Bài viết này tập trung vào việc giải các bài tập liên quan đến hỗn hợp các kim loại kiềm Natri (Na) và Kali (K) tác dụng với nước, từ đó xác định thể tích dung dịch axit cần thiết để trung hòa. Chúng ta sẽ đi sâu vào phương pháp giải và các ví dụ cụ thể.
Ví dụ:
Cho hỗn hợp các kim loại kiềm Na, K hòa tan hết vào nước được dung dịch A và 0,672 lít khí H2 (đktc). Thể tích dung dịch HCl 0,1M cần để trung hoà hết một phần ba dung dịch A là bao nhiêu?
Lời giải chi tiết:
Đầu tiên, ta tính số mol khí H2:
n(H2) = 0,672 lít / 22,4 lít/mol = 0,03 mol
Phản ứng của kim loại kiềm với nước tạo ra hydroxit và khí hidro:
2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2
2K + 2H2O -> 2KOH + H2
Tổng số mol OH- trong dung dịch A gấp đôi số mol H2:
n(OH-) = 2 n(H2) = 2 0,03 mol = 0,06 mol
Số mol H+ cần để trung hòa 1/3 dung dịch A là:
n(H+) = n(OH-) / 3 = 0,06 mol / 3 = 0,02 mol
Thể tích dung dịch HCl 0,1M cần dùng:
V(HCl) = n(H+) / CM(HCl) = 0,02 mol / 0,1 M = 0,2 lít = 200 ml
Vậy, thể tích dung dịch HCl 0,1M cần để trung hòa hết một phần ba dung dịch A là 200 ml.
Dung dịch NaOH là sản phẩm phổ biến khi Na tác dụng với nước, và nó đóng vai trò quan trọng trong việc xác định pH dung dịch.
Các dạng bài tập khác liên quan đến hỗn hợp Na, K:
Ngoài dạng bài tập trên, còn có nhiều biến thể khác liên quan đến hỗn hợp Na và K, bao gồm:
- Xác định thành phần phần trăm khối lượng của Na và K trong hỗn hợp ban đầu: Dựa vào lượng khí H2 thu được và khối lượng hỗn hợp, ta có thể thiết lập hệ phương trình để giải.
- Tính pH của dung dịch sau phản ứng: Cần xác định nồng độ của ion OH- sau phản ứng để tính pOH, sau đó suy ra pH.
- Bài toán nhiệt lượng: Tính nhiệt lượng tỏa ra khi Na và K phản ứng với nước.
Hình ảnh minh họa cho dung dịch KOH, một sản phẩm quan trọng khác khi giải bài tập về hỗn hợp kim loại kiềm.
Lưu ý khi giải bài tập:
- Luôn viết phương trình phản ứng để xác định tỉ lệ mol giữa các chất.
- Chú ý đến điều kiện tiêu chuẩn (đktc) khi tính số mol khí.
- Khi tính pH, cần xác định nồng độ của ion OH- hoặc H+ một cách chính xác.
Kết luận:
Việc giải các bài tập về hỗn hợp kim loại kiềm Na, K đòi hỏi nắm vững kiến thức về tính chất hóa học của kim loại kiềm, cách tính số mol và pH. Bằng cách luyện tập thường xuyên, bạn sẽ dễ dàng giải quyết các bài toán tương tự.