Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 7: Luyện tập Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li

1. Giải bài 1 trang 30 SGK Hóa 11 nâng cao

Viết phương trình ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch giữa các cặp chất sau :

a) MgSO₄ + NaNO₃

b) Pb(NO₃)₂ + H₂S

c) Pb(OH)₂ + NaOH

d) Na₂SO₃ + H₂O

e) Cu(NO₃)₂ + H₂O

g) Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂

h) Na₂SO₃ + HCl

i) Ca(HCO₃)₂ + HCl

Phương pháp giải

Nắm vững các bước viết phương trình ion

- Bước 1: Chuyển tất cả các chất vừa điện li mạnh vừa dễ tan thành ion, các chất khí, kết tủa, điện li yếu để nguyên dưới dạng phân tử. Phương trình thu được được gọi là phương trình ion đầy đủ.

- Bước 2: Lược bỏ những ion không tham gia phản ứng ta được phương trình ion rút gọn.

Hướng dẫn giải

Câu a: Không phản ứng

Câu b: Pb²⁺ + H₂S → PbS↓ + 2H⁺

Câu c: Pb(OH)₂ + 2OH^- → PbO₂^2- + 2H₂O

Câu d: SO₃^2- + H₂O ↔ HSO₃- + OH^-

Câu e: Cu²⁺ + 2HOH ↔ Cu(OH)⁺ + H⁺

Câu g: HCO₃^- + OH^- ↔ CO₃^2- + H₂O

Câu h: SO₃^2- + 2H⁺ ↔ SO₂↑ + H₂O

Câu i: HCO₃^- + H⁺ ↔ CO₂↑ + H₂O

Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi

A. các chất phản ứng phải là những chất dễ tan.

B. một số ion trong dung dịch kết hợp được với nhau làm giảm nồng độ của chúng.

C. phản ứng không phải là thuận nghịch.

D. các chất phản ứng phải là những chất điện li mạnh.

Phương pháp giải

Nắm vững các điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi:

+ Phản ứng tạo thành chất kết tủa 

+ Phản ứng tạo thành chất điện li yếu

+ Phản ứng tạo thành chất khí

Hướng dẫn giải

Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi một số ion trong dung dịch kết hợp được với nhau làm giảm nồng độ của chúng.

→ Đáp án B.

Rau quả khô được bảo quản bằng khí SO₂ thường chứa một lượng nhỏ hợp chất có gốc SO₃^2-. Để xác định sự có mặt của các ion SO₃^2- trong rau quả, một học sinh ngâm một ít đậu trong nước. Sau một thời gian lọc lấy dung dịch rồi cho tác dụng với dung dịch H₂O₂ (chất oxi hóa), sau đó cho tác dụng tiếp với dung dịch BaCl₂. Viết các phương trình ion rút gọn của các phản ứng đã xảy ra.

Phương pháp giải

Nắm vững các bước viết phương trình ion

- Bước 1: Chuyển tất cả các chất vừa điện li mạnh vừa dễ tan thành ion, các chất khí, kết tủa, điện li yếu để nguyên dưới dạng phân tử. Phương trình thu được được gọi là phương trình ion đầy đủ. 

- Bước 2: Lược bỏ những ion không tham gia phản ứng ta được phương trình ion rút gọn.

Hướng dẫn giải

SO₃^2- + H₂O₂ → SO₄^2- + H₂O;

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓.

Những hóa chất sau thường được dùng trong công việc nội trợ: muối ăn, giấm, bột nở (NH₄HCO₃), phèn chua (Kal(SO₄)₂.12H₂O), muối iot (NaCl + KI). Hãy dùng các phản ứng hóa học đẻ phân biệt chúng. Viết phương trình ion rút gọn của các phản ứng.

Phương pháp giải

Hòa tan các hóa chất vào nước thu dung dịch, rồi tiến hành viết phương trình ion rút gọn của phản ứng.

Hướng dẫn giải

Hòa tan các hóa chất vào nước thu dung dịch.

- Muối ăn: Ag⁺ +Cl^- → AgCl↓ trắng

- Giấm: 2CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + CO₂↑ + H₂O

- Bột nở: NH₄⁺ + OH^- →(t^o) NH₃↑ + H₂O

- Muối iot: Ag⁺ + I^- → AgI↓ vàng đậm

Hòa tan hoàn toàn 0,1022g một muối kim loại hóa trị hai MCO₃ trong 20,00ml dung dịch HCl 0,080M. Để trung hòa lượng HCl dư cần 5,64 ml dung dịch NaOH 0,10M. Xác định kim loại M.

Phương pháp giải

Tính theo phương trình hóa học:

nHCl = ?, nNaOH = ?

MCO₃      +     2HCl    →    MCl₂   +   CO₂   +    H₂O  (1)

NaOH      +   HCl dư → NaCl + H₂O     (2)

Từ (2) ⇒ nHCl dư = nNaOH = ?

Từ (1) ⇒ nMCO₃ = 1/2.nHCl = ?

⇒ nMCO₃.(M + 60) = 0,1022

⇒ M = ? g/mol

Hướng dẫn giải

Gọi khối lượng nguyên tử của M là M.

Số mol HCl: 0,02.0,08 = 0,0016 mol

Số mol NaOH: 0,00564.0,1 = 0,000564 mol

MCO₃      +     2HCl    →    MCl₂   +   CO₂   +    H₂O  (1)

0,000518      0,001036 = (0,0016 - 0,000564)

NaOH      +   HCl dư → NaCl + H₂O     (2)

0,000564       0,000564

Từ (2) ⇒ n_{HCl dư}= n_NaOH = 0,000564 mol

⇒ n_{HCl dư(1)} = (0,0016 – 0,000564) = 0,001036 mol

Từ (1) ⇒ n_MCO3 = 1/2 . n_HCl = 0,000518 mol

⇒ 0,000518.(M + 60) = 0,1022

⇒ M = 137 g/mol

Vậy M là Ba.

Dung dịch chất nào dưới đây có pH = 7,0 ?

A. SnCl₂

B. NaF

C. Cu(NO₃)₂

D. KBr.

Phương pháp giải

Muối tạo bởi cation bazơ mạnh và gốc axit mạnh có môi trường trung tính

Hướng dẫn giải

Chọn D.

KBr → K⁺ + Br^-

KBr (muối của cation bazơ mạnh và gốc axit mạnh) nên có pH = 7

Dung dịch chất nào sau đây có pH < 7,0?

A. KI

B. KNO₃

C. FeBr₂

D. NaNO₂.

Phương pháp giải

Muối tạo bởi cation bazơ yếu và gốc axit mạnh có môi trường axit

Hướng dẫn giải

Chọn C.

FeBr₂ → Fe²⁺ + 2Br^-

FeBr₂ (muối của cation bazơ yếu và gốc axit mạnh)

Dung dịch chất nào ở câu 7 có pH > 7,0?

Phương pháp giải

Muối tạo bởi cation bazơ mạnh và gốc axit yếu có môi trường bazo

Hướng dẫn giải

Chọn D.

NaNO₂ → Na⁺ + NO₂^-

NaNO₂ (muối của cation bazơ mạnh và gốc axit yếu)

Viết phương trình hóa học dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng trao đổi ion trong dung dịch để tạo thành từng kết tủa sau (hình 1.10):

a) Cr(OH)₃

b) Al(OH)₃

c) Ni(OH)₂.

Phương pháp giải

Xem lại kiến thức về phương trình ion

Hướng dẫn giải

Câu a: Cr(NO₃)₃ + 3NaOH → Cr(OH)₃↓ + 3NaNO₃ (Cr³⁺ + 3OH^- → Cr(OH)₃↓)

Câu b: AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl (Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃↓)

Câu c: NiSO₄ + 2NaOH → Ni(OH)₂↓ + Na₂SO₄ ( Ni²⁺ + 2OH^- → Ni(OH)₂↓)

Tính nồng độ mol của các ion H⁺ và OH^- trong dung dịch NaNO₂ 1,0M, biết rằng hằng số phân li bazơ của NO₂^- là K_b = 2,5.10^-11.

Phương pháp giải

NaNO₂ → Na⁺   + NO₂^-

NO₂^-  +   H₂O  ⇔   HNO₂  +  OH^-

Hướng dẫn giải

NaNO₂ → Na⁺   + NO₂^-

  1              1            1

                              NO₂^-  +   H₂O  ⇔   HNO₂  +  OH^-

Trước thủy phân:    1

Thủy phân:               x                              x             x

Cân bằng:              (1-x)                           x             x

Ta có: 

\(\begin{array}{l}
{K_b} = \frac{{[HN{O_2}].[O{H^ - }]}}{{[NO_2^ - ]}} = 2,{5.10^{ - 11}}\\
 \to \frac{{x.x}}{{(0,1 - x)}} = 2,{5.10^{ - 11}}
\end{array}\)

Vì x << 1 ⇒ (1 – x) ≈ 1

⇒ x.x = 2,5.10^-11 = 25.10^-12 ⇒ x = 5.10^-6

Ta có:   [OH^-].[H⁺] = 10^-14

\( \to [{H^ + }] = \frac{{{{10}^{ - 14}}}}{{{{5.10}^{ - 6}}}} = {2.10^{ - 9}}(mol/lit)\)