CHƯƠNG I SỰ ĐIỆN LI A LÝ THUYẾT I Lý thuyết cơ bản 1 Sự điện li 1 1 Khái niệm Sự điện li là quá trình phân li các chất trong nước ra ion Chất điện li là những chất tan trong nước phân li ra ion Axit,[.]
CHƯƠNG I: SỰ ĐIỆN LI A LÝ THUYẾT I Lý thuyết Sự điện li 1.1 Khái niệm - Sự điện li trình phân li chất nước ion Chất điện li chất tan nước phân li ion Axit, bazơ, muối chất điện li 1.2 Chất điện li mạnh - Chất điện li mạnh chất tan nước, phân tử hòa tan phân li ion - Chất điện li mạnh gồm axit mạnh (HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4,…); bazơ mạnh (NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2,…) hầu hết muối - →” Phương trình điện li chất điện li mạnh dùng mũi tên chiều “ ⎯⎯ → H+ + ClHCl ⎯⎯ → Ba2+ + 2OHBa(OH)2 ⎯⎯ → 2Al3+ + 3SO42Al2(SO4)3 ⎯⎯ 1.3 Chất điện li yếu - - Chất điện li yếu chất tan nước có phần số phân tử hịa tan phân li ion, phần lại tồn dạng phân tử dung dịch Chất điện li yếu gồm axit yếu (HF, HClO, HNO2, CH3COOH, H2S, H2CO3, H2SO3, H3PO4, …); bazơ yếu (Mg(OH)2, Bi(OH)3,…) số muối (HgCl2, Hg(CN)2) ⎯⎯ →” Phương trình điện li chất điện li yếu dùng mũi tên chiều “ ⎯ ⎯ ⎯⎯ → H+ + F HF ⎯ ⎯ ⎯⎯ → H+ + HSO3-; H2SO3 ⎯ ⎯ ⎯⎯ → H+ + SO32HSO3- ⎯ ⎯ Axit, bazơ, muối 2.1 Axit, bazơ theo thuyết Areniut a Định nghĩa Theo Areniut, axit chất tan nước phân li cation H+ bazơ chất tan nước phân li anion OH- → H+ + NO3HNO3 ⎯⎯ Ví dụ: ; → Na+ + OHNaOH ⎯⎯ b Axit nhiều nấc, bazơ nhiều nấc Axit nhiều nấc axit tan nước, phân tử phân li nhiều nấc ion H bazơ nhiều nấc bazơ tan nước, phân tử phân li nhiều nấc ion OH- + Ví dụ 1: ⎯⎯ → H+ + H2PO4- ; H2PO4- ⎯ ⎯⎯ → H+ + HPO42- ; HPO42- ⎯ ⎯⎯ → H+ + PO43H3PO4 ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ H3PO4 axit nấc ⎯⎯ → OH- + Mg(OH)+ Mg(OH)2 ⎯ ⎯ Ví dụ 2: ⎯⎯ → OH- + Mg2+ Mg(OH)+ ⎯ ⎯ Mg(OH)2 bazơ nấc 2.2 Hiđroxit lưỡng tính Hiđroxit lưỡng tính hiđroxit tan nước vừa phân li axit vừa phân li bazơ Những hiđroxit lưỡng tính thường gặp Al(OH)2, Cr(OH)3 Zn(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Be(OH)2 ⎯⎯ → 3OH- + Al3+ (phân li kiểu bazơ) Al(OH)3 ⎯ ⎯ Ví dụ : ⎯⎯ → H+ + AlO2- + H2O (phân li kiểu axit) Al(OH)3 ⎯ ⎯ 2.3 Muối a Định nghĩa Muối hợp chất tan nước phân li cation kim loại (hoặc cation NH4+) anion gốc axit Ví dụ: → Na+ + NO3NaNO3 ⎯⎯ → 2NH4+ + SO42(NH4)2SO4 ⎯⎯ b Phân loại - Muối trung hịa muối mà anion gốc axit khơng cịn H có khả phân li H+ Ví dụ: NaCl, K2CO3, NH4NO3,… Muối axit muối mà anion gốc axit cịn H có khả phân li H + Ví dụ: NaHCO3, KHSO4, NaH2PO4, KHS,… Muối kép: NaCl.KCl, KCl.MgCl2.6H2O, AlF3.3NaF,… - Muối phức: [Ag(NH3)2]Cl; [Cu(NH3)4]SO4,… c Sự điện li muối nước Hầu hết muối (trừ HgCl2, Hg(CN)2,…) tan nước phân li hoàn toàn thành cation kim loại (hoặc cation NH4+) anion gốc axit → 2K+ + SO32Ví dụ 1: K2SO3 ⎯⎯ → Na+ + K+ + 2ClVí dụ 2: NaCl.KCl ⎯⎯ Nếu anion gốc axit cịn chứa H có tính axit gốc tiếp tục phân li yếu H+ → Na+ + HCO3Ví dụ 3: NaHCO3 ⎯⎯ ⎯⎯ → H+ + CO32HCO3- cịn chứa H có tính axit nên tiếp tục phân li yếu: HCO3- ⎯ ⎯ Lưu ý: Na2HPO3, NaH2PO2 muối trung hịa gốc HPO32- H2PO2- có H H khơng có khả phân li H+ Phức chất tan nước phân li hoàn toàn thành ion phức (trong dấu ngoặc vng), sau ion phức phân li yếu cấu tử thành phần Ví dụ 4: → [Cu(NH3)4]2+ + SO42[Cu(NH3)4]SO4 ⎯⎯ ⎯⎯ → Cu2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ ⎯ ⎯ Sự điện li nước pH Chất thị axit – bazơ 3.1 Sự điện li nước a H2O chất điện li yếu Ở nhiệt độ thường, 555 triệu phân tử H2O có phân tử phân li ion ⎯⎯ → H+ + OHH2O ⎯ ⎯ b Tích số ion nước ⎯⎯ → H+ + OHH2O ⎯ ⎯ Tích số ion H2O K H O = [H+].[OH-] = 10-14 Trong nước, [H+] = [OH-] = 10-7M c [H+], [OH-] môi trường Trong môi trường trung tính: [H+] = [OH-] = 10-7M Trong mơi trường axit: [H+] > [OH-] [H+] > 10-7M Trong môi trường kiềm: [H+] < [OH-] [H+] < 10-7M 3.2 pH pH = -lg[H+] ; [H+] = 10-a pH=a pOH = -lg[OH-] [OH-] = 10-b pH=14-b pH + pOH = 14 Mơi trường trung tính có pH = Mơi trường axit có pH < Mơi trường kiềm có pH >7 Lưu ý: [H+] lớn pH nhỏ [OH-] lớn pH lớn 3.3 Chất thị axit – bazơ Chất thị axit – bazơ chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH dung dịch Ví dụ: Q tím hóa đỏ pH ≤ hóa xanh pH ≥ Phenolphtalein hóa hồng pH ≥ 8,3 Nhưng dung dịch xút đặc màu hồng bị Phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li 4.1 Phản ứng tạo thành chất kết tủa Ví dụ 1: → BaSO4↓ + 2NaCl (phương trình phân tử) BaCl2 (dd) + Na2SO4 (dd) ⎯⎯ → BaSO4↓ + 2Na+ + 2Cl- (phương trình ion đầy Ba2+ + 2Cl- + 2Na+ + SO42- ⎯⎯ đủ) → BaSO4↓ (phương trình ion rút gọn) Ba2+ + SO42- ⎯⎯ Cách chuyển phương trình phân tử thành phương trình ion rút gọn: - Chuyển chất dễ tan điện li mạnh thành ion cịn chất khí, kết tủa, điện li yếu giữ nguyên dạng phân tử, ta phương trình ion đầy đủ - Rút gọn bớt ion giống vế ta phương trình ion rút gọn 4.2 Phản ứng tạo thành chất khí Ví dụ: → 2NaCl + H2S↑ (phương trình phân tử) Na2S + 2HCl ⎯⎯ → 2Na+ + 2Cl- + H2S↑ (phương trình ion đầy đủ) 2Na+ + S2- + 2H+ + 2Cl- ⎯⎯ → H2S↑ (phương trình ion rút gọn) S2- + 2H+ ⎯⎯ 4.3 Phản ứng tạo thành chất điện li yếu a) Phản ứng tạo thành H2O Ví dụ: → NaCl + H2O (phương trình phân tử) NaOH + HCl ⎯⎯ → Na+ + Cl- + H2O (phương trình ion đầy đủ) Na+ + OH- + H+ + Cl- ⎯⎯ → H2O (phương trình ion rút gọn) H+ + OH- ⎯⎯ b) Phản ứng tạo thành axit yếu Ví dụ → K2SO4 + H2O + CO2↑ K2CO3 + H2SO4 ⎯⎯ → 2K+ +SO42- + H2O + CO2↑ 2K+ + CO32- + 2H+ +SO42- ⎯⎯ → H2O + CO2↑ CO32- + 2H+ ⎯⎯ Kết luận: - Phản ứng xảy dung dịch chất điện li phản ứng ion - Phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li xảy ion kết hợp với tạo thành chất sau: chất kết tủa, chất khí, chất điện li yếu II Dạng tập Một số công thức thường dùng tính tốn n = CM ( dd ) V = CM = D= V m mdd C % = = M M 22, n 10.C.D = Vdd M mdd ( g ) Vdd ( ml ) C% = m C m 100 mct mdd = ct 100% mct = dd 100 C mdd Định luật bảo tồn số mol điện tích Nội dung định luật: tổng số mol điện tích dương = tổng số mol điện tích âm Trong đó: số mol điện tích = số mol nhân với số điện tích Ví dụ: Trong dung dịch chứa x mol Mg2+, y mol Al3+, z mol SO42- t mol NO3- Biểu thức liên hệ x, y, z, t Bảo tồn số mol điện tích, ta có tổng số mol điện tích dương = tổng số mol điện tích âm 2x + 3y = 2z + t Xét ion có tồn dung dịch hay không? Các ion tồn dung dịch chúng không phản ứng với Nếu có kết hợp số ion tạo chất kết tủa, chất khí chất điện li yếu chúng khơng thể tồn dung dịch B BÀI TẬP I Tự luận Câu 1: Viết phương trình điện li chất sau nước: a) HCl, HNO3, H2SO4, HClO4, HClO, CH3COOH, H2S, H2SO3, H2CO3, H3PO4 b) NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3 c) NaNO3, CuSO4, Al2(SO4)3, KHCO3, NaH2PO4, CH3COONa d) Al(OH)3, Cr(OH)3, Zn(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Be(OH)2 Câu 2: Trộn lẫn cặp dung dịch sau đây, cho biết trường hợp có phản ứng xảy ra, viết phương trình phân tử, phương trình ion đầy đủ rút gọn phản ứng đó: a) CaCl2 + AgNO3 b) KNO3 + Ba(OH)2 c) Fe2(SO4)3 + KOH e) BaCl2 + H2SO4 g) FeS + HCl d) Na2SO3 + HCl f) Al(NO3)3 + CuSO4 h) Al(OH)3 + NaOH Câu 3: Viết phương trình phân tử phương trình ion rút gọn phản ứng dung dịch theo sơ đồ sau đây: → MgCO3↓ + ? a) MgCl2 + ? ⎯⎯ → ? + CaSO4 b) Ca3(PO4)2 + ? ⎯⎯ → ? + Fe(OH)3 c) ? + KOH ⎯⎯ → ? + CO2 + H2O d) ? + H2SO4 ⎯⎯ → Ca3(PO4)2 + ? e) CaCl2 + ? ⎯⎯ → BaCO3 + ? f) Ba(HCO3)2 + ? ⎯⎯ → BaCO3 + ? + ? g) Ba(HCO3)2 + ? ⎯⎯ → ? + NaCl h) ? + NaHS ⎯⎯ Câu 4: Dung dịch X có chứa ion: K+, NH4+, HCO3-, HSO3-, SO32- Cl- Viết phương trình phản ứng xảy dạng ion a) cho dung dịch X tác dụng với dung dịch BaCl2 b) cho dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 Câu 5: Các ion dãy sau có tồn dung dịch hay khơng (giải thích): a) K+, Fe2+, Cl-, OH- b) Na+, Ba2+, NO3-, SO42- c) Na+, Fe3+, Cl-, SO42- d) HCO3-, H+, NO3-, K+ e) Mg2+, SO42-, Na+, CO32- f) Cu2+, NH4+, S2-, Cl- Câu 6: Tính nồng độ mol ion dung dịch sau: a) Dung dịch Fe(NO3)3 0,01M b) Dung dịch K2CO3 0,15M c) Dung dịch Al2(SO4)3 0,2M d) Trong 150ml dung dịch có hồ tan 6,39g Al(NO3)3 e) Dung dịch gồm: Ba(OH)2 0,2M KCl 0,1M f) Trộn 100ml Ba(OH)2 0,2M với 150ml NaOH 0,1M Câu 7: a) Tính nồng độ mol ion K+ SO42- có lit dung dịch chứa 34,8g K2SO4 tan nước b) Tính nồng độ mol ion dung dịch: H2SO4 19,6% (D = 1,15g/ml) HNO3 20% (D = 1,26g/ml) Câu 8: Có lọ, lọ đựng dung dịch: NaOH, FeSO4, BaCl2, HCl Những cặp dung dịch phản ứng với nhau? Vì sao? Viết phương trình hóa học phản ứng xảy dạng phân tử ion rút gọn Câu 9: Cho chất: Al(OH)3, Zn(OH)2, Be(OH)2, NaHCO3, (NH4)2CO3 Hãy viết phương trình hóa học dạng ion rút gọn thể tính lưỡng tính chất Câu 10: Hãy cho biết giải thích phân tử ion axit, bazơ, trung tính hay lưỡng tính theo thuyết Bronstet: HI, CH3COO-, H2PO4-, PO43-, NH3, S2-, HPO42-, Na+, NH4+, CO32-, K+, Cl- Câu 11: Cho dung dịch: Na2CO3, KCl, CH3COONa, NH4Cl, NaHSO4 Dự đốn mơi trường khoảng pH dung dịch Câu 12: Cho dung dịch: KCl, FeCl3, NaNO3, K2S, Zn(NO3)2, Na2CO3 Nhúng q tím vào dung dịch trên, nêu tượng giải thích Câu 13: Tính nồng độ mol ion dung dịch sau: a) NaClO4 0,02M b) KMnO4 0,015M c) HBr 0,05M d) Ba(NO3)2 0,1M e) Ca(OH)2 0,01M f) Na2SO4 0,02M Câu 14: Trộn lẫn 100ml dung dịch AlCl3 1M với 200ml dung dịch BaCl2 2M 200ml dung dịch KNO3 0,5M Tính nồng độ mol ion có dung dịch sau trộn Câu 15: Trộn 100ml dung dịch K2CO3 2M với 400ml dung dịch BaCl2 1M thu dung dịch X kết tủa Y Tính nồng độ mol ion dung dịch X khối lượng kết tủa Y Câu 16: Trộn 100ml dung dịch AgNO3 1,5M với 100ml dung dịch NaBr 2M dung dịch A kết tủa B a) Tính khối lượng kết tủa B b) Tính [ion] dung dịch A Câu 17: Hồ tan hồ tồn 9g kim loại R hố trị (II) lượng vừa đủ dung dịch HCl 18,25% (D = 1,2g/ml), thu dung dịch X 8,4 lit khí hiđro (đktc) a) Xác định kim loại R b) Tính khối lượng nồng độ mol dung dịch HCl 18,25% dùng c) Tìm nồng độ phần trăm dung dịch X Câu 18: Cho x gam Fe tan vừa hết 200ml dung dịch HCl (D = 1,25 g/ml) thu dung dịch X 8,96 lít khí (đktc) Cho tồn lượng dung dịch tác dụng với dung dịch Na2S dư, thu y gam kết tủa a) Viết phương trình phản ứng dạng phân tử ion rút gọn b) Tìm giá trị x, y c) Tính nồng độ mol nồng độ % dung dịch HCl ban đầu? Câu 19: Trung hịa hồn tồn 100ml dung dịch A chứa HCl 2M H2SO4 0,5M cần 300ml dung dịch B chứa NaOH 0,4M KOH xM a) Tính x b) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu gam muối khan? Câu 20: Trộn lẫn 200ml dung dịch H2SO4 0,05M với 300ml dung dịch HCl 0,1M dung dịch Y a) Tính nồng độ mol H2SO4, HCl ion H+ dung dịch Y b) Tính pH dung dịch Y c) Lấy 250ml dung dịch Y trung hòa 50ml dung dịch KOH xM Tính x Câu 21: Dung dịch A chứa Ba(OH)2 có pH = 12 Dung dịch B chứa HCl có pH = a) Tính nồng độ mol dung dịch A dung dịch B b) Trộn lit dung dịch A với 0,5 lit dung dịch B Xác định nồng độ mol ion có dung dịch thu tìm pH dung dịch Câu 22: Trộn 200ml dung dịch NaOH 0,2M với 200ml dung dịch HNO3 0,4M dung dịch X a) Tính nồng độ mol ion dung dịch X b) Tính pH xác định mơi trường dung dịch X c) Tính thể tích dung dịch KOH 0,5M cần để trung hòa dung dịch X Câu 23: Cho 0,96g Mg vào 500 ml dung dịch HCl có pH = a) Mg có tan hết dung dịch axit hay khơng? b) Tính thể tích khí H2 bay (đktc) c) Tính nồng độ mol ion dung dịch sau phản ứng Câu 24: Cho dung dịch HCl có pH = Hỏi phải thêm lượng nước gấp lần thể tích dung dịch ban đầu để thu dung dịch HCl có pH = (Trích đề thi tuyển sinh đại học Sư Phạm TP.HCM năm 2000) Câu 25: Tính thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,025M cần cho vào 100ml dung dịch gồm HNO3 HCl có pH = để pH dung dịch thu (Trích đề thi tuyển sinh đại học Sư Phạm Hà Nội I năm 2001) Câu 26: Cho dung dịch X gồm HCl H2SO4 Trung hồ lít dung dịch X cần 400ml dung dịch NaOH 0,5M Cô cạn dung dịch tạo thành thu 12,95 gam muối khan a) Tính nồng độ mol axit dung dịch X? b) Tính pH dung dịch X? Câu 27: Trộn dung dịch H2SO4 0,1M; HNO3 0,2 M; HCl 0,3M với thể tích dung dịch A Lấy 300 ml dung dịch A cho tác dụng với dung dịch B gồm NaOH 0,2M KOH 0,29M Tính thể tích dung dịch B cần dùng để sau tác dụng với 300ml dung dịch A dung dịch có pH= (Trích đề thi tuyển sinh đại học kinh tế TP.HCM năm 2001) Câu 28: Trong dung dịch chứa x mol Mg2+, y mol Al3+, z mol SO42- t mol NO3- Hãy lập biểu thức liên hệ x, y, z, t Câu 29: Dung dịch Y chứa 0,1 mol Ca2+; 0,3 mol Mg2+; 0,2 mol Cl- x mol HCO3- Tính khối lượng chất tan dung dịch Y Câu 30: Dung dịch A chứa x mol Ba2+; 0,2 mol H+; 0,1 mol Cl- 0,4 mol NO3- Cho từ từ dung dịch K2CO3 2M vào dung dịch A đến lượng kết tủa lớn thấy tiêu tốn V lit dung dịch K2CO3 Tính giá trị V Câu 31: Một dung dịch X có chứa 0,2 mol Mg2+; 0,15 mol NO3-; 0,1 mol Al3+ a mol Cl- Tính khối lượng muối khan thu sau cô cạn dung dịch Câu 32: Một dung dịch chứa 0,1 mol Fe2+ 0,2 mol Fe3+ hai loại anion: Cl- SO42- có số mol tương ứng x y Khi cô cạn dung dịch thu 47,7g chất rắn khan Tính x, y II Trắc nghiệm Nhận biết Câu 1: Sự điện li A phân li chất thành ion dương ion âm chất tan nước nóng chảy B hòa tan chất vào nước tạo thành dung dịch C phân li chất tác dụng dịng điện D q trình oxi hóa – khử Câu 2: Dung dịch chất điện li dẫn điện do: A chuyển dịch electron B chuyển dịch cation C chuyển dịch phân tử hòa tan D chuyển dịch cation anion Câu 3: Chất sau không dẫn điện được? A KCl rắn, khan B CaCl2 nóng chảy C NaOH nóng chảy D HBr hịa tan nước Câu 4: Natri florua (NaF) trường hợp không dẫn điện? A Dung dịch NaF nước B NaF nóng chảy C NaF rắn, khan D Dung dịch tạo thành hòa tan số mol NaOH HF nước Câu 5: Chất không phân li ion hòa tan nước? A MgCl2 B HClO3 C C6H12O6 (glucozơ) D Ba(OH)2 Câu 6: Dung dịch chất sau không dẫn điện được? A HCl C6H6 (benzen) B CH3COONa nước C Ca(OH)2 nước D NaHSO4 nước Câu 7: Cho dãy chất: KAl(SO4)2.12H2O, C2H5OH, C12H22O11 (saccarozơ), CH3COOH, Ca(OH)2, CH3COONH4 Số chất điện li A B C D ... [H+].[OH-] = 10 -14 Trong nước, [H+] = [OH-] = 10 -7M c [H+], [OH-] môi trường Trong mơi trường trung tính: [H+] = [OH-] = 10 -7M Trong môi trường axit: [H+] > [OH-] [H+] > 10 -7M Trong môi trường... f) Trộn 10 0ml Ba(OH)2 0,2M với 15 0ml NaOH 0,1M Câu 7: a) Tính nồng độ mol ion K+ SO42- có lit dung dịch chứa 34,8g K2SO4 tan nước b) Tính nồng độ mol ion dung dịch: H2SO4 19 ,6% (D = 1, 15g/ml)... thích Câu 13 : Tính nồng độ mol ion dung dịch sau: a) NaClO4 0,02M b) KMnO4 0, 015 M c) HBr 0,05M d) Ba(NO3)2 0,1M e) Ca(OH)2 0,01M f) Na2SO4 0,02M Câu 14 : Trộn lẫn 10 0ml dung dịch AlCl3 1M với 200ml