Dạng bài: Độ tan, nồng độ phần trăm, nồng độ mol

Nội dung text: Dạng bài: Độ tan, nồng độ phần trăm, nồng độ mol

1. DẠNG BÀI: ĐỘ TAN, NỒNG ĐỘ PHẦN TRĂM, NỒNG ĐỘ MOL I. TỐN VỀ ĐỘ TAN 1.1. Định nghĩa độ tan Độ tan của một chất là số gam chất đĩ tan được trong 100 gam nước để tạo thành dung dịch bão hịa ở một nhiệt độ 1.2. Cơng thức tính m S ct 100 m H2O Trong đĩ: S: Độ tan (g) mct: khối lượng chất tan (g) mH2O: khối lượng nước (g) 1.3. Vận dụng Ví dụ : Ở 20oC hịa tan 7,18 gam muối ăn vào 20 gam nước thì thu được dung dịch bão hịa. Tính độ tan của muối ăn ở nhiệt độ đĩ. Giải Độ tan của muối ăn ở 20oC là: m 7,18 S ct 100 = .100 35,9(g) m 20 H2O 2. Mối quan hệ giữa độ tan và nồng độ phần trăm 2.1. Các cơng thức mct a.Theo định nghĩa : S 100 (gam/100g H2O) – dung mơi xét là H2O m H2O C% b. Mối quan hệ S và C%: S 100 (C% là nồng độ % của dung dịch bão hịa) 100 C% S hay C% 100% (C% là nồng độ % của dung dịch bão hịa) 100 S
2. 2.2. Vận dụng Ví dụ : o Dung dịch bão hịa NaNO3 ở 10 C cĩ nồng độ 44,44%. Tính độ tan của dung dịch NaNO 3 ở 10oC Giải Độ tan của NaNO3 là: C% 44,44 S .100 .100 80(g) 100 C% 100 44,44 Dạng 1: Bài tốn cĩ liên quan đến độ tan Ví dụ 1: o Ở 20 C, hịa tan 80 gam KNO3 vào 190 g nước thi được dung dịch bão hịa. Vậy độ tan của o KNO3 ở 20 C là bao nhiêu? Giải Độ tan của KNO3 là: m 80 S ct 100 = 42,1(g) m 190 H2O Ví dụ 2: o Độ tan của muối CuSO4 ở 25 C là 40 gam. Tính số gam CuSO4 cĩ trong 280 gam dung dịch CuSO4 bão hịa ở nhiệt độ trên? Giải Cách 1: o Ở 25 C : 100g H2O hịa tan 40 gam CuSO4 để tạo thành 140 gam dung dịch CuSO4 bão hịa Vậy x = ? (g) CuSO4 để tạo thành 280 g dung dịch CuSO4 bão hịa 40 280  x = 80(g) 140 Cách 2: Nồng độ dung dịch muối CuSO4 là: 40 C% = 100 28,57% 40 100 Khối lượng CuSO4 cĩ trong 280 gam dung dịch CuSO4 là: C% 28,57 mct = mdd . = 280. = 80 (g) 100 100 Dạng 2: Bài tốn liên quan giữa độ tan của một chất và nồng độ phần trăm dung dịch bão hồ của chất đĩ. Ví dụ 1:
3. Độ tan của muối KCl ở 100 oC là 40 gam. Nồng độ % của dung dịch KCl bão hịa ở nhiệt độ này là bao nhiêu? Giải Nồng độ % của dung dịch KCl ở nhiệt độ 100oC là: 40 C% = 100 28,57% 40 100 Dạng 3: Bài tốn tính lượng tinh thể ngậm nước cần cho thêm vào dung dịch cho sẵn. * Đặc điểm - Tinh thể cần lấy và dung dịch cho sẵn cĩ chứa cùng loại chất tan. Chú ý: Sử dụng định luật bảo tồn khối lượng: mdd tạo thành = mtinh thể + mdd ban đầu m chất tan trong dd tạo thành = mchất tan trong tinh thể + mchất tan trong dd ban đầu Ví dụ 1: Để điều chế 560g dung dịch CuSO 4 16% cần phải lấy bao nhiêu gam dung dịch CuSO 4 8% trộn với bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O. Giải Khối lượng CuSO4 cĩ trong dung dịch CuSO4 16% là: 560.16 mCuSO4 = mct = = 89,6(g) 100 m = x(g) Đặt CuSO4 .5H2O 1mol (hay 250g) CuSO4.5H2O chứa 160g CuSO4 160x 16x Vậy x(g) CuSO4.5H2O chứa = (g) 250 25 mdd CuSO4 8% cĩ trong dung dịch CuSO4 16% là: (560 - x) g (560 x).8 (560 x).2 mct CuSO4 (cĩ trong dd CuSO4 8%) là: = (g) 100 25 Ta cĩ phương trình: (560 x).2 + 16x = 89,6 25 25 Giải phương trình được: x = 80. Vậy cần lấy 80g tinh thể CuSO 4.5H2O và 480g dd CuSO4 8% để pha chế thành 560g dd CuSO4 16%. Cách khác Lưu ý: Lượng CuSO 4 cĩ thể coi như dd CuSO 4 64% (vì cứ 250g CuSO 4.5H2O thì cĩ chứa 160g CuSO4). 160 Vậy C%(CuSO4) = 250 .100% = 64%.
4. Áp dụng sơ đồ đường chéo: 64% 8 m 8 1 16% => CuSO4 .5H2O = m 48 6 ddCuSO4 .8% 8% 48 Đặt x là số gam CuSO4.5H2O và y là số gam CuSO4 8% Ta cĩ hệ: x 1 x = 80 y 6 x + y = 560 y = 480 Vậy cần lấy 80g tinh thể CuSO4.5H2O và 480g dd CuSO4 8% để pha chế thành 560g dd CuSO4 16%. Ví dụ 2: Tính lượng tinh thể CuSO 4.5H2O cần dùng để điều chế 500 ml dung dịch CuSO 4 8% (d = 1,1g/ml). Giải Khối lượng dung dịch CuSO4 8% là: mdd = 1,1 x 500 = 550 (g) Khối lượng CuSO4 nguyên chất cĩ trong dd 8% là: 8 550 mct = 44(g) 100 Đặt m = x(g) CuSO2 .5H2O 1mol (hay 250g) CuSO4.5H2O chứa 160g CuSO4 Vậy x(g) chứa 44g CuSO4 250 44 => x = 68.75gam 160 Khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O cần lấy là: 68,75g II. BÀI TỐN XÁC ĐỊNH LƯỢNG KẾT TINH 1. Đặc điểm Khi làm lạnh một dung dịch bão hịa với chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống vì vậy cĩ một phần chất rắn khơng tan bị tách ra gọi là phần kết tinh. + Nếu chất kết tinh khơng ngậm nước thì lương nước trong hai dung dịch bão hịa bằng nhau. + Nếu chất rắn kết tinh cĩ ngậm nước thì lượng nước trong dung dịch sau ít hơn trong dung dịch ban đầu:
5. m (dd sau) m (dd bđ) - m (KT) H2O H2O H2O 2. Cách giải tốn: TH1: Chất kết tinh khơng ngậm nước TH2: Chất kết tinh ngậm nước B1: Xác định khối lượng chất tan (mc )t B1: Xác định khối lượng chất tan (mc )t và khối lượng nước (m ) cĩ trong và khối lượng (m ) cĩ trong dung H2O H2O dung dịch bão hịa ở nhiệt độ cao. dịch bão hịa ở nhiệt độ cao. B2: Xác định khối lượng chất tan (mct ) B2: Đặt số mol của hiđrat bị kết tinh là a cĩ trong dung dịch bão hịa. ở nhiệt độ (mol) thấp (lượng nước khơng đổi) m (KT) và m (KT) ct H2O S mct m 100 H2O B : Lập phương trình biểu diễn độ tan B3: Xác định lượng chất kết tinh: 3 của dung dịch sau (theo ẩn a) mKT mct (nhiệt độ cao) mct (nhiệt độ thấp) m m mct ct(t0cao) ct(KT) S2 100 .100 m m 0 mH O(KT) H2O H2O(t cao) 2 B4: Giải phương trình và kết luận. 3. Vận dụng: Dạng 1: Bài tốn tính lượng tinh thể tách ra hay thêm vào khơng ngậm nước khi thay đổi nhiệt độ một dung dịch bão hồ cho sẵn. Cách giải: Bước 1: Xác định khối lượng chất tan (mct), khối lượng nước (m ) cĩ trong dung dịch H2O bão ở t0 cao (ở t0 thấp nếu bài tốn đưa từ dung dịch cĩ t0 thấp lên t0 cao) 0 Bước 2: Xác định khối lượng chất tan (mct) cĩ trong dd bảo hịa của t thấp (dạng tốn S này mct m khối lượng nước khơng đổi). 100 H2O S m m ct 100 H2O Bước 3: Xác định lượng kết tinh m(kt) = mct (ở nhiệt độ cao) - mct (ở nhiệt độ thấp) (Nếu là tốn đưa ddbh từ t0 cao → thấp) hoặc : m(kt thêm) = mct (ở nhiệt độ cao) - mct (ở nhiệt độ thấp) Ví dụ 1: Xác định lượng muối KCl kết tinh khi làm lạnh 604 gam dung dịch muối KCl bão hịa ở 800C xuống cịn 100C. Biết độ tan của KCl ở 800C là 51 gam và ở 100C là 34 gam.
6. Giải 0 Ở 80 C SKCl = 51 gam Nghĩa là 51g KCl hịa tan trong 100g H2O tạo thành 151g dung dịch KCl bão hịa. x(g) KCl hịa tan trong y(g) H2O tạo thành 604 (g) dung dịch KCl bão hịa. 604.51 x = 204 g KCl và y = 604 - 204 = 400g H2O 151 0 Ở 20 C SKCl = 34 gam Nghĩa là 100g H2O hịa tan được 34g KCl 400.34 400g H2O hịa tan được a (g) KCl => a = 136 g 100 Vậy lượng muối KCl kết tinh trong dung dịch là: mKCl = 204 - 136 = 68 g Ví dụ 2: 0 0 Ở 12 C cĩ 1335g dung dịch CuSO 4 bão hồ. Đun nĩng dung dịch lên đến 90 C. Hỏi phải 0 thêm vào dung dịch bao nhiêu gam CuSO4 để được dung dịch bão hồ ở nhiệt độ này. Biết ở 12 C, 0 độ tan của CuSO4 là 33,5 và ở 90 C là 80. Giải 0 Ở 12 C SCuSO4 = 33,5 gam Nghĩa là 33,5g CuSO4 hịa tan trong 100g H2O tạo thành 133,5g dung dịch bão hịa. x(g) y(g) 1335g dung dịch bão hịa 1335.33,5 x = 335gam CuSO4 và y = 1335 - 335 = 1000g H2O 133,5 Ở 900C S = 80 gam CuSO4 Nghĩa là 100g H2O hịa tan được 80g CuSO4 1000.80 1000g H2O . A g CuSO4 a = 800gam 100 Vậy lượng muối CuSO4 cần thêm vào dung dịch là: mCuSO4 = 800 - 335 = 565g Dạng 2: Bài tốn tính khối lượng khối lượng tinh thể tách ra hay thêm vào cĩ ngậm H2O, khi thay đổi nhiệt độ một dung dịch bão hồ cho sẵn. Cách giải: Bước 1: Xác định khối lượng chất tan (mc )t và khối lượng (m ) cĩ trong dung dịch bão H2O hịa ở nhiệt độ cao. Bước 2: Đặt số mol của hiđrat bị kết tinh là a (mol) => mct (KT) và mH2O(KT) Bước 3: Lập phương trình biểu diễn độ tan của dung dịch sau (theo ẩn a)
7. m 0 m mct (ct)(t cao) ct(KT ) S2 100 100 mH O m 0 mH O(KT ) 2 H2O(t cao) 2 Bước 4: Giải phương trình và kết luận. Ví dụ 1: 0 0 Độ tan của CuSO4 ở 85 C và 12 C lần lượt là 87,7g và 35,5g . Khi làm lạnh 1877 gam dung 0 0 dịch bão hịa CuSO4 từ 80 C 12 C thì cĩ bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O tách ra khỏi dung dịch. Hướng dẫn: Lưu ý chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước trong dung dịch thay đổi Giải 0 Ở 85 C , SCuSO4 = 87,7 gam Nghĩa là: 100g H2O hịa tan 87,7 gam CuSO4 tạo thành 187,7 gam dung dịch bão hịa 1000g H2O 877 gam CuSO4 1877 gam dung dịch bão hịa Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tách ra khối lượng H2O tách ra: 90x (g) Khối lượng CuSO4 tách ra : 160x gam Ở 120C, T 35,5 CuSO4 887 160x 35,5 Ta cĩ phương trình : giải ra x = 4,08 mol 1000 90x 100 Khối lượng CuSO4 .5H2O kết tinh : 250 4,08 =1020 gam Ví dụ 2: Hãy xác đinh tinh thể MgSO 4.6H2O tách khỏi dung dịch khi hạ nhiệt độ 1642 gam dung 0 0 o o dịch bão hịa MgSO4 ở 80 C xuống 20 C. Biết độ tan của MgSO4 ở 80 C là 64,2 gam và ở 20 C là 44,5 gam. Giải 0 Ở 80 C , SMgSO4 = 64,2 gam Nghĩa là:100g H2O hịa tan 64,2 gam MgSO4 tạo thành 164,2 gam dung dịch bão hịa 1000g H2O 642 gam MgSO4 1642 gam dung dịch bão hịa Gọi x là số mol MgSO4.6H2O tách ra khối lượng H2O tách ra: 108x (g) Khối lượng MgSO4 tách ra : 120x (gam) 0 Ở 20 C, SMgSO4 = 44,5 gam 642 120x 44,5 Ta cĩ phương trình : giải ra x = 2,7386 mol 1000 108x 100
8. Khối lượng MgSO4 .6H2O kết tinh : 228 2,7386 = 624,4 gam Kết luận chung: + Nếu chất kết tinh khơng ngậm nước thì lượng nước trong hai dung dịch bão hịa bằng nhau. + Nếu chất rắn kết tinh cĩ ngậm nước thì lượng nước trong dung dịch sau ít hơn trong dung dịch ban đầu: m (dd sau) m (dd bđ) - m (KT) H2O H2O H2O Dạng 3: Xác định cơng thức tinh thể ngậm nước Ví dụ 1: Khi làm nguội dung dịch bão hịa muối sunfat kim loại kiềm ngậm nước cĩ cơng thức 0 0 M2SO4.nH2O với 7< n < 12 từ nhiệt độ 80 C xuống nhiệt độ 10 C thì thấy cĩ 395,4 gam tinh thể ngậm nước tách ra.độ tan ở 80 0C là 28,3 gam và ở 100C là 9 gam. Tìm cơng thức phân tử muối ngậm nước. Ở 800C , S = 28,3 gam Nghĩa là:100g H2O hịa tan 28,3 gam chất tan tạo thành 128,3 gam dung dịch bão hịa 800g H2O 226,4gam  1026,4 gam dung dịch bão hịa Khi làm nguội dung dịch thì khối lượng tinh thể tách ra 395,4 gam tinh thể Phần dung dịch cịn lại cĩ khối lượng: 1026,4 - 395,4 = 631(g) Ở 100CC, S = 9 gam Nghĩa là: 100g H2O hịa tan 9 gam chất tan tạo thành 109 gam dung dịch bão hịa 52,1 gam  631 gam Khối lượng muối trong tinh thể: 226,4 - 52,1 = 174,3(g) Khối lượng nước trong tinh thể: 395,4 - 174,3 = 221,1(g) Trong tinh thể, tỉ lệ khối lượng nước và muối là: 18n 22,1 2M 96 174,3 M = 7,1 - 48 mà 7 < n < 12 n 8 9 10 11 M 8,8 15,9 23 30,1 Với n = 10, M = 23 (Na) Cơng thức muối ngậm nước là: Na2SO4.10H2O
9. BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: Độ tan của muối ăn ở 20 oC là 35,9 gam. Khối lượng muối ăn trong 300g dung dịch muối ăn bão hịa ở 20oC. Đáp số: 79.25g Bài 2: o Hịa tan 14.36 gam NaCl vào 40 gam H2O ở 20 C Thì thu được dung dịch bão hịa. Độ tan của NaCl ở nhiệt độ đĩ là bao nhiêu? Đáp số: 35,9g Bài 3: Độ tan của NaCl ở 2OoC là 35,9 gam. Hỏi cĩ bao nhiêu gam NaCl trong 1 kg dung dịch NaCl bão hịa ở 20oC Đáp số: 264,16g Bài 4: o Ở 18 C hịa tan 143 gam Na2CO3.10H2O vào 160 gam nước thì thu được dung dịch bão hịa. o Vậy Độ tan của Na2CO3 ở 18 C là bao nhiêu? Đáp số: 21,2 g Bài 5: Ở 50oC, Độ tan của KCl là 42,6gam. Nếu bỏ 120gam KCl vào 250gam nước ở 50 oC rồi khuấy kĩ thì lượng muối thừa khơng tan hết là bao nhiêu? Đáp số: 13,5g Bài 6: o Ở 20 C, Độ tan của K2SO4 là 11,1gam. Phải hịa tan bao nhiêu gam K2SO4 vào 80 gam nước để được dung dịch bão hịa ở 20oC? Đáp số: 8,88g Bài 7: o Độ tan của muối KNO3 ở 100 C là 248 gam. Lượng nước tối thiểu để hịa tan 120 gam o KNO3 ở 100 C là bao nhiêu? Đáp số: 48,4g Bài 8: 0 Ở 40 C, độ tan của K2SO4 là 15. Hãy tính nồng độ phần trăm của dung dịch K 2SO4 bão hồ ở nhiệt độ này? Đáp số: C% = 13,04% Bài 9:
10. 0 Tính độ tan của Na2SO4 ở 10 C và nồng độ phần trăm của dung dịch bão hồ Na 2SO4 ở nhiệt 0 độ này. Biết rằng ở 10 C khi hồ tan 7,2g Na2SO4 vào 80g H2O thì được dung dịch bão hồ Na2SO4. Đáp số: S = 9g và C% = 8,257% Bài 10: Độ tan của NaCl trong nước ở 90 oC là 50 gam. Nồng độ phần trăm của dung dịch NaCl bào hịa ở 90oC là bao nhiêu? Đáp số: 33,33% Bài 11: Hịa tan 25 gam CuSO4.5H2O vào 295 gam nước. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch? Đáp số: 5% Bài 12: Hịa tan 50 gam CuSO4.5H2O vào 450 gam nước. Tính nồng độ phần trăm và nồng độ mol của dung dịch thu được? Biết Ddd =1g/ml Đáp số: 6,4% và 0,4M Bài 13: Hịa tan 24 gam CuSO4.5H2O vào 175 gam nước. Tính nồng độ phần trăm và nồng độ mol của dung dịch thu được? Biết Ddd =1g/ml Đáp số: 8% và 0,5M Bải 14: Hịa tan 50 gam CaCl2.6H2O vào 600 ml nước (D = 1 g/ml). Tính nồng độ phần trăm của dung dịch? Đáp số: 3,89% Bài 15: Hịa tan 11,44 gam Na2CO3.10H2O vào 88,56 ml nước (D = 1 g/ml). Tính nồng độ phần trăm của dung dịch? Đáp số: 4,24% Bài 16: (Đề thi HSG Đồng Tháp năm học 2013-2014) 0 Hịa tan hết 53 gam Na2CO3 trong 250 gam nước ở 18 C thì được dung dịch bão hịa X. 0 a. Xác định độ tan của Na2CO3 trong nước ở 18 C b. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch X Đáp số: a. 21,22 gam b. 17,49% Bài 17:
11. Làm lạnh 600g dung dịch bão hịa NaCl từ 90 0C xuống 100C thì cĩ bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách ra. Biết độ tan của NaCl ở 900C và 100C lần lượt là: 50gam và 35 gam. Đáp số: 60g Bài 18: Xác định khối lượng KCl kết tinh được sau khi làm nguội 604 g dung dịch bão hịa KCl ở 800C 0 0 0 xuống 20 C. Biết độ tan của KCl ở 80 C là 51 g; ở 20 C là 34 g. Đáp số: 68 g Bài 19: 0 0 Độ tan của NaNO3 ở 100 C là 180 g, cịn ở 20 C là 88 g. Hỏi cĩ bao nhiêu gam NaNO3 kết 0 0 tinh lại khi hạ nhiệt độ của 84 g dung dịch bão hịa NaNO3 từ 100 C xuống 20 C ? Đáp số: 27.6 g Bài 20: Tính khối lượng NaCl kết tinh khi hạ nhiệt độ của 1800 g dung dịch NaCl 30 % ở 40 0C xuống 200C. Biết độ tan của NaCl ở 200C là 36 g. Đáp số: 86.4 g Bài 21: 0 Cho 0.2 mol CuO tan trong H2SO4 20 % đun nĩng, sau đĩ làm nguội dung dịch đến 10 C. Tính khối lượng tinh thể CuSO 4.5H2O đã tách ra khỏi dung dịch. Biết rằng độ tan của CuSO 4 ở 100C là 17.4 g Đáp số: 30.5943 g
12. Bài 22: Tính khối lượng AgNO3 kết tinh khỏi dung dịch khi làm lạnh 450 g dung dịch bão hịa 0 0 0 0 AgNO3 ở 80 C xuống 20 C. Biết độ tan của AgNO3 ở 80 C là 668 g, ở 20 C là 222 g? Đáp số: 261.3 g Bài 23: 0 Cĩ 600 g dung dịch bão hịa KClO3 ở 20 C, nồng độ 6.5 %. Cho bay hơi H2O, sau đĩ giữ hỗn hợp ở 200C ta được hỗn hợp cĩ khối lượng 413 g. a. Tính khối lượng chất rắn kết tinh? (ĐS: 13 g) b. Tính khối lượng H2O và khối lượng KClO3 trong dd? (ĐS: 26 g) Bài 24: 0 Độ tan của Na2CO3 ở 20 C là bao nhiêu? Biết ở nhiệt độ này khi hịa tan hết 143 g Na2CO3.10 H2O vào 160 g H2O thì thu được dung dịch bão hịa Đáp số:. 21.2 g Bài 25: 0 Xác định lượng AgNO 3 tách ra khi làm lạnh 2500g dd AgNO 3 bão hịa ở 60 C xuống cịn 0 0 0 10 C. Cho độ tan của AgNO3 ở 60 C là 525g và ở 10 C là 170g. Đáp số:1420g Bài 26: (Đề thi HSG Vinh Tường năm học 2003 - 2004) 0 Xác định lượng kết tinh MgSO4.6H2O khi làm lạnh 1642g dung dịch bão hịa từ 80 C xuống 0 0 0 20 C. Biết độ tan của MgSO4 l 64,2 g (80 C) và 44,5g (20 C). Đáp số: 624,4g Bài 27 : (Đề thi HSG Phúc Yên năm học 2008 - 2009) a. Trong tinh thể hidrat của một muối sunfat kim loại hĩa trị II. Thành phần nước kết tinh chiếm 45,324%. Xác định cơng thức của tinnh thể đĩ biết trong tinh thể cĩ chứa 11,51% S. 0 0 b. Ở 10 C độ tan của FeSO 4 là 20,5 gam cịn ở 20 C là 48,6 gam. Hỏi bao nhiêu gam tinh 0 thể FeSO4.7H2O tách ra khi hạ nhiệt độ của 200 gam dung dịch FeSO 4 bão hịa ở 50 C xuống 100C. Đáp số: a/ FeSO4.7H2O b/ 83,4 gam
13. TỐN VỀ NỒNG ĐỘ ( C%,CM ) A.LÝ THUYẾT CẦN NẮM: I. Các loại nồng độ: 1. Nồng độ phần trăm (C%): là lượng chất tan cĩ trong 100g dung dịch. mct Cơng Thức: C% 100% ; mct : Khối lượng chất tan (g) ; mdd : Khối lượng dung dịch mdd (g)). Với: mdd = V. D ; V: Thể tích dung dịch (ml) ; D: Khối lượng riêng (g/ml hoặc g/cm3)). m m Vậy: C% ct 100% = ct 100% mdd V.d *Chú ý : 1 dung dịch cĩ nồng độ % là a => Hệ quả : mct = a/100 so với mdd => mct/mdd = a /100 mdd = 100/a so với mct => mdd /mct = 100/a II. Nồng độ mol (CM): Cho biết số mol chất tan cĩ trong 1 lít dung dịch. n Cơng thức: C ct (mol/l) hoặc kí hiệu ( M ); Cơng thức liên quan: M V *Chú ý : Nếu CM = 1 = > trong 1ít dung dịch cĩ a mol chất tan III. Quan hệ giữa nồng độ phần trăm và độ tan S S C% C% 100% ; ;Cơng thức tính S liên quan C% : S ( )*100 S+100 100% C% IV. Quan hệ giữa nồng độ phần trăm và nồng độ mol. 10* D*C% M * C C (M ) hay C% M (%) M M 10* D V. Khi pha trộn dung dịch: -Sử dụng quy tắc đường chéo:.Được áp dụng khi :Các chất đem pha trộn khơng phản ứng được với nhau. A.Liên quan đến C%: =>. Trộn m1 gam dung dịch cĩ nồng độ C1% với m2 gam dung dịch cĩ nồng độ C2%, dung dịch thu được cĩ nồng độ C% là: m1 gam dung dịch C1 C2 C m C2 C C 1 m2 C1 C m2 gam dung dịch C2 C1 C *Chú ý : -Khi tách hoặc thêm H2O cũng sử dụng được PP này, khi đĩ xem C% của H2O là 0%. -Khi thêm chất tan nguyên chất vào m g dd cĩ nồng độ C% cũng sử dụng được PP này, khi đĩ xem C% của lượng chất tan nguyên chất là 100%. -Khi thêm lượng tinh thể hidrat hĩa ( muối ngậm nước ) cũng sử dụng được PP này. B.Liên quan đến thể tích: 1. Trộn V1 ml dung dịch cĩ nồng độ C1 mol/l với V2 ml dung dịch cĩ nồng độ C2 mol/l thì thu được dung dịch cĩ nồng độ C (mol/l), với Vdd = V1 + V2. V1 ml dung dịch C1 C2 C V C2 C C 1 V2 C1 C
14. V2 ml dung dịch C2 C1 C *Chú ý: Khi thêm hoặc tách H2O ra khỏi dd cũng cĩ thể dùng pp này. 2. Trộn V1 ml dung dịch cĩ khối lượng riêng D1 với V2 ml dung dịch cĩ khối lượng riêng D2, thu được dung dịch cĩ khối lượng riêng D. V1 ml dung dịch D1 D2 D V D2 D D 1 V2 D1 D V2 ml dung dịch D2 D1 D 2) Cĩ thể sử dụng phương trình pha trộn: m1C1 m2C2 m1 + m2 C (1) m1 , m2 là khối lượng của dung dịch 1 và dung dịch 2. C1 , C2 là nồng độ % của dung dịch 1 và dung dịch 2. C là nồng độ % của dung dịch mới. Hoặc (1) m1C1 m2C2 m1C + m2C m1 C1 -C m2 C -C2 m C -C 1 2 m2 C1 -C 3) Để tính nồng độ các chất cĩ phản ứng với nhau: -Nếu sản phẩm khơng cĩ chất bay hơi hay kết tủa. mdd sau phản ứng  khối lượng các chất tham gia -Nếu sản phẩm tạo thành cĩ chất bay hơi hay kết tủa. mdd sau phản ứng  khối lượng các chất tham gia mkhiù mdd sau phản ứng  khối lượng các chất tham gia mkết tủa -Nếu sản phẩm vừa cĩ kết tủa và bay hơi (khí). mdd sau phản ứng  khối lượng các chất tham gia mkhiù mkết tủa BÀI TẬP ÁP DỤNG I.BÀI TẬP CƠ BẢN : 1. Tính C% các chất sau phản ứng : Câu 1: Lấy 8,4 (g) MgCO3 hồ tan vào 146 (g) dung dịch HCl thì vừa đủ. a.Viết phương trình phản ứng. b.Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HCl đầu? c.Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch sau phản ứng? Câu 2: Hồ tan 10 (g) CaCO3 vào 114,1 (g) dung dịch HCl 8%. a.Viết phương trình phản ứng. b.Tính nồng độ phần trăm các chất thu được sau phản ứng? Câu 3: Hồ tan hồ tồn 16,25g một kim loại hố trị (II) bằng dung dịch HCl 18,25% (D = 1,2g/ml), thu được dung dịch muối và 5,6l khí hiđro (đktc). a.Xác định kim loại? b.Xác định khối lượng ddHCl 18,25% đã dùng? c.Tính CM của dung dịch HCl trên? d.Tìm nồng độ phần trăm của dung dịch muối sau phản ứng?
15. Câu 4: Cho a (g) Fe tác dụng vừa đủ 150ml dung dịch HCl (D = 1,2 g/ml) thu được dung dịch và 6,72 lít khí (đktc). Cho tồn bộ lượng dung dịch trên tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được b (g) kết tủa. Viết các phương trình phản ứng. a.Tìm giá trị a, b? b.Tính nồng độ phần trăm và nồng độ mol/l dung dịch HCl? Câu 5: Trộn 300 gam dung dịch HCl 7,3% với 200 gam dung dịch NaOH 4% . Tính C% các chất tan cĩ trong dung dịch ? Câu 6 :Trộn 200 ml dung dịch H2SO4 20% (D= 1,137 g/ml) Với 400 gam dd BaCl2 5,2% thu được kết tủa A và dd B . Tính khối lượng kết tủa A và C% các chất cĩ trong dd B ? Câu 7 : Cho 10,2 g Al2O3 tác dụng hồn tồn với 200g dd H2SO4 lỗng 20% . a.Tính khối lượng chất dư spu ?; b.Tính khối lượng muối sau phản ứng ? ; c.Tính C% các chất cĩ trong dd sau phản ứng ? Câu 8 :Cho 11,2 g Fe tác dụng hồn tồn với 350 ml dd HCl 1,2M. a.Tính khối lượng chất dư ? b.Tính thể tích khí sinh ra đktc ? c.Tính nồng độ mol các chất cĩ trong dd sau phản ứng ? biết Vdd sau phản ứng khơng đổi ? Câu 9 : Cho 23,2 g Fe3O4 tác dụng hồn tồn với 200g dd HCl 3,65% a. Tính khối lượng chất dư ? b.Tính khối lượng muối sau phản ứng ? c.Tính nồng độ % các chất cĩ trong dd sau phản ứng ? Câu 10.Cho 8,1g Al tác dụng hồn tồn với 0,3 mol H2SO4 10%. a.Tính khối lượng dd H2SO4 ban đầu ?; b.Tính khối lượng dd sau phản ứng ? ; c.Tính C% chất cĩ trong dd sau phản ứng ? 2.Bài tập cơ bản dạng pha trộn dung dịch : a.Dạng 1 : Pha lỗng hoặc thêm chất tan vào dung dịch cho trước Pha lỗng Thêm chất tan - Khối lượng chất tan khơng đổi: ta cĩ - Lượng chất tan thay đổi : + nct ( trước) = nct(sau) + mct(sau) = mct(bđ) + mct (thay đổi) + mct(sau) = mct (ban đầu) + mdd(sau) = mdd(bđ) + mct ( thêm ) -Lượng dung dịch thay đổi : Vdd (sau) = Vdd(bđ) + mdd (sau) = mdd ( ban đầu) + mnước + Vdd (sau) = Vdd (bđ) + Vnước Cơng thức pha lỗng : 1) . CM1 *V1 = CM2 * V2 2) . C1%*mdd1 = C2% . mdd2 b.Dạng 2 : Trộn 2 dung dịch cùng chất tan, cùng loại nồng độ TQ : C % ( C ) + dung dịch C % ( C ) > Dung dịch C % ( C ) Dung dịch 1 1 M1 2 M2 3 M3 m1 (V1 ) 2 m2 (V2 ) 3 m3 (V3 ) Bản chất : m3 = m1 + m2 ; v3 = v1 + v2
16. nct(3) = nct(1) + nct (2) ; mct(3) = mct(1) + mct (2) Nồng độ mới ( C3% ; CM (3) ) mct(1) mct(2)  nct C3 % ( )*100%; CM (3) mdd(1) mdd(2) Vdd c.Dạng 3 : Hịa tan một tinh thể Hiđrat hĩa ( muối ngậm nước ) CTTQ : A.nH2O ( A là cơng thức muối , n là số phân tử H2O ) Bản chất Hịa tan vào H2O Hịa tan vào 1 dung dịch cho trước - Khối lượng chất tan = khối lượng muối - mct ( sau ) = mct (bđ) + mct (trong Hiđrat) (mA ) cĩ trong tinh thể hiđrat hĩa - nct(sau) = nct (bđ) + nct ( trong hiđrat) -mnước thu được = mnước (bđ) + mnước ( kết tinh) - mdd(sau) = mdd (bđ) + mhiđrat - mdd (thu được) = m(hiđrat) + m(bđ) *Chú ý : Cả 3 dạng trên đều cĩ thể giải theo pp đường chéo. Bài tập áp dụng Câu 1: a) Hịa tan 4 gam NaCl trong 80 gam H2O. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch. b) Cần bao nhiêu gam NaOH để pha chế được 3 lít dung dịch NaOH 10%. Biết khối lượng riêng của dung dịch 1,115 g/ml. C âu 2: Dung dịch H2SO4 cĩ nồng độ 0,2 M (dung dịch A). Dung dịch H2SO4 cĩ nồng độ 0,5M (dung dịch B). a) Nếu trộn A và B theo tỷ lệ thể tích VA: VB = 2 : 3 được dung dịch C. Hãy xác định nồng độ mol của dung dịch C. b) Phải trộn A và B theo tỷ lệ nào về thể tích để được dung dịch H2SO4 cĩ nồng độ 0,3 M. Câu 3.Cho 5,72 gam Na2CO3.10 H2O (Sơ đa tinh thể) vào 200g dd Na2CO310%. Tính C% dd Na2CO3 thu được ? Câu 4.Hịa tan 25 gam CaCl2.6H2O trong 300ml H2O. Dung dịch cĩ D là 1,08 g/ml a) Nồng độ phần trăm của dung dịch CaCl2 ? b) Nồng độ mol của dung dịch CaCl2 là: Câu 5: Phải lấy bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 96%(D =1,84 g/ml) để trong đĩ cĩ 2,45 gam H2SO4? Câu 6: Hịa tan m gam SO3 vào 500 ml dung dịch H2SO4 24,5% (D = 1,2 g/ml) thu được dung dịch H2SO4 49%. Tính m? Hướng dẫn : SO3 + H2O > H2SO4 Câu 7: Làm bay hơi 300 gam nước ra khỏi 700g dd NaCl 12%, nhận thấy cĩ 5 gam muối tách ra khỏi dung dịch bão hịa. Hãy xác định nồng độ phần trăm của dung dịch muối bão hịa trong điều kiện thí nghiệm trên. (Đáp số: 20%) Câu 8: Cĩ 250 gam dung dịch NaOH 6% (dung dịch A). a) Cần phải trộn thêm vào dung dịch A bao nhiêu gam dung dịch NaOH 10% để được dung dịch NaOH 8%? b) Cần hịa tan bao nhiêu gam NaOH vào dung dịch A để cĩ dung dịch NaOH 8%? c) Làm bay hơi nước dung dịch A, người ta cũng thu được dung dịch NaOH 8%. Tính khối lượng nước bay hơi? Câu 9. Trộn lẫn 150 gam dung dịch K2CO3 10% với 45g K2CO3.xH2O . thu được dd K2CO3 15%. Tính x ?
17. Câu 10: Cần lấy bao nhiêu gam tinh thể CuSO4. 5 H2O và bao nhiêu gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế 500 gam dung dịch CuSO4 8%? Câu 11. Hồ tan NaOH rắn vào nước để tạo thành hai dung dịch A và dung dịch B với nồng độ phần trăm của dung dịch A gấp 3 lần nồng độ phần trăm của dung dịch B. Nếu đem pha trộn hai dung dịch A và dung dịch B theo tỷ lệ khối lượng mA: mB = 5 : 2 thì thu được dung dịch C cĩ nồng độ phần trăm là 20%.Tính C%(A) , C%(B) MỘT SỐ CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN VỀ DUNG DỊCH I. Lý thuyết : Các lưu ý cần nắm khi giải tốn về dd: 1:Khi hịa tan chất rắn, chất khí vào chất lỏng, nếu đề bài khơng cho khối lượng riêng của dd thu được thì V dd thu được chính = V chất lỏng. Ví dụ 1: a.Hịa tan 4.48 lit khí HCl vào 500ml H2O. Tính C%, CM của dd thu được? b.Hịa tan 30g muối ăn vào 270g H2O. Tính C%, CM của dd thu được? 2.Khi hịa tan tinh thể hyđrat hĩa vào H2O thì chất tan chính là muối khan: Số mol muối khan = số mol tinh thể Khối lượng dd = khối lượng tinh thể + khối lượng H2O V dd thu được = V H2O kết tinh + V H2O hịa tan. Ví dụ 2: a.Xác định C%, CM của dd thu được khi hịa tan12.5g CuSO4.5H2O vào 87,5 ml H2O ? b. Hịa tan 50g CuSO4.5H2O vào 450 g H2O ) Bài tập áp dụng : 1.Phải dùng bao nhiêu g tinh thể CaCl2.6H2O và bao nhiêu g H2O để pha chế thành 200 ml dd CaCl2 30% (D = 1.29 g/ml) 2.Xác định khối lượng FeSO4.7H2O cần để khi hịa tan vào 372.2g H2O thì thu được dd FeSO4 3.8% ? 3.Hịa tan 100g tinh thể CuSO4.5H2O vào 464 ml dd CuSO4 1.25M. Tính CM của dd mới ? Lưu ý 3: Khi hịa tan một chất vào H2O hay dd cho sẵn mà cĩ PƯHH xảy ra , thì phải xác định rõ dd tạo thành sau PƯ trước khi tính tốn. Ví dụ 3 4.Hịa tan hồn tồn 4g MgO bằng dd H2SO4 19.6% (vừa đủ). Tính nồng độ % dd muối tạo thành sau phản ứng ? 5. A, B là các dd HCl cĩ CM khác nhau. Lấy V lit ddA cho tác dụng với AgNO3 dư được 35.875g kết tủa. Để trung hịa V’ lit ddB cần 500ml dd NaOH 0.3M. a.Tính số mol HCl cĩ trong V lit ddA và V’ lit ddB ? ; b.Trộn V lit ddA với V’ lit ddB được 2 lit ddC. Tính CM của ddC ? Bài tập nâng cao (Áp dụng sơ đồ đường chéo và phương trình pha trộn) Bài 1. Cĩ hai dung dịch: Dung dịch A chứa H2SO4 85%, dung dịch B chứa HNO3 chưa biết nồng độ. Hỏi phải trộn hai dung dịch này theo tỉ lệ khối lượng là bao nhiêu để được một dung dịch mới, trong đĩ H2SO4 cĩ nồng độ là 60%, HNO3 cĩ nồng độ là 20%. Tính nồng độ của HNO3 ban đầu. Bài 2. Cĩ hai dung dịch HNO3 40% (D = 1,25) và 10% (D = 1,06). Cần lấy bao nhiêu ml mỗi dung dịch để pha thành 2 lít dung dịch HNO3 15%(D = 1,08).
18. Bài 3. Cần lấy bao nhiêu gam dung dịch Fe(NO3)2 C% vào bao nhiêu gam nước cất để pha thành 500g dung dịch Fe(NO3)2 20%.Làm bay hơi 75g nước từ dung dịch cĩ nồng độ 20% được dung dịch cĩ nồng độ 25%. Hãy xác định khối lượng của dung dịch ban đầu và C% . Biết Dnước = 1g/ml. Bài 5. Cĩ hai lọ đựng dung dịch HCl. Lọ thứ nhất cĩ nồng độ 1M, lọ thứ 2 cĩ nồng độ 3M. Hãy pha thành 50ml dung dịch HCl cĩ nồng độ 2M từ hai dung dịch trên. Bài 6. Cần dùng bao nhiêu lít H2SO4 cĩ D = 1,84g/ml vào bao nhiêu lít nước cất để pha thành 10 lít dung dịch H2SO4 cĩ D = 1,28g/ml Bài 10. Trong phịng thí nghiệm, một bạn học sinh đổ một lọ đựng 150ml dung dịch HCl 10% cĩ D = 1,047g/ml vào một lọ khác đựng 250ml dung dịch HCl 2M. Lắc nhẹ đều tay. Theo em, dung dịch mới thu được cĩ nồng độ mol là bao nhiêu. Bài 11. Trộn 0,5 lít dung dịch NaCl 1M với D = 1,01g/ml vào 100g dung dịch NaCl 10% với D = 1,1. Tính nồng độ % và nồng độ mol của dung dịch thu được. Bài 12. Trộn hai dung dịch A và B theo tỉ lệ thể tích là 3 : 5. Nồng độ mol của dung dịch sau khi trộn là 3M. Tính nồng độ mol của hai dung dịch A và B biết rằng nồng độ mol của dung dịch A gấp hai lần nồng độ của dung dịch B. Bài 13. Hồ tan một lượng oxit kim loại hố trị II vào một lượng dung dịch H2SO4 20% vừa đủ để tạo thành dung dịch muối sunfat 22,64%. Tìm cơng thức của oxit kim loại đĩ. Bài 14. Hồ tan hồn tồn 10,2g một oxit kim loại hố trị III cần 331,8g dung dịch H2SO4 vừa đủ. Dung dịch sau phản ứng cĩ nồng độ 10%. a. Xác định oxit kim loại. b. Tính C% của dung dịch axit. Bài 15. Cĩ V1 lít dung dịch HCl chứa 9,125g chất tan (dung dịch A). Cĩ V2 lít dung dịch HCl chứa 5,475g chất tan (dung dịch B). Trộn V1 lít dung dịch A với V2 lít dung dịch B thu được dung dịch C cĩ V = 2 lít. a. Tính CM của dung dịch C. b. Tính CM của dung dịch A và dung dịch B biết CM (A) - CM (B) = 0,4. Bài 16: Cần dùng bao nhiêu ml dd KOH 4% (D = 1.05 g/ml) và bao nhiêu ml dd KOH 10% (D = 1.12 g/ml) để thu được 1.5 lit dd KOH 8% (D = 1.1 g/ml) Bài 17: Trong phịng TN cĩ một lọ đựng 150 ml dd HCl 10% , cĩ d = 1.047 g/ml và lọ khác đựng 250 ml dd HCl 2M. Trộn 2 dd a xit này với nhau ta được dd HCl (dd A). Tính CM của ddA? Bài 21: a. Cần thêm bao nhiêu gam SO3 vào dd H2SO4 10% để được 100 gam dd H2SO4 20% b. Xác định lượng SO3 và lượng dd H2SO4 49% để được 450 gam dd H2SO4 73.5% III. Pha trộn dd cĩ chất tan khác nhau nhưng khơng xảy ra phản ứng hĩa học – nên dạy HSG Bài 1: Cho dd I chứa H2SO4 85%; dd II chứa HNO3 x% Tính tỷ lệ khối lượng dd I và khối lượng dd II cần trộn để được dd III trong đĩ H2SO4 cĩ nồng độ 60%; HNO3 20%? a. Tính x? b. Tính V dd NaOH 1M để trung hịa hồn tồn 10g dd III? Giải: Cách 1: Gọi mdd I: m1; mdd II: m2; mdd III: m1 + m2 a. Khối lượng H2SO4 trong dd I = Khối lượng H2SO4 trong dd III: m 85 m m 60 m 12 1 1 2 1 (1) 100 100 m2 5 b. Khối lượng HNO3 trong dd II = Khối lượng HNO3 trong dd III: m x m m 20 2 1 2 (2) 100 100 Từ (1) và (2) x = 68% HS tham khảo thêm bài tập sách Vũ Anh Tuấn / 44 đến 46 Cần soạn theo các dạng sách Đỗ Xuân Hưng/170