Ch−¬ng tr×nh Ho¸ líp 11
-------------------------------
VÊn ®Ò 1 :
ThuyÕt ®iÖn ly
A – Lý thuyÕt
I. Sù ®iÖn ly
1. ChÊt ®iÖn ly.
Lµ chÊt khi tan trong H2O t¹o thµnh dung dÞch dÉn ®iÖn. C¸c dung
dÞch axit, baz¬, muèi lµ nh÷ng chÊt ®iÖn ly.
- HÇu hÕt c¸c muèi tan ®Òu lµ chÊt ®iÖn ly
- C¸c baz¬ tan
- C¸c axit
2. Sù ®iÖn ly.
- Lµ qu¸ tr×nh ph©n ly thµnh c¸c ion d−íi t¸c dông cña c¸c ph©n
tö dung m«i cã cùc. I«n d−¬ng gäi lµ Cation, ion ©m gäi lµ Anion.
- Sù ®iÖn ly ®−îc biÓu diÔn b»ng ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly. Khi viÕt
ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly ph¶i l−u ý : Tæng diÖn tÝch vÕ tr¸i lu«n b»ng tæng
diÖn tÝch vÕ ph¶i.
Vd: H2SO4 = 2H+ + SO42Fe2(SO4)3 = 2Fe3+ + 3SO42- Sù ®iÖn ly lµ qu¸ tr×nh thuËn nghÞch, nghÜa lµ cã sù ph©n ly
ph©n tö cña c¸c chÊt thµnh cation vµ anion, ®ång thêi còng cã sù kÕt hîp
gi÷a cation vµ anion thµnh c¸c ph©n tö.
•
•
•
3. ChÊt ®iÖn ly m¹nh, chÊt ®iÖn ly yÕu.
ChÊt ®iÖn ly m¹nh : lµ nh÷ng chÊt khi tan vµo n−íc th× ph©n ly gÇn nh−
hoµn toµn thµnh c¸c ion. C¸c chÊt ®iÖn ly m¹nh th−êng gÆp lµ :
- HÇu hÕt c¸c muèi tan ( trõ CuCl2, HgCl2 )
- C¸c baz¬ tan (kiÒm) : NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2
- C¸c axit m¹nh : HCl, H2SO4. HNO3, HBr
Khi viÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly biÓu thÞ dÊu (=)
Vd: HCl = H+ + ClChÊt ®iÖn ly yÕu : lµ nh÷ng chÊt chØ ph©n ly mét phÇn thµnh c¸c ion.
Khi viÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly biÓu thÞ b»ng dÊu <=> . C¸c chÊt ®iÖn ly
yÕu :
C¸c axit yÕu : CH3COOH, H2S, H2CO3
Mèt sè muèi tan : CuCl2, HgCl2
Baz¬ yÕu : NH3
Vd: CH3COOH <=> CH3COO- + H+
ChÊt ®iÖn ly trung b×nh : H2SO3, H3PO4
H2SO3 <=> 2H+ + SO32-
1
• §Ó biÓu thÞ møc ®é m¹nh yÕu cña ®iÖn ly ng−êi ta dïng ®é ®iÖn ly α
Sè ph©n tö ph©n ly thµnh ion
α =
Sè ph©n tö ban ®Çu
0 <= α <= 1
0% <= α <= 100%
§é ®iÖn ly α phô thuéc vµo c¸c yÕu tè : B¶n chÊt cña chÊt ®iÖn ly,
b¶n chÊt cña dung m«i, nhiÕt ®é vµ nång ®é cña dung dÞch. Dung dÞch
cµng lo·ng th× ®é ®iÖn ly cµng lín.
II – Sù ®iÖn ly cña Axit, Baz¬ vµ Muèi
1. Axit
- Axit lµ nh÷ng chÊt cã kh¶ n¨ng cho proton.
- Dung dÞch axit lµ nh÷ng dung dich cã chøa ion H+ hoÆc H3O+
Vd: HCl = H+ + ClC¸c ®a axit ph©n ly theo tõng nÊc : H2SO4 = H+ + HSO4HSO4- = H+ + SO422. Baz¬
- Baz¬ lµ nh÷ng chÊt cã kh¶ n¨ng nhËn H+
- Dung dÞch baz¬ lµ nh÷ng dung dÞch cã chøa OHVd: NH3 + H2O <=> NH4+ + OHBa(OH)2 <=> Ba2+ + 2OH3. Hydroxit l−ìng tÝnh
Hydroxit l−ìng tÝnh lµ nh÷ng hydroxit võa cã kh¶ n¨ng cho
pr«ton vµ võa cã kh¶ n¨ng nhËn pr«ton. NghÜa lµ võa lµ axit võa lµ baz¬.
C¸c hydr«xit th−êng gÆp lµ :
D¹ng Baz¬
D¹ng Axit
HAlO2.H2O
Al(OH)3
Zn(OH)2
H2ZnO2
Cr(OH)3
HCrO2.H2O
Be(OH)2
H2BeO2
Vd:
Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O
Baz¬
H2ZnO2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O
H2ZnO2 + 2OH- = ZnO22- + 2H2O
axit
2
4. Muèi
- Muèi lµ nh÷ng hîp chÊt mµ ph©n tö gåm cation kim lo¹i ( hay
+
NH4 ) liªn kÕt víi anion gèc axit.
- Dung dÞch muèi lµ dung dÞch chøa cation kim lo¹i hay ( NH4+ )
vµ anion gèc axit.
(NH4)2SO4 = 2NH4+ + SO42Ca(NO3)2 = Ca2+ + 2NO3* Chó ý : ChÊt kÕt tña, bay h¬i kh«ng cã ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly. C¸c
oxit kh«ng ph¶i lµ chÊt ®iÖn ly.
III – pH dung dÞch
§é pH lµ chØ sè dïng ®Ó ®o nång ®é (®Æc hay lo·ng) cña axit, baz¬
khi nång ®é dung dÞch nhá h¬n 0,1 mol/ lÝt.
a. - Trong H2O ë 25oC : [H+] = [OH-] = 10-7
- Trong dung dÞch bÊt kú : [H+][OH-] = 10-14
- §é pH = - lg [H+]
- Trong m«i tr−êng trung tÝnh : [H+] = [OH-] = 10-7 => pH = 7
- Trong m«i tr−êng axit : [H+] > [OH-] => [H+] > 10-7 =>pH < 7
- Trong m«i tr−êng baz¬ : [H+] < [OH-] = > [H+]<10-7 => pH > 7
VËy : PH cµng nhá th× tÝnh axit cña m«i tr−êng cµng m¹nh.
PH cµng lín tÝnh baz¬ cña m«i tr−êng cµng m¹nh.
b. C¸ch tÝnh ®é pH cña mét dung dÞch
- X¸c ®Þnh nång ®é CM cña chÊt ®iÖn ly A trong dung dÞch.
- ViÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly cña A råi ®ùa vµo hÖ sè cña ph−¬ng
tr×nh vµ nång ®é A ®Ó x¸c ®Þnh[H+] hoÆc [OH-]
- NÕu m«i tr−êng lµ axit tÝnh ngay pH = - lg [H+]
- NÕu m«i tr−êng lµ baz¬ ph¶i tÝnh [OH-],
sau ®ã suy ra [H+] = 10-14
[OH-]
IV – Ph¶n øng trao ®æi ion trong dung dÞch
1. Kh¸i niÖm
Ph¶n øng trao ®æi ion trong dung dÞch lµ ph¶n øng x¶y ra do sù
trao ®æi ion gi÷a c¸c chÊt ®iÖn ly, ®Ó t¹o thµnh chÊt míi trong ®ã sè «xy
ho¸ cña chóng tr−íc vµ sau ph¶n øng kh«ng thay ®æi.
2. §iÒu kiÖn ®Ó ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn
Sau ph¶n øng ph¶i cã sù t¹o thµnh mét trong c¸c chÊt : chÊt kÕt tña,
chÊt khÝ, chÊt ®iÖn ly yÕu (H2O).
3. C¸ch viÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng trao ®æi ion
- ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ c©n b»ng ph−¬ng tr×nh ph©n tö
3
- ViÕt chÊt ®iÖn li m¹nh d−íi d¹ng ion, chÊt ®iÖn li yÕu vµ chÊt kh«ng
®iÖn li gi÷ nguyªn.
- §¬n gi¶n c¸c ion gièng nhau ë 2 vÕ, phÇn cßn l¹i lµ ph−¬ng tr×nh ion
thu gän.
(ptpt)
Vd : 3H2SO4 + 2Fe(OH)3 = Fe2(SO4)3 + 6H2O
+
23+
26H + 3SO4 + 2Fe(OH)3 = 2Fe + 3SO4 + 6H2O (pt ion)
6H+ + 2Fe(OH)3 = 2Fe3+ + 6H2O
(pt ion rót gän)
V – Sù thuû ph©n cña muèi
1. Kh¸i niÖm
Ph¶n øng thuû ph©n lµ ph¶n øng thuËn nghÞch x¶y ra do mét
muèi t¸c dông víi H2O.
-
-
-
2. C¸c tr−êng hîp
Muèi t¹o thµnh bëi axit m¹nh vµ baz¬ m¹nh : Khi tan trong H2O cho
dung dÞch cã tÝnh trung tÝnh (pH = 7)
Vd: dd NaCl, dd K2SO4 ...
Muèi t¹o thµnh bëi axit m¹nh vµ baz¬ yÕu : khi tan trong H2O r¹o
dung dÞch cã tÝnh axit (pH < 7) lµm quú tÝm ®á.
Vd: dd CuSO4
CuSO4 = Cu2+ + SO42Cu2+ + 2H2O <=> Cu(OH)+ + H3O+
Muèi t¹o bëi axit yÕu vµ baz¬ m¹nh: Khi tan trong H2O t¹o dung
dÞch baz¬ (pH > 7) lµm quú tÝm chuyÓn sang mÇu xanh. V× khi tan
trong n−íc anion gèc axit nhËn pr«ton.
Vd: dd CH3COONa
CH3COONa = CH3COO- + Na+
CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OHMuèi t¹o thµnh bëi axit yÕu vµ baz¬ yÕu khi tan trong H2O t¹o m«i
tr−êng trung tÝnh.
Vd: CH3COONH4 = CH3COO- + NH4+
CH3COO- + NH4+ + H2O <=> CH3COOH + NH4OH
VI - Nång ®é mol
1. Kh¸i niÖm
Nång ®ä mol/l (CM) cña dung dÞch A (Víi A cã thÓ lµ ph©n tö
hoÆc ion) lµ sè mol (A) cã chøa trong 1 lit dung dÞch.
nA
[A] =
nA : Sè mol A
Vdd
Vdd : ThÓ tÝch dung dÞch qui ra lit
4
B – C¸c d¹ng bµi tËp c¬ b¶n
1.
ViÕt ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly vµ tÝnh nång ®é c¸c ion trong dung
dÞch khi kh«ng cã ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra.
Bµi 1:
TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion Ba2+ vµ OH- cã trong dung dÞch
Ba(OH)2 0,02 M
Gi¶i:
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH0,02
0,02
2. 0,02 (mol)
Dùa theo ph−¬ng tr×nh ph¶n øng:
nBa2+ = nBa(OH)2
[Ba2+] = [Ba(OH)2] = 0,02M
nOH- = 2. nBa(OH)2
[OH-] = 2.[Ba(OH)2] = 0,04M
Bµi 2:
Trén lÉn 150 ml dung dÞch CaCl2 0,5M. TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c
ion trong dung dich thu ®−îc.
(1)
Gi¶i:
CaCl2 = Ca2+ + 2Cl0,075
0,075
0,15 (mol)
NaCl = Na+ + Cl(2)
0,1
0,1
0,1 (mol)
nCaCl2 = CM.V = 0,15. 0,5 = 0,075 (mol)
nCaCl = CM.V = 0,05. 2 = 0,1
(mol)
Vdd = 150 ml + 50 ml = 200ml = 0,2 (l)
Tõ ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly (1):
0,075
nCa2+
nCa2+ = 0,075 (mol)
[Ca2+] =
=
= 0,375 (M)
Vdd
0,2
Tõ ph−¬ng tr×nh ®iÖn ly (2):
0,1
+
+
[Na ] =
= 0,5 (M)
nNa = 0,1 mol
0,2
Tõ ph−¬ng tr×nh (1) vµ (2):
0,25
[Cl-] =
= 1,25 (M)
nCl- = 0,15 + 0,1 = 0,25 mol
0,2
2. ViÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng trao ®æi ion
Bµi 1:
ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ ph−¬ng tr×nh ion cña c¸c ph¶n øng
trong dung dÞch theo s¬ då sau ®©y:
a. CaCl2 + ?
CaCO3 + ?
c. Fe2(SO4)3 + ?
K2SO4 + ?
b. FeS + ?
FeCl2 + ?
d. BaCO3 + ?
Ba(NO3)2 + ?
5
H−íng dÉn: Muèn hoµn thµnh ph−¬ng tr×nh ph©n tö ph¶i dùa vµo c¸c
chÊt ®· cho vµ tÝnh chÊt cña nã. VÝ dô ë c©u (a) ta cã thÓ chän mét muèi
Cacbonat tan bÊt k×. C©u (b) chØ cã thÓ chän mét axit cã gèc Cl- nªn ®¸p
sè duy nhÊt lµ axit HCl.
a. CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl
Ca2+ + 2Cl- + 2Na+ + CO32- = CaCO3 + 2Na+ + 2ClCa2+ + CO32- =CaCO3
b. FeS + 2HCl = FeCL2 + H2S
FeS + 2H+ + 2Cl- = Fe2+ + 2Cl- + H2S
FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S
c. Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3 + 3K2SO4
2Fe3+ + 3SO42- + 6K+ + 6OH- = 2Fe(OH)3 + 6K+ + 3SO422Fe3+ + 6OH- = 2Fe(OH)3
d. BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2 + H2O
BaCO3 + 2H+ + 2NO3- = Ba2+ + 2NO3- + CO2 + H2O
BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2 + H2O
Bµi 2:
ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö cña c¸ ph¶n øng cã ph−¬ng tr×nh ion rót
gän sau:
a. Pb2+ + SO42- = PbSO4
b. Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2
c. S2- + 2H+ = H2S
H−íng dÉn: Th−êng d¹ng bµi nµy cã rÊt nhiÒu c¸ch chän kh¸c nhau tuú
theo ®Çu bµi yªu cÇu. VÝ dô ë c©u (a) ®Ó cã Pb2+ ta chän mét muèi ch× tan
bÊt k×, ®Ó cã ion SO42- ta chän H2SO4 hoÆc mét muèi sunfat tan bÊt k×.
a. Pb(NO3)2 + CuSO4 = PbSO4 + Cu(NO3)2
b. Mg(NO3)2 + 2KOH = 2KNO3 + Mg(OH)2
c. Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S
3. D¹ng bµi tÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion vµ c¸c chÊt trong dung
dÞch thu ®−îc khi trçn lÉn c¸c dung dÞch víi nhau vµ ®ång thêi cã ph¶n
øng ho¸ häc x¶y ra.
Vd: Trén lÉn 100ml dung dÞch NaHSO4 1M víi 100 ml dung dÞch
NaOH 2M ®−îc dung dÞch D.
a. ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ ph−¬ng tr×nh ion cña ph¶n øng x¶y ra
trong dung dÞch D.
b. TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion trong dung dÞch thu ®−îc.
Gi¶i: nNaHSO4 = 0,1.1 = 0,1 mol
nNaOH = 0,1.2 = 0,2 mol
Vdd = 100 ml + 100 ml = 200 ml
6
Ph−¬ng tr×nh ®iÖn li: NaHSO4 = Na+ + HSO4- (1)
0,1
0,1
0,1 (mol)
+
NaOH = Na + OH - (2)
0,2
0,2
0,2 (mol)
Khi trén 2 dung dÞch cã ph¶n øng :
HSO4- + OH- = H2O + SO420,1
0,1
0,1 (mol)
VËy trong dung dÞch thu ®−îc sau ph¶n øng cã : 0,1 mol SO42- ; 0,1 mol
OH- ; 0,3 mol Na+.
0,1
0,1
0,3
2+
= 0,5 M ; [OH ] =
= 0,5M ; [Na ] =
= 1,5M
[SO4 ] =
0,2
0,2
0,2
4. TÝnh ®é pH cña dung dÞch
Vd: Trén lÉn 50ml dung dÞch HCl 0,12 M víi 50 ml dung dÞch NaOH
0,1M. TÝnh pH cña dung dÞch thu ®−îc.
Gi¶i:
nHCl = 0,05.0,12 = 0,006 mol
nNaOH = 0,05.0,1 = 0,005 mol
Vdd = 100 ml = 0,1 (l)
+
(1)
- Ph−¬ng tr×nh ®iÖn li: HCl = H + Cl0,006
0,006
0,006 (mol)
+
(2)
NaOH = Na + OH0,005
0,005
0,005
(mol)
+
- Ph−¬ng tr×nh ph¶n øng:
H + OH = H2O (3)
0,005 0,005
0,005 (mol)
- Dung dÞch thu ®−îc sau khi trén cã :
nH+ = 0,006 – 0,005 = 0,001 = 10-3 mol
10-3
= 10-2
[H+] =
0,1
M: pH = - lg H+ = - lg 10-2 = 2
5- Axit - baz¬
Vd: Theo ®Þnh nghÜa míi vÒ axit- baz¬ c¸c ion Na+, NH4+, CO32-,
CH3COO-, HSO4-, K+, Cl-, HCO3- lµ axit, baz¬, l−ìng tÝnh hay trung tÝnh ?
T¹i sao? Trªn c¬ së ®ã h·y dù ®o¸n c¸c dung dÞch sau cã m«i tr−êng axit
hay baz¬: Na2CO3, KCl, CH3COONa, NH4Cl, NaHSO4.
Gi¶i:
- Dùa vµo dÞnh nghÜa míi vÒ axit-baz¬ cña Bronsted cã thÓ kÕt luËn. C¸c
ion NH4+, HSO4- lµ nh÷ng axit v× chóng cã kh¶ n¨ng cho pr«ton (H+)
7
NH4+ + H2O <=> H3O+ + NH3
HSO4- + H2O <=> H3O+ + SO42- C¸c ion CO32-, CH3COO- lµ nh÷ng baz¬ v× chóng cã kh¶ n¨ng nhËn
pr«ton.
CO32- + H2O <=> HCO3- + OHCH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OHIon HCO3- l−ìng tÝnh v× võa cã kh¶ n¨ng cho võa cã kh¶ n¨ng nhËn
pr«ton.
HCO3- + H2O <=> CO32- + H3O+
HCO3- + H3O+ <=> CO2 + 2H2O
- C¸c ion : Na+, K+, Cl- kh«ng cã kh¶ n¨ng cho, nhËn pr«ton ®−îc gäi
lµ c¸c ion trung tÝnh.
- C¸c dung dÞch: NH4Cl, NaHSO4 cã pH < 7.
C¸c dung dÞch : Na2CO3, CH3COONa cã pH > 7
Dung dÞch KCl cã pH = 7
C - Bµi tËp t−¬ng tù
Bµi 1:
TÝnh nång ®é mol/l cña c¸c ion trong dung dÞch CH3COOH 1,2M
biÕt r»ng chØ cã 1,4% sè ph©n tö ph©n ly thµnh ion.
Bµi 2:
Trén lÉn 100ml dung dÞch KOH 1M víi 100ml dung dÞch HCl 0,5M
®−îc dung dÞch D.
a. TÝnh ®é pH cña dung dÞch D
b. TÝnh V cña dung dÞch H2SO4 1M ®ñ ®Ó trung hoµ dung dÞch D.
Bµi 3:
Trong dung dÞch cã thÓ tån t¹i ®ång thêi c¸c ion sau ®©y ®−îc
kh«ng ? Gi¶i thÝch vµ sao?
a. Na+, Cu2+, Cl- vµ OHb. K+, Fe2+, Cl-, SO42c. K+, Ba2+, Cl-, SO42Bµi 4:
8
ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö vµ ph−¬ng tr×nh ion rót gän cña c¸c ph¶n
øng trong dung dÞch theo s¬ ®å sau:
BaCl2 + ... c. Na2SiO3 + ...
H2SiO3 + ...
a. BaSO3 + ...
b. K3PO4 + ...
Ag3PO4 + ... d. AlBr3 + ...
Al(OH)3 + ...
Bµi 5:
ViÕt ph−¬ng tr×nh ph©n tö cña c¸c ph¶n øng cã ph−¬ng tr×nh ion rót
gän nh− sau :
a. Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3
d. H3O+ + OH- = 2H2O
b. 2H+ + CO32- = H2O + CO2
e. 2H3O+ + MgO = Mg2+ + 3H2O
c. 3Ca2+ + 2PO43- = Ca3(PO4)2
f. 2H+ + Cu(OH)2 = Cu2+ + 4H2O
Bµi 6:
Cã 3 èng nghiÖm mçi èng chøa 2 cation vµ 2 anion (kh«ng trïng
lÆp gi÷a c¸c èng nghiÖm). Trong sè c¸c cation vµ c¸c anion sau :
NH4+, Na+, Ag+, Ba2+, Mg2+, Al3+, Cl-, Br-, NO3-, SO42-, PO43-, CO32H·y x¸c ®Þnh c¸c cation vµ c¸c anion trong tõng èng nghiÖm.
Bµi 7:
TÝnh nång ®é mol/l cña dung dÞch H2SO4 vµ dung dÞch NaOH biÕt
r»ng:
- 30 ml dung dÞch H2SO4 §−îc trung hoµ hÕt bëi 20 ml dung dÞch NaOH
vµ 10 ml dung dÞch KOH 2M.
- 30 ml dung dÞch NaOH ®−îc trung hoµ hÕt bëi 20 ml dung dÞch H2SO4
vµ 5 ml dung dÞch HCl 1M.
Bµi 8:
C¸c chÊt vµ ion cho d−íi ®©y ®ãng vai trß axit, baz¬, l−ìng tÝnh hay
trung tÝnh :
Al(H2O)3+, S2-, Zn(OH)2, NH4+, Na+, Cl- ? T¹i sao ?
Hoµ tan 4 muèi : NaCl, NH4Cl, AlCl3, Na2S vµo n−íc ®−îc 4 dung
dÞch. Sau ®ã cho vµo mçi dung dÞch mét Ýt quú tÝm. Hái dung dÞch ®ã cã
mÇu g× ? T¹i sao ?
9
- Xem thêm -