BÀI TẬP VỀ ĐỘ TAN, TÍCH SỐ TAN VÀ pH Bài 1 Cho biết độ tan của CaSO4 là 0,2 g trong 100 g H2O ở 20oC và khối lượng riêng của dung dịch CaSO4 bão hòa là 1g/ml Hỏi khi trộn 50ml dung dịch CaCl2 0,012M v[.]
BÀI TẬP VỀ ĐỘ TAN, TÍCH SỐ TAN VÀ pH Bài 1: Cho biết độ tan CaSO 0,2 g 100 g H 2O 20oC khối lượng riêng dung dịch CaSO4 bão hòa 1g/ml Hỏi trộn 50ml dung dịch CaCl2 0,012M với 150ml dung dịch Na2SO4 0,004M (ở 20oC) có kết tủa xuất không? Bài 2: Cho dung dịch chứa Cl- nồng độ 0,1M CrO42- nồng độ 10-4M Thêm từ từ dung dịch AgNO3 vào Hỏi kết tủa AgCl hay Ag2CrO4 xuất trước kết tủa thứ bắt đầu xuất tỉ lệ nồng độ ion Cl- CrO42- bao nhiêu? Có thể dùng Ag+ để kết tủa phân đoạn Cl- CrO42- hay không? Biết nồng độ từ 10-6M trở xuống coi ion tách hết Cho TAgCl = 10-10 TAg2CrO4 = 10-12 Bài 3: Có kết tủa Mg(OH)2 tạo thành không trộn 100ml dd MgCl2 1,5.10-3M với 50ml dd KOH 3,0.10-5 Biết tích số tan Mg(OH)2 1,0.10-11 Bài 4: Trộn 250ml dung dịch AgNO3 0,01M với 150ml dung dịch HCl 0,1M Tính nồng độ ion thời điểm cân TAgCl = 10-10 Bài 5: Ở nhiệt độ xác định, dung mơi xác định tích nồng độ với lũy thừa thích hợp ion muối tan dung dịch bão hịa muối giá trị định gọi tích số tan T Cho TBaSO4 = T1 = 10-10; TSrSO4 = T2 = 10-6 (ở 25oC nước) Một dung dịch nitrat có [Ba2+] = 10-3; [Sr2+] = 10-1 Dùng lượng thích hợp dung dịch Na2SO4 tác dụng với dung dịch Xác định kết tủa tạo thành trước Bằng cách tạo kết tủa có tách Ba 2+ khỏi Sr2+ từ dung dịch hay khơng? Biết nồng độ từ 10-6 trở xuống xem ion tách hết Bài (Đồng Nai / (2013 – 2014) Cho mẫu thử axit fomic HCOOH có nồng độ 0,1M Cho KHCOOH = 1,77.10-4 1/ Tính pH dung dịch HCOOH nói 2/ Cho vào mẫu thử lượng axit H2SO4 x M có thể tích, thấy độ pH giảm 0,385 đơn vị so với pH chưa cho H2SO4 vào Biết số axit nấc phân li thứ hai axit sunfuric K2 = 1,2.10-2 Khơng có hao hụt pha trộn Tính giá trị x ? Giải HCOOH Cân 0,1-a M H+ + aM HCOOaM Ta có: a2/ (1-a) = 1,77.10-4 => a = 0,00412 (M) => pH = 2,385 Giả sử lấy lít dung dịch H2SO4 x mol/lít trộn với lít dung dịch HCOOH dung dịch có pH = 2,385 – 0,385 = 2,00 Nồng độ chất dung dịch sau trộn: [HCOOH] = 0,05(M); [H2SO4] = 0,5x (M) Vì pH = => [H+] = 0,01 (M) Áp dụng định luật bảo tồn proton cho q trình phân li (bỏ qua điện li nước) ta có: [H+] = [HCOO-] + [HSO4-] + [SO42-] (1) KHCOOH = [H+] [HCOO-] / HCOOH = 1,77.10-4 => [H+] [HCOO-] / 0,05 - [HCOO-] = 1,77.10-4 [HCOO-] = 8,696 10-4 (2) Ta có: Ka2 = [H+][SO42-] / [HSO4-] = 1,2.10-2 Từ (1), (2), (3) => [SO42-] = 4,965.10-3 ; [HSO4-] = 4,138.10-3 Vì 0,5x = [HSO4-] + [SO42-] => x = 0,0182 (M) (3) Bài (Tuyên Quang / 2010 – 2011) Một dung dịch A chứa đồng thời hai muối MgCl2 0,004M FeCl3 0,001M Cho KOH vào dung dịch A Kết tủa tạo trước ? Tìm pH thích hợp để tách ion Mg2+ Fe3+ khỏi dung dịch Cho TMg(OH)2 = 10-11 ; TFe(OH)3 = 10-39 Biết nồng độ 10-6M coi hết Giải Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 3+ Fe + 3OH Fe(OH)3 Để Mg(OH)2 xuất [OH-] ≥ 10-11 = 5.10-5 4.10-3 Để Fe(OH)3 xuất [OH-] ≥ 3.10-39 = 10-12 10-3 Dễ thấy Fe(OH)3 tạo thành trước Để Mg(OH)2 kết tủa [OH-] = 5.10-5 => [H+] = 2.10-10 => pH = 9,699 Để Fe(OH)3 kết tủa hồn tồn [Fe3+] > 10-6 => [OH-]3 < 10-33 => pH > Vậy để Fe(OH)3 tách khỏi dung dịch < pH < 9,699 Bài (Đồng Nai / 1999 – 2000) Xác định nồng độ NH4Cl cần thiết để ngăn chặn kết tủa Mg(OH)2 lít dung dịch chứa 0,01 mol NH3 0,001 mol Mg2+ Cho Kb(NH3)=1,75.10-5; T Mg(OH)2=7,1.10-12 Giải Để kết tủa khơng tạo thành : [Mg2+].[OH-]2 < 7,1.10-12 => [OH-] < 8,43.10-5 Mặt khác, OH- tham gia phản ứng cân NH3 + H2O NH4+ + OH+ K = [NH4 ].[OH-] / [NH3] = 1,75.10-5 Để cho [OH-] < 8,43.10-5 => [NH4+] > (1,75.10-5.0,01)/ (8,43.10-5) = 2,08.10-3 M Bài (Đồng Nai – Vòng / 2013 – 2014) Trộn ml dung dịch H3PO4 0,1M với ml dung dịch CaCl2 0,01M hỗn hợp X a/ Nêu tượng xảy b/ Thêm ml dung dịch NaOH vào hỗn hợp X Nêu tượng xảy Cho biết : H3PO4 có pK a1 = 2,23 ; pKa2 = 7,26 ; pKa3 = 12,32 pKs (CaHPO4) = 6,6 ; pKs (Ca3(PO4)2) = 26,6 Bài giải H3PO4 Bđ 0,05 H+ + H2PO4- Ka1 = 10-2,23 [] 0,05 – x x x = 10-2,23 => x = 0,0145 M = [H+] = [H2PO4-] => Ka1 = => [HPO42-] = 10-7,26M => [PO43-] = 10-17,74 M Xét tích số ion : [Ca2+] [HPO42-] = 10-2/2 10-7,26 = 10-9,56 < Ks(CaHPO4) = 10-6,6 => Khơng kết tủa CaHPO4 Xét tích số ion : [Ca2+]3 [PO43-]2 = (10-2/2)3 (10-17,74 ) = 10-42,38 < Ks(Ca3(PO4)2) = 10-26,6 => Khơng có kết tủa Ca3(PO4)2 b/ Xét phản ứng : 3OH- + H3PO4 0,06 PO43- + 0,02 3H2O 0,02 (M) THGH : PO43- 0,02M Xét cân PO43- + H2O HPO42- + OH- Kb1 = 10-1,68 Ban đầu 0,02 [] 0,02 – y y y => Kb1 = y2 / (0,02 – y) = 10-1,68 => y = 0,0125 (M) = [HPO42-] => PO43- = 7,5.10-3 Do Ks(CaHPO4) > > Ks(Ca3(PO4)2) => Ca3(PO4)2 kết tủa trước Xét tích số ion : [Ca2+]3 [PO43-]2 = (2.10-3)3 (7,5.10-3)2 = 4,5.10-13 > Ks(Ca3(PO4)2) => Có kết tủa Ca3(PO4)2 Xét phản ứng : Ban đầu Cân 3Ca2+ + 2.10-3 Ca3(PO4)2 0,02 _ Xét cân : 2PO430,0187 PO43- + H2O HPO42- + OH- Kb1 = 10-1,68 Ban đầu 0,0187 Cân 0,0187 – z z => Kb1 = z2 / (0,0187 – z) = 10-1,68 => z z = 0,0119 (M) = [HPO42-] => [PO43-] = 0,0068 Xét cân : Ca3(PO4)2 3Ca2+ + PO430,0068 3t 0,0068 + 2t => giải gần 3t = [Ca2+] = 10-7,42 M Xét tích số ion: [Ca2+].[HPO42-] = 10-7,42 0,0119 = 10-9,34 < Ks(CaHPO4) => Khơng có CaHPO4 kết tủa Bài 10 Tính giá trị pH dung dịch trường hợp sau : 1/ Dung dịch RCOOK 5.10-5M ; Biết RCOOH có số axit Ka = 8.10-5 2/ Trộn dung dịch HA 0,12M với dung dịch HX 0,08M với thể tích dung dịch C Biết số axit HA 2.10-4 ; HX 5.10-4 Bài giải 1/ [] RCOOK RCOO- + K+ RCOO- + H2O RCOOH + OH5.10-5 – a a a Kb = Kw/Ka = 1,25.10-10 Kb = a2 / (5.10-5 – a) = 1,25.10-10 => a = 7,90.10-8 => [OH-] = 7,90.10-8 => pH = 6,89 Dung dịch môi trường bazơ có pH < => Vơ lí Vậy tính điện li nước Mặt khác nồng độ dung dịch bé, Kb không lớn nhiều so với Kw RCOO- + H2O RCOOH + OH- Kb = Kw/Ka = 1,25.10-10 H2O H+ + OHKw = 10-14 Theo định luật bảo tồn điện tích : [OH-] = [RCOOH] + [H+] => [RCOOH] = [OH-] – [H+] = [OH-] - (10-14) / [OH-] (*) -5 Kb = [RCOOH].[OH ] / [RCOO ] (Với RCOO = 5.10 – [OH-]) Thay (*) => [OH-] = 1,27413 10-7 => pOH = 6,895 => pH = 7,105 2/ Khi trộn dd chất khác tích (khơng pư) nồng độ chất giảm nửa [HA] = 0,06M ; [HX] = 0,04M HA H+ + AK1 = 2.10-4 HX H+ + XK2 = 5.10-4 H2O H+ + OH- Kw = 10-14 Do Kw a = b + c K1 = K2 = = 2.10-4 = 5.10-4 Vì b b = 7,56.10-3 ; c = 0,019 ; a = 0,0266 => pH = 1,576 Bài 11 (YB 2013-2014 lớp 11) Tính pH dung dịch sau: NH3 1,0.10-3M, biết Kb= 1,80.10-5 Dung dịch chứa CH3COOH 0,01M CH3CH2COOH 0,02M Cho pKa1(CH3COOH) = 4,76 pKa2(CH3CH2COOH) = 4,8 Giải CH3COO- + H+ CH3COOH CH3CH2COOH H2O Ka1=10-4,76 CH3CH2COO- + H+ Ka2=10-4,8 H+ + OH- Do Ka1.Ca1, Ka2.Ca2>>Kw=10-14 nên bỏ qua nồng độ OH- sinh từ phương trình phân ly nước Điều kiện proton: Chọn mức không H2O, CH3COOH, CH3CH2COOH [H+] = [CH3COO- ] + [CH3CH2COO-] Đặt [H+] = h h 6,9.10-4 → pH=3,2 Bài 12 (YB 2012-2013 lớp 12): Tính pH dung dịch hỗn hợp gồm CH 3COONa 0,001 M(C1); HCOONa 0,02 M(C2) NaCN 0,005 M(C3) Biết CH3COOH có Ka=10-4,75; HCOOH có Ka = 10-3,75; HCN có Ka = 10-9,35 Giải Các cân xảy dung dịch: CH3COONa → CH3COO- + Na+ 0,001 0,001 HCOONa 0,02 → HCOO- + Na+ 0,02 NaCN → Na+ + CN- 0,005 0,005 CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Kb1 = 10-9,25(1) HCOO- + H2O HCOOH CN- HCN + OH- Kb3 = 10-4,65(3) H+ + OH- Kw = 10-14 (4) + H2O H2O + OH- Kb2 = 10-10,25(2) Ta có: Kb3.C3(=5.10-7,65) >> Kb1.C1(=10-12,24) ≈ Kb2.C2(=2.10-12,25)> Kw nên cách gần ta tính tốn theo cân bằng(3) CN- + H2O C0 0,0050 [] 0,0050-x HCN + OH- x Kb3=10-4,65 x áp dụng ĐLTDKL ta có: → x=3,24.10-4 = [OH-]→ pH= 10,51 Bài 13 (YB 2010-2011 lớp 11): Tính pH dung dịch thu trộn lẫn 50 ml dung dịch NH 4Cl 0,2M với 75 ml dung dịch NaOH 0,1M Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5 Giải ; NH4Cl + NaOH NaCl + NH3 + H2O 0,08 0,06 0,06 0,06 0,06 0,02 0,06 Xét cân : NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH0,06 0,02 x x x 0,02+x x 0,06–x , gần Bài 14 (YB 2009-2010 lớp 12): Trộn 100 ml dung dịch NH 0,06 M với 100 ml dung dịch HCl 0,02 M thu dung dịch A a Tính pH dung dịch A biết pKb (NH3) = 4,75 b Tính pH dung dịch cho thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A c Tính pH dung dịch cho thêm 0,001 mol HCl vào dung dịch A Giải a Sau trộn: CNH3= 0,03 ; CHCl= 0,01 NH3 + HCl 0,03 Sau phản ứng: 0,01 0,02 NH3 + H2O ⇌ Hệ đệm: NH4Cl 0,01 NH4+ + OH- 0,02 0,01 0,02 - x 0,01 + x Kb = 10-4,75 x 10-4,75 = (0,01+x)x/(0,02-x) giả sử x KW nên bỏ qua nồng độ OH- sinh từ phương trình phân ly nước NH3 Co CB NH4+ + OH- + H2O 0,10 0,10-x x Kb =10-4,76 x x =1,31.10-3 (M) NH3 + H+ NH4+ Kb =10-4,76 C0 0,1 0,01 Sau phản ứng 0,09 0,01 Ka-1=109,24 lớn coi xảy hoàn toàn theo chiều thuận Sau phản ứng, hệ thu hệ đệm: NH4+: 0,01M NH3-: 0,09M NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb =10-4,76 [OH-]=1,56.10-4 Tổng nồng độ NH3 điện ly: 0,01+1,56.10-4=0,010156 Vậy độ điện ly tăng lên 7,8 lần ... OH- Kb1 = 1 0-9 ,25(1) HCOO- + H2O HCOOH CN- HCN + OH- Kb3 = 1 0-4 ,65(3) H+ + OH- Kw = 1 0-1 4 (4) + H2O H2O + OH- Kb2 = 1 0-1 0,25(2) Ta có: Kb3.C3(=5.1 0-7 ,65) >> Kb1.C1(=1 0-1 2,24) ≈ Kb2.C2(=2.1 0-1 2,25)>... H2PO 4- Ka1 = 1 0-2 ,23 [] 0,05 – x x x = 1 0-2 ,23 => x = 0,0145 M = [H+] = [H2PO 4-] => Ka1 = => [HPO4 2-] = 1 0-7 ,26M => [PO4 3-] = 1 0-1 7,74 M Xét tích số ion : [Ca2+] [HPO4 2-] = 1 0-2 /2 1 0-7 ,26 = 1 0-9 ,56... = 1 0-1 1 ; TFe(OH)3 = 1 0-3 9 Biết nồng độ 1 0-6 M coi hết Giải Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 3+ Fe + 3OH Fe(OH)3 Để Mg(OH)2 xuất [OH-] ≥ 1 0-1 1 = 5.1 0-5 4.1 0-3 Để Fe(OH)3 xuất [OH-] ≥ 3.1 0-3 9 = 1 0-1 2