Bài tập chương dung dịch chất điện ly
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.09 MB, 8 trang )
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 1
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
CHƯƠNG 6: DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY
(Lưu ý: Tài liệu này chưa được thẩm định nên có phần chưa chính xác hoàn toàn)
I.Lý thuyết.
1. Thế nào là chất điện li mạnh, chất điện li yếu? Cho ví dụ.
HD:
Chất điện li mạnh: Là những chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra ion (
1
, phương trình biểu diễn
).
Axit mạnh: HCl, HNO
3
, HClO
4
, H
2
SO
4
, HBr, HI, …
Bazơ mạnh: KOH, NaOH, Ba(OH)
2
, …
Muối: Hầu hết các muối (trừ HgCl
2
, Hg(CN)
2
).
VD: HCl
H
+
+ Cl
-
. NaOH
Na
+
+ OH
-
. K
2
SO
4
2K
+
+ SO
4
2-
.
Chất điện li yếu: Là những chất khi tan trong nước, chỉ có một phần số phân tử hoà tan phân li ra
ion
(0 <
< 1, phương trình biểu diễn ).
Axit yếu: CH
3
COOH, HClO, H
2
S, HF, H
2
SO
3
, H
2
CO
3
, …
Bazơ yếu: Mg(OH)
2
, Al(OH)
3
, NH
3
, …
VD: CH
3
COOH CH
3
COO
-
+ H
+
; H
2
S H
+
+ HS
-
;
HS
-
H
+
+ S
2-
; Mg(OH)
2
Mg(OH)
+
+ OH
-
; Mg(OH)
+
Mg
2+
+ OH
-
2. Hằng số điện là gì? Ký hiệu. Độ điện li là gì? Mối quan hệ giữa hằng số điện li và độ điện li.
HD:
Hằng số cân bằng ion trong dung dịch chất điện li gọi là hằng số điện li. (KH: K)
Độ điện li a là tỉ số giữa số phân tử phân li trên số phân tử hoà tan.
Mối quan hệ:
Nếu
a
tăng
thì
K
tăng,
do
đó
muốn
K
=
const
thì
C
phải giảm. Tức phải làm loãng
dung dịch. Đối với chất điện li yếu a có giá trị nhỏ 1-a tính gần đúng bằng 1.
3. Trình bày thuyết axit – bazơ của Brotets?
HD:
- Axit là chất nhường proton .
Vd: CH
3
COOH + H
2
O H
3
O
+
+ CH
3
COO
-
( Hằng số phân li axit [H
3
O
+
][CH
3
COO
-
]
[CH
3
COOH]
Giá trị K
a
chỉ phụ thuộc vào bản chất axit và nhiệt độ
K
a
càng nhỏ , lực axit của nó càng yếu. )
- Bazơ là chất nhận proton .
Vd: NH
3
+ H
2
O NH
4
+
+ OH
–
( Hằng số phân li bazơ [NH
4
+
][OH
–
]
[ NH
3
]
Giá trị K
b
chỉ phụ thuộc vào bản chất baz và nhiệt độ
K
a =
K
b =
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 2
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
K
b
càng nhỏ , lực bazơ của nó càng yếu. )
4. Trình bày thuyết electron về axit – bazơ của Liuyt?
HD:
5. Cách tính pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh?
HD:
*
Axit
mạnh:
Phản ứng phân li axít mạnh (phân li hoàn toàn ):
HA
+
H
2
O
H
3
O
+
+
A
-
Phản
ứng
phân
li
nước:
2H
2
O
H
3
O
+
+
HO
-
Nếu
bỏ
qua
các
ion
H
3
O
+
do
nước
phân
li
ta
có:
[H
3
O
+
]
=
[A
-
]
=
C
a
C
a
là
nồng
độ
mol
của
axít.
Suy
ra:
pH
=
-lg[H
3
O
+
]
=
-lgC
a
*
Bazơ
mạnh:
Phản ứng phân li của dung dịch bazơ mạnh (phân li hoàn toàn):
2H
2
O H
3
O
+
+
HO
-
B
+
H
3
O
+
BH
+
+
H
2
O
Nếu
bỏ
qua
[H
3
O
+
]
do
nước
phân
li
thì
theo
nguyên
lý
trung
hoà
điện
ta
có:
[HO
-
]
=
[BH
+
]
=
C
b
C
b
là
nồng
độ
mol
của
bazơ.
Suy ra:
pH
=
-lg[H
3
O
+
]
=
14
+
lgC
b
6. Cách tính pH của dung dịch axit yếu, bazơ yếu?
HD:
Axit yếu:
ADCT gần đúng:
1
lg
2
aa
pH pK C
.
Bazơ yếu:
ADCT gần đúng:
1
14 lg
2
bb
pH pK C
7. Nêu các công thức tính pH của dung dịch muối được tạo bởi axit mạnh và bazơ yếu; dung
dịch muối được tạo bởi axit yếu và bazơ mạnh; dung dịch muối được tạo bởi axit yếu và
bazơ yếu?
HD:
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 3
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
4
4
Muối là hợp chất được tạo thành từ cation kim loại hoặc ion amoni
NH
4
+
và anion
gốc axít.
Nghiên cứu tính chất của muối người ta nhận thấy rằng một trong những tính chất
hoá học chung của chúng là sự thuỷ phân - tức là phản ứng giữa các ion muối với nước.
Trong phản ứng này có thể một loại ion của muối (cation hoặc anion) có khả năng kết hợp
mạnh
hơn
với
ion
H
3
O
+
hoặc
HO
-
của
nước
làm
cho
cân
bằng
2H
2
O
H
3
O
+
+HO
-
chuyển dịch về bên phải. Kết quả là sản phẩm của sự thuỷ phân có thể có tính axít hoặc
bazơ
dẫn
đến
sự
thay
đổi
pH
của
dung
dịch.
Trong
thực
tế
thường
gặp
ba
trường
hợp
muối bị thuỷ phân sau:
1.
Nếu
muối
được
tạo
thành
bởi
bazơ
mạnh
và
axít
yếu
như
Na
2
CO
3
,
K
2
CO
3
,
CH
3
COONa,
KCN
thì
khi
thuỷ
phân
dung
dịch
muối
sẽ
có
pH
>7.
Ví
dụ:
CH
3
COONa
=
Na
+
+
CH
3
COO
-
2H
2
O
H
3
O
+
+
HO
-
CH
3
COO
-
+
H
3
O
+
CH
3
COOH
+
H
2
O
Sự
kết
hợp
CH
3
COO
-
với
H
3
O
+
tạo
thành
chất
điện
li
yếu
CH
3
COOH
làm
chuyển
dịch cân bằng điện li của nước, tức là làm tăng HO
-
. Do vậy dung dịch có tính bazơ (pH >
7). Trong trường hợp này, để tránh thuỷ phân cần phải cho thêm kiềm. pH của dung dịch
muối loại này được tính như cách tính pH của dung dịch bazơ yếu
3.
Nếu
muối
được
tạo
thành
bởi
bazơ
yếu
và
axít
mạnh
như
NH
4
Cl,
NH
4
NO
3
,
AlCl
3
,
CuSO
4
thì
khi
thuỷ
phân
dung
dịch
muối
sẽ
có
pH
<
7.
Sự
kết
hợp
NH
4
+
với
HO
-
tạo
thành
chất
điện
li
yếu
NH
4
OH
làm
chuyển
dịch
cân
bằng
của
nước
về
bên
phải
làm
tăng
ion
H
3
O
+
,
do
vậy
dung
dịch
có
tính
axít
(pH
<
7).
Trong trường hợp này, để tránh thủy phân thì cần phải cho thêm axít. pH của dung dịch
muối loại này được tính theo công thức tính pH của axít yếu .
3.
Nếu
muối
được
tạo
thành
bởi
một
bazơ
yếu
và
một
axít
yếu
như
NH
4
CN,
(NH
4
)
2
S,
Al
2
S
3
,
(CH
3
COO)
3
Fe
thì
khi
thuỷ
phân
dung
dịch
muối
sẽ
có
7£
pH
£7
tuỳ
thuộc
vào
mối tương quan giữa độ mạnh yếu của các axít - bazơ được tạo thành trong dung dịch.
8. Dung dịch đệm là gì? Cách tính pH của dung dịch đệm.
HD:
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 4
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
Dung dich đệm là: là dd có pH thay đổi không đáng kể khi thêm vào đó một ít axit, bazo hay khi
pha loãng chúng.
*Cách tính: Coi [HA] = C
a
; [A
-
] = C
m
Khi đó:
lg
a
A
pH pK
HA
.
9. Thế nào là tích số tan của một chất điện li mạnh ít tan? Mối quan hệ giữa độ tan và tích số
tan? Điều kiện để tạo thành kết tủa.
HD:
Tích số tan của một chất điện li mạnh ít tan: là tích số nồng độ các ion của nó trong dung dịch
bão hòa chất đó với số mũ bằng hệ số tỷ lượng phân tử.
Mối QH:
Điều kiện để tạo thành kết tủa:
nm
nm
mn
AB
A B T
.
II.Bài tập.
1. Tính pH của các dung dịch sau:
H
2
SO
4
0,05M; HCl 0,001M; NaOH 0,01M; Ca(OH)
2
0,02M.
Giải:
H
2
SO
4
0,05M.
2
2 4 4
2
0,05 0,1 0,05 ( )
H SO H SO
M
nên
lg lg0,1 1pH H
.
HCl 0,001M.
3 3 3
10 10 10 ( )
HCl H Cl
M
nên
3
lg lg 10 3pH H
.
NaOH 0,01M.
2 2 2
10 10 10 ( )
NaOH Na OH
M
nên
2
lg lg 10 2 14 2 12pOH OH pH
.
Ca(OH)
2
0,02M.
2
2 2 2
2
2.10 2.10 4.10 ( )
Ca OH Ca OH
M
nên
2
lg lg 4.10 1,39 14 1,39 12,61.pOH OH pH
2. a. Trong nước mưa [H
+
] = 5.10
-5
M. Tính pH
b. Nước biển pH = 8,3. Tính [H
+
]; [OH
-
]
Giải:
a. Ta có:
5
lg lg 5.10 4,3pH H
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 5
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
b. Ta có: pH = 8,3
8,3 9
lg 8,3 10 5,01.10 ( )H H M
.
ADCT:
14
14 6
9
10
10 1,995.10 ( )
5,01.10
H OH OH M
.
3. Tính độ điện li phần trăm của dung dịch axit fomic HCOOH 0,001M. Biết hằng số điện li là
K
a
= 1,8.10
-4
.
Giải:
Ta có:
: 0,001
:
: 0,001
HCOOH HCOO H
BD M
Pu x x x
CB x x x
Mà:
4
.
1,8.10
0,001
a
HCOO H
xx
K
HCOOH x
.
Giải phương trình trên ta được: x = 3,44.10
-4
(M)
Vậy độ điện ly phần trăm của dd là:
4
0
0,001
.100% 34,4%
3,44.10
n
n
.
4. Ở 35
0
C axit cloaxetic ClCH
2
COOH trong nước có hằng số điện li là 14.10
-3
. Tính
a/ Độ điện li của axit ClCH
2
COOH 0,5M
b/ pH của dung dịch
Giải:
Ta có PT:
2 2 2 3
: 0,5 ( )
:
: (0,5 )
CH ClCOOH H O CH ClCOO H O
BD M
PU x x x
CB x x x
23
3
2
.
14.10
(0,5 )
a
CH ClCOO H O
xx
K
CH ClCOOH x
Giải PT ta được
0,0769
()
0,091
x
l
x
5. Tính pH của dung dịch thu được khi cho 1 lít dung dịch H
2
SO
4
0,005M tác dụng với 4 lít
dung dịch NaOH 0,005M.
Giải:
Dd sau phản ứng: V = 5 lít.
24
0,005 ; 0,02 .
H SO NaOH
n mol n mol
Ta có:
H
+
+ OH
–
H
2
O
Ban đầu : 0,01 0,02 (mol)
Sau pư : 0 0,01 (mol)
Thể tích dd sau pư bằng 5 lít nên [ OH
-
] = 0,01M => pOH = 2
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 6
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
Nên pH = 14 – 2 = 12.
6. Pha trộn 40 ml nước vào 10ml dung dịch HCl có pH = 2. Tính pH của dung dịch thu được.
Giải:
Dd sau khi trộn có: V = 50 ml = 0,05 lít.
Dd HCl có pH = 2. Nên suy ra [H
+
] = 0,01 M
Ta có:
2
44
2
2,5.10 5.10
H O H OH
mol
23
44
2,5.10 2,5.10 ( )
HCl H O H O Cl
mol
Vậy
3
4
3
2 ,5. 1 0
5 .1 0 ( )
0 ,05
HO
M
CM
Suy ra
3
3
lg lg 5.10 2,3pH H O
.
7. Trộn 300 ml dung dịch HCl 0,05 mol/l với 200 ml dung dịch Ba(OH)
2
a mol/l, thu được 500
ml dung dịch có pH = 12. Tính a.
Giải:
Ta có:
0,015 0,015
HCl H Cl
mol
;
2
2
2
0,2 0,2 0,4
Ba OH Ba OH
a a a mol
2
2
0,015
H OH H O
mol
Theo bài ra: pH = 12 suy ra [H
+
] = 10
-12
M [OH
-
]=10
-2
M.
Do đó: 0,4a = 10
-2
.0,5 + 0,03 Suy ra a = 0,0875 M.
8. Trộn 250 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,08 mol/l và H
2
SO
4
0,01 mol/l với
250 ml dung dịch NaOH a mol/l, thu được 500 ml dung dịch có pH = 2. Tính a.
Giải:
Ta có:
HCl → H
+
+ Cl
-
; H
2
SO
4
→ 2H
+
+ SO
4
2-
.
0,02 0,02 (mol) 2,5.10
-3
5.10
-3
(mol) .
NaOH → Na
+
+ OH
-
.
0,25a 0,25a (mol).
H
+
+ OH
-
→ H
2
O .
0,025 (mol)
Theo đề : pH = 12 → [OH
-
] = 10
-2
(M)
Do đó : 0,01. 0,5 + 0,025 = 0,25a → a = 0,12 (M).
9. a/ Tính pH của dung dịch (NH
4
)
2
SO
4
0,05M, biết
3
NH
pK 4,76
b/Tính pH của dung dịch NaHCOO 0,01M, biết pH
HCOOH
= 3,76.
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 7
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
c / Tính pH của dung dịch NH
4
NO
2
biết
3
NH
pK 4,76
và
2
HNO
pK 3,4
.
Giải:
a/ ADCT:
3
1 1 1
lg lg 4,76 lg 2.0,05 2,88
2 2 2
a m NH m
pH pK C pK C
.
b/ ADCT:
c/ ADCT:
33
1 1 1
14 14 14 4,76 3,4 7,68
2 2 2
a b NH HNO
pH pK pK pK pK
.
10. Tính pH của hệ đệm 0,05 mol CH
3
COOH và 0,05 mol CH
3
COONa trong 1 lít dung dịch. pH
sẽ thay đổi như thế nào khi thêm vào hệ đệm này 0,001 mol HCl? K
CH3COOH
= 1,8.10
-5
Giải:
11. Trộn 100ml CH
3
COOH 0,1M với 100ml CH
3
COONa 0,2M. Tính pH của dung dịch thu
được, biết pK
CH3COOH
= 4,75
Giải:
Dd sau khi trộn: V = 200 ml = 0,2 lít.
Ta có:
3 3
0,1.0,1 0,2.0,1
0,05( ); 0,1 ( )
0,2 0,2
M CHC COH COO OH M
ADCT:
3
3
3
0,1
lg 4,75 lg 5,05
0,05
CH COOH
C
CH COO
pH pK
H COOH
.
12. Tích số tan của Ag
2
SO
4
bằng 7.10
-5
. Tính độ tan của Ag
2
SO
4
biểu thị bằng mol/l.
Giải:
+ Ta có:
2 4 4
2Ag SO Ag SO
Gọi S là tích số tan của
24
Ag SO
. Khi đó:
24
2
5
2 7.10
Ag SO
T S S
.
Vậy tích độ tan của Ag
2
SO
4
biểu thị bằng mol/l bằng:
5
2
3
7.10
2,6.10 / .
4
S mol l
13. Độ hòa tan của PbI
2
ở 25
0
C trong nước nguyên chất là 1,5.10
-3
mol/l
a/ Tính tích số tan của PbI
2
ở 25
0
C trong nước nguyên chất.
b/ Muốn làm giảm độ hòa tan của PbI
2
150 lần thì phải thêm bao nhiêu mol KI vào một lít
dung dịch bão hòa của PbI
2
ở nhiệt độ trên.
Giải:
a/ Tích số tan của PbI
2
ở 25
0
C:
Ta có:
2
2
2PbI Pb I
nên tích số tan là:
2
3
2
2
2 3 8
. 2 4. 1,5.10 1,35.10 .
PbI
T Pb I S S
b/ * Để độ tăng S giảm đi 150 lần thì:
Chương 6: Dung dịch chất điện ly. Email:
Trang 8
BS: Cao Văn Tú
Blog: www.caotu28.blogspot.com
3
25
1,5.10
' 10 / .
150 150
S
Pb S mol l
2
3
2
38
2 ; ' 2 ' 4. 1,5.10 1,35.10
PbI
I S x T S S x
3 2 2 8
4 ' 4 ' '. 1,35.10S S x S x
.
Tương tự, ta có S’ = 10
-4
vô cùng nhỏ cho nên bỏ qua S’
3
và S’
2
.
Khi đó ta có:
8
2 8 2 3
5
1,5.10
'. 1,35.10 1,5.10 0,0387
10
S x x x
.
Vậy phải thêm 0,0387 mol KI lít dung dịch PbI
2
.
14. Trộn 10 ml dung dịch AgNO
3
0,01M với 40 ml dung dịch NaCl 0,02M. Phản ứng có tạo kết
tủa không? T
AgCl
=1,8.10
-10
.
Giải:
Dd sau khi trộn: V = 50 ml = 0,05 lít.
Ta có:
3
0,01.0,01 0,02.0,04
2.10 ; 0,016
0,05 0,05
Ag M Cl M
.
Ta thấy:
35
2.10 .0,016 3,2.10
AgCl
Ag Cl T
KL: Phản ứng có tạo kết tủa AgCl.
15. Nồng độ ion Ag
+
của một dung dịch bằng 4.10
-3
mol/l. Tính nồng độ Cl
-
cần thiết để kết tủa
AgCl. Tích số tan của AgCl ở 25
0
C bằng 1,8.10
-10
.
Giải:
Ta có:
Ag Cl AgCl
.
Tích số tan của
AgCl
là 1,8.10
-10
nên:
10
10 3 10 8
3
1,8.10
1,8.10 .4.10 1,8.10 4,5.10
4.10
Ag Cl Cl Cl M
.
