Bài tập tự luận Hóa học 10 - Chương: Sự điện ly

Nội dung text: Bài tập tự luận Hóa học 10 - Chương: Sự điện ly

1. Bài t p t lu n ch ư ng s in ly Bài 1. a) Th ế nào là mu ối trung hòa, mu ối axit? Cho ví d ụ. Axit photphor ơ H3 PO 3 là axit, 2 l ần axit, v ậy hợp ch ất Na2 HPO 3 là mu ối axit hay mu ối trung hòa? b) Ch ỉ dung qu ỳ tím và các dung d ịch HCl và Ba( OH ) 2 có th ể nh ận bi ết được ion nào trong các dung dịch ch ứa đồng th ời các ion sau: ++−2 − 2 − Na, NH4 , CO 3 , HClO 3à vSO 4 Bài gi i a) Mu ối trung hòa là lo ại mu ối mà trong g ốc axit không còn nguyên t ử hidro có kh ả năng thay th ế bởi kim lo ại. Ví d ụ: Na2 SO 4; Na 3 PO 4 - Mu ối axit là nh ững mu ối mà trong g ốc axit còn nh ững nguyên t ử hidro có kh ả năng thay th ế bởi kim lo ại. Ví d ụ: NaHS O4 ; NaH 242 PO , Na HPO 4 Na2 HPO 3 : Là m ột mu ối trung hòa 2+ − b) BaOH( )2 → Ba + 2 OH (c+d+e) mol (c+d+e)mol (c+d+e)mol Các ph ản ứng: 2+ 2 − Ba+ SO4 → BOaS 4 (1) 2+ 2 − Ba+ CO3 → BaCO 3 ↓ (2) − −2 + HCO3+ OH + Ba → BaCO 3 ↓+ HO 2 (3) + − NH4+ OH → NH 3 + HO 2 (4) Theo (1) n= e , theo(2), (3) n= c + d theo (4) n= b BaSO 4 BaCO 3 NH 3 Trong dung d ịch vì t ổng điện tích d ươ ng và âm ph ải b ằng nhau, nên n= n = a. Na+ OH − (ho ặc theo (3), (4) n=2( cdebccd ++−−=+ ) 2 + 2 eba −= ) ) OH −
2. + Có th ể nh ận bi ết t ất c ả các ion tr ừ Na : Điều ch ế BaCl 2 (d ư) nh ờ ch ỉ thi quì tím. 2HCl+ Ba () OH2 → BaCl 2 + 2 H 2 O Cho BaCl 2 (d ư) vào dung d ịch A ta thu được k ết t ủa B’ vào dung d ịch X’: 2+ 2 − Ba+ SO4 → BaSO 4 ↓ 2+ 2 − Ba+ CO3 → BaCO 3 ↓ 2− Hòa tan B’ b ằng dung d ịch HCl dư th ấy th ấy khí bay ra (nh ận bi ết CO 3 ) và m ột ph ần không tan( 2− Nh ận bi ết SO 4 ); cho dung d ịch X’ tác d ụng v ới dung d ịch dung d ịch HCl có b ọt khí bay ra. Ta − nh ận bi ết được HCO 3 . + − H+ HCO3 → HO 2 + CO 2 ↑ Lấy dung d ịch A(ho ặc X’) cho tác d ụng v ới dung d ịch Ba( OH ) 2 có khí mùi khai thoát ra, nh ận bi ết + NH 4 + − NH4+ OH → NH 3 + HO 2 Bài 2. Có dung d ịch axit pH = 5 và dung dịch baz ơ có pH = 9 . H ỏi ph ải l ấy hai dung d ịch trên theo t ỷ lệ th ể tích bao nhiêu để được dung d ịch có pH= 8 . Bài gi i. Dung d ịch axit có pH = 5 pH= - lg[H +] = 5 + − 5 ⇒ [H ]= 10 mol / l +− 9 Dung d ịch baz ơ có pH = 9 thì [H ]= 10 + − -14 [H ].[ OH ] = 10 −14 −10 − 5 [OH ]= = 10 moll / 10 −9
3. Dung d ịch cu ối cùng có pH = 8 > 7 nên dung d ịch có tính baz ơ pH = 8 −14 +− 8 −10 − 6 ⇒ [H ]= 10 và [OH ]= = 10 moll / 10 −8 − −6 Vậy n ồng độ ion OH dư là 10mol / l Gọi x là th ể tích dung d ịch axit có pH = 5 −5 Số mol là 10 x Gọi y là th ể tích dung d ịch có pH = 9 − −5 Số mol OH : 10 y Th ể tích dung d ịch t ạo thành (x + y) −6 Số mol (x + y). 10 + − H+ OH → HO2 −5 −5 10 x 10 y −5 −5 −6 Còn d ư: 10 y - 10 x = (x + y). 10 −6 −6 10 x(1+10) = 10 y (10-1) x 9 = y 11 Bài 4. Các dung d ịch KCl, K23 CO , NH 4 Cl ,( CH 32 OO ) Ba có môi tr ường gì? Gi ải thích Bài gi i Các dung d ịch: - KCl có môi tr ường trung tính (vì không b ị th ủy phân) - K2 CO 3 : có môi tr ường baz ơ (vì b ị th ủy phân) K2 CO 3+ HOH = KHCO 3 + KOH 2− − − Hay CO3+ HOH
   HCO 3 + OH
4. - NH4 Cl : có môi tr ường axit (vì b ị th ủy phân) NH4 Cl+ HOH NH 4 OH + HCl + + Hay NH4+ HOH NH3 + HO 3 (CH3 OO ) 2 Ba : có môi tr ường baz ơ (CH32 OO )2 Ba+ HOH Ba ()2 OH 23 + CH OOH − − CHCOO3+ HOH CHCOOH 3 + OH Bài 3: Phát bi ểu định ngh ĩa axit, baz ơ c ủa bronted: cho qu ỳ tím vào các dung d ịch sau đây: NH4 Cl, CH 3 COOK ,(), Ba NO 3223 Na CO . Các dung d ịch s ẽ có màu gì? Gi ải thích Bài gi i Định ngh ĩa v ề axit, baz ơ c ủa bronted: Axit là nh ững ch ất có kh ả năng cho proton. Baz ơ là nh ững ch ất có kh ả năng nh ận proton. Dung d ịch NH4 Cl + qu ỳ tím → qu ỳ tím bi ến thành màu h ồng(do NH4 Cl th ủy phân t ạo ra môi tr ường axit): + + NH4+ HOH NH 3 + HO 3 Dung d ịch CH3 COOK + qu ỳ tím → qu ỳ tím bi ến thành màu xanh. Do th ủy phân t ạo môi tr ường baz ơ. − − CHCOO3+ HOH CHCOOH 3 + OH Dung d ịch Ba( NO 3 ) 2 + qu ỳ tím → qu ỳ tím không đổi màu. Do Ba( NO 3 ) 2 không b ị th ủy phân. Dung d ịch Na2 CO 3 + qu ỳ tím → qu ỳ tím bi ến thành xanh. Do Na2 CO 3 th ủy phân cho môi tr ường baz ơ: 2− − − CO3+ HOH
   HCO 3 + OH Bài 4: Vi ết ph ươ ng trình ph ản ứng d ưới d ạng phân t ử và d ưới d ạng ion rút g ọn c ủa dung d ịch NaHCO 3 với t ừng dung d ịch: H2 SO 4 loãng, KOH , Ba( OH ) 2 dư. Trong m ỗi ph ản ứng đó, ion − HCO 3 đóng vai trò axit hay baz ơ? Bài gi i
5. − HCO 3 đóng vai trò baz ơ 2NaHCO+ HSO → NaSO + 2 CO ↑+ 2 HO 324 24 2 2 − + HCO3+ H → CO 2 + HO 2 − HCO 3 đóng vai trò axit: 2NaHCO3+ 2 KOH → NaCO 23232 + KCO + 2 HO − −2 − HCO3+ OH → CO 3 + HO 2 NaHCO3+ BaOH( ) 23 → BaCO ↓+ NaOH + HO 2 − −2 + HCO3+ OH + Ba → BaCO 3 ↓+ HO 2 Bài 5 a) Sự điện li là gì? Làm th ế nào để bi ết được m ột ch ất A khi hoàn tan vào n ước có điện li hay không? b) Dung thuy ết bronsted, hãy gi ải thích vì sao các ch ất , H O , NaHCO được coi là Al( OH )3 2 3 ch ất l ưỡng tính Bài gi i a) S ự điện li là s ự phân li thành ion d ượng và ion âm c ủa phân t ử ch ất điện li khi tan trong n ước. Mu ốn bi ết ch ất A khi hoàn tan vào n ước có điện li hay không? Ta d ựa vào s ự dẫn điện c ủa ch ất A, nếu ch ất A d ẫn được điện thì ch ất A là ch ất điện li. b) Nh ững ch ất v ừa có kh ả năng cho và nh ận proton là ch ất l ưỡng tính. − +2 − NaHCO33: HCO+ HOH → H 3 O + CO 3 − + HCO3+ H → CO 2 ↑+ HO 2 + − HO2+ HO 2 → HO 3 + OH Bài 6 Các dung d ịch trong H2 O của t ừng ch ất NaCl, Na23 CO , NH 4 Cl ,(),() Cu NO 32243 Al SO có pH = 7, l ớn h ơn 6 hay bé h ơn 7? Vì sao? Các dung d ịch NaCl : pH = 7 mu ối c ủa axit m ạnh và baz ơ m ạnh
6. − Na2 CO 3 : trong n ước, Na2 CO 3 bị th ủy phân cho môi tr ường OH nên pH> 7 +2 − Na2 CO 3→2 Na + CO 3 2− − − CO3+ H 2 O HCO 3 + OH NH4 Cl : trong n ước, NH4 Cl bị th ủy phân cho môi tr ường axit nên pH<7: + + NH4+ HO 2 NH 33 + HO Cu( NO 3 ) 2 : trong n ước, Cu( NO 3 ) 2 bị th ủy phân cho môi tr ường axit nên pH<7. 2+ + + Cu+2 HO2 CuOH ( ) + HO 3 Al2( SO 4 ) 3 : trong n ước, Al2( SO 4 ) 3 bị th ủy phân cho môi tr ường axit nên pH<7. 3+ 2 + + Al+2 HO2 AlOH ( ) + HO 3 Bài 7 Vi ết ph ản ứng t ạo thành NH4 Cl từ HCl và ph ươ ng trình điện li c ủa NH4 Cl trong dung d ịch + nước. Trình bày s ự tạo thành các liên k ết N-H trong ion NH 4 . Cho HCl tác d ụng v ừa đủ với dung dịch ammoniac, dung d ịch thu được có pH nh ư th ế nào? Bài gi i HCl+ NH3 → NHCl 4 HCl+ NHOH4 → NHCl 4 + HO 2 + − NHCl4→ NH 4 + Cl + + NH4+ HO 2 NH 33 + HO + • Sự tạo thành các liên k ết N-H trong ion NH 4 , liên k ết v ừa t ạo thành là liên k ết cho nh ận “ cho – + nh ận” gi ữa c ặp electron t ự do trên nguyên t ử nit ơ và ion H . + H H  | +   HNH: : + → HN − → H   |  H H  Các liên k ết N- H còn l ại là liên k ết c ộng hóa tr ị phân c ực. S ự tạo thành các liên k ết này nh ư sau: Nguyên t ử N có 3 electron hóa tr ị ch ưa c ặp đôi( độc thân)N.
7. 2 2 3 1s 2 s 2 p Chúng t ạo liên k ết công hóa tr ị với 3 nguyên t ử hidro. H . + H . . . H+ N: → HN : . + H H . Cho HCl tác d ụng v ừa đủ với dung d ịch NH 3 , dung d ịch thu được pH<7 vì: HCl+ NH3 → NHCl 4 + − NHCl4→ NH 4 + Cl + + NH4+ HO 2 NH 33 + HO Ph ản ứng t ạo môi tr ường axit. Bài 8. Cho dung d ịch Ba( OH ) 2 có pH = 13 (ddA) và dd HCl có pH = 1(ddB). 1) Tính n ồng độ mol c ủa dung d ịch A và B 2) Tr ộn 2,75 lít ddA v ới 2,25 lít ddB. Xác định n ồng độ mol các ch ất trong dung d ịch t ạo thành và tìm độ pH c ủa dd này. Bài gi i 1) Tính n ồng độ mol c ủa dung d ịch A và B pH = 13 ⇒ pOH = 14 – pH =14 – 13 = 1 − −1 pOH = 1 ⇒ [ OH ] = 10 = 0,1 mol/l 1− 1 − 1 ⇒ C=[ OH ] = .10 = 0,05 moll / MBa( OH ) 2 2 2 +− 1 Dung d ịch pH = 1 ⇒ [H ]= 10mol / l HCl= H+ + Cl − [HCl ]= [ H+ ] = 10 − 1 mol / l 2) Nồng độ mol dung d ịch t ạo thành Số mol Ba( OH ) 2 = 2,75.0,05 = 0,1375 mol
8. Số mol HCl = 2,25.0,1 = 0,225 mol 2HCl+ Ba () OH2 = BaCl 2 + 2 H 2 O 2 1 0,225 0,1125 n dư = 0,1375 – 0,1125 = 0,025 mol Ba( OH ) 2 n= 0,1125 mol BaCl 2 V = 2,75 + 2,25 = 5 lít 0,1125 Nồng độ mol c ủa BaCl = = 0,0225 M 2 5 0,025 Nồng độ mol Ba( OH ) = = 0,005 M 2 5 2+ − Trong dung d ịch Ba( OH )2  Ba+ 2 OH 0,005 0,01 −2 pOH = −lg[ OH ] = −lg10 = 2 pH=−14 pOH =−= 14212 Bài 9 Cho m ột ít phenoltalein vào dung d ịch ammoniac loãng ch ứa a mol NH 3 được dung d ịch A có màu. H ỏi màu c ủa dung d ịch bi ến đổi nh ư th ế nào trong t ừng tr ường h ợp a) Thêm a mol HCl vào dung d ịch A b) Thêm a/3 mol AlCl 3 vào dung d ịch A Vi ết các ph ươ ng trình ph ản ứng x ảy ra (d ạng ion thu g ọn). Gi ải thích Bài gi i a) Dung d ịch có a mol NH 3 nên phenoltalein chuy ển dung d ịch thành màu h ồng. Thêm a mol HCl vào dung d ịch A. HCl+ NH3 → NHCl 4 Mu ối này th ủy phân cho môi tr ường axit v ậy dung d ịch m ất màu h ồng thành không màu. +− +− NH4++ Cl HO 2 NH 32 +++ HOH Cl + + NH4+ HO 2 NH 32 + HO + H + + Hay NH4+ HO 2 NH 33 + HO b) Thêm vào dung d ịch A a/3 mol AlCl 3 33NH32+ HO + AlCl 3 → AlOH ()3 3 ↓+ NHCl 4 a a mol mol 3 3+− +− 3NH32 +3 HOAl ++→ 3 Cl AlOH ()3 34 ↓+ NH + 3 Cl
9. 3+ + 33NH32+ HO +→ Al AlOH ()3 34 + NH Câu 10 Do nhi ều ngu ồn ô nhi ễm, trong khí quy ển th ường t ồn t ại các khí SO 2 , NO và CO 2 ; có m ột ph ần SO 2 và NO bị oxi hóa. Đó là nguyên nhân ch ủ yếu làm cho n ước m ưa có pH th ấp hơn nhi ều so v ới n ước nguyên ch ất. Vi ết các ph ươ ng trình ph ản ứng di ễn t ả nh ững bi ến hóa học đã x ảy ra. Bài gi i
   SO 2 tan vào trong n ước cho ph ản ứng axit: − + SO2+ HO 2 HSO 3 + H − +2 − HSO3 H+ SO 3
   SO 2 bị oxi hóa thành SO 3 : 2SO2+ O 2 2 SO 3 SO 3 tan vào trong n ước cho H2 SO 4 là axit m ạnh SO3+ HO 2 → HSO 24 + − H2 SO 4→ H + HSO 4 − +2 − HSO4 H+ SO 4
   NO bị oxi hóa thành NO 2 : 2NO+ O2 → 2 NO 2 NO 2 bị oxi hóa khi có n ước thành HNO 3 4NO222+ O + 2 H O → HNO 3 HNO 3 là m ột axit m ạnh + − HNO3→ H + NO 3
   CO 2 tan vào trong n ước cho ph ản ứng axit y ếu: − + CO2+ HO 2 HCO 3 + H − +2 − HCO3 H+ CO 3 Do các ch ất tan vào n ước cho ph ản ứng axit, nên trong n ước m ưa n ồng độ ion >> −7 10 , pH<<7