Bài tập luyện tập Axit, Bazơ, Muối và phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li - Hóa 11 bài 5

Bài này sẽ củng cố các kiến thức về axit, bazơ, muối và rèn luyện kỹ năng viết phương trình ion rút gọn của các phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li.

I. Kiến thức cần nắm vững về axit, bazơ, muối

1. Thuyết axit - bazơ của A-rê-ni-út

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

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

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

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

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

2. Tích số ion của nước

- Tích số của ion nước là (ở 25⁰C) là:

Một cách gần đúng, có thể coi giá trị của tích số này là hằng số cả trong dung dịch loãng của các chất khác nhau.

3. Giá trị [H⁺] và pH đặc trưng cho các môi trường

- Môi trường trung tính: [H⁺] = [OH^-] = 10^-7M hoặc pH = 7,00

- Môi trường axit: [H⁺] > [OH^-] →  [H⁺] > 10^-7M hoặc pH < 7,00

- Môi trường kiềm: [H⁺] < [OH^-] →  [H⁺] < 10^-7M hoặc pH > 7,00

Màu của quỳ, phenolphtalein và chất chỉ thị vạn năng trong dung dịch ở các giá trị pH khác nhau sẽ bị đổi màu.

4. Điều kiện xảy ra Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li.

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 một trong các chất sau:

- Chất kết tủa.

- Chất điện li yếu.

- Chất khí.

5. 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 luyện tập axit, bazo, muối và phản ứng trao đổi ion

* Bài 1 trang 22 SGK Hóa 11: Viết phương trình điện li của các chất sau: K₂S, Na₂HPO₄, NaH₂PO₄, Pb(OH)₂, HBrO, HF, HClO₄.

* Lời giải:

- Ta có các phương trình điện li sau:

• K₂S → 2K⁺ + S^2-

• Na₂HPO₄ → 2Na⁺ + HPO4^2-

 HPO4^2- ⇆ H⁺ + PO4^3-

• NaH₂PO₄ → Na⁺ + H₂PO₄^-

 H₂PO₄^- ⇆ H⁺ + HPO₄^2-

• HPO₄^2- ⇆ H⁺ + PO₄^3-

• Pb(OH)₂ ⇆ Pb²⁺ + 2OH^-

Hoặc H₂PbO₂ ⇆ 2H⁺ + PbO₂^2-

• HBrO ⇆ H⁺ + BrO^-

• HF ⇆ H⁺ + F^-

• HClO₄ ⇆ H⁺ + ClO₄^-

* Bài 2 trang 22 SGK Hóa 11: Một dung dịch có [H⁺] = 0,010M. Tính [OH^-] và pH của dung dịch. Môi trường của dung dịch này là axit, trung tính hay kiềm? Hãy cho biết màu của quỳ trong dung dịch này?

* Lời giải:

- Bài ra, ta có: [H⁺] = 0,010M = 10^-2M

Mà ta có: [H⁺].[OH^-] = 1,0.10^-14 

⇒ [OH^-] = 1,0.10^-14/[H⁺] = 1,0.10^-14/(1,0.10^-2) = 1,0.10^-12M

⇒ pH = -log [H⁺] = -log(1,0.10^-2) = 2

Vậy dung dịch này là axit vì có pH < 7. Cho quỳ tím vào dung dịch này quỳ sẽ chuyển màu đỏ.

* Bài 3 trang 22 SGK Hóa 11: Một dung dịch có pH = 9,0. Tính nồng độ mol của H⁺ và OH^- trong dung dịch? Hãy cho biết màu của phenolphtalein trong dung dịch này?

* Lời giải:

- Bài ra, ta có: pH = 9,0

Vì  pH = -log [H⁺] ⇒ log [H⁺] = -pH = -9,0 ⇒ [H⁺] = 10^-9

Mà [H⁺].[OH^-] = 1,0.10^-14 

⇒ [OH^-]  = 1,0.10^-14/[H⁺] = 1,0.10^-14/10^-9 = 10^-5

Vi pH = 9,0 > 7,0 nên dung dịch có môi trường kiềm, do đó khi cho phenolphtalein vào dung dịch này sẽ thấy phenolphtalein chuyển thành màu hồng (khi pH ≥ 8,3 phenolphtalein đổi màu).

* Bài 4 trang 22 SGK Hóa 11: Viết phương trình phân tử và ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch các cặp chất sau:

a) Na₂CO₃ + Ca(NO₃)₂

b) FeSO₄ + NaOH _(loãng)

c) NaHCO₃ + HCl

d) NaHCO₃+ NaOH

e) K₂CO₃ + NaCl

g) Pb(OH)_2(r) + HNO₃

h) Pb(OH)_2(r) + NaOH

i) CuSO₄ + Na₂S

* Lời giải:

• Cách chuyển phương trình dưới dạng phân tử thành phương trình ion rút gọn:

- Chuyển tất cả các chất vừa dễ tan, vừa điện li mạnh thành ion; các chất khí, kết tủa, điện li yếu để nguyên dưới dạng phân tử. 

- Lược bỏ những ion không tham gia phản ứng, ta thu được phương trình ion rút gọn.

a) Na₂CO₃ + Ca(NO₃)₂ → 2NaNO₃ + CaCO₃↓

- PT ion thu gọn: Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

b( FeSO₄ + 2NaOH (loãng) → Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄

- PT ion thu gọn:Fe²⁺ + 2OH^- → Fe(OH)₂↓

c) NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂↑

- PT ion thu gọn: H⁺ + HCO₃^- → H₂O + CO₂↑

d) NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

 HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

e) K₂CO3 + NaCl Không có phản ứng

g) Pb(OH)₂ (r) + 2HNO₃ → Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

 Pb(OH)_2 (r) + 2H⁺ →  Pb²⁺ + 2H₂O

h) Pb(OH)_2 (r) + 2NaOH → Na₂PbO₂ + 2H₂O

 Pb(OH)_2 (r) + 2OH^- → PbO₂^2- + 2H₂O

i) CuSO₄ + Na₂S → CuS↓ + Na₂SO₄

 Cu²⁺ + S^2- → CuS↓

* Bài 5 trang 23 SGK Hóa 11: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li chỉ xảy ra khi:

A. Các chất phản ứng phải là những chất dễ tan.

B. Các chất phản ứng phải là những chất điện li mạnh.

C. Một số ion trong dung dịch kết hợp được với nhau làm giảm nồng độ ion của chúng.

D. Phản ứng không phải là thuận nghịch.

Hãy chọn câu trả lời đúng.

* Lời giải:

- Chọn đáp án: C. Một số ion trong dung dịch kết hợp được với nhau làm giảm nồng độ ion của chúng. (do có chất kết tủa, bay hơi hoặc điện li yếu nên nồng độ ion giảm).

* Bài 6 trang 23 SGK Hóa 11: Kết tủa CdS được tạo thành trong dung dịch bằng cặp chất nào dưới đây:

A. CdCl₂ + NaOH

B. Cd(NO₃)₂ + H₂S

C. Cd(NO₃)₂ + HCl

D. CdCl₂ + Na₂SO₄

* Lời giải:

- Chọn đáp án: B. Cd(NO₃)₂ + H₂S

Ta có: Cd(NO₃)₂ + H₂S → CdS↓ + 2HNO₃