Bài tập hóa phân tích

Bài tập hóa phân tích có lời giải chi tiết. Chương 2: Cân bằng axit - bazo

BÀI TẬP PHẦN 2.

CHƯƠNG 2 CÂN BẰNG ACID – BAZ

Câu 1 Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1 M, biết rằng hằng số phân ly của axít này là Ka = 10-4,75

Câu 2 Tính pH của dung dịch NH4OH 1 M biết Kb= 1,76.10-5

Câu 3 Tính giá trị pH của dung dịch đệm gồm NH4OH 0,05 M và NH4Cl 0,05 M Cho biết KNH4OH = Kb = 1,76.10-5

Câu 4 Cho 500ml dung dịch CH3COOH 0,1 M Người ta thêm từ từ dung dịch NaOH 0,1 N vào 500ml dung dịch trên Tính pH ở các thời điểm sau:

a 100ml NaOH 0,1N b 300ml NaOH 0,1N

c 500ml NaOH 0,1N d 600ml NaOH 0,1N

Câu 5 Tính pH của dung dịch NaCN 0,010 M Cho pKa,HCN = 9,35

Câu 6 Tính pH của dung dịch NH4Cl 0,10 M Cho pK =4,75 NH 3

Câu 7 Tính pH của dung dịch thu được khi thêm 0,102g CH3COONa vào 100ml dung dịch 0,0375M CH3COOH Biết pKCH3COOH = 4,75

Câu 8 Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn:

a 50ml 0,1M KH2PO4 và 25ml 0,2M K2HPO4 Biết H3PO4 có pK1 = 2,16; pK2 = 7,13; pK3 = 12,3

b 30ml 0,1M Na2CO3 và 15ml 0,1M NaHCO3 Biết H2CO3 có pK1 = 6,35; pK2 = 10,33

Câu 9 Phải thêm vào 100ml dung dịch HCOOH 0,2M bao nhiêu gam natri

foocmat rắn HCOONa để có dung dịch đệm với pH = 4,3 Biết pKHCOOH = 3,77

Câu 10 Cần bao nhiêu gam CH3COONa hòa tan trong 50ml dung dịch

CH3COOH 0,04M để được pH = 5,43

Câu 11 Tính pH dung dịch HNO2 0,120 M, Ka = 7,1.10-4

Câu 12 Tính pH dung dịch HF 2,0.10–4 M Ka = 6,7.10–4

Câu 13 Tính [H+], [OH-], pH của dung dịch Na2S 0,100M

Câu 14 Tính pH của dung dịch NaHCO3 1,00M (H2CO3 có pKa1 = 6,35, pKa2 = 10,33)

Câu 15 Tính pH của dung dịch NaHSO3 1,00.10-3M (H2SO3 có pKa1 = 1,76, pKa2

= 7,21)

Câu 16 Xác định nồng độ của dung dịch CH3COOH phải có trong dung dịch sao cho pH = 3

Hoàng Nhân Khôi

DH11H1

Câu 1:

CH 3 COOH  CH 3 COO - + H +

H 2 O  OH - + H +

12 3

14

3 75

4

10

* 5 7 10

* 33 1

10 ]

[

10

* 33 1 1 0

* 10

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[













































gd

a a

gd

a

a

OH

C K

H

OH H

OH H

C

K

H

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

8778 2 ] log[

10

* 325

.

1

]

[

0 10

] [

* 10

]

[

0

* ] [

* ]

[

] [

] [ ]

[

3

75 5 75

4 2

























































H pH

H

H H

C K H K

H

H

H C

K

H

a a a

a

a

Câu 2:

12 3

14

3 5

2

4 4

10

* 384 2 10

* 195 4

10 ]

[

10

* 195 4 10

* 76 1

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[





























































gd

b b

b b

H

C K

OH

H OH

H OH

C

K

OH

OH H

O

H

OH NH

OH

NH

gd

Vì [H+] << [OH-] ta bỏ [H+] bên cạnh [OH-]

Và vì [OH-] << Cb ta bỏ [OH-] bên cạnh Cb

6227 11 ] log[

] [ 10

* 195 4 10

* 76 1

* ]

[

* ]

[

] [

*

]

[

3 5

2







































gd

gd b

b

b b

b b

H pH

OH C

K OH

C K OH

OH

C K

OH

Câu 3:

Ta có

76 1

10 10

* 76 1

10 10

* 76

1

9 5

14













K

5 9

14 9

2

4 4

4 4

10

* 76 1 76 1 10

10 ]

[

76 1

10 ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[



































































gd

b

a a

dg

b

a

a

OH

C

C K

H

OH H

C

OH H

C

K

H

OH H

O

H

Cl NH

Cl

NH

OH NH

OH

NH

Vì [H+] << [OH-] ta bỏ [H+] bên cạnh [OH-]

Và vì [OH-] << Ca, Cb tả bỏ [OH-] bên cạnh Ca, Cb

2455 9 ] log[

] [ 76 1

10 ]

[

9





















H pH

H C

C

K

b

a

a

Câu 4:

Ta có Vtd =0.5 (lít)

a) V NaOH = 0.1 (lít) < V td = 0.5 (lít)

 Trước điểm đương lượng ; dd gồm có CH3COONa và CH3COOH dư

25 10 75

4 14

75 4 75

4

3 3

3 3

75 4 3

3

10

* 5 2 10

* 4

10 ]

[

10

* 4 60 1 15

1 10 ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10

60

1 1 0 5 0

1 0

* 1 0

* ]

[

15

1 1

0 5 0

1 0

* 1 0 1 0

* 5 0

*

* ]

[

3

3

3

3 3































































































gd

b

a a

gd

b

a

a

COOH

CH

a

NaOH COOH

CH

NaOH NaOH

b

NaOH COOH

CH

NaOH NaOH

M COOH CH a

OH

C

C K

H

OH H

C

OH H

C

K

H

H COO CH COOH

CH

Na COO CH COONa

CH

K

K

M V

V

C V

COONa

CH

C

M V

V

C V

C V

COOH

CH

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

Và vì [H+] << Ca, Cb ta bỏ [H+] bên cạnh Ca, Cb

14794 4 ] log[

] [ 10

* 4 60 1 15

1 ]























H pH

H C

C

K

b

a

a

b) V NaOH = 0.3 (lít) < V td = 0.5 (lít)

 Trước điểm đương lượng ; dd gồm có CH3COONa và CH3COOH dư

25 10 75

4 14

75 4 75

4

3 3

3 3

75 4 3

3

10

* 5 1 10

* 3

2

10 ]

[

10

* 3 2 80 3 40

1 10 ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10

80

3 3 0 5 0

1 0

* 3 0

* ]

[

40

1 3

0 5 0

1 0

* 3 0 1 0

* 5 0

*

* ]

[

3

3

3

3 3































































































gd

b

a a

gd

b

a

a

COOH

CH

a

NaOH COOH

CH

NaOH NaOH

b

NaOH COOH

CH

NaOH NaOH

M COOH CH a

OH

C

C

K

H

OH H

C

OH H

C

K

H

H COO CH COOH

CH

Na COO CH COONa

CH

K

K

M V

V

C V

COONa

CH

C

M V

V

C V

C V

COOH

CH

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

Và vì [H+] << Ca, Cb ta bỏ [H+] bên cạnh Ca, Cb

9261 4 ] log[

] [ 10

* 3 2 80 3 40

1 ]























H pH

H C

C

K

b

a

a

c) V NaOH = 0.5 (lít) = V td = 0.5 (lít)

 Tại điểm đương lượng ; dd có CH3COONa

9 6

14 14

6 25

9

25 9 75

4

14 75

4 2

3 3

3

10

* 885885

1 10

* 30255 5

10 ]

[

10

]

[

10

* 30255 5 05 0

* 10

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10 10

10 10

05 0 5 0 5 0

1 0

* 5 0

* ]

[

3

3































































































OH

H

C K OH

H OH

H OH

C

K

OH

K K

K

H OH

O

H

Na COO

CH COONa

CH

M V

V

C V

COONa

CH

C

gd

b b gd

b b

b COOH

CH

a

NaOH COOH

CH

NaOH NaOH

b

Vì [H+] << [OH-] ta bỏ [H+] bên cạnh [OH-]

Và vì [OH-] << Cb ta bỏ [OH-] bên cạnh Cb

72448 8 ] log[

] [ 10

* 30255 5 05 0

* 10

* ]



























gd

gd b

b

H pH

OH C

K

OH

d) V NaOH = 0.6 (lít) > V td = 0.5 (lít)

 Sau điểm đương lượng ; dd gồm có CH3COONa và NaOH dư

































Na OH

NaOH

Na COO

CH COONa

CH

M V

V

C V

C V

NaOH

C

COOH CH NaOH

COOH CH COOH CH NaOH NaOH

b

3 3

11

1 5

0 6 0

1 0

* 5 0 1 0

* 6 0

*

* ]

[

]

[

3

3 3

Ta xem hỗn hợp trên như một bazo mạnh

] [ ]





OH

K C

b

Vì Cb lớn nên ta xem như H2O phân ly không đáng kể Vì vậy ta có :

9586 12 ] log[

10

* 1 1 11 1

10 ] [

10 ] [ 11

1 ]



































H pH

M OH

H M C

Câu 5:

73 4

10 10

* 73 4

10 ]

[

10

* 73 4 01 0

* 10

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10 10

10 10

35

.

9

10 4

14

4 65

4 2

65 4 35

9

14 35

9

















































































gd

b b gd

b b

b a

a

H

C K

OH

H OH

H OH

C

K

OH

OH H

O

H

CN Na

NaCN

K K

pK

Vì [H+] << [OH-] ta bỏ [H+] bên cạnh [OH-]

665 10 ] log[

621 4

10 10

* 621 4

10 ]

[ 10

* 621 4

]

[

0 10

] [ 10

]

[

0

* ] [

* ]

[

] [

] [ ]

[

10 4

14 4

65 6 65

4 2

2







































































H pH

H OH

OH OH

C K OH K

OH

OH

OH C

K

OH

b b b

b b

Câu 6:

5 7

10 10

* 5 7

10 ]

[

10

* 5 7 1 0

* 10

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10 10

10 10

75

.

4

8 6

14

6 25

9

2

4 4

25 9 75 4

14 75

4

3



















































































gd

a a

gd

a

a

a b

b NH

OH

C K

H

OH H

OH H

C

K

H

OH H

O

H

Cl NH

Cl

NH

K K

pK pK

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

Và vì [H+] << Ca ta bỏ [H+] bên cạnh Ca

125 5 ] log[

] [ 10

* 5 7 1 0

* 10

* ]

[

* ]

[

]

[

*

]

[

6 25

9 2









































gd

gd a

a

a a

a a

H pH

H C

K

H

C K

H

H

C

K

H

Câu 7:

75 4

10 75

4

3









COOH

pK







































H OH

O

H

H COO CH COOH

CH

Na COO CH COONa

CH

M V

n C

mol O

n g O

M COONa

CH COONa

2

3 3

3 3

82

02 1 1 0 82

102 0 82

102 102

3 3

3

10 5

14 14

5 75

4

10

* 865 1 10

* 361 5

10 ]

[

10

]

[

10

* 361 5 82

02 1

0375 0 10 ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[





















































H OH

C

C K

H

OH H

C

OH H

C

K

H

b

a a

gd

b

a

a

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

Và vì [H+] << Ca, Cb ta bỏ [H+] bên cạnh Ca, Cb

271 4 ] log[

] [ ]

[



















gd

gd b

a

a

H pH

H C

C

K

H

Câu 8:

a) Ta có pK1 = 2.16  K1 = 10-2.16

pK2 = 7.13  K2 = 10-7.13

pK3 = 12.3  K3 = 10-12.3

Vì muối KH2PO4 và muối K2HPO4 đều là muối trung tính nên pH của dung dịch là :

8

3 21 59

3 2 16 7 13 12 3 3

3 2

1 * * 10 * 10 * 10 10 6 358 * 10 ]











 K a H K K K

pH = -log[H+] = 7.2

Hay :

2

1 13 7 16 2 2

1 2

1 2

1 2

1

2

1

3 2 2

1        











pH

b) Ta có pK1 = 6.35  K1 = 10-6.35

pK2 = 10.33 K2 = 10-10.33

** Vì muối NaHCO3 là muối trung tính nên pH của dung dịch là :

9 68

16 33

10 35 6 2

1 * 10 * 10 10 4 571 * 10 ]











 K a H K K

6 9

14

10

* 1877 2 10

* 571

4









 K b

pH1 = -log[H+] = 8.34

Hay :

  6 35 10 33 8 34

2

1 2

1

2 1

1  pK pK   

pH

** Dung dịch Na2CO3 sau khi trộn chung :

15

1 015 0 03 0

1 0

* 03 0 ] [

]





C b

CO

Na

















OH H

O

H

CO Na

CO

Na

2

3 3

2

82 3

10 10

* 82 3

10 ]

[

10

]

[

10

* 82 3 15

1

* 10

* 1877 2

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10 4

14 14

4 6

















































OH

H

C K

OH

H OH

H OH

C

K

OH

gd

b b gd

b b

Vì [OH-] >> [H+] ta bỏ [H+] bên cạnh [OH-]

Và vì [OH-] << Cb ta bỏ [OH-] bên cạnh Cb

gd b

K

15

1

* 10

* 1877 2

* ]









582 10 ] log[

2   

 pH H gd

Vậy pH của dung dịch là :

461 9 2

582 10 34 8 2

2

pH

Câu 9:

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10 77

3

10 10

10 ] [

10 ] [ 10

] [

3

.

4

77 3

7 9 3

4

14 14

3 4













































































OH H

C

OH H

C

K

H

H HCOO HCOOH

Na HCOO HCOONa

K pK

pK

H OH

H pH

b

a

a

a HCOOH

a

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

Và vì [H+] << Ca ta bỏ [H+] bên cạnh Ca

Ta giả sử : [H+] << Cb ta bỏ [H+] bên cạnh Cb

Vậy ta được :

3 4

3 4 77

3

10 ] [ 677688

0

] [ 10 2 0 10 ]

[





























H C

H C

C

C K

H

b

b b

a a

gd

Vậy giả sử của ta có thể chấp nhận

6082784

4

677688

0 8 6 1

0 68















HCOONa

HCOONa

HCOONa HCOONa

HCOONa

M

b

m

m m

V M

m C

C

HCOONa

Câu 10:

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

10

; 10 10

10 ] [

10 ] [ 10

] [ 43

5

3 3

3 3

75 4 57

8 43

5

14 14

43 5







































































OH H

C

OH H

C

K

H

H COO CH COOH

CH

Na COO CH COONa

CH

K H

OH H

pH

b

a

a

a

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

Và vì [H+] << Ca ta bỏ [H+] bên cạnh Ca

Ta giả sử : [H+] << Cb ta bỏ [H+]bên cạnh Cb

vậy ta được :

43 5

43 5 75

4

10 ] [ 191452

0

] [ 10

04 0 10 ]

[





























H C

H C

C

C K

H

b

b b

a a

gd

Vậy giả sử của ta có thể chấp nhận

7849532

0

191452

0 1

4 05

0 82

3

3 3

3 3

3















COONa

CH

COONa CH COONa

CH COONa

CH

COONa CH

M

b

m

m m

V M

m C

Câu 11:

12 3

14 14

3 4

2

2 2

10

* 08 1 10

* 23 9

10 ]

[

10 ]

[

10

* 23 9 12 0

* 10

* 1 7

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[

































































H OH

C K

H

OH H

OH H

C

K

H

OH H

O

H

NO H

HNO

gd

a a gd

a

a

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

05 2 ] log[

10

* 8822

.

8

]

[

0 10

* 52 8 ] [

* 10

* 1

.

7

]

[

0

* ] [

* ]

[

] [

] [ ]

[

3

5 4

2

























































H pH

H

H H

C K H K

H

H

H C

K

H

a a a

a

a

Câu 12 :

11 4

14 14

4 4

4 2

10

* 73 2 10

* 661 3

10 ]

[

10 ]

[

10

* 661 3 10

* 2

* 10

* 7 6

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[



































































H OH

C K

H

OH H

OH H

C

K

H

OH H

O

H

F H

HF

gd

a a

gd

a

a

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

79 3 ] log[

10

* 612

.

1

]

[

0 10

* 34 1 ] [

* 10

* 7

.

6

]

[

0

* ]

[

* ]

[

] [

] [ ]

[

4

7 4

2























































H pH

H

H H

C K H K

H

H

H C

K

H

a a a

a

a

Câu 13:

Ta có axit H2S pKa1 = 7.02 (ka1 = 10-7.02); pKa2 = 12.9 (Ka2 = 10-12.9)

Na2S  Na+ + S

S2- + H2O  HS- + OH- Kb1 = 10-1.1

HS- + H2O  H2S + OH- Kb2 = 10-6.98

H2O  OH- + H+ Kw = 10-14

Ta có :

Kb1 >> Kb2  Bỏ qua OH- do nấc thứ 2 phân li

13 14

14

1 1

10

* 0191 1 089125

0

10 ]

[

10

]

[

089125

0 1 0

* 10

* ]

[

] [ ] [

] [ ] [ ]

[













































OH

H

C K

OH

H OH

H OH

C

K

OH

gd

b b gd

b b

Vì [H+] << [OH-] ta bỏ [H+] bên cạnh [OH-]

Và vì [OH-] << Cb ta bỏ [OH-] bên cạnh Cb

96 12 ] log[

] [ 089125

0 1 0

* 10

* ]























gd

gd b

b

H pH

OH C

K

OH

Câu 14:

Với axit H2CO3: pKa1 = 6.35 (Ka1 = 10-6.35); pKa2 = 10.33 (Ka2 = 10-10.33) nên pH của NaHCO3 là:

34 8 ) 33 10 35 6 ( 2

1 ) (

2

1

2

1    

 pK a pK a

pH

Hay :

34 8 ] log[

10 10

* 10

* ]

[ 6 35 10 33 16 68

2 1

























H pH

K K

Câu 15:

Với axit H2SO3: pKa1 = 1.76 (Ka1 = 10-1.76); pKa2 = 7.21 (Ka2 = 10-7.21) nên pH của NaHSO3 là:

485 4 ) 21 7 76 1 ( 2

1 ) (

2

1

2

1    

 pK a pK a

pH

Hay :

485 4 ] log[

10 10

* 10

* ]

[ 1 76 7 21 8 97

2 1

























H pH

K K

Câu 16:

75 4 11

3

14

10

10 ] [ 10 ] [





















pH

CH 3 COOH  CH 3 COO - + H +

H 2 O  OH - + H +

] [ ] [

] [ ] [ ]









OH H

OH H

C

K

a

Vì [OH-] << [H+] ta bỏ [OH-] bên cạnh [H+]

057234

0

057234

0 10

10

* 10 10 ] [

* ]

[

] [

*

* ]

[

] [ ] [

] [ ]

[

3

75 4

3 75 4 6 2

2























































a M

a

a a

a a a

a a

gd

C C

K

H K H

C

H K C K

H

H H

H C

K

H

COOH

CH