6.8. Pha trộn hai dung dịch có xảy ra phản ứng với nhau và cách giải

 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 = $\frac{m_{\mathrm{dd}m}}{D_{\mathrm{dd}m}}$

+ 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:

$\mathrm{KOH}+HCl\to KCl+H_{2}O0,20,2mol$

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% = $\frac{14,9}{250}.100\%$ = 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:  $\frac{n_{NaHS{O}_4}}{1}$= 0,4 < $\frac{n_{NaOH}}{1}$ = 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:

$NaHS{O}_4+NaOH\to N{a}_{2}S{O}_4+H_{2}O0,40,40,4mol$

Suy ra khối lượng Na2SO4 sinh ra là:  = 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 =  $m_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4}$+ 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:

$N{a}_{2}C{O}_3+2HCl\to 2NaCl+H_{2}O+C{O}_2\uparrow 0,5xxx0,5x0,5x\mathrm{mol}$

Suy ra khối lượng CO2 sinh ra là: = 44.0,5x = 22x (gam)

Vì phản ứng tạo thành khí nên:

mdd sau phản ứng = mcác dd trước phản ứng - $m_{{\mathrm{CO}}_2}$= 100 + 50 – 22x = 144,5

Suy ra x = 0,25 (mol)

Suy ra C% của dung dịch HCl là:

C% = $\frac{0,25.36,5}{50}.100\%$ = 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:

$NaOH+HCl\to NaCl+H_{2}O2,522,522,52\left(\mathrm{mol}\right)$

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% = $\frac{147,42}{750}.100\%$ = 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

$m_{K_{2}S{O}_4}=\frac{34,8.10}{100}$ = 3,48 gam, suy ra số mol của K2SO4 là: n = 0,02 mol

$m_{{\mathrm{BaCl}}_2}=\frac{62,4.20}{100}$= 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: = $\frac{n_{K_{2}S{O}_4}}{1}$ = 0,02 < $\frac{n_{BaC{l}_2}}{1}$ = 0,06 mol

K2SO4 phản ứng hết, BaCl2 còn dư

Tính toán theo số mol Na2SO4

$K_{2}S{O}_4+BaC{l}_2\to 2KCl+BaS{O}_4\downarrow 0,020,020,040,02\left(\mathrm{mol}\right)$

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% = $\frac{2,98}{92,54}.100\%$ = 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:

$2NaOH+H_{2}S{O}_4\to N{a}_{2}S{O}_4+2H_{2}O0,240,12\left(\mathrm{mol}\right)$

Khối lượng H2SO4 phản ứng là: m = 0,12.98= 11,76 gam

Khối lượng dung dịch H2SO4 60% đã dùng là:

 $m_{\mathrm{dd}}=\frac{m_{ct}.100\%}{C\%}=\frac{11,76.100}{60}$= 19,6 gam

Thể tích dung dịch H2SO4 là: V = $\frac{m_{\mathrm{dd}}}{D}=\frac{19,6}{1,222}$ = 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 = $\frac{63,5.100}{20}$ = 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% = $\frac{58,5}{364}.100\%$ = 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:

$\mathrm{KOH}+HCl\to KCl+H_{2}O3,23,2mol$

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% = $\frac{238,4}{1000}.100\%$ = 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:

$n_{{\mathrm{HNO}}_3}$= 0,1a mol

$n_{\mathrm{Ba}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2}$= 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: $n_{Ba{\left(OH\right)}_2}=\frac{1}{2}{n}_{HN{O}_3}+\frac{1}{2}{n}_{HCl}$

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: $\frac{n_{NaHS{O}_4}}{1}$ = 1,6 < $\frac{n_{NaOH}}{1}$ = 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:

$NaHS{O}_4+NaOH\to N{a}_{2}S{O}_4+H_{2}O1,61,61,6mol$

Suy ra khối lượng Na2SO4 sinh ra là:  $m_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4}$= 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 = $m_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4}$+ 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% = $\frac{146}{300}.100\%$ = 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 = $\frac{25,4.100}{5}$ = 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% = $\frac{29,8}{586,6}.100\%$ = 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:

$2KOH+H_{2}S{O}_4\to K_{2}S{O}_4+H_{2}O0,250,125mol$

Khối lượng H2SO4 phản ứng là: m = 0,125.98= 12,25 gam

Khối lượng dung dịch H2SO4 50% đã dùng là:

 $m_{\mathrm{dd}}=\frac{m_{ct}.100\%}{C\%}=\frac{12,25.100}{50}$ = 24,5 gam

Thể tích dung dịch H2SO4 là: V = $\frac{m_{\mathrm{dd}}}{D}=\frac{24,5}{1,02}$ = 24,02 ml

Đáp án A