Microsoft Word c1 doc Chuyên đề Hóa Học lớp 11 Trang 1 I SỰ ĐIỆN LI Sự điện li là quá trình các chất tan trong nước ra ion Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân[.]
Chuyên đề SỰ ĐIỆN LI VẤN ĐỀ 1: LÝ THUYẾT I SỰ ĐIỆN LI - Sự điện li trình chất tan nước ion - Chất điện li mạnh: chất tan nước, phân tử hòa tan phân li ion + Những chất điện li mạnh: Các axit mạnh: HCl, HNO3, H2SO4 bazơ mạnh: KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 hầu hết muối HCl → H+ + Cl Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH - Chất điện li yếu: chất tan nước có số phần tử hịa tan phân li ion, phần tử lại tồn dạng phân tử dung dịch + Những chất điện li yếu: Là axit yếu: CH 3COOH, HClO, HF, H2S…các bazơ yếu: Mg(OH)2, Al(OH)3 CH3COOH CH3COO - + H+ II AXIT - BAZƠ - MUỐI Axit - Theo A-re-ni-ut: Axit chất tan nước phân li cation H + HCl → H+ + Cl + - Axit nấc: phân li nấc ion H : HCl, HNO3, CH3COOH - Axit nhiều nấc: phân li nhiều nấc ion H+: H3PO4 Bazơ - Theo A-re-ni-ut: Bazơ chất tan nước phân li ion H+ → Na+ NaOH + OH Hidroxit lưỡng tính - Hidroxit lưỡng tính hidroxit tan nước vừa phân li axit, vừa phân li bazơ Thí dụ: Zn(OH)2 hidroxit lưỡng tính Phân li theo kiểu bazơ: Zn(OH)2 Zn2+ + 2OH Phân li theo kiểu axit: Zn(OH)2 + 2H+ ZnO 2 Muối - Muối hợp chất tan nước phân li cation kim loại (hoặc cation NH +4 ) anion gốc axit - Thí dụ: NH4NO3 → NH +4 + NO-3 NaHCO3 → Na+ + HCO-3 III SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ - Tích số ion nước K H O = [H + ].[OH - ] = 1,0.10-14 (ở 250C) Một cách gần đúng, coi giá trị tích số số dung dịch loãng chất khác - Các giá trị [H+] pH đặc trưng cho môi trường Môi trường trung tính: [H+] = 1,0.10-7M pH = Mơi trường axit: [H+] > 1,0.10-7M pH < Môi trường kiềm: [H+] < 1,0.10-7M pH > Chuyên đề Hóa Học lớp 11 Trang IV PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI Điều kiện xãy phản ứng - Phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li xãy ion kết hợp lại với tạo thành chất sau: + Chất kết tủa: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl 22+ Ba + SO → BaSO4↓ + Chất bay hơi: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O 2+ + 2H → CO2↑ + H2O CO3 + Chất điện li yếu: → CH3COOH CH3COONa + HCl + NaCl CH3COO + H+ → CH3COOH Bản chất phản ứng - Phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li phản ứng ion VẤN ĐỀ 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP DAÏNG 1: CHẤT ĐIỆN LI MẠNH Phương pháp giải: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH CÁC CHẤT ĐIỆN LI MẠNH Axit : HCl, H2SO4 , HNO3 HCl → H+ + Cl H2SO4 → 2H+ + SO42 Bazo : NaOH, Ca(OH)2 NaOH → Na+ + OH Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH Muối : NaCl, CaCl2 , Al2(SO4)3 NaCl → Na+ + Cl CaCl2 → Ca2+ + 2Cl Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO422 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ MOL ION B1 : Tính số mol chất điện li B2 : Viết phương trình điện li, biểu diễn số mol lên phương trình điện li B3 : Tính nồng độ mol ion : CM n V Ví dụ: Ví dụ 1: Viết phương trình điện li chất sau: KOH, HNO3, BaCl2 Hướng dẫn giải + * KOH: KOH K + OH * HNO3: HNO3 H+ + NO3* BaCl2: BaCl2 Ba2+ + 2ClChun đề Hóa Học lớp 11 Trang Ví dụ 2: Tính nồng độ mol/lit ion sau: 100 ml dung dịch chứa 4,26 gam Al(NO 3)3 Hướng dẫn giải nAl(NO)3 = 0,02 (mol) Al(NO3)3 → Al3+ + 3NO30,02 0,02 0,06 (mol) 3+ [Al ] = 0,02/0,1 = 0,2(M) ; [NO3-] = 0,06/0,1 = 0,6 (M) Ví dụ 2: Hòa tan 12,5 gam tinh thể CuSO4.5H2O nước thành 200 ml dung dịch Tính nồng độ mol ion dung dịch thu Hướng dẫn giải nCuSO4 5H2O = 12,5/250 = 0,05 (mol) CuSO4.5H2O → Cu2+ + SO42- + 5H2O 0,05 0,05 0,05 (mol) 2+ 2[ Cu ] = [SO4 ] = 0,05/0,2 = 0,25 (M) Bài tập: Bài 1: Viết phương trình điện li chất sau (nếu có ) : HClO4 Sr(OH)2 K3PO4 BaCl2 AgCl Fe(OH)3 Al2(SO4)3 KMnO4 KOH 10 HNO3 11 BaSO4 ĐS: HS tự làm Bài 2: Viết công thức chất mà điện li tạo ion : a K+ CrO42b Fe3+ NO3c Mg2+ MnO4- d Al3+ SO42ĐS: HS tự làm Bài 3: Tính nồng độ mol/lit ion sau: a 200 ml dung dịch NaCl 2M b 200 ml dung dịch CaCl2 0,5M c 400 ml dung dịch Fe2(SO4)3 0,2M d.100 ml dung dịch FeCl3 0,3M e 200 ml dung dịch chứa 12 gam MgSO4 f 200 ml dung dịch chứa 34,2 gam Al2(SO4)3 ĐS: a [Na+] = [Cl-] = (M) b [Ca2+] = 0,5 (M); [Cl-] = (M) c [Fe3+] = 0,4 (M); [SO42-] = 0,6 (M) d [Fe3+] = 0,3 (M); [Cl-] = 0,9 (M) e [Mg2+] = [SO42-] = 0,5 (M) f [Al3+] = (M); [SO42-] = 1,5 (M) Bài 4: Hòa tan 8,08 gam Fe(NO3)3 9H2O nước thành 500 ml dung dịch Tính nồng độ mol ion dung dịch thu ĐS: [Fe3+] = 0,04 (M) [NO3-] = 0,12 (M) DẠNG 2: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH Phương pháp giải: B1 : Phát biểu định luật - Trong dung dịch chứa chất điện li, tổng số mol điện tích dương âm ln ln B2 : Áp dụng giải tốn Cơng thức chung : Mol dt () Mol dt () Cách tính mol điện tích : ndt so chi dt nion Khối lượng chất tan dung dịch mmuoi mcation manion Chuyên đề Hóa Học lớp 11 Trang Ví dụ: Ví dụ 1: Trong dung dịch có chứa a mol Ca2+ , b mol Mg2+ , c mol Cl – d mol NO3Hướng dẫn giải a Áp dung định luật BTĐT : 2a + 2b = c + d b b = c d 2a 0,01 0,03 2.0,01 0,01 2 Bài tập: Bài 1: Dung dịch A chứa Al3+ 0,1 mol, Mg2+ 0,15 mol, NO3- 0,3 mol Cl- a mol Tính a ĐS: a = 0,3 mol + 2+ 2Bài 2: Dung dịch A chứa Na 0,1 mol , Mg 0,05 mol , SO4 0,04 mol lại Cl Tính khối lượng muối dung dịch ĐS: m = 11,6 gam Bài 3: Một dung dịch có chứa hai loại cation Fe2+ (0,1 mol) Al3+ (0,2 mol) hai loại anion Cl- (x mol) SO42- (y mol) Tính x y biết cô cạn dung dịch làm khan thu 46,9 gam chất rắn khan ĐS: x = 0,2 (mol) y = 0,3 (mol) DẠNG 3: CHẤT ĐIỆN LI YẾU Phương pháp giải: Viết phương trình điện li Axit : CH3COOH, H2S , H3PO4 … H+ + CH3COO* CH3COOH H+ + HS- ; HS- H+ + S2* H2S H+ + H2PO4- ; H2PO4- H+ + HPO42- ; HPO22- H+ + PO43* H3PO4 Hiđrơxit lưỡng tính : Al(OH)3 , Zn(OH)2 Tính bazo : Al3+ + 3OH* Al(OH)3 Zn2+ + 2OH* Zn(OH)2 Tính axit : H3O+ + AlO2* Al(OH)3 2H+ + ZnO22* Zn(OH)2 Xác định độ điện li B1 : Áp dụng CT tính độ điện li n C so phan tu dienli dien li M dien li so phantu hoa tan nhoa tan CM hoa tan B2 : Sử dụng phương pháp ba dòng A B AB Ban đầu : a 0 Điện li : x x x Cân : a – x x x (M) → Độ điện li : α = x a * α = : chất điện li mạnh * < α < : chất điện li yếu * α = : chất khơng điện li Chun đề Hóa Học lớp 11 Trang Ví dụ: Vi dụ 1: Viết phương trình điện li chất sau: CH3COOH, H2S Hướng dẫn giải + * CH3COOH: CH3COOH H + CH3COO H+ + HS- ; H2S * H2S: H+ + S2HS- Ví dụ 2: Điện li dung dịch CH3COOH 0,1M dung dịch có [H+] = 1,32.10-3 M Tính độ điện li α axit CH3COOH Hướng dẫn giải Điều cần nhớ : toán đề cho nồng điện li chất điện li H+ + CH3COO◙ CH3COOH 1,32.10-3 1,32.10-3 (M) Độ điện li axit CH3COOH α= 1.32.103 100 1,32% 0,1 Ví dụ 3: Một lít dung dịch CH3COOH 0,01 M có chứa tổng số 6,28.1021 ion phân tử CH3COOH Tính độ điện li axit Hướng dẫn giải Điều cần nhớ : - Số phân tử N = n 6,02.1023 - Đề cho lượng ban đầu lượng lại, nên sử dụng pp ba dòng : Ban đầu Điện li Khi cân H+ + CH3COO – ◙ CH3COOH Ban đầu: 0,01 Điện li: x x x Khi cân 0,01 – x x x mol 6,28.1021 Theo đề : 0,01 – x + x + x = 1,043.102 → x = 0,043.10-2 mol 23 6,02.10 Độ điện li : α = 0,043.102 4,3.102 4,3% 0,01 Ví dụ 4: Hịa tan gam CH3COOH vào nước để 250 ml dung dịch, biết độ điện li α = 0,12 Tính nồng độ mol phân tử ion dung dịch Hướng dẫn giải 0, 05( mol ) 60 Số mol điện li CH3COOH : nCH3COOH 0,05.0,12 6.103 (mol ) Số mol ban đầu CH3COOH : nCH COOH Ban đầu : Điện li : Cân : H+ + CH3COOCH3COOH 0,05 0 -3 -3 6.10 6.10 6.10-3 -3 -3 0,05 – 6.10 6.10 6.10-3 (mol) [CH3COOH] = 0,176 (M) ; [H+] = [CH3COO-] = 0,024 (M) Bài tập: Chuyên đề Hóa Học lớp 11 Trang Bài 1: Tính nồng độ mol ion H+ CH3COO- có dung dịch axit CH3COOH 0,1M Biết CH3COO- + H+ độ điện li α = 4% phương trình điện li : CH3COOH ĐS: C = C0 α = 0,1.4% = 0,004 M Từ phương trình điện li :[CH3COO-] = [H+] = 0,004 M Bài 2: Cho dung dịch HClO có nồng độ mol 0,01M, nồng độ HClO có độ điện li α = 0,172% a) Tính nồng độ ion H+ ClO- b) Tính nồng độ mol HClO sau điện li ĐS: a) [H+] = [ClO-] = 1,72.10-5 (M) b) [HClO] = 9,9828.10-3 (M) Bài 3: Hòa tan gam CH3COOH nước để 250 ml dung dịch, biết độ điện li α = 0,12 Tính nồng độ mol phân tử ion dung dịch ĐS: [CH3COOH] = 0,176 (M) ; [H+] = [CH3COO-] = 0,024 (M) Bài 4: Trong 100 ml dung dịch axit nitrơ nhiệt độ định có 5,64.10 21 phân tử HNO2 3,6.1020 ion NO2- a Tính độ điện li axit nitrơ dung dịch nhiệt độ b Tính nồng độ mol dung dịch nói Hướng dẫn + H + NO2 HNO2 Ban đầu n0 Điện li 3,6.1020 3,6.1020 21 Khi cân 5,64.10 3,6.1020 → Số phân tử hòa tan dung dịch : n0 = 3,6.1020 + 5,64.1021 = 6.1021 →α= 3,6.1020 0,06 6% 6.10 21 b Nồng độ dung dịch là: 6.1021 0,1( M ) 6,02.1023.0,1 Bài 5: Tính nồng độ mol ion H+ CH3COO- lit dung dịch có chứa 24 gam CH3COOH hòa tan Biết độ điện li axit α = 1,2% ĐS: C0 = 0,2 M C = 1,2% x 0,2 = 0,0024 M Từ phương trình điện li : [ CH3COO-] = [H+] = 0,0024 M DẠNG 4: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ ĐIỆN LI Phương pháp giải: B1 : Xác định số điện li axit H+ + A HA ka [ H ].[ A ] [ HA] - [H+] , [A-], [HA] trạng thái cân - ka : lớn tính axit mạnh B2 : Xác định số điện li bazo OH- + B+ BOH kb [OH ].[B ] [BOH ] - [OH-], [B+], [BOH] trạng thái cân - kb : lớn tính bazo mạnh Chuyên đề Hóa Học lớp 11 Trang Ví dụ: Ví dụ 1: Có dung dịch axit CH3COOH (chất điện li yếu) Nếu hòa tan vào dung dịch tinh thể CH3COONa (Chất điện li mạnh), nồng độ H+ có thay đổi khơng , có thay đổi ? Giải thích Hướng dẫn giải Điều cần nhớ - Sự phân li chất điện li yếu trình thuận nghịch dẫn đến cân động (cân điện li) Cân điện li có số cân K tuân theo nguyên lí Lơ Sa – tơ – li – ê - Độ điện li phụ thuộc vào nhiệt độ điện li CH3COO- + H+ ◙ CH3COOH k= [ H ][CH 3COO ] [CH 3COOH ] Khi hòa tan chất điện li CH3COONa vào dung dịch nồng độ CH3COO- tăng lên phân li : CH3COONa → Na+ + CH3COOVì Ka khơng đổi → [H+] giảm xuống Ví dụ 2: Tính nồng độ H+ dung dịch sau : a Dung dịch CH3COOH 0,1M Biết Ka = 1,75.10-5 b Dung dịch NH3 0,1M Biết Kb = 6,3.10-5 c Dung dịch CH3COONa 0,1M Biết số bazo Kb CH3COO- 5,71.10-10 Hướng dẫn giải 14 Điều cần nhớ : [OH ].[H ] 10 H+ + CH3COO◙ a) CH3COOH Bđ : 0,1 0 ĐLi : x x x CB : 0,1 – x x x (M) → x2 = 1,75.10-5.0,1 → x = 4,18.10-6 Vậy : [H+] = 4,18.10-6 (M) NH4+ + OHb) NH3 + H2O Bđ : 0,1 0 Đli : x x x CB : 0,1 – x x x → x2 = 0,1.6,3.10-5 → x = 7,94.10-6 = [OH-] Ta có : [H+].[OH-] = 10-14 → [H+] = 1,26.10-9 (M) c) CH3COONa → CH3COO- + Na+ 0,1 0,1 (M) CH3COOH + OHCH3COO + H2O Bđ : 0,1 0 Đli : x x x CB : 0,1 – x x x -10 -6 → x = 0,1.5,71.10 → x = 7,56.10 = [OH ] Ta có : [H+].[OH-] = 10-14 → [H+] = 1,32.10-9 (M) Bài tập: H+ + CH3COO- Độ điện li α Bài 1: Cân sau tồn dung dịch : CH3COOH CH3COOH biến đổi ? a Khi nhỏ vào vài giọt dung dịch HCl b Khi pha loãng dung dịch c Khi nhỏ vào vài giọt dung dịch NaOH Chuyên đề Hóa Học lớp 11 Trang d Nhỏ vào dung dịch vài giọt dung dịch CH3COONa H CH 3COO ĐS: CH3COOH Độ điện li : α = [H ] [CH 3COO ] [CH 3COOH ] [CH 3COOH ] a Khi nhỏ HCl vào lượng H+ tăng lên cân dịch chuyển sang phải lượng CH 3COOH tăng lên → α giảm b Khi pha loãng dung dịch CH3COOH điện li nhiều → α tăng c Khi nhỏ vào dd NaOH cân dịch chuyển sang phải, (vì H+ + OH-) → α tăng d CH3COO- tăng lên cân dịch chuyển chiều nghịch (làm giảm nồng độ CH3COO-)→ α giảm Bài 2: Tính nồng độ mol ion H+ dung dịch CH3COOH 0,1M , biết số phân li axit Ka = 1,75.10-5 H+ + CH3COOĐS: CH3COOH Bđ : 0,1 0 Đli : x x x Cb : 0,1 – x x x (M) Hằng số điện li axit : ka [H ][CH 3COO ] x2 1,75.10 5 [CH 3COOH ] 0,1 x Vì : x