định luật bảo toàn.
(Thời lượng: 6 tiết/ 2 buổi)
2.3.1.1. Mục tiờu của chuyờn đề 1. Kiến thức
- Đỏnh giỏ sự chuyển dịch cõn bằng điện lị
- Học sinh trỡnh bày được cỏc kiến thức về dự đoỏn chiều phản ứng trong dung dịch điện li, cỏc quy ước khi viết phương trỡnh ion.
- Phỏt biểu và ỏp dụng một số định luật sử dụng như: Định luật tỏc dụng khối lượng, định luật bảo toàn nồng độ, bảo toàn điện tớch và cỏc khỏi niệm liờn quan trong mỗi định luật.
2. Kĩ năng
- Tớnh độ điện li từ đú đỏnh giỏ khả năng phõn li của chất điện lị
- Dự đoỏn khả năng xảy ra phản ứng trong dung dịch điện li và viết phương trỡnh húa học xảy rạ
- Nờu hiện tượng của phản ứng húa học.
- Rốn khả năng tự nghiờn cứu tài liệu, úc quan sỏt và giải thớch một số hiện tượng thực tiễn cú liờn quan.
3. Phỏt triển năng lực
- Năng lực tớnh toỏn húa học.
- Năng lực vận dụng kiến thức hoỏ học vào cuộc sống. - Năng lực giải quyết vấn đề thụng qua mụn hoỏ học. - Khả năng tự học.
- Năng lực suy luận logic. - Năng lực thực hành.
1. Độ điện li và hằng số điện li Biểu thức í nghĩa Độ điện li (α) α = C C0 hoặc α = n n0 (1.1) C, n- là nồng độ, số mol đó điện li; C0, n0: là nồng độ, số mol ban đầu
Đỏnh giỏ mức độ phõn li ra ion của chất điện li trong dung dịch. Cú: 0<α < 1
Hằng số điện li(K)
Áp dụng định luật tỏc dụng khối lượng vào cõn bằng ion
Để đơn giản ta xột cõn bằng ion sau ở nhiệt độ T và nồng độ C xỏc định. MX ⇌ Mn+ + Xn- Ta cú: KC = [M n+ ].[Xn-] [MX] (1.2) [Mn+], [Xn-], [MX] lần lượt là nồng độ cỏc ion và chất điện li tại thời điểm cõn bằng. C=KC - 1 2 (1.3) Trong tớnh toỏn về cõn bằng ion, một đại lượng hay được sử dụng đú là chỉ số pK:
pK = – logK
2. Dự đoỏn chiều phản ứng trong dung dịch cỏc chất điện li
Trong dung dịch cỏc chất điện li, cỏc ion cú thể phản ứng với nhau để tạo thành:
- Sản phẩm là chất ớt phõn lị - Sản phẩm là chất ớt tan.
- Sản phẩm dạng oxi húa – khử. - Sản phẩm là chất khớ.
Khi viết cỏc phản ứng ion cần tuõn theo quy ước:
- Cỏc chất vừa điện li mạnh, vừa dễ tan viết dưới dạng ion. - Cỏc chất điện li yếu, chất ớt tan, chất khớ viết dưới dạng phõn tử. 3. Một số định luật bảo toàn
+ Nồng độ gốc: nồng độ chất trước khi đưa vào hỗn hợp phản ứng (C0 mol/l).
+ Nồng độ ban đầu: nồng độ chất trong hỗn hợp trước khi xảy ra phản ứng (C0 mol/l).
+ Nồng độ cõn bằng: nồng độ chất sau khi hệ đạt tới cõn bằng ([i]).
+ Nồng độ mol: biểu diễn số mol chất tan trong 1 lớt dung dịch (CM mol/l). + Nồng độ phần trăm: biểu diễn số gam chất tan trong 100g dung dịch (C%). - Định luật bảo toàn nồng độ ban đầu: Nồng độ ban đầu của một cấu tử bằng tổng nồng độ cõn bằng của cỏc dạng tồn tại của cấu tử đú khi cõn bằng.
] [
= i
Ci (1.4)
- Định luật bảo toàn điện tớch (BTĐT) [i]Zi =0 (1.5)
Zi là điện tớch (õm hoặc dương) của cấu tử i cú nồng độ cõn bằng [i].
2.3.1.3. Bài tập vận dụng
1. Cõu hỏi và bài tập trắc nghiệm với mức độ hiểu và vận dụng thấp
Cõu 1: Cho cỏc chất: NaOH, Na2CO3, CăOH)2, CaCO3, CH3COONa, C2H5OH, C2H5ONa, HCl, H2SO4, BaCl2. Số cỏc chất khi cho thờm nước tạo thành dung dịch dẫn điện là
Ạ 11. B. 8. C. 9. D. 10. Cõu 2: Chất nào sao đõy dẫn điện?
Ạ NaCl núng chảy B. NaCl khan C. AlCl3 khan D. Nước nguyờn chất Cõu 3: Chất nào sau đõy khụng dẫn điện?
Ạ đ NaOH B. NaOH khan C. NaOH núng chảy D. đ NaCl Cõu 4: Phỏt biểu nào sau đõy đỳng?
Ạ Mọi chất tan đều là chất điện lị B. Mọi axit mạnh đều là chất điện lị C. Mọi axit đều là chất điện li mạnh. D. Đường là chất điện li mạnh. Cõu 5: Cho cỏc yếu tố sau:
(1) Nhiệt độ (2) Áp suất (3) Xỳc tỏc
(4) Nồng độ chất tan (5) Diện tớch tiếp xỳc (6) Bản chất chất điện li a, Những yếu ảnh hưởng đến độ điện li là
Ạ (1), (4),(6). B. (1),(3),(4),(6). C. (1),(2),(3),(5). D. (2),(4),(5),(6). b, Những yếu tố ảnh hưởng đến hằng số điện li là
Ạ (1),(2),(6). B. (1),(6). C. (1),(4),(6). D. (1),(2),(3),(4),(5),(6). Cõu 6: Khi pha loóng đ CH3COOH 1M thành đ CH3COOH 0,5M thỡ độ điện li
Ạ tăng. B. giảm.
C. khụng đổị D. tăng 2 lần.
Cõu 7: Cho cỏc cặp chất sau: (1) H2SO4 loóng và 2NaCl (2) H2S và Pb(CH3COO)2 (3) Cu(OH)2 và ZnCl2 (4) CaCl2 và CO2
Những cặp chất nào phản ứng được với nhaủ
Ạ 1 và 3. B. Chỉ cú 2. C. 1 và 4. D. 2 và 4.
Cõu 8: 100ml đ X chứa HCl 2M và HNO3 1,5M tỏc dụng vừa đủ với 0,1 lớt đ Y chứa NaOH 0,5M và KOH a M. Giỏ trị của a bằng
Ạ 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Cõu 9: Cú 5 đ muối mất nhón: NaCl, NH4Cl, Al(NO3)3, Fe(NO3)3, CuSO4. Dựng đ nào sau đõy để nhận biết chỳng?
Ạ đ HCl B. đ NaOH C. đ BaCl2 D. đ H2SO4 Cõu 10: Trong cỏc cặp chất sau đõy, cặp chất nào cựng tồn tại trong một đ ? Ạ AlCl3 và Na2CO3 B. HNO3 và NaHCO3 C. NaAlO2 và KOH D. NaCl và AgNO3
Cõu 11: Sục 0,224 lớt CO2 (đktc) vào 1 lớt đ chứa hỗn hợp gồm NaOH 0,004M và CăOH)2 0,004M. Khối lượng muối thu được là
Ạ 0,2g. B. 0,86g. C. 2g. D. 4g. Cõu 12: Khi cho đ Na2CO3 dư vào đ chứa cỏc ion Ba2+, Fe3+, Al3+, NO3
–
thỡ kết tủa thu được là
Ạ Al(OH)3, Fe(OH)3. B. BaCO3, Al(OH)3, Fe(OH)3.
C. BaCO3. D. Fe(OH)3, BaCO3
Cõu 13: Dd X cú chứa cỏc ion : NH4+, Fe2+, Fe3+, NO3–. Để chứng minh sự cú mặt của cỏc ion trong đ X cần dựng cỏc hoỏ chất nào sau đõỷ
C. Giấy quỳ tớm, H2SO4 đặc, Cụ D. Cỏc chất khỏc.
Cõu 14. Dóy chất nào dưới đõy chỉ gồm những chất vừa tan tốt và vừa điện li mạnh? ẠHNO3, Cu(NO3)2, Ca3(PO4)2, H3PO4 B. CaCl2, CuSO4, CaSO4, HNO3; C. H2SO4, NaCl, KNO3, BăNO3)2; D. KCl, H2SO4, H2O, CaCl2;
Cõu 15. Cú 4 dung dịch: Natri clorua, axit axetic, kali sunfat đều cú nồng độ 0,1 mol/l. Khả năng dẫn điện của cỏc dung dịch đú tăng dần theo thứ tự nào trong cỏc thứ tự sau:
Ạ NaCl < CH3COOH < K2SO4 B. CH3COOH < NaCl < K2SO4 C. CH3COOH < K2SO4 < NaCl D. NaCl < K2SO4 < CH3COOH
Cõu 16. Một dung dịch chứa 0,2 mol Na+; 0,1 mol Mg2+; 0,05 mol Ca2+; 0,15 mol HCO3- ; và x mol Cl-. Vậy x cú giỏ trị là:
Ạ 0,3. B. 0,20. C. 0.35. D. 0,15.
Cõu 17. Trộn 100 ml dung dịch BăOH)2 0,5M với 100 ml dung dịch KOH 0,5M được dung dịch Ạ Nồng độ mol/l của ion OH- trong dung dịch A là:
Ạ 0,65 M. B. 0,55M. C. 0,75M. D. 1,5M.
Cõu 18 Cho cỏc phản ứng húa học sau:
(1) (NH4)2SO4 + BaCl2 (2) CuSO4 + BăNO3)2 (3) Na2SO4 + BaCl2 (4) H2SO4 + BaSO3 (5) (NH4)2SO4 + BăOH)2 (6) Fe2(SO4)3 + BăNO3)2 Cỏc phản ứng đều cú cựng một phương trỡnh ion rỳt gọn là:
Ạ (1), (2), (3), (6). B. (1), (3), (5), (6). C. (2), (3), (4), (6). D. (3), (4), (5), (6). Cõu 19. Khi thờm từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 thỡ thấy
Ạ cú kết tủa màu nõu đỏ. B. cú kết tủa màu lục nhạt và bọt khớ sủi lờn. C. cú bọt khớ sủi lờn. D. cú kết tủa màu nõu đỏ và bọt khớ sủi lờn. Cõu 20: Dung dịch axit fomic 0,05M cú = 0,02%. Nồng độ[H+] của dung dịch là Ạ 10-1. B. 10-3. C. 10-5. D. 10-2.
Cõu 21: Dung dịch HCOOH 0,1M cú độ điện li là 0,2%. Để HCOOH cú độ điện li tăng 4 lần cần pha loóng dung dịch trờn
Ạ 14 lần. B. 15 lần. C. 16 lần. D. 17 lần. Cõu 22: Cú đ A chứa 2 axit là HCl aM và H2SO4 bM. Để trung hũa vừa đủ V lớt đ A thỡ cần x lớt đ B chứa 2 bazơ là NaOH cM và BăOH)2 dM. Biết cỏc chất đều cú độ điện li = 1. Khi đú
Ạ x = V(a 2b) c 2d + + B. x = V(a b) c d + + . C. x = a 2b V(c 2d) + + . D. x = a b V(c d) + + .
Cõu 23: Hoà tan 17 gam hỗn hợp NaOH, KOH, CăOH)2 vào nước được 500 gam dung dịch X. Để trung hoà 50 gam dung dịch X cần dựng 40 gam đ HCl 3,65%. Cụ cạn đ sau khi trung hoà thu được khối lượng muối khan là
Ạ 3,16 gam. B. 2,44 gam. C. 1,58 gam. D. 1,22 gam. Cõu 24: Cho 22,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tỏc dụng vừa đủ với đ BaCl2. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủạ Lọc tỏch kết tủa, cụ cạn đ thỡ thu được bao nhiờu gam muối clorua khan?
Ạ 26,6g B 24,6g C. 25,6g D. 62,6g 2. Bài tập tự luận
Mức độ hiểu và vận dụng thấp
Bài 1.1. Viết biểu thức độ điện li của: (Coi sự phõn li của H2O là khụng đỏng kể)
a) CH3COOH trong dung dịch CH3COOH C1M
b) NH3 trong dung dịch NH3 C1 M
Bài 1.2. Viết phương trỡnh ion của cỏc phản ứng xảy ra (nếu cú): a) AlCl3 + NaOH (dư) b) CuCl2 + NH3 dư c) [Ag(NH3)2]NO3 + HCl d) FeCl3 + H2S Bài 1.3. Cõn bằng sau tồn tại trong dung dịch: CH3COOH ⇌ H+
+ CH3COO-. Độ điện li α của CH3COOH biến đổi như thế nào khi:
ạ nhỏ vào vài giọt dung dịch HCl. b. pha loóng dung dịch.
c. nhỏ vào vài giọtdung dịch NaOH. d. nhỏ vào đ vài giọt dung dịch CH3COONạ
Bài 1.4. Tớnh nồng độ mol cỏc ion H+ và CH3COO- cú trong đ axit CH3COOH 0,1M? Biết pt điện li: CH3COOH ⇌ CH3COO-
+ H+ và độ điện li α = 4% Bài 1.5. Cho đ HClO cú nồng độ mol 0,01M và cú độ điện li là α = 0,172%.
a) Tớnh nồng độ cỏc ion H+ và ClO-. b) Tớnh nồng độ mol HClO sau điện lị
Bài 1.6. Cho biết nồng độ gốc, nồng độ ban ban đầu, nồng độ cõn bằng của cỏc chất trong dung dịch sau: Trộn 50,0 ml BăNO3)2 0,200M với 30,0 ml K2SO4
0,240M.
Bài 1.7. Cho biết nồng độ gốc, nồng độ ban ban đầu, nồng độ cõn bằng của cỏc chất trong dung dịch sau: Trộn 20,00 ml HCl 0,15M với 40,00 ml NaOH 0,060M.
Mức độ vận dụng cao, sỏng tạo và liờn hệ thực tế
Bài 1.8. Cho hũa tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 trong 500 đ NaOH 1M thu được 6,72 lớt H2 (đktc) và dung dịch X. Thể tớch HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu được lượng kết tủa lớn nhất là?
Bài 1.9. Thờm m gam K vào 300ml đ chứa BăOH)2 0,1 M và NaOH 0,1M thu được đ X. Cho từ từ đ X vào 200ml đ Al2(SO4)3 0,1M thu được kết tủa Ỵ Tỡm m để thu được lượng kết tủa Y lớn nhất.
Bài 1.10. Hoàn toàn 10g hỗn hợp X gồm Mg và Fe bằng đHCl 2M. Kết thỳc thớ nghiệm thu được đY và 5,6 lit khớ H2 (đktc). Để phản ứng tạo kết tủa hoàn toàn với đY cần vừa đủ 300ml NaOH 2M. Tớnh thể tớch đ HCl đó dựng.
Bài 1.11. (ĐH 2010B). Dd X chứa cỏc ion: Ca2+, Na+,HCO3- và Cl-, trong đú số mol của ion Cl- là 0,1. Cho 1/2 đ X phản ứng với đ NaOH (dư), thu được 2 gam kết tủạ Cho 1/2 đ X cũn lại phản ứng với đ CăOH)2 (dư), thu được 3 gam kết tủạ Mặt khỏc, nếu đun sụi đến cạn đ X thỡ thu được m gam chất rắn khan. Giỏ trị của m là bao nhiờủ
Bài 1.12. Cú hai dung dịch NaOH cú nồng độ khỏc nhau và một dung dịch H2SO4. -Trộn hai dung dịch NaOH theo tỉ lệ thể tớch bằng nhau được dung dịch Ạ Lấy dung dịch A trung hũa hoàn toàn bằng dung dịch H2SO4 thỡ thể tớch dung dịch H2
SO4 cũng bằng thể tớch dung dịch Ạ
- Trộn hai dung dịch NaOH theo tỉ lệ thể tớch 2:1 được dung dịch B. Lấy 30ml dung dịch B trung hũa vừa đủ bởi dung dịch H2SO4 thỡ cần 32,5ml dung dịch H2SO4.
Hỏi phải trộn hai dung dịch NaOH theo tỉ lệ nào về thể tớch để 70ml dung dịch đó pha trộn trung hũa hết 67,5 ml dung dịch H2SO4 núi trờn ?
ạ Phốn này cú vị chuả
b. Dựng phốn chua cú thể làm trong được nước?
Bài 1.14. Bằng kiến thức húa học, giải thớch tỏc dụng của thúi quen đỏnh răng thường xuyờn bằng kem đỏnh răng hay thúi quen ăn trầu của người Việt Nam trong việc bảo vệ men răng?
3. Hướng dẫn và đỏp ỏn bài tập tự luận
Bài Hướng dẫn- Đỏp ỏn
1.1
a) Phương trỡnh điện li: CH3COOH ⇌ - +
+H COO
CH3 Vỡ sự phõn li của nước là khụng đỏng kể, nờn [CH3COO-]=[H+
1 1 3 ] [ ] [ C H C COO CH - + = = Ka = [H + ]2 C1-[H+] b) 1 1 4 ] [ ] [ C OH C NH + - = = => C = Kb - 1 2 1 1.2 ạ AlCl3 Al3+ +3 - Cl 3x│NaOH Na+ + OH- Al3+ + 3 - OH Al(OH)3 Al(OH)3 + - OH AlO2 - + 2H2O Al3+ + 4OH- AlO2- + 2H2O b) CuCl2 Cu2+ + 2 - Cl Cu2+ + 2NH3 + 2H2O Cu(OH)2 + 2NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3 ⇌ Cu(NH3)42+ + 2OH- Cu2+ + 6NH3 + 2H2O ⇌ Cu(NH3)42+ + 2OH- + 2NH4+
c) [Ag(NH3)2]NO3 Ag(NH3)2+ + NO3- HCl H+ + - Cl Ag(NH3)2 + ⇌ Ag+ + 2NH3 2x│NH3 + H+ ⇌ NH4+ Ag+ + - Cl ⇌ AgCl
Ag(NH3)2+ +2 H+ ⇌ AgCl + 2NH4+
d) FeCl3 Fe3+ + 3 -
Cl 2Fe3+ + H2S 2 Fe2+ + S + 2H+
1.3 ạ Giảm ; b. Tăng ; c. Tăng; d. Giảm 1.4 [CH3COO-] = [H+] = 0,004 M) 1.5 a) [H+] = [ClO-] = 1,72.10-5 (M)
b) [HClO] = 9,9828.10-3 (M)
1.6 - Nồng độ gốc C0: BăNO3)2 0,200M; K2SO4 0,240M - Nồng độ ban đầu C0: BăNO3)2 0,125M ;