Phương trình ion rút gọn và các bài toán liên quan

Phương trình ion rút gọn và các bài toán liên quan được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 11 hiệu quả hơn. 

I. Khái niệm phương trình ion rút gọn

Phương trình ion rút gọn của phản ứng cho biết bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch chất điện li. 

Phương trình ion là một dạng phương trình hóa học đặc biệt, trong đó các chất điện li trong dung dịch nước được biểu diễn dưới dạng ion. Thông thường, các phản ứng ion xảy ra khi các muối hòa tan trong nước tạo thành các ion. Các ion trong dung dịch nước tồn tại ổn định nhờ vào tương tác ion lưỡng cực với các phân tử nước. Tuy nhiên, phương trình ion có thể áp dụng cho bất kỳ phản ứng và phân ly điện phân nào trong dung môi phân cực.

Phương trình ion rút gọn là một công cụ quan trọng trong lĩnh vực hóa học, vì nó giúp chỉ định các phần tử tham gia và chịu ảnh hưởng trong phản ứng hóa học. Đặc biệt, phương trình ion rút gọn thường được sử dụng trong các phản ứng oxi hóa-khử, phản ứng trao đổi và phản ứng trung hòa acid-base

II. Các dạng phản ứng thường gặp khi sử dụng phương trình ion rút gọn 

Với phương pháp sử dụng phương trình ion rút gọn nó có thể sử dụng cho nhiều loại phản ứng: Trung hòa, trao đổi, oxi hóa - khử,... Miễn là xảy ra trong dung dịch.

1. Phản ứng trung hòa: (Phản ứng giữa acid với base)

Phương trình phân tử:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O 

H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O

Phương trình ion:

H⁺ + Cl ^- + Na⁺ → Cl ^- + Na⁺ + H₂O

2H⁺ + SO₄^2- + 2K⁺ + 2OH^- → SO₄^2- + 2K⁺ + H₂O 

Phương trình ion rút gọn:

H⁺ + OH^- → H₂O 

Theo phương trình phản ứng ion rút gọn: n_H+ = n_OH- 

2. Phản ứng giữa acid với muối

• Nếu cho từ từ acid vào muối carbonate

Phương trình phân tử:

HCl + Na₂CO₃ → NaHCO₃ + NaCl 

HCl + NaHCO₃ → NaCl + CO₂ + H₂O 

Phương trình ion:

H⁺ + Cl^- + 2Na⁺ + CO₃^2- → Na⁺ + HCO₃^- + Na⁺ + Cl^-

H⁺ + Cl^- + HCO₃^- + Na⁺ → Na⁺ + Cl^- + CO₂ + H₂O 

Phương trình ion rút gọn:

H⁺ + CO₃^2- → HCO₃^- 

HCO₃^- + H⁺ → CO₂ + H₂O 

• Nếu cho từ từ muối carbonate vào acid

Phương trình phân tử: 2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + CO₂ + H₂O 

Phương trình ion: 2H⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + CO₃^2- → 2Na⁺ + 2Cl^- + CO₂ + H₂O 

Phương trình ion rút gọn: 2H⁺ + CO₃^2- → H₂O + CO₂ 

• Nếu cho muối khác vào acid: 

Phương trình phân tử: HCl + AgNO₃ → AgCl + HNO₃ 

Phương trình ion: H⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- → AgCl + H⁺ + NO₃^-

Phương trình ion rút gọn: Cl^- + Ag⁺ → AgCl 

3. Phản ứng của oxide acid với dung dịch kiềm

Phương trình phân tử:

CO₂ + 2KOH → K₂CO₃ + H₂O 

Hay CO₂ + KOH → KHCO₃

Phương trình ion: CO₂ + 2K⁺ + 2OH^- → 2K+ CO₃^2- + H₂O 

Hay CO₂ + K⁺ + OH^- → K⁺ + HCO₃^- 

Phương trình ion thu gọn:

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O 

Hay CO₂ + OH^- → HCO₃^-

4. Dung dịch muối tác dụng với dung dịch muối

Phương trình phân tử: 

Na₂CO₃ + MgCl₂ → MgCO₃ + 2NaCl

Phương trình ion: 

2Na⁺ + CO₃^2- + Mg²⁺ + Cl^- → MgCO₃ + 2Na⁺ + 2Cl^- 

Phương trình ion thu gọn: 

CO₃^2- + Mg²⁺ → MgCO₃ 

Phương trình phân tử: 

Fe₂(SO₄)₃ + 3Pb(NO₃)₂ → 2Fe(NO₃)₃ + 3PbSO₄

Phương trình ion

2Fe³⁺ + 3SO₄^2- + 3Pb²⁺ + 6NO₃^- → 2Fe³⁺ + 6NO^3- + 3PbSO₄ 

Phương trình ion thu gọn: 

Pb²⁺ + SO₄^2- → PbSO₄

5. Oxide base tác dụng với acid

Phương trình phân tử: 

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O 

Phương trình ion: 

Fe₂O₃ + 6H⁺ + 3SO₄^2- → 2Fe³⁺ + 3SO₄^2- + 3H₂O 

Phương trình ion thu gọn:

Fe₂O₃ + 6H⁺ → 2Fe³⁺ + 3H₂O 

6. Kim loại tác dụng với acid

Phương trình phân tử:

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O 

Phương trình ion:

2Cu + 8H⁺ + 8NO₃^- → 3Cu²⁺ + 6NO₃^- + 2NO + 4H₂O 

Phương trình ion thu gọn: 

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu₂⁺ + 2NO + 4H₂O

III. Bài tập phương trình ion

Bài 1: Viết phương trình phân tử và ion rút gọn của các phản ứng sau (nếu có) xảy ra trong dung dịch:

a) KNO₃ + NaCl

b) NaOH + HNO₃

c) Mg(OH)₂ + HCl

d) Fe₂(SO₄)₃ + KOH

e) FeS + HCl

f) NaHCO₃ + HCl

g) NaHCO₃ + NaOH

h) K₂CO₃ + NaCl

i) CuSO₄ + Na₂S

Đáp án hướng dẫn giải

a. Không xảy ra

b. NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

H⁺ + OH^- → H₂O

c. Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + H₂O

Mg(OH)₂ + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂O

d. Fe₂(SO₄)₃ + 6KOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3K₂SO₄

Fe²⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃↓

e. FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

FeS + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂S↑

f. NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂↑ + H₂O

HCO₃^- + H⁺ → CO₂↑ + H₂O

g. NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

h. Không xảy ra

i. CuSO₄ + Na₂S → CuS↓ + Na₂SO₄

Cu²⁺ + S^2- → CuS↓

Bài 2: Một dung dịch có chứa các ion: Mg²⁺, Cl^-, Br^-.

Nếu cho dd này tác dụng với dung dịch KOH dư thì thu được 11,6 gam kết tủa.

Nếu cho dd này tác dụng với AgNO₃ thì cần vừa đúng 200 ml dung dịch  AgNO₃ 2,5M và sau phản ứng thu được 85,1 g kết tủa.

a. Tính [ion] trong dung dịch đầu? biết Vdung dịch  = 2 lít.

b. Cô cạn dung dịch ban đầu thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Phương trình ion:

Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓

0,2                      0,2 mol

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓;

x

Ag⁺ + Br^- → AgBr↓

y

Gọi x, y lần lượt là mol của Cl^-, Br^-.

x + y = 0,5 (1);

143,5x + 188y = 85,1 (2). Từ (1),(2) => x = 0,2, y = 0,3

a. [Mg²⁺] = 0,2/2 = 0,1 M; [Cl^-] = 0,2/2 = 0,1 M; [Br^-] = 0,3/0,2 = 0,15 M

b. m = 0,2.24 + 0,2.35,5 + 0,3.80 = 35,9 gam

Bài 3. Một dung dịch A chứa HCl và H₂SO₄ theo tỉ lệ 3:1. Để trung hòa 100 ml dung dịch A cần 50 dung dịch NaOH 0,5M

a) Tính nồng độ mol của mỗi acid

b) 200 ml dung dịch A trung hòa hết bao nhiêu ml dung dịch Bazo B chứa NaOH 0,2M và Ba(OH)₂ 0,1M 

c) Tính tổng khối lượng muối thu được sau phản ứng giữa dung dịch A và B. 

Đáp án hướng dẫn giải 

a) Gọi số mol của H₂SO₄ trong 100 ml dung dịch A là x => số mol của HCl là 3x (x>0) 

n_H+ = 2x + 3x = 5 x mol 

n_OH- = 0,5.0,05 = 0,025 (mol)

Phương trình ion rút gọn 

H⁺ + OH^- → H₂O (1) 

mol 5x 5x 

ta có: 5x = 0,025 => x = 0,005 

C_{M (HCl)} = 3.0,005/0,1= 0,15 M 

C_{M H2SO4} = 0,005/0,1 = 0,05M 

b) Phương trình ion rút gọn 

H⁺ + OH^- → H₂O 

Ba²⁺ +SO₄^2- → BaSO₄ 

Trong 200ml dung dịch A n_H+ = 2.5x = 0,05 mol 

Gọi thể tích dung dịch B là V lít 

=> n_OH - = 0,2V + 2.0,1V = 0,4V 

Ta thấy: n_H+ = n_OH- => 0,4V = 0,05 => V = 0,125 lít hay 125 ml

c. Tính tổng khối lượng các mối 

m _{các muối} = m _cation + m _anion 

= m_Na + + m_Ba²⁺ + m_Cl - + m_SO4^2- 

= 4,3125 gam

IV. Bài tập tập vận dụng

Câu 1. Viết phương trình phân tử và ion rút gọn cho các phản ứng sau: 

1. SO₂ dư + NaOH →
2. CO₂ + Ca(OH)₂ dư →
3. Fe₃O₄ + HCl →
4. MnO₂ + HCl đặc → 
5. Fe dư + H₂SO₄ đặc nóng → 
6. Fe + H₂SO₄ đăc nóng dư →
7. FeCl₃ +  Fe →
8. NaHSO₄ + Ba(HCO₃)₂ →
9. Ba(HSO₃)₂ + KOH → 
10. AlCl₃ + KOH vừa đủ →
11. NaAlO₂ + CO₂ + H₂O → 
12. SO₂ + Br₂ + H₂O →
13. KOH dư + H₃PO₄ → 
14. KMnO₄ + NaCl + H₂SO₄ loãng → 
15. NaOH + Cl₂ → 

Câu 2. Một dung dịch A chứa HCl và H₂SO₄ theo tỉ lệ mol 3:1. Dể trung hòa 100 ml dung dịch A cần 50 ml dung dịch NaOH 0,5M. 

a. Tính nồng độ mol của mỗi axit 

b. 200 ml dung dịch A trung hòa hết bao nhiêu ml dung dịch bazơ B chứa NaOH 0,2M và Ba(OH)₂ 0,1M? 

c. Tính tổng khối lượng muối thu được sau phản ứng giữa dung dịch A và B?

Câu 3. Dung dịch X chứa các ion Fe³⁺, SO₄^2-, NH⁴⁺, Cl^-. Chia dd X thành 2 phần bằng nhau.

Phần 1 tác dụng với dd NaOH dư, đun nóng thu được 0,672 lít khí ở đktc cà 1,07g kết tủa.

Phần 2 tác dụng với dd BaCl₂ dư thu được 4,68g kết tủa.

Tổng khối lượng các muối khan thu được khi cô cạn dd X là

A. 3,73g

B. 7,07g

C. 7,46g

D. 3,52g

Câu 4. Cho 6,4 gam bột Cu tác dụng với 100ml dd hỗn hợp gồm HNO₃ 1,6 M và H₂SO₄ 0,4 M. Sau khi cac phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra V lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. V có giá trị là

A. 0,746

B. 1,344

C. 1,792

D. 0,672

Câu 5. Trộn V lít dd NaOH 0,01M với V lit dung dịch HCl 0,03M được 2V lit dung dịch A. pH của dung dịch A là

A. 4

B. 3

C. 2.

D. 1

Câu 6. Trộn 100ml dung dịch có pH = 1 gồm HCl và HNO₃ với 100ml dung dịch KOH xM thu được 200 ml dd có pH = 12. Giá trị của x là

A. 0,15

B. 0,3

C. 0,03

D. 0,12

Câu 7. Cho mẫu hợp kim Na-Ba tác dụng với nước dư thu được dd X và 3,36 lit H₂ ở đktc. Thể tích dd H₂SO₄ 2M cần dùng để trung hòa dd X là

A. 150ml

B. 75ml

C. 60ml

D. 30ml

Câu 8. Trộn 100ml dd gồm Ba(OH)₂ 0,1M và NaOH 0,1M với 400 ml dd gồm H₂SO₄ 0,0375M và HCl 0,0125M thu được dd X có pH là

A. 2

B. 1

C. 6

D. 7

Câu 9. Cho m gam h Mg và Al vào 250 ml dd X chứa hỗn hợp HCl 1M và H₂SO₄ 0,5M thu được 5,32 lit H₂ (Đktc) và dd Y (coi thể tích dd không đổi). pH của dd Y là

A. 7

B.1

C. 2

D. 6

Câu 10. Thực hiện 2 TN:

TN1: cho 3,84g Cu phản ứng với 80ml dd HNO₃ 1M thoát ra V1 lit NO

TN2: cho 3,84g Cu phản ứng với 80ml dd HNO₃ 1M và H₂SO₄ 0,5M thoát ra V₂ lit NO. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích đo ở cùng điều kiện. Quan hệ giữa V1 với V2 là

A. V₂ = 2,5V₁

B. V₂ = 1,5V₁

C. V₂ = V₁

D. V₂ = 2V1

Câu 11. Các tập hợp ion sau đây có thể tồn tại đồng thời trong cùng một dd

A. K+, Al³⁺, OH-, CO₃^2-, HCO₃-

B. K+, Ca²⁺, Fe²⁺, Cl-, NO₃-

C. K⁺, NO₃-, Cu²⁺, OH-

D. Fe²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, OH-, Cl-

Câu 12. Phương trình ion rút gọn: H⁺ + HCO₃- → CO₂ ↑ + H₂O

Tương ứng với PTHH dạng phân tử nào sau đây ?

(1) 2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + CO₂ ↑ + H₂O

(2) 2NaHCO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2CO₂ ↑ + 2H₂O

(3) CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ ↑ + H₂O

(4) Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2CO₂ ↑ + 2H₂O

A. 1, 2

B. 2, 3

C. 2, 4

D. 1, 3

Câu 13. Câu nào sau đây đúng khi nói về sự điện li?

A. Sự điện li là sự hòa tan một chất vào nước thành dung dịch.

B. Sự điện li là sự phân li một chất dưới tác dụng của dòng điện.

C. Sự điện li thực chất là quá trình oxi hóa - khử .

D. Sự điện li là sự phân li một chất thành ion dương và ion âm khi chất đó tan trong nước hay ở trạng thái nóng chảy

Câu 14. Theo thuyết A-rê-ni-ut, kết luận nào sao đây là đúng?

A. Một hợp chất trong thành phần phân tử có hydrogen là acid.

B. Một hợp chất trong thành phần phân tử có nhóm OH là base.

C. Một hợp chất có khả năng phân li ra cation H⁺ trong nước là acid.

D. Một base không nhất thiết phải có nhóm OH trong thành phần phân tử.

Câu 15. Dãy sắp xếp các dung dịch loãng có nồng độ mol/l như nhau theo thứ tự pH tăng dần là

A. KHSO₄, HF, H₂SO₄, Na₂CO₃.

B. HF, H₂SO₄, Na₂CO₃, KHSO₄.

C. H₂SO₄, KHSO₄, HF, Na₂CO₃.

D. HF, KHSO₄, H₂SO₄, Na₂CO₃.

Chi tiết đáp án hướng dẫn trả lời trong FILE TẢI VỀ