Nâng cao năng lực bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường phổ thông phần ph của dung dịch

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HĨA _ LÊ VĂN ĐƠNG NÂNG CAO NĂNG LỰC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG – PHẦN pH CỦA DUNG DỊCH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM Đà Nẵng, tháng năm 2014 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA _ NÂNG CAO NĂNG LỰC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HĨA HỌC Ở TRƢỜNG PHỔ THƠNG – PHẦN pH CỦA DUNG DỊCH Sinh viên thực : Lê Văn Đông Lớp : 10SHH Giáo viên hƣớng dẫn : ThS Ngô Minh Đức Đà Nẵng, tháng năm 2014 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘỊ CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA HOÁ - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : LÊ VĂN ĐÔNG Lớp : 10 SHH Tên đề tài: Nâng cao lực bồi dƣỡng học sinh giỏi Hóa trƣờng phổ thơng phần pH dung dịch Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc bồi dưỡng HSG Hóa học - Nghiên cứu chuyên đề, phương pháp bồi dưỡng HSG xây dựng hệ thống lí thuyết tập phần pH bồi dưỡng HSG Hóa học phổ thơng Giảng viên hướng dẫn : ThS Ngô Minh Đức Ngày giao đề tài : 15/10/2013 Ngày hoàn thành : 25/05/2014 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ, tên) (Ký ghi rõ họ, tên) PGS TS Lê Tự Hải ThS Ngô Minh Đức Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng…năm 2014 Kết điểm đánh giá: Ngày…tháng…năm 2014 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Được phân cơng khoa Hóa Trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng đồng ý Thầy giáo hướng dẫn ThS Ngô Minh Đức thực đề tài: “Nâng cao lực bồi dƣỡng học sinh giỏi Hóa trƣờng phổ thơng - phần pH dung dịch” Để hồn thành khóa luận này, xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tận tình hướng dẫn, giảng dạy tơi suốt trình học tập rèn luyện Trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn ThS Ngô Minh Đức tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi thực khóa luận Mặc dù có nhiều cố gắng để hồn thành khóa luận cách tốt nhất, buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học trình độ hạn chế thân, điều kiện thực tế không cho phép nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Kính mong nhận đóng góp q thầy bạn để luận văn hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2014 Tác giả Lê Văn Đông MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tầm quan trọng việc bồi dưỡng HSG Trường 1.1.1 Quan niệm HSG 1.1.2 Mục tiêu việc bồi dưỡng HSG 1.1.3 Tầm quan trọng việc bồi dưỡng HSG 1.2 Đặc điểm mơn Hóa học, vai trị mơn Hóa học trường phổ thơng 1.2.1 Đặc điểm mơn Hóa học 1.2.2 Vai trị mơn Hóa học trường phổ thơng 1.3 Những phẩm chất lực cần có HSG Hóa học số biện pháp phát HSG Hóa học Trường THPT 1.3.1 Những phẩm chất lực cần có HSG Hóa học 1.3.2 Một số biện pháp phát HSG Hóa học Trường THPT CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG LÍ THUYẾT PHẦN pH CỦA DUNG DỊCH DÙNG ĐỂ BỒI DƢỠNG HSG HÓA HỌC 2.1 Một số khái niệm 2.1.1 Khái niệm axit – bazơ 2.1.1.1 Theo Areniut (Arrhenius) 2.1.1.2 Theo Bronstet Lowry 2.1.1.3 Theo Lewis 10 2.1.2 Chỉ số hoạt độ ion hiđro (pH) 10 2.1.3 Hằng số axit, số bazơ 10 2.1.3.1 Hằng số axit Ka 10 2.1.3.2 Hằng số bazơ Kb 11 2.1.4 Cặp axit - bazơ liên hợp 11 2.1.5 Phân số nồng độ (α) 12 2.2 Một số định luật bảo toàn 12 2.2.1 Định luật bảo toàn vật chất 12 2.2.1.1 Quy ước biểu diễn nồng độ 12 2.2.1.2 Định luật bảo toàn nồng độ (ĐLBTNĐ) 12 2.2.1.3 Định luật bảo tồn điện tích (ĐLBTĐT) 12 2.2.2 Định luật tác dụng khối lượng (ĐLTDKL) 13 2.2.3 Định luật bảo toàn proton (điều kiện proton) 13 2.3 Nguyên tắc chung để đánh giá thành phần cân dung dịch 14 2.3.1 Nguyên tắc chung tính thành phần cân dung dịch 14 2.3.2 Tính gần hệ có cân chủ yếu 14 2.4 Tính pH dung dịch axit, bazơ, muối 15 2.4.1 pH dung dịch axit mạnh, dung dịch bazơ mạnh 15 2.4.2 pH dung dịch đơn axit yếu, dung dịch đơn bazơ yếu 16 2.4.2.1 pH dung dịch đơn axit yếu 16 2.4.2.2 pH dung dịch đơn bazơ yếu 17 2.4.3 pH hỗn hợp dung dịch đơn axit, hỗn hợp dung dịch đơn bazơ 17 2.4.3.1 pH hỗn hợp dung dịch axit mạnh axit yếu 17 2.4.3.2 pH hỗn hợp dung dịch bazơ mạnh bazơ yếu 18 2.4.3.3 pH hỗn hợp dung dịch đơn axit yếu 18 2.4.3.4 pH hỗn hợp dung dịch đơn bazơ yếu 19 2.4.3.5 pH hỗn hợp dung dịch axit yếu bazơ liên hợp 20 2.4.4 pH dung dịch đa axit, đa bazơ 20 2.4.4.1 pH dung dịch đa axit 20 2.4.4.2 pH dung dịch đa bazơ 21 2.4.5 pH dung dịch chất lưỡng tính 22 2.4.6 pH dung dịch đệm 22 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP PHẦN pH CỦA DUNG DỊCH DÙNG ĐỂ BỒI DƢỠNG HSG HÓA HỌC 24 3.1 Chuyên đề 1: Tính pH dung dịch axit mạnh, dung dịch bazơ mạnh 24 3.2 Chuyên đề 2: Tính pH dung dịch đơn axit yếu, dung dịch đơn bazơ yếu 35 3.3 Chuyên đề 3: Tính pH hỗn hợp axit mạnh axit yếu, hỗn hợp bazơ mạnh bazơ yếu 41 3.4 Chuyên đề 4: Tính pH hỗn hợp đơn axit yếu, hỗn hợp đơn bazơ yếu 49 3.5 Chuyên đề 5: Tính pH hỗn hợp axit yếu bazơ liên hợp 58 3.6 Chuyên đề 6: Tính pH dung dịch đa axit, dung dịch đa bazơ 67 3.7 Chuyên đề 7: Tính pH đung dịch chất lưỡng tính 76 3.8 Chuyên đề 8: pH liên quan đến tích số tan, số phức, suất điện động pin 84 KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 DANH MỤC VIẾT TẮT Học sinh giỏi: HSG Học sinh: HS Trung học phổ thông THPT Định luật bảo tồn nồng độ: ĐLBTNĐ Định luật bảo tồn điện tích: ĐLBTĐT Định luật tác dụng khối lượng: ĐLTDKL Điều kiện proton: ĐKP Phương trình phản ứng: PTPƯ Thành phần giới hạn: TPGH Nồng độ gốc: C0 Nồng độ ban đầu: C0 Nồng độ cân bằng: [] MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Tại đại hội Đảng tồn quốc lần VIII IX Đảng ta xác định nhấn mạnh: “Giáo dục quốc sách hàng đầu, động lực quan trọng tạo chuyển biến toàn diện phát triển giáo dục đào tạo” Xuất phát từ quan điểm đạo Đảng giáo dục - đào tạo, thực chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn nay, ngành giáo dục tích cực bước đổi nội dung chương trình, đổi phương pháp dạy học, đổi công tác quản lý giáo dục nâng cao chất lượng quản lý dạy bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG) nhằm nâng cao chất lượng giáo dục đào tạo, nhằm hồn thành mục tiêu: “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Cũng nghị Trung Ương II khoá VIII nêu giải pháp phát triển giáo dục với việc cải tiến vấn đề cơng tác giáo dục tồn diện học sinh (HS) mặt tri thức lẫn đạo đức học sinh Ngành giáo dục đào tạo có nhiệm vụ “Giúp HS phát triển tồn diện đạo đức, trí tuệ, thẩm mĩ kĩ bản, phát triển lực cá nhân, tính động sáng tạo, hình thành nhân cách người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách trách nhiệm cơng dân” mà cịn phải có nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng HS có khiếu, có tư sáng tạo nhằm đào tạo em trở thành nhà khoa học, nhà quản lý, doanh nhân giỏi trở thành cán lãnh đạo cấp Đảng, Nhà nước Tổ chức bồi dưỡng HSG hoạt động quan trọng góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Công tác bồi dưỡng HSG công tác mũi nhọn việc nâng cao dân trí, đào tạo nguồn lực, bồi dưỡng nhân tài cho nhà trường nói riêng, cho địa phương nói chung Bồi dưỡng HSG cơng việc khó khăn lâu dài, địi hỏi nhiều cơng sức thầy trị Thơng qua hoạt động này, HS lĩnh hội hệ thống kiến thức chuyên sâu có điều kiện để phát huy tối đa khả thân mơn học có ưu Trong đó, Hóa học - mơn khoa học thực nghiệm có ứng dụng vô to lớn 89 Câu Nước tự nhiên (nước sơng hay hồ) ln chứa CO2 hồ tan Tỉ lệ [H2CO3] : [HCO3-] : [CO32-] = a : 1,00 : b Xác định a, b nước có nồng độ pH = Các cân số cân (ở 298K) cho sau đây: H2CO3 HCO3- + H+ Ka1 = 2,23.10-4 HCO3- CO32- + H+ Ka2 = 4,69.10-11 Giải: Ta có: pH =  [H+] = 10-7M [HCO3 ] [HCO3 ].[H ] -4 Ka1 = = 2,23.10  = 4,48.10-4 [H CO3 ] [H2CO3 ] Ka2 = [H ].[CO32 ] [CO32 ] -11 = 4,69.10 = 2,13.103    [HCO3 ] [HCO3 ] 2-4 -4  [H2CO3] : [HCO3 ] : [CO3 ] = 4,48.10 : 1,00 : 4,69.10 Vậy a = 4,48.10-4, b = 4,69.10-4 Câu Một học sinh điều chế dung dịch bão hoà magie hydroxit nước tinh khiết 25oC Trị số pH dung dịch bão hồ tính 10,5 a) Dùng kết qủa để tính độ tan magie hydroxit nước Phải tính độ tan theo mol.l-1 g/l b) Hãy tính tích số tan magie hydroxit c) Hãy tính độ tan magie hydroxit dung dịch NaOH 0,010M 25oC d) Khuấy trộn hỗn hợp gồm 10 gam Mg(OH)2 100ml dung dịch HCl 0,1M máy khuấy từ tính thời gian 25oC Hãy tính pH pha lỏng hệ thống đạt cân Giải: a) Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH- pOH = 14,0 – 10,5 = 3,5  [OH-] = 10-3,5 = 3,2.10-4M Độ tan Mg(OH)2 = [OH  ] = 1,6.10-4M hay 9,28.10-3 g/l b) T = [Mg2+][OH-]2 = 1,6.10-11 90 c) Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH- [Mg2+] = x; [OH-] = 0,01 + 2x T = [Mg2+][OH-]2 = x.(0,01 + 2x) = 1,6.10-11  x = 1,6.10-7 M Độ tan 1,6.10-7M hay 9.10-6 g/l d) Mg(OH)2 axit clohydric phản ứng theo phương trình: Mg(OH)2 + 2H+  Mg2+ + 2H2O Giả sử thể tích khơng đổi 100ml, phản ứng tạo Mg2+ có nồng độ 0,05M Mg(OH)2 Mg2+ S S + 0,05 + 2OH2S T = [Mg2+].[OH-]2 = (0,05 + S).4S2 = 1,6.10-11  S  8,94.106 M -5  [OH ] = 2S = 1,788.10  pOH = 4,75  pH = 9,25 Câu Tính độ tan bạc oxalat dung dịch axit có pH = 5,0 Hai số phân li axit oxalic là: K1 = 5,6.10-2 K2 = 6,2.10-6 TAg C O = 3,5.10-11 Giải: + 2Ag2C2O4   2Ag + C2O4 S 2S S T = [Ag+]2[C2O42-] Ta có: [Ag+] = 2S 2CC O2- = S = [C2O4 ] + [HC2O4 ] + [H2C2O4] H2C2O4 H+ + HC2O4- K1 = 5,6.10-2 HC2O4- H+ + C2O42- K2 = 6,2.10-6 Ta có: [HC2O4  ].[ H  ] K1 = [H2C2O4 ] [C2O4 2 ].[ H  ] K2 = [HC2O4  ] Áp dụng ĐKP : 91 [H+] = [HC2O4-] + 2[H2C2O4] [C2O4 2 ].[ H  ] [HC2O4  ].[ H  ] = + K2 K1 = [C2O4 2 ].[ H  ] [C O 2 ].[ H  ]2 + 2 K2 K1K2 Thay giá trị K1, K2, [H+] vào phương trình ta được: [C O  ] = 6,198.10-6M  [HC2O4-] = 10-6M, [H2C2O4] = 1,786.10-10M 2-6  S = [C2O4 ] + [HC2O4 ] + [H2C2O4] = 7,198.10 M Câu Độ tan AgCl nước cất nhiệt độ định 1,81 mg/dm3 Sau thêm HCl để chuyển pH 2,35, giả thuyết thể tích dung dịch sau thêm axit vào giữ nguyên dm3 Tính nồng độ mol Cl- dung dịch trước sau thêm HCl Giải: S = 1,81mg/dm3 = 1,26.10-5 mol/lít AgCl → S Ag+ + ClS S - -5  [Cl ] chưa thêm axit = S = 1,26.10 mol/lít pH = 2,35  [H+] = 10-2,35 HCl → H2 O H+ + ClH+ + OH- Kw = 10-14 [H+] = 10-2,35 nên bỏ qua điện li H2O, [H+] dung dịch [H+] HCl điện li  [Cl-]HCl = [H+] = 10-2,35 Vậy [Cl-]dd = [Cl-]0 + [Cl-]HCl = 1,26.10-5 + 10-2,35 = 4,48.10-3 mol/lít Câu Tính tích số tan TAgCl AgCl nước, biết SAgCl = 1,81mg/dm3 tính xem độ tan AgCl giảm lần sau axit hóa dung dịch ban đầu HCl đến pH = Giải: 92 S0 = 1,81mg/dm3 = 1,26.10-5 mol/lit Ag+ + Cl- AgCl S0 S0 S0 TAgCl = S02 = (1,26.10-5)2 = 1,5876.10-10 Sau axit hóa: pH =  [H+] = 10-3 HCl → H+ + ClH+ + OH- H2 O Kw = 10-14 [H+] = 10-3 nên bỏ qua điện li H2O, [H+] dung dịch [H+] HCl điện li  [Cl-]HCl = [H+] = 10-3M Vậy [Cl-]dd = [Cl-]0+ [Cl-]HCl = S + 10-3M T = [Ag+].[Cl-]dd = S.(S + 10-3) = 1,5876.10-10  S = 1,587.10-7 Vậy độ tan giảm: S0 1,26.10-5 = = 79,4 lần S 1,587.10-7 Câu Có dung dịch A chứa hỗn hợp muối MgCl2 10-3M FeCl3 10-3M Cho dung dịch NaOH vào dung dịch A a) Kết tủa tạo trước, sao? b) Tìm pH thích hợp để tách ion Mg2+ Fe3+ khỏi dung dịch Biết ion có nồng độ 10–6 M coi tách hết Cho tić h số tan của Fe(OH)3 Mg(OH)2 lầ n lươ ̣t là: 10–39 10–11 Giải: a) Ta có: MgCl2  Mg2+ + 2Cl– FeCl3  Fe3+ + 3Cl– Mg2+ + 2OH –  Mg(OH)2 Fe3+ + 3OH –  Fe(OH)3 Τ Fe(OH)3 = [Fe3+ ] [OH- ]3 , Τ Mg(OH)2 = [Mg  ] [OH - ]2 93 Để tạo kết tủa Fe(OH)3 [OH ]  - Để tạo kết tủa Mg(OH)2 [OH - ]  10 39 = 10-12M (1) 3 10 10 11 = 10-4M (2) 3 10 Để tạo kết tủa Fe(OH)3 cần nồng độ [OH - ] nhỏ nồng độ [OH - ] cần tạo kết tủa Mg(OH)2 Vậy thêm NaOH vào dung dịch A Fe(OH)3 kết tủa trước b) Để tạo kết tủa Mg(OH)2: OH – = 10-4  H+ = 10-10  pH = 10 (nếu pH < 10 khơng tạo kết tủa) Để tách Fe3+ khỏi dung dịch cần phải tạo kết tủa hồn tồn Fe(OH)3, đó: Fe3+  10-6M  [OH - ] > 10-33  H+ < 10-3  pH > Vậy để tách Fe3+ khỏi dung dịch mà chưa tạo kết tủa Mg(OH)2 thì: < pH < 10 Câu 10 Dung dịch bão hòa CaCO3 nước có pH = 9,95 Hãy tính độ tan CaCO3 nước tích số tan CaCO3 Biết H2CO3 có:  a1  4,5.107 ;  a  4, 7.10 11 Giải: Ta có: 2+ CaCO3   Ca S + CO32- S CO32- + S H2 O HCO3- + H2O Ta có: K1 = + OH- K1 = 2,13.10-4 H2CO3 + OH- K2 = 2,22.10-8 HCO3- [HCO3- ].[OH- ] [CO32- ] [H2CO3 ].[OH- ] K2 = [HCO3- ] Áp dụng ĐKP: [OH  ] = [HCO3- ] + [H CO3 ] = [H2CO3 ].[OH- ] + [H CO3 ] K2 94 Thay [OH-] = 10-4,05, K2 = 2,22.10-8 vào phương trình ta được: -8 [H CO3 ] = 2,22.10 -5 -5  [HCO3- ] = 8,91.10 , [CO32- ] = 3,73.10 -4  S = [H CO3 ] + [HCO3- ] + [CO32- ] = 1,26.10 Vậy độ tan CaCO3 1,26.10-4 mol/lít Câu 11 Nếu thêm từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Al3+ thấy kết tủa Al(OH)3, sau kết tủa tan tạo thành Al(OH)4- pH = 10,9 Tính nồng độ ban đầu Al3+ nồng độ ion OH-, Al3+ Al(OH)4- cân Cho biết tích số tan Al(OH)3 10-32 Al(OH)4- Al(OH)3 + OH- với K = 1/40 Giải: Al(OH)3 + OH- Al(OH)4- K’ = 40 pH = 10,9  [H+] = 10-10,9  [OH-] = 10-3,1 = 7,94.10-4M 3+ Al(OH)3   Al + 3OH [Al3+ ]  K’ = T 1032   1022,7  [Al3+ ]  2.10 23 M [OH - ]3 (103,1 )3 [Al(OH)-4 ]  [Al(OH)-4 ]  103,1.40  3,18.102 M [OH ] [Al3+]o = [Al3+] + [Al(OH)4-] = 3,18.10-2M Câu 12 Tính độ tan FeS pH = cho biết: Fe2+ + H2O FeOH+ + H+ lg = - 5,92 TFeS = 10-17,2; số axit H2S: Ka1 = 10-7,02, Ka2 = 10-12,9 Giải: FeS   Fe2+ + S2– TFeS = 10–17,2 Fe2+ + H2O FeOH+ + H+  = 10-5,92 S2– + H+ HS– Ka2-1 = (10–12,9)–1 HS– + H+ H2 S Ka1-1 = (10–7,02)–1 Gọi độ tan FeS a, ta có: 95 a = CFe = [Fe2+] + [FeOH+] = [Fe2+] +  2 [Fe 2 ] = [Fe2+].(1 + /[H+]) (1) [H  ] a = CS = [S2–] + [HS–] + [H2S] = [S2–] + Ka2-1 [S2–].[H+] + ( Ka1Ka2)–1[S2–].[H+]2 2 = [S2–].[1 + Ka2–1[H+] + (Ka1Ka2)–1[H+]2] (2) [Fe2+].[S2–] = TFeS (3) Thay [H+] = 10-5 vào (2), (3) ta được: [Fe2+] = 0,89a, [S2-] = 1,19.10-10a (4) Thay (4) vào (3) ta được: a = 2,44.10-4M Câu 13 Tích số tan CaCO3 1.108 Hãy tính có kể tới thủy phân ion cacbonat a) pH dung dịch bão hòa CaCO3 b) Độ tan CaCO3 pH = 7,00 Cho H2CO3: K1 = 4.107 ; K2 = 5.1011 Giải: a) Tính pH dd bão hòa CaCO3: 2+ 2CaCO3   Ca + CO3 S S S T = S2  S = 108 = 10-4M CO32- + HCO3- H2 O HCO3- + H2O + OH- H2CO3 + OHH+ + OH- H2 O K2’ = 2.10-4 K1’ = 2,5.10-8 Kw = 10-14 ĐKP: [OH  ] = [H+] + [HCO3 ] + [H 2CO3 ] = [CO32  ].K 2' [HCO3 ].K1' Kw + + [OH  ] [OH  ] [OH  ] = [CO32  ].K 2' [CO32  ].K1' K 2' Kw + + [OH  ] [OH  ]2 [OH  ] 96 Đặt x = [OH], ta có phương trình: x3 - ( K w - [CO32 ].K 2' ).x - [CO32 ].K1' K 2' = Thay K1’, K2’ [CO32  ] = 10-4M vào phương trình ta được: x = 1,41.10-4  -4 +  [OH ] = 1,41.10 M  pH = - lg [H ] = - lg ( 10 14 )  10,15 1, 41.10 4 b) Tính độ tan: CaCO3 pH = 2+ CaCO3   Ca S + CO32- S CO32- + H2 O HCO3- + H2O Ta có: K1  K2  S HCO3- + OH- H2CO3 + OH- K1 = 2.10-4 K2 = 2,5.10-8 [HCO3 ].[OH ] [CO32 ] [H 2CO3 ].[OH ] [HCO3 ] Áp dụng ĐKP: [H 2CO3 ].[OH ] [OH ] = [HCO ] + [H 2CO3 ] = + [H 2CO3 ] K2   Thay [OH-] = 10-7, K2 = 2,5.10-8 vào phương trình ta được: [H 2CO3 ] = 1,67.10-8 -8 -11  [HCO3 ] = 6,68.10 , [CO32  ] = 3.10 -8  S = [H 2CO3 ] + [HCO3 ] + [CO32  ] = 8,35.10 Vậy độ tan CaCO3 8,35.10-8 mol/lít Câu 14 Thêm dung dịch axit vào dung dịch Ag(NH3)2+ 0,10M Nồng độ Ag(NH3)2+ giảm xuống 1,0.10-8M Biết pKb(NH3) = 4,76 số bền β ([Ag(NH3)2+]) = 10-7,24 Tính pH dung dịch sau thêm axit Giải: 97 Do [Ag(NH3)2+] = 1.10-8M > Ka2 = 10-12,92 >> Kw = 10–14 nên cân (1) chủ yếu H2 S + H O C0 0,01 [] 0,01 - x Ta có: H3O+ + HS– x Ka1 = 10-7 x x2 = 10-7  x = 3,157.10-5 0, 01 - x + -5  [H3O ] = [HS ] = 3,157.10  pH = 4,5 Thay giá trị [H3O+ ] = [HS- ] = 10–4,5 vào cân (2): (1) 98 HS– H3 O+ + H2 O + (10–4,5 + y) S2 – [] (10–4,5 - y) Ta có: (10 –4,5 + y).y = 10-12,92  y = [S2 –] = 10–12,92M –4,5 (10 - y) Ka2 = 10-12,92 (2) y Khi HCl vào dung dịch H2S ta có qúa trình sau: HCl + H2O  H3O+ + Cl– 0,001 0,001 Tổ hợp (1) (2) ta có: H2 S + H O H3O+ + HS– Ka1 = 10-7 (1) HS– + H2O H3 O+ + S – Ka2 = 10-12,92 (2) H2S + 2H2O 2H3O+ + S2 – K = 10–19,92 (4) Khi có mặt HCl cân phân li H2S chuyển dịch sang trái Do nồng độ H3O+ H2S phân li bé ta coi [H3O+ ] = CHCl = 0,001M Áp dụng ĐLTDKL cho (4) ta có: K = [H3O ]2 [S2 – ] = 10-19,92 [H 2S] Thay [H3O+ ] = 0,001M, [H2S] = 0,01M vào phương trình ta được: [S2–] = 1,2.10–16M Câu 16 Tính điện cực platin nhúng dung dịch sau: a) TiO2+ 0,01M Ti3+ 0,02M pH = b) Cr2O72- 0,1M Cr3+ 0,01M pH = Giải: a) TiO2+ + 2H+ + e Ti3+ + H2O E0 = 0,1 V Theo phương trình nest ta có: E = E0 + 0,059lg [TiO 2+ ].[H + ]2 0, 01.10 8 = 0,1 + 0,059lg = - 0,391V [Ti3+ ] 0, 02 b) Cr2O72- + 14H+ + 6e Theo phương trình nest ta có: 2Cr3+ + 7H2O E0 = 1,33 V 99 0, 059 [Cr2 O 72  ].[H + ]14 0, 059 0,1.(10 2 )14 lg lg = 1,33 + = 1,083 V [Cr 3+ ] (0, 01) E = E0 + Câu 17 Tính pH, biết đo suất điện động pin: Pt | I- 0,1M; I 3 0,02M || MnO4- 0,05M, Mn2+ 0,01M | Pt 25oC giá trị 0,824 V Cho E0MnO 2+ /Mn = E10 = 1,51 V E0I- /3I- = E02 = 0,5355 V Giải: Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e Ở điện cực trái: 3I- Mn2+ + 4H2O I 3 + 2e Ephải = E10 + 0, 059 [MnO 4 ].[H + ]8 0,059 0,05.[H + ]8 lg = 1,51 + lg [Mn 2+ ] 0,01 Etrái = E 02 + 0, 059 [I3 ] 0,059 0,02 lg  = 0,5355 + lg = 0,574V [I ] (0,1)3 Epin = Ephải - Etrái = 0,824  1,51 + 0,059 0,05.[H + ]8 lg - 0,574 = 0,824 0,01 Giải phuong trình ta tính được: [H+] = 0,054M  pH = 1,268 Câu 18 a) Hãy lập biểu thức biểu diễn phụ thuộc điều kiện (Thế đo điều kiện xác định) vào pH cặp H3AsO4/HAsO2 b) Chứng minh pH = (môi trường axit mạnh), I2 khơng oxi hóa HAsO2 Cho biết: E0H AsO /HAsO = E10 = 0,56V; E0I /3I = E02 = 0,5355V - Giải: a) H3AsO4 + 2H+ + 2e HAsO2 + H2O Theo phương trình nest ta có: E1 = E10 + 0, 059 [H 3AsO ] 0,059 [H3AsO4 ][H ]2 lg - 0,059pH = E10 + lg [HAsO ] [HAsO2 ] 100 Mặt khác: E1 = E 1' +  E 1' = E1 - 0, 059 [H3 AsO ] lg [HAsO ] 0, 059 [H3 AsO ] lg = E10 - 0,059pH = 0,56 - 0,059pH [HAsO ] b) Ở pH = E 1' = 0,56  E 02 = 0,5355, I2 khơng oxi hóa HAsO2 Câu 19 Tính cân dung dịch AgNO3 0,02M Fe(NO3)2 0,05M pH = Cho E0Ag  /Ag = 0,799V; E0Fe3 /Fe2 = 0,771V Giải: pH = mơi trường axit mạnh nên q trình tạo phức hiđroxo ion kim loại bỏ qua Trong dung dịch xảy phản ứng sau: Ag+ + Fe2+ Ag + Fe3+ C0 0,02 0,05 [] 0,02 - x 0,05 - x K = 10 0,799 - 0,711 0,059 = 100,473 x Áp dụng ĐLTDKL ta có: K= x = 100,473  x = 4,58.10-4 (0,02 - x).(0,05 - x) Vậy [Fe3+] = x = 4,58.10-4M; [Fe2+] = 0,0495M; [Ag+] = 0,0195M Câu 20 Tính điện cực Pt nhúng dung dịch gồm KMnO4 0,01M FeSO4 0,01M pH = Cho E0MnO  2 /Mn = E10 = 1,51V; E0Fe3 /Fe2 = E02 = 0,771V Giải: Do mơi trường axit nên q trình tạo phức hiđroxo ion kim loại bỏ qua Trong dung dịch xảy phản ứng sau: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O C0 0,01 0,01 [] 8.10-3 - 0,1 2.10-3 0,01 TPGH: MnO4- 8.10-3M; Mn2+ 2.10-3; Fe3+ 0,01M; H+ 0,1M 101 Vì phản ứng Mn2+ Fe3+ xảy khơng đáng kể nên ta tính điện cực Pt theo cặp MnO4-/Mn2+ E = E10 + 0, 059 [MnO  ][H  ]8 lg [Mn 2 ] = 1,51 + 0, 059 8.103 108 lg = 1,42V 2.103 102 KẾT LUẬN Theo mục tiêu khóa luận đặt ra, tơi đạt số kết sau: Tổng quan vấn đề lý luận quan niệm HSG, tầm quan trọng việc bồi dưỡng HSG, mục tiêu việc bồi dưỡng HSG, lực HSG, đặc điểm vai trị mơn hóa học trường THPT, biện pháp phát bồi dưỡng HSG dạy học hóa học Trường THPT Đây sở lí luận thực tiễn cho việc nghiên cứu đề tài Đã xây dựng hệ thống lí thuyết phần pH dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi Trường THPT: Một số khái niệm, định luật bảo toàn, quy tắc chung đánh giá thành phần cân dung dịch, cách tính pH dung dịch axit, bazơ, muối Hệ thống đảm bảo tính khoa học đáp ứng yêu cầu chương trình bồi dưỡng HS chun hóa học kì thi HSG Đã sưu tầm, xây dựng 105 tập tự luận có hướng dẫn lời giải theo chuyên đề tập Đây tư liệu bổ ích phục vụ cho cơng tác bồi dưỡng HSG, giúp cho HS nâng cao kiến thức lí thuyết rèn luyện kĩ giải tập có liên quan Tuy nhiên hạn chế quỹ thời gian nghiên cứu nên phạm vi đề tài nghiên cứu dừng lại phần hệ thống lí thuyết chuyên đề tập Nếu có điều kiện rộng rãi tơi tiến hành khảo sát thực nghiệm đề tài nghiên cứu để đánh giá tính khả thi đề tài nhằm rút kinh nghiệm việc bồi dưỡng HSG Hóa học trường phổ thơng Do trình độ hạn chế thân điều kiện thực tế khơng cho phép, thiếu sót khơng thể tránh khỏi Kính mong nhận đóng góp quý thầy cô bạn để luận văn hoàn thiện 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tinh Dung, Bài tập Hóa học phân tích, Nhà xuất Giáo Dục, Hà nội 1982 [2] Nguyễn Tinh Dung, Hóa học Phân tích, Cân ion dung dịch, Nhà xuất Giáo Dục, Hà Nội; 2000, tái 2001, 2002 [3] Ngơ Minh Đức, Giáo trình Hóa học phân tích trường phổ thơng, Đà Nẵng 2011 [4] Phạm Thị Hà, Bài giảng Phân tích định lượng, Đà Nẵng, năm 2010 [5] Phạm Thị Hà, Bài giảng phân tích định tính, Đà Nẵng, năm 2010 [6] Lê Mậu Quyền, Bài tập Hóa học vơ cơ, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 70 Trần Hưng Đạo, Hà Nội [7] Lê Mậu Quyền, Cơ sở lí thuyết Hóa học - Phần tập, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 2002 [8] Bộ giáo dục đào tạo, Quá trình xây dựng, phát triển hệ thống trường Trung học phổ thông chuyên mục tiêu, giải pháp thời gian tới [9] http://voer.edu.vn/pdf/7fed675e/1 [10] http://giaoan.violet.vn/present/show?entry_id=375331 [11] http://dethi.violet.vn/present/show?entry_id=6176295 [12] http://vi.scribd.com/doc/105299010/5-PHAN-LO%E1%BA%A0I [13] http://giaoduc.edu.vn/news/nhip-cau-su-pham-758/mon-hoa-hoc-phuong-phap nang-cao-chat-luong-hoc-sinh-yeu-180499.aspx [14] http://dantri.com.vn/giao-duc-khuyen-hoc/boi-duong-hoc-sinh-gioi-o-mot-sonuoc-phat-trien-198242.htm [15] http://hungyen.edu.vn/admin/FileStore/file/SKKN%20201330NguyenThiNhung THPT%20ChuyenHungYenHoa.doc [16] http://www.doko.vn/luan-van/noi-dung-va-bien-phap-boi-duong-hoc-sinh-gioihoa-hoc-huu-co-thpt-287007 ...ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PH? ??M KHOA HÓA _ NÂNG CAO NĂNG LỰC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Ở TRƢỜNG PH? ?? THÔNG – PH? ??N pH CỦA DUNG DỊCH Sinh viên thực : Lê Văn... tài: Nâng cao lực bồi dƣỡng học sinh giỏi Hóa trƣờng ph? ?? thông ph? ??n pH dung dịch Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc bồi dưỡng HSG Hóa học - Nghiên cứu chuyên đề, ph? ?ơng ph? ?p... đề tập ph? ??n pH dung dịch nhằm nâng cao lực bồi dưỡng HSG Hóa học Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc bồi dưỡng HSG Hóa học - Nghiên cứu chuyên đề, ph? ?ơng ph? ?p bồi dưỡng