Tài liệu Bai tap hoa 11 thuyet dien ly hay (nxpowerlite copy)

Ch−¬ng tr×nh Ho¸ líp 11 ------------------------------- VÊn ®Ò 1 : ThuyÕt ®iÖn ly A – Lý thuyÕt I. Sù ®iÖn ly 1. ChÊt ®iÖn ly. Lµ chÊt khi tan trong H2O t¹o thµnh dung dÞch dÉn ®iÖn. C¸c dung dÞch axit, baz¬, muèi lµ nh÷ng chÊt ®iÖn ly. - HÇu hÕt c¸c muèi tan ®Òu lµ chÊt ®iÖn ly - C¸c baz¬ tan - C¸c axit 2. Sù ®iÖn ly. - Lµ qu¸ tr×nh ph©n ly thµnh c¸c ion d−íi t¸c dông cña c¸c ph©n tö dung m«i cã cùc. I«n d−¬ng gäi lµ Cation, ion ©m gäi lµ Anion. - Sù ®iÖn ly ®−îc biÓu diÔn b»ng ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly. Khi viÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly ph¶i l−u ý : Tæng diÖn tÝch vÕ tr¸i lu«n b»ng tæng diÖn tÝch vÕ ph¶i. Vd: H2SO4 = 2H+ + SO42Fe2(SO4)3 = 2Fe3+ + 3SO42- Sù ®iÖn ly lµ qu¸ tr×nh thuËn nghÞch, nghÜa lµ cã sù ph©n ly ph©n tö cña c¸c chÊt thµnh cation vµ anion, ®ång thêi còng cã sù kÕt hîp gi÷a cation vµ anion thµnh c¸c ph©n tö. • • • 3. ChÊt ®iÖn ly m¹nh, chÊt ®iÖn ly yÕu. ChÊt ®iÖn ly m¹nh : lµ nh÷ng chÊt khi tan vµo n−íc th× ph©n ly gÇn nh− hoµn toµn thµnh c¸c ion. C¸c chÊt ®iÖn ly m¹nh th−êng gÆp lµ : - HÇu hÕt c¸c muèi tan ( trõ CuCl2, HgCl2 ) - C¸c baz¬ tan (kiÒm) : NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 - C¸c axit m¹nh : HCl, H2SO4. HNO3, HBr Khi viÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly biÓu thÞ dÊu (=) Vd: HCl = H+ + ClChÊt ®iÖn ly yÕu : lµ nh÷ng chÊt chØ ph©n ly mét phÇn thµnh c¸c ion. Khi viÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly biÓu thÞ b»ng dÊu <=> . C¸c chÊt ®iÖn ly yÕu : C¸c axit yÕu : CH3COOH, H2S, H2CO3 Mèt sè muèi tan : CuCl2, HgCl2 Baz¬ yÕu : NH3 Vd: CH3COOH <=> CH3COO- + H+ ChÊt ®iÖn ly trung b×nh : H2SO3, H3PO4 H2SO3 <=> 2H+ + SO32- 1 • §Ó biÓu thÞ møc ®é m¹nh yÕu cña ®iÖn ly ng−êi ta dïng ®é ®iÖn ly α Sè ph©n tö ph©n ly thµnh ion α = Sè ph©n tö ban ®Çu 0 <= α <= 1 0% <= α <= 100% §é ®iÖn ly α phô thuéc vµo c¸c yÕu tè : B¶n chÊt cña chÊt ®iÖn ly, b¶n chÊt cña dung m«i, nhiÕt ®é vµ nång ®é cña dung dÞch. Dung dÞch cµng lo·ng th× ®é ®iÖn ly cµng lín. II – Sù ®iÖn ly cña Axit, Baz¬ vµ Muèi 1. Axit - Axit lµ nh÷ng chÊt cã kh¶ n¨ng cho proton. - Dung dÞch axit lµ nh÷ng dung dich cã chøa ion H+ hoÆc H3O+ Vd: HCl = H+ + ClC¸c ®a axit ph©n ly theo tõng nÊc : H2SO4 = H+ + HSO4HSO4- = H+ + SO422. Baz¬ - Baz¬ lµ nh÷ng chÊt cã kh¶ n¨ng nhËn H+ - Dung dÞch baz¬ lµ nh÷ng dung dÞch cã chøa OHVd: NH3 + H2O <=> NH4+ + OHBa(OH)2 <=> Ba2+ + 2OH3. Hydroxit l−ìng tÝnh Hydroxit l−ìng tÝnh lµ nh÷ng hydroxit võa cã kh¶ n¨ng cho pr«ton vµ võa cã kh¶ n¨ng nhËn pr«ton. NghÜa lµ võa lµ axit võa lµ baz¬. C¸c hydr«xit th−êng gÆp lµ : D¹ng Baz¬ D¹ng Axit HAlO2.H2O Al(OH)3 Zn(OH)2 H2ZnO2 Cr(OH)3 HCrO2.H2O Be(OH)2 H2BeO2 Vd: Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O Baz¬ H2ZnO2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O H2ZnO2 + 2OH- = ZnO22- + 2H2O axit 2 4. Muèi - Muèi lµ nh÷ng hîp chÊt mµ ph©n tö gåm cation kim lo¹i ( hay + NH4 ) liªn kÕt víi anion gèc axit. - Dung dÞch muèi lµ dung dÞch chøa cation kim lo¹i hay ( NH4+ ) vµ anion gèc axit. (NH4)2SO4 = 2NH4+ + SO42Ca(NO3)2 = Ca2+ + 2NO3* Chó ý : ChÊt kÕt tña, bay h¬i kh«ng cã ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly. C¸c oxit kh«ng ph¶i lµ chÊt ®iÖn ly. III – pH dung dÞch §é pH lµ chØ sè dïng ®Ó ®o nång ®é (®Æc hay lo·ng) cña axit, baz¬ khi nång ®é dung dÞch nhá h¬n 0,1 mol/ lÝt. a. - Trong H2O ë 25oC : [H+] = [OH-] = 10-7 - Trong dung dÞch bÊt kú : [H+][OH-] = 10-14 - §é pH = - lg [H+] - Trong m«i tr−êng trung tÝnh : [H+] = [OH-] = 10-7 => pH = 7 - Trong m«i tr−êng axit : [H+] > [OH-] => [H+] > 10-7 =>pH < 7 - Trong m«i tr−êng baz¬ : [H+] < [OH-] = > [H+]<10-7 => pH > 7 VËy : PH cµng nhá th× tÝnh axit cña m«i tr−êng cµng m¹nh. PH cµng lín tÝnh baz¬ cña m«i tr−êng cµng m¹nh. b. C¸ch tÝnh ®é pH cña mét dung dÞch - X¸c ®Þnh nång ®é CM cña chÊt ®iÖn ly A trong dung dÞch. - ViÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly cña A råi ®ùa vµo hÖ sè cña ph−¬ng tr×nh vµ nång ®é A ®Ó x¸c ®Þnh[H+] hoÆc [OH-] - NÕu m«i tr−êng lµ axit tÝnh ngay pH = - lg [H+] - NÕu m«i tr−êng lµ baz¬ ph¶i tÝnh [OH-], sau ®ã suy ra [H+] = 10-14 [OH-] IV – Ph¶n øng trao ®æi ion trong dung dÞch 1. Kh¸i niÖm Ph¶n øng trao ®æi ion trong dung dÞch lµ ph¶n øng x¶y ra do sù trao ®æi ion gi÷a c¸c chÊt ®iÖn ly, ®Ó t¹o thµnh chÊt míi trong ®ã sè «xy ho¸ cña chóng tr−íc vµ sau ph¶n øng kh«ng thay ®æi. 2. §iÒu kiÖn ®Ó ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn Sau ph¶n øng ph¶i cã sù t¹o thµnh mét trong c¸c chÊt : chÊt kÕt tña, chÊt khÝ, chÊt ®iÖn ly yÕu (H2O). 3. C¸ch viÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng trao ®æi ion - ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ c©n b»ng ph−¬ng tr×nh ph©n tö 3 - ViÕt chÊt ®iÖn li m¹nh d−íi d¹ng ion, chÊt ®iÖn li yÕu vµ chÊt kh«ng ®iÖn li gi÷ nguyªn. - §¬n gi¶n c¸c ion gièng nhau ë 2 vÕ, phÇn cßn l¹i lµ ph−¬ng tr×nh ion thu gän. (ptpt) Vd : 3H2SO4 + 2Fe(OH)3 = Fe2(SO4)3 + 6H2O + 23+ 26H + 3SO4 + 2Fe(OH)3 = 2Fe + 3SO4 + 6H2O (pt ion) 6H+ + 2Fe(OH)3 = 2Fe3+ + 6H2O (pt ion rót gän) V – Sù thuû ph©n cña muèi 1. Kh¸i niÖm Ph¶n øng thuû ph©n lµ ph¶n øng thuËn nghÞch x¶y ra do mét muèi t¸c dông víi H2O. - - - 2. C¸c tr−êng hîp Muèi t¹o thµnh bëi axit m¹nh vµ baz¬ m¹nh : Khi tan trong H2O cho dung dÞch cã tÝnh trung tÝnh (pH = 7) Vd: dd NaCl, dd K2SO4 ... Muèi t¹o thµnh bëi axit m¹nh vµ baz¬ yÕu : khi tan trong H2O r¹o dung dÞch cã tÝnh axit (pH < 7) lµm quú tÝm ®á. Vd: dd CuSO4 CuSO4 = Cu2+ + SO42Cu2+ + 2H2O <=> Cu(OH)+ + H3O+ Muèi t¹o bëi axit yÕu vµ baz¬ m¹nh: Khi tan trong H2O t¹o dung dÞch baz¬ (pH > 7) lµm quú tÝm chuyÓn sang mÇu xanh. V× khi tan trong n−íc anion gèc axit nhËn pr«ton. Vd: dd CH3COONa CH3COONa = CH3COO- + Na+ CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OHMuèi t¹o thµnh bëi axit yÕu vµ baz¬ yÕu khi tan trong H2O t¹o m«i tr−êng trung tÝnh. Vd: CH3COONH4 = CH3COO- + NH4+ CH3COO- + NH4+ + H2O <=> CH3COOH + NH4OH VI - Nång ®é mol 1. Kh¸i niÖm Nång ®ä mol/l (CM) cña dung dÞch A (Víi A cã thÓ lµ ph©n tö hoÆc ion) lµ sè mol (A) cã chøa trong 1 lit dung dÞch. nA [A] = nA : Sè mol A Vdd Vdd : ThÓ tÝch dung dÞch qui ra lit 4 B – C¸c d¹ng bµi tËp c¬ b¶n 1. ViÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly vµ tÝnh nång ®é c¸c ion trong dung dÞch khi kh«ng cã ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra. Bµi 1: TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion Ba2+ vµ OH- cã trong dung dÞch Ba(OH)2 0,02 M Gi¶i: Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH0,02 0,02 2. 0,02 (mol) Dùa theo ph−¬ng tr×nh ph¶n øng: nBa2+ = nBa(OH)2 [Ba2+] = [Ba(OH)2] = 0,02M nOH- = 2. nBa(OH)2 [OH-] = 2.[Ba(OH)2] = 0,04M Bµi 2: Trén lÉn 150 ml dung dÞch CaCl2 0,5M. TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion trong dung dich thu ®−îc. (1) Gi¶i: CaCl2 = Ca2+ + 2Cl0,075 0,075 0,15 (mol) NaCl = Na+ + Cl(2) 0,1 0,1 0,1 (mol) nCaCl2 = CM.V = 0,15. 0,5 = 0,075 (mol) nCaCl = CM.V = 0,05. 2 = 0,1 (mol) Vdd = 150 ml + 50 ml = 200ml = 0,2 (l) Tõ ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly (1): 0,075 nCa2+ nCa2+ = 0,075 (mol) [Ca2+] = = = 0,375 (M) Vdd 0,2 Tõ ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly (2): 0,1 + + [Na ] = = 0,5 (M) nNa = 0,1 mol 0,2 Tõ ph−¬ng tr×nh (1) vµ (2): 0,25 [Cl-] = = 1,25 (M) nCl- = 0,15 + 0,1 = 0,25 mol 0,2 2. ViÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng trao ®æi ion Bµi 1: ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ ph−¬ng tr×nh ion cña c¸c ph¶n øng trong dung dÞch theo s¬ då sau ®©y: a. CaCl2 + ? CaCO3 + ? c. Fe2(SO4)3 + ? K2SO4 + ? b. FeS + ? FeCl2 + ? d. BaCO3 + ? Ba(NO3)2 + ? 5 H−íng dÉn: Muèn hoµn thµnh ph−¬ng tr×nh ph©n tö ph¶i dùa vµo c¸c chÊt ®· cho vµ tÝnh chÊt cña nã. VÝ dô ë c©u (a) ta cã thÓ chän mét muèi Cacbonat tan bÊt k×. C©u (b) chØ cã thÓ chän mét axit cã gèc Cl- nªn ®¸p sè duy nhÊt lµ axit HCl. a. CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl Ca2+ + 2Cl- + 2Na+ + CO32- = CaCO3 + 2Na+ + 2ClCa2+ + CO32- =CaCO3 b. FeS + 2HCl = FeCL2 + H2S FeS + 2H+ + 2Cl- = Fe2+ + 2Cl- + H2S FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S c. Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3 + 3K2SO4 2Fe3+ + 3SO42- + 6K+ + 6OH- = 2Fe(OH)3 + 6K+ + 3SO422Fe3+ + 6OH- = 2Fe(OH)3 d. BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2 + H2O BaCO3 + 2H+ + 2NO3- = Ba2+ + 2NO3- + CO2 + H2O BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2 + H2O Bµi 2: ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö cña c¸ ph¶n øng cã ph−¬ng tr×nh ion rót gän sau: a. Pb2+ + SO42- = PbSO4 b. Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 c. S2- + 2H+ = H2S H−íng dÉn: Th−êng d¹ng bµi nµy cã rÊt nhiÒu c¸ch chän kh¸c nhau tuú theo ®Çu bµi yªu cÇu. VÝ dô ë c©u (a) ®Ó cã Pb2+ ta chän mét muèi ch× tan bÊt k×, ®Ó cã ion SO42- ta chän H2SO4 hoÆc mét muèi sunfat tan bÊt k×. a. Pb(NO3)2 + CuSO4 = PbSO4 + Cu(NO3)2 b. Mg(NO3)2 + 2KOH = 2KNO3 + Mg(OH)2 c. Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S 3. D¹ng bµi tÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion vµ c¸c chÊt trong dung dÞch thu ®−îc khi trçn lÉn c¸c dung dÞch víi nhau vµ ®ång thêi cã ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra. Vd: Trén lÉn 100ml dung dÞch NaHSO4 1M víi 100 ml dung dÞch NaOH 2M ®−îc dung dÞch D. a. ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ ph−¬ng tr×nh ion cña ph¶n øng x¶y ra trong dung dÞch D. b. TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion trong dung dÞch thu ®−îc. Gi¶i: nNaHSO4 = 0,1.1 = 0,1 mol nNaOH = 0,1.2 = 0,2 mol Vdd = 100 ml + 100 ml = 200 ml 6 Ph−¬ng tr×nh ®iÖn li: NaHSO4 = Na+ + HSO4- (1) 0,1 0,1 0,1 (mol) + NaOH = Na + OH - (2) 0,2 0,2 0,2 (mol) Khi trén 2 dung dÞch cã ph¶n øng : HSO4- + OH- = H2O + SO420,1 0,1 0,1 (mol) VËy trong dung dÞch thu ®−îc sau ph¶n øng cã : 0,1 mol SO42- ; 0,1 mol OH- ; 0,3 mol Na+. 0,1 0,1 0,3 2+ = 0,5 M ; [OH ] = = 0,5M ; [Na ] = = 1,5M [SO4 ] = 0,2 0,2 0,2 4. TÝnh ®é pH cña dung dÞch Vd: Trén lÉn 50ml dung dÞch HCl 0,12 M víi 50 ml dung dÞch NaOH 0,1M. TÝnh pH cña dung dÞch thu ®−îc. Gi¶i: nHCl = 0,05.0,12 = 0,006 mol nNaOH = 0,05.0,1 = 0,005 mol Vdd = 100 ml = 0,1 (l) + (1) - Ph−¬ng tr×nh ®iÖn li: HCl = H + Cl0,006 0,006 0,006 (mol) + (2) NaOH = Na + OH0,005 0,005 0,005 (mol) + - Ph−¬ng tr×nh ph¶n øng: H + OH = H2O (3) 0,005 0,005 0,005 (mol) - Dung dÞch thu ®−îc sau khi trén cã : nH+ = 0,006 – 0,005 = 0,001 = 10-3 mol 10-3 = 10-2 [H+] = 0,1 M: pH = - lg H+ = - lg 10-2 = 2 5- Axit - baz¬ Vd: Theo ®Þnh nghÜa míi vÒ axit- baz¬ c¸c ion Na+, NH4+, CO32-, CH3COO-, HSO4-, K+, Cl-, HCO3- lµ axit, baz¬, l−ìng tÝnh hay trung tÝnh ? T¹i sao? Trªn c¬ së ®ã h·y dù ®o¸n c¸c dung dÞch sau cã m«i tr−êng axit hay baz¬: Na2CO3, KCl, CH3COONa, NH4Cl, NaHSO4. Gi¶i: - Dùa vµo dÞnh nghÜa míi vÒ axit-baz¬ cña Bronsted cã thÓ kÕt luËn. C¸c ion NH4+, HSO4- lµ nh÷ng axit v× chóng cã kh¶ n¨ng cho pr«ton (H+) 7 NH4+ + H2O <=> H3O+ + NH3 HSO4- + H2O <=> H3O+ + SO42- C¸c ion CO32-, CH3COO- lµ nh÷ng baz¬ v× chóng cã kh¶ n¨ng nhËn pr«ton. CO32- + H2O <=> HCO3- + OHCH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OHIon HCO3- l−ìng tÝnh v× võa cã kh¶ n¨ng cho võa cã kh¶ n¨ng nhËn pr«ton. HCO3- + H2O <=> CO32- + H3O+ HCO3- + H3O+ <=> CO2 + 2H2O - C¸c ion : Na+, K+, Cl- kh«ng cã kh¶ n¨ng cho, nhËn pr«ton ®−îc gäi lµ c¸c ion trung tÝnh. - C¸c dung dÞch: NH4Cl, NaHSO4 cã pH < 7. C¸c dung dÞch : Na2CO3, CH3COONa cã pH > 7 Dung dÞch KCl cã pH = 7 C - Bµi tËp t−¬ng tù Bµi 1: TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion trong dung dÞch CH3COOH 1,2M biÕt r»ng chØ cã 1,4% sè ph©n tö ph©n ly thµnh ion. Bµi 2: Trén lÉn 100ml dung dÞch KOH 1M víi 100ml dung dÞch HCl 0,5M ®−îc dung dÞch D. a. TÝnh ®é pH cña dung dÞch D b. TÝnh V cña dung dÞch H2SO4 1M ®ñ ®Ó trung hoµ dung dÞch D. Bµi 3: Trong dung dÞch cã thÓ tån t¹i ®ång thêi c¸c ion sau ®©y ®−îc kh«ng ? Gi¶i thÝch vµ sao? a. Na+, Cu2+, Cl- vµ OHb. K+, Fe2+, Cl-, SO42c. K+, Ba2+, Cl-, SO42Bµi 4: 8 ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ ph−¬ng tr×nh ion rót gän cña c¸c ph¶n øng trong dung dÞch theo s¬ ®å sau: BaCl2 + ... c. Na2SiO3 + ... H2SiO3 + ... a. BaSO3 + ... b. K3PO4 + ... Ag3PO4 + ... d. AlBr3 + ... Al(OH)3 + ... Bµi 5: ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö cña c¸c ph¶n øng cã ph−¬ng tr×nh ion rót gän nh− sau : a. Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 d. H3O+ + OH- = 2H2O b. 2H+ + CO32- = H2O + CO2 e. 2H3O+ + MgO = Mg2+ + 3H2O c. 3Ca2+ + 2PO43- = Ca3(PO4)2 f. 2H+ + Cu(OH)2 = Cu2+ + 4H2O Bµi 6: Cã 3 èng nghiÖm mçi èng chøa 2 cation vµ 2 anion (kh«ng trïng lÆp gi÷a c¸c èng nghiÖm). Trong sè c¸c cation vµ c¸c anion sau : NH4+, Na+, Ag+, Ba2+, Mg2+, Al3+, Cl-, Br-, NO3-, SO42-, PO43-, CO32H·y x¸c ®Þnh c¸c cation vµ c¸c anion trong tõng èng nghiÖm. Bµi 7: TÝnh nång ®é mol/l cña dung dÞch H2SO4 vµ dung dÞch NaOH biÕt r»ng: - 30 ml dung dÞch H2SO4 §−îc trung hoµ hÕt bëi 20 ml dung dÞch NaOH vµ 10 ml dung dÞch KOH 2M. - 30 ml dung dÞch NaOH ®−îc trung hoµ hÕt bëi 20 ml dung dÞch H2SO4 vµ 5 ml dung dÞch HCl 1M. Bµi 8: C¸c chÊt vµ ion cho d−íi ®©y ®ãng vai trß axit, baz¬, l−ìng tÝnh hay trung tÝnh : Al(H2O)3+, S2-, Zn(OH)2, NH4+, Na+, Cl- ? T¹i sao ? Hoµ tan 4 muèi : NaCl, NH4Cl, AlCl3, Na2S vµo n−íc ®−îc 4 dung dÞch. Sau ®ã cho vµo mçi dung dÞch mét Ýt quú tÝm. Hái dung dÞch ®ã cã mÇu g× ? T¹i sao ? 9