Chuyên đề hóa học ôn thi TNTHPT 9 kỹ THUẬT GIẢI bài tập PH – ka – kb

KỸ THUẬT GIẢI BÀI TẬP PH – Ka – Kb Bài tập PH: + Công thức PH : PH = − log  H   H +  = 10 − a → PH = a Chú ý : Xác định môi trường ? axit hay bazo? Tính toán số mol H + OH − dư sau suy nồng độ H + tương ứng Bài tập số Ka: (a) Nếu dung dịch có axit yếu : − CH 3COOH € CH 3COO + H CH3COO −   H +  → Ka = [ CH3COOH ] + (b) Nếu dung dịch có nhiều chất phải cộng tổng nồng độ CH3COOH € CH 3COO − + H +  a a  x−a  − + CH3COONa € CH 3COO + Na  b−b b b  CH 3COO −   H +  (a + b).a → Ka = = x−a [ CH3COOH ] Bài tập số Kb: (a) Nếu dung dịch có axit yếu : − − CH 3COO + H O € CH 3COO + OH − CH 3COO−  OH −  → Ka =  CH3COO −  (b) Nếu dung dịch có nhiều chất phải cộng tổng nồng độ CH3COO − + H O € CH 3COOH + OH −  a a  x−a  − +  NaOH € OH + Na  b−b b b  [ CH3COOH ] OH −  (a + b).a → Kb = = x−a [ CH3COOH ] BÀI TẬP ÁP DỤNG Câu 1: Trộn 250 ml dd hỗn hợp gồm HCl 0,08 M H2SO4 0,01 M với 250 ml dd Ba(OH)2 a M thu 500 ml dd X có pH= 12 Giá trị a là: A 0,06M B 0,08M C 0,04M D 0,12M  H + : 0, 025 0,5a − 0, 025 → OH = = 0, 01 → a = 0, 06 [ ] PH = 12 suy OH dư.Ta có  du − 0,5 OH : 0,5a Câu 2: Trộn dd HCl 0,75M,HNO3 0,15M;H2SO4 0,3M với thể tích thu dd X Trộn 300ml dd X với 200ml dd Ba(OH)2 0,25M thu m gam kết tủa dd Y có pH=x Giá trị x m là? A 1,165 B.1 6,99 C.2 2,23 D 2,23 Chú ý : Trộn với thể tích ∑ n H + = 0,1(0,75 + 0,15 + 0,6) = 0,15  BaSO : 0,03 OH : 0,1 → +  2+ H : 0,05 Ba : 0,05 SO2 − : 0,03  → Chọn B Câu 3: Z dd H2SO4 1M Để thu dd X có pH=1 cần phải thêm vào lit dd Z thể tích dd NaOH 1,8M A lit PH = →  H +  = 0,1 = B 1,5 lit C lit D 0,5 lit − 1,8V → V =1 1+ V Câu 4: Z dd H2SO4 1M Để thu dd Y có pH=13 cần phải thêm vào lit dd Z thể tích dd NaOH 1,8M A 1,0 lit B 1,235 lit C 2,47 lit D 0,618 lit 1,8V − PH = 13 →  H +  = 10 −13 → OH −  = 0,1 = → V = 1,235 1+ V Câu 5: A dd H2SO4 0,5M; B dd NaOH 0,6M Trộn V1 lit A với V2 lit B thu (V1+V2) lit dd có pH=1 Tỉ lệ V1:V2 A 1:1 B 5:11 C 7:9 V1 − 0,6 2.0,5.V1 − 0,6V2 V2 V + PH = →  H  = 0,1 = = → = V1 V1 + V2 V2 +1 V2 D 9:11 Câu 6: Trộn dd H2SO4 0,1M; HNO3 0,2M; HCl 0,3M với thể tích thu dd X Lấy 300 ml dd X cho phản ứng với V lit dd Y gồm NaOH 0,2M KOH 0,29M thu dd có pH = Giá trị V A 0,424 lit B 0,134 lit C 0,414 lit D 0,214 lit Chú ý : Mỗi dung dịch axit tích 100 ml ∑ H + = 0,1(0,1.2 + 0,2 + 0,3) = 0, 07  − ∑ OH = V(0,2 + 0,29) = 0, 49V PH = → 0,07 − 0, 49V = 0,01 → V = 0,134 0,3 + V Câu 7: Cho m gam Na vào nước dư thu 1,5 lit dd có pH=12 Giá trị m A 0,23 gam B 0,46 gam C 0,115 gam D 0,345 gam PH = 12 →  H +  = 10 −12 → OH −  = 10 −2 → n NaOH = 0, 015 → m = 0,345 Câu 8: Trộn 1000 ml dung dịch X chứa NaOH 0,86M Ba(OH)2 0,5M với V lít dung Y chứa HCl 1M H2SO4 2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Z có pH = m gam kết tủa Giá trị m A 186,4 B 233,0 C 349,5 ∑ H + : V + 4V = 5V 5V − 1,86 PH = →  H +  = 0,1 = → V = 0,  1+ V ∑ OH : 0,86 + = 1,86 Ba + : 0,5 →  2− → m = 0,5.BaSO = 116,5 SO : 2V = 0,8 D 116,5 →Chọn D Câu 9: Trộn 100 ml dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M NaOH 0,1M với 400 ml dung dịch gồm H2SO4 0,0375M HCl 0,0125M thu dung dịch X.Giá trị pH dung dịch X là: A B C D  n OH− = 0,1(0,2 + 0,1) = 0,03 → n du = 0,005 →  H +  = 0, 01 Ta có :  H+ n = 0, 4(0, 0375.2 + 0,0125) = 0, 035  H+ → PH = →Chọn A Câu 10: Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,05M HCl 0,1M với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,2M Ba(OH)2 0,1M thu dung dịch X Dung dịch X có PH : A 12,8 B 1,0 C 13.0 D 1,2  n H + = 0, 02 0, 02 du → n OH = 0, 04 − 0, 02 = 0, 02 → OH −  = = 0,1 = 10 −1  0,2 Ta có :  n OH− = 0, 04 →  H +  = 10 −13 → PH = 13 Câu 11 Trộn 100 ml dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M NaOH 0,1M với 400 ml dung dịch gồm : H2SO4 0,0375M HCl 0,0125M thu dung dịch X Giá trị pH dung dịch X A B C D  n OH− = 0, 03 0,005 → n du = 0, 035 − 0, 03 = 0,005 →  H +  = = 0,01 → PH =  H+ 0,5  n H+ = 0, 035 →Chọn A Câu 12: Trộn 150 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,05M HNO3 0,1M với 150 ml dung dịch hỗn hợp gồm KOH 0,2M Ba(OH)2 0,1M, thu 300 ml dung dịch X Dung dịch X có pH A 1,2 B 12,8 C 13,0 D 1,0  n H+ = 0,15(0,05.2 + 0,1) = 0, 03 0,03 → n du = 0,03 → OH −  = = 0,1 Ta có :  OH − 0,3  n OH − = 0,15(0,2 + 0,2) = 0, 06 →  H +  = 10 −13 → PH = 13 →Chọn C BÀI TẬP : PH – Ka – Kb – Kc Bài A dung dịch CH3COOH có pH =3, B dung dịch HCOOH có pH =3 (a)Tính nồng độ ban đầu CH3COOH HCOOH dung dịch A B (b)Thêm 15 ml dung dịch KOH có pH =11 vào 25 ml dung dịch A Tính pH dung dịch thu (c)Trộn lần 10 ml dung dịch A với 10 ml dung dịch B Tính pH dung dịch thu Biết pKa CH3COOH HCOOH 4,76 3,75 Hướng dẫn giải a) Gọi CA nồng độ M dung dịch CH3COOH CH3 COOH € CH3 COO − + H + C CA 0 ΔC x x x x x [ ] CA – x Với pH = 3,0 ⇒ x = 10-3M ( 10 ) −3 C A − 10 CA = - −3 = 10−4,76 −3 10−6 + 10−3 = 10−1,24+10 ≈ 0, 0585M −4,76 10 Dung dịch HCOOH có pH = 3,0 ứng với nồng độ axit fomic ( 10 ) = − pH C HCOOH K HCOOH + 10 − pH = 10−6 + 10 −3 = 10 −2,25 + 10 −3 = 6, 62.10 −3 M −3,75 10 b) Dung dịch KOH có pH = 11,0 ⇒ [OH-] = [KOH] = 10−14 = 10−3 M 10−11 Sau trộn: 0, 0585x25 = 0, 03656M ≈ 3, 66.10 −2 M 40 −3 10 x15 C KOH = = 3, 75.10−4 M 40 CH3 COOH + KOH → CH COOK + H O CCH3COOH = Phản ứng 3,66.10-2 3,75.10-4 Sau phản ứng (3,66.10-2 – 3,75.10-4 )0 3,75.10-4 3,75.10-4 CH3 COOH € CH3 COO − + H + Dung dịch thu dung dịch đệm pH = pK CH3COOH + lg pH = 6,745 CCH3COOK CCH3COOH = 4, 76 + lg 3, 75.10−4 3, 66.10−2 − 3, 75.10−4 c) Sau trộn lẫn: 0, 0585.10 = 0, 02925M 20 6, 62.10−3.10 = = 3,31.10−3 M 20 CCH3COOH = C HCOOH Tính gần đúng:  H +  = K CH3COOH CCH3COOH + K HCOOH CHCOOH = 10−4,76.0, 02925 + 10−3,75.3,31.10−3 = 1, 0969.10−6 [H+] ≈ 1,047.10-3 pH = -lg (1,047.10-3), pH ≈ 2,98 Bài Ở 1020K, hai cân sau tồn bình kín: C( gr ) + CO2 (k ) ƒ Fe(tt ) + CO2 (k ) ƒ 2CO (k ); K p = 4, 00 FeO (tt ) + CO (k ); K p' = 1, 25 a) Tính áp suất riêng phần khí lúc cân bằng; b) Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO2 vào bình chân không dung tích 20,0 lít 1020K Tính số mol chất lúc cân a) 2 K PCO PCO PCO P = 4, 00; = 1, 25 suy ra: : CO = p' = PCO PCO2 PCO2 PCO2 PCO2 K p nên: PCO = 4, 00 3, 20 = 3, 20 atm ; PCO2 = = 2,56 atm 1, 25 1, 25 C ( gr ) + b) Lúc cân bằng: − x Fe ( tt ) + CO ( k ) ƒ Lúc cân bằng: CO2 (k ) ƒ 1, − x − y 2CO(k ) 2x + y FeO(tt ) + CO(k ) 1− y 1, − x − y y 2x + y Lưu ý thành phần cân hai khí CO2 CO hai cân phải Tổng số mol khí lúc cân là: 1,2 + x, áp suất tổng hệ lúc cân là: 3,2 + 2,56 = 5,76 atm Ta có: suy ra:nkhí = p.v/RT= 3,38 → x = 0,18 mol Và nCO2 = 2,56.20 3, 20.20 = 0, 61 mol ; nCO = = 0, 77 mol 0, 082.1020 0, 082.1020 Mà nCO = 2x + y = 0,18.2 + y = 0,77 nên y = 0,41 mol Vậy nC = – x = 1- 0,18 = 0,82 mol nFe = – y = 1- 0,41 = 0,59 mol −5 Bài Cho dung dịch CH3COOH 0,1M Biết K CH3COOH = 1, 75.10 a) Tính nồng độ ion dung dịch tính pH b) Tính độ điện li α axit CH 3COOH € CH 3COO − + H +  H +  = CH 3COO −  = K A C = 1, 75.10−5.0,1 = 0, 0013 pH = − lg  H +  = − lg13.10−4 α= K 1, 75.10−5 = = 0, 0132 C 0,1 Bài Cho 200 ml dung dịch X chứa H2SO4 0,05M HCl 0,1M tác dụng với 300 ml dung dịch Y chứa Ba(OH)2 a M KOH 0,05M, thu m gam kết tủa 500 ml dung dịch Z có pH = 12 Tính giá trị m a nH SO4 = 0, 01(mol ) , nHCl = 0, 02(mol ) ; nBa ( OH ) = 0,3a (mol ) ; nKOH = 0, 015(mol ) ; nH + = 0, 04(mol ) ; nOH − = 0, 6a + 0, 015(mol ) H+ + OH0,04 → H2O 0,6a + 0,015 mol Dd sau phản ứng có pH = 12 → OH- dư có số mol = 0,5.10-2 = 0,005 mol Ta có 0,6a + 0,015 - 0,04 = 0,005 → a = 0,05 Ba2+ + SO42- → BaSO4 0,015 0,01 0,01 Khối lượng kết tủa = 2,33 (gam) Bài Ion Fe3+(dd) axit, phản ứng với nước theo cân Fe3+ (dd) + H 2O Ç Fe(OH ) 2+ + H 3O + , K a = 10−2,2 a) Xác định pH dung dịch FeCl3 10−3 M b) Tính nồng độ mol/lít dung dịch FeCl3 bắt đầu gây kết tủa Fe(OH)3 tính pH −38 −14 dung dịch lúc bắt đầu kết tủa Cho TFe ( OH )3 = 10 , K H 2O = 10 a) FeCl3 [] Fe3+ + 3Cl- 10-3 10-3 Fe 3+ + H2O -x Fe(OH)2+ + x H+ Ka = x Ka = = → x = 8,78 → PH = 3,06 b) Fe 3+ + H2O [] Fe(OH)2+ + C-x H+ Ka = x x Ka = (1) Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 Ta có : = Từ 1,2 → (C-x) = (2) vào (2) = →x= T= → = → pH = 1,8 (C-x) = → C = 0,05566M Bài Biết Ka CH3COOH 1,75.10-5, tính pH dung dịch sau a) Dung dịch X gồm CH3COOH 1M HCl 0,001M b) Dung dịch Y thu trộn 25ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,0 với 15ml dung dịch KOH có pH = 11,0 Nồng độ H+ ban đầu HCl CH+ = 10-3 >> 10-7 ⇒ Bỏ qua cân H2O − + CH 3COOH ‡ˆ ˆ† ˆ ˆ CH 3COO + H ; C (M) : 10−3 [ ] (M) 1-x x 10−3 + x Ka = K a = 1,75.10 −5 [CH 3COO − ][H + ] (10−3 + x)x = = 1,75.10 −5 [CH 3COOH] 1− x ⇔ x2 + 1,0175.10-3x - 1,75.10-5 = Kết quả: x1 = 3,7053.10-3 ; x2 = - 4,7228.10-3 (loại) ⇒ [H+] = 10-3 + 3,7053.10-3 ⇒ pH = -lg[H+] Kết quả: pH = 2,3274 Gọi CA nồng độ M dung dịch CH3COOH CH3 COOH € CH3 COO − + H + C [ CA ] CA – x 0 x x Với pH = 3,0 ⇒ x = 10-3M ( 10 ) −3 C A − 10 CA = −3 = 10−4,76 −3 10−6 + 10−3 = 10−1,24+10 ≈ 0, 0585M −4,76 10 Dung dịch KOH có pH = 11,0 → [OH-] = [KOH] = 10−14 = 10−3 M −11 10 Sau trộn: 0, 0585.25 = 0, 03656M 40 10−3.15 C KOH = = 3, 75.10−4 M 40 CH3COOH + KOH → CH 3COOK + CCH3COOH = 3,656.10-2 Pư 3,75.10-4 Sau pư (3,656.10-2 – 3,75.10-4 )0 H 2O 3,75.10-4 Dung dịch thu dung dịch đệm CH3COOH pH = pK CH3COOH + lg ‡ˆ ˆ† ˆˆ CCH3COOK CCH3COOH CH3COO- + H+ = 4, 76 + lg 3, 75.10−4 3, 656.10−2 − 3, 75.10−4 = 3,21 Bài Hằng số cân ( KC) phản ứng : H2 (k) + I2(k) 2HI (k) 6000C 64 a) Nếu trộn H2 I2 theo tỉ lệ mol 2:1 đun nóng hỗn hợp tới 6000C có phần trăm I2 tham gia phản ứng ? b) Cần trộn H2 I2 theo tỉ lệ để có 99% I2 tham gia phản ứng (6000C) a H2(k) + I2 (k) ‡ˆ ˆ† ˆˆ 2HI (k) 2mol 1mol x x 2x 2-x 1-x 2x [ HI ] KC = [ H ][ I ] (2 x) Kc = = 64 (2 − x )(1 − x) x1 = 2,25(loại) x2 = 0,95 (nhận) → 95% I2 tham gia phản ứng b n: nồng độ ban đầu H2 H2(k) + I2(k) ‡ˆ ˆ† ˆˆ n n-0,99 0,01 2HI (k) 1,98 (1,98) Kc = = 64 => n ≈ (n − 0,99)(0, 01) → cần trộn H2 I2 theo tỉ lệ 7:1 HCOOH ƒ Bài Cho cân : H+ + HCOO- Hòa tan 9,2 gam HCOOH vào nước pha loãng thành 500 ml (dung dịch A) a/ Tính độ điện li axit HCOOH dung dịch A, biết pHA =2 b/ Tính số phân li axit HCOOH c/ Cần pha thêm ml dung dịch HCl có pH = vào 100,00 ml dung dịch A để độ điện li giảm 20% d/ Nếu thêm 0,4 gam NaOH vào 50 ml dung dịch A, sau cho quỳ tím vào màu quỳ tím biến đổi nào? Tính pH dung dịch sau phản ứng n HCOOH = 0,2 mol → [HCOOH] =0,4M HCOOH Bđ HCOO- + H+ 0,4M Điện li 0,4a 0,4a CB 0,4(1-a) 0,4a 0,4a 0,4a a/ Gọi a độ điện li HCOOH pH = → [H+] = 0,01 M → 0,4a= 0,01 → a = 0,025 =2,5% b/ Ka(HCOOH) = [HCOO-].[H+]/[HCOOH] = (0,4.a)2/(0,4(1-a)) = 10-3,59 c/ Bđ HCOOH 0,4M HCOO- + H+ [] K 'a = 0,01 –y y 0,018 0, 018y = 10 −4,75 → y = 9,87.10-6 → α = 9,87.10-2 %= 0,0987% 0, 01 − y Bài 13 Nén mol nitơ mol hiđro vào bình kín tích lít (chỉ chứa sẵn chất xúc tác với thể tích không đáng kể) giữ nhiệt độ không đổi Khi phản ứng bình đạt cân bằng, áp suất khí bình 0,8 áp suất lúc đầu (khi cho xong khí vào bình, chưa xảy phản ứng) Tính số cân phản ứng xảy bình + H2 ƒ Xét phản ứng: N2 Số mol lúc đầu 2 NH3 Số mol phản ứng x 3x 2x Số mol cân -3x 2x 2-x Tổng số mol khí lúc đầu: + = 10 mol Tổng số mol khí lúc cân bằng: (2 - x) + (8- 3x) + 2x = 10- 2x mol Vì thể tích bình nhiệt độ không đổi nên áp suất bình tỉ lệ thuận với số mol khí: p cb 10 − 2x = = 0,8 → x = mol pđ 10 Nồng độ chất cân bằng: [NH3] = M; [N2] = 0,5 M; [H2] = 2,5 M Hằng số cân Kc = 0,128 Bài 14 Sắp xếp dung dịch H2SO4, HCl, NaOH, Na2CO3 Na2SO4 có nồng độ 0,1M theo chiều tăng pH dung dịch giải thích ngắn gọn thứ tự đó? Sắp xếp theo chiều pH tăng dần : H2SO4, HCl, Na2SO4, Na2CO3, NaOH Giải thích: + H2SO4 → 2H+ + SO42- [H+] = 2.0,1 = 0,2M → pH = 1-lg2 = 0,7 + HCl → H+ + Cl- [H+] = 0,1 M → pH = + Na2SO4 →2Na+ + SO42- ion khả cho nhận proton nên dd có pH =7 + Na2CO3 → 2Na+ + CO32CO32- + H2O → HCO3- + OH- có [OH-] < 0,1 nên x x.x [CH COO − ].[ H + ] = 7,5.10 −5 ( I ) Ta có Ka = = 0,1 − x [CH COOH ] Vì Ka « 0,1 nên coi 0,1 - x ≈ 0,1 Khi I trở thành x.x = 1,75.10 −5  x2 -1,75.10-6 = → x =1,323.10-3 0,1 → [H+] = 1,323.10-3 → pH = - lg1,323 = 2,878 Bài 16 Tính pH dung dịch thu trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5 C oNH 4Cl = 0,050L × 0,200mol.L−1 0,075L × 0,100mol.L−1 = 0,08M ; C oNaOH = = 0,06M 0,125L 0,125L 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 0,06–x Kb = 0,02+x x x 0,06 [ NH +4 ][OH − ] (0,02 + x ) x = 5,4.10 −5 M = = 1,8.10 −5 , gần x = 1,8.10 −5 × 0,02 [ NH ] 0,06 − x → pH = 14 − [− lg(5,4.10 −5 )] = 9,73 BÀI TẬP VỀ PH Câu 1: Hòa tan hết 7,33 gam hợp kim kim loại M (chỉ có hóa trị II) oxit vào nước, thu lít dung dịch X có pH = 13 a Xác định kim loại M b Tính thể tích dung dịch chứa HCl H2SO4 có pH = cần thêm vào lít dung dịch X để thu dung dịch có pH = 1,699 a) Gọi x, y số mol M MO ta có: Mx + y(M+16) = 7,33 (1) M + 2H2O → M(OH)2 + H2 x x MO + H2O → M(OH)2 y y → số mol OH- = 2x + 2y = 1.0,1 (II) + Từ (I, II) ta có: 16y = 7,33 – 0,05M  M = 146,6 – 320y (*) + Từ (II) suy ra: 0,05 > y > thay vào (*) ta có:146,6 > M > 130,6  M Ba b/ Số mol OH- = 0,1.0,1 = 0,01 mol; Gọi V thể tích cần tìm  số mol H+ = 1.V mol Vì pH dd sau pư = 1,699 < nên axit dư H+ + OH- → H2O bđ: V 0,01 pư: 0,01 0,01 còn: V-0,01 → V − 0, 01 =10-1,699 → V = 0,0122 lít V + 0,1 Câu Tính pH dung dịch thu trộn lẫn dung dịch sau: a 10ml dung dịch CH3COOH 0,10M với 10ml dung dịch HCl có pH = 4,00 b 25ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,00 với 15ml dung dịch KOH có pH = 11,00 c 10ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,00 với 10ml dung dịch axit fomic (HCOOH) có pH=3,00 Biết Ka CH3COOH HCOOH 10-4,76 10-3,75 (Khi tính lấy tới chữ số thứ sau dấu phẩy kết cuối cùng) a Dung dịch HCl có pH = 4,0 → [H+] = [HCl] = 10-4M Sau trộn: 10−4.10 = 5.10−5 M 20 0,1.10 CCH3COOH = = 0, 05M 20 CHCl = HCl → H+ + Cl5.10-5M 5.10-5M CH3COOH € CH3COO- + H+ C 0,05M 5.10-5M ∆C x x [ ] 0,05-x x 5.10-5 + x x ( 5.10 −5 ) +x x 0, 05 − x = 10−4,76 pH = -lg[H+] = -lg(5.10-5 + x) = 3,023=3,02 b Gọi CA nồng độ M dung dịch CH3COOH CH3 COOH € CH3 COO − + H + C CA 0 ΔC x x x x x [ ] CA – x Với pH = 3,0 ⇒ x = 10-3M ( 10 ) −3 C A − 10 CA = −3 = 10−4,76 −3 10−6 + 10−3 = 10−1,24+10 ≈ 0, 0585M −4,76 10 10−14 Dung dịch KOH có pH = 11,0 ⇒ [OH ] = [KOH] = −11 = 10−3 M 10 - Sau trộn: 0, 0585x25 = 0, 03656M ≈ 3, 66.10−2 M 40 10−3 x15 C KOH = = 3, 75.10−4 M 40 CH3 COOH + KOH → CH COOK + H2O CCH3COOH = Phản ứng 3,66.10-2 3,75.10-4 Sau phản ứng (3,66.10-2 – 3,75.10-4 )0 0 3,75.10-4 3,75.10-4 C ∆C [ ] CH 3COOH € CH 3COO − 0,036225 x 3,75.10 −4 x 0,036225 − x H+ + x x + 3,75.10 −4 x Nên Ka= x(x+3,75.10-4)/(0,036225-x)=10-4,76 → x = 6,211.10-4 pH = 3,207=3,21 c Tương tự với câu trên: Dung dịch CH3COOH có pH = 3,0 ứng với CCH3COOH = 0, 0585M Dung dịch HCOOH có pH = 3,0 ứng với nồng độ axit fomic ( 10 ) = − pH CHCOOH K HCOOH + 10− pH = 10−6 + 10 −3 = 10−2,25 + 10 −3 = 6, 62.10−3 M 10−3,75 Sau trộn lẫn: 0, 0585.10 = 0, 02925M 20 6, 62.10−3.10 = = 3,31.10 −3 M 20 CCH3COOH = C HCOOH Bảo toàn điện tích : [H+]=[CH3COO-]+[HCOO-] Ta có: h= C1Ka1/(Ka1+h)+ C2Ka2/(Ka2+h) → h3+h2(Ka1+Ka2)+h(Ka1Ka2 –C1Ka1-C2Ka2 )-( C1Ka1Ka2 +C2 Ka1Ka2)=0 Ta có h= 9,997.10-4 Nên pH = 3,00 Câu Khí N2O4 bền, bị phân ly phần theo phương trình: N2O4 (khí) 2NO2 (khí) (1) Thực nghiệm cho biết số liệu sau (1) đạt tới trạng thái cân áp suất chung atm: Nhiệt độ (0oC) 35 45 72,450 66,800 M h (g) ( M h khối lượng mol trung bình hỗn hợp khí trạng thái cân bằng) a Tính độ phân ly α N2O4 nhiệt độ cho b Tính số cân Kp (1) nhiệt độ c Cho biết (1) phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt Giải thích? (Khi tính lấy tới chữ số thứ sau dấu phẩy) a) Đặt a số mol N2O4 có ban đầu, α độ phân li N2O4 toC xét cân bằng: N2O4 2NO2 Số mol ban đầu a Số mol chuyển hóa aα 2aα Số mol lúc cân a(1 - α) 2aα Tổng số mol khí thời điểm cân a(1 + α) Khối lượng mol trung bình hỗn hợp khí: Mh = - 35oC M h = 72,45 → 92a 92 = a(1 + α) + α 92 = 72,45 1+α →α = 0,270 hay 27% α = 0,377 - 45oC M h = 66,8 hay 37,7%  2aα    NO b) Ta có Kc = [ ] =  V  = 4aα [ N O4 ] a(1 − α) (1 − α)V V V thể tích (lít) bình chứa khí PV PV Và PV = nS RT → RT = n = a(1 + α) S Thay RT, Kc vào biểu thức KP = Kc (RT)∆n ∆n = → KP = 4aα PV P.4.α = (1 − α )V a(1 + α) − α 35oC α = 0,27 → KP = 0,315 , 45oC α = 0,377 → K p = 0,663 c) Vì tăng nhiệt độ từ 35oC → 45oC độ điện li α N2O4 tăng (hay KP tăng) → Chứng tỏ nhiệt độ tăng cân chuyển sang chiều thuận (phản ứng tạo NO2) theo nguyên lí cân Lơ Satơliê (Le Chatelier) phản ứng thuận thu nhiệt Câu Hãy tính pH dung dịch A gồm KCN 0,120M; NH3 0,150M KOH 0,005M Cho biết pKa HCN 9,35; NH +4 9,24  → HCN + OHCN- + H2O ¬    → NH +4 + OHNH3 + H2O ¬   H2O  → H+ + OH¬   Kb1 = 10- 4,65 (1) Kb2 = 10- 4,76 KW = 10-14 So sánh (1) → (3), tính pH theo ĐKP áp dụng cho (1) (2): (2) (3) [OH-] = CKOH + [HCN] + [ NH +4 ] K [CN - ] K b2 [NH3 ] Đặt [OH-] = x → x = 5.10-3 + b1 + x x → x2 - 5.10-3x - (Kb1[CN-] + Kb2[NH3]) = Chấp nhận: [CN-] = CCN- = 0,12M ; [NH3] = C NH3 = 0,15M → Ta có: x2 - 5.10-3x - 5,29.10-6 = → x = [OH-] = 5,9.10-3M = 10-2,23M → [H+] = 10-11,77M Kiểm tra: [CN-] = 0,12 10−9,35 10−9,24 0,12 M; [NH ≈ ≈ 0,15 M 3] = 0,15 10−9,35 + 10−11,77 10−9,24 + 10−11,77 Vậy cách giải gần chấp nhận → pH = 11,77 Câu N2O4 phân li 20,0 % thành NO2 27oC 1,00 atm Hãy xác định : (a) giá trị Kp; (b) độ phân li N2O4 27oC 0,10 atm; (c) độ phân li 69g N2O4 bình 20 L 27oC Xét phản ứng phân li: N2O4  Phần mol: 2NO2 n nα 2nα n-nα 2nα 1− α 1+ α PNO × 2NO 4α 2α = ×P = ×P , KP = PN 2O × N 2O 1− α2 1+ α 4α × (0,2) × P = × = 0,17 1− α2 − (0,2) a) KP = b) 4α × 0,10 = 0,17 ⇒ α = 0,546 (54,6%) 1− α2 c) n= 69 = 0,75mol 92 PN 2O = 0,75(1 − α) × 0,082 × 300 = 0,9225(1 − α) 20 PNO = 2.0,75.α × 0,082 × 300 = 1,845α 20 KP = (1,845α) = 0,17 ⇒ α = 0,1927 (19,27%) 0,9225(1 − α) Câu Tính pH dung dịch thu thổi hết 224 mL khí CO2 vào 200 mL dung dịch NaOH 0,05M, biết axit cacbonic có pK a1 = 6,35 , pK a = 10,33 n CO = 0,224 = 0,01mol, n NaOH = 0,2 × 0,05 = 0,01 22,4 Vì số mol CO2 NaOH nên hệ chứa NaHCO3 Có thể tính pH hệ lưỡng tính công thức: pH = 1 (pK + pK ) = ( 6,35 + 10,33) = 8,3 2 Câu Tính pH dung dịch thu trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5 C oNH 4Cl = 0,050L × 0,200mol.L−1 0,075L × 0,100mol.L−1 = 0,08M ; C oNaOH = = 0,06M 0,125L 0,125L 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 0,06–x Kb = 0,02+x x x 0,06 [ NH +4 ][OH − ] (0,02 + x ) x = 5,4.10 −5 M = = 1,8.10 −5 , gần x = 1,8.10 −5 × 0,02 [ NH ] 0,06 − x → pH = 14 − [− lg(5,4.10 −5 )] = 9,73 Câu Xét phản ứng tổng hợp amoniac : N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k) Ở 450oC số cân phản ứng KP = 1,5.10-5 Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 ban đầu trộn N2 H2 theo tỉ lệ 1:3 thể tích áp suất hệ 500 atm Gọi x h số mol ban đầu N2 hiệu suất phản ứng N2 (k) ⇄ 3H2 (k) 2NH3 (k) no x 3x n hx 3hx 2hx x(1-h) KP = + 3x(1-h) PNH PN PH3 = 2hx  xh   P   x ( − 2h )  ⇒ Σn = x(4-2h)  x (1 − h )  3x (1 − h )   P  P   x (4 − 2h )  x (4 − 2h )  ⇔ 2h ( − 2h ) 5,2(1 − h ) =P K ⇔ 14,1h − 28,2h + 10,1 = với h ≤ ⇒ h = 0,467 , Vậy hiệu suất phản ứng 46,7% Câu Trộn lẫn mL dung dịch NH3 1M mL dung dịch HCl 1M thu dung dịch A Thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A thu dung dịch B −5 a) Xác định pH dung dịch A B, biết K NH3 = 1,8.10 b) So với dung dịch A, giá trị pH dung dịch B có thay đổi lớn hay nhỏ ? Nguyên nhân biến đổi lớn hay nhỏ ? (a) Xét phản ứng dung dịch NH3 dung dịch HCl : NH3 + H+ Co 0,7M 0,3M C 0,3M 0,3M [C] 0,4M  NH4+ 0,3M Vậy dung dịch A gồm cấu tử NH3 0,4M, NH4+ 0,3M Cl- NH3 K= + H2O ⇄ NH4+ + OH- Co 0,4M 0,3M C xM xM xM [C] (0,4-x)M (0,3+x)M xM (0,3 + x ).x = 1,8.10 −5 ⇒ x ≈ 2,4.10 −5 (0,4 − x ) Kb ⇒ pH A = 14 − [− lg(2,4.10 −5 )] = 9,4 Khi thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A có phản ứng : NH4+  OH- + NH3 Co 0,3M 0,1M 0,4M C 0,1M 0,1M 0,1M [C] 0,2M 0,5M + H2O Vậy dung dịch B gồm cấu tử NH3 0,5M, NH4+ 0,2M Cl- NH3 K= + ⇄ H2O NH4+ + OH- Co 0,5M 0,2M C xM xM xM [C] (0,5-x)M (0,2+x)M xM Kb (0,2 + x ).x = 1,8.10 −5 ⇒ x ≈ 4,5.10 −5 (0,5 − x ) ⇒ pH B = 14 − [− lg(4,5.10 −5 )] = 9,7 (b) Sự khác biệt giá trị pH dung dịch B so với dung dịch A không lớn, dịch A tồn cần axit – bazơ, cân có khả làm giảm (chống lại) tác động thay đổi nồng độ axit (H+) bazơ (OH-) Câu 10 Tính pH nồng độ mol Cr O 24− , Cr2 O 27− dung dịch K2Cr2O7 0,01M K CH3COOH = 1,8.10-5 CH3COOH 0,1M Cho: HCr O −4 + H2O 2HCr O −4 Cr O 24− + H3O+ ƒ Cr2 O 27− + H2O ƒ Ta có cân bằng: CH3COOH + H2O Cr2 O 27− ƒ + H2O HCr O −4 + H2O ƒ ƒ pK2 = 6,5 pK1 = -1,36 CH3COO− + H3O+ 2HCr O −4 Ka = 1,8.10-5 (1) -1,36 (2) K2 = 10-6,5 (3) K1 = 10 H3O+ + Cr O 24− Vì K1 >> Ka, K2 ⇒ cân (2) chiếm ưu Tính nồng độ Cr2 O 27− HCr O −4 dựa vào cân (2) Cr2 O 27− + H2O BĐ 0,010 2HCr O −4 K1 = 10-1,36 TTCB 0,010-x Áp dụng đ/l t/d k/l 2x (2x) K1 = = 10-1,36 (x < 0,01) ⇒ x = 6,33.10-3 (0,010 − x) Vậy : [Cr2 O 27− ] = 0,010 - 6,33.10-3 = 3,7.10-3 (M) ; [HCr O −4 ] = 6,33.2.10-3 = 1,27.10-3 (M) So sánh cân (3) (1): Ka.Ca >> K2[HCr O −4 ] ⇒ cân (1) chiếm ưu thế: CH3COOH + H2O BĐ 0,1 TTCB 0,1-a ƒ CH3COO− + H3O+ a a = 1,8.10-5 0,1 − a ĐK a> K3, Kw K4 >> Kw nên ta bỏ qua cân (2), (3) (5) − K1 H PO4 10 −2,15 Từ (1) suy ra: = = = 10-0,68 = 0,21 (6) [ H PO4 ] H + 10 −1, 47 [ ] [CH COO ] [ ] - K4 10 −4, 76 -3,29 = [ CH COOH] H + 10 −1,47 = 10 [CH3COO-] 2.10-3 ⇒ bỏ qua điện ly H2O Ca 0,05 = 〈 380 Ka 10 −2 Xét cân (1): x2 =10 −2 ⇒ x = 0,018 pH = -lg 0,018 = 1,74 Ka1 = 0,05 − x CH3COOH  CH3COO − + H + 0,02 (0,02 - y) Ka2 = 0,018 y 0,018 0,018.y =10 −4,76 ⇒ y = 1,93.10 −5 α = 9,65.10 −2 (0,02 − y) % [...]... = − pH 2 CHCOOH K HCOOH + 10− pH = 10−6 + 10 −3 = 10−2,25 + 10 −3 = 6, 62.10−3 M 10−3,75 Sau khi trộn lẫn: 0, 0585.10 = 0, 0 292 5M 20 6, 62.10−3.10 = = 3,31.10 −3 M 20 CCH3COOH = C HCOOH Bảo toàn điện tích : [H+]=[CH3COO-]+[HCOO-] Ta có: h= C 1Ka1 / (Ka1 +h)+ C 2Ka2 / (Ka2 +h) → h3+h2 (Ka1 +Ka2 )+h (Ka1 Ka2 –C 1Ka1 -C 2Ka2 )-( C 1Ka1 Ka2 +C2 Ka1 Ka2)=0 Ta có h= 9, 997 .10-4 Nên pH = 3,00 Câu 3 Khí N2O4 kém bền, bị ph n... = 1,8.10 −5 × 0,02 [ NH 3 ] 0,06 − x → pH = 14 − [− lg(5,4.10 −5 )] = 9, 73 BÀI TẬP VỀ PH Câu 1: Hòa tan hết 7,33 gam hợp kim kim loại M (chỉ có hóa trị II) và oxit của nó vào nước, thu được 1 lít dung dịch X có pH = 13 a Xác định kim loại M b Tính thể tích dung dịch chứa HCl và H2SO4 có pH = 0 cần thêm vào 1 lít dung dịch X để thu được dung dịch mới có pH = 1, 699 a) Gọi x, y lần lượt là số mol của M... sánh (1), (2), (3) ta thấy: K a (HSO−4 ) C HSO−4 >> Ka CCH3COOH >> Kw → Cân bằng (1) chiếm ưu thế HSO4- ƒ [] 0,05 – x Ka = H+ + SO42x Ka = 10-2 x x2 = 10-2 → x = 0,018 pH = 1,745 0, 05 − x Xét cân bằng (2): CH3COOH ƒ CH3COO- + H+ (1) Ka = 10-4,75 [] K 'a = 0,01 –y y 0,018 0, 018y = 10 −4,75 → y = 9, 87.10-6 → α = 9, 87.10-2 %= 0, 098 7% 0, 01 − y Bài 13 Nén 2 mol nitơ và 8 mol hiđro vào một bình kín... x x → x2 - 5.10-3x - (Kb1 [CN-] + Kb2 [NH3]) = 0 Chấp nhận: [CN-] = CCN- = 0,12M ; [NH3] = C NH3 = 0,15M → Ta có: x2 - 5.10-3x - 5, 29. 10-6 = 0 → x = [OH-] = 5 ,9. 10-3M = 10-2,23M → [H+] = 10-11,77M Kiểm tra: [CN-] = 0,12 10 9, 35 10 9, 24 0,12 M; [NH ≈ ≈ 0,15 M 3] = 0,15 10 9, 35 + 10−11,77 10 9, 24 + 10−11,77 Vậy cách giải gần đúng trên có thể chấp nhận được → pH = 11,77 Câu 5 N2O4 ph n li 20,0 % thành NO2... HCl, Na2SO4, Na2CO3, NaOH Giải thích: + H2SO4 → 2H+ + SO42- [H+] = 2.0,1 = 0,2M → pH = 1-lg2 = 0,7 + HCl → H+ + Cl- [H+] = 0,1 M → pH = 1 + Na2SO4 →2Na+ + SO42- do 2 ion này đều không có khả năng cho nhận proton nên dd có pH =7 + Na2CO3 → 2Na+ + CO32CO32- + H2O → HCO3- + OH- có [OH-] < 0,1 nên 7 ... 0 292 5M 20 6, 62.10−3.10 = = 3,31.10 −3 M 20 CCH3COOH = C HCOOH Bảo toàn điện tích : [H+]=[CH3COO-]+[HCOO-] Ta có: h= C 1Ka1 / (Ka1 +h)+ C 2Ka2 / (Ka2 +h) → h3+h2 (Ka1 +Ka2 )+h (Ka1 Ka2 –C 1Ka1 -C 2Ka2 )-( C 1Ka1 Ka2... 13 →Chọn C BÀI TẬP : PH – Ka – Kb – Kc Bài A dung dịch CH3COOH có pH =3, B dung dịch HCOOH có pH =3 (a)Tính nồng độ ban đầu CH3COOH HCOOH dung dịch A B (b)Thêm 15 ml dung dịch KOH có pH =11 vào... C 2Ka2 / (Ka2 +h) → h3+h2 (Ka1 +Ka2 )+h (Ka1 Ka2 –C 1Ka1 -C 2Ka2 )-( C 1Ka1 Ka2 +C2 Ka1 Ka2)=0 Ta có h= 9, 997 .10-4 Nên pH = 3,00 Câu Khí N2O4 bền, bị ph n ly ph n theo ph ơng trình: N2O4 (khí) 2NO2 (khí) (1) Thực nghiệm