Phương trình ion rút gọn: Hướng dẫn A-Z và bài tập vận dụng

Phương Trình Ion rút gọn là một khái niệm nền tảng và quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 11, giúp học sinh hiểu rõ bản chất thực sự của các phản ứng hóa học xảy ra trong dung dịch. Thay vì viết các phương trình phân tử phức tạp, việc nắm vững cách viết phương trình ion rút gọn sẽ giúp bạn đơn giản hóa vấn đề, tập trung vào các ion trực tiếp tham gia phản ứng, từ đó giải quyết bài tập nhanh chóng và chính xác hơn.

Bài viết này của blog “Hóa Học Phổ Thông” sẽ cung cấp một hướng dẫn toàn diện từ A-Z, bao gồm định nghĩa, các bước viết chi tiết, ví dụ minh họa và bài tập vận dụng để bạn chinh phục hoàn toàn dạng kiến thức này. Việc hiểu rõ về các ion trong dung dịch cũng là cơ sở cho nhiều chuyên đề khác, ví dụ như tìm hiểu về hiện tượng điện phân không ứng dụng để điều chế một số chất.

I. Phương pháp viết phương trình ion rút gọn

Để viết đúng phương trình ion rút gọn, bạn chỉ cần tuân thủ một quy trình gồm 4 bước đơn giản. Phương pháp này áp dụng cho hầu hết các phản ứng trao đổi ion trong dung dịch.

1. Các bước thực hiện

• Bước 1: Viết phương trình hóa học ở dạng phân tử.

  • Đây là bước cơ bản đầu tiên, cần đảm bảo bạn đã viết đúng công thức hóa học của các chất tham gia, sản phẩm và cân bằng phương trình chính xác.

• Bước 2: Viết phương trình ion đầy đủ.

  • Chuyển tất cả các chất điện li mạnh, tan trong dung dịch thành dạng ion.
  • Lưu ý quan trọng: Giữ nguyên dạng phân tử đối với:
    • Chất kết tủa (↓)
    • Chất khí (↑)
    • Chất điện li yếu (ví dụ: H₂O, CH₃COOH, HF…)

• Bước 3: Lược bỏ các ion không tham gia phản ứng (ion khán giả).

  • Xác định những ion xuất hiện ở cả hai vế của phương trình ion đầy đủ mà không có sự thay đổi. Đây được gọi là các ion khán giả (spectator ions).
  • Tiến hành rút gọn (triệt tiêu) chúng ở cả hai vế.

• Bước 4: Viết phương trình ion rút gọn.

  • Viết lại phương trình với các ion và phân tử còn lại sau khi đã lược bỏ ion khán giả.
  • Kiểm tra lại để đảm bảo phương trình cuối cùng cân bằng về số lượng nguyên tử và điện tích ở hai vế.

2. Ví dụ minh họa

Hãy cùng áp dụng 4 bước trên vào các ví dụ cụ thể sau đây.

Ví dụ 1: Phản ứng giữa Natri hydroxit (NaOH) và Axit nitric (HNO₃)

• Bước 1 (Phân tử): NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O
• Bước 2 (Ion đầy đủ): Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + NO₃⁻ → Na⁺ + NO₃⁻ + H₂O
• Bước 3 (Lược bỏ): Các ion Na⁺ và NO₃⁻ là ion khán giả.
• Bước 4 (Rút gọn): H⁺ + OH⁻ → H₂O

Ví dụ 2: Phản ứng giữa Sắt(III) sunfat (Fe₂(SO₄)₃) và Kali hydroxit (KOH)

• Bước 1 (Phân tử): Fe₂(SO₄)₃ + 6KOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3K₂SO₄
• Bước 2 (Ion đầy đủ): 2Fe³⁺ + 3SO₄²⁻ + 6K⁺ + 6OH⁻ → 2Fe(OH)₃↓ + 6K⁺ + 3SO₄²⁻
• Bước 3 (Lược bỏ): Các ion K⁺ và SO₄²⁻ là ion khán giả.
• Bước 4 (Rút gọn): Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓ (Lưu ý: phương trình sách gốc ghi Fe²⁺ là chưa chính xác, phải là Fe³⁺)

Một số ví dụ khác:

• Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O
  • Rút gọn: Mg(OH)₂ + 2H⁺ → Mg²⁺ + 2H₂O
• FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑
  • Rút gọn: FeS + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂S↑
• NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂↑ + H₂O
  • Rút gọn: HCO₃⁻ + H⁺ → CO₂↑ + H₂O
• NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
  • Rút gọn: HCO₃⁻ + OH⁻ → CO₃²⁻ + H₂O
• CuSO₄ + Na₂S → CuS↓ + Na₂SO₄
  • Rút gọn: Cu²⁺ + S²⁻ → CuS↓

II. Bài tập vận dụng tự luyện

Để củng cố kiến thức, hãy thử sức với các câu hỏi trắc nghiệm dưới đây. Việc luyện tập thường xuyên sẽ giúp bạn thành thạo hơn, kể cả khi gặp các dạng bài phức tạp như bài toán về cho các phản ứng hoá học sau 1 nh4 2so4.

Câu 1: Phương trình ion: H⁺ + OH⁻ → H₂O là phương trình ion thu gọn của phản ứng hoá học nào?
A. HCl + NaOH → NaCl + H₂O.
B. NaOH + NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O.
C. Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ → 2BaCO₃ + 2H₂O.
D. 3HCl + Fe(OH)₃ → FeCl₃ + 3H₂O.

Câu 2: Phản ứng hóa học của cặp chất nào sau đây có phương trình ion thu gọn là: H⁺ + S²⁻ → HS⁻?
A. CH₃COOH và K₂S.
B. FeS và HCl.
C. Na₂S và HCl.
D. CuS và H₂SO₄ (loãng).

Câu 3: Dự đoán hiện tượng xảy ra khi thêm từ từ dung dịch Na₂CO₃ vào dung dịch muối FeCl₃.
A. Không có hiện tượng gì.
B. Có các bọt khí sủi lên.
C. Có kết tủa màu nâu đỏ và sủi bọt khí.
D. Có kết tủa trắng sau đó kết tủa tan.

Câu 4: Dãy các dung dịch nào sau đây đều có môi trường base?
A. Na₂CO₃; K₂S; Na₃PO₄.
B. NaNO₃; CaCl₂; Na₂SO₃.
C. NaCl; K₂SO₄; Al(NO₃)₃.
D. CH₃COONa; K₂S; K₂SO₄.

Câu 5: Sục 2,479 lít CO₂ (đkc) vào 100 ml hỗn hợp dung dịch gồm KOH 1 M và Ba(OH)₂ 0,75 M. Sau khi khí bị hấp thụ hoàn toàn thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 19,7.
B. 14,775.
C. 23,64.
D. 16,745.

Câu 6: Có 4 dung dịch, mỗi dung dịch chỉ chứa 1 ion (+) và 1 ion (-). Các ion trong 4 dung dịch gồm: Ba²⁺; Mg²⁺; Pb²⁺; Na⁺; SO₄²⁻; Cl⁻; NO₃⁻; CO₃²⁻. Đó là 4 dung dịch nào sau đây?
A. BaSO₄; NaCl; MgCO₃; Pb(NO₃)₂.
B. BaCl₂; Na₂CO₃; MgSO₄; Pb(NO₃)₂.
C. Ba(NO₃)₂; Na₂SO₄; MgCO₃; PbCl₂.
D. BaCO₃; NaNO₃; MgCl₂; PbSO₄.

Câu 7: Cho 200 ml dung dịch A chứa HCl 1 M và HNO₃ 2 M tác dụng với 300 ml dung dịch chứa NaOH 0,8 M và KOH (chưa biết nồng độ) thì thu được dung dịch C. Biết rằng để trung hòa dung dịch C cần 60 ml HCl 1 M. Nồng độ dung dịch KOH là:
A. 0,7 M.
B. 0,5 M.
C. 1,4 M.
D. 1,6 M.

Câu 8: Cho 1,03 gam muối sodium halide (NaX) tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư thì thu được một kết tủa. Kết tủa này sau khi phân huỷ hoàn toàn cho 1,08 gam Ag. X là:
A. I.
B. Br.
C. F.
D. Cl.

Câu 9: Cho hỗn hợp gồm NaCl và NaBr tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư thu được kết tủa có khối lượng đúng bằng khối lượng AgNO₃ đã phản ứng. Thành phần % khối lượng NaBr trong hỗn hợp đầu là:
A. 43,23%.
B. 27,84%.
C. 72,16%.
D. 56,77%.

Câu 10: Nhỏ từ từ cho đến hết 400 ml dung dịch HCl 1 M vào 200 ml dung dịch chứa đồng thời Na₂CO₃ 1 M và NaHCO₃ 1 M, kết thúc phản ứng thu được V lít CO₂ (đkc). Giá trị của V là:
A. 7,437.
B. 2,479.
C. 4,958.
D. 9,916.

Đáp án tham khảo: 1-A, 2-C, 3-C, 4-A, 5-B, 6-B, 7-C, 8-B, 9-B, 10-A.

Kết luận

Hiểu và vận dụng thành thạo cách viết phương trình ion rút gọn không chỉ giúp bạn giải quyết tốt các bài tập về phản ứng trao đổi ion mà còn là tiền đề để học các phần kiến thức phức tạp hơn. Chìa khóa thành công nằm ở việc nắm vững quy tắc “chất nào phân li, chất nào không” và thực hành qua nhiều dạng bài tập khác nhau.

Hy vọng bài viết này đã mang lại cho bạn cái nhìn rõ ràng và hệ thống về phương trình ion rút gọn. Hãy tiếp tục theo dõi blog “Hóa Học Phổ Thông” để cập nhật thêm nhiều kiến thức bổ ích khác. Chúc các bạn học tập tốt