cho dd ba(oh)2 dư vào 100ml dd X có chứa các ion Nh4+ so42- no3- tạo ra 23,3 g k…
Bước 1: Phân tích đề bài và xác định các ion có mặt trong dung dịch X.
Đề bài cho biết dung dịch X chứa các ion: NH4+, SO4(2-), NO3(-).
Khi cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, ta thu được kết tủa và khí.
Phản ứng với Ba(OH)2 có thể sinh ra kết tủa BaSO4 và khí NH3.
Vì Ba(OH)2 dư, nên nó sẽ phản ứng hết với các ion có thể.
Bước 2: Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra và xác định kết tủa, khí.
1. Phản ứng tạo kết tủa: Ion SO4(2-) trong dung dịch X sẽ phản ứng với ion Ba(2+) có trong Ba(OH)2 để tạo kết tủa BaSO4.
Phương trình ion rút gọn: SO4(2-) + Ba(2+) -> BaSO4(kết tủa)
2. Phản ứng tạo khí: Ion NH4+ trong dung dịch X sẽ phản ứng với ion OH- có trong Ba(OH)2 để tạo khí NH3.
Phương trình ion rút gọn: NH4+ + OH- -> NH3(khí) + H2O
Lưu ý: Ion NO3- không phản ứng với Ba(OH)2 trong điều kiện này.
Bước 3: Tính số mol kết tủa và số mol khí.
– Khối lượng kết tủa thu được là 23,3 gam.
Ta biết kết tủa ở đây chính là BaSO4.
Khối lượng mol của BaSO4 là: 137 + 32 + 4*16 = 233 g/mol.
Số mol BaSO4 = Khối lượng / Khối lượng mol = 23,3 g / 233 g/mol = 0,1 mol.
– Thể tích khí thu được là 6,72 lít ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc).
Ta biết khí thu được ở đây là NH3.
Số mol NH3 = Thể tích / 22,4 (lít/mol) = 6,72 lít / 22,4 lít/mol = 0,3 mol.
Bước 4: Vận dụng các phương trình ion rút gọn để thiết lập mối quan hệ về số mol.
Từ phương trình ion rút gọn SO4(2-) + Ba(2+) -> BaSO4(kết tủa), ta thấy tỉ lệ mol là 1:1.
Do đó, số mol SO4(2-) = số mol BaSO4 = 0,1 mol.
Từ phương trình ion rút gọn NH4+ + OH- -> NH3(khí) + H2O, ta thấy tỉ lệ mol là 1:1.
Do đó, số mol NH4+ = số mol NH3 = 0,3 mol.
Bước 5: Thiết lập hệ phương trình dựa trên định luật bảo toàn điện tích và thông tin đề bài.
Dung dịch X chỉ chứa các ion NH4+, SO4(2-), NO3-.
Gọi số mol của (NH4)2SO4 trong dung dịch X là a mol.
Gọi số mol của NH4NO3 trong dung dịch X là b mol.
Từ đó, ta có:
– Số mol NH4+ = 2*a (từ (NH4)2SO4) + b (từ NH4NO3) = 0,3 mol (từ kết quả tính ở Bước 4).
– Số mol SO4(2-) = a mol (từ (NH4)2SO4) = 0,1 mol (từ kết quả tính ở Bước 4).
Ta có hệ phương trình sau:
1) 2a + b = 0,3
2) a = 0,1
Giải hệ phương trình này, ta được:
Từ (2), ta có a = 0,1 mol.
Thay a = 0,1 vào (1): 2*(0,1) + b = 0,3
=> 0,2 + b = 0,3
=> b = 0,1 mol.
Bước 6: Tính nồng độ mol của (NH4)2SO4 và NH4NO3 trong dung dịch X.
Dung dịch X có thể tích là 100 ml = 0,1 lít.
– Nồng độ mol của (NH4)2SO4 là:
CM (NH4)2SO4 = số mol (NH4)2SO4 / thể tích dung dịch X
CM (NH4)2SO4 = a / 0,1 = 0,1 mol / 0,1 lít = 1 M.
– Nồng độ mol của NH4NO3 là:
CM NH4NO3 = số mol NH4NO3 / thể tích dung dịch X
CM NH4NO3 = b / 0,1 = 0,1 mol / 0,1 lít = 1 M.
Kết luận:
Nồng độ mol của (NH4)2SO4 trong dung dịch X là 1 M.
Nồng độ mol của NH4NO3 trong dung dịch X là 1 M.
Chúc các em học tốt!
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:
Phản ứng xảy ra:
\(N{H_4}^ + + O{H^ – }\xrightarrow{{}}N{H_3} + {H_2}O\)
\(B{a^{2 + }} + S{O_4}^{2 – }\xrightarrow{{}}BaS{O_4}\)
Ta có:
\({n_{N{H_3}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{N{H_4}^ + }};{n_{BaS{O_4}}} = \frac{{23,3}}{{233}} = 0,1{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{S{O_4}^{2 – }}}\)
Bảo toàn điện tích:
\({n_{N{H_4}^ + }} = {n_{N{O_3}^ – }} + 2{n_{S{O_4}^{2 – }}} \to {n_{N{O_3}^ – }} = 0,3 – 0,1.2 = 0,1{\text{ mol}}\)
\( \to {n_{N{H_4}N{O_3}}} = {n_{N{O_3}^ – }} = 0,1{\text{ mol;}}{{\text{n}}_{{{(N{H_4})}_2}S{O_4}}} = {n_{S{O_4}^{1 – }}} = 0,4{\text{ mol}}\)
\( \to {C_{M{\text{ (N}}{{\text{H}}_4}{)_2}S{O_4}}} = {C_{M{\text{ N}}{{\text{H}}_4}N{O_3}}} = \frac{{0,1}}{{0,1}} = 1M\)
\(Ba(OH)_2\to Ba^{2+}+ 2OH^-\)
\(n_{BaSO_4\downarrow}= 0,1 mol\)
\(n_{NH_3\uparrow }= 0,3 mol\)
\(Ba^{2+} + SO_4^{2-}\to BaSO_4\)
\(NH_4^+ + OH^-\to NH_3+H_2O\)
\(\Rightarrow n_{NH_4^+}=0,3 mol; n_{SO_4^{2-}}= 0,1 mol\)
\(n_{(NH_4)_2SO_4}= 0,1 mol\)
\(\Rightarrow n_{NH_4^+\text{trong muối sunfat}}= 0,1.2=0,2 mol\)
\(\Rightarrow n_{NH_4NO_3}= n_{NH_4^+\text{trong muối nitrat}}= 0,3-0,2=0,1 mol\)
\(C_{M_{(NH_4)_2SO_4}}=\dfrac{0,1}{0,1}=1M\)
\(C_{M_{NH_4NO_3}}=\dfrac{0,1}{0,1}=0,1M\)