Dạng VIII: Bài tập pha trộn hai dung dịch có xảy ra phản ứng với nhau.
A. Lý thuyết & phương pháp giải Phương pháp giải:
- Bước 1: Xác định dung dịch sau cùng (sau khi trộn) có chứa chất nào:
Xác định công thức chất tan mới, số lượng chất tan mới. Cần chú ý khả năng có chất dư (do chất ban đầu không tác dụng hết) khi tính toán.
- Bước 2: Xác định lượng chất tan (khối lượng hay số mol) có chứa trong dung dịch sau cùng.
+ Lượng chất tan sau phản ứng gồm: sản phẩm phản ứng và các chất tác dụng còn dư.
+ Lượng sản phẩm phản ứng tính theo phương trình phản ứng phải dựa vào chất tác dụng hết, tuyệt đối không được dựa vào chất tác dụng cho dư.
- Bước 3: Xác định lượng dung dịch mới (mdd hay Vdd)
+ mdd = Tổng khối lượng các chất đem trộn – khối lượng chất kết tủa hoặc khí trong phản ứng
+ Nếu biết khối lượng riêng của dung dịch mới (Dddm):
Vddm = ddm
ddm
m D
+ Nếu không biết khối lượng riêng dung dịch mới, phải giả sử sự hao hụt thể tích do sự pha trộn dung dịch là không đáng kể
Vddm = Tổng thể tích các chất lỏng ban đầu đem trộn B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho 100 gam dung dịch KOH 11,2% tác dụng vừa đủ với 150 gam dung dịch HCl. Tính nồng độ KCl thu được sau phản ứng.
Hướng dẫn giải:
Ta có mKOH = 100.11,2% = 11,2 gam, số mol của KOH là: nKOH = 0,2 mol Phương trình phản ứng:
KOH HCl KCl H O2
0,2 0,2 (mol)
Ta có: nHCl = 4,2 gam Suy ra HCl dư
Theo phương trình phản ứng ta có nKOH = nHCl = 0,2 mol Suy ra mKCl = 0,2.74,5 = 14,9 gam
mdd = 100 + 150 = 250 gam
Vậy nồng độ của KCl là: C% = 14,9
.100%
250 = 5,96%
Ví dụ 2: Trộn lẫn 200 ml dung dịch NaHSO4 2M với 200 ml dung dịch NaOH 4M được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được chất rắn khan có khối lượng bao nhiêu, cho phương trình phản ứng: NaHSO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O.
Hướng dẫn giải:
nNaHSO4 = CM.V = 0,2.2 = 0,4 mol nNaOH = CM.V = 4.0,2 = 0,8 mol Phương trình phản ứng:
NaHSO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O Xét tỉ lệ: nNaHSO4
1 = 0,4 < nNaOH
1 = 0,8 Suy ra NaHSO4 phản ứng hết, NaOH còn dư
Nên tính số mol sản phẩm theo NaHSO4; chất rắn khan thu được sau phản ứng gồm Na2SO4 và NaOH dư.
Phương trình phản ứng:
4 2 4 2
NaHSO NaOH Na SO H O
0,4 0,4 0,4 (mol)
Suy ra khối lượng Na2SO4 sinh ra là:
2 4
Na SO
m = 0,4.142 = 56,8 gam Khối lượng NaOH phản ứng là: mNaOH phản ứng = 0,4.40 = 16 gam Suy ra khối lượng NaOH dư là:
mNaOH dư = mNaOH ban đầu – mNaOH phản ứng = 0,8.40 – 16 = 32 – 16 = 16 gam Suy ra khối lượng chất rắn khan thu được sau phản ứng là:
mrắn khan =
2 4
Na SO
m + mNaOH dư = 56,8 + 16 = 72,8 gam.
Ví dụ 3: Cho 100 gam dung dịch Na2CO3 tác dụng vừa đủ với 50 gam dung dịch HCl, phản ứng tạo thành NaCl, CO2 và H2O. Tính C% của dung dịch HCl ban đầu, biết khối lượng của dung dịch sau phản ứng là 144,5 gam.
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol HCl là x (mol) Phương trình phản ứng:
2 3 2 2
Na CO 2HCl 2NaCl H O CO
0,5x x x 0,5x 0,5x (mol)
Suy ra khối lượng CO2 sinh ra là:
CO2
m = 44.0,5x = 22x (gam) Vì phản ứng tạo thành khí nên:
mdd sau phản ứng = mcác dd trước phản ứng -
CO2
m = 100 + 50 – 22x = 144,5 Suy ra x = 0,25 (mol)
Suy ra C% của dung dịch HCl là:
C% = 0,25.36,5
.100%
50 = 18,25%
C. Bài tập tự luyện
Câu 1: Cho 300 gam dung dịch NaOH 33,6% tác dụng vừa đủ với 450 gam dung dịch HCl. Nồng độ NaCl thu được sau phản ứng gần nhất với
A. 18%. B. 19%. C. 20%. D. 21%.
Hướng dẫn giải:
Ta có mNaOH = 300.33,6% = 100,8 gam, số mol của NaOH là: nNaOH = 2,52 mol Phương trình phản ứng:
NaOH HCl NaCl H O2
2,52 2,52 2,52 (mol)
Ta có: nHCl = 12,33 mol Suy ra HCl dư
Theo phương trình phản ứng ta có nNaOH = nHCl = 2,52 mol Suy ra mNaCl = 2,52.58,5 = 147,42 gam
mdd = 300 + 450 = 750 gam
Vậy nồng độ của NaCl là: C% = 147,42
.100%
750 = 19,656% gần với 20% nhất.
Câu 2: Cho 34,8 gam dung dịch K2SO4 10% tác dụng với 62,4 gam dung dịch BaCl2
20%. Sau khi loại bỏ kết tủa thu được dung dịch KCl có nồng độ phần trăm là A. 3,22%. B. 2,33%. C. 1,22%. D. 5,33%.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
2 4
K SO
34,8.10
m 100 = 3,48 gam, suy ra số mol của K2SO4 là: n = 0,02 mol
BaCl2
62,4.20
m 100 = 12,48 gam, suy ra số mol của BaCl2 là: n = 0,06 mol Phương trình phản ứng:
K2SO4 + BaCl2 → 2KCl + BaSO4
Xét tỉ lệ: = nK SO2 4
1 = 0,02 < nBaCl2
1 = 0,06 mol K2SO4 phản ứng hết, BaCl2 còn dư
Tính toán theo số mol Na2SO4
2 4 2 4
0,02 0,02 0,04
K SO BaC
l 2KCl BaS
0,02 (m O
ol)
Khối lượng KCl là: mKCl = 0,04.74,5 = 2,98 gam Khối lượng BaSO4 là: m = 0,02.233 = 4,66 gam Vì phản ứng sinh ra chất kết tủa nên
mdd sau phản ứng = mcác dd trước phản ứng - mBaSO4 = 34,8 + 62,4 – 4,66 = 92,54 gam Vậy nồng độ phần trăm của KCl là
C% = 2,98
.100%
92,54 = 3,22%
Câu 3: Cho 100 ml dung dịch NaOH 2,4M phản ứng vừa đủ V (ml) dung dịch H2SO4 60% (D = 1,222 g/ml), biết phương trình phản ứng là:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O Tính V?
A. 14,06 ml. B. 16,04 ml. C. 15 ml. D. 13 ml.
Hướng dẫn giải:
nNaOH = CM.V = 0,1.2,4 = 0,24 mol Phương trình phản ứng:
2 4 2 4 2
2NaOH H SO Na SO 2H O
0,24 0,12 (mol)
Khối lượng H2SO4 phản ứng là: m = 0,12.98= 11,76 gam Khối lượng dung dịch H2SO4 60% đã dùng là:
dd m .100% 11,76.100ct
m = =
C% 60 = 19,6 gam
Thể tích dung dịch H2SO4 là: V = mdd 19,6
D =1,222 = 16,04 ml Đáp án B
Câu 4: Cho dung dịch NaOH 40% tác dụng vừa đủ với dung dịch FeCl2 20%. Đun nóng trong không khí cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính nồng độ phần trăm của muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng (coi nước bay hơi trong quá trình đun nóng không đáng kể).
A. 16,07%. B. 17,06%. C. 15%. D. 18%.
Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ Lấy 100 gam dung dịch NaOH 40%
Khối lượng NaOH là 40 gam, suy ra số mol NaOH là: n = 1 mol Số mol FeCl2 phản ứng là: n = 0,5 mol
Suy ra khối lượng FeCl2 là: m = 0,5.127 = 63,5 gam Khối lượng dung dịch FeCl2 20% là: mdd = 63,5.100
20 = 317,5 gam Khối lượng NaCl là: mNaCl = 1.58,5 = 58,5 gam
Khối lượng Fe(OH)3 bằng: 0,5.107 = 53,5 gam
Khối lượng dung dịch sau phản ứng là: 100 + 317,5 – 53,5 = 364 gam Nồng độ phần trăm của NaCl là: C% = 58,5
.100%
364 = 16,07%
Đáp án A
Câu 5: Cho 400 gam dung dịch KOH 44,8% tác dụng vừa đủ với 600ml gam dung dịch HCl. Tính nồng độ KCl thu được sau phản ứng.
A. 23,84%. B. 28,34%. C. 14,84%. D. 18,84%.
Hướng dẫn giải:
Ta có mKOH = 400.44,8% = 179,2 gam suy ra số mol của KOH là: nKOH = 3,2 mol Phương trình phản ứng:
KOH HCl KCl H O2
3,2 3,2 (mol)
Ta có: nHCl = 16,4 mol Suy ra HCl dư
Theo phương trình phản ứng ta có nKOH = nHCl = 3,2 mol Suy ra mKCl = 3,2.74,5 = 238,4 gam
mdd = 400 + 600 = 1000 ml
Vậy nồng độ của KCl là: C% = 238, 4
.100%
1000 = 23,84%
Đáp án A
Câu 6: Trộn 100 ml dung dịch HNO3 nồng độ a mol/l với 300 ml dung dịch
Ba(OH)2 0,4M thu được dung dịch A. Cho một ít quỳ tím vào dung dịch A thấy có màu xanh. Thêm từ từ 200 ml dung dịch HCl 0,2M vào dung dịch A thấy quỳ trở lại màu tím. Tính giá trị a.
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Hướng dẫn giải:
3
nHNO = 0,1a mol 0,1a mol
Ba(OH)2
n = 0,3.0,4 = 0,12 mol nHCl = 0,2.0,2 = 0,04 mol Các phản ứng:
2HNO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2H2O (1) 2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O (2)
Sau phản ứng (2) thì quỳ tím không đổi màu nên như vậy Ba(OH)2 tác dụng vừa đủ với 2 axit, sản phẩm thu được chỉ gồm các muối.
Dựa vào tỉ lệ 2 phương trình phản ứng, ta có:
2 3
Ba(OH) HNO HCl
1 1
n n n
2 2
Suy ra 0,12 = 0,5.0,1a + 0,5.0,04 Vậy a = 2
Đáp án B
Câu 7: Trộn lẫn 400 ml dung dịch NaHSO4 4M với 400 ml dung dịch NaOH 8M được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được chất rắn khan có khối lượng bao nhiêu, cho phương trình phản ứng: NaHSO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O.
A. 291,2g. B. 21,92g. C. 29,12g. D. 30,01g.
Hướng dẫn giải:
nNaHSO4 = CM.V = 0,4.4 = 1,6 mol nNaOH = CM.V = 8.0,4 = 3,2 mol Phương trình phản ứng:
NaHSO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O Xét tỉ lệ: nNaHSO4
1 = 1,6 < nNaOH
1 = 3,2 Suy ra NaHSO4 phản ứng hết, NaOH còn dư
Nên tính số mol sản phẩm theo NaHSO4; chất rắn khan thu được sau phản ứng gồm Na2SO4 và NaOH dư.
Phương trình phản ứng:
4 2 4 2
NaHSO NaOH Na SO H O
1,6 1,6 1,6 (mol)
Suy ra khối lượng Na2SO4 sinh ra là:
2 4
Na SO
m = 1,6.142 = 227,2 gam Khối lượng NaOH phản ứng là: mNaOH phản ứng = 1,6.40 = 64 gam
Suy ra khối lượng NaOH dư là:
mNaOH dư = mNaOH ban đầu – mNaOH phản ứng = 3,2.40 – 64 = 64 gam Suy ra khối lượng chất rắn khan thu được sau phản ứng là:
mrắn khan =
2 4
Na SO
m + mNaOH dư = 227,2 + 64 = 291,2 gam.
Đáp án A
Câu 8: Cho 400 gam dung dịch NaOH 40% tác dụng vừa đủ với 300 gam HCl, phản ứng sinh ra NaCl và nước. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HCl ban đầu.
A. 14,02%. B. 42,04%. C. 48,67%. D. 20,00%.
Hướng dẫn giải:
Khối lượng NaOH là: 400.40% = 160 gam suy ra số mol của NaOH là: n = 4 mol Phương trình phản ứng:
NaOH + HCl → NaCl + H2O Số mol HCl là: 4 mol
Khối lượng HCl là: mHCl = 4.36,5 = 146 gam Suy ra nồng độ của HCl ban đầu là:
C% = 146
.100%
300 = 48,67%
Đáp án C
Câu 9: Cho dung dịch KOH 22,4% tác dụng vừa đủ với dung dịch FeCl2 5%. Đun nóng trong không khí cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính nồng độ phần trăm của muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng (coi nước bay hơi trong quá trình đun nóng không đáng kể).
A. 4,02%. B. 2,04%. C. 10,04%. D. 5,08%.
Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng
FeCl2 + 2KOH → Fe(OH)2 ↓+ 2KCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓
Lấy 100 gam dung dịch KOH 22,4%
Khối lượng KOH là 22,4 gam, suy ra số mol KOH là: n = 0,4 mol Số mol FeCl2 phản ứng là: n = 0,2 mol
Suy ra khối lượng FeCl2 là: m = 0,2.127 = 25,4 gam Khối lượng dung dịch FeCl2 5% là: mdd = 25, 4.100
5 = 508 gam Khối lượng KCl là: mKCl = 0,4.74,5 = 29,8 gam
Khối lượng Fe(OH)3 bằng: 0,2.107 = 21,4 gam
Khối lượng dung dịch sau phản ứng là: 100 + 508 – 21,4 = 586,6 gam Nồng độ phần trăm của KCl là: C% = 29,8
.100%
586,6 = 5,08%
Đáp án D
Câu 10: Cho 250 ml dung dịch KOH 1M phản ứng vừa đủ V (ml) dung dịch H2SO4
50% (D = 1,02 g/ml). Tính giá trị của V.
A. 24,02. B. 22,04. C. 10,04. D. 20,00
Hướng dẫn giải:
nKOH = CM.V = 0,25.1 = 0,25 mol Phương trình phản ứng:
2 4 2 4 2
2KOH H SO K SO H O
0,25 0,125 (mol)
Khối lượng H2SO4 phản ứng là: m = 0,125.98= 12,25 gam
Khối lượng dung dịch H2SO4 50% đã dùng là:
dd m .100% 12,25.100ct
m = =
C% 50 = 24,5 gam
Thể tích dung dịch H2SO4 là: V = mdd 24,5
D =1,02 = 24,02 ml Đáp án A
