8 Trong số những chất sau, những chất nào có thể phản ứng được với nhau NaOH, Fe2O3, K2SO4, CuCl2, 9 Viết phương trình phản ứng dưới dạng phân tử và ion thu gọn của dung dịch NaHCO3 với [r]
Trang 1❖KIẾN THỨC CĂN BẢN
MÔN HOÁ
HỌC LỚP 11
HKI
Biên soạn: GV Nguyễn Hửu Trọng
Hotline: 0909.124297
Fanpage: Lớp Hoá Thầy Trọng
Trang 2Chương 1: SỰ ĐIỆN LI
BÀI 1: SỰ ĐIỆN LI
A LÝ THUYẾT TÓM TẮT
1 SỰ ĐIỆN LI là quá trình phân li thành các ion trái dấu của các chất khi tan trong nước hay ở trạng thái nóng chảy
Nguyên nhân tính dẫn điện của các dung dịch axit, bazơ và muối trong nước: là do trong dung dịch của chúng có các tiểu phân mang
điện tích chuyển động tự do được gọi là các ion
Khả năng dẫn điện của dd tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong dd
2 CHẤT ĐIỆN LI là những chất dẫn được điện do phân li được
thành các ion trái dấu khi tan trong nước (vd: axit/bazơ/muối tan) hay ở trạng thái nóng chảy (vd: Al2O3)
a) Chất điện li mạnh: là những chất khi tan trong nước, các
phân tử hòa tan đều điện li ra ion Đó là:
- các axit mạnh: HCl, HNO3, HClO4, H2SO4,
- các bazơ mạnh (bazơ của kim loại kiềm (Na, K) và kiềm thổ(Ba)): NaOH, KOH, Ba(OH)2
- hầu hết các muối
b) Chất điện li yếu: là những chất khi tan trong nước, chỉ có một
phần số phân tử hoà tan điện li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch Đó là:
- các axit yếu, như CH3COOH, HClO, H2S, HF, H2SO3, H2CO3
- các bazơ yếu, như Bi(OH)3, Cr(OH)3
3 PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN LI là phương trình biểu diễn quá trình điện li của các chất điện li
Phương trình điện li của chất điện li mạnh được biểu diễn bằng một
mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li:
Na2SO4 → 2Na+ + SO42- KOH → K+ + OH
-Phương trình điện li của chất điện li yếu được biểu diễn bằng hai mũi
tên ngược chiều nhau:
CH3COOH CH3COO- + H+
=> CÂN BẰNG ĐIỆN LI: là trạng thái cân bằng của quá trình phân li các chất điện li yếu (quá trình thuận nghịch)
Giống như mọi cân bằng hóa học khác, cb điện li cũng là một cb
Trang 3động và tuân theo nguyên lí chuyển dịch cb Lơ-Sa- tơ- li-ê
B BÀI TẬP
I- BÀI TẬP TỰ LUẬN
CHỦ ĐIỂM I.1: Viết phương trình điện li
Cần nhớ:
❖ Xác định được chất điện li mạnh, điện li yếu, không điện li→ sử
dụng đúng kí hiệu biễu diễn phương trình điện li (1 mũi tên /2 mũi tên ngược chiều)
❖ Viết pt đli: theo quy tắc một chất khi đli sẽ cho ra các ion trái dấu
▪ Axit đli cho: H+ + anion
▪ Bazơ đli cho: OH- + cation
▪ Muối đli cho: cation + anion
❖ Phải đảm bảo sự cân bằng ở 2 vế trong pt đli cho:
▪ Số nguyên tử của mỗi nguyên tố
▪ Tổng điện tích của các ion
Ôn lại sự hình thành cation, anion (lớp 10)
Minh họa: Na2SO4 → 2Na+ + SO42-
1) Cho các chất: KCl, KClO3 , BaSO 4 , Cu(OH) 2 , H 2 O, Glixerol, CaCO 3 , glucozơ Chất nào điện li mạnh, chất nào điện li yếu, chất nào không điện li? Viết phương trình điện li
2) Viết phương trình điện li của những chất điện li mạnh sau: HClO, KNO3 , (NH 4 ) 2 SO 4 , NaHCO 3 , Na 3 PO 4
3) Viết phương trình điện li của các chất trong dung dịch sau:
a Chất điện li mạnh: BeF 2 , HBrO 4 , K 2 CrO 4
b Chất điện li yếu: HBrO, HCN
4) Giải thích tại sao khả năng dẫn điện của nước vôi (dung dịch Ca(OH) 2
trong nước) để trong không khí giảm dần theo thời gian
Trang 4Bài 2: AXIT – BAZƠ - MUỐI
A LÝ THUYẾT TÓM TẮT
1 AXIT: (theo Arrhenius) là chất khi tan trong nước điện li ra H+:
HCl → Cl- + H+
CH3COOH → CH3COO- + H+
Dung dịch axit là dung dịch chứa H +
Axit 1 nấc: là các axit mà khi tan trong nước mỗi phân tử chỉ
phân li một nấc ra ion H+: HCl , HNO3 , CH3COOH …
Axit nhiều nấc: là các axit mà mỗi phân tử phân li nhiều nấc
ra ion H+: H3PO4 , H2CO3 …
Các axit nhiều nấc phân li lần lượt theo từng nấc:
H3PO4 H+ + H2PO4 –
H2PO4 – H+ + HPO42–
HPO42– H+ + PO43–
phân tử H3PO4 phân ly 3 nấc ra ion H+ → nó là axít 3 nấc
2 BAZƠ:(theo Arrhenius) là chất khi tan trong nước điện li ra OH-:
NaOH → Na+ + OH-
NH3 + H2O €
4
NH+ + OH-
Dung dịch bazơ là dung dịch chứa OH -
3 HIĐROXIT LƯỠNG TÍNH : Là hiđrôxit khi tan trong nước vừa có
thể phân li như axit (cho ra H+) vừa có thể phân li như bazơ (cho ra OH
-Zn(OH)2 Zn2+ + 2OH
-Zn(OH)2 ZnO22- + 2H+
-Các hiđôxit lưỡng tính thường gặp và dạng axit tương ứng của nó:
Zn(OH)2 <=> H2ZnO2 (Axit Zincic) Al(OH)3 <=> HAlO2.H2O (Axit aluminic) Be(OH)2 <=> H2BeO2 (Axit berilic) Cr(OH)3 <=> HCrO2.H2O
Sn(OH)2 Pb(OH)2…
-Chúng đều là những chất ít tan trong nước, có tính axit và tính bazơ yếu
4 MUỐI: là hợp chất khi tan trong nước phân li ra cation kim loại
(hoặc NH4+) và anion gốc axit (có thể xem muối là sản phẩm của phản ứng axit - bazơ)
Trang 5a) Muối axit: là những muối trong anion gốc axit còn chứa H có
tính axit: NaHCO3, NaH2PO4, NaHSO4 …
VD: NaHCO3 → Na+ + HCO3
HCO3- ⎯⎯⎯⎯ H→ + + CO32-
b) Muối trung hoà: là những muối trong anion gốc axit không còn
H có khả năng phân li ra H+: NaCl , Na2CO3, (NH4)2SO4…
B BÀI TẬP
I- BÀI TẬP TỰ LUẬN
1) Viết phương trình điện li của các chất sau đây trong dung dịch :
1 Axit mạnh H 2 SeO 4 (nấc thứ nhất điện li mạnh)
2 Axit yếu 3 nấc H 3 PO 4
3 Hiđroxit lưỡng tính Pb(OH) 2
4 Na 2 HPO 4
5 NaH 2 PO 4
6 Axit mạnh HMnO 4
7 Bazơ mạnh RbOH
CHỦ ĐIỂM I.2: Tính nồng độ của các ion (H + , OH - , cation, anion) trong dung dịch chất đli
Cần nhớ: viết đúng pt đli, tính toán theo pt
Bài tập minh họa: Tính nồng độ mol/lit của các ion K+, SO42- có trong
2 lit dung dịch chứa 17,4g K2SO4 tan trong nước
2 4
17, 4
174 0, 05( ) 2
K SO
M K SO
dd
n
V
Phương trình điện li: K2SO4 → 2K+ + SO4
0,05 -> 2.0,05 >0,05 (M) Vậy [K+] = 0,1M; [SO42- ] = 0,05M
2) Trộn lẫn 100ml dung dịch AlCl3 1M với 200ml dung dịch BaCl 2 2M
và 300ml dung dịch KNO 3 0,5M Tính nồng độ mol/l các ion có trong dung dịch thu được sau khi trộn
3) Trộn lẫn 200ml dung dịch H2 SO 4 0,05M với 300ml dung dịch HCl 0,1M ta được dung dịch D Tính nồng độ mol/l của H 2 SO 4 , HCl và ion H +
trong dung dịch D
4) Tính nồng độ mol/l của các ion có trong dung dịch HNO3 10% (Biết D
= 1,054 g/ml) ĐS: [H+] = [NO3-] = 1,673M
5) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M có chứa số mol H+ bằng số mol H +
có trong 0,3 lít dung dịch HNO 3 0,2M
Trang 6BÀI 3: SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC – pH –
CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ
A LÝ THUYẾT TÓM TẮT
1 SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC
Nước là chất điện li rất yếu: H2O ⎯⎯⎯⎯ H→ ++ OH- (=>nước có tính chất lưỡng tính: vừa là axit vừa là bazơ)
2
H O
K = [H+].[OH-] = 10-14 : tích số ion của nước, tích số này
cũng được áp dụng cho hầu hết dung dịch loãng của các chất khác nhau
Ý nghĩa tích số ion của nước: xác định môi trường của dd
Môi trường axit: [H+] > [OH–] hay [H+] > 10–7M
Môi trường kiềm: [H+] < [OH–] hay [H+] < 10–7M
Môi trường trung tính: [H+] = [OH–] = 10−14 = 10–7M
Nước có môi trường trung tính
2 pH VÀ CHẤT CHỈ THỊ
❖ pH của dung dịch:
Qui ước: [H+
] = 10-pH M pH = -lg[H + ]
(Tương tự: [OH - ] = 10 -pOH M pOH = -lg[OH
-]
Nếu [H+] =10–a M thì pH = a
Vd: [H+] = 10-3M pH=3 : Môi trường axit
Ý nghĩa của [H +
], pH: xác định tính chất của môi trường (trung
tính, axit hay kiềm)
❖ Chất chỉ thị: là chất có màu biến đổi theo độ pH của môi
trường Các chỉ thị thường dùng: quỳ, phenolphtalein Chất chỉ
thị cũng được dùng để xác định tính chất của môi trường
3 TÍNH CHẤT CỦA MÔI TRƯỜNG (axit, kiềm, trung tính) có thể
được xác định bằng [H + ], pH hoặc chất chỉ thị màu:
Môi trường Axit Trung tính Kiềm
[H + ] > 10-7M = 10-7M < 10-7M
pH < 7 = 7 > 7
Phenolphtalein Không màu Hồng
pH càng lớn tính kiềm (bazơ) càng cao, tính axit càng thấp
Trang 7Thang đo pH thường dùng có giá trị từ 0 đến 14:
môi trường: axit kiềm
Trung tính
B BÀI TẬP
I- BÀI TẬP TỰ LUẬN
CHỦ ĐIỂM I.3: bài tập liên quan đến pH của dd axit, dd bazơ
Cần nhớ:
❖ Cách tính pH của dd 1 axit:
▪ Tính [axit]
▪ Viết pt đli
▪ Trên pt đli: [Axit] => [H+]
▪ => pH = -lg [H+]
❖ Cách tính pH của dd 1 bazơ:
▪ Tính [bazơ]
▪ Viết pt đli
▪ Trên pt đli: [bazơ] => [OH-]
▪ Tính pH theo 1 trong 2 cách: Cách 1: [OH-] => [H+] =
14
10 [OH ]
−
−
=> pH = -lg [H+] Cách 2: [OH-] => pOH = -lg [OH-]
=> pH = 14 – pOH
❖ Cách tính pH của dd hỗn hợp
axit
▪ Tính nmỗi axit
▪ Viết các pt đli
▪ Trên mỗi pt đli: nmỗi axit =>
H
n +
=> n H+ => [H+] n H
V
+
=
=> pH = -lg [H+]
❖ Cách tính pH của dd hỗn
hợp bazơ
▪ Tính nmỗi bazơ
▪ Viết các pt đli
▪ Trên mỗi pt đli: nmỗi bazơ=>
OH
n −
=> n OH− => [OH-] n OH
V
−
=
▪ Tính pH theo 1 trong 2 cách
như đối với dd 1 bazơ
Bài tập minh họa:
Bài 1: Tính pH của các dung dịch sau:
a) Dung dịch HNO3 0,001M b) Dung dịch H2SO4 0,001M
Giải:
a HNO3 → H+ + NO3
-pH
Trang 80,001 > 0,001 (M)
Vậy [H+] = 10-3 (M) ==> pH = 3
b Giải nhanh (không cần viết pt đli):
[H+] = 2[H2SO4] =2.0,001 = 0,002
=> pH = -lg [H+] = -lg (0,002) = 2,7
Bài 2: Trộn lẫn 200ml dung dịch H2SO4 0,05M với 300ml dung dịch HCl 0,1M ta được dung dịch D Tính pH của dung dịch D
2 4
H H H SO H HCl
= 2.(0,05.0,2) + 0,1.0,3 = 0,05 (mol) [H+ ] = 0, 05
0, 2 03
H dd
n V
+
= + = 0,1(M) = 10
-1(M) => pH = 1
1 Độ pH của dung dịch là gì ? Ý nghĩa của độ pH ?
2 Tính pH của 100ml dung dịch X có hòa tan 2,24 lít khí HCl (đktc)
3 Tính nồng độ mol/l của các dung dịch:
a) Dung dịch H2SO4 có pH = 4
b) Dung dịch KOH có pH = 11
4 Pha loãng 200ml dung dịch Ba(OH)2 với 1,3 lít nước thu được dung dịch có pH = 12 Tính nồng độ mol/l của dung dịch Ba(OH) 2 ban đầu, biết rằng Ba(OH) 2 phânly hoàn toàn
5 Pha loãng 10ml HCl với nước thành 250ml Dung dịch thu được có pH
= 3 Hãy tính nồng độ mol/l của HCl trước khi pha loãng và pH của dung dịch đó
6 Trộn 100ml dung dịch HCl 0,25M với 300ml dung dịch HNO3 0,05M
pH của dung dịch thu được là: ĐS: 1
7 Trộn lẫn 3 dung dịch NaOH 0,02M; KOH 0,03M và Ba(OH)2 0,01M theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 1:1:2 thu được dung dịch có pH là bao
8 Phải thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl pH = 2 vào 90 ml nước để
được dung dịch có pH = 3? ĐS: 10 ml
9 Phải thêm bao nhiêu ml nước vào 10 ml dung dịch NaOH 0,1M để thu
dung dịch có pH = 12? ĐS: 90 ml
Trang 9Bài 4: PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION
TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI
A LÝ THUYẾT TÓM TẮT
1 Điều kiện xảy ra phản ứng trong dung dịch các chất điện li
Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li thực chất là phản ứng giữa các ion, gọi tắt là pứ trao đổi; pứ này chỉ xảy ra khi:
- Các tác chất phải tan trong nước (trừ pứ giữa muối và axit)
- Sản phẩm tạo thành phải có ít nhất một trong các chất sau: Chất kết tủa, chất khí hay chất điện li yếu
2 Ví dụ minh họa
a- Trường hợp tạo kết tủa:
AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3
Cl– + Ag+ → AgCl
b- Trường hợp tạo chất khí :
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO2 ↑ + H2O
2H+ + CO32– → CO2 + H2O
c- Trường hợp tạo chất điện li yếu:
+Phản ứng tạo thành nước :
HCl + NaOH → NaCl + H2O
H+ + OH– → H2O
+Phản ứng tạo thành axit yếu:
HCl + CH3COONa → CH3COOH + NaCl
H+ + CH3COO- → CH3COOH
Lưu ý: Trường hợp không xảy ra phản ứng trao đổi ion
Ví dụ: NaCl + KOH → NaOH + KCl
Na+ + Cl- + K+ + OH- → Na+ + OH- + K+ + Cl-
Đây chỉ là sự trộn lẫn các ion với nhau
KIẾN THỨC BỔ SUNG: các chất ít tan ( ) trong nước hoặc dễ bay
hơi
Nhằm Dự đoán có pứ trao đổi xảy ra hay không?
1 AXIT
- Axit ít tan: H2SiO3 (SiO2 + H2O)
- Axit bay hơi (hoặc ở thể khí): H2S, H2CO3 (CO2 +H2O), H2SO3
(SO2 +H2O); HCl , HBr, HI
2 BAZƠ:
- Phần lớn hidroxit đều ít tan, trừ hidroxit của kim loại kiềm (NaOH, KOH), kiềm thổ ((BaOH)2) và NH4OH; Ca(OH)2 có tan một ít
Trang 10- Bazơ dễ bay hơi: chỉ có NH3
3 MUỐI
❖ Muối tan gồm có:
- Các muối Nitrat (NO3-): tất cả đều tan dù đi chung với cation nào
- Các muối của Na+, K+, NH4+ : tất cả đều tan dù đi chung với anion nào
- Các muối axit như hidrocacbonat (HCO-3), dihidrophotphat (H2PO4-)
- Muối chứa anion AlO2- , ZnO22- , CrO2-, BeO22- tan tốt
❖ Muối ít tan gồm có:
- Muối Clorua (Cl-), bromua (Br-), iođua (I-) của: Ag+, Pb2+, Cu+
- Muối Sunfat (SO42-), Sunfit (SO32-): của Ba2+, Pb2+, Sr2+; Ca2+
- Muối cacbonat (CO32-), photphat trung hòa (PO43-), hidrophotphat (HPO42-) (trừ muối của kim loại kiềm và amoni tan)
- Muối sunfua (S2-) (trừ sunfua của Na+, K+, Ba2+)
B BÀI TẬP
I- BÀI TẬP TỰ LUẬN
CHỦ ĐIỂM I.4: Phương trình phân tử và pt ion rút gọn của các pứ
(nếu có) xảy ra trong dd các chất đli
Cần nhớ:
a) Cách viết pt ion rút gọn:
- Dự đoán có pứ trao đổi xảy ra hay không? (có tạo , hay chất đli yếu (H2O…)?)
- Nếu có pứ, viết pt dạng phân tử
- Phân tích các chất vừa dễ tan , vừa đli mạnh thành ion (lưu ý: , hay chất đli yếu như H2O và chất hữu cơ vẫn để nguyên dưới dạng p/tử)
- Lược giản (tính cả số lượng) những ion giống nhau ở hai vế, ta được pt ion rút gọn
b) Cách viết pt phân tử từ pt ion rút gọn:
- Chuyển các ion đã cho thành các chất dễ tan và điện li mạnh tương ứng:
H + > Axit mạnh (HCl, H 2 SO 4 …)
OH - -> bazơ mạnh (NaOH, KOH, (BaOH) 2 …)
Cation -> bazơ mạnh/muối tan
Anion -> axit mạnh/muối tan
- Viết lại cho đúng thành phần sản phẩm (có thêm chất)
- Kiểm tra sự cân bằng 2 vế của pt p/tử
Minh họa: Hãy viết pt phân tử cho pt ion rút gọn sau:
Ba2+ + SO42- → BaSO4
=> pt p/tử: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O
Hoặc: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl
………
Trang 11Lưu ý: với 1 pt p/tử chỉ viết được 1 pt ion rút gọn nhưng từ 1 pt ion rút
gọn có thể viết được nhiều pt p/tử
1) Trộn lẫn các dung dịch những cặp chất sau, cặp chất nào có xảy ra
phản ứng? Viết phương trình phản ứng dạng phân tử và dạng ion rút gọn
a CaCl 2 và AgNO 3 b KNO 3 và Ba(OH) 2
c Fe 2 (SO 4 ) 3 và KOH d Na 2 SO 3 và HCl
2) Viết phương trình phân tử và phương trình ion rút gọn của các phản
ứng theo sơ đồ dưới đây:
a MgCl 2 + ? > MgCO 3 + ?
b Ca 3 (PO 4 ) 2 + ? > ? + CaSO 4
c ? + KOH > ? + Fe(OH) 3
d ? + H 2 SO 4 > ? + CO 2 + H 2 O
3) Viết phương trình phản ứng của Ba(HCO3 ) 2 với các dung dịch HNO 3 , Ca(OH) 2 , Na 2 SO 4 , NaHSO 4
4) Phản ứng trao đổi ion là gì ? Điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy
ra? Cho ví dụ minh họa
5) Cho các chất sau: Zn(OH)2 , (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 3 , NaCl Chất nào tồn tại trong môi trường kiềm, môi trường axit ? Giải thích
6) Hãy giải thích vì sao các chất Zn(OH)2 , (NH 2 ) 2 CO không tồn tại trong môi trường axit, trong môi trường kiềm ; còn NH 3 không tồn tại trong môi
trường axit ?
7) Trong số những chất sau, những chất nào có thể phản ứng được với
nhau NaOH, Fe 2 O 3 , K 2 SO 4 , CuCl 2 , CO 2 , Al, NH 4Cl Viết các phương trình phản ứng và nêu điều kiện phản ứng (nếu có)
8) Trong số những chất sau, những chất nào có thể phản ứng được với
nhau NaOH, Fe 2 O 3 , K 2 SO 4 , CuCl 2,
9) Viết phương trình phản ứng dưới dạng phân tử và ion thu gọn của
dung dịch NaHCO 3 với từng dung dịch: H 2 SO 4 loãng, KOH, Ba(OH) 2 dư
CHỦ ĐIỂM I.5: Bài tập định tính sự tồn tại của các ion trong dd chất
đli
Cần nhớ:Trong 1 dd, các ion trái dấu tồn tại đồng thời được với nhau khi chúng không kết hợp nhau để tạo ra chất kết tủa, chất khí hay chất đli yếu
Minh họa: Không tồn tại dd chứa đồng thời các ion: OH-, SO42-, NH4+,
Ba2+ vì:
OH- + NH4+ → NH3 + H2O
SO42- + Ba2+ → BaSO4
10) Có thể tồn tại các dung dịch có chứa đồng thời các ion sau được hay
không? Giải thích (bỏ qua sự điện li của chất điện li yếu và chất ít tan)
a NO 3-, SO 42-, NH 4+, Pb 2+ b Cl - , HS -, Na + , Fe 3+
c OH - , HCO 3-, Na + , Ba 2+ d HCO 3-, H + , K + , Ca 2+