Bài viết tiến hành đề xuất một số lưu ý khi giải một số dạng câu hỏi và bài tập thường gặp phần “Dung dịch chất điện ly” trong ôn thi học sinh giỏi môn hóa học cấp THPT. Bài tập phần này thường tập trung vào ba dạng: dạng câu hỏi lý thuyết và các bài tập phổ thông; dạng bài tập liên quan đến pH, hằng số điện ly, độ điện ly; dạng bài tập liên quan đến độ tan, tích số tan; sự tạo thành kết tủa; sự hòa tan kết tủa và sự tạo phức.
Trang 1TẠP CHÍ KHOA HỌC – ĐẠI HỌC TÂY BẮC
Khoa học Tự nhiên và Công nghệ
1 Đặt vấn đề
Trong chương trình Hóa học THPT, phần
“Dung dịch chất điện ly” là một nội dung quan
trọng; thuộc chương 1 lớp 11 [5] Nó cung cấp
các kiến thức đại cương về chất điện ly (khái
niệm, phân loại); sự điện ly của nước, môi
trường của dung dịch (pH); các phản ứng trao
đổi xảy ra trong dung dịch và sự thủy phân của
các muối Nội dung của chương này cung cấp
các kiến thức cơ sở để nghiên cứu các nội dung
khác thuộc hóa vô cơ trong chương trình hóa
học lớp 11 và 12
Trong chương trình ôn thi học sinh giỏi, phần
“Dung dịch chất điện ly” vẫn là một nội dung
quan trọng và nó khai thác thêm một số nội dung
so với chương trình hóa học 11; bao gồm:
Khái niệm, phân loại chất điện ly
Hằng số điện ly, độ điện ly (của chất điện
ly yếu)
Các quan niệm về axit – bazơ
Cân bằng trong các dung dịch axit yếu, bazơ
yếu, hệ đệm; pH
Cân bằng trong dung dịch các chất điện ly ít
tan (sự tạo thành kết tủa; sự hòa tan kết tủa)
Cân bằng tạo phức.[6]
Qua theo dõi các đề thi học sinh giỏi (kì thi học sinh giỏi các tỉnh, kì thi Olympic 30 -4; trại
hè Hùng Vương; Kỳ thi HSG các trường THPT chuyên khu vực Duyên hải và Đồng bằng Bắc bộ; đề thi học sinh giỏi quốc gia) chúng tôi nhận thấy các câu hỏi thuộc phần dung dịch là một chủ
đề quan trọng; xuất hiện trong các đề thi ở một hoặc hai câu Các câu hỏi thuộc nội dung này thường tập trung khai thác theo các chủ đề chính: Dạng câu hỏi lý thuyết (sử dụng lí thuyết để chứng minh, giải thích…) và các bài tập phổ thông liên quan đến các phản ứng xảy ra trong dung dịch chất điện ly, pH…
Dạng bài tập liên quan đến pH, hằng số điện
ly, độ điện ly
Dạng bài tập liên quan đến độ tan, tích số tan; sự tạo thành kết tủa; sự hòa tan kết tủa và
sự tạo phức
2 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí thuyết; nghiên cứu, thu thập tài liệu
3 Nội dung 3.1 Các dạng câu hỏi lí thuyết và bài tập phổ thông.
Đây là dạng câu hỏi đơn giản, nội dung sát với các câu hỏi trong các đề thi THPT quốc gia;
MỘT SỐ DẠNG CÂU HỎI, BÀI TẬP PHẦN DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY
SỬ DỤNG TRONG ÔN THI HỌC SINH GIỎI CẤP THPT
Nguyễn Thị Hải, Phạm Văn Công
Trường Đại học Tây Bắc
Tóm tắt: Trong các trường phổ thông; nhiệm vụ bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi luôn được quan tâm, chú
trọng Để đạt được kết quả tốt trong công tác ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi cần đảm bảo đồng bộ nhiều yếu
tố như: chất lượng học sinh tham gia đội tuyển, đội ngũ giáo viên tham gia giảng dạy; sự quan tâm sát sao nhà trường, gia đình và các tổ chức đoàn thể…Việc nắm vững chương trình ôn thi, biên soạn tài liệu phục vụ giảng dạy và ôn tập cũng vô cùng cần thiết Trong bài viết này, chúng tôi đề xuất một số lưu ý khi giải một số dạng câu hỏi và bài tập thường gặp phần “Dung dịch chất điện ly” trong ôn thi học sinh giỏi môn hóa học cấp THPT Bài tập phần này thường tập trung vào ba dạng: dạng câu hỏi lý thuyết và các bài tập phổ thông; dạng bài tập liên quan đến pH, hằng số điện ly, độ điện ly; dạng bài tập liên quan đến độ tan, tích số tan; sự tạo thành kết tủa; sự hòa tan kết tủa và sự tạo phức.
Từ khóa: Học sinh giỏi (HSG), bài tập, dung dịch chất điện ly.
Nguyễn Thị Hải, Phạm Văn Công (2020)
(20): 61 - 69
Trang 2thường khai thác về pH, các phản ứng xảy ra
trong dung dịch chất điện ly (phản ứng axit –
bazơ; phản ứng tạo kết tủa, tạo chất điện ly yếu,
chất khí), nêu và giải thích một cách định tính
các hiện tượng
Ví dụ 1
Cho các chất sau: a) Na2CO3; b) KNO3; c)
(NH4)2SO4; d) BaCl2; e) KHSO4
Giải thích tính chất axit – bazơ của các dung
dịch nước của các chất trên Cho biết giá trị ước
lượng pH của các dung dịch đó ((pH > 7; < 7
hoặc ≈ 7 ) Giải thích tính chất axit – bazơ của
các dung dịch nước của các chất trên Cho biết
giá trị ước lượng pH của các dung dịch đó (pH
> 7; < 7 hoặc ≈ 7 ?)
(Trích đề thi HSG Quốc gia lớp 12 năm 1997)
Ví dụ 2
Dung dịch A gồm các chất tan: FeCl3, AlCl3,
NH4Cl và CuCl2 (nồng độ mỗi chất xấp xỉ 0,1M)
Dung dịch A có phản ứng axit, bazơ hay
trung tính ? Tại sao?
Thêm dần NH3 vào dung dịch B cho đến
dư Có hiện tượng gì xảy ra? Viết phương trình
phản ứng ion để giảng thích
(Trích đề thi HSG Quốc gia lớp 12 năm 1999)
Ví dụ 3
Cho biết các phân tử (hoặc ion) sau là axit,
bazơ, lưỡng tính hay trung tính theo thuyết
Bronsted, giải thích: NH4+, Fe(OH)2+, Ba2+,
HCOO-, HS-, Zn(OH)2, HSO4-, ClO4-
(Trích đề thi HSG lớp 11 trường THPT Lê
Quý Đôn tỉnh Điện Biên năm 2014-2015) [7]
Ví dụ 4
Viết phương trình phản ứng (dạng phân
tử và ion thu gọn) khi cho các cặp dung dịch
(mỗi dung dịch đều chứa 1 mol chất tan) tác
dụng với nhau: BaCl2 và NaHSO4; Ba(HCO3)2
và KHSO4; Ca(H2PO4)2 và KOH; Ca(OH)2 và
NaHCO3; Ca(HCO3)2 và NaOH
(Ttrích đề thi học sinh giỏi tỉnh Vĩnh Phúc
lớp 11, năm học 2013 – 2014) [9]
Ví dụ 5
Trộn ba dung dịch H2SO4 0,1M; HNO3 0,2M; HCl 0,3M với những thể tích bằng nhau thu được dung dịch Z Lấy 300 ml dung dịch Z cho tác dụng với một dung dịch T gồm NaOH 0,2M và KOH 0,29M Tính thể tích dung dịch
T cần dùng để sau khi tác dụng với 300 ml dung dịch Z thu được dung dịch có pH = 2
(Trích đề thi HSG lớp 11 tỉnh Quảng Trị năm học 2011 – 2012) [9]
3.2 Bài tập liên quan đến pH, độ điện ly, hằng số điện ly…
- Độ điện li (α): của một chất điện li là tỉ số
giữa số phân tử (hoặc số mol) phân li thành ion (N; n) và tổng số phân tử (hoặc số mol) hòa tan của nó trong dung dịch (No; no)
hoặc
- Hằng số điện li
Cho chất điện li yếu A Bm n , ta có:
m n
A B mA + + nB −
n+ m m- n
[A ] [B ] K=
[AB] ; K được gọi là hằng số
điện ly
Ví dụ: phân tử chất điện ly yếu AB có nồng
độ ban đầu là C, độ điện li α
α = C’/C→ C’= C.α (với C’ là lượng AB đã phân ly trong dung dịch)
+
Tại t=0: C 0 0 [ ] : C(1- α) C α C α
2
-+ [A ].[B ] (Cα).(Cα) C.α
Nếu K nhỏ và α << 1 thì K
C
α
- Một số quan điểm về axit và bazơ [6]
Thuyết axit - bazơ của Areniut
* Axit là chất khi tan trong nước phân ly ra thành ion H+ và anion gốc axit
O
N
O
n
α = n
Trang 3VD: CH3COOH CH3COO- + H+
* bazơ là chất khi tan trong nước phân ly ra
ion OH- và cation gốc kim loại (hoặc NH4+)
VD: NaOH → Na+ + OH
-Thuyết proton của Bronsted
Axit là phần tử có khả năng cho proton
HAH++A−
Bazơ là phần tử có khả năng nhận proton:
B H+ + BH+
Các cặp HA / A− ;BH / B+ được gọi là
cặp axit – bazơ liên hợp Trong đó HA, BH+ là
dạng axit, A−
và B là dạng bazơ
Phản ứng giữa axit HA và bazơ B được gọi là
phản ứng trung hòa; biểu diễn như sau:
Axit 1 Bazơ 2 Axit 2 bazơ 1
Phản ứng xảy ra theo chiều từ trái qua phải
khi axit 1 mạnh hơn axit 2 và bazơ 2 mạnh hơn
bazơ 1
CH3COOH + H2O CH3COO- + H+
CH3COOH là axit, CH3COO- là bazo liên
hợp của nó và CH3COOH / CH3COO- là một
cặp axit bazơ liên hợp
VD: NH3 + H2O NH4+ + OH
-NH3 là bazơ; NH4+/NH3 là một cặp axit bazơ
liên hợp
- Sự phân li của các axit, bazơ trong nước
[2]; [3]
Đối với axit:
HA + H O2 H O3 + + A−
Axit1 bazơ2 axit2 bazơ1
Hằng số cân bằng của quá trình này được gọi
là hằng số axit, kí hiệu là KHA (Ka)
- Axit càng mạnh, càng dễ cho proton, KHA
(Ka) càng lớn Do đó hằng số axit đặc trưng cho
độ mạnh của axit
Ví dụ:
3
a(CH COOH)
K = 1,8.10-5; Ka(HCN) = 7,2.10-10;
2
a(HNO )
K = 4,6.10-4,4 ở 250C ; HCN là axit yếu nhất trong 3 axit vì hằng số Ka nhỏ nhất
Đối với bazơ:
B + H O2 BH+ + OH− Bazơ1 axit2 axit1 bazơ 2
b [BH ][OH ] K
[B]
=
; Kb được gọi là hằng
số bazơ
Chú ý: Đối với cặp axit bazơ liên hợp thì Ka.
Kb = 10-14 (pKa + pKb =14)
Chất lưỡng tính:
Là chất vừa có khả năng cho proton vừa có khả năng nhận proton
Người ta nói nước là một chất lưỡng tính
- Định luật bảo toàn nồng độ đầu: Nồng độ
ban đầu của cấu tử bằng tổng nồng độ cân bằng của các dạng tồn tại của cấu tử đó có mặt trong dung dịch.[2]
- Định luật bảo toàn proton (điều kiện
proton): Nồng độ cân bằng của ion H+ trong dung dịch bằng hiệu nồng độ ion H+ giải phóng
ra và nồng độ H+ thu vào.[2]
[H+] = ∑ [H ]+ giai phong- [H ] ∑ + thu vao
- Sự điện li của nước Tích số ion của nước [6]
H2O là chất điện ly yếu
+ - + - -7 2
Kw (T) = [H+].[OH-] =10-14 (Kw (T) được gọi là tích số ion của nước)
- Trong các dung dịch chất điện ly đều thỏa mãn biểu thức [H+].[OH-] = 10-14
pH = - log [H+]
*Để làm tốt dạng toán này; ngoài các kiến thức thuộc chương dung dịch, người học cần có các kiến thức về phần cân bằng hóa học và có kĩ năng toán học Dưới đây nhóm tác giả trình bày một số bài toán trong các đề thi học sinh giỏi các cấp
Trang 43.2.1 Các bài toán liên quan đến các hệ
axit, bazơ đơn giản.
- Dạng bài tập này chủ yếu khai thác pH, độ
điện ly, hằng số điện ly của axit yếu; bazơ yếu
và dung dịch một số muối thủy phân
Ví dụ 1
Dung dịch A chứa CH3COOH 0,1M Tính độ
điện li α của axit và pH của dung dịch A
Biết Ka của CH3COOH =1,75.10-5
(Trích đề thi HSG lớp 11 tỉnh Quảng Bình
năm 2012 -2013)[9]
Trả lời:
Trong dung dịch tồn tại các cân bằng
H2O H+ + OH- Kw (1)
CH3COOH CH COO−3 +H+
(2)
Do Ka C>>Kw nên bỏ qua (1), xét (2)
CH3COOH CH COO3 −+ H+
BĐ: 0,10 0 0
phân li: x x x
[ ]: 0,10-x x x
a
3
(K )CH COOH = CH COO H3
CH COOH3
⇒ 1,75.10-5 =
2 x 0,1 x− ⇒ x = 1,3.10-3
Vậy: H+= x = 1,3.10-3
⇒pH = -lgH+= - lg(1,3.10-3) = 2,89
Độ điện ly
-3 1,3.10
á = 100 % = 1,3%
0,1
Ví dụ 2
Cho dung dịch X có chứa H3PO4 0,10M
Tính pH của dung dịch X
Cho: H3PO4: pKa = 2,15; 7,21; 12,32
(Trích đề thi đề nghị trại hè Hùng Vương lần
thứ XII, trường THPT chuyên Chu văn An, tỉnh
Lạng Sơn) [8]
Trả lời :
Do Ka1 Ka2 Ka3 > Kw nên quá
trình phân li nấc 1 là chủ yếu
H3PO4 H+ + H2PO4- Ka1 =10-2,15
BĐ: 0,1 0 0 [ ] 0,1-x x x
⇒
2
2,15 10 0,1
x x
−
=
− → x = [H+] = 0,0233
M → pH = 1,63
*Chú ý: Đối với bài tập với các đa axit (H 3 PO 4 ;
H 2 S…); học sinh có thể thấy hơi khó khăn vì trong dung dịch tồn tại đồng thời nhiều cân bằng, nhưng sau khi so sánh, đánh giá thì cho phép tính theo một cân bằng ưu thế nhất, bài toán sẽ trở nên đơn giản Trong trường hợp không chọn được cân bằng chiếm ưu thế thì cần phải sử dụng điều kiện proton và các định luật bảo toàn.
Ví dụ 3:
Tính pH của dung dịch NaHS 10-2 M Biết
H2S có Ka1= 10-7,02; Ka2=10-12,9
(Trích đề thi đề nghị trại hè Hùng Vương lần thứ XII (lớp10)- trường THPT chuyên Thái Nguyên) [8]
Trả lời :
Các cân bằng xảy ra trong dung dịch:
NaHS→ Na+ + HS
-H2O H+ + OH- Kw= 10-14 (1)
HS- H+ + S2- Ka2= 10-12,9 (2)
HS- + H+ H
2S (Ka1)-1 = 107,02 (3)
Áp dụng ĐKP ta có:
2-2 [H ]=[OH ]+[S ]-[H S]
a1
a2
K [HS ]
-K [H ] [H ]
⇒
-a1
Û[H ] (1+K [HS ])=K +K [HS ]
K +K [HS ] [H ]=
(1+K [HS ]) Hoặc: do HS- phân li rất yếu nên ta coi [HS-]
≈C = 10-2
Thay số ta có [H ] 3,3.10+ = −10 ⇒ pH = 9,48
Hoặc: do HS- phân li rất yếu nên ta coi [HS-]
≈C; Ka2.C ≈ Kw và Ka1-1.C>>1 nên có thể sử α
Trang 5dụng công thức tính gần đúng như sau:
≈
-a1
K +K [HS ]
[H ]
K [HS ])
*Chú ý: Đối với các chất lưỡng tính (HS
-; HCO 3 - …), bài toán có phần phức tạp hơn vì
trong dung dịch tồn tại nhiều cân bằng, để có
kết quả chính xác cần phải áp dụng điều kiện
proton để tìm được biểu thức tính [H + ]
Một số bài tập tương tự
Ví dụ 4
Dung dịch bão hòa H2S có nồng độ 0,1 M
Biết H2S có: Ka1 = 10-7 và Ka2 =1,3.10-13
Tính nồng độ ion sunfua trong dung dịch
H2S 0,1 M khi điều chỉnh pH = 2,0
(Trích đề thi chọn HSG lớp 11 trường THPT
Xuyên Mộc; Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu năm 2012
- 2013) [9]
Ví dụ 5
Dung dịch axit H3PO4 có pH là 1,46
Tính nồng độ cân bằng của các cấu tử có
trong dung dịch H3PO4 Cho Ka của H3PO4 lần
lượt là 7.2×10−3; 6.3×10−8 ; 4.2×10−13
(Trích đề thi đề nghị trại hè Hùng Vương
lần thứ XII (lớp 10), trường THPT chuyên Vĩnh
Phúc)[8]
Ví dụ 6
Fe3+ thủy phân theo phương trình:
Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ K1 =10-2,17
a Tính pH của dung dịch FeCl3 0,05M
b Tính pH mà dung dịch cần đạt để 95%
Fe3+ không bị thủy phân
(Trích đề thi đề nghị kì thi olympic 30-4 lần
thứ XIII, trường THPT thị xã Cao Lãnh, tỉnh
Đồng Tháp)[1]
Ví dụ 7
Tính pH của dung dịch NH4HCO3 0,1M
Biết: NH3 có ; Kb = 10-4,76 H2CO3 có các hằng
số Ka1 =10-6,35 và Ka2= 10-10,33
(Trích đề thi HSG lớp 11 tỉnh Quảng Ngãi
năm học 2012 – 2013)
Ví dụ 8
Tính pH của dung dịch KCN 0,1M Biết Ka (HCN) = 10-9,35
(Trích đề thi HSG lớp 11 tỉnh Quảng Bình;
năm 2013 – 2014)[9]
3.2.2 Các bài toán liên quan đến các hệ phức tạp.
Dạng bài này thường khai thác các tính chất của các hệ nhiều thành phần, phức tạp hơn, như:
Hệ gồm axit yếu và bazơ liên hợp (hệ đệm); Hệ gồm nhiều axit yếu…
Dạng bài tập này cần áp dụng triệt để các định luật bảo toàn nồng độ đầu, định luật bảo toàn proton, một số nội dung của cân bằng hóa học…
Ví dụ 9
Người ta điều chế một dung dịch Y bằng cách hoà tan 0,05 mol axit axetic và 0,05 mol natri axetat trong nước rồi thêm nước đến thể tích 1 lít Tính pH của dung dịch Y Cho
Ka(CH3COOH) = 1,8.10-5
(Trích đề thi chính thức trại hè Hùng Vương lần thứ V (lớp 10))[8]
Trả lời:
Do Ka.C >>Kw nên bỏ qua cân bằng của H2O;
Ka >>Kb nên xét cân bằng của axit
CH3COOH CH COO3 −
+ H+
BĐ: 0,05 0,05 0 phân li: x x x [ ]: 0,05-x 0,05+ x x (K ) a CH COOH3 = CH COO H[CH COOH3 3 ]
(0,05 x).x 1,8.10 x [H ] 1,8.10 0,05 x
+
−
pH = -log(1,8.10-5) = 4,745
*Chú ý: Đối với hệ của đơn axit yếu và bazơ
liên hợp (CH 3 COOH/CH 3 COO - ; NH 4 + /NH 3 ) cần đánh giá và chọn cách tính pH theo cân bằng của axit hay bazơ cho phù hợp (dựa vào giá trị của Ka, Kb) và có thể sử dụng công thức gần đúng.
Trang 6pH = pKa + log b
a
C C
Ví dụ 10
Tính pH trong dung dịch gồm CH3COOH
0,010M; Ka1= 10-4,76 và C2H5COOH 0,05M;
Ka2= 10-4,8
(Trích đề thi đề xuất trại hè Hùng Vương lần
thứ X, trường THPT chuyên Lê Quý Đôn, tỉnh
Điện Biên)[8]
Trả lời:
H2O H+ + OH- Kw= 10-14 Kw (1)
CH3COOH CH3COO-+ H+ Ka1= 104,76
C2H5COOH C2H5COO-+ H+ Ka2= 10-4,8
So sánh Ka1C1≈K
a2C2〉〉 Kw nên bỏ qua (1)
H = CH COO + C H COO
K CH COOH K C H COOH
[CH3COOH] ≈0,01M;[C2H5COOH] ≈0,05M
Thay số vào có :
a1 1 a2 2
[H ]= K C +K C = 10 0,01+10 0,05
[H+]= 9,83.10-4 ⇒pH= 3,007
*Chú ý: Đây là bài toán của hệ gồm nhiều
đơn axit yếu tương đương nhau nên phải dựa vào
cả 2 cân bằng phân ly của cả 2 axit để tính toán
Nếu một axit yếu hơn rất nhiều so với axit còn lại
thì hệ trở thành hệ tương tự hệ đơn axit yếu.
Một số bài tập tương tự
Ví dụ 11
Dung dịch A gồm CH3COOH 0,10 M;
CH3COONa 0,10 M
a) Tính pH của dung dịch A.
b) Thêm 0,001 mol HCl vào 1 lít dung dịch
A thì pH sẽ bằng bao nhiêu ?
c) Thêm 0,001 mol NaOH vào 1 lít dung
dịch A thì pH sẽ bằng bao nhiêu?
Biết CH3COOH có Ka=10-4,76
(Trích đề thi đề nghị trại hè Hùng Vương
lần thứ XII (lớp 10)- trường THPT chuyên Thái
Nguyên) [8]
Ví dụ 12
Dung dịch A gồm hai axit yếu HCOOH 0,1M
và CH3COOH 1M
a) Tính pH của dung dịch A
b) Pha loãng dung dịch A bằng nước để thể tích dung dịch sau khi pha loãng gấp 10 lần thể tích dung dịch ban đầu Tính pH của dung dịch sau khi pha loãng
Biết hằng số axit của HCOOH và CH3COOH lần lượt là 1,8.10-4 và 1,8.10-5
(Trích đề thi HSG tỉnh Hà Tĩnh, lớp 11, năm 2015-2016).[9]
Ví dụ 13
Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50,0 ml dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 ml dung dịch NaOH 0,100 M
Biết Kb(NH3) = 1,8.10-5
(Trích đề thi HSG lớp 11 Thành phố Đà Nẵng, năm học 2012 - 2013)[9]
3.3 Dạng bài tập liên quan đến độ tan, tích số tan; sự tạo thành kết tủa; sự hòa tan kết tủa và sự tạo phức.
Trong trường hợp tổng quát, hợp chất ít tan
AnBm khi hòa tan vào nước sẽ tồn tại cân bằng:
n-n m
Ks = T = [Am+]n.[Bn-]m
T (Ks) được gọi là tích số tan của AnBm
Độ tan (S): là lượng chất ít tan AnBm đã tan trong dung dịch, thường được tính bằng mol/lit hoặc gam/lit
A B (r)n m nA + mB
S nS mS
n m
T
TA B = (nS) (mS) S =
n m
→ Các yếu tố ảnh hưởng đên độ tan gồm: ảnh hưởng của ion chung, của pH và của các quá trình tạo phức Tất cả các yếu tố này đều làm thay đổi độ tan của chất ít tan (tăng hoặc giảm
so với độ tan trong nước), nếu độ tan lớn có thể gây ra quá trình hòa tan kết tủa
Điều kiện tạo kết tủa: Để tạo thành kết tủa
AnBm thì [Am+]n.[Bn-]m ≥ TAnBm
Trang 7Đề thi học sinh giỏi các cấp cũng tập trung
khai thác các nội dung về độ tan, sự tạo thành
kết tủa, hòa tan kết tủa Dưới đây là một số ví
dụ cụ thể
Ví dụ 1
Thêm 100 ml dung dịch MgCl2 1M vào 100
ml dung dịch NH3 1M và NH4Cl 1M được 100
ml dung dịch A, hỏi có kết tủa Mg(OH)2 được
tạo thành hay không?
Biết:TMg(OH)2=10-10,95 và Kb(NH )3 = 10-4,75
(Trích đề thi HSG lớp 11 tỉnh Hà Tĩnh; năm
2013 – 2014) [9]
Trả lời:
Sau khi trộn [Mg2+] =0,5M; [NH3] = 0,5;
[NH4+] = 0,5M
Bước 1:Tính [OH-] của hệ (NH3 0,5M và
NH4+0,5M) – áp dụng phương pháp giải bài của
dạng 2 Ta được
[OH-] = 1,78.10-5
Mg(OH)2Mg2+ + 2OH
-[OH-]2.[Mg2+]=(1,78.10-5)2.0,5= 1,58.10-10
Vì [OH-]2.[Mg2+] > T nên đã xuất hiện kết tủa
Mg(OH)2
Ví dụ 2
Tính độ tan của AgCl trong nước và trong
dung dịch NH3 1M biết tích số tan của AgCl
bằng 1,8.10-10; hằng số bền của phức Ag(NH3)2+
bằng 108
(Trích đề thi đề nghị kì thi olympic 30 – 4
trường THPT chuyên Tiền Giang )[1]
Trả lời:
trong nước :
-AgCl Ag +Cl
S S
T = [Ag+].[Cl-] =S.S = 1,8.10-10
→ S = 1,34.10-5 (mol/lít)
Độ tan của AgCl trong dung dịch NH 3.
-AgCl Ag + Cl T
2NH +Ag [Ag(NH ) ] K
+ AgCl+2NH [Ag(NH ) ] + Cl K−
b
K = T.K =1,810 10 1,8.10− = −
+ -AgCl + 2NH [Ag(NH ) ] + Cl K
S 1-2S S S S.S -2
K= 2 =1,8.10 S = 0,12M (1-2S) →
Ví dụ 3
Thêm dung dịch chứa ion Ag+ vào dung dịch hỗn hợp Cl- (0,1M) và
2-4
CrO (0,01M) Hỏi kết tủa AgCl hay kết tủa Ag2CrO4 xuất hiện trước? Tính nồng độ ion Cl-khi kết tủa màu nâu Ag2CrO4 bắt đầu xuất hiện
Cho KS(AgCl)=10-10; KS(Ag CrO )2 4 =10-11,89
(Trích đề thi chính chức (lớp 10) trại hè Hùng Vương lần thứ XI) [8]
Trả lời:
-S(AgCl)
K = Ag Cl
2Ag +CrO →Ag CrO ;
2 4
2
K = Ag CrO
Để kết tủa AgCl xuất hiện thì:
-S(AgCl)
≥
-10 S(AgCl)
0,1 Cl
→ ≥
Để kết tủa Ag2CrO4 xuất hiện thì:
2 4
2 4
2
2-4 S(Ag CrO )
-11,89 S(Ag CrO )
2-4
Ag CrO K
Ag = =1,14.10 (M)
0,01 CrO
≥
→ ≥
Do Ag+AgCl< Ag +Ag CrO2 4 nên kết tủa AgCl xuất hiện trước
Khi bắt đầu xuất hiện kết tủa Ag2CrO4 thì
Ag =1,14.10 (M)
-10 S(AgCl)
-5 +
Cl = = = 8,81.10 (M)
1,14.10 Ag
→
Một số bài tập tương tự
Ví dụ 4
Tính pH bắt đầu kết tủa và kết tủa hoàn toàn MnS từ dung dịch MnCl2 10-2M bằng dung dịch
Trang 8H2S Nồng độ bão hòa H2S trong dung dịch
là 0,1M (bỏ qua sự thay đổi thể tích và sự tạo
phức hidroxo của Mn2+) -9,6
s(MnS)
K =10 ; H2S có
K =10 ;K =10
(Trích đề thi đề nghị trại hè Hùng Vương lần
thứ V, trường THPT chuyên Hà Giang) [8]
Ví dụ 5
Trong dung dịch bão hòa của các kết tủa
AgBr và AgSCN có các cân bằng sau:
AgBr↓ ←→ Ag+ + Br- T1 = 10-12,3
AgSCN↓ ← Ag→ + + SCN- T2 = 10-12,0
Hãy tính độ tan của AgBr và AgSCN
(Trích đề thi HSG lớp 11 tỉnh Quảng Bình;
năm 2013 – 2014 [9])
Ví dụ 6
Tính độ tan của AgSCN trong dung dịch
NH3 0,003 M Cho TAgSCN= 1,1.10-12 và hằng
số phân li của phức [Ag(NH3)2]+ bằng 6.10-8
(Trích đề thi đề nghị Kỳ thi Olympic Olympic
30 – 4 lần thứ XII trường THPT chuyên Thăng
Long – Tỉnh Lâm Đồng [1]).
4 Kết luận.
“Dung dịch chất điện ly “ là một chuyên đề
quan trọng của chương trình hóa học trung học
phổ thông cũng như chương trình ôn thi học
sinh giỏi Tùy theo đề thi các cấp khác nhau mà
các đề thi khai thác các nội dung khác nhau của
chuyên đề
Tuy có nhiều nội dung nâng cao so với
chương trình hóa học 11 (hóa học THPT) nhưng
nếu chú trọng ôn luyện, tập trung thì đây là
chuyên đề học sinh hoàn toàn có khả năng tiếp
nhận và chiếm điểm tối đa trong các câu hỏi Ngoài ra việc học chuyên sâu chuyên đề này góp phần củng cố vững chắc các kiến thức trong chương trình thi THPT ; giúp học sinh làm tốt bài thi THPT quốc gia
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Ban tổ chức kì thi, 2007 Tuyển tập đề thi Olympic 30/4 lần thứ XIII 2007 Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội
2 Nguyễn Tinh Dung, 2007 Hóa học phân tích 1 Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội
3 Vũ Đăng Độ 1998 Cơ sở lí thuyết các quá trình hoá học – NXBGD - Hà Nội
4 Cao Cự Giác, 2012 Bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi hóa vô cơ Nxb Đại học Quốc Gia Hà Nội
5 Nguyễn Xuân Trường, Lê Mậu Quyền, Phạm văn Hoan, Lê Chí Kiên, 2017 Hóa học 11 Nxb Giáo dục Việt Nam
6 Đào Hữu Vinh, Nguyễn Duy Ái, 2015 Tài liệu chuyên hóa học 10 (tập 1) Nxb Giáo dục Việt Nam
7 (2019) 30 Đề Thi HSG Hóa 11, https: //thuvienhoclieu.vn/.(tra cứu ngày 20.2.2020)
8 (2016) Đề thi (đề xuất) Trại hè Hùng Vương lần thứ XII năm 2016 , http:// thptchuyenthainguyen.edu.vn/ (tra cứu ngày 20.2.2020)
9 (2017) Một số đề thi HSG cấp tỉnh Hóa
11 hay, https://dethi.violet.vn/ (tra cứu ngày 25.2.2020)
Trang 9SOME QUESTION TYPES AND EXERCISES ON ELECTROLYTE SUBSTANCE SOLUTIONS FOR FOSTERING EXCELLENT STUDENTS
IN HIGH SCHOOL
Nguyen Thi Hai, Pham Van Cong
Tay Bac university
Abstract: The activity of fostering gifted student team is always paid highly attention
in most highschools In order to achieve good resuls, it is necessary to ensure uniformity of many factors such as the quality of students, teachers,concern of the school,families and mass organizations Mastering the exam preparation program and preparing document in teaching are also necessary In this article, we refer to some notes when solving some types of questions and exercises in the Electrolyte solution section which are frequently employed in high school chemistry examinations for excellent students.The exercises are usually of three forms: theoretical questions and common exercises; exercises involving pH, dissociation constant, dissociation; and exercises related to solubility, constant of solubility; precipitation process; the precipitation dissolution and complexing.
Key words: Excellent Students, Exercises, Electrolyte Substances solutions
_
Ngày nhận bài: 30/3//2020 Ngày nhận đăng: 18/4/2020
Liên lạc: nguyenthihai@utb.edu.vn