Hoá học 11 Bài 5: Luyện tập Axit, bazơ và muối và Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

Hình 1: Sơ đồ tư duy Hóa học "Sự điện li"

- Axit là chất khi tan trong nước phân li ra ion H⁺

- Bazơ là chất khi tan trong nước phân li ra ion OH^-

- Hiđroxit lưỡng tính là chất khi tan trong nước vừa có thể phân li theo kiểu axit, vừa có thể phân li theo kiểu bazơ.

- Hầu hết các muối khi tan trong nước phân li hoàn toàn thành cation kim loại (hoặc NH₄⁺) và anion gốc axit.

- Nếu gốc axit còn chứa hiđro axit thì nó sẽ tiếp tục phân li yếu ra cation H⁺ và anion gốc axit.

Bài 1: Cho các chất sau: NaCl; HF; CuSO₄; NaOH; Mg(NO₃)₂; H₃PO₄; (NH₄)₃PO₄; H₂CO₃; ancol etylic; CH₃COOH; AgNO₃; Glucozơ; glyxerol; Al(OH)₃; Fe(OH)₂; HNO₃.

Xác định chất điện li mạnh, chất điện li yếu, chất không điện li? Viết phương trình điện li của các chất (nếu có).

Hướng dẫn giải

- Chất điện li mạnh: NaCl; CuSO₄; NaOH; Mg(NO₃)₂; (NH₄)₃PO₄; AgNO₃; HNO₃.

Phương trình điện li:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2-

NaOH → Na⁺ + OH^-

Mg(NO₃)₂ → Mg²⁺ + 2NO₃^-

(NH₄)₃PO₄ → 3NH₄⁺ + PO₄^3-

AgNO₃ → Ag⁺ + NO₃^-

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

- Chất điện li yếu: HF; H₃PO₄; H₂CO₃; CH₃COOH; Al(OH)₃; Fe(OH)₂.

Phương trình điện li:

HF ⇌ H⁺ + F^-

CH₃COOH ⇌ CH₃COO^- + H⁺

H₃PO₄ ⇌ H⁺ + H₂PO₄^-

Al(OH)₃ ⇌ Al³⁺ + 3OH^-

H₂PO₄- ⇌ H⁺ + HPO₄^2-

H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃^-

HPO₄2- ⇌ H⁺ + PO₄^3-

HCO₃- ⇌ H⁺ + CO₃^2-

Fe(OH)₂ ⇌ Fe²⁺ + OH^-

- Chất không điện li: Glucozơ; glyxerol; ancol etylic.

Bài 2: Tính nồng độ mol/lit của các ion có trong dung dịch sau:

a. Hòa tan 4,9 g H₂SO₄ vào nước thu được 200 ml dung dịch.

b. Trộn lẫn 500 ml dd NaOH 1 M với 200 ml dd NaOH 30% (d = 1,33 g/ml).

c. Trộn 200ml dd Ca(NO₃)₂ 0,5 M với 300 ml dd KNO₃ 2M.

d. Trộn 100 gam dung dịch Fe₂(SO₄)₃ 4% (d=1,25 g/ml) với 120 ml dung dịch FeCl₃ 0,1 M.

e. Dung dịch HNO₂ 1 M, biết α = 1,2%.

Hướng dẫn giải

a) Số mol H₂SO₄ là: n_H2SO₄ = 4,9/98 = 0,05 mol

C_M(H₂SO₄) = 0,05/0,2 = 0,25 (M)

Phương trình điện li: H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

Nồng độ các ion trong dung dịch là: [H⁺] = 0,5 M; [SO₄^2-] = 0,25 M

b) 500 ml dd NaOH 1 M có số mol là 0,5 mol

200 ml dd NaOH 3% (d = 1,33 g/ml) có số mol là: 3.200.1,33/40.100 = 0,2 mol

Nồng độ NaOH sau khi trộn là: (0,5+0,2) : (0,5+0,2) = 0,1 (M)

Phương trình điện li: NaOH → Na⁺ + OH^-

Nồng độ các ion trong dùng dịch là: [Na⁺] = 0,1 M; [OH^-] = 0,1 M

c) Số mol Ca(NO₃)₂ là: n_Ca(NO3)₂ = 0,5.0,2 = 0,1 mol

Phương trình điện li: Ca(NO₃)₂ → Ca²⁺ + 2NO₃^-

Số mol KNO₃ là: n_KNO3 = 0,3.2 = 0,6 mol

Phương trình điện li: KNO₃ → K⁺ + NO₃^-

Nồng độ các ion trong dung dịch sau khi trộn là:

[Ca²⁺] = 0,1/0,5 = 0,2 M; [K⁺] = 0,6/0,5 = 1,2 M; [NO₃^-] = (0,2+0,6)/0,5 = 1,6 M

d) Số mol Fe₂(SO₄)₃ là: n_Fe2(SO₄)₃ = 4.100/100.400 = 0,01 (mol)

100 gam dung dịch Fe₂(SO₄)₃ 4% có thể tích là V = 100/1,25 = 80 ml

Phương trình điện li: Fe₂(SO₄)₃ → 2Fe³⁺ + SO₄^2-

Số mol của FeCl₃ là: n_FeCl3 = 0,12.0,1 = 0,012 (mol)

Phương trình điện li: FeCl₃ → Fe³⁺ + 3Cl^-

Nồng độ các ion trong dung dịch sau khi trộn là:

[Fe³⁺] = 0,32/0,2 = 1,6 M; [SO₄^2-] = 0,01/0,2 = 0,05 M; [Cl^-] = 0,036/0,2 = 0,18 M

Phương trình điện li:

                   HNO₂      ⇌      H⁺     +    NO₂^-

Ban đầu:       1                  0             0 M

Điện ly:         1.α   →        α       →   α M

Sau đl:         1-α    →       α       →   α M

Nồng độ các ion trong dung dịch là: [H⁺] = 0,012 M; [NO₂^-] = 0,012 M

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

- Phần 1: tác dụng với lượng dư dd NaOH, đun nóng thu được 0,672 lít khí (đktc) và 1,07 gam kết tủa.

- Phần 2: tác dụng với lượng dư dd BaCl₂, thu được 4,66 gam kết tủa. Tổng khối lượng các muối khan thu được khi cô cạn dd X là (quá trình cô cạn chỉ có nước bay hơi)

Hướng dẫn giải

n_NH4⁺ = n_NH3 = 0,672/22,4 = 0,03 mol

n_Fe³⁺ = 1,07/107 = 0,01 mol; n_SO4^2- = 4,66/233 = 0,02 mol

Áp dụng đL bảo toàn điện tích: 3.0,01 + 0,03 = 2.0,02 +x ⇒ x = 0,02

m = 0,01.56 + 0,03.18 + 0,02.96 + 0,02.35,5 = 3,73 gam

Khối lượng muối khan trong dung dịch X: 3,73.2 = 7,46 gam

a. PH với axit, bazo mạnh

Trộn 10g dung dịch HCl 7,3% với 20g dung dịch H₂SO₄ 4,9% rồi thêm nước để được 100ml dung dịch A. Tính pH của dung dịch A.

Hướng dẫn giải

Số mol HCl là n_HCl = (10.7,3)/(100.36,5) = 0,02 mol

Số mol H₂SO₄ là n_H2SO₄ = (20.4,9)/(100.98) = 0,01 mol

Phương trình điện ly: HCl → H⁺ + Cl^-

                                0,02 → 0,02 mol

                                H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

                                0,01 → 0,02 mol

Tổng số mol H⁺ là n_H⁺ = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol

CM_(H⁺₎ = 0,04/0,1 = 0,4 M ⇒ pH = 0,4

b. PH với axit, bazo yếu

Cho dd hh X gồm HCl 0,01 M và CH₃COOH 0,1M. Biết Ka của CH₃COOH = 1,75.10^-5 và bỏ qua sự phân li của nước. Giá trị pH của dd X là:

Hướng dẫn giải

Ka = x(0,01+x)/(0,1-x) = 1,75.10^-5 ⇒ x = 1,75.10^-5 ⇒ pH = 1,99

c. Bài toán về pha loãng, pha trộn dung dịch các chất điện ly để đạt được pH định trước.

Trộn 100 ml dung dịch có pH =1 gồm HCl và HNO₃ với 100 ml dung dịch NaOH nồng độ a(mol/l) thu được 200 ml dung dịch A có pH = 12.

a. Tính a

b. Pha loãng dung dịch A bao nhiêu lần để thu được pH = 11

Hướng dẫn giải

a. n_H⁺ = 0,01 mol; n_OH^- = 0,1a mol

Ta có:        H⁺ + OH^- → H₂O (Sau phản ứng pH =12 ⇒ dư bazo)

Ban đầu 0,01……0,1a

Pư        0,01……0,01

Sau pư 0....….0,01-0,1a

(0,01-0,1a) : (0,1+0,1) = 0,01 ⇒ a= 0,08 lít

b. số mol NaOH dư: n_OH^- = 0,002 mol

Gọi x là thể tích nước thêm vào.

Dung dịch sau pha loãng có pH = 10 ⇒ 0,002/(0,2+x) = 0,001 ⇒ x = 1,8

Vậy cần phải pha loãng 10 lần.

Câu 1: Dùng phản ứng trao đổi ion để tách:

a, ion Mg²⁺ ra khỏi dung dịch chứa các chất tan Mg(NO₃)₂ và KNO₃

b, ion PO₄^3- ra khỏi dung dịch chứa các chất tan K₃PO₄ và KNO₃

Câu 2: Trong y học,dược phẩm Nabica (NaHCO₃) là chất dùng để trung hòa bớt lượng dư axit HCl trong dạ dày.

a, Viết PTHH dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng.

b, Nồng độ axit HCl trong dạ dày 0,035M, tính thể tích dung dịch HCl được trung hòa và thể tích CO₂ (đktc) sinh ra khi uống 0,336g NaHCO₃.

Câu 3: Hòa tan 0,887g NaCl và KCl trong nước, xử lý dung dịch thu được bằng một lượng dư dung dịch AgNO₃ thu được 1,913g kết tủa. Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp.

Câu 4: Cho 400g dung dịch H₂SO₄ 49% vào nước được 2 lít dung dịch A.

a, Tính nồng độ mol ion H⁺ trong dung dịch A.

b, Tính thể tích dd NaOH 1,8M cần thêm vào dd A để thu được dung dịch có pH = 1, pH = 7, pH = 13

Câu 5: Cho biết giá trị pH của các dung dịch sau:

Na₂CO₃, KCl, CH₃COONa, NaHSO₄, AlCl₃, Na₂S, C₆H₅ONa, NH₄Cl. Giải thích?

Câu 1: Dãy ion nào sau đây chứa các ion đều phản ứng được với ion OH?

A. H⁺, NH₄⁺, HCO₃^-, CO₃^2-

B. Fe²⁺, Zn²⁺, HSO₄^- . SO₃^2-

C. Ba²⁺, Mg²⁺, Al, PO₄^3-

D. Fe³⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, HS

Câu 2: Ion CO không tác dụng với tất cả các ion thuộc dãy nào sau đây?

A. NH₄⁺, K⁺, Na⁺

B. H⁺, NH₄+, K⁺, Na⁺

C. Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺

D. Ba²⁺, Cu²⁺, NH₄⁺, K⁺

Câu 3: Dung dịch A có a mol NH₄⁺, b mol Mg²⁺, c mol SO₄^2- và d mol HSO₃^-. Biểu thức nào dưới đây biểu thị đúng sự liên quan giữa a, b, c, d?

A. a + 2b = c + d   

B. a + 2b = 2c + d

C. a + b = 2c + d   

D. a + b = c + d

Câu 4: Dãy nào sau đây gồm các chất vừa tác dụng được với dung dịch axit,vừa tác dụng với dung dịch bazơ ?

A. Al(OH)₃, (NH₄)₂CO₃, NH₄Cl

B. NaOH, ZnCl₂, Al₂O₃

C. KHCO₃, Zn(OH)₂ CH₃COONH₄

D. Ba(HCO₃)₂, FeO, NaHCO₃

Câu 5: Cho các nhóm ion sau:

(1) Na⁺, Cu²⁺, Cl, OH    

(2) K⁺, Fe²⁺, Cl, SO₄^2- 

(3) K⁺, Ba²⁺, Cl, SO₄^2-   

(4) HCl₃^-, Na⁺, K⁺, HSO₄^-

Trong các nhóm trên,những nhóm tồn tại trong cùng một dung dịch là

A. (1), (2), (3), (4).   

B. (2), (3).

C. (2), (4).   

D. (2).

Sau bài học cần nắm:

• Cách viết phương trình phản ứng trao đổi giữa các chất điện li dạng đầy đủ và dạng ion thu gọn
• Vận dụng kiến thức để dự đoán chiều hướng của phản ứng trao đổi giữa các chất điện li