Hóa 11 Dạng toán về bảo toàn điện tích

[The Ris]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

DẠNG TOÁN VỀ BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH​

I. LÝ THUYẾT

1. Nguyên tắc: Tổng điện tích dương luôn luôn bằng tổng điện tích âm, vì thế dung dịch luôn luôn trung hòa về điện: [math]S^+ = S^ –[/math]
2. Cơ sở

- Trong 1 dung dịch hay trong một chất luôn bảo toàn điện tích, tức là [imath]\displaystyle \sum n[/imath] điện tích [imath](+) = \displaystyle \sum n[/imath] điện tích [imath](-)[/imath].
Trong đó:

• [imath]n[/imath] điện tích [imath]=[/imath] Giá trị điện tích [imath]\times \, n[/imath] ion
• [imath]n[/imath] ion [imath]=[/imath] Hệ số của ion [imath]\times[/imath] ([imath]n[/imath] chất chứa ion)

- Nguyên tử, phân tử, dung dịch luôn trung hòa về điện

• Trong nguyên tử: số proton = số electron
• Trong dung dịch: [imath]\displaystyle \sum[/imath] số mol [imath]\times[/imath] điện tích ion [imath]= \displaystyle \sum[/imath] số mol [imath]\times[/imath] điện tích ion âm.

- Dấu hiệu nhận biết:

• Đề bài cho các dữ kiện ở dạng số mol của các ion
• Trong đề có: [imath]\downarrow[/imath] lớn nhất, phản ứng hoàn toàn

- Áp dụng và chú ý
a. Khối lượng muối (trong dung dịch) = tổng khối lượng các ion âm
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. BÀI TẬP ÁP DỤNG

VD1: Một dung dịch có chứa $4$ ion với thành phần : $0,01\, \mathrm{ mol} \, Na^+, 0,02 \, \mathrm{mol} \, Mg^{2+} , 0,015 \, \mathrm{mol} \, SO_4^{2-} , x \, \mathrm{mol} \, Cl^-$ . Giá trị của $x$ là:
A. 0,015.
B. 0,035.
C. 0,02.
D. 0,01.

Lời giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
[imath]0,01 \times 1 + 0,02 \times 2 = 0,015 \times 2 + x \times 1 \implies x = 0,02[/imath]
[imath]\implies[/imath] Đáp án [imath]C[/imath]

VD2: Cô cạn dung dịch có chứa $0,2\, \mathrm{mol}\, Mg^{2+}; 0,1\, \mathrm{mol}\, Al^{3+}$, và ion $NO_3^-$ thì thu được bao nhiêu gam muối khan?
A. 55,3 gam
B. 59,5 gam
C. 50,9 gam
D. 0,59 gam

Lời giải:
Theo ĐLBT điện tích: [imath]0.2 \times 2 + 0.1 \times 3 = n\, NO_3^-= 0,7 \, \mathrm{mol}[/imath]
[imath]\implies[/imath] [imath]m _{\text{muối}} = 24 \times 0,2 + 27 \times 0,1 + 0,7 \times 62= 50,9\, \mathrm{ gam}[/imath]
[imath]\implies[/imath] Chọn đáp án [imath]C[/imath]

VD3: Dung dịch $A$ chứa hai cation là $Fe^{2+}: 0,1\, \mathrm{ mol}$ và $Al^{3+} : 0,2\, \mathrm{ mol}$ và hai anion là $Cl^-: x \, \mathrm{mol}$ và $SO_4^{2-} : y\, \mathrm{ mol}$. 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

Lời giải:
- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
[imath]0,1 \times 2 + 0,2 \times 3 = x \times 1 + y \times 2 → x + 2y = 0,8 \,\,\, (*)[/imath]
- Khi cô cạn dung dịch, khối lượng muối = tổng khối lượng các ion tạo muối
[imath]0,1 \times 56 + 0,2 \times 27 + x \times 35,5 + y \times 96 = 46,9[/imath]
[imath]\implies 35,5x + 96y= 35,9\,\,\, (**)[/imath]
Từ [imath](*)[/imath] và [imath](**) \implies x = 0,2 ; y = 0,3[/imath]
[imath]\implies[/imath] Đáp án [imath]D[/imath]

VD4: Dung dịch $X$ có chứa $5$ ion :$ Mg^{2+} , Ba^{2+} , Ca^{2+} , 0,1\, \mathrm{mol}\, Cl^-$ và $0,2 \, \mathrm{mol}\, NO_3^-$. Thêm dần $V$ lít dung dịch $K_2CO_3\, 1M$ vào $X$ đến khi được lượng Kết tủa lớn nhất thì giá trị tối thiểu cần dùng là:
A. 150ml.
B. 300 ml.
C. 200ml.
D. 250ml.

Lời giải:
Có thể qui đổi các ion [imath]Mg^{2+}, Ba^{2+}, Ca^{2+}[/imath] thành [imath]M^{2+} ; M^{2+} + CO_3^{2-} \rarr MCO_3[/imath]
Khi phản ứng kết thúc, phần dung dịch chứa [imath]K^+, Cl^-[/imath] và [imath]NO_3^-[/imath]
Áp dụng định luật bảo toàn toàn điện tích ta có:
[imath]nK^+ = nCl^- + nNO_3^- = 0,3 \, \mathrm{mol} \implies n \,K_2CO_3 = 0,15 \, \mathrm{mol}[/imath]
Suy ra [imath]V\, K_2CO_3 = \dfrac{0,15}1 = 0,15\, l = 150\, ml[/imath]
[imath]\implies[/imath] Chọn đáp án [imath]A[/imath]


Trên đây là toàn bộ lý thuyết và một số bài tập áp dụng về phần bảo điện tích. Các bạn vào đọc cùng mình nhé.
Có gì không hiểu thì hỏi lại mình nha. Chúc các bạn học tốt