$I$. CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP
$1$. Cơ sở : Nguyên tử, phân tử, dung dịch luôn luôn trung hòa về điện
- Trong nguyên tử : số proton = số electron
- Trong dung dịch:
$∑$ số mol × điện tích ion dương = $|$ $∑$ số mol × điện tích ion âm $|$
$2$. Áp dụng và một số chú ý
$a$, Khối lượng dung dịch muối (trong dung dịch) = ∑ khối lượng các ion tạo muối
$b$, Quá trình áp dụng định luật bảo toàn điện tích thường kết hợp:
- Các phương pháp bảo toàn khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố
- Viết phương trình hóa học ở dạng ion thu gọn
$II$. CÁC DẠNG BÀI TOÁN THƯỜNG GẶP
Dạng $1$ : Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn điện tích
Ví dụ $1$ : Một dung dịch có chứa $4$ ion với thành phần : $0,01$ mol $Na^+$, $0,02$ mol $Mg^{2+}$, $0,015$ mol $SO_4^{2-}$ , $x$ mol $Cl^-$ . Giá trị của $x$ là
A. $0,015$ B. $0,035$. C. $0,02$. D. $0,01$.
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
$0,01.1 + 0,02.2 = 0.015.2 + x.1$ $⇒$ $x = 0,02$ $⇒$ Đáp án $C$
Dạng $2$ : Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng
Ví dụ $2$ : Dung dịch $A$ chứa hai cation là $Fe^{2+}$ : $0,1$ mol và $Al^{3+}$ : $0,2$ mol và hai anion là $Cl^-$ : $x$ mol và $SO_4^{2-}$ : $y$ mol. Đem cô cạn dung dịch $A$ thu được $46,9$ gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của $x$ và $y$ lần lượt là:
A. $0,6$ và $0,1$ B. $0,3$ và $0,2$ C. $0,5$ và $0,15$ D. $0,2$ và $0,3$
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
$0,01.2 + 0,2.3 = x.1 + y.2$ $⇒$ $x + 2y = 0,8$ (*)
Khi cô cạn dung dịch khối lượng muối = $Σ$khối lượng các ion tạo muối
$0,1.56 + 0,2.27 + x.35,5 + y.96 = 46,9$ $⇒$ $35,5x + 96y = 35,9$ (**)
Từ(*) và (**) $⇒$ $x = 0,2$ ; $y = 0,3$ $⇒$ Đáp án $D$.
Dạng $3$ : Kết hợp với bảo toàn nguyên tố
Ví dụ $3$ : Cho hỗn hợp $X$ gồm $x$ mol $FeS_2$ và $0,045$ mol $Cu_2S$ tác dụng vừa đủ với $HNO_3$ loãng, đun nóng thu được dung dịch chỉ chứa muối sunfat của các kim loại và giải phóng khí $NO$ duy chất. Giá trị của $x$ là:
A. $0,045$ B. $0,09$. C. $0,135$. D. $0,18$.
Giải:
- Áp dụng bảo toàn nguyên tố
$Fe^{3+}$ : $x$ mol; $Cu^{2+}$ : $0,09$ mol; $SO_4^{2-}$ : ($x + 0,045$) mol
- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích (trong dung dịch chỉ chứa các muối sunfat) ta có:
$3x + 2.0,09$ = $2$($x + 0,045$) $⇒$ $x = 0,09$ $⇒$ Đáp án $B$
Dạng $4$ : Kết hợp với việc viết phương trình ở dạng ion thu gọn
Ví dụ $4$ :Cho tan hoàn toàn $15,6$ gam hỗn hợp gồm $Al$ và $Al_2O_3$ trong $500$ ml dung dịch $NaOH$ $1M$ thu được $6,72$ lít $H_2$(đktc) và dung dịch $X$. Thể tích $HCl$ $2M$ tối thiểu cần cho vào $X$ để thu được lượng kết tủa lớn nhất là
A. $0,175$ lít. B. $0,25$ lít. C. $0,125$ lít. D. $0,52$ lít.
Giải:
Dung dịch $X$ chứa các ion $Na^+$ ; $AlO_2^-$ ; $OH^-$ dư(có thể).
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:
$n_{AlO_2^-}$ + $n_{OH^-}$ = $n_{Na^+}$ = $0,5$ mol
Khi cho $HCl$ vào dung dịch $X$:
$H^+ + OH^- → H_2O$ ($1$)
$H^+ + AlO_2^- + H_2O → Al(OH)_3$ ($2$)
$3H^+ + Al(OH)_3 → Al^{3+} + 3H_2O$ ($3$)
Để kết tủa là lớn nhất $⇒$ không xảy ra ($3$) và $n_{H^+}$ = $n_{AlO_2^-}$ + $n_{OH^-}$ = $0,5$ mol
$⇒$ $V_{HCl}$= $0,5 /2 = 0,25$ (lít) $⇒$ Đáp án $B$
Dạng $5$ : Bài toán tổng hợp
Ví dụ $7$ : Hoàn toàn $10$ gam hỗn hợp $X$ gồm $Mg$ và $Fe$ bằng dung dịch $HCl$ $2M$. Kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch $Y$ và $5,6$ lít $H_2$(đktc). Để kết tủa hoàn toàn các cation có trong $Y$ cần vừa đủ $300$ ml dung dịch $NaOH$ $2M$. Thể tích dung dịch $HCl$ đã dùng là
A. $0,2$ lít. B. $0,24$ lít. C. $0,3$ lít. D. $0,4$ lít
Giải:
$n_{Na^+}$ = $n_{OH^-}$ = $n_{NaOH}$ = $0,6$ (mol)
Khi cho $NaOH$ vào dung dịch $Y$ (chứa các ion : $Mg^{2+}$ ; $Fe^{2+}$ ; $H^+$ dư ; $Cl^-$ )các ion dương sẽ tác dụng với $OH^-$ để tạo thành kết tủa. Như vậy dung dịch thu được sau phản ứng chỉ chứa $Na^+$ và $Cl^-$ $⇒$ $n_{Na^+}$ = $n_{Cl^-}$ = $0,6$ $⇒$ $n_{H^+}$ = $0,6$ mol
$⇒$ $V_{HCl}$ = $0,6/2 = 0,3$ lit $⇒$ Đáp án $C$
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu $1$ : Dung dịch $X$ có chứa $a$ mol $Na^+$ ; $b$ mol $Mg^{2+}$ ; $c$ mol $Cl^-$ và $d$ mol $SO_4^{2-}$ .Biểu thức liên hệ giữa $a, b, c, d$ là
A. $a + 2b = c + 2d$ B. $a+ 2b = c + d.$
C. $a + b = c + d$ D .$2a + b =2c + d$
Câu $2$ : Có hai dung dịch, mỗi dung dịch đều chứa hai cation và hai anion không trùng nhau trong các ion sau : $K^+$ : $0,15$ mol, $Mg^{2+}$ : $0,1$ mol, $NH_4^+$ : $0,25$ mol, $H^+$ : $0,2$ mol. $Cl^-$ : 0,1 mol, $SO_4^{2-}$ : $0,075$ mol,$NO_3^-$ : $0,25$ mol và $CO_3^{2-}$ : $0,15$ mol. Một trong hai dung dịch trên chứa:
A. $K^+, Mg^{2+}$, $SO_4^{2-}$ và $Cl^-$ B. $K^+, NH_4^+$, $CO_3^{2-}$ và $Cl^-$
C. $NH_4^+, H^+, NO_3^-$ và $SO_4{2-}$ D. $Mg^{2+}, H^+$,$SO_4^{2-}$ và $Cl^-$
Câu $3$ : Dung dịch $Y$ chứa $Ca^{2+}$ $0,1$ mol, $Mg^{2+}$ $0,3$ mol, $Cl^-$ $0,4$ mol, $HCO_3^-$ $y$ mol. Khi cô cạn dung dịch $Y$ thì lượng muối khan thu được là
A. $37,4$ gam B. $49,8$ gam. C. $25,4$ gam. D.$30,5$ gam.
Câu $4$ : Một dung dịch chứa $0,02$ mol $Cu^{2+}$, $0,03$ mol $K^+$, $x$ mol $Cl^-$ và $y$ mol $SO_4^{2-}$ . Tổng khối lượng các muối tan có trong dung dịch là $5,435$ gam. Giá trị của $x$ và $y$ lần lượt là :
A. $0,03$ và $0,02$. B. $0,05$ và $0,01$ C. $0,01$ và $0,03$ D. $0,02$ và $0,05$
Câu $5$ : Dung dịch $X$ chứa $0,025$ mol $CO_3^{2-}$ ; $0,1$ mol $Na^+$; $0,25$ mol $NH_4^+$ và $0,3$ mol $Cl^-$. Cho $270$ ml dung dịch $Ba(OH)_2$ $0,2$$M$ vào và đun nóng nhẹ ( giả sử $H_2O$ bay hơi không đáng kể). Tổng khối lượng dung dịch $X$ và dung dịch $Ba(OH)_2$
sau quá trình phản ứng giảm đi là.
A. $4,215$ gam. B. $5,296$ gam. C. $6,761$ gam. D. $7,015$ gam.
Câu $6$ : Cho $m$ gam hỗn hợp $Cu, Zn, Mg$ tác dụng hoàn toàn với dung dịch $HNO_3$ loãng, dư. Cô cạn cẩn thận dung dịch thu được sau phản ứng thu được ($m + 62$) gam muối khan. Nung hỗn hợp
muối khan trên đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là
A. ($m + 4$) gam. B. ($m + 8$) gam. C. ($m + 16$) gam. D. ($m + 32$) gam.
Câu $7$ : Cho $24,4$ gam hỗn hợp $Na_2CO_3$, $K_2CO_3$ tác dụng vừa đủ với dung dịch $BaCl_2$ sau phản ứng thu được $39,4$ gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thì thu dược bao nhiêu gam
muối clorua khan
A. $2,66$ gam B. $422,6$ gam C. $26,6$ gam D. $6,26$ gam
Câu $8$ : Trộn dung dịch chứa $Ba^{2+}$ ; $OH^-$ $0,06$ mol và $Na^+$ $0,02$ mol với dung dịch chứa $HCO_3^-$ $0,04$ mol; $CO_3^{2-}$ $0,03$ mol và $Na^+$. Khối lượng kết tủa thu được sau khi trên là
A. $3,94$ gam. B. $5,91$ gam. C. $7,88$ gam. D. $1,71$ gam
Câu $9$ : Hoà tan hoàn toàn $5,94$ gam hỗn hợp hai muối clorua của $2$ kim loại nhóm $IIA$ vào nước được $100$ ml dung dịch $X$. Để làm kết tủa hết ion $Cl^-$ có trong dung dịch $X$ ở trên ta cho toàn bộ lượng dung dịch $X$ ở trên tác dụng vừa đủ với dung dịch $AgNO_3$. Kết thúc thí nghiệm, thu được dung dịch $Y$ và $17,22$ gam kết tủa. Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch $Y$ là
A. $4,86$ gam. B. $5,4$ gam. C. $7,53$ gam. D. $9,12$ gam.
Đáp án : $1A 2B 3B 4A 5C 6B 7C 8A 9D$