Bài 5: Luyện tập Axit, bazơ và muối và Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

Tóm tắt lý thuyết

Sơ đồ tư duy sự điện liHình 1: Sơ đồ tư duy Hóa học “Sự điện li”

  • Axit là chất khi tan trong nước phân li ra ion H+
  • Bazơ là chất khi tan trong nước phân li ra ion OH
  • Hiđroxit lưỡng tính là chất khi tan trong nước vừa có thể phân li theo kiểu axit, vừa có thể phân li theo kiểu bazơ.
  • Hầu hết các muối khi tan trong nước phân li hoàn toàn thành cation kim loại (hoặc NH4+) và anion gốc axit.
  • Nếu gốc axit còn chứa hiđro axit thì nó sẽ tiếp tục phân li yếu ra cation H+ và anion gốc axit.

 

Bài tập minh họa



Bài 1:

Dùng phản ứng trao đổi ion để tách:

a, ion Mg2+ ra khỏi dung dịch chứa các chất tan Mg(NO3)2 và KNO3

b, ion PO43- ra khỏi dung dịch chứa các chất tan K3PO4 và KNO3

Hướng dẫn:

a, Mg(NO3)2 + 2KOH →Mg(OH)2 ↓+ 2KNO3

b, K3PO4 + 3AgNO3 → Ag3PO4 ↓+ 3KNO3

Bài 2:

Trong y học,dược phẩm Nabica (NaHCO3) là chất dùng để trung hòa bớt lượng dư axit HCl trong dạ dày.

a, Viết PTHH dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng.

b, Nồng độ axit HCl trong dạ dày 0,035M, tính thể tích dung dịch HCl được trung hòa và thể tích CO2 (đktc) sinh ra khi uống 0,336g NaHCO3.

Hướng dẫn:

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O (1)

HCO3 + H+ → CO2 + H2O

Tính số mol NaHCO3 rồi dựa vào PTHH (1) suy ra số mol CO2 và HCl rồi tính thể tích

VCO2 = 0,0896 lít; VHCl = 0,114 lít

Bài 3:

Hòa tan 0,887g NaCl và KCl trong nước, xử lý dung dịch thu được bằng một lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 1,913g kết tủa. Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp.

Hướng dẫn:

NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3

KCl + AgNO3 → AgCl↓ + KNO3

Gọi x, y lần lượt là số mol của NaCl và KCl, dựa vào khối lượng hỗn hợp ta có pt  và dựa vào số mol kết tủa ta có thêm phương trình nữa, giải hệ tìm x,y →tính khối lượng KCl rồi tính %KCl, %NaCl = 100 – %KCl

Hệ: \(\left\{ \begin{array}{l} 58,5x + 74,5y = 0,887\\ x + y = 0,0133 \end{array} \right.\)→ x= 0,00659 mol; y = 0,00671 mol→ mKCl = 0,5g

→%mKCl = 56,4%,   %mNaCl = 43,6%

Bài 4:

Cho 400g dung dịch H2SO4 49% vào nước được 2 lít dung dịch A.

a, Tính nồng độ mol ion H+ trong dung dịch A.

b, Tính thể tích dd NaOH 1,8M cần thêm vào dd A để thu được dung dịch có pH = 1, pH = 7, pH =13

Hướng dẫn:

a,Tính khối lượng H2SO4 →tính số mol H2SO4→ lấy số mol chia thể tích ra nồng độ H2SO4 = 1M

H2SO4→ 2H+ + SO42-

1M          2M

[H+]ddA = 2M

b, số mol H2SO4 = 2 mol nên số mol H+ = 4 mol, số mol NaOH = 1,8 VddNaOH (mol)

nên nOH- = 1,8V, bản chất của quá trình trung hòa là

H+       +    OH  →  H2O ,vì thu được dd có pH = 1 < 7 nên môi trường là axit, số mol H+

4 mol    >   1,8VddNaOH

nH+ dư = 4 – 1,8VddNaOH (1)

pH = 1 → [H+]= 10-1 M = 0,1M, Vddsau = VddA + VNaOH = 2+ VddNaOH , →nH+ dư = 0,1 (2+ VddNaOH) (2)

Từ (1) và (2) có: 4-1,8VddNaOH = 0,1 . (2+ VddNaOH) → VddNaOH = 2 lít

pH = 7 thì môi trường trung tính nH+ = nOH- →4 = 1,8VddNaOH→ VddNaOH = 2,2 lít

pH = 13>7, môi trường bazơ, số mol OH- dư: nOH- dư = 1,8VddNaOH– 4  (1)

pH = 13 → [H+]= 10-13 M→  [OH] = \(\frac{{{{10}^{ – 14}}}}{{{{10}^{ – 13}}}}\) = 0,1M→nOH- dư = 0,1 (2+ VddNaOH) (2)

Bài 5:

Cho biết giá trị pH của các dung dịch sau:

Na2CO3, KCl, CH3COONa, NaHSO4, AlCl3, Na2S, C6H5ONa, NH4Cl. Giải thích?

Hướng dẫn:

ion trung tính(mạnh) không bị thủy phân, các ion trung tính gồm gốc của axit mạnh (HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4

, HClO3, HClO4 ) và cation của bazơ mạnh( KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2)

Na2CO3→2Na+ + CO32-

Na+ là cation của bazơ mạnh nên không bị thủy phân, CO32- gốc axit yếu nên bị thủy phân

CO32- + H2O  ⇄HCO3 + OH, môi trường bazơ nên pH >7

KCl → K+ + Cl , ion mạnh không bị thủy phân, môi trường trung tính, pH = 7

CH3COONa→ CH3COO + Na+

CH3COO + H2O  ⇄CH3COOH + OH, môi trường bazơ nên pH >7

NaHSO4 → Na+ + HSO4– ­

HSO4⇄H+ + SO42-  (hoặc HSO4 + H2O  ⇄H3O+ + SO42-  (H3O+ chính là H+) môi trường axit nên pH <7

AlCl3→ Al3+ + 3Cl-

Al3+ + H2O ⇄Al(OH)2+ + H+ → môi trường axit nên pH <7

Na2S→ 2Na+ + S2-

S2- + H2O ⇄HS + OH → môi trường bazơ nên pH >7

C6H5ONa →C6H5O + Na+

C6H5O + H2O ⇄ C6H5OH + OH → môi trường bazơ nên pH >7

NH4Cl→ NH4+ + Cl, NH4++ H2O ⇄NH3 + H3O+→ môi trường axit nên pH <7