:
C_M((NH4)2SO4) = n((NH4)2SO4) / V(X)
C_M((NH4)2SO4) = 0,1 mol / 0,1 lít = 1 mol/l.
Nồng độ mol/l của NH4NO3 trong dung dịch X là:
C_M(NH4NO3) = n(NH4NO3) / V(X)
C_M(NH4NO3) = 0,1 mol / 0,1 lít = 1 mol/l.
Kết luận:
Nồng độ mol/l của (NH4)2SO4 trong dung dịch X là 1 mol/l.
Nồng độ mol/l của NH4NO3 trong dung dịch X là 1 mol/l.
Các em thấy không, bài toán này tưởng chừng phức tạp nhưng khi chúng ta phân tích từng bước, xác định đúng các phản ứng, tính toán số mol cẩn thận và lập hệ phương trình hợp lý, chúng ta hoàn toàn có thể giải quyết được nó. Quan trọng là phải nắm vững kiến thức về phản ứng trao đổi ion, phản ứng tạo thành chất khí, kết tủa và cách tính nồng độ mol.
Chúc các em ôn tập tốt và đạt kết quả cao trong học tập!
Đáp án:
\({C_{M{\text{ (N}}{{\text{H}}_4}{)_2}S{O_4}}} = {C_{M{\text{ N}}{{\text{H}}_4}N{O_3}}} = 1M\)
Giải thích các bước giải:
Các phản ứng xảy ra:
\(B{a^{2 + }} + S{O_4}^{2 – }\xrightarrow{{}}BaS{O_4}\)
\(N{H_4}^ + + O{H^ – }\xrightarrow{{}}N{H_3} + {H_2}O\)
Ta có:
\({n_{BaS{O_4}}} = \frac{{23,3}}{{233}} = 0,1{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{S{O_4}^{2 – }}}\)
\({n_{N{H_3}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{N{H_4}^ + }}\)
Bảo toàn điện tích:
\({n_{N{H_4}^ + }} = 2{n_{S{O_4}^{2 – }}} + {n_{N{O_3}^ – }} \to {n_{N{O_3}^ – }} = 0,3 – 0,1.2 = 0,1{\text{ mol}}\)
\( \to {n_{{{(N{H_4})}_2}S{O_4}}} = {n_{N{H_4}N{O_3}}} = 0,1{\text{ mol}}\)
\( \to {C_{M{\text{ (N}}{{\text{H}}_4}{)_2}S{O_4}}} = {C_{M{\text{ N}}{{\text{H}}_4}N{O_3}}} = \frac{{0,1}}{{0,1}} = 1M\)
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
\(Ba^{2+} + SO_4^{2-} \to BaSO_4\)
\(n_{SO_4^{2-}} = n_{BaSO_4} = \dfrac{23,3}{233} = 0,1(mol)\)
\(NH_4^+ + OH^- \to NH_3 + H_2O\)
\(n_{NH_4^+} = n_{NH_3} = \dfrac{6,72}{22,4} = 0,3(mol)\)
Ta có :
\(n_{(NH_4)_2SO_4} = n_{SO_4^{2-}} = 0,1(mol)\)
mà : \(2n_{(NH_4)_2SO_4} + n_{NH_4NO_3} = n_{NH_4^+}\)
\(\to n_{NH_4NO_3} = 0,3 – 0,1.2 = 0,1(mol)\)
Vậy :
\(C_{M_{(NH_4)_2SO_4}} = C_{M_{NH_4NO_3}} = \dfrac{0,1}{0,1} = 1M\)