Bài 5: Luyện tập về axit-bazo-muối; phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li

I. KIẾN THỨC CẦN NẮM

1. Axit khi tan trong nước phân li ra ion H⁺.

2. Bazơ khi tan trong nước phân li ra ion OH^-.

3. Hidroxit lưỡng tính khi tan trong nước vừa có thể phân li như axit vừa có thể phân li như bazơ.

4. Hầu hết các muối khi tan trong nước phân li hoàn toàn ra cation kim loại (hoặc ion NH₄⁺) và anion gốc axit.

Nếu gốc axit còn chứa hidro có tính axit, thì gốc đó tiếp tục phân li yếu ra cation H⁺ và anion gốc axit.

5. Tích số ion của nước là K_{\(H_2O\)} = [H⁺].[OH^-] = 10^-14 (ở 25^oC). Một cách gần đúng, có thể coi giá trị của tích số này là hằng số trong dung dịch loãng của các chất khác nhau.

6. Các giá trị [H⁺] và pH đặc trưng cho các môi trường.

7. Các chất chỉ thị có màu sắc khác nhau trong dung dịch ở các giá trị pH khác nhau.

8. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp với nhau tạo thành ít nhất một trong các chất sau: chất kết tủa, chất điện li yếu, chất khí.

9. Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.

Trong phương trình ion rút gọn, người ta loại bỏ những ion không tham gia phản ứng, còn những chất kết tủa, điện li yếu, chất khí được giữ nguyên dưới dạng phân tử.

II. BÀI TẬP

Bài 1. Viết phương trình điện li của các chất sau: HClO₃, NaHCO₃, H₂S, KH₂PO₄.

Lời giải

HClO₃   →  H⁺  +  ClO₃^-

NaHCO₃  →  Na⁺   +  HCO₃^-

HCO₃^-  ⇌   H⁺   +   CO₃^2-

H₂S   ⇌   H⁺   +   HS^-

HS^-   ⇌   H⁺   +   S^2-

KH₂PO₄   →   K⁺  +  H₂PO₄^-

H₂PO₄^-   ⇌   H⁺  +  HPO₄^2-

HPO₄^2-    ⇌  H⁺   +   PO₄^3-

Bài 2. Một dung dịch có [H⁺] = 0,0001M. Tính [OH^-] và pH của dung dịch. Dung dịch này có môi trường gì. Cho biết màu của quỳ tím và phenolphtalein trong dung dịch này.

Lời giải

Ta có tích số tan của nước K_{\(H_2O\)} = [H⁺][OH^-] = 10^-14.

=> [OH^-] = \(\dfrac{10^{-14}}{\left[H^+\right]}\) = \(\dfrac{10^{-14}}{10^{-4}}\) = 10^-10 M.

Mà [H⁺] = 10^-4 < 10^-7 nên dung dịch có môi trường axit. 

Quỳ tím khi cho vào trong dung dịch này sẽ chuyển sang màu đỏ. Còn phenolphtalein khi cho vào trong dung dịch sẽ không màu.

Bài 3. Hoà tan hoàn toàn 0,12 gam Mg trong 100,0 ml dung dịch HCl 0,20 M. Tính pH của dung dịch sau khi phản ứng kết thúc (thể tích dung dịch biến đổi không đáng kể).

Lời giải

nMg = \(\dfrac{0,12}{24}\) = 0,005 mol,  nHCl = 0,2.0,1 = 0,02 mol

Phương trình phản ứng:           Mg    +   2HCl   →  MgCl₂   +   H₂

Ta có: \(\dfrac{nMg}{1}< \dfrac{nHCl}{2}\) => Mg phản ứng hết và HCl dư.

nHCl _{phản ứng}  = 2nMg = 0,005.2 = 0,01 mol

nHCl_dư = 0,02 - 0,01 = 0,01 mol

=> [H⁺]_dư = [HCl]_dư = \(\dfrac{0,01}{0,1}\) = 0,1M = 10^-1.

Vậy pH của dung dịch sau phản ứng bằng 1.

Bài 4. Dung dịch A chứa hai cation là Fe²⁺ 0,1 mol, Al³⁺ 0,2 mol và hai anion Cl^- x mol và SO₄^2- y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của x và y lần lượt là bao nhiêu.

Lời giải

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:

0,1.2 + 0,2.3 = x + 2y (1)

Khối lượng muối khan sau khi cô cạn bằng tổng khối lượng các ion trong dung dịch:

=> 0,1.56 + 0,2.27 + 35,5.x + 96.y = 46,9  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,2 và y = 0,3.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!