BÀI TẬP VỀ pH DÙNG ÔN THI THPTQG

có thể 1 axit hoặc trộn lẫn nhiều axit Cách làm: + Viết phương trình điện li của các axit.. Xác định pH của dung dịch axit yếu khi biết hằng số Ka Cách làm: - Viết phương trình điện li

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI THPTQG

Ý nghĩa tích số ion của nước :

Môi trường trung tính : [H+ ] = [ OH- ] = 1,0 10-7 M

Môi trường axit : [H+ ] > [ OH- ] hay [H+ ] > 1,0 10-7 M

Môi trường bazơ : [H+ ] < [ OH- ] hay [H+ ] < 1,0 10-7 M

I.2- Khái niệm về pH :

Có thể coi pH là đại lượng biểu thị nồng độ H+

[H + ] = 1,0 10 - pH M Nếu [H + ] = 1,0 10 - a M thì pH = a

pH không có thứ nguyên (không có đơn vị)

Về mặt toán học: pH = - lg [H + ]

* Ý nghĩa của giá trị pH :

Môi trường trung tính : [H+ ] = [ OH- ] = 1,0 10-7 M hay pH= 7,00

Môi trường axit : [H+ ] > [ OH- ] hay [H+ ] > 1,0 10-7 M hay pH < 7,00

Môi trường bazơ : [H+ ] < [ OH- ] hay [H+ ] < 1,0 10-7 M hay pH > 7,00

Ngoài ra, người ta còn sử dụng giá trị pOH: pOH = - lg [OH- ]

α = chÊt ph©n ly

hoµ tan

α càng lớn khả năng điện li càng hoàn toàn và ngược lại

I.4 Mối liên hệ giữa hằng số điện li K và độ điện li α

Ví dụ: Một hợp chất AB điện ly yếu có nồng độ ban đầu là C (mol/lít, độ điện ly α).

- Hằng số axit và bazơ của 1 cặp axit bazơ liên hợp HA/A- : Ka Kb = 10-14.

- Ka càng lớn tính axit càng mạnh, Kb càng lớn tính bazơ càng mạnh và ngược lại.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP.

II.1 Dạng 1: Xác định pH của dung dịch axit mạnh.

(có thể 1 axit hoặc trộn lẫn nhiều axit)

Cách làm:

+ Viết phương trình điện li của các axit

+ Tính tổng số mol H+ từ đó tính tổng nồng độ mol/lít của H+

Ví dụ 2: (Trích đề thi tuyển sinh đại học ĐH –CĐ Khối A 2007)

Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1

M và axit H2SO4 0,5 M thu được 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tíchdung dịch không đổi) Dung dịch Y có pH là:

thể tích VA/VB để thu được dung dịch có pH = 2 là :

sự pha loãng không làm thay đổi thể tích thì pH của dung dịch thu được là:

A 1 B 2 C 3 D 1,5

A 0,004 B 0,008 C 0,002 D 0,04

dung dịch X Dung dịch X có pH là :

II.2 Dạng 2: Xác định pH của dung dịch bazơ mạnh.

(có thể 1 bazơ hoặc trộn lẫn nhiều bazơ)

Cách làm.

+ Viết phương trình điện li của các bazơ

+ Tính tổng số mol OH- từ đó tính tổng nồng độ mol/lít của OH

-+ Từ công thức : [H+] [OH−] = 10-14 tính được nồng độ mol/lít của H+

+ Áp dụng pH = - lg[H+]

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch KOH 0,005M ?

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ

vào nước dư thu được 0,224 lit khí (đktc) và 2 lit dd có pH bằng

A

Câu 5: Cho m gam Na vào nước dư thu được 1,5 lit dd có pH=12 Giá trị của m là

Câu 6: Hòa tan hoàn toàn m gam BaO vào nước thu được 200ml dd X có pH=13.

Giá trị của m là

A

Câu 7: Hòa tan 0,31 gam một oxit kim loại vào nước thu được 1 lit dd có pH=12.

Oxit kim loại là

Câu 8 Cho hỗn hợp Na-Ba vào nước thì thu được 500ml dung dịch (X) và 0,672 lít

khí H2 (đkc) bay ra pH của dung dịch (X) là:

A 13,07 B.12,77 C.11,24 D.10,8

Câu 9: Trộn 30 ml dung dịch NaOH xM với 20 ml dung dịch Ba(OH)2 0,01M được

dung dịch X có pH = 13 Giá trị của x là :

A 0,014 B 0,15 C 0,015 D 1,5

II.3 Dạng 3: Xác định pH của dung dịch axit yếu.

II.3.1 Xác định pH của dung dịch axit yếu khi biết hằng số Ka

Cách làm:

- Viết phương trình điện li

- Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng

- Viết biểu thức hằng số cân bằng Ka, giải phương trình bậc 2 tìm nồng độ H+ từ

nước Biết NH4+ có Ka=10-9,24

01 , 0 01

, 0 5 , 53

535 , 0

2 24

, 9

→ x = [H+]= 5,36.10-6 => pH = 5,27

II.3.2 Xác định pH của dung dịch axit yếu khi biết độ điện li α

Cách làm:

- Viết phương trình điện li

- Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng

- Viết biểu thức độ điện li α, giải phương trình tìm nồng độ H+ từ đó tính pH.

Câu 5: Ở một nhiệt độ xác định, độ điện li của dung dịch axit axetic 0,1M là 1,32%.

Ở nhiệt độ này, dung dịch axit trên có hằng số axit và pH bằng:

A 1,85.10-5 và 1,8 B 1,74.10-5 và 2,8 C 1,32.10-5 và 11.2 D 2,85.10-5 và 3,5

ion Độ điện li α và pH của CH3COOH ở nồng độ đó là (biết số Avogađro=6,02.1023)

Coi thể tích dung dịch không thay đổi Biết NH4+ có Ka=10-9,24

II.4 Dạng 4: Xác định pH của dung dịch bazơ yếu.

Cách làm:

- Viết phương trình điện li.

- Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng

- Viết biểu thức hằng số cân bằng Kb, giải phương trình bậc 2 tìm nồng độ OH- từ

đó tính nồng độ H+ và tính pH

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch NH3 10-2M biết Kb = 1,8.10-5 ?

Bài giải :

NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb = 1,8.10-5

Ban đầu : 0,01M 0 0

Phân li x x x

Cân bằng 0,01- x x x

Kb = = 1,8.10-5 => Giải phương trình bậc hai, ta có : x = 4,15.10-4 => pOH = 3,38 => pH = 10,62 Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch CH3COOK 2,0.10 -5 M Biết CH3COOH có Ka=10-4,76 Giải: Các cân bằng xảy ra trong dung dịch: CH3COOK → CH3COO- + K+ 2,0.10-5 2,0.10-5 CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Kb = 10-9,24 (1) Ban đầu: 2,0.10-5

Phâl li: x x x

Cân bằng 2,0.10-5 -x x x

Kb = x2/ (2,0.10-5 -x ) = 10-9,24

→ x = [ OH-] = 1,47.10-5 [H+] = 6,82.10-8 → pH = 7,166 II.4.2 Xác định pH của dung dịch bazơ yếu khi biết độ điện li α Cách làm: - Viết phương trình điện li - Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng - Viết biểu thức độ điện li α, giải phương trình tìm nồng độ tìm nồng độ OH- từ đó tính nồng độ H+ và tính pH Ví dụ: Dung dịch NH3 1M với độ điện li là 0,42% có pH là A 9.62 B 2,38 C 11,62 D 13,62 NH3 + H2O NH4+ + OH -Ban đầu : 1M 0 0

Phân li x x x

Ta có: = x/1 = 0,0042 = [OH-] pOH = 2,38

pH=11,52

Chú ý: Nếu > 400 hay α < 0,05 có thể coi MOH phân li không đáng kể

Câu 4: Cho 200ml dung dịch NaOH 0,03M tác dụng với 300ml dung dịch

CH3COOH 0,02M Tính pH của dung dịch thu được Biết CH3COOH có Ka=10-4,76

100ml dung dịch HCOOH 0,1M Tính pH của dung dịch thu được? Biết CH3COOH

có Ka=10-4,76

II.5 Dạng 5: Xác định pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn axit với bazơ Cách làm:

+) Viết phương trình điện li để tính ∑n H + và tính ∑n OH -

+) Xem ion nào dư sau phản ứng H+ + OH-  H2O

+) Tính lại nồng độ của ion dư từ đó tính pH giống dạng 1 hoặc dạng 2

Với những bài tập cho biết pH sau phản ứng, cần phải dựa vào giá trị của pH để xem axit hay bazơ dư

Ví dụ 1: (Trích đề thi tuyển sinh đại học ĐH –CĐ Khối A 2008)

Trộn lẫn V ml dung dịch NaOH 0,01M với V ml dung dịch HCl 0,03 M đợc 2Vml dung dịch Y Dung dịch Y có pH là:

Chú ý: Để đơn giản hoá bài toán ta chọn V = 1 lít

2 H

Ví dụ 2: (Trích đề thi tuyển sinh đại học ĐH –CĐ Khối B 2007).

Trộn 100ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M với 400 ml dungdịch (gồm H2SO4 0,0375 M và HCl 0,0125 M) thu được dung dịch X, giá trị pH củadung dịch X là:

Ba(OH)2 a mol/lit thu được dd có pH = 3 Vậy a có giá trị là:

Giải:

Ta có: ∑nH+ = 0,2( 0,3+ 0,5)= 1,6mol ; nOH- = 0,2.a

Sau khi phản ứng xảy ra dung dịch thu được có pH= 3 chứng tỏ axit dư

[H+] sau phản ứng = (1,6-0,2a)/ 0,4 = 10-3 Vậy a = 3,999

Câu 3: Trộn lẫn 2 dung dịch có thể tích bằng nhau của dung dịch HCl 0,2M và dung

dịch Ba(OH)2 0,2M pH của dung dịch thu được là

Câu 5: Thể tích dung dịch HCl 0,3 M cần để phản ứng với 100 ml dung dịch hỗn hợp

NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,1M để thu được dung dịch có pH= 7 là:

A 200 ml B 100 ml C 250 ml D 150 ml.

Câu 6: Cho 40ml dung dịch HCl 0,75M vào 160ml dung dịch chứa đồng thời

Ba(OH)2 0,08M và KOH 0,04M thu được 200ml dung dịch có pH là

A 2 B 3 C 11 D 12.

Câu 7: Trộn 100 ml dung dịch KOH có pH=12 với 100 ml dung dịch HCl 0,012 M

thì thu được dung dịch có pH là

Câu 8: Trộn hai thể tích dung dịch HCl 0,1M với một thể tích dung dịch gồm NaOH

0,2M và Ba(OH)2 0,15M thu được dung dịch Z có pH là

A 1 B 2 C 12 D 13

Câu 9: Trộn 300 ml dung dịch HCl 0,05 M với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 x mol/l

thu được 500 ml dung dịch có pH=2 Giá trị của x là

A 0,025 B 0,05 C 0,1 D 0,5.

Câu 10: Trộn 300 ml dung dịch HCl 0,05 M với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 a mol/l

thu được 500 ml dung dịch có pH=12 Giá trị của a là

A 0,025 B 0,005 C 0,01 D 0,05.

a mol/l thu được m gam kết tủa và dung dịch còn lại có pH=12 Giá trị của m và a là

A

0,233 gam; 8,75.10-3 M B 0,8155 gam; 8,75.10-3M

C 0,233 gam; 5.10-3M D 0,8155 gam; 5.10-3M

mol/l thu được 500ml dung dịch có pH=x Cô cạn dd sau phản ứng thu được 1,9875gam chất rắn Giá trị của a và x lần lượt là

Câu 13: Trộn 150 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/l với 250 ml dung dịch hỗn hợp

gồm NaOH 0,5M và Ba(OH)2 0,1M thu được dung dịch có pH=12 Giá trị của a là

ml dung dịch NaOH nồng độ b mol/l được 500 ml dung dịch có pH=12 Giá trị của blà

NaOH nồng độ a mol /l thu được 200ml dung dịch có pH=12 Giá trị của a là

dịch Y có chứa ClO4- , NO3- và y mol H+ tổng số mol ClO4- và NO3- là 0,04 Trộn

X và Y được 100ml dung dịch Z Dung dịch Z có pH ( bỏ qua sự điện li của H2O)là:

Câu 17: Thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,025M cần cho vào 100 ml dung dịch hỗn

hợp gồm HNO3; HCl có pH=1 để thu được dung dịch có pH=2 là

A 0,25 lit B 0,1 lit C 0,15 lit D 0,3 lit.

pH=2 thu được (V1+V2) lit dung dịch có pH=10 Tỉ lệ V1:V2 bằng

A 11:9 B 101:99 C 12:7 D 5:3.

tích bằng nhau thu được dung dịch A Lấy 300ml dung dịch A cho phản ứng với Vlít dung dịch B gồm HCl 0,2M và HNO3 0,29M, thu được dung dịch C có pH =12.Giá trị của V là:

A

bằng nhau được dung dịch A Cho V ml dung dịch B chứa NaOH 0,2M và

Ba(OH)20,05M vào 400 ml dung dịch A thu được (V + 400) ml dung dịch D có pH

= 13 Giá trị của V là:

A 600 B 400 C 800 D 300

V2 lit B thu được (V1+V2) lit dung dịch có pH=1 Tỉ lệ V1:V2 bằng

V4 lit B thu được (V3+V4) lit dung dịch có pH=13 Tỉ lệ V3:V4 bằng

A 1:1 B 5:11 C 8:9 D 9:11.

Câu 23: Một dung dịch X có pH=3 Để thu được dung dịch Y có pH=4 cần cho vào 1

lit dung dịch X thể tích dung dịch NaOH 0,1M là

A 100ml B 90 ml C 17,98ml D 8,99ml

vào 1 lit dung dịch Z thể tích dung dịch NaOH 1,8M là

A 1 lit B 1,5 lit C 3 lit D 0,5 lit.

thêm vào 1 lit dung dịch Z thể tích dung dịch NaOH 1,8M là

A 1,0 lit B 1,235 lit C 2,47 lit D 0,618 lit.

II.6 Dạng 6: Xác định pH của dung dịch đệm.

* Định nghĩa : Dung dịch đệm là dung dịch có pH hoàn toàn xác định được tạo nên

khi trộn dung dịch của axit yếu với muối của chúng với bazơ mạnh hoặc của bazơ yếu với muối của chúng với axit mạnh

Ví dụ : CH3COOH và CH3COONa được gọi là đệm axetat

NH4Cl và NH3 được gọi là đệm amoni

0,1M Biết ở 25oC, Ka của CH3COOH là 1,75.10-5 và bỏ qua sự phân li của nước.Giá trị pH của dung dịch X ở 25 oC là

0,1→ 0,1 CH3COOH H+ + CH3COO-

Ka của CH3COOH là 1,75.10-5 và bỏ qua sự phân li của nước Giá trị pH của dungdịch X ở 25 oC là

Câu 4 Dung dịch X gồm có HCOOH 0,1M và HCOONa xM, có pH = 2,757 Biết Ka

= 1,75.10-4 Giá trị của x là :

II.7 Dạng 7: Xỏc định pH khi pha loóng dung dịch bằng nước.

+) khi pha loóng thỡ n OH - , n H + : khụng đổi ; chỉ cú V của dd : thay đổi

+) ta tớnh lại nồng độ  suy ra yờu cầu đầu bài

Hoặc cú thể sử dụng cụng thức tớnh nhanh:

Nếu tính thể tích nớc cần thêm vào V lít dung dịch axit có pH=a để được dung dịchmới có pH=b (b>a) thì ta áp dụng công thức

Do số mol của HCl khụng đổi nờn: V 10 1 -3 = V 10 2 -4 →V2 = 10V1

Vậy phải pha loóng dung dịch 10 lần

Vớ dụ 2: Thể tớch của nước cần thờm vào 15 ml dung dịch axit HCl cú pH=1 để được

Câu 1: Có 10 ml dung dịch HCl pH = 3 Thêm vào đó x ml nước cất và khuấy đều thì

thu được dung dịch có pH = 4 Giá trị của x là

Câu 2: Cho dung dịch NaOH có pH = 12 Để thu được dung dịch NaOH có pH = 11

cần pha loãng dung dịch NaOH ban đầu (bằng nước)

A 10 lần B 20 lần C 15 lần D 5 lần.

Câu 3: Cho dd HCl có pH =3 Để thu được dd có pH =4 thì cần pha loãng dd HCl

ban đầu A (bằng nước)

A 12 lần B 10 lần C 100 lần D 1lần.

pH = 3 Vậy tỉ V1/V2 cần trộn là:

A 10 B 100 C 1/9 D 1/100

Câu 5: Cho 10ml dung dịch HBr có pH =2 Thêm vào đó x ml nước cất và khuấy

đều , thu được dung dịch có pH=4 Hỏi x bằng bao nhiêu?

A.100ml B.990ml C.400ml D.1000ml

cất để thu được dung dịch có pH=11

A 350 B.450 C.800 D.900

II.8.Dạng 8: Xác định pH của qúa trình điện phân.

Cách làm:

Vận dụng kiến thứv về điện phân xét phản ứng xảy ra ở từng điện cực, viết

phút, cường độ dòng điện cố định là 0,16A Khối lượng Cu thoát ra trên điện cực và

pH

dung dịch thu được sau thời gian điện phân là:

A: 0,191 và B: 0,191 và 1,69 C: 1,28 và 3 D: 0,64 và 2

Giải:

Khối lượng Cu thoát ra là: m= A.I.t/ n.F = 0,191 g = 3.10-3mol

Phương trình điện phân: CuS04 + H 2 O Cu +O2 + H 2 SO 4

Giải :

Vì dung dịch có pH = 12 → Môi trường kiềm

pH = 12 → [H+] = 10-12 → [OH-] = 0,01 → Số mol OH- = 0,001 mol

điện phân có pH = 3, Biết hiệu suất phản ứng điện phân là 80%, thể tích dung dịchcoi như không đổi Nồng độ AgNO3 trước điện phân là:

A 0,25.10-3M B 0,5.10-3M C 1,25.10-3 M D 0,25.10-3M

dung dịch có pH= 2 Xem thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể thì lượng Ag bám

ở catot là:

A 0,54 gam B 0,108 gam C 1,08 gam D 0,216 g

cường độ I=10A cho đến khi catot bắt đầu có khí thoát ra thì ngừng thấy phải mất 32 phút 10 giây Nồng độ mol CuSO4 ban đầu và pH dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu

A [Ag(NO3)]=0,5M, pH=1 B [Ag(NO3)]=0,05M, pH=10

C [Ag(NO3)]=0,005M, pH=1 D [Ag(NO3)]=0,05M, pH=1

Câu 4: Cho 2 bình điện phân mắc nối tiếp Bình điện phân 1 hòa tan 0,3725 gam RCl

(R là kim loại kiềm) trong nước Bình điện phân 2 chứa dung dịch CuSO4 Sau mộtthời gian điện phân thấy catot bình điện phân 2 có 0,16 gam kim loại bám vào, còn ởbình điện phân 1 thấy chứa V (lít) dung dịch một chất tan pH = 13 Giá trị V là ?

A.

0,05 lít B 0,075 lít C 0,1 lít D 0,01 lít

Câu 5 Hòa tan 11,7 gam NaCl vào nước rồi đem điện phân có màng ngăn, thu được

500 ml dung dịch có pH= 13 Hiệu suất điện phân là:

A 15% B 25% C 35% D 45%

II.9 Dạng 9: Xác định pH của dung dịch muối.

a Xác định pH của dung dịch muối trung hoà tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh

Các ion trong dung dịch không bị thuỷ phân  Môi trường trung tính pH = 7

Ví dụ: NaCl , KNO 3

b Xác định pH của dung dịch muối trung hoà tạo bởi axit mạnh và bazơ yếu Cation của bazơ yếu bị thủy phân cho môi trường axit  Môi trường axit pH < 7

Ví dụ: CuCl2; Fe(NO3)3;

c Xác định pH của dung dịch muối trung hoà tạo bởi axit yếu và bazơ mạnh

Anion của axit yếu bị thủy phân cho môi trường bazơ  pH > 7

Ví dụ: Na2CO3; K2SO3,

Ví dụ: CH3COONH4, (NH4)2CO3

Môi trường phụ thuộc vào hằng số Ka1 ; Kb2

Nếu Ka 1 ≈ Kb2  Môi trường gần như trung tính

Nếu Ka 1> Kb2  Môi trường axit

Nếu Ka1 < Kb2  Môi trường bazơ

e Xác định pH của dung dịch muối axit tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh

Gốc axit tiếp tục điện li mạnh cho môi tường axit pH < 7

Ví dụ: NaHSO4

II.10 MỘT SỐ BÀI TẬP LÍ THUYẾT VỀ pH.

A [H+] < [OH-] B [H+] = [OH-] C [H+ ] > [OH ] - D [H+] [OH-] > 1,0 10-14

A [H+ ] < 1,0 10-7 B [H+] = 1,0 10-7 C [H+] > 1,0 10-7 D [H+] [OH-] > 1,0 10-14

được