File word dễ chỉnh sửa chuyên đề 1 SỰ ĐIỆN LY HÓA HỌC 11Chương I. SỰ ĐIỆN LIA. TÓM TẮT LÝ THUYẾTB. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬPDạng 1. Viết phương trình điện li các chất. Tính nồng độ mol của từng ion.Dạng 2. Tính độ điện li α, hằng số điện li. Tính H+, OH−, pH của dung dịch.Dạng 3. Phản ứng trao đổi ion. Xác định vai trò axit, bazơ, trung tính hay lưỡng tính. Nhận biết dung dịch và ion.Dạng 4. Sự tồn tại đồng thời ion trong dung dịch. Bài tập dựa vào phương trình ion thu gọn.Dạng 5. Bài tập áp dụng định luật bảo toàn điện tích.
MỤC LỤC Chương I SỰ ĐIỆN LI A TÓM TẮT LÝ THUYẾT B PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng Viết phương trình điện li chất Tính nồng độ mol ion Dạng Tính độ điện li α, số điện li Tính [H+], [OH−], pH dung dịch Dạng Phản ứng trao đổi ion Xác định vai trò axit, bazơ, trung tính hay lưỡng tính Nhận biết dung dịch ion Dạng Sự tồn đồng thời ion dung dịch Bài tập dựa vào phương trình ion thu gọn Dạng Bài tập áp dụng định luật bảo tồn điện tích CHƯƠNG I SỰ ĐIỆN LI A TĨM TẮT LÝ THUYẾT I- SỰ ĐIỆN LI * Sự điện li trình phân li chất nước ion Ví dụ: NaOH → Na+ + OH− * Chất điện li chất tan nước phân li ion Có hai loại chất điện li: Chất điện li mạnh chất điện li yếu * Độ điện li (α): Độ điện li (α) chất điện li tỉ số số phân tử phân li ion (n) tổng số phân tử hòa tan (n0) 0≤α≤1 Nếu biểu diễn dạng phần trăm: 0% ≤ α ≤ 100% α = : chất không điện li < α < 1: chất điện li yếu α = 1: chất điện li mạnh II- AXIT – BAZƠ – MUỐI Axit * Theo thuyết A-rê-ni-ut: axit chất tan nước phân li cation H+ Ví dụ : HCl → H+ + Cl− * Theo thuyết Bron-stet : axit chất nhường proton H+ Ví dụ: CH3COOH + H2O ⇄ CH3COO− + H3O+ - Những axit tan nước mà phân tử phân li nhiều nấc ion H+ axit nhiều nấc Bazơ: * Theo thuyết A-rê-ni-ut: bazơ chất tan nước phân li anion OH− Ví dụ : KOH → K+ + OH− * Theo thuyết Bron-stet : bazơ chất nhận proton H+ Ví dụ: NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH− - Những bazơ tan nước mà phân tử phân li nhiều nấc ion OH− bazơ nhiều nấc Muối: Muối hợp chất tan nước phân li cation kim loại (hoặc cation NH4+) anion gốc axit Có hai loại: + Muối axit: NaHCO3, KHSO4,… + Muối trung hòa: KCl, CaCO3 Hidroxit lưỡng tính Là hidroxit tan nước vừa phân li axit vừa phân li bazơ Ví dụ: Zn((OH)2, Al(OH)3 III- SỰ ĐIỆN LI VỦA NƯỚC pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT – BAZƠ Nước chất điện li yếu H2O ⇄ H+ + OH− * Tích số ion nước (kH2O) số nhiệt độ xác định kH2O = [H+] [OH−] = 1,0.10−14 ([H+] = [OH−] = 1,0.10−7 (mol/l) 25oC) * Mơi trường axit mơi trường đó: [H+] > [OH−] [H+] > 10-7 * Mơi trường kiềm mơi trường đó: [H+] < [OH−] [H+] < 10-7 * Mơi trường trung tính mơi trường đó: [H+] = [OH−] = 1,0.10−7 (mol/l) Khái niệm pH Chất thị axit – bazơ [H+] = 1,0.10−pH (M) Về mặt toán học: pH = -lg[H+] + Khi pH < 7: môi trường axit + Khi pH = 7: mơi trường trung tính + Khi pH > 7: môi trường bazơ * Thang pH thường dùng có giá trị từ → 14 * Màu hai chất thị axit → bazơ quỳ tím phenolphtalein IV- PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI * Phản ứng xảy dung dịch chất điện li phản ứng ion * Phản ứng trao đổi dung dịch chất điện li xảy ion kết hợp với tạo thành chất sau: + Chất kết tủa; + Chất điện li yếu; + Chất khí; K2SO4 + BaCl2 → 2KCl + BaSO4 Phương trình ion thu gọn: Ba2+ + SO42− → BaSO4 NaOH + HCl → NaCl + H2O Phương trình ion thu gọn: H+ + OH− → H2O K2CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2↑ + H2O Phương trình ion rút gọn: 2H+ + CO32− → CO2↑ + H2O B PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng – Viết phương trình điện li chất - Tính nồng độ mol ion Bài 1: Viết phương trình điện li chất sau: a) Các chất điện li mạnh: NaCl, HNO3, KOH, Na2SO4, Ba(NO3)2, H2SO4, [Ag(NH3)2]Cl, CuSO4.5H2O b) Các chất điện li yếu: CH3COOH, Mg(OH)2, H2S, HClO, HCN, Bi(OH)3 Giải a) NaCl → Na+ + Cl− b) CH3COOH ⇄ CH3COO− + H+ HNO3 → H+ + NO3− Mg(OH)2 ⇄ Mg2+ + 2OH− KOH → K+ + OH− H2S ⇄ 2H+ + S2− Na2SO4 → 2Na+ + SO42− HClO ⇄ H+ + ClO− Ba(NO3)2 → Ba2+ + 2NO3− HCN ⇄ H+ + CN− H2SO4 → 2H+ + SO42− Bi(OH)2 ⇄ Bi2+ + 2OH− [Ag(NH3)2]Cl → [Ag(NH3)2]+ + Cl− CuSO4.5H2O → Cu2+ + SO42− + 5H2O Bài 2: Viết phương trình chất điện li mạnh tính nồng độ mol ion dung dịch sau: Ba(NO3)2 : 0,10 M HNO3 : 0,020 M KOH : 0,010 M HBrO4 : 0,025 M HMnO4 : 0,030 M NaClO4 : 0,040 M Giải * Ba(NO3)2 → Ba2+ + 2NO3− * HBrO4 → H+ + BrO4− 0,10 M 0,10 M 0,20 M 0,025 M 0,025 M 0,025 M 2+ [Ba ] = 0,10 M [H+] = [BrO4−] = 0,025 M [NO3−] = 0,20 M * HMnO4 → H+ + MnO4− * HNO3 → H+ + NO3− 0,03 M 0,03 M 0,03 M + 0,020 M 0,020 M 0,020 M [H ] = [MnO4−] = 0,03 M [H+] = 0,020 M * NaClO4 → Na+ + ClO4− [NO3−] = 0,020 M 0,040 M 0,040 M 0,040 M * KOH → K+ + OH− 0,010 M 0,010 M 0,010 M [K+] = 0,010 M [OH−] = 0,010 M Bài 3: Viết phương trình điện li theo nấc axit sau: H2SO4, H3PO4, H2S, H2SO3, H2SeO4 Giải * H2SO4 → H+ + HSO4− * H2S → H+ + HS− HSO4− → H+ + SO42− HS− → H+ + S2− * H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4− * H2SO3 → H+ + HSO3− H2PO4− ⇄ H+ + HPO42− HSO3− → H+ + SO32− HPO42− ⇄ H+ + PO43− * H2SeO4 → H+ + HSeO4− HSeO4− ⇄ H+ + SeO42− Bài 4: Viết phương trình điện li tính nồng độ mol ion dung dịch sau: a) 0,3 mol dung dịch axit sunfuric với thể tích lít b) 5,85 gam dung dịch natri clorua với thể tích 200 ml c) Dung dịch NaOH 0,25M Giải a) Nồng độ mol dung dịch H2SO4 : CM H2SO4 → 2H+ + SO42− 0,15M 0,3M 0,15M → [H+] = 0,3M [SO42−] = 0,15M b) Số mol NaCl: nNaCl (mol) → CM(NaCl) NaCl → Na+ + Cl− 0,5M 0,5M 0,5M → [Na+] = [Cl−] = 0,5 M c) NaOH → Na+ + OH− 0,250M 0,250M 0,250M + → [Na ] = [OH−] = 0,25M Bài 5: Hai hợp chất X Y tan vào nước chất điện li hai loại ion với nồng độ mol sau: [K+] = 0,05 M ; [Mg2+] = 0,2 M ; [Cl-] = 0,05 M ; [SO42-] = 0,2 M Viết công thức phân tử X, Y viết phương trình điện li chúng dung dịch Giải Theo đề hai phân tử X Y là: KCl MgSO4 KCl → K+ + Cl− 0,05M 0,05M 0,05M MgSO4 → Mg2+ + SO42− 0,2M 0,2M 0,2M Dạng 2: - Tính độ điện li α, số điện li - Tính [H+], [OH−], pH dung dịch Bài 1: Tính nồng độ H+, OH−, pH dung dịch HCl 0,1M dung dịch NaOH 0,01M Giải HCl → H+ + Cl− 0,1M 0,1M → [H+] = 0,1 M pH = -log[H+] = -log0,1 = = M * NaOH → Na+ + OH− 0,01M 0,01M → [OH ] = 0,01 M → [H+] = M → pH = -log[H+] = -log 10-12= 12 Bài 2: Dung dịch axit axetic nồng độ 0,25M có pH = a) Tính độ điện li axit axetic dung dịch b) Nếu hòa tan thêm 0,01 mol HCl vào lít dung dịch độ điện li axit axetic tăng hay giảm ? Giải thích ? Giải a) Phương trình điện li: CH3COOH ⇄ CH3COO− + H+ Trong lít dung dịch có 0,25 mol CH3COOH có pH = → [H+] = 10-pH = 10-2 = 0,01M Vậy lít dung dịch có 0,01 mol CH3COOH phân li ion Độ điện li CH3COOH là: b) Khi thêm 0,01 mol HCl vào lít dung dịch nồng độ H+ tăng lên, cân điện li chuyển dịch sang trái, độ điện li giảm Bài 3: Một dung dịch có [H+] = 0,010M Tính [OH−] pH dung dịch Môi trường dung dịch axit, kiềm hay trung tính ? Hãy cho biết màu quỳ tím dung dịch ? Giải [H+] = 0,010M → [OH−] = pH= -log[H+] = -log 0,01 = pH < → môi trường axit Quỳ tím chuyển sang màu đỏ Bài 4: Tính pH dung dịch sau: a) Dung dịch KOH 0,003M b) Dung dịch H2SO4 0,02M c) Dung dịch Ca(OH)2 0,004M (α = 0,8) d) Dung dịch CH3COOH 0,004M (α = 0,7) Giải a) KOH → K+ + OH− 0,003M 0,003M − [OH ] = 0,003M → [H+] = → pH= -log[H+] = 11,48 b) H2SO4 → 2H+ + SO42− 0,02M 0,04M [H+] = 0,04M → pH= -log[H+] = 1,4 c) Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH− 0,004M 0,008M [OH−] = 0,008M → Nồng độ OH− dung dịch: [OH−] = → [H+] = M → pH= -log[H+] = 11,81 d) CH3COOH ⇄ CH3COO− + H+ 0,004M 0,004M + [H ] = 0,004M → Nồng độ [H+] dung dịch: [H+] = → pH= -log[H+] = 2,55 Bài 5: Một dung dịch có pH = 9,0 Tính nồng độ mol ion H+ OH− dung dịch Hãy cho biết màu phenolphthalein dung dịch Giải pH = → [H+] = M → [OH−] = M Vì pH = nên dung dịch có mơi trường kiềm → phenolphthalein đổi sang màu hồng Bài 6: a) Cho hai chất NH3 C6H5NH2 (anilin) chất có số bazo (Kb) lớn ? Giải thích ? b) Dung dịch NH3 1M (α=0,43%) Tính số Kb pH dung dịch Giải a) Vì phân tử anilin có gốc C6H5- gốc hút electron nên làm giảm mật độ electron nguyên tử N, có tính bazo yếu phân tử NH3 Vậy: Kb > Kb(C6H5NH2) b) Phản ứng: NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH− mol 0 (1 – x) mol x mol x mol Mà α = 0,43% = 0,0043 = → x = 0,0043 = 4,3.10-3 Ta có: Kb = = Kb = Vậy Kb = [H+] = =M pH = -log[H+] = -log() = 11,64 Bài 7: Tính nồng độ mol ion H OH dung dịch NaNO 1,0M Biết số phân li bazo NO− K = Giải Phương trình điện li: NaNO2 → Na+ + NO2− 1M 1M Phản ứng thủy phân: NO2− + H2O ⇄ HNO2 + OH− Ban đầu: 1M 0 Cân bằng: (1 - x) x x K = = hay Giải ta có: hay [OH-] = M → [H] = = = M Bài 8: Cho dung dịch X chứa hỗn hợp gồm CH3COOH 0,1M CH3COONa 0,1M Biết 25°C K CH3COOH 1,75.10 bỏ qua phân li nước Tính pH dung dịch X “Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2009” Giải Phương trình điện li: CH3COONa → CH3COO− + Na+ 0,1 0,1 CH3COOH ⇄ CH3COO− + H+ Ban đầu: 0,1 0,1 Phân li: x x x Cân bằng: 0,1 - x 0,1 + x x → K = = (Điều kiện: < x < 0,1) → x = (nhận); x = -0,1 (loại) → pH = -log[H+] = -log() = 4,76 Bài 9: Cho dung dịch HCl có pH = Cần pha loãng dung dịch axit nước lần để thu dung dịch HCl có pH = ? (ĐH Y Dược TP.HCM - 1993, ĐHSP - 2000) Giải Phương trình điện li: HCl → H+ + Cl− Cân bằng: Gọi V thể tích dung dịch HCl ban đầu có pH = * pH = 3→ [H] = 10 M mà [H] = → n = 10.V (mol) Gọi V thể tích dung dịch HCl sau pha lỗng có pH = * pH = 4→ [H] = 10 M mà [H] = → n = 10.V (mol) Khi pha loãng dung dịch số mol H không thay đổi: → 10.V = 10.V → = = 10 → V = 10V Vậy pha loãng dung dịch HCl 10 lần nghĩa phải pha lỗng thể tích dung dịch HCl với thể tích nước nguyên chất Bài 10: Dung dịch X gồm CH3COOH 1M (K = 1,75.10) HCl 0,001M Tính pH dung dịch X (Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2011) Giải Ta có: HCl → H+ + Cl− 10 10 CH3COOH ⇄ CH3COO− + H+ Ban đầu : 10 Phản ứng: x x x Sau phản ứng: 1-x x x + 10 Ta có : (*) Vì x