Chuyên đề này tuy đã hệ thống nhiều dạng bài tập về chương sự điện li nhưng chưa phải là đầy đủ, còn một số dạng bài tập tương đối phức tạp nữa, chuyên đề này cần được phát triển trong nhiều năm nữa để hoàn thiện. Rất mong được sự đóng góp của các đồng nghiệp để chuyên đề được hoàn thiện hơn.
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ……….
Trang 2MỤC LỤC Trang
Trang 3DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT……… 3
PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ……… 4
1 Lí do chọn đề tài……… 4
2 Mục đích của đề tài 4
3 Phương pháp nghiên cứu 5
4 Đối tượng nghiên cứu 5
5 Phạm vi nghiên cứu 5
PHẦN II NỘI DUNG 6
I Thực trạng vấn đề nghiên cứu 6
II Cơ sở lí thuyết 6
III Các dạng bài tập và phương pháp giải 10
PHẦN III KẾT LUẬN 20
TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 21
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Trang 4GD – ĐT Giáo dục – Đào tạo
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1 Lí do chọn đề tài
Trang 5Hoá học là bộ môn khoa học thực nghiệm, có tầm quan trọng trong trường phổthông Đây là môn học khô khan, là bộ môn được coi là khó đối với học sinh, nhưng nếu tạocho học sinh hứng thú khi học bài trên lớp thì việc học môn hóa học lại trở nên nhẹ nhàng.Bài tập hóa học là rất khó nếu học sinh không được hướng dẫn các phương pháp cụ thể chotừng dạng bài tập, nhưng nếu có kiến thức và phương pháp phù hợp thì việc giải bài tập hóahọc lại rất nhẹ nhàng.
Với cấu trúc đề thi THPT Quốc gia và xu hướng thi THPT Quốc gia như hiện nay thì việcnhận dạng và có phương pháp giải của từng dạng là rất quan trọng Chương sự điện li là mộttrong các chuyên đề trong cấu trúc đề thi THPT Quốc Gia nhưng có các vần đề sau:
+ Nếu học sinh không đọc thêm sách tham khảo thì việc xác định các ion là trung tính, axit,bazơ hay lưỡng tính để từ đó xác định tính chất của các chất tạo nên từ các ion đó là khókhăn
+ Bài tập của chương sự điện li chỉ trở nên dễ dàng khi đã có phương pháp Đề tài cung cấpcho các em phương pháp giải các dạng bài tập của chương
+ Ngoài ra, việc hiểu bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch và cách giải các bài tập
về dung dịch là một nền tảng để giải các bài tập của các chuyên đề vô cơ khác
Vì những lí do trên tôi viết chuyên đề “Các dạng bài tập về chương sự điện li và
phương pháp giải” nhằm giúp các em khắc phục các khó khăn và tự tin khi xử lí các bài tập
về dung dịch trong đề thi THPT Quốc gia
Hy vọng với chuyên đề này sẽ giúp các em học sinh có một kiến thức cơ bản vàphương pháp giải quyết được những khó khăn mà các em gặp phải
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng không tránh khỏi những thiếu sót ngoài ý muốn.Rất mong sự góp ý của quý đồng nghiệp để bài viết của tôi được hoàn thiện hơn Tôi xin chânthành cảm ơn!
2 Mục đích của đề tài
- Đề tài được hoàn thành với hy vọng sẽ là tư liệu giúp ích cho bản thân và các đồng nghiệpphục vụ cho việc dạy học môn Hóa học ở phần kiến thức này
- Là tài liệu tham khảo để học sinh học tốt hơn đối với phần kiến thức này
3 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tham khảo tài liệu: nghiên cứu một số tài liệu về phương pháp giải các bàitoán có liên quan đến phạm vi nghiên cứu, các định luật hóa học
Trang 6- Phương pháp trao đổi kinh nghiệm: Tiến hành trao đổi kinh nghiệm, học hỏi từ đồng nghiệp,các kiến thức có liên quan đến việc nghiên cứu và tích lũy qua các sách tham khảo và các bàiviết của đồng nghiệp.
- Nghiên cứu thực tiễn qua giảng dạy tại trường THPT Văn Quán
4 Đối tượng nghiên cứu
- Tập trung nghiên cứu các dạng bài tập và phương pháp giải bài tập chương sự điện lichương trình Hóa học 11
5 Phạm vi nghiên cứu
- Tôi nghiên cứu về các dạng bài tập và phương pháp để giải quyết các dạng bài tập về dungdịch chất điện li
- Chuyên đề áp dụng cho học sinh lớp 11
PHẦN II: NỘI DUNG
I THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trang 7Trong những năm gần đây, các bài tập hóa học càng trở nên khó và phức tạp Mặt khácrất nhiều em không giải được những bài toán cơ bản, thậm chí không viết được phương trình
và cả tính số mol, điều này khiến cho những giáo viên giảng dạy môn hóa gặp không ít khókhăn, một vài em cảm thấy rất sợ khi vào tiết học môn hóa
Bài tập lí thuyết của chương sự điện li đối với nhiều học sinh còn là khó và trừu tượng,đặc biệt học sinh trường THPT Văn Quán-Lập Thạch-Vĩnh Phúc gặp khó khăn khi giải quyếtdạng bài tập này Mà dạng bài tập này gặp trong cấu trúc của đề thi nên các em rất lúng túng
và thường không giải quyết được nếu không có cơ sở lí thuyết và phương pháp giải Nếu có
cơ sở lí thuyết và phương pháp giải thì lại trở nên dễ dàng
II CƠ SỞ LÍ THUYẾT:
SỰ ĐIỆN LI
1 Sự điện li: là quá trình phân li các chất trong nước ra ion.
→ dung dịch chứa các ion dẫn được điện
2 Chất điện li:
- Chất điện li là những chất dẫn điện khi tan trong nước và ở trạng thái nóng chảy
Hay chất điện li là những chất khi tan trong nước phân li ra ion
- Chất điện li gồm: muối, axit, bazơ
* Lưu ý: Một số chất kết tủa như: AgCl, Mg(OH)2,…cũng là chất điện li
→ Các chất không phân cực và phần lớn các chất hữu cơ không phải là chất điện li
a Chất điện li mạnh: là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li ra ion.
-b Chất điện li yếu: là chất khi tan trong nước chỉ có một số phần tử hòa tan phân li ra ion,
phần tử còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch
* Những chất điện li yếu bao gồm:
+ Các axit yếu: RCOOH, HClO, HF, H2S…
+ Các bazơ yếu: NH4OH và các hiđroxit không tan như Mg(OH)2, Al(OH)3
+ Nước là chất điện li yếu
* Phương trình điện li biểu diễn bằng mũi tên hai chiều (¬ →)
Trang 8CH3COOH ¬ → CH3COO- + H+
* Cân bằng điện li tuân theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sactơrie
* Hằng số điện li là một dạng của hằng số cân bằng
3 Độ điện li ( α ): Cho biết phần trăm chất tan phân li thành ion và được biểu diễn bằng tỉ số
nồng độ mol của phân tử chất tan phân li thành ion (C) và nồng độ ban đầu của chất điện li(C0):
C N
+ Chất không điện li: α = 0.
AXIT – BAZƠ – MUỐI
VD: KOH, Ba(OH)2, Mg(OH)2, S2-, SO32-, CH3COO-
3 Các chất lưỡng tính và ion lưỡng tính:
- Tính lưỡng tính là khi tan trong nước vừa có thể phân li như axit, vừa có thể phân li nhưbazơ (hay vừa có khả năng nhường proton, vừa có khả năng nhận proton H+)
Al(OH)3 → Al(OH)2+ + OH
-Al(OH)3 → AlO2- + H+ + H2O HCO3-+ H+ →H2O + CO2
- Các chất và ion lưỡng tính:
+ Ion gốc axit còn chứa H+của axit yếu là các chất lưỡng tính
VD: HS-, HCO3-, HSO3-,…
Trang 9+ Hợp chất chứa đồng thời các ion là axit lẫn ion là bazơ là hợp chất lưỡng tính.
VD: (NH4)2CO3, CH3COONH4,…
+ Các chất sau cũng là chất lưỡng tính: Al2O3, ZnO, BeO, Cr2O3, SnO2, PbO2, Al(OH)3,
Zn(OH)2, Cr(OH)3, Be(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2
4 Ion trung tính:
- Là những ion không có khả năng nhường hoặc nhận proton H+
- Ion trung tính bao gồm: Anion gốc axit mạnh, cation kim loại mạnh Các ion này không làmảnh hưởng đến môi trường của dung dịch
- VD:
+ Cation kim loại mạnh: Na+, K+, Ca2+, Ba2+,…
+ Anion gốc axit mạnh: SO42-, Cl-, ClO4-, Br-, I-, NO3-,
5 Muối:
- Là những chất khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc NH4+) và anion gốc axit
- VD: NaCl, AgBr, Mg(NO3)2, KHSO3,
a Muối axit: là những muối mà trong gốc axit còn có nguyên tử hiđro có khả năng phân li ra
ion H+
VD: NaHCO3, Ca(HSO3)2, Na2HPO4, NH4HSO4, NaHS,
b Muối trung hoà: là những muối mà gốc axit không còn nguyên tử hiđro có khả năng phân
li ra H+
VD: NaCl, NH4NO3, CuSO4, MgCO3, Zn(NO3)2, K2HPO3,
• Nếu muối tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh thì pH của dung dịch các muối này
không đổi (pH =7) → quỳ tím không đổi màu
VD: NaCl, Na2SO4, KNO3,…
• Nếu muối tạo bởi axit mạnh và bazơ yếu thì môi trường của dung dịch các muối này
là môi trường axit (pH < 7) → quỳ tím hóa đỏ
VD: NH4Cl, (NH4)2SO4,…
• Nếu muối tạo bởi axit yếu và bazơ mạnh thì môi trường của dung dịch các muối này
là môi trường bazơ (pH > 7) → quỳ tím hóa xanh
• Nếu muối tạo bởi axit yếu và bazơ yếu thì môi trường của dung dịch các muối này
phải dựa vào hằng số Ka, Kb của axit yếu và bazơ yếu
SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC VÀ pH CỦA DUNG DỊCH
1 Sự điện li của nước:
+ Nước là chất điện li yếu: H2O ¬ → H+ + OH
-+ Ở 250C, tích số nồng độ ion của nước: K = [H+][OH-] = 10-14
Trang 10Tích số ion của nước áp dụng được cho dung dịch axit loãng, bazơ loãng.
2 Công thức tính pH:
pH = - lg[H+] hay [H+] = 10-pH
VD: [H+] = 10-5 M => pH = 5
3 Giá trị của pH trong các môi trường:
+ Môi trường axit: pH < 7
+ Môi trường bazơ: pH >7
+ Môi trường trung tính: pH = 7
CÁC PHẢN ỨNG XẢY RA TRONG DUNG DỊCH
1 Phản ứng trao đổi ion:
* Khái niệm: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch là phản ứng xảy ra có sự trao đổi ion giữacác chất điện li để tạo thành chất mới, trong đó, số oxi hóa của chúng trước và sau phản ứngkhông thay đổi
* Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion:
Phản ứng trao đổi ion chỉ xảy ra trong những trường hợp sau:
- Sản phẩm của phản ứng có kết tủa tạo thành.
Ví dụ: Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4↓
- Sản phẩm của phản ứng tạo chất điện li yếu
- Sản phẩm của phản ứng tạo chất dễ bay hơi
Trang 11- H 2 S điện li yếu cho kết tủa các sunfua kim loại nặng (Cu, Zn, Ag,…) không tan trong axit mạnh (H 2 SO 4 , HCl) Ví dụ:
CuSO4 + H2S → CuS↓ + H2SO4
(đen)
(2) Một số chất kết tủa có khả năng tạo phức chất tan: AgCl và các hiđroxit của các kim loạiđồng, bạc, kẽm không tan trong nước nhưng tan được trong dung dịch amoniac dư do tạothành phức chất tan
NaAlO2 + CO2 + H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓
CH3COONa + NaHSO4 → CH3COOH + Na2SO4
III CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
1. Bài tập nhận biết:
a Phương pháp giải: Đây là dạng bài tập nhận biết nên chỉ cần nắm vững kiến thức cơ bản
đã trình bày
b Bài tập luyện tập:
Câu 1 Nhóm chất nào sau đây chỉ gồm các chất điện li mạnh?
A HI, H2SO4, KNO3 B HNO3, MgCO3, HF
C HCl, Ba(OH)2, CH3COOH D NaCl H2S, (NH4)2SO4
Câu 2 Nhóm chất nào sau đây chỉ gồm các chất không điện li hay điện li yếu
A CaCO3, HCl, CH3COONa B Saccarozơ, ancol etylic, giấm ăn.
C K2SO4, Pb(NO3)2, HClO D AlCl3, NH4NO3, CuSO4
Câu 3 Chọn phát biểu đúng về sự điện li
A là sự điện phân các chất thành ion dương và ion âm.
B là phản ứng oxi-khử.
C là sự phân li các chất điện lị thành ion dương và ion âm.
D là phản ứng trao đổi ion.
Câu 4 Natri florua trong trường hợp nào sau đây không dẫn được điện?
A Dung dịch NaF trong nước
B NaF nóng chảy.
C NaF rắn, khan.
D DD tạo thành khi hoà tan cùng số mol NaOH và HF trong nước.
Trang 12Câu 5 Dd nào sau đây dẫn điện tốt nhất?
C NaI 0,001M D NaI 0,100M.
Câu 6 Theo A-rê-ni-ut, chất nào dưới đây là axit?
A Cr(NO3)3 B CsOH C CdSO4 D HBrO3
Câu 7 Axit mạnh HNO3 và axit yếu HNO2 có cùng nồng độ 0,10 mol/l và ở cùng nhiệt độ
Sự so sánh nồng độ mol ion nào sau đây đúng?
A [ ]H+ HNO3 <[ ]H+ HNO2. B [ ]H+ HNO3 >[ ]H+ HNO2.
C [ ]H+ HNO3 =[ ]H+ HNO2 D [ ]NO3− HNO3 <[ ]NO2− HNO2
Câu 8 Cho dãy các chất: KAl(SO4)2.12H2O, C2H5OH, C12H22O11(saccarơ), CH3COOH,
Ca(OH)2, CH3COONH4 Số chất điện li là
2 Bài tập xác định môi trường dung dịch; xác định chất, ion là axit, bazơ, trung tính
và lưỡng tính:
Câu 1 Chọn câu sai trong các câu sau đây?
A Dung dịch H2SO4 có pH < 7 B Dung dịch CH3COOH 0,01 M có pH = 2
C Dung dịch NH3 có pH > 7 D Dung dịch muối có thể có pH = 7, pH > 7, pH < 7.
Câu 2 Dãy chất, ion nào sau đây là bazơ
A NH3, PO43−, Cl−, NaOH B HCO3 −, CaO, CO32−, NH4+
C Ca(OH)2, CO32−, NH3, PO43− D Al2O3, Cu(OH)2, HCO3 −
Câu 3 Cho các chất và ion sau: HCO3-, K2CO3, H2O, Ca(OH)2, Al2O3, (NH4)2CO3, HS - Số chất và ion có tính chất lưỡng tính là:
Câu 4 Cho dãy các chất Ca(HCO3)2; NH4Cl, (NH4)2CO3, Al, Zn(OH)2, CrO3, Cr2O3 Số chấtlưỡng tính trong dãy là:
Câu 5 Các chất NaHCO3, NaHS, Al(OH)3, Zn(OH)2 đều là:
A axit B Bazơ C chất trung tính D chất lưỡng tính.
3 Bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch chất điện li:
a Phương pháp giải: Dựa vào điều kiện xảy ra phản ứng trong dung dịch như đã nêu trên.
b Bài tập luyện tập:
Câu 1 Phản ứng nào sau đây không phải là phản ứng axit–bazơ?
A H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O B 6HCl + Fe2O3 → 2FeCl3 + 3H2O
Trang 13Câu 2 Cho các phản ứng hóa học sau:
(1) (NH4)2SO4 + BaCl2→ (2) CuSO4 + Ba(NO3)2→
, Cl −, Al 3 +
Câu 8 Cho các dung dịch: Na2CO3, NaOH, AlCl3, HCl, NaHSO4 Nếu trộn các dung dịch vớinhau từng đôi một thì có nhiều nhất bao nhiêu phản ứng có sản phẩm là chất khí?
Câu 9 Dung dịch chứa muối X làm quỳ tím hóa đỏ Dung dịch chứa muối Y không làm quỳ
tím hóa đỏ Trộn 2 dung dịch trên với nhau thấy có kết tủa và khí bay ra Vậy X và Y có thể làcặp chất nào trong các cặp chất dưới đây?
4 Bài tập về pH:
a Phương pháp giải:
Trang 14Định nghĩa: pH là đại lượng biểu thị nồng độ ion H+ trong dung dịch nước dưới dạng biểuthức toán học : pH= - lg[ H+]
Việc xác định pH giúp cho ta biết dung dịch có môi trường: axit, bazơ hay trung tính
Cách xác định pH
Bước 1: Tìm nồng độ [ H+]
Bước 2 : Xác định pH qua công thức: pH= - lg[ H+]
Đối với dung dịch có môi trường kiềm thì ta
- Xác định [OH-]
- Suy ra pOH qua công thức: pOH= - lg[ OH-]
- Từ biểu thức pOH + pH = 14 rồi suy ra pH
+ C, C0 lần lượt là nồng độ phân li và ban đầu
+ n, n0 lần lượt là số mol phân li và số mol ban đầu
3 Đề bài cho 1 axit tác dụng với nhiều bazơ hoặc 1 bazơ tác dụng nhiều axit thì ta đưa bàitoán về dạng phương trình ion thu gọn để giải
4 pH của dung dịch muối
- Muối của axit mạnh bazơ yếu pH < 7 dung dịch muối có axit, quì tím chuyển sang màu đỏ
- Muối của axit yếu bazơ mạnh pH > 7 dung dịch muối có bazơ, quì tím chuyển sang màuxanh
Muối của axit mạnh bazơ mạnh pH = 7 dung dịch muối trung tính, quì tím không đổi màu Muối của axit yếu bazơ yếu tương đương pH = 7 dung dịch muối trung tính, quì tím khôngđổi màu
Trang 15pH=13 → H =10 mol/l → OH =10 mol/l → n =10 0,2 = 0,02 mol → n = 0,01 mol
BaO
m m =0,01×153 = 1,53g
→ =
c Bài tập luyện tập:
Câu 1 Dung dịch axit fomic 0,007M có pH = 3 Kết luận nào sau đây không đúng?
A Khi pha loãng 10 lần dung dịch trên thì thu được dung dịch có pH = 4.
B Độ điện li của axit fomic sẽ giảm khi thêm dung dịch HCl.
C Khi pha loãng dung dịch trên thì độ điện li của axit fomic tăng.
D Độ điện li của axit fomic trong dung dịch trên là 14,29%
Câu 2 Cho các dung dịch: Na2CO3, NaOH, HCl, H2SO4 có cùng nồng độ mol và ở cùng nhiệt
Câu 4 Trộn 100ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,05M và HCl 0,1M với 100ml dung dịch
Câu 5 Cho dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M Biết ở
250C, Ka của CH3COOH là 1,75.10-5 và bỏ qua sự phân li của nước Giá trị pH của dung dịch
Trang 16Câu 11 Dung dịch A có pH = 5, Dung dịch A có pH = 9.Lấy thể tích của A và B theo tỉ lệ
như thế nào để được dd có pH = 8
5 Bài tập áp dụng bảo toàn điện tích:
a Nguyên tắc chung: Trong một dung dịch tồn tại đồng thời các ion dương và âm thì theo
định luật bảo toàn điện tích: tổng số điện tích dương bằng tổng số điện tích âm Đây là cơ sở
để thiết lập phương trình biểu diễn mối liên hệ giữa các ion trong dung dịch
b Bài tập mẫu:
Bài 1: Dung dịch X có chứa các ion: 0,1 mol Na+; 0,15 mol Mg2+; a mol Cl-; b mol NO3- Lấy1/10 dung dịch X cho tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được 2,1525 gam kết tủa Khốilượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch X là
Hướng dân giải:
→ mmuối khan = 0,1.23 + 0,15.24 + 0,15.35,5 + 0,25.62 = 26,725 gam → Đáp án C
Bài 2: Một dung dịch chứa các ion: 0,1 mol Fe2+; 0,2 mol Al3+; x mol Cl-; và y mol SO42- Khi
cô cạn dung dịch thu được 46,9 gam chất rắn khan Giá trị của x, y lần lượt là
C 0,2 mol và 0,35 mol D 0,25 mol và 0,15 mol.