Các dạng toán chuyên đề sự điện li môn Hóa học 11 năm 2019-2020

- Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp đƣợc với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các chất sau:.. + Chất kết tủa?[r]

CÁC DẠNG TOÁN CHUYÊN ĐỀ SỰ ĐIỆN LI MÔN HÓA HỌC 11 NĂM 2019-2020

Sự điện li Phân loại các chất điện li

I Sự điện li

1 Sự điện li: là quá trình phân li các chất trong nước ra ion

2 Chất điện li: là những chất tan trong nước phân li ra được ion

Dung dịch trong nước của các chất điện li sẽ dẫn điện được

3 Phương trình điện li:

+ ANION GỐC AXIT

4 Các hệ quả:

- Trong một dung dịch, tổng ion dương = tổng ion âm

- Tổng số gam các ion sẽ bằng tổng số gam các chất tan có trong dung dịch đó

II Phân loại các chất điện li

1 Độ điện li: ( α )

α = n/no

ĐK: 0 < 1

2 Chất điện li mạnh và chất điện li yếu:

a Chất điện li mạnh: Là những chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra ion ( α = 1, phương trình biểu diễn → )

b 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 ⇌ )

Cân bằng điện li:

+ F

-* Ảnh hưởng của sự pha trộn đến độ điện li α : Khi pha loãng α tăng

Axit, bazo, muối pH của dung dịch

I Axit, bazơ, muối

1 Axit và bazơ theo thuyết Areniut:

-*Axit nhiều nấc:

VD: H3PO4 ⇌ H+

+ H2PO4

-H2PO4- ⇌ H+

+ PO4

3-* Bazơ nhiều nấc:

-*Hiđroxit lưỡng tính:

Phân li theo kiểu bazơ:

-Phân li theo kiểu axit:

2 Axit, bazơ theo Bronsted:

Chú ý:

không còn H của axit yếu đều là bazơ

Hằng số phân li axit (Ka) và bazơ (Kb):

VD: CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+

VD: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH

-Sự điện li của muối trong nước:

2-Muối axit, muối trung hoà:

+ Muối axit: Là muối mà gốc axit còn H có khả năng cho proton

+ Muối trung hoà: Là muối mà gốc axit không còn H có khả năng cho proton

II pH của dung dịch

CÔNG THỨC

[H+].[OH-] = 10-14

pH + pOH = 14

10-b

MÔI TRƯỜNG

pH < 7 → Môi trường axít

pH > 7 → Môi trường bazơ

pH = 7 →Môi trường trung tính

bé

lớn

Phản ứng trao đổi của ion

1 Điều kiện tồn tại dung dịch

Dung dịch các chất điên li chỉ tồn tại được nếu thoả mãn đồng thời cả 2 điều kiện:

- Có sự trung hoà về điện (tổng số mol điện tích âm = tổng số mol điện tích dương)

Số molđiện tích = số molion điên tíchion

- Các ion trong dung dịch không có phản ứng với nhau

Các ion trong dung dịch thường kết hợp với nhau theo hướng: tạo kết tủa, tạo chất khí, tạo chất điện lli yếu (các ion có tính khử có thể phản ứng với các ion có tính oxi hoá theo kiểu phản ứng oxi hoá - khử)

2 Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li

Phản ứng trao đổi ion

- Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion

- Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các chất sau:

+ Chất kết tủa

+ Chất điện li yếu

+ Chất khí

3 Phản ứng thuỷ phân muối:

Muối tạo bởi axit mạnh với bazơ mạnh

Muối tạo bởi axit mạnh với bazơ yếu

Có thuỷ phân (Cation kim loại bị thuỷ phân, tạo mt axit)

pH < 7

Muối tạo bởi axit yếu với bazơ mạnh

Có thuỷ phân ( Anion gốc axit bị thuỷ phân, tạo mt bazơ)

pH > 7

Muối tạo bởi axit yếu với bazơ yếu

Có thuỷ phân (Cả cation kim loại và anion gốc axit đều

bị thuỷ phân)

trình thuỷ phân nào chiếm ưu thế, sẽ cho môi trường axit hoặc bazơ

Axit - bazơ - chất lưỡng tính theo Areniut và Bronsted; Hằng số phân li axit yếu (K a ) và bazơ yếu (Kb )

I Phương pháp giải

- Nắm chắc định nghĩa về axit, bazo, muối, lưỡng tính

proton) Axit là chất khi tan trong nước

+ Cl

-Axit là chất nhường proton H+

Cl+

Bazơ là chất khi tan trong nước

Bazơ là chất nhận proton

H+ NH3 + H2O ⇌

-Hiđroxit lưỡng tính khi tan trong nước vừa có thể phân li như axit, vừa có thể phân li theo bazơ

Chất lưỡng tính vừa có thể nhường proton, vừa

có thể nhận proton

II Ví dụ

Bài 1: Theo thuyết axit-bazơ của Bronsted, các chất sau giữ vai trò là axit – bazơ - lưỡng tính - trung

tính: HSO4-, H2PO4-, PO43-, NH3, S2-, Na+ , Al3+, Cl- , CO32- , NH4+, HS-

Trả lời

- Axit: NH4+, HSO4+, Al3+

HSO4- + H2O ⇌ SO42- + H3O+

- Bazơ: PO43-, NH3, S2-, CO3

2-PO42- + H2O ⇌ HPO4

-S2- + H2O ⇌ HS

Lưỡng tính: H2PO4-, HS

-H2PO4- + H2O ⇌ H3PO4 + OH

-H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O+

-HS- + H2O ⇌ S

+ H3O+

- Trung tính: Na+, Cl

-Bài 2: Từ quan điểm axit-bazơ của Bronsted, hãy cho biết tính axit, bazơ, trung tính hay lưỡng tính của

Trả lời

+ S

2-S2- + H2O ⇌ HS

-HCO3- + H2O ⇌ CO32- + H3O+

+ Cl

-Chất điện li - Phương trình điện li – Nồng độ các ion trong dung dịch

I Phương pháp giải

- Viết phương trình điện li

- Tìm số mol phân tử hoặc mol ion

- p d ng công thức tìm nồng độ các ion

II Ví dụ

Bài 1: Cho các chất sau: NaCl; HF; CuSO4; NaOH; Mg(NO3)2; H3PO4; (NH4)3PO4; H2CO3; ancol etylic;

Xác định chất điện li mạnh, chất điện li yếu, chất không điện li? Viết phương trình điện li của các chất (nếu có)

Trả lời

Phương trình điện li:

+ Cl

-(NH4)3PO4 → 3NH4+ + PO4

Phương trình điện li:

+ F

H3PO4 ⇌ H+

+ H2PO4

-H2PO4- ⇌ H+

2-H2CO3 ⇌ H+

+ PO4

+ CO3

Chất không điện li: Glucozơ; glyxerol; ancol etylic

Bài 2: Tính nồng độ mol/lit của các ion có trong dung dịch sau:

b Trộn lẫn 500 ml dd NaOH 1 M với 200 ml dd NaOH 30% ( d = 1,33 g/ml)

Trả lời

b) 500 ml dd NaOH 1 M có số mol là 0,5 mol

200 ml dd NaOH 3% ( d = 1,33 g/ml)có số mol là: 3.200.1,33/40.100 = 0,2 mol

Nồng độ NaOH sau khi trộn là: (0,5+0,2)/(0,5+0,2) = 0,1 (M)

-Nồng độ các ion trong dung dịch sau khi trộn là:

Phương trình điện li: Fe2(SO4)3 → 2Fe3+ + SO4

-Nồng độ các ion trong dung dịch sau khi trộn là:

Phương trình điện li :

-Ban đầu: 1 0 0 M

Điện ly: 1.α → α → α M

Sau đl : 1-α → α → α M

Tính pH của dung dịch axit – bazơ mạnh

I Phương pháp giải

Phương pháp

II Ví dụ

Bài 1: Trộn 10g dung dịch HCl 7,3% với 20g dung dịch H2SO4 4,9% rồi thêm nước để được 100ml dung dịch A Tính pH của dung dịch A

Trả lời

+ Cl

-H2SO4 → 2H+ + SO4

Bài 2: Hoà tan 3,66 gam hỗn hợp Na, Ba vào nước dư thu được 800ml dung dịch A và 0,896 lít

Trả lời

Gọi số mol của Na và Ba lần lượt là x, y mol Ta có: 23x + 137y = 3,66 (1)

→ x/2 + y = 0,04 (2)

Từ (1), (2) ta có: x = 0,04 và y = 0,02

là: nOH- = 0,08 mol

Tính pH của dung dịch axit – bazơ yếu

I Phương pháp giải

Tương tự như axit mạnh

Sử d ng kết hợp công thức tính độ điện li α, hằng số điện li axit, bazo: Ka, Kb

- Độ điện li α của chất điện li là tỉ số giữa số phân tử phân li ra ion (n) và tổng số phân tử hòa tan (no)

+ A

-II Ví dụ

Bài 1: Hoà tan 1,07g NH4Cl vào nước được 2 lít dung dịch X

b Nếu thêm vào dung dịch X 100 ml dd HCl 0,01M được dd Y Tính pH của dd Y?

Trả lời

Phương trình điện li:

Ban đầu 0,01

Điện ly: x x x

Sau điện li: 0,01-x x x

b Phương trình điện li:

+ Cl+

Ban đầu 0,01 0,001

Điện ly x x x

Sau điện li: 0,01-x x x+0,001

Kb = (x.(x+0,001))/(0,01-x) = 1,8.10-5 → x = 3,69.10-4 → pH = 3,43

Bài 2: Dung dịch A chứa NH3 0,1M và NaOH 0,1M Tính pH của dung dịch biết Kb của NH3 =

1,75.10-5

Trả lời

Phương trình điện li

Ban đầu: 0,1 0,1

Điện ly: x x x

Sau điện li: 0,1-x x x+0,1

Kb = (x.(0,1+x))/(0,1-x) = 1,75.10-5 → x = 1,75.10-3 → pOH = 4,76 → pH = 9,24

Bài toán về pha loãng, pha trộn dung dịch các chất điện li để đạt được pH định trước

I Phương pháp giải

- Tính số mol axit, bazơ

- Viết phương trình điện li

Viết phương trình phản ứng trung hòa

- Xác định môi trường của dung dịch dựa vào pH → Xem x t mol axit hay bazơ dư → tìm các giá trị mà bài toán yêu cầu

II Ví dụ

Bài 1: Trộn 3 dung dịch H2SO4 0,1M ; HNO3 0,2M ; HCl 0,3M với thể tích bằng nhau thu được dung

thể tích dung dịch B cần dùng để sau khi phản ứng kết th c thu được dung dịch có pH = 1 Coi

Trả lời

Sau khi trộn 3 dung dịch axit có thể tích bằng nhau ta thu được nồng độ mới của 3 axit là:

Phương trình điện li:

H2SO4 → 2H+ + SO4

+ Cl

là nH+ = 0,07 mol Gọi x là thể tích của dung dịch B cần dùng

nNaOH = 0,2x; nBa(OH)2 = 0,1x

Phương trình điện li:

là: nOH- = 0,4x

Ban đầu: 0,07 0,4x

Pư: 0,4x 0,4x

Sau pư: 0.07-0,4x 0

(0,07-0,4x)/(x+0,3) = 0,1 → x= 0,08 lít

Bài 2: Trộn 100 ml dung dịch có pH =1 gồm HCl và HNO3 với 100 ml dung dịch NaOH nồng độ a(mol/l) thu được 200 ml dung dịch A có pH = 12

a.Tính a

b.Pha loãng dung dịch A bao nhiêu lần để thu được pH = 11

Trả lời

a.nH+ = 0,01 mol; nOH- = 0,1a mol

Ban đầu 0,01 0,1a

Pư: 0,01 0,01

Sau pư: 0 0,01 – 0,1a

(0,01-0,1a)/(0,1+0,1) = 0,01 → a= 0,08 lít

Gọi x là thể tích nước thêm vào

Dung dịch sau pha loãng có pH = 10 → 0,002/(0,2+x) = 0,001 → x = 1,8

Vậy cần phải pha loãng 10 lần

Sử dụng định luật bảo toàn điện tích

I Phương pháp giải

Nguyên tắc: Trong dung dịch tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm Từ đó suy ra tổng mol điện tích dương bằng tổng mol điện tích âm

II Ví dụ

Bài 1: Cho 500 ml dung dịch X có các ion và nồng độ tương ứng như sau:

a) Tính a?

b) Tính khối lượng chất rắn khan thu được khi cô cạn dung dịch X

c) Nếu dung dịch X được tạo nên từ 2 muối thì 2 muối đó là muối nào? Tính khối lượng mỗi muối cần hòa tan vào nước để thu được 1 lít dung dịch có nồng độ mol của các ion như trong dung dịch X

Trả lời

a p d ng định luật bảo toàn điện tích ta có: 0,6.1 + a = 0,3.2 + 0,1.1 → a = 0,1

mNa2SO4 = 142.0,3 = 42,6 gam; mKNO3 = 0,1.101 = 10,1 gam

Bài 2: Trong 2 lít dung dịch A chứa 0,2 mol Mg2+ ; x mol Fe3+ ; y mol Cl- và 0,45 mol SO42- Cô cạn dung dịch X thu được 79 gam muối khan

a) Tính giá trị của x và y?

b) Biết rằng để thu được A người ta đã hòa tan 2 muối vào nước Tính nồng độ mol/lít của mỗi muối trong A

Trả lời

a p d ng định luật bảo toàn điện tích ta có: 2.0,2 + 3.x = 2.0,45 + y hArr; 3x – y = 0,5 (1)

Cô cạn dung dịch được 79 gam muối khan: 0,2.24 + 56.x + 35,5.y + 0,45.96 = 79

⇔ 56x + 35,5y = 31 (2)

Từ (1),(2) ta có: x = 0,3 và y = 0,4

Phương trình ion rút gọn và các bài toán liên quan

I Phương pháp giải

Viết phương trình ion thu gọn

+ Viết phản ứng dạng phân tử, phân tích dạng phân tử thành dạng ion R t gọn những ion giống nhau ở hai vế, cân bằng điện tích và nguyên tử ở hai vế, thu được phương trình io r t gọn

Các chất kết tủa, chất khí và chất điện li yếu vẫn giữ ở dạng phân tử

II Ví dụ

Bài 1: Viết phương trình phân tử và ion r t gọn của các phản ứng sau (nếu có) xảy ra trong dung dịch:

Trả lời

a Không xảy ra

HCO3- + OH- → CO32- + H2O

h Không xảy ra

Bài 2: Một dung dịch có chứa các ion: Mg2+, Cl-, Br-

- Nếu cho dd này tác d ng với dd KOH dư thì thu được 11,6 gam kết tủa

được 85,1 g kết tủa

a Tính [ion] trong dd đầu? biết Vdd = 2 lít

b Cô cạn dung dịch ban đầu thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?

Trả lời

0,2 0,2 mol

-, Br-

x + y = 0,5 (1) ; 143,5x + 188y = 85,1 (2) Từ (1),(2) → x = 0,2, y = 0,3

b m = 0,2.24 + 0,2.35,5 + 0,3.80 = 35,9 gam

Phản ứng thủy phân của muối

I Phương pháp giải

+ Viết phương trình điện li các chất tạo thành ion, nhận x t khả năng thủy phân trong nước của các ion vừa tạo thành

+ Ion gốc của axit yếu thủy phân trong nước tạo môi trường bazơ

+ Ion gốc của bazơ yếu thủy phân trong nước tạo môi trường axit

+ Ion gốc của axit mạnh và ion gốc của bazơ mạnh không bị thủy phân trong nước, đóng vai trò trung tính

II Ví dụ

Bài 1: Giải thích môi trường của các dung dịch muối: NH4Cl; Fe2(SO4)3; KHSO4; NaHCO3; K2S;

Trả lời

-→ Môi trường bazơ

+ Fe2(SO4)3 → 2Fe3+ + 3SO4

→ Môi trường axit

-HSO4- + H2O ⇌ SO42- + H3O+

→ Môi trường axit

+ H3O+

-→Môi trường trung tính

+ S

2-S2- + H2O ⇌ HS

-→ môi trường bazơ

-→ Môi trường trung tính

-→ Môi trường bazơ

Bài 2: Chỉ dung quỳ tím nhận biết các dung dịch sau:

Trả lời

a)

Quỳ tím đỏ đỏ tím xanh xanh

Phương trình phản ứng:

b)

trắng

Phương trình phản ứng:

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

Luyện Thi Online

Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường

Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức

Tấn

Khoá Học Nâng Cao và HSG

Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS

THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt

điểm tốt ở các kỳ thi HSG

Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành

cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

Kênh học tập miễn phí

HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các

môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu

tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi

miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí