Lý thuyết Định luật bảo toàn điện tích

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH
I.Cơ sở của phương pháp.
Nguyên tử ,phân tử,dung dịch luôn trung hòa về điện.
-Trong nguyên tử: 
Số proton = Số electron.
-Trong dung dịch:
mol điện tích (+) = mol điện tích (-)
-Trên phương trình có điện:
điện tích vế trái = điện tích vế phải
-Trong phản ứng oxi hóa : 
mol e cho = mol e nhận
* Chú ý:
Khối lượng dung dịch muối (trong dung dịch) = khối lượng của các ion tạo muối.
II.Các dấu hiệu giải toán .
-Đề bài cho dữ liệu dưới dạng các ion và số mol của các ion.
-Các phản ứng xảy ra trong dung dịch tạo sản phẩm ở dạng cuối cùng lớn nhất, hoàn toàn và hết.
-Phản ứng của kim loại hoặc hỗn hợp kim loại với axit có tính oxi hóa mạnh như: 
HNO3, H2SO4 đặc.
III.Các dạng toán thường gặp.
1.Dạng 1: Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn khối lượng.
Ví dụ 1: Một dung dịch có chứa 4 ion: 0,01 mol Na+,0,02 mol Mg2+,0,015 mol SO42- 
 và x mol Cl-.Gíá trị của x là:
0,015	B.0,035	C.0,02	D.0,01
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
mol điện tích (+) = mol điện tích (-)
0,01.1 + 0,02.2 = 0,015.2 + x.1
x = 0,02 
Chọn đáp án C.
Ví dụ 2: (CĐ- 2008)
Cho 3,6 g Mg tác dụng với dung dịch HNO3(dư) sinh ra 2,24 lít khí X (sản phẩm khử duy nhất,đktc).khí X là:
A.NO	B.NO2	C.N2	D.N2O
Giải:
ne cho = nkim loại phản ứng. Hóa trị
 => x = 3
X là khí NO.=> Chọn đáp án A.
2.Dạng 2: Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng.
Ví dụ 1: (CĐ-2007)
Một dung dịch có chứa 0,02 mol Cu2+ ; 0,03 mol K+ ; x mol Cl- và y mol SO42-
Tổng khối lượng m trong dung dịch là 5,435(g).Giá trị x và y lần lượt là:
A.0,03 và 0,02	B.0,05 và 0,01
C.0,01 và 0,03	D.0,02 và 0,05
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:
mol điện tích (+) = mol điện tích (-)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
Từ (1) và (2) ta có:
x =0,03 và y = 0,02
Chọn đáp án A.
Ví dụ 2: Dung dịch A chứa 0,8 mol Na+,a mol CO32-,b mol SO42- và 0,6 mol Cl-.
Nhỏ từ từ vào dung dịch A lượng HCl vừa đủ thu được khí B và dung dịch C. Nhỏ từ từ vào dung dịch C dung dịch BaCl2 vừa đủ thì thu được kết tủa D và dung dịch E. Cô cạn dung dịch E thu được m (g) muối khan.Khối lượng m=?
A.35,1	B.46,8	C.34,7	D.54,3
Khí CO2
H+
Giải:
Dung dịch C (Na+,SO42-,Cl-)
Kết tủa D (BaSO4)
Ba2+
Dung dịch E ( Na+,Cl-)
Dung dịch C
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch E:
Ta thấy số mol Cl- tăng thêm 0,2 mol là do lượng của HCl và BaCl2 trung hòa lượng gốc CO32- và SO42- .Khi đó, CO32- và SO42- không còn nằm trong dung dịch nữa .
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
m = 0,8(23+35.5) = 46,8
Chọn đáp án B.
Ví dụ 3: Chia hỗn hợp X(gồm hai kim loại có hóa trị không đổi) thành hai phần bằng nhau.
Phần 1: Hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl dư thu được 1,792 lít H2.
Phần 2: nung trong không khí dư thu được 2,84 gam hỗn hợp chất rắn chỉ gồm các oxit.
Khối lượng hỗn hợp X là?
A.1,56 gam	B.1,8 gam	C.2,4 gam	D.3,12 gam
Giải:
*Nhận xét: Tổng số mol × điện tích ion dương (của 2 kim loại) trong hai phần là bằng nhau.
=> Tổng số mol × điện tích ion âm trong hai phần cũng bằng nhau.
Mặt khác : 
Trong một phần : mkim loại = moxit - moxi = 2,84 -0,08.16 = 1,56 gam
Khối lượng hỗn hợp X là : X= 2.1,56 = 3,12 gam
Chọn đáp án D.
3.Dạng 3: Kết hợp với bảo toàn nguyên tố.
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S tác dụng vừa đủ với HNO3loãng, đun nóng thu được dung dịch chỉ chứa muối sunfat của các kim loại và giải phóng khí NO duy nhất.
Giá trị a là?
A.0,04	B.0,06	C.0,12	D.0,75
Giải :
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố:
FeS2	 Fe3+ + SO42-
0,12 0,12 2.0,12
Cu2S	 Cu2+ + SO42-
a 2a a
Bảo toàn điện tích dung dịch sau phản ứng :
3.0,12 + 2.2a = 2( 2.0,12 + a)
=> a = 0,06
Chọn đáp án B.
Ví dụ 2: Dung dịch A chứa 0,55 mol Na+; 0,1 mol K+; 0,2 mol Cl- và a mol CO32-.
Cho vào A 200 ml dung dịch BaCl2 1M thì được dung dịch C và kết tủa B. Nhỏ từ từ HCl đến dư vào C thì thu được V lít khí ở đktc. Giá trị V=?
A.0,672	B.0,336	C.0,56	D.2,24
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch A:
0,55.1 + 0,1.1 = 0,2.1 + a .2
a = 0,225 ( mol)
Kết tủa BaCO3
Ba2+
Khí CO2
HCl
Dung dịch C
CO32-
Bảo toàn nguyên tố C ta có:
0,225 = 0,2 + 
= 0,025 ( mol)
= 0,025.22,4 = 0,56 ( lít)
Chọn đáp án C.