Hóa học phân tích - Câu hỏi và bài tập cân bằng ion trong dung dịch

Các bài tập được sắp xếp theo thứ tự các chvíơng: • Chương I: Các định luật cơ bản của hoá học áp dụng cho các hệ trong dung dịch chất điện li • Chương II: Cân bằng axit - bazơ • Chương

Bộ GIAO DỤC VÁ ĐAO TAO

Dự ÁN ĐẦO TAO GIAO VIÊN THCS

trong dung dịch

ý, ■ 3 i

j T;:.: v L ^ '^ ^ O V v ẵ ĩ í ;

GS TS NGUYỄN TINH DUNG

PGS TS ĐÀO THỊ PHƯƠNG D IỆ P

HOÁ HỌC PHÂN TÍCH

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CÂN BẰNG lON TRONG DUNG DỊCH

(Tài bản lần thứ ba, có sửa chữa)

NHẢ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC sư PHẠM

MỞ ĐẨƯ

(ìiáo trình Hoá học p h ả n tích: C âu hỏi v à b à i t á p C á n b ằ n g ion

t r o n g d u n g d ic h phục vụ cho việc học tập học phần 1: Lí thuyết cân bằng

ion trong dung dịch Sách được xây dựng phù hỢp vối yêu cầu của chương trình mổi và tuân theo các nguvên tắc sau:

1 Các bài tập được sắp xếp theo thứ tự các chvíơng:

• Chương I: Các định luật cơ bản của hoá học áp dụng cho các hệ

trong dung dịch chất điện li

• Chương II: Cân bằng axit - bazơ

• Chương III: Cân bằng tạo phức trong dung dịch

• Chương IV: Cân bằng oxi hoá - khử

• Chương V: Cân bằng trong dung dịch chứa hỢp châ”t ít tan

• Chương VI: Cân bằng phân bô châ't tan giữa hai dung môi không

trộn lẳn.

2 Trong mỗi chương đều có phần tóm tắt lí thuyết, bài tập có lời giải và

bài tập vận dụng Chân tóm tát lí thuyết nêu lí thuyết trọng tâm của

chương, nhằm giúp cho người học nắm được những nội dung chủ yếu phục

vụ cho việc làm bài tập của chương.

Phán bài tập có Icỉi giải trình bày các bài tập mẫu có lòi giải tỉ mỉ đê

minh họa toàn bộ lí thuvết của chương, đưỢc sắp xếp từ đơn giản đến phức tạp.

Phán bài tập vận dụ n g bao gồm những bài tập minh họa kiên thức cơ

bán của chiíơng nhầm giúp người học biết vận dụng lí thuyết đã học đê làm bài tỘ Ị) ( ’ác bài tập thuộc phần này cũng được phân loại sắỊ) xếp từ dễ

đôn khó và đều đưỢc cho câu trả lòi để người học có thế kiểm tra kết quả

của mình Những bài khó có cho thêm phần hưổng dẫn và các bài tập

nâng cao được đánh dâu ★

Để làm tôt các bài tập, người học cần nắm chắc Ccác nội dung

lí thuyết được học trong học phần 1, những kiến thức cốt lõi trong phần tóm tắt lí thuyết; xem kĩ và làm lại các ví dụ đã cho trong giáo trình

lí thuyết, các bài tập mẫu trong phần bài tập có lời giải.

Khi làm bài tập, nếu cần thiết có thể tra cứu các hàng sô" cân bằng đã cho trong các bảng hằng sô" ở phần Phụ chương Trong một sô trường hợp đặc biệt có cho sẵn các sô’ liệu hằng sô" trong từng bài toán cụ thể.

Cuô"n sách này có thê làm tài liệu học tập cho sinh viên các trường Dại học Sư phạm Mặt khác, sách cũng có thế làm tài liệu tham khảo tốt cho sinh viên các trường Đại học khác có học về Hoá học, củng như cho giáo viên, học sinh các trường Trung học phổ thông chuvên Hoá và các trường Trung học phô thông khác.

Đôi vói nhóm ngành chuyên môn 2 của các trường Cao đẳng Sư phạm, sinh viên có thê sử dụng các bài tập cơ bản phù hỢp với vêu cầu của chương trình.

Các tác giả xin chân thành cảm ơn GS TSKH Lâm Ngọc Thụ VÎ1

PGS TS Hoàng Thọ Tín, khoa Hoá học, trường ĐHKHTN-DHQG Hà Nội

đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình thẩm định sách.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các đồng chí ở Dự án Đào tạo giáo viên Trung học cơ sở, các đồng chí biên tập của NXB DHSP đã giúp d(ì hoàn thành bản thảo cuô’n sách này Chắc rang sách không tránh khõi thiếu sót, râ"t mong bạn đọc góp ý kiến để sách được phục vụ tôt hơn.

CÁC TÁC GIẢ

Chương I

CÁC ĐỊNH LUẬT cơ BẢN CỦA HOÁ HỌC

ÁP DỤNG CHO CÁC HỆ TRONG DUNG DỊCH■ ■ ■

BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

1.1.1 Hãy kể 5 axit thuộc các loại chất khác nhau được coi là chất điện li mạnh và mô tả trạng thái ban đầu trong dung dịch nưóc của chúng.

Lời giải: HCl; HBrOs; HNO3; HMnO^; H2SO,

- H*, c r , H2O

- H ^ BrO^, H2O

- H^ NO3', H2O

1.1.3. Trong số các chất sau đây, chất nào là chất điện li mạnh? Chất nào là

châ't điện li yếu? Mô tả sự phân li các châ"t trong dung dịch nước:

N H ,C 1; C H 3CO O H ; Mg(NƠ3)2; NH3; HBrO

1.1.4, Mô tả trạng thái ban dầu của các chất sau đâv trong dung dịch nước: (dl:,(X)ONa; NH.HSO,; PeCU; [Ag(NH3;,]Cl.

OH-Trạng thái ban đầu: Ca"^*, OH', CH3COOH, H2O

Bhản ứng hoá học: CH3COOH + OH' —> CH3COO' + H2O

0,2

Trạng thúi càn hằng' VẰUCOD- t II2O ^ CII3COOIỈ t

Olỉ-H2O H* +

OH-BÀI TÂP VÀN DUNG

1.1.7 a) Trong dung dịch nước, chất nào là chất điện li mạnh, chất nào là

chất điện li yếu trong số các châ”t sau đây:

n c i o ,; (C ll3COO)2Ca; HCN; Sr(OH)2.

b) Mô tả trạng thái ban đầu và trạng thái cân bằng của mỗi châT.

1.1.8 Mô tả trạng thái ban đầu và trạng thái cân bằng của các ch.ất sau đâv trong dung dịch nưởc:

NH.C104; HCIO; KMnO^; HCOOH.

1.1.9 Mô tả trạng thái ban đầu của các chát sau đây trong dung dịch nvf(3c:

K„[Fe(CN)J; H3PO4; A1(N03)3; FeCClOJa; HCN.

1.1.10 Mô tả trạng thái ban đầu và trạng thái cân bằng của các dung dịch gồm NH3 0,01 M và H2SO4 0,01 M.

Hướng dẫn giải: Chú ý phản ứng + NH3 -> NH¡

1.1.11 Mô tả trạng thái ban đầu và trạng thái cân bằng của các dung dịch

gồm AgNOg 0,01 M và NH3 0,2 M.

Hướng dẫn giải: Chú ý phản ứng Ag^ + 2NH3 —> Ag(NH3)2

Ag(NH3)2 là một chất điện li yếu.

1.2 ĐỘ ĐIỆN LI VÀ HẰNG s ố ĐIỆN LI

TÓM TẮT LÍ THUYẾTĐôi vói chất điện li yếu MX M”* + X" (1), ta có:

BÀI TAP Có LỜI GIẢI 1.1.12 Viôt biểu thức độ điện li acủa CH3COOH trong các dung dịch:

Chú ý: Nồng độ CH3CÜO do CIÌ3COOIÌ phân li ra gồm nồng độ tạo

1.1.15 Sự có mặt của các châ’t sau đây ảnh hưởng như thê nào đến độ điện

h của HCOOH (nồng độ C,Af);

chuyển dịch sang trái, nồng độ HCOO giảm, vì vậy a giảm,

Lời giải:

®CH;,COOH “ 0.417% = 0.00417

K ^ - ^ C = (0,00417)'-'= 1,74.10

1 - «

BÀI TÂP VÀN DUNG

1.1.17 Viết biểu thức độ điện li « củ a ion NH| trong các dung dịch:

a) NH,C1 C,M

b) NH,C1 C,M và Nil:, C ,M (C, « c ,)

c) NlI Cl c , M và MCI c M (C « C|)

d) NH.Cl c , M vk NaOH c M (C « c ,)

(sự phân li của H^o là không dáng kể).

Hướng dan giải: D() diộn li của N il’ dư(Jc (]uyết định bỏi cân bằng:

N li; • NII, + H*

d) Chú ý phản ứng NH* + OH' —> NH3 + H;,0.

1.1.18 Viết biêu thức độ điện li « củ a ion CH:jC()0 trong các dung dịch:

a) CHaCOONa c , M

b) CHsCOONa c , M và HCl c M

c) CH jCOONa c , M và NH3 c M

d) CHsCOONa Cl M và NaOH c M

với (C « c ,)

Hướng dẫn giải: Độ điện li của CHjCOO“ đưỢc quyết định bởi cân bằng:

CH3COO- + H2O ^ CH3COOH + OH-.

Sự phân li của nước là không đáng kể.

1.1.19, Độ điện li của ion CH3COO' trong CHgCOONa C ịM thay đổi ra sao

nếu trong dung dịch có mặt:

a) a giảm; b) a tăng; c) a giảm; d) a tăng ít do có phản ứng xảy ra

không hoàn toàn: NH¡ + CH3COO- ^ NH3 + CH3COOH

e) a không thay đổi.

1.1.20 Độ điện li của CH3NH2 trong dung dịch CH3NH2 0,10 M thay dổi ra

Trả lời: Từ cân bằng CH3NH2 + H2O ^ CH3NH3 + OH' ta thấy:

a) a phụ thuộc pH: Khi pH tăng ([OH'] tăng) thì a của CH3NH2 giảm;

khi pH giảm ([OH^] giảm) thì a tăng;

b) a giảm;

c) a giảm;

d) a tăng.

1.1.21 Hãy so sánh độ điện li của axit C0H3COOH (X, = 10 ' ") và của

HCOOH {K„ - 10 trong các dung dịch cùng nồng độ mol.

Trả lời: aịicooH ^ “

CciỊ-,C()()n-1.1.22 Cho biết «II.A = 0,3%; «IIB - 1%; CịịA = CịiB = 0,10 M.

a) So sánh và pií„i,B ipK„ = -\gK„).

b) Tính X„||A và

c) Tính pH của mỗi dung dịch.

Trả lời: a) pK^ii < pK^u.\, b) = 9,0.10 K,,„B = 1.10 ^

- Các sản phẩm ít tan hơn các chất ban dầu.

- Các sản phẩm oxi hoá - khử khác với trạng thái ban dầu.

• Khi viết phương phản ứng ion cần tuân theo quv líốc:

- Các chất điện li mạnh viôt dưới dạng ion.

- Các chất điện li yếư viêt dưới dạng phân tử.

- Các chất rắn, các chất khí viết dưới dạng phân tử (hoặc nguyên tử).

BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

1.1.23 Viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra trong dung dịch niíđc của các châ”t sau đây:

Ba'" + SO^ B aSO ,ị

HSO¡ + Ba'" BaSO^i + H"

b) NH.HSO, nh ; + HSO¡

NaOH -> Na" +

OH-HSO,, + OH- — SO^ + H, 0

Cu(NH3)2+ + sơ ị-

H* + Cl- Cu'" + 4NH3

Ag^ + 2NH3

AgC li AgiNHg)^ + 2H"+ c r ^ AgCU + 2 NH^

1.1.25, Thêm dần dung dịch NaOH loãng vào dung dịch MgClj Có kết tủa trắng Mg(OH)2 xuất hiện Thêm dần NH4CI đặc vào hỗn hỢp và dun nóng Kết tủa tan và có khí mùi khai bay ra Viết phướng trình ion dể giải thích các hiện tượng xảy ra.

MgCl2Xuất hiện kết tủa: Mg^* + 2 0 H ’

Hoà tan kết tủa: 2 I NH4

Mg(OH2)i

2 1 H^ + OH*

Na‘ + OH- Mg"* + 2C1- Mg(OH)2Ì

NH3 + H*

Mg'" + 20H -

H2O Mg(OH)2Ì + 2NH4 Mg'"+ 2NH3t + 2H2O

(mùi khai)

1.1.26 Hãv hoàn ihành và viết phưdng trình ion của các phản ứng xảy ra:

a ) + NaOH ^ N a3PO ,+

h) SOọt + + ^ BaSOsi +

c) CuSC) J + + CuCOHlai +

d) [Cd(NH3),]Cl2 + -> C d S i + N H ,C1 +

Lìĩi giải: a) HPO‘f + OH P0i|- + H2O b ) S0ọt+Ba'" + 20H- ^ BaSOai + H^o c) Cvr^ + 2NH3 +2H2O ^ Cu(OH).,Ì + 2N H; d) Cd(NH3)“+ +H2S C d S ị + 2 N H ; + 2NH3 1.1.27, Viết phưđng trình ion xảy ra trong các trường hỢp sau (nếu có): a) K3SO, + MgCụ b) Fe2(SO ,)3 + KOH c) Cr(OH)3ị + HNO3 d) KXO 3 + CH3COOH e) FeCỊ, + Cu Lời giải: b) Fe^‘" + 30H c) Cr(OH)3Ì + 3H" d) co.íị- + 2CH3COOH e) 2Fe^* + Cu -> Fe(OH)3Ì Cr"" + 3 H.3O -> 2CH3COO' + CƠ2t + H2O 2 Fe"" + CiX BÀI TẬP VẬN DỤNG 1.1.28 Hoàn thành và viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra (nêVi có): a) Fe(OH)3Ì + CH3COOH -> b) Ba(OH)2 + H3PO3 -»■ BaaCPO^^ị +

c) [Ag(NH3).,]Cl + KI -> ị + + +

d) Fe2(SƠ4)3 + K4[Fe(CN)6] -> Fe4[Fe(CN)e]3Ì + +

xuất hiện trở lại Viết phương trình ion để giải thích hiện tượng.

Hướng dẫn giải: Kết tủa AgCl tan đưỢc trong NH3 do tạo phức

Ag(NHg)2 , ion phức ít bền, bị phân huỷ bởi axit mạnh.

1.1.30 Thêm dần NH3 vào dung dịch Al2(S04)3 Có kết tủa xuất hiện Thêm vài giọt NaOH đặc vào hỗn hỢp thì đưỢc dung dịch trong suô’t Viếl phương trình ion để giải thích hiện tượng.

Hướng dẫn giải: Kết tủa A1(0 H)3 tan đưỢc trong NaOH để tạo thành

NaAlƠ2.

1.1.31 Thêm K2CrƠ4 vào dung dịch (CHgCOOlaPb Có kết tủa vàng xuất hiện Thêm vài giọt NaOH đặc, kết tủa tan hết Viết phương trình ion

để giải thích hiện tượng.

Hướng dẫn giải: Pb(0 H)2 có tính lưỡng tính, tan đưỢc trong NaOH, tạo

thành Na2Pb02 Các muôi ít tan của chì (Pbl2; PbCr04; PbCla- ) cũng tan trong NaOH tạo thành NagPbOa.

§1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT cơ BẢN CỦA IIOÁ IIỌC ÁP DỤNG CHO CÁC HỆ TRONG DUNG DỊCH CHAT Đ IỆN LI

TÓM TẮT Lí THUYỂT

2.1 ĐỊNH LUẬT HỢP THỨC

2.1.1 Toạ độ phản ứng: Đánh giá độ tiến triển của phản ứng:

* Độ biến đổi sô" mol An, hoặc độ biến đổi nồng độ AC, của mỗi chất

tham gia phản ứng:

/An, = hoặc ACị = x.Vj

Hệ số hỢp thức V có giá trị âm đối với các chất phản ứng và có giá trị dương đôì vối các sản phẩm phản ứng.

* Số mol các chất (n,) hoặc nồng độ các chất (C,) sau khi phản ứng xảy

ra (hoàn toàn):

n, = + An,

c = Ợ + AC, n° : số mol chất trước khi có phản ứng xảy ra;

V, với V < 0 2.1.3 Thành phẩn giới hạn (TPGH): là thành phần hỗn hỢp sau khi phỉin ứng xảy ra đạt toạ độ cực đại.

BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

1.2.1 Cho phcản ứng: 2CỈ2 + 2H2O 4HC1 + O2

Sô’ mol các châ't trước khi phản ứng xảy ra đều bằng 75 mol.

a) Hãy cho biết thành phần của hỗn hỢp nếu phản ứng diễn ra đến toạ

Vậy <ímax = 37,5 mol.

1.2.2, Dung dịch Ba(0 H).2 0,050 M phản ứng với H.,S0, 0,025 M.

Viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra Tính và xác ctịnh TPGH.

Lời giải:

Ba(OH)2 0,050

TPGH: BaS04Ì; 0,025 M; OH“ 0,050 M.

Chú ý: Nước tạo thành không làm thay dổi nồng độ chung của nưóc

với vai trò là dung môi, nên không cần kể đên.

1.2.3 0,5 mol BaKg hoà tan trong 0,5 lít HNO3 0,20 M

1.2.6, Cho biết Xm,,, của phản ứng:

2Fe"" + Sn' Với c ° = Ke c °Sn = 0,010 M; c° S n = c ° Fe - 0,005 M.

Lời giải: 2Fe"" + Sn'" ^ 2Fe="" + Sn^^

^ a x = - ^ ^ = 5,0,10-^M

X„,.„=-2,5.10-^M.

1.2.7, Cho biết Afmax ^mincủa phản ứng khử Cu^^ bởi r t ạ o thành I3 và Cul,

biết rằng nồng độ ban đầu của các ion đều bằng nhau và bằng 0,015 M,

hệ có chứa sẵn lượng dư kết tủa của Cul.

0,015/5 = 3.10-^M aímm = -1.5,10-^M

BÀI TẬP VẬN DỤNG

1.2.8, a) Toạ độ phản ứng là gì?

h) Vì sao toạ độ phản ứng lại chung cho mọi chất phản ứng? cho ví dụminh hoạ.

Trả lời\ a) Tỉ lệ giữa sô’ mol chất đã phản ứng với hệ sô’ hỢp thức tương ứng.

b) Sô’ mol các châ’t tham gia phản ứng tỉ lệ vói nhau theo tỉ sô’ các hệ

sô hỢp thức;

A«! : Art2 : Artj = Vji V2 : V3 , do đó

*^3 0,015

An, An, An,

^ = - = - = toạ độ phán ứng.

1.2.10 Phân biệt thành phần ban đầu và TPGH, nêu ví dụ minh hoạ.

Trả lời: Thành phần ban đầu là thành phần trưốc khi có phản ứng

xảv ra, TPGH là thành phần sau khi phản ứng xảy ra vối toạ độ cực đại (^mnx hoạc

1.2.11 Phân biệt TPGH và thành phần cân bằng (TPCB) Nêu ví dụ minh hoạ.

Trả lời: Ò TPGH chưa kể đến các quá trình cân bằng xảy ra, còn

TPCB là thành phần của hệ sau khi đã đạt tới cân bằng.

Ví dụ, cho phản ứng:

CH3COOH (0,10 M) + NaOH(0,l M) -> CHaCOONa + H^o

TPGH; CH3COO- 0,10 M; Na* 0,1 M, H2O.

TPCB: phải kể đến các quá trình:

H2O — H* + CH3C O O -+ H 2O - CH3COOH + OH-

OH-1.2.12 Nêu ví dụ để chứng tổ rằng TPGH có thể trùng hoặc không trùng vối TPCB.

AP* + H2O ^ AIOH"" +

xảy ra không đáng kể Do đó TPCB trùng vói TPGH.

Nếu cho A1203Ì dư so với HCl thì TPCB khác TPGH.

1.2.13, Trong các phản ứng sau đây, hãy xác định của phản ứng:

a) Ca(OH)2 0,020 M phản ứng với HCIO4 0,060 M.

b) A gC li hoà tan trong NH3 0,70 M tạo phức chất Ag(NH3)¿ và ion CP.

1.2.14, Trong phản ứng c) hãy xác định TPGH của hỗn hỢp và xác định x,„,„

nếu nồng độ ion H* trước phản ứng là 0,2 M và hệ có chứa Mn02 (rắn) dư

Trả lời: H^, Mn02Ì , = -0 ,0 5 M.

1.2.15, Cho phản ứng:

2Ce^" + H2C2O4 2Ce'" + 2 H" + 2CO2

với nồng độ ban đầu của các chất là: Ce'*"^ 0,0180 M; H2C2O4 0,0210 M;

H^O.IOM.

Xác (îjnh và TI’CiH của hỗn hỢp.

Trả lời: = 0,0090 M.

TIHÌH; H,Cự), 0,0120 M; Ce"" 0,0180 M; H" 0,1180 M; CO2 0,0180 M 1.2.16 Phản ứng oxi hoá rưỢu etylic bằng K.,Cr2C)7 xảv ra như sau:

3C2H5OH + 2Cr,0? + 16H" ^ 4Cr"" + 3CH,COOH + llH^O

Cho biết nồng độ ban đầu của hỗn hỢp: C2H5OH 0,0480 M; K2Cr2()7

1.2.18 Cho phản ứng: 2Na2S2Ũ3 + I2 Na2S.|Oe + 2NaI

Sô mol các châ’t phản ứng (các chcâ't đ<ầu) đểu bằng 0,050 mol.

a) Tính số mol các châT tại thòi điểm khi toạ độ phản ứng bằng 0,015 mol.

b) Tính toạ độ cực đại và xác định TPGH.

c) Cho biết của phản ứng.

Trả lời: a) Na2S203 0,020 mo/; I.) 0,035 mol; Na.îS^Og 0,015 mol; Nal

0,030 mol.

Srax = 0,025 mo/;

TPGH: I2 0,025 mo/; Na2S|Ofi 0,025 mol; Nal 0,050 mol.

c) = 0.

1.2.19 Phan ứng giữa Ca(0H)2 và CH3COOH;

xảy ra VỎ Í - 0,0120 M Sau phản ứng trong dung dịch có Ca(OH), 0,0180 M; (CH3COO)2Ca 0,0300 M Hãy xác định thành phần hỗn hợp

trước phản ứng.

Trả lời: Ca(OH).2 0,030 M; CH3COOH 0,024 M; (CHaCOOự^a 0,018 M.

1.2.20 Trộn 30,00 ml H2SO4 0,050 M với 20,50 ml KOH Phản ứng xảy ra

vừa hết Tính và nồng độ các châT trước khi phản ứng xảy ra.

1.2.23 15,00 ml AgNO;j phản ứng vừa hết với 21,32 ml KọCrOị 0,0210 M.

Tính trong hỗn hỢp xảy ra phản ứng Tính nồng độ gốc Co của AgNO,.j (trước khi đưa vào hỗn hỢp phản ứng).

1.2.25 Phản ứng MnO; + 8H" + 5Fe"^ Mn''" + 5Fe''^ + 4H2O

xảy ra với thành phần ban đầu MnOỊ 0,025 M; 1,00 M; Fe^^

2.2.1 Quy ước biểu diễn nống độ

• Nồng độ gốc: nồng độ chất trước khi đưa vào hỗn hỢp phản ứng

(Co mol U).

• Nồng dộ han đầu: nồng độ châ't trong hỗn hđp trước khi xảy ra

phản ứng ( ơ ’m ol/l).

• Nồng độ cân bằng: nồng độ chất saư khi hệ đạt tới cân bằng ([i]).

• Nổng độ mol: biểu diễn sô" mol châ"t trong 1 lit dung dịch hoặc sô" mmol trong 1 ml dung dịch (C mol / l ).

• Nồng độ %: biểu diễn sốgam chất tan trong 100 ể dung dịch (P^ )•

Quan hệ giữa nồng độ mol và nồng độ %:

PJ.dlOOO lOO.M

d là khôi lượng riêng của dung dịch ( g / ml); M là khôi lượng mol.

2 . 2 . 2 . Định luật bảo toàn nồng độ ban đầu (BTNĐ)

Nồng độ ban đầu của một cấu tử bằng tổng nồng độ cân bằng của các dạng tồn tại của câ'u tử đó khi cân bằng.

C = I[i]

2.2.3 Định luật bảo toàn điện tích (BTĐT)

I [i] Z = Qz,\à điện tích (âm hoặc dương) của câu tử i có nồng độ cân bàng [i].

BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

1.2.26 Cho biết nồng độ gốíc, nồng độ ban dầu, nồng dộ cân bàng của c<ác chất trong các dung dịch sau:

Trộn 20,00 ml HCl 0,15 M với 40,00 ml NaOH 0,060 M.

Lời giải: - Nồng độ gốc C q : HCl 0,15 M; NaOII 0,060 M

- Nồng độ han đầu ơ : HCl = (0,15.20)/60 = 0,050 M

NaOH = (0,06.40)/60 = 0,040 M Phản ứng; HCl + NaOH -> NaCl + H /)

[Na* , = 0,040 M

[C1 ] = ^ n = 0,010 + 0,040 = 0,050M

(Coi sự phân li của nước là không đáng kể)

1.2.27 Cho biêt nồng độ gô’c, nồng độ ban dầu, nồng độ cân bằng của các

chíít thu dược khi trộn 5,00 ml lỉaCl2 0,200 M với 3,00 ml Na2SOj

29

1.2.28 Axit photphoric 85% có d = 1,690 g / ml.

a) Tính số gam và số mol axit có trong 1 lit dung dịch.

b) Tính thế tích dung dịch axit phải lây để pha chế được 3,00 lít

a) NHaC.M

b) N H sC.M và NH4CI C2M

Lời giải: a) H.2O ^ H^+ OH^

NH3 + ^ n h ;

Trong dung dịch NHj tồn tại dưối 2 dạng: NH3 và N H Ị

Biểu thức BTNĐ: = c , = [NH3] + [NH,; ]

Biểu thức BTĐT; Có 3 lon OH', NH;

ỊH*].l + [N H J.1 - [OH ].l = 0 hay [H1 + [NH,] - [OH1 = 0

Cân bằng: co ^ - + H^o ^ HCO3- +

OH-HCO3 + H2O ^ H2CO3 (H2O + CO2)

BTNĐ đối với CÔ và Na":

= c , = [CÔ- ] + [HCO3-] + [H2CO3]

" 2C, = [Na"]

BTĐT: [H"].l + [Na"].l - 2 [CÔ-] - l-iHCQ-] - [OH1.1 = 0

hay [H"] + [Na"] - 2 [CỐ ] - [HCO:] - [OH1 = 0 (1)

31

b) Các cân bằng tương tự như a) nhưng ngay từ đầu đã có cả COy và HCO3 nên biểu thức BTNĐ phải viết cho tổng nồng độ của 2 dạng:

BTNĐ: + C = c + [C O ^ ] + [ HCO3 ] + IH3CO3]

~ ^NaHCOg = 2Ci + C2 = [Na*]

BTĐT: giông như biểu thức (1)

1.2.32 Trong dung dịch Fe(CH3COO)3 c, M, sắt tồn tại dưới dạng: b'eOH'^*;

Fe(O H );; Fe2(OH)^3*; FeCHjCOÓ^*; FeCCHgCOO),* Viết biểu thức BTNĐ và BTĐT đôl với các cấu tử trong dung dịch

Lời giải:

BTNĐ đối VỚI Fe"*:

Cp 3 = c, = [F en + [FeO H n + [Fe(OH)* 1 + 2 [Fe2(OH)^*] +

[F eC H jC O O n + [FeiCHgCOO).*

B TN Đ đối VỚ1 ion CH3COO-:

cCH3COO- = 3C, = [CH3COO ] + (CH3COOH] +

+ [FeCHOCV*] + 2[Fe(CH3COO)*BTĐT

[H*] + 3 [F e n + 2 [FeOH'**] + [Fe(OH).* 1 + 4 [Fe(OH),^* ] +

+ 2[FeCH3C O O n + [ FeiCHaCOO); ] - [Oil ] - [CH3COO I = 0

1.2.33 Viết biêu thức BTNĐ và BTĐT đôi với hỗn hỢp gồm CặNC)3)2

2 NO,

0,016 0,032

► Na* +

F-0,054 0,054

+ H ,0

H* + F Ca-'^ + 2 F

H,O

HTXĐ:

C aO ir + 11F

m là sô’ mol C a F2CÓ t r o n g 1 lit h ỗ n hỢp p h ả n ứ n g

BTĐT: 2ỊCa'^^] + [CaOir] + [Na1 + [IF] - [OH ] -[F [ N O ¡ ]= 0

^0 FỊỈa()ll= HOOM; c |ic i= 1.010 M

|Na*Ị = 1,00 M; |C1 ] - 1,010 M; |H '| = 0,010 M (coi sư phân li của nước là không đáng kê).

1.2.35 Cho biết nồng độ ban đầu, nồng dộ cân bằng của c á c cấu tử trong hỗn hỢp thu đưỢc khi trộn 4 0 , 0 0 ml HCl 0 , 0 1 0 M với 6 0 , 0 0 ml AgNOa

0 , 0 0 5 0 M (coi AgCl tan không đáng kể).

Trả lời: c ị ’«., = 4,0.10 *M; C^^NO = 3,0.10^ A /

[H*] = 4,0.10-"M; [CF1 = 1,0 10-^M; [NO¡] = 3,0.10-’M

(coi sự phân li của nước là không dáng kể).

1.2.37 Tính sô ml dung dịch NH3 6,75% {d = 0,915 g / ml) cần lấy để pha

chê đưỢc 1,00 lít dung dịch NH3 0,50 M.

1.2.40 a) Tính s ố g a m nước có trong 100 ml H2SO4 95% (d = 1,834 g / ml).

b) Sau một thòi gian để tiếp xúc vói không khí ẩm khối lượng của dung dịch axit này tăng lên 15% Tính nồng độ % của axit sau khi hút ẩm.

Trả lời: a) 9,17g; b) 82,6%.

1.2.41 Viết biểu thức BTNĐ và BTĐT đôi vói các cấu tử trong dung dịch

nưdc bão hòa CO2 (dộ tan của CO2 là L moỉ/l).

Trả lờt: L = [CO“ ] + [HCO3J + [CO2]

Trong cả 3 trường hỢp đểu có mặt các cấu tử thành phần của H3PO4

(H3PO4; H^PO¡: HPO^ ; F ơ t )

★ 1.2.43 Viết biểu thức BTNĐ và BTĐT đôi với dung dịch bão hòa HgS (có Hg^*; S-*-; HgOH^ Hg(OH)2, HS-, H2S, Hg(HS)2, HgS^-, H^ OH ).

Hướng dẫn giải: Gọi độ tan của HgS là s mol/l Viết biêu thức định

luật BTNĐ đôì với s biếu diễn qua Hg^* và S'^-.

1.2.44 Trộn một thể tích bằng nhau dung dịch € 11(0104)2 1,00.10'* M và NỈI3 1 M Viết biểu thức định luật BTNĐ và BTĐT đôi với các câ\i tử trong liỗn hdp (có mặt Cu‘*, CuNH^^, Cu(NIl3)2^, CuíNHg)^^, CuíNH.,)^ ,C u(N H ,,)f , CuOH^ Cu(OH),2, NH3, NH4 ,C10¡, H", OH ).

★ 1.2.45 Trộn 2,00 ml dung dịch CaCla 0,0100 M với 3,00 ml dung dịch

Na.jHPOj 0,010 M Có kết tủa Ca3(P04)2 xuất hiện Viết biểu thức BTND và BTĐT đốì vói các cấu tử trong hỗn hỢp.

Hướng dẫn giải: Có thế viết định luật BTNĐ đôi với Ca^^ và HPO4 ,

có kể dến số mol Ca3(PÜ,)2 đã bị kết tủa trong 1 lít dung dịch.

2.3 ĐỊNH LUẬT TÁC DỤNG KHỔI LƯỢNG (ĐLTDKL)

• Quy ưỏc trạng thái tiêu chuẩn:

- Trong các dung dịch loãng hoạt độ của các phân tử dung môi bang 1.

- Hoạt độ của các chà't rắn nguyên chất hoặc các chất lỏng nguyên chàt ở trạng thái cân bang vỏi dung dịch có hoạt độ bằng đđn vị.

- Hoạt độ của các chất khí ở trạng thái cân bằng vói dung dịch bằng

áp suất riêng phần của khí.

- Trong các dung dịch vô cùng loãng, hoạt độ của các ion và của các phân tử chất tan đểu bằng nồng độ cân bằng.

• Trong các dung dịch không quá loãng có thể đánh giá gần dứng hộ

số hoạt độ của các ion theo phướng trình Đớbai-Hucken (D ll) hoặc phướng trình Đêvit;

Phưdng trình DH: lg/j = -0,5Z|■^/7 (lực ion / < 1.10 )

Phương trình Đêvit; lg/j = -0,õZ " — — 0 ,2 / (ở lực ion cao h(in)

[ l +

I =0,õ I[i] zf (Z, điện tích của ion i).

• Đòi vối các phép tính gần đúng thì có thể coi các giá trị hệ sô hoạt

độ đều bang 1 và hằng sô cân bằng nhiệt động /C|,„ đưỢc coi như là hàng

số cân bằng nồng độ K :

[C]' [D]'

K

[ A ] '[ B f

• Có thể đánh giá hằng số cân bằng của các quá trình phức tạp

bằng cách tổ hỢp các cân bằng dơn giản đã biết:

• Cân bằng càng chuyển dịch mạnh sang phải nếu K càng lớn Khi

thay đổi nồng độ hoặc áp suất riêng phần (của châ't khí) tham gia cân bằng thì phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiểu ngược với sự thay đổi đó: chuyển dịch sang phải nếu tăng nồng độ châ't phản ứng hoặc giảm nồng

độ chất cuôi hoặc ngược lại, cân bằng sẽ chuyển dịch sang trái nếu tăng nồng độ chất cuô’i hoặc giảm nồng độ châ"t đầu.

BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

1.2.46 Viết hiểu thức định luật tác dụng khôi lượng (ĐLTDKL) cho các cân bằng sau (biểu dvễn theo và K ) \

Coi (Zn(OH)2) = 1 (chất rắn, đưỢc coi là nguyên chất); (H2O) = 1 (dung

môi, trong dung dịch loãng) Vì vậy:

(NH!)^

(Zn^^)(NH3)2■= K,(a)

a) AICI3 3,0.10 "M; HCl 2,0 10^M.

b) NaNOs 0,010 M; NaOH 0,020 M; HCIO, 0,010 M.

h) NaOH + HCIO, NaClO^ +

★ 1.2.49 Tính hệ sô' hoạt độ của ion Al^* và H* trong dung dịch a) bài tậị) 1.2.47.

Lời giải: Lực ion I = 0,038 Áp dụng phương trình tính hộ sô' hoạt độ

\gf, = -0,5. V7

1 + \ f l - 0,2/ ta có:

★ 1.2.51 Cho biêt hằng s ố c.ân bằng nhiệt động của phản ứng phân !i của axit

fomic /í(„, = 10 Tính hằng số phân li nồng dộ ỏ lực ion / = 0,10.