Bài tập bồi dưỡng HSG quốc gia và quốc tế phần hóa phân tích

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

I. QUỐC GIA: I.1. NHẬN BIẾT, TÁCH, TINH CHẾ:

H Ơ

Chỉ dùng thêm phương pháp đun nóng, hãy nêu cách phân biệt các dung dịch

N

Bài 1:

TP .Q

U

Y

N

mất nhãn chứa từng chất sau: NaHSO4, KHCO3, Mg(HCO3)2, Na2SO3, Ba(HCO3)2.

Giải:

ẠO

- Lấy mẫu thí nghiệm.

Đ

- Đun nóng các mẫu thí nghiệm thì thấy:

Ư N

G

+ Một mẫu chỉ có khí không màu thoát ra là KHCO3.

H

t0 2KHCO3 → K2CO3 + CO2↑ + H2O

TR ẦN

+ Hai mẫu vừa có khí thoát ra vừa có kết tủa trắng là dung dịch Mg(HCO3)2, dung dịch Ba(HCO3)2.(Nhóm I)

00

B

t0 Mg(HCO3)2 → MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O

10

t0 Ba(HCO3)2 → BaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O

2+

3

+ Hai mẫu không có hiện tượng gì là dung dịch NaHSO4, dung dịch

ẤP

Na2SO3. (Nhóm II).

C

- Lần lượt cho dung dịch KHCO3 đã biết vào 2 dung dịch ở nhóm II.

Ó

A

+ Dung dịch có sủi bọt khí là NaHSO4:

H

2NaHSO4 + 2KHCO3 → Na2SO4 + K2SO4 + CO2 ↑ + 2H2O

-L

Í-

+ Dung dịch không có hiện tượng là Na2SO3.

G

TO

ÁN

- Lần lượt cho dung dịch NaHSO4 vào 2 dung dịch ở nhóm I. + Dung dịch vừa có sủi bọt khí, vừa có kết tủa trắng là Ba(HCO3)2:

2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 ↓ + Na2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O

Ỡ N

+ Dung dịch chỉ có sủi bọt khí là Mg(HCO3)2.

BỒ

ID Ư

2NaHSO4 + Mg(HCO3)2 → MgSO4 + Na2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O

Bài 2: Trình bày sơ đồ nhận biết và phương trình ion của các phản ứng đã xảy ra khi nhận biết các cation trong dung dịch X gồm Ba2+, Fe2+, Pb2+, Cr3+, NO3-.

1 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Ba2+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-17,43

Cho: BaCrO4↓ + H2O

2Ag+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-19,50

Ag2CrO4 + H2O

pKa của HCrO4- bằng 6,50.

N

Giải:

N

H Ơ

Sơ đồ:

TP .Q

U

Y

Dung dịch X (Ba2+, Fe2+, Pb2+, Cr3+, NO3-

G

Đ

ẠO

H2SO4

Ư N

Cr3+ , Fe2+

H

BaSO4↓, PbSO4↓

NaOH + H2O2

00

B

TR ẦN

NaOH

ẤP

2+

3

10

PbO2-, SO42- ,OH-

C

HNO3 PbSO4↓ (trắng) (hoặc + H2S cho PbS↓ (đen)

Fe(OH)3↓ (đỏ nâu)

CrO42(dung dịch màu vàng)

-L

Í-

H

Ó

A

BaSO4↓ (trắng)

ÁN

Phương trình ion của các phản ứng: -

TO

Ba2+ + HSO4 ⇋ BaSO4 + H+

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

(trắng)

Pb2+ + HSO4

-

⇋ PbSO4 + H+ (trắng)

H+ + OH - ⇋ H2O PbSO4↓ + 4 OH- ⇋ PbO22- + SO42- + H20 PbO22- + SO42- + 4 H+ ⇋ PbSO4↓ + 2 H2O

2 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

(trắng) ( PbO22- + 2 H2S ⇋ PbS↓ + 2 H2O ) (đen)

H Ơ

N

Cr3+ + 3 OH - ⇋ Cr(OH)3↓

Y

N

Cr(OH)3↓ + OH - ⇋ CrO2- + 2 H2O

TP .Q

Fe2+ + 2 OH -

U

2 CrO2- + 3H2O2 + 2 OH- ⇋ 2 CrO42- + 4 H2O

ẠO

⇋ Fe(OH)2↓

Đ

(trắng xanh)

Ư N

G

2 Fe(OH)2 + H2O2 ⇋ Fe(OH)3↓

TR ẦN

H

(nâu đỏ) Bài 3:

00

B

Trong phòng thí nghiệm có các dung dịch bị mất nhãn: AlCl3, NaCl, KOH,

10

Mg(NO3)2, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3. Dùng thêm một thuốc thử, hãy nhận biết mỗi

3

dung dịch. Viết các phương trình phản ứng (nếu có).

ẤP

2+

Giải:

C

Có thể dùng thêm phenolphtalein nhận biết các dung dịch AlCl3, NaCl, KOH,

Ó

A

Mg(NO3)2, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3.

H

Lần lượt nhỏ vài giọt phenolphtalein vào từng dung dịch.

-L

Í-

- Nhận ra dung dịch KOH do xuất hiện màu đỏ tía.

ÁN

Lần lượt cho dung dịch KOH vào mỗi dung dịch còn lại:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

- Dung dịch AgNO3 có kết tủa màu nâu Ag+ + OH– → AgOH ↓ ; (hoặc 2Ag+ + 2OH– → Ag2O + H2O)

- Dung dịch Mg(NO3)2 có kết tủa trắng, keo Mg2+ + 2OH– → Mg(OH)2 ↓ - Các dung dịch AlCl3, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2 đều có chung hiện tượng tạo ra kết

tủa trắng, tan trong dung dịch KOH (dư).

Al3+ + 3OH– → Al(OH)3 ↓ ; Al(OH)3 ↓ + OH– AlO2– + 2H2O Pb2+ + 2OH– → Pb(OH)2 ↓ ; Pb(OH)2↓ + OH– PbO2– + 2H2O

3 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Zn2+ + 2OH– → Zn(OH)2 ↓ ; Zn(OH)2↓ + OH– ZnO2– + 2H2O - Dung dịch NaCl không có hiện tượng gì - Dùng dung dịch AgNO3 nhận ra dung dịch AlCl3 do tạo ra kết tủa trắng

Y

N

Pb2+ + 2 Cl – PbCl2 ↓

H Ơ

- Dùng dung dịch NaCl nhận ra dung dịch Pb(NO3)2 do tạo ra kết tủa trắng

N

Ag+ + Cl – AgCl ↓

TP .Q

U

- Còn lại là dung dịch Zn(NO3)2.

ẠO

Bài 4:

Đ

1. Khi phân tích nguyên tố các tinh thể ngậm nước của một muối tan A của kim

oxi

0,00

57,38

nitơ

hiđro

14,38

0,00

3,62

lưu huỳnh

H

% khối lượng trong muối

Ư N

cacbon

TR ẦN

Nguyên tố

G

loại X, người ta thu được các số liệu sau:

00

B

Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nóng dần lên nhiệt độ cao,

10

người ta thấy rằng, trước khi bị phân hủy hoàn toàn, A đã mất 32% khối lượng.

2+

3

Trong dung dịch nước, A phản ứng được với hỗn hợp gồm PbO2 và HNO3

ẤP

(nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan trong HCl.

C

Hãy xác định kim loại X, muối A và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Biết

Ó

A

X không thuộc họ Lantan và không phóng xạ.

Í-

H

2. Có một túi bột màu là hỗn hợp của 2 muối không tan trong nước. Để xác định

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

thành phần của bột màu này, người ta tiến hành các thí nghiệm sau: Bột màu + HCl đặc, to Dung dịch B

Cặn bột trắng

Chia B thành 3 phần

Cặn bột trắng + Na2CO3 (bão hoà)

khuấy kĩ, to

Phần 1 + Na2S → Kết tủa trắng C

Dung dịch F + kết tủa trắng G

Phần 2 + K4[Fe(CN)6] → Kết tủa trắng

F + BaCl2, HCl → Kết tủa trắng H

Phần 3 + giấy tẩm Pb(CH3COO)2

G + CH3COOH (đặc) → Dung dịch I

→ Kết tủa đen E

Chia I thành 2 phần Phần 1 + CaSO4(bão hoà), HCl → Kết tủa trắng H Phần 2 + K2CrO4, NaOH (dư) → Kết tủa 4

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

vàng K Cho biết thành phần của bột màu và viết phương trình ion thu gọn của các phản ứng

H Ơ

N

xảy ra.

N

Giải:

TP .Q

U

Y

1. Ta có:

3,62 57,38 14,38 : : = 3,59 : 3,59 : 0,448 → n H : n O : n S = 8 : 8 : 1 1,008 16 32,06

ẠO

n H : nO : nS =

Đ

Vậy công thức đơn giản nhất cho biết tương quan số nguyên tử của các nguyên

G

tố H, O, S trong A là (H8O8S)n.

Ư N

% khối lượng X trong A bằng 100% - (3,62 + 57,38 + 14,38)% = 24,62%

H

24, 62 = 54,95 (g/mol) → X là mangan (Mn).

0, 448

TR ẦN

Với n = 1 → MX =

Với n = 2 → MX = 109,9 (g/mol) → Không có kim loại nào có nguyên tử khối như ≥

3 → MX

≥

164,9 (g/mol) → X thuộc họ Lantan hoặc phóng xạ (loại).

10

Với n

00

B

vậy.

2+

3

Vậy công thức đơn giản nhất của A là MnH8O8S.

ẤP

Mặt khác, X phản ứng với BaCl2 tạo thành kết tủa không tan trong HCl, mà trong

C

A có 1 nguyên tử S, do đó A là muối sunfat hoặc muối hiđrosunfat: MnH8O4SO4.

Ó

A

Khi đun nóng (A chưa bị phân hủy), 32% khối lượng A mất đi, trong đó MA =

ÁN

-L

mol H2O.

Í-

H

223,074 (g/mol) → 32%.MA = 32%. 223,074 = 71,38 (g) ≈ 72 (g), tương đương với 4

BỒ

1, 008.8 .100 = 3, 61% ≅ 3, 62% .

223, 074

Vậy A là muối mangan(II) sunfat ngậm 4 phân tử nước: MnSO4.4H2O. Phương trình phản ứng: 1/ MnSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + MnCl2

ID Ư

Ỡ N

G

TO

→ % H (trong 4 mol H2O) =

2/ 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 → 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4↓ + 2H2O 2. Bột màu là hỗn hợp của ZnS và BaSO4 (Litopon). Các phản ứng: ZnS

+ 2H+

→ Zn2+ (B)

Zn2+

+ S2-

→ ZnS↓(C)

+ H2S (B)

5 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

3Zn2+ + 2K+ + 2Fe(CN) 64− → K2Zn3[Fe(CN)6]2↓ (D) + Pb2+ + 2CH3COO- → 2CH3COOH + PbS↓ (E) → SO 24− (F)

+ Ba2+

→ BaSO4↓ (H)

SO 24−

+ BaCO3↓ (G)

N

BaSO4 + CO 32−

→ Ba2+ (I) + 2CH3COO- + H2O + CO2↑

Ba2+

+ CaSO4(bão hòa)

→ Ca2+ + BaSO4↓ (H)

Ba2+

+ CrO 24−

→ BaCrO4↓ (K)

ẠO

TP .Q

U

Y

N

BaCO3 + 2CH3COOH

H Ơ

H2S

Đ

I.2. CÂN BẰNG AXIT – BAZƠ:

G

Bài 1:

Ư N

Dung dịch bão hòa H2S có nồng độ 0,100 M. Hằng số axit của H2S: K1 = 1,0.10-7 và

TR ẦN

H

K2 = 1,3.10-13. Tính nồng độ ion sunfua trong dung dịch H2S 0,100 M khi điều chỉnh

10

00

B

pH = 2,0.

3

Giải:

ẤP

2+

Trong dung dịch có các cân bằng:

C

H2S (k) ⇋ H2S (aq)

–

⇋ H+ + S2-

-L

Í-

HS

H

Ó

A

H2S (aq) ⇋ H+ + HS

ÁN

H2S (aq) ⇋ 2H+ + S2-

K1 = 1,0 x 10-7 K2 = 1,3 x 10-13 K = K l. K 2

G

TO

[ H + ]2 [ S 2 − ] K= [H 2 S ]

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Theo đề bài ta có: CH2S = [H2S] = 0,1 M [H2S] = 10-1 [H+] = 10-2 2-

[S ] = 1,3.10

-20 [ H 2 S ]

[ H + ]2

-20

= 1,3.10

10 −1 = 1,3.10-17 (M) −2 2 (10 )

6 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Bài 2: 1. Tính độ điện li của ion CO32− trong dung dịch Na2CO3 có pH =11,60 (dung dịch A).

N

2. Thêm 10,00 ml HCl 0,160 M vào 10,00 ml dung dịch A. Tính pH của hỗn hợp

N

Ka2 = 10−10,33

Y

⇌ H + + CO32− ;

TP .Q

HCO3−

Ka1 = 10−6,35

U

Cho: CO2 + H2O ⇌ HCO3− + H+ ;

H Ơ

thu được.

G

Đ

ẠO

Độ tan của CO2 trong nước bằng 3,0.10−2 M.

Ư N

Giải:

+ H2O

HCO3

+ OH

10 −14 −3,67 Kb1 = −10 , 33 = 10 10

−

B

⇌

−

TR ẦN

CO32−

H

1. Các cân bằng xảy ra trong dung dịch:

10

00

(1)

2+

3

+ H2O ⇌ H2O + CO2 + OH

−

10 −14 Kb2 = − 6,35 = 10−7,65 10

(2)

ẤP

HCO3

−

C

Do Kb1 >> Kb2 nên cân bằng (1) là chủ yếu.

CO32− + H2O ⇌ C

[ ]

C − 10−2,4

Í-

H

C

10−2,4

-L ÁN

TO G Ỡ N ID Ư

BỒ

Kb1 = 10−3,67

Ó

A

HCO3− + OH−

(10 )

10−2,4

−2,4 2

Kb1 =

⇒ C = 10

−2,4

C −10

−2,4

= 10−3,67

10 −4,8 + = 0,0781 M 10 −3, 76

Độ điện li của ion CO32- trong dung dịch: αCO32−

10−2,4.102 = 0,0781

= 5,1 %

7 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

0,0781 = 0,03905 M 2 + 2H+ →

+

H2

0,08

N

0,03905

CO2

N

CO32−

H Ơ

=

1,9.10−3

[]

0,03905

Y

CNa2CO3

C

0,16 = 0,08 M ; 2

CHCl =

U

2.

TP .Q

⇒ CCO2 > LCO2 nên chấp nhận nồng độ của ion CO32- bằng 3,0.10-2 M

H2O

H+

⇌

x

TR ẦN

1,9. 10−3 + x

Ư N

1,9.10−3

[ ] 3,0.10−2 − x

Ka1 = 10−6,35

H

3,0.10−2

C

HCO3−

+

Đ

+

G

CO2

ẠO

Do Ka1 >> Ka2 nên cân bằng chủ yếu là:

x( x + 1,9.10 −3 ) Ka1 = = 10−6,35 −2 3,0.10 − x

⇒ [H+] = 1,9.10−3

00

B

⇒ x = 7,05.10−6 << 1,9. 10−3

ẤP

2+

3

10

Vậy pH = − lg1,9. 10−3 = 2,72

C

Bài 3:

H

M.

Í-

3

Ó

A

1. Tính pH của dung dịch A gồm KCN 0,120 M; NH3 0,150 M và KOH 5,00.10-

-L

2. Tính thể tích dung dịch HCl 0,210 M cần cho vào 50,00 mL dung dịch A để

ÁN

pH của hỗn hợp thu được bằng 9,24.

TO

Cho biết pKa của HCN là 9,35; của NH4+ là 9,24; của H2S là 7,00 và 12,92.

Ỡ N

G

)

BỒ

ID Ư

Giải: 1. Các cân bằng xảy ra trong dung dịch: CN- + H2O ⇌ HCN + OH-

Kb1 = 10- 4,65

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

Kb2 = 10- 4,76

H2O ⇌ H+ + OH-

Kw = 10-14

8 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

K+ + OH-

KOH →

[OH-] = CKOH + [HCN] + [NH4+] + [H+]

Đặt: [OH-] = x x

x

H Ơ

x

N

− K x = 5.10-3 + Kb1 [CN ] + Kb2 [ NH 3 ] + w

ẠO

⇒ x = [OH-] = 5,9.10-3M. [ HCN ] 10 −4, 65 = 3,8.10-3 = − −3 [CN ] 5,9.10

G

Đ

→ [HCN] << [CN-]

Ư N

Kiểm tra lại:

Y

TP .Q

Ta có: x2 - 5.10-3x - 5,29.10-6 = 0

U

Tính gần đúng: xem [CN-] = CCN- = 0,12M và [NH3] = CNH3 = 0,15 M .

N

x2 - 5.10-3x - (Kb1[CN-] + Kb2[NH3] + Kw) = 0

→

[ NH 4+ ] 10 −4, 67 = = 2,9.10-3 −3 [ NH 3 ] 5,9.10

TR ẦN

H

→ [NH4+] << [NH3]

B

Vậy cách giải gần đúng trên có thể chấp nhận ⇒ pH = 11,77.

00

[ NH 3 ] [ NH 3 ] = 9,24 + lg = 9,24 + [ NH 4 ] [ NH 4+ ]

10

2. pH = pKNH4+ + lg

2+

3

→ [NH4+] = [NH3] có nghĩa là 50% NH3 đã bị trung hoà, dĩ nhiên toàn bộ KOH

C

ẤP

đã bị trung hoà.

Ó

A

Mặt khác pH = 9,24 = pKHCN + lg

[CN − ] [CN − ] = 9,35 + lg [ HCN ] [ HCN ]

Í-

H

→ [CN-] = 10-0,11 = 0,776.

[HCN] 1 = = 0,563 CCN− 1 + 0,776

⇒

ÁN

-L

[ HCN ] 1 = − [CN ] 0,776

TO

Nghĩa là 56,3% CN- đã bị trung hoà.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Vậy VHCl.0,21 = VA.CKCN.0,563 + VA.CNH3.0,5 + VA.CKOH

VHCl = 50(0,12.0,563 + 0,15.0,5 + 5.10-3) / 0,51 = 35,13 ml.

Bài 4: Ở 250C độ điện li của dung dịch amoniac 0,01M là 4,1%. Tính : a) Nồng độ của các ion OH– và NH4+; b) Hằng số điện li của amoniac ;

9 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

c) Nồng độ ion OH– khi thêm 0,009 mol NH4Cl vào 1 lít dung dịch trên ; d) pH của dung dịch điều chế bằng cách hòa tan 0,01 mol NH3 và 0,005 mol

N

HCl trong một lít nước (coi như thể tích không thay đổi).

H Ơ

Giải:

[ ]

0,01(1 - α)

α

α

Y U

OH–

+

TP .Q

0,01

NH4+

⇌

H

Ư N

4,1 0,01 = 4,1.10–4M 100

TR ẦN

→ [NH4+]=[OH–] = α =

G

Đ

C

H2O

ẠO

NH3 +

N

a) Nồng độ của các ion OH– và NH4+

b) Hằng số điện li của amoniac

10

00

B

[NH +4 ].[OH − ] (4,1.10−4 ) 2 K= = = 1, 75.10−5 −4 [NH 3 ] (0, 01 − 4,1.10 )

C

+

NH4+

⇌

OH–

+

0,009

A

C

0,01

H2O

ẤP

NH3

2+

3

c) Nồng độ ion OH– khi thêm 0,009 mol NH4Cl vào 1 lít dung dịch trên:

x

[ ]

0,01– x

H

Ó

∆C

x

-L

Í-

0,009 + x

TO

ÁN

[NH +4 ].[OH − ] (0, 009 + x)x K= = = 1, 75.10−5 [NH 3 ] (0, 01 − x)

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Suy ra : [OH–] = x = 1,94.10–5M

d) Hòa tan 0,01 mol NH3 và 0,005 mol HCl trong một lít nước H+

NH3 +

Ban đầu :

0,01

0,005

Phản ứng :

0,005

0,005

Sau phản ứng : 0,005

NH4+

→

(1) (mol)

0

0,005

(mol)

Nồng độ các chất sau phản ứng (1) là : NH3 : (0,005M) và NH4+ :(0,005M) NH3

+

H2O

⇌

NH4+

+

OH–

pKb = 1,75.10-5

10 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Tính pH theo công thức tính pH của dung dịch đệm :

C NH + 4

C NH 3

= - lg(pKb) = - lg(1,75.10-5) = 4,76 (Do CNH3 = CNH4+ )

N

pOH = pKb + lg

Y

N

H Ơ

→ pH =14 – 4,76 = 9,24

TP .Q

U

Bài 5:

Cho một mẫu thử axit fomic HCOOH có nồng độ 0,1M; Ka = 1,77.10-4 .

ẠO

a. Tính pH của dd HCOOH.

Đ

b. Cho vào mẫu thử trên một lượng axit H2SO4 có cùng thể tích, thấy độ pH giảm

Ư N

G

0,344 so với pH khi chưa cho H2SO4 vào. Tính nồng độ mà axít sunfuric cần phải có.

H

Biết rằng hằng số axit đối với nấc phân li thứ 2 của H2SO4 là K2 = 1,2.10-2. Giả thiết

TR ẦN

khi pha trộn thể tích dung dịch mới thu được bằng tổng thể tích các dung dịch ban đầu.

00

B

Giải:

3

⇌

COO-

+

H+

Ka = 1,77.10-4

2+

HCOOH

10

a. pH của dd HCOOH :

0,1

[ ]

0,1 – a

Ta có:

a2 Ka = → a = 4,12.10-2 M 0,1 − a

ẤP

C

a

Í-

H

Ó

A

C

a

-L

pH = -lg[H+] = -lg4,12.10-2 = 2,385

ÁN

b. Giả sử lấy 1 lít dung dịch H2SO4 x mol/l trộn với 1 lít HCOOH trên được pH = 2,385 - 0,344 = 2,051

Ỡ N

G

TO

dung dịch mới có:

BỒ

ID Ư

Nồng độ dung dịch mới

CHCOOH = 0,05 (M) CH2SO4 = 0,5x (M)

Các phương trình điện li: HCOOH

⇌

HCOO-

+ H+

Ka = 1,77.10-4

(1)

11 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

⇌ HSO4-

+

H+

HSO4-

⇌

SO42-

+

H+

K2 = 1,2.10-2 (2)

H Ơ

N

H2SO4

N

Vì pH = 2,051 → [H+] = 10-2,051 = 8,89.10-3(M)

−

−4

U −

−

Từ (2):

[ ] → [HSO ] = 2,14.10 M 0,5 x = [HSO ] ⇒ x = 1,006.10

G

−2

Ư N

2− 4 − 4

+

H

[H ][SO ] = 1,2.10 [HSO ]

Đ

→ [HCOO-] = 9,76.10-4 K2 =

TR ẦN

→ SO42− = 2,89.10 −3 M −3

(M )

B

−2

ẤP

2+

3

10

− 4

00

− 4

−4

ẠO

HCOOH

[H ][HCOO ] = 1,77.10 0,05 − [HCOO ] +

→

TP .Q

[H ][HCOO ] = 1,77.10 +

Từ (1): Ka =

Y

Do [H+] = [HCOO-] + [HSO4-] + 2[SO42-]

A

C

Bài 6:

H

Ó

Tính pH của dung dịch thu được khi trộn 25,00 ml H3PO4 0,080 M với 15,00 ml

Í-

AgNO3 0,040 M.

-L

Biết H3PO4 có pKa1 = 2,23 ; pKa2 = 7,21 ; pKa3 = 12,32; Ks(Ag3PO4) = 10 - 19,9

TO

ÁN

Giải:

G

Nồng độ các chất trong dung dịch khi vừa mới trộn:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

CH3PO4 =

25,00 0,080 = 0,050 (M) 40,00

CAgNO3 =

15,00 0,040 = 0,015 (M) 40,00

Trong dung dịch có các cân bằng sau: H3PO4 H2PO4-

⇌ ⇌

H+ + H2PO4-

H+ + HPO42-

Ka1 = 10-2,23 Ka2 = 10-7,21

(1) (2)

12 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

HPO42-

⇌

H+ + PO43-

Ka3 = 10-12,32

H2O

⇌

H+ + OH-

Kw = 10-14,00

(3) (4)

0,050 – x

[H ][H

H Ơ

(1)

Y

[ ]

Ka1 = 10-2,23

U

0,050

H2PO4-

+

x

TP .Q

C

x

]

ẠO

PO4− x2 = = 10 − 2, 23 = 5,89.10 −3 [H 3 PO4 ] 0,050 − x 2

Đ

+

Ka1 =

H+

⇌

N

H3PO4

N

Do Ka1 >> Ka2 >> Ka3 > Kw nên chỉ xét cân bằng (1)

Ư N

G

⇒ x2 + 5,89.10-3x – 2,94.10-4 = 0

H

Giải phương trình ta được: x = 0,0145 hoặc x = -0,023 < 0 (loại)

TR ẦN

⇒ [H+] = [H2PO4-] = 1,45.10-2 (M)

3H+ + P O43−

K = Ka1.Ka2.Ka3

2+

3

⇌

10

H3PO4

00

Tổ hợp 3 cân bằng (1), (2), (3) ta có:

3

B

⇒ [H3PO4]= 0,0500 – 0,0145 = 0,0355 (M)

= 10-21,76 = 1,74.10-22

A

C

ẤP

 H +   PO43−  0, 0355 K= ⇒  PO43−  = 1, 74.10 −22 = 2, 03.10 −18 3 [ H 3 PO4 ] ( 0, 0145 )

Í-

H

3

Ó

3 ⇒ [Ag + ] [PO43− ] = (0,015) .2,03.10 −18 = 6.85.10 −24 < K sp

-L

⇒ Không tạo kết tủa Ag3PO4 ⇌

3Ag+ + PO43−

Ksp= 10-19,9

TO

ÁN

Ag3PO4

[H+] = 0,0145 (M)

⇒ pH = -lg [H+] = -lg(1,45.10-2) = 2 - lg1,45 = 1,84 pH = 1,84

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Vậy PO43- tự do ⇒ [H+] không thay đổi so với tính toán ở trên

Bài 7:

13 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

1. Viết phương trình phản ứng và xác định thành phần giới hạn của hỗn hợp khi trộn H2SO4 C1M với Na3PO4 C2M trong trường hợp sau: 2C1 > C2 > C1

2.Tính pH của dung dịch H3PO4 0,1M

N

3. Cần cho vào 100ml dung dịch H3PO4 0,1M bao nhiêu gam NaOH để thu được

H Ơ

dung dịch có pH= 4,72.

TP .Q

U

Y

N

Cho: H2SO4 : pKa2 = 2 ; H3PO4 : pKa1 = 2,23 , pKa2 = 7,21 , pKa3 = 12,32

Giải:

ẠO

1. 2C1 > C2 > C1

_

C2 – C1

HSO −4

+

C1

C2 – C1

G

C2 – C1

C1 C2

10

_

K1 = 1010,32

2+

3

2C1 – C2

HPO 24−

+

B

PO 34− ⇌ SO 24 −

00

C1

Ư N

C2

Ka3-1 = 1012,32

H

C1

HPO42-

⇌

TR ẦN

H+ + PO43-

Đ

Các cân bằng trong dung dịch:

HPO 24−

C A

C2

H

2(C2 – C1)

SO 24 −

+

H2PO 4−

K2 = 105,26

C2 - C1 C1

2C1 – C2

-L

Í-

_

⇌

Ó

2C1 – C2

ẤP

HSO −4 +

TO

ÁN

Vậy TPGH : HPO 24− : 2(C2 – C1) ; H2PO 4− : 2C1 – C2 ; SO 24 − : C1 ; Na+ : 3C1

ID Ư

Ỡ N

G

2.

H3PO4 ⇌ H+ + H2PO4H2PO4- ⇌ H+ + HPO42-

K2 = 10-7,21 (2)

HPO42- ⇌ H+ + PO43-

K3 = 10-12,32 3)

H2O

BỒ

K1 = 10-2,23 (1)

⇌ H+ + OH-

Kw =10-14

(4)

K3 << K2 << K1 ⇒ chủ yếu xảy ra cân bằng (1) H3PO4 ⇌ H+ + H2PO4- K1 = 10-2,23 C

0,1

14 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[ ] 0,1 – x

x

x

x2 = 10-2,23 ⇒ x2 + 10-2,23 x – 10-3,23 = 0 0,1 − x

N

⇒ x = 0,0215 (M)

N

H Ơ

⇒ pH = 1,66

U

Y

= NaH2PO4 + H2O

TP .Q

NaOH + H3PO4

3.

NaOH + NaH2PO4 = Na2HPO4 + H2O

ẠO

NaOH + Na2HPO4 = Na3PO4 + H2O

G

pK1 + pK2 2.23 + 7.21 = = 4,72 2 2

Ư N

pH1 =

Đ

Trung hòa nấc 1:

TR ẦN

H

⇒ trong dung dịch thu được có pH = 4,72 chỉ chứa NaH2PO4. nH3PO4 = 0,1 x 0,1 = 0,01 (mol)

B

⇒ nNaOH = 0,01 (mol)

3

10

00

mNaOH = 0,01.40 = 0,4(g)

2+

I.3. CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG DUNG DỊCH:

C

ẤP

Bài 1:

Ó H

của nó là 10-2.

A

Ion Fe(SCN)2+ có màu đỏ ở nồng độ bằng hoặc lớn hơn 10-5M. Hằng số điện li

-L

Í-

1. Một dung dịch chứa vết Fe3+. Thêm vào dung dịch này một dung dịch KSCN

ÁN

10-2M (coi thể tích không đổi). Xác định nồng độ tối thiểu của Fe3+ để dung dịch xuất

TO

hiện màu đỏ.

G

2. Một dung dịch chứa Ag+ 10-2M và Fe3+ 10-4M. Thêm dung dịch SCN- vào tạo

BỒ

ID Ư

Ỡ N

kết tủa AgCN (coi thể tích không đổi). Xác định nồng độ Ag+ còn lại trong dung dịch khi xuất hiện màu đỏ. Biết TAgSCN = 10-12 3. Thêm 20cm3 dung dịch AgNO3 5.10-2M vào 10cm3 dung dịch NaCl không biết

nồng độ. Lượng dư Ag+ được chuẩn độ bằng dung dịch KSCN với sự có mặt của Fe3+.

Điểm tương đương (khi bắt đầu xuất hiện màu đỏ) được quan sát thấy khi thêm 6cm3 dung dịch KSCN 10-1M. Tính nồng độ của dung dịch NaCl.

15 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Giải: 1. Cân bằng xảy ra trong dung dịch:

Co – x

10-2 – x

Ta có:

x = 10-5

10 −5 = 10 − 2 −2 −5 (10 − 10 )

TP .Q

U

Y

[Fe ] 3+

N

10-2

Fe(SCN)2+ (1)

⇌

N

Co

C Nồng độ cân bằng:

SCN-

+

H Ơ

Fe3+

⇒ [Fe3+] = Co – x = 10-5M ⇒ Co = 2.10-5M

ẠO

2. Khi xuất hiện màu đỏ thì: [Fe(SCN)2+] = 10-5M. Vậy nồng độ Fe3+ còn lại

G

Đ

bằng: 10-4M - 10-5M = 9.10-5M

[

]

]

[

TR ẦN

[

H

10 −5 = 10 − 2 − −5 SCN 9.10

Ư N

Theo cân bằng (1), ta có:

]

⇒ SCN − = 1,1.10 −3 M ⇒ Ag + = 9,1.10 −10 M

00

B

3. Áp dụng quy tắc nồng tổng nồng độ đầu, ta có:

10

nAg+ = nAgCl + nAgSCN

ẤP

2+

3

→ 20.10-3.5.10-2 = 10.10-3C + 6.10-3.10-1 ⇒ C = 4.10-2M

C

Bài 2:

Ó

A

Thêm 1 ml dung dịch NH4SCN 0,10 M vào 1ml dung dịch Fe3+ 0,01 M và F- 1M.

Í-

H

Có màu đỏ của phức FeSCN2+ hay không? Biết rằng màu chỉ xuất hiện khi CFeSCN2+

-L

> 7.10-6 và dung dịch được axit hóa đủ để sự tạo phức hidroxo của Fe (III) xảy ra

ÁN

không đáng kể. Cho β3−1FeF = 10−13,10 ; β1FeSCN 2+ = 103,03 ( β là hằng số bền).

TO

3

Giải:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Ta có: C Fe << C F (= 1) β FeF rất lớn.

3+

−

3

Vì vậy trong dung dịch, Fe3+ tác dụng hết với F- tạo ra phức FeF3 .

Fe3+ + 3F − → FeF3

Ban đầu

0,01

1

Sau phản ứng

__ 0,97

0,01

Sau khi trộn với NH 4 SCN : C FeF = 5.10-3M; C F = 0,485M; C SCN = 5.10−2 M 3

−

−

16 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

⇌ FeSCN2+

3

β1FeSCN 2+ = 103,03

FeF3 +

SCN-

⇌ FeSCN2+ +

5.10-3

5.10-2

0,485

[ ] (5.10-3-x) (5.10-2-x)

β3−1FeF = 10−13,10

3F-

K = 10-10,07

N

Fe3+ + SCN-

+ 3F -

H Ơ

⇌ Fe3+

0,485+3x

TP .Q

U

Y

x

N

C

FeF3

= 1,86x10 −13 < 7 x10 −6

Đ

(0,485)

3

G

25x10 −5 x10 −10,07

Ư N

Với x << 5.10-3 ta được : x =

ẠO

x(0, 485 + 3x)3 = 10 −10,07 −3 −2 (5.10 − x)(5.10 − x)

⇒

H

Vậy màu đỏ của phức FeSCN 2+ không xuất hiện, nghĩa là F- đã che hoàn toàn

TR ẦN

Fe3+

Bài 3:

00

B

1. Thêm 1,00 mL dung dịch HClO4 0,0100 M vào 100,00 mL dung dịch KCN

10

0,0100 M. Thêm 2 giọt chất chỉ thị bromothimol xanh (khoảng pH chuyển màu từ 6,0

2+

3

- 7,6: pH < 6,0 màu vàng; pH > 7,6 màu xanh lục). Sau đó thêm tiếp 100,00 mL dung

ẤP

dịch Hg(ClO4)2 0,300 M. Có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích.

C

2. Thêm 1 giọt (khoảng 0,03 mL) dung dịch nước H2S bão hoà vào hỗn hợp thu

Ó

A

được trong mục 3. Có hiện tượng gì xảy ra?

Í-

H

Cho biết pKa của HCN là 9,35; của NH4+ là 9,24; của H2S là 7,00 và 12,92; HgCN+

lgβ1 = 18,0

Hg2+ + 2CN–

Hg(CN)2

lgβ2 = 34,70

ÁN

-L

Hg2+ + CN–

TO

Chỉ số tích số tan pKS của HgS là 51,8. Nồng độ H2S trong dung dịch bão hoà bằng

Ỡ N

G

0,10 M.

BỒ

ID Ư

Giải: 1. Nồng độ các chất sau khi thêm: CHClO4 = CKCN =

0,01.1 -5 = 9,901.10 M. 101

0,01.100 -3 = 9,901 .10 M 101

17 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

H+

+ CN-

9,901.10-5

C

HCN

⇌

9,901.10-3 9,802.10-3

9,901.10-5

H Ơ

N

[ ]

OH-

+

9,802.10-3

9,901.10-5

[ ]

(9,802.10-3 - x)

(9,901.10-5 + x)

x

Đ

C

Kb = 10-4,65

Y

HCN

⇌

U

H2O

TP .Q

+

ẠO

CN-

N

Thành phần: [HCN] = 9,901.10-5M + [CN-] = 9,802.10-3M

Ư N

G

x(9,901.10 −5 + x) = 10-4,65 ⇒ x2 + 1,214.10-4x - 2,194.10-7 = 0 −3 9,802.10 + x

TR ẦN

H

→ x = [OH-] = 4,12.10-4 M ⇒ pOH = 3,385

→ pH = 10,615 > 7,6. Vậy mới đầu dung dịch có màu xanh lục.

10

9,802.10 −3.101 -3 = 4,929.10 M; 201

3

CCN- =

00

B

Khi thêm 100 ml dung dịch Hg(ClO4)2 0,3M

2+

ẤP

0,3.100 = 0,1493 M >> CCN .

201

Ó

A

CHg2+ =

C

CHCN

9,901.10 −5.101 -5 = = 4,975 . 10 M; 201

Í-

H

Vậy CN- tạo phức hết với Hg2+

TO

C

+

CN-

⇌

HgCN+

β = 1018

4,929 .10-3

0,1493

ÁN

C0

-L

Hg2+

4,929.10-3

0,1443

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Hg2+ dư phản ứng tiếp với HCN Hg2+

C0

0,1443

C

0,14425

+

HCN 4,975 .10-5

⇌

HgCN+

+

H+

Ka = 108,65

4,929.10-3 4,975.10-3

4,975.10-5

18 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Sự phân ly của HgCN+ không đáng kể (K = 10-18) lại còn dư Hg2+ , nồng độ

CN- phân ly ra vô cùng bé không ảnh hưởng đến pH của dung dịch vì vậy [H+] = 4,975.10-5

N

→ pH = 4,3 < 6,0. Do đó sau khi thêm Hg(ClO4)2 dung dịch chuyển sang màu

H Ơ

vàng.

HS-

U Ka1 = 10-7

ẠO

+

TP .Q

H+

⇌

1,493.10-5

4,975 .10-5

C

1,493.10-5 - x

4,975.10-5 + x

x

H

Ư N

C0

Đ

H 2S

0,03.0,1 -5 = 1,493.10 M 201

G

hợp coi như không đổi. CH2S = =

Y

N

2. Thêm một giọt (0,03 ml) dung dịch H2S bão hào vào hỗn hợp (3) thể tích hỗn

4,975.10 −5 + x = 10-7 → x = 3.10-8 << CH+ −5 1,493.10 − x

TR ẦN

Ka1 =

H+

⇌

S2-

Ka2 = 10-12,92

2+

x

ẤP

x.(4,975.10 −5 ) 2 = 10-12,92 −5 1,493.10

C

Ka1 =

4,975.10-5

3

1,493.10-5

[ ]

+

10

H 2S

00

B

Như vậy nồng độ H+ do sự phân ly của H2S là không đáng kể

[S2-] = x = =

10 −12,92.1,493.10 −5 -17 = 7,25 .10 M −5 2 (4,975.10 )

H

Ó

A

→

CHg2+.CS2- = 0,14425.7,25.10-17 = 1,05.10-17 >> Ks

ÁN

→

-L

Í-

Vì sự phân ly của HgCN+ không đáng kể có thể coi CHg2+ = 0,14425 M.

TO

Vậy có kết tủa HgS màu đen xuất hiện H2S + Hg2+ -> HgS↓ + 2H+ .

G

Do sự kết tủa này làm tăng nồng độ của ion H+ trong dung dịch nên dung dịch vẫn có

BỒ

ID Ư

Ỡ N

màu vàng.

Bài 4: Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M ; NH3 0,3600 M và H2O2 3,00.10−3 M.

a. Tìm thành phần giới hạn của dung dịch A ? b. Tìm pH của dung dịch A ?

19 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Cho: pKa: NH4+ 9,24 Eo: ECo3+/Co2+ = 1,84V; EH2O2/2OH− = 0,94V; EAg+/Ag = 0,799V. Co3+ + 6NH3 ⇌

Co(NH3)63+ ; β1 = 10 35,16

Co2+ + 6NH3 ⇌

Co(NH3)62+ ;

H Ơ

N

β2 = 104,39

Y

N

RT ln = 0,0592lg F

TP .Q

U

Giải: a. Các cân bằng trong dung dịch: 2Cl–

+

_

G

[ ]

Đ

0,0100 0,0100

Ư N

C

Co2+

→

ẠO

CoCl2

0,0100M

6 NH3

TR ẦN

+

Co(NH3)62+

⇌

0,3600M

0,0100 M

00

0,3000M

10

-----

β2 = 104,39

B

Co2+

\

H

Tạo phức của ion coban với NH3

2+

Co(NH3)63+ + e (E2)

ẤP

2 × Co(NH3)62+ ⇌

3

Oxi hóa Co(NH3)62+ bởi H2O2.

Ó

+ H2O2 ⇌ 2

H

2 Co(NH3)6

2+

2OH−

⇌

A

C

H2O2 + 2e

Co(NH3)63+

(EH2O2/2OH− = 0,94V) + 2OH

−

K = 10

2 ( 0 , 94 − E2 ) 0 , 0592

(1)

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

Thế khử chuẩn của cặp Co(NH3)63+/Co(NH3)62+ : Co(NH3)63+

⇌

Co3+ + 6 NH3

Co3+ + e ⇌

Co2+

β1–1 = 10-35,16 K1 = 101,84/0,0592

Co2+ + 6 NH3 ⇌ Co(NH3)62+

β2 = 104,39

Co(NH3)63+ + e

K2

K2 = K1 × β1–1 × β2

Co(NH3)62+

⇌

E2 = E1 + 0,0592lgβ1–1 + 0,0592lgβ2

→

E2 = 1,84 + 0,0592 (4,39 − 35,16) = 0,0184 (V)

→K =

2 (0,94 – E2o) 10 0,0592

= 1031

20 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

2 Co(NH3)62+ +

H2O2

0,0100M

0,0030M

0,0040M

-----

⇌ 2 Co(NH3)63+ + 2OH− 0,0060M

K = 1031

(1)

0,0060 M OH−

0,0040 M

0,0060 M

0,3000 M

0,0060 M

N

NH3

Y

Co(NH3)63+

U

Co(NH3)62+

H Ơ

N

Thành phần giới hạn hỗn hợp A

TP .Q

Tìm pH của dung dịch:

Sự phân li của các phức chất trong dung dịch không lớn vì β lớn và có NH3 dư.

C

NH4+

⇌

OH−

+

(2)

6.10-3

0,3000

H

(0,3000 - x) x (6.10-3 + x) x(0,0060 + x) −4,76 → x = 7,682.10−4 << 0,3000 M 0,3000 - x = 10

B

TR ẦN

[ ]

Đ

H2O

G

+

Ư N

NH3

ẠO

Tính pH theo cân bằng:

10

00

→ [OH−] = 6.10-3 + x = 6,768.10−3

ẤP

2+

3

→ pOH = 2, 1695 → pH = 11,8305

C

I.4. CÂN BẰNG CỦA CÁC HỢP CHẤT ÍT TAN:

A

Bài 1:

H

Ó

Một dung dịch A chứa các cation Mn2+, Co2+, và Ag+ với nồng độ ban đầu của

-L

Í-

mỗi ion đều bằng 0,010 M. Hoà tan H2S vào A đến bão hoà và điều chỉnh pH = 2,0

ÁN

thì ion nào tạo kết tủa.

G

TO

Cho: TMnS = 2,5.10-10 ; TCoS = 4,0.10 – 21 ; TAg2S = 6,3.10-50

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Giải:

[Mn2+].[S2-] = 10-2.1,3.10-17 = 1,3.10-19 < TMnS = 2,5.10-10

→ không có kết tủa

[Co2+].[ S2-] = 10-2 .1,3.10-17 = 1,3.10-19 > TCoS = 4,0 x 10-21 → tạo kết tủa CoS [Ag+]2[S2-] = (10-2)2.1,3.10-17 = 1,3.10–21 > TAg2S = 6,3 x 10-50 → tạo kết tủa Ag2S

Bài 2: Dung dịch A gồm Ba(NO3)2 0,060 M và AgNO3 0,012 M.

21 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

a)Thêm từng giọt K2CrO4 vào dung dịch A cho đến dư. Có hiện tương gì xảy ra? b)Thêm 50,0 ml K2CrO4 0,270 M vào 100,0 ml dung dịch A. Tính nồng độ các ion trong hỗn hợp thu được.

Ag2CrO4 + H2O

2Ag+ + HCrO4- + OH -

K1 = 10-17,43

N

Ba2+ + HCrO4- + OH -

K2 = 10-19,50

H Ơ

Cho: BaCrO4↓ + H2O

Y

N

pKa của HCrO4- bằng 6,50.

TP .Q

U

Giải: a) Hiện tượng: Có kết tủa BaCrO4 và Ag2CrO4.

Ư N

G

(1)

C Ba 2+

K s ( Ag2CrO4 )

H

Để bắt đầu có Ag2CrO4 ↓ : C CrO2− > 4

Đ

K s ( BaCrO4 )

C 2 Ag+

TR ẦN

Để bắt đầu có BaCrO4 ↓ : C CrO24− >

ẠO

Xét thứ tự xuất hiện các kết tủa:

(2)

B

Để tính tích số tan Ks cần tổ hợp cân bằng : BaCrO4 ↓ ⇋ Ba2+ +

00

10

Ks1

+ OH -

Kw

3 2+

H 2O ⇋ H +

CrO42-

Ka-1

C

ẤP

CrO42- + H+ ⇋ HCrO4-

Ó

A

BaCrO4 ↓ + H2O ⇋ Ba2+ + HCrO4- + OH - K1 = 10-17,43 K1 = Ks1.Kw .Ka-1

Í-

H

Có:

Ag2CrO4 ↓ ⇋ 2 Ag + +

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

K.K a 10 −17 , 43.10 −6,50 Suy ra: K s1 = = = 10 −9,93 −14 Kw 10

CrO42-

CrO42-

H2O ⇋ H + + OH + H+ ⇋ HCrO4-

Ag2CrO4 ↓ + H2O ⇋ 2 Ag + +

Ks2 Kw Ka-1

HCrO4- + OH – K2 = 10-19,50

Có K2 = Ks2.Kw .Ka-1 Suy ra: K s 2

10 −19,50.10 −6,50 = = 10 −12 −14 10

22 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Từ (1) CCrO2− > 4

10−9,93 = 1,96.10−9 M 0,060

Từ (2) C CrO2− >

CCrO2-4 (Ag2CrO4)

nhưng không nhiều, vì vậy sẽ có hiện tượng kết tủa vàng

Y

<

N

CCrO2-4 (BaCrO4)

H Ơ

N

4

10 −12 = 6,94.10 −9 M 2 (0,012)

TP .Q

U

của BaCrO4 xuất hiện trước một ít, sau đó đến kết tủa vàng nâu của Ag2CrO4 (đỏ gạch) và BaCrO4 vàng cùng xuất hiện.

Ag

0,0120 x100,00 = 0,0080 M 150,000

0,090

-

→ BaCrO4 ↓

Đ

G

00

0,046

0,060 x100,00 = 0,040M 150,000

10

CrO42-

=

B

Các phản ứng: Ba2+ +

Ba

2+

Ư N

=

2

C

;

H

C

0,270 x 50,00 = 0,090 M 150,000

=

− CrO 24

TR ẦN

C

ẠO

b) Sau khi thêm K2CrO4:

2+

3

0,050

CrO42- → Ag2CrO4 ↓

0,0080

0,050

Ó

A

0,046

C

-

ẤP

2Ag + +

Í-

H

Thành phần sau phản ứng :

-L

BaCrO4 ↓ ; Ag2CrO4 ↓ ; CrO42- (0,046 M ).

TO

ÁN

Ag2CrO4 ↓ ⇋ 2 Ag + +

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

BaCrO4 ↓ ⇋ Ba2+

+

CrO42-

10-12

CrO42-

10-9,93

Nồng độ CrO42- dư khá lớn, có thể coi nồng độ CrO42- do 2 kết tủa tan ra là

không đáng kể.

CrO42C

+ H2O ⇋ HCrO4- + OH -

Kb = 10-7,5

0,046

[ ] (0,046 – x ) Kb =

x2 = 10-7,5 0,046 − x

x

x x = 3,8.10-5 << 0,046

23 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

→ [CrO 42- ] = 0,046M

10 −12, 0 = = 4,66.10 −6 M; 0,046 10 −9,93 = = 2,55.10 −9 M 0,046

N

[Ba ] 2+

H Ơ

[Ag ] +

N

[Ba2+] và [Ag+] đều << [CrO42- ], chứng tỏ nồng độ CrO42- do 2 kết tủa tan ra là [Ag+] = 4,66.10-6M ;

[CrO42-] = 0,046M

[OH-] = 3,8.10-5M

C NO- = 0,088M.

;

Đ

[K+] = CK+ = 0,18M

[H+] = 2,63.10-10M;

;

ẠO

;

TP .Q

[Ba2+] = 2,55.10-9M ;

U

Y

không đáng kể. Vậy trong dung dịch có:

Ư N

G

3

H

Bài 4:

TR ẦN

Bằng dung dịch NH3, người ta có thể làm kết tủa hoàn toàn ion Al3+ trong dung dịch nước ở dạng hydroxit, nhưng chỉ làm kết tủa được một phần ion Mg2+ trong

00

B

dung dịch nước ở dạng hydroxit.

10

Hãy làm sáng tỏ điều nói trên bằng các phép tính cụ thể.

2+

3

Cho biết: Tích số tan của Al(OH)3 là 5.10−33; tích số tan của Mg(OH)2 là

ẤP

4.10−12; hằng số phân ly bazơ của NH3 là 1,8.10−5.

C

Giải:

H

Ó

A

Tính hằng số cân bằng K của phản ứng kết tủa hidroxit: NH3 + H2O

-L

Í-

3×

ÁN

Al(OH)3

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Al3+ + 3NH3 + 3H2O

⇋ ⇋

NH4+ + OH−

Kb = 1,8.10−5

Al3+ + 3OH−

Ks1 = 5.10−33

⇋ Al(OH)3 + 3NH4+

K1 =

K b3 18 = 1,17.10 K s1

Nhận xét: K1 = 1,17.1018 rất lớn nên Al(OH)3 kết tủa hoàn toàn.

Tương tự như vậy, đối với phản ứng: 2×

Mg

2+

NH3 + H2O

⇋

NH4+ + OH−

Kb = 1,8.10−5

Mg(OH)2

⇋

Mg2+ + 2OH−

Ks2 = 4.10−12

+ 2 NH3 + 2 H2O

⇋

Mg(OH)2 + 2NH4

+

K b2 K2 = = 81 K s2

24 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Phản ứng thuận nghịch, Mg2+ không kết tủa hoàn toàn dưới dạng magie hidroxit

như Al3+.

Bài 5:

H Ơ

dung dịch bão hoà ở nhiệt độ phòng. Xác định nồng độ ion Ag+ và Sr2+. Biết rằng ở nhiệt

N

Cho hai muối Ag2SO4 và SrSO4 vào nước cất và khuấy đều cho đến khi đạt được

N

độ nghiên cứu tích số tan của Ag2SO4 là 1,5. 10-5, của SrSO4 là 2,8.10-7.

2Ag + + SO42-

Ag2SO4 ↓ ⇋

Ks1 = 1,5.10-5

Ks2 = 2,8.10-7

Ks2 = [Sr2+] [SO42-] = 2,8.10-7

G

Đ

Sr 2+ + SO42-

⇋

Ư N

SrSO4 ↓

ẠO

Ks1 = [Ag+]2 [SO42-] = 1,5.10-5

TP .Q

U

Y

Giải:

TR ẦN

H

Từ trị số tích số tan ta thấy Ag2SO4 tan nhiều hơn nên có thể giả thiết SrSO4 cung cấp không đáng kể lượng SO42- cho dung dịch.

⇋

2 Ag + + SO42- ;

B

Vậy xét: Ag2SO4 ↓

10

00

Đặt nồng độ SO42- là x, ta có [Ag+]2 [SO42-] = (2x)2.x = 1,5.10-5

3

→ x = 1,55.10-2 (mol/l )

ẤP

2+

→ [Ag+] = 2x = 3,1.10-2 (mol/l).

C

SrSO4 ↓ ⇋

Sr 2+ + SO42-

Ó

A

Có: Ks2 = [Sr2+].[SO42-] = [Sr2+].1,5510-2 = 2,8 . 10-7.

Í-

H

→ [Sr2+] = 1,8.10-5 (mol/l).

TO

ÁN

nhỏ.

-L

Giả thiết trên hợp lý vì nồng độ SO42- do SrSO4 tạo ra là 1,8.10-5 mol/l là quá

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Bài 6:

Độ tan của H2S trong dung dịch HClO4 0,003M là 0,1 mol/l. Nếu thêm vào dung

dịch này các ion Mn2+ và Cu2+ sao cho nồng độ của chúng bằng 2.10–4M thì ion nào sẽ kết tủa dưới dạng sunfua, biết TMnS = 3.10–14M, TCuS = 8.10–37 ; KH2S = 1,3.10–21.

Giải: Trong dung dịch HClO4 0,003M

25 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

HClO4 → H+ + ClO4→ [H+] = 0,003 (mol/l). Do đó : H2S ⇋ 2H+ + S2- KH2S = 1,3.10–21

H Ơ N

[H 2 S ] 0,1 = 1,3.10–21 = 1,4.10-17 + 2 2 [H ] 0,003

TP .Q

→ [S2-] = KH2S

N

[ H + ]2 [ S 2 − ] –21 = 1,3.10 [H 2 S ]

Y

=

U

KH2S

ẠO

Như vậy : [Mn2+].[S2–] = 2.10–4.1,4.10–17 = 2,8.10–21 < TMnS nên MnS không kết tủa.

Ư N

G

Đ

[Cu2+].[S2–] = 2.10–4.1,4.10–17 = 2,8.10–21, lớn hơn TCuS nên CuS kết tủa.

H

Bài 7:

TR ẦN

Cho biết độ tan của CaSO4 là 0,2 gam trong 100 gam nước. Ở 20oC, khối lượng riêng của dung dịch CaSO4 bão hòa coi như bằng 1gam/ml. Hỏi khi trộn 50 ml dung

00

B

dịch CaCl2 0,012M với 150 ml dung dịch Na2SO4 0,004M ở 20oC thì có xuất hiện kết

2+

3

10

tủa không?

ẤP

Giải:

C

Trong dung dịch bão hòa CaSO4, gọi S là độ tan (mol/l) của CaSO4 , ta có:

A

0,2 1000 = 1,47.10-2M 136 100

-L

⇋

Ca2+ +

ÁN

CaSO4

Í-

H

Ó

S=

SO42-

S

Ks

S

TO

→ S = [Ca2+] = [SO42-] = 1,47.10-2M Ks = S2 = (1,47.10-2)2 = 2,16.10-4

Ỡ N

G

Tích số tan của CaSO4:

BỒ

ID Ư

Khi trộn dung dịch CaCl2 với Na2SO4 thì: 1,2.10 −2.50 [Ca ] = = 3.10-3M 200 2+

[SO42-] =

4.10 −3.150 = 3.10-3M 200

[Ca2+].[SO42-] = (3.10-3)2 = 9.10-6 < Ks = 2,16.10-4 → không có kết tủa.

26 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Bài 8: Trong môi trường axit, H2C2O4 bị KMnO4 oxi hoá thành CO2. Trộn 50,00 mL

H Ơ

0,0080 M với 25,00 mL H2C2O4 0,20 M và 25,00 mL dung dịch HClO4 0,80 M được

N

dung dịch KMnO4

Y

N

dung dịch A.

TP .Q

U

1. Viết phương trình phản ứng xảy ra. Tính hằng số cân bằng của phản ứng và xác định thành

ẠO

phần của dung dịch A.

Đ

2. Trộn 10,00 mL dung dịch A với 10,00 mL dung dịch B gồm Ca(NO3)2 0,020 M

Ư N

G

và Ba(NO3)2 0,10 M. Có kết tủa nào tách ra?

H

Chấp nhận sự cộng kết là không đáng kể; thể tích dung dịch tạo thành khi pha

TR ẦN

trộn bằng tổng thể tích của các dung dịch thành phần.

Cho :

pK a1(H

2C 2 O 4 )

pK a1(H

2O + CO2 )

= 4,27;

3 2+

ẤP

= 6,35; pK a2(H

2O + CO2)

=10,33;

= 8,75; pK s(CaCO ) = 8,35; pK s(BaC

C

2O4 )

2C 2 O 4 )

3

2O 4 )

= 6,80; pK s(BaCO ) = 8,30 ; 3

A

pK s(CaC

= 1,25; pK a2(H

RT = 0,0592; F

10

00

B

EoMnO4-,H+/Mn2+ = 1,51 V; EoCO2/H2C2O4 = -0,49 V; ở 25oC 2,303

H

Ó

(pKs = - lgKS, với KS là tích số tan; pKa = - lgKa với Ka là hằng số phân li

Í-

axit).

-L

Độ tan của CO2 trong nước ở 25 oC là LCO2 = 0,030M.

ÁN

Giải:

CMnO4- = 0,0040 M;

TO

1. Sau khi trộn:

CH+ = 0,20M; Phản ứng:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

CH2C2O4 = 0,050 M ;

2× 5×

MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O H2C2O4

→ 2CO2 + 2H

K1 = 10 +

+

5 E1o 0 , 0592

= 10127,53

2e K2 = 10

−2 E2o 0 , 0592

= 1016,55

27 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

2MnO4- + H2C2O4 + H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

-

0,050 0,040

0,20 0,188

0,0040

0,020

N

0,0040

K = 10337,81

N

Y

H2C2O4 : 0,040M; H+ : 0,188M; CO2 0,020M (< L = 0,030M); Mn2+ 0,0040M.

H Ơ

Thành phần giới hạn:

TP .Q

U

2. Trộn dung dịch A và dung dịch B:

CH2C2O4 = 0,020 M; CH+ = 0,094 M; CCO2 = 0,010 M; CMn2+ = 0,0020 M;

ẠO

CCa2+ = 0,010 M; CBa2+ = 0,050 M.

G

Đ

Vì sự phân li của axit cacbonic (hỗn hợp H2O + CO2) không đáng kể trong môi

Ư N

trường axit, do đó có thể coi [CO2] ≈ 0,010 M và khả năng chỉ xuất hiện kết tủa

H

oxalat (nếu có).

TR ẦN

Xét thứ tự kết tủa:

00

B

- Để có kết tủa CaC2O4:

3

10

10 −8,75 = 0,010 = 1 0 - 6 , 7 5

2+

C Ca 2 +

ẤP

CC2O42- ≥

K s ( Ca2C2O4 )

A

C

- Để có kết tủa BaC2O4:

H

Ó

K s ( Ba2C2O4 ) C Ca 2 +

10 −6,80 -4,80 = 0,010 = 10

ÁN

-L

Í-

CC2O42- ≥

TO

→ CaC2O4 kết tủa trước.

Ka1(H2C2O4 ) = 10-1,25 >> Ka2(H2C2O4 ) = 10-4,27 nên nồng độ các cấu tử được

G

Do

BỒ

ID Ư

Ỡ N

tính theo cân bằng: H2C2O4

⇋ HC2O4- +

C

0,020

[ ]

0,020 – x

H+

Ka1 = 10-1,25 0,094

x

0,094 + x

Bài 9: Một lít dung dịch chứa 0,2mol Fe2+ và 0,2mol Fe3+. Dung dịch được chỉnh đến 28 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

pH =1. Xác định thế của dung dịch. Nếu thêm vào dung dịch các ion OH- cho đến khi

đạt pH = 5 ( thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể ) thì thế của dung dịch đo được bằng 0,152V. Chất nào đã kết tủa và khối lượng là bao nhiêu? Tính tích số tan

3+

/ Fe

= 0,771V

H Ơ

Biết E Feo

N

Fe(OH)3.

Y

N

Giải:

TP .Q

U

Thế của điện cực Fe3+/Fe2+: o 0,059 [Fe 3+ ] E E= lg 2+ Fe3 + / Fe +

ẠO

[Fe ]

1

Ư N

G

Đ

o

= E Fe3+ / Fe = 0,771V ( do Fe3+ = Fe2+ )

H

Khi pH = 5, thế dung dịch giảm xuống tới 0,152V, điều này có nghĩa là ion Fe3+

TR ẦN

đã bắt đầu giảm trong phản ứng:

10

00

B

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 Fe3+ ⇒ Fe3+ ≈ 10-11 << Fe3+ bđ Khi đó: E = 0,771 + 0,059lg 0,2 Vậy Fe(OH)3 đã kết tủa hoàn toàn. m = 0,2.107 = 21,4gam = Fe3+ OH-3 = 10-11.(10-9)3 = 10-38

ẤP

2+

3

TFe(OH)3

A

C

Bài 10:

H

Ó

Dung dịch bão hòa H2S có nồng độ 0,100 M. Hằng số axit của H2S: K1 =

-L

Í-

1,0.10−7 và K2 = 1,3.10−13

TO

3,0.

ÁN

a) Tính nồng độ ion sunfua trong dung dịch H2S 0,100 M khi điều chỉnh pH = b) Một dung dịch A chứa các cation Mn2+ và Ag+ với nồng độ ban đầu của mỗi

nào tạo kết tủa.

Cho: TMnS = 2,5.10−10 ; TAg2S = 6,3.10−50

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

ion đều bằng 0,010 M. Hoà tan H2S vào A đến bão hoà và điều chỉnh pH = 3,0 thì ion

Giải: a) Tính nồng độ ion S2− trong dung dịch H2S 0,100 M tại pH = 3,0 có: CH2S = [H2S] = 0,1 M;

29 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[H2S] = 10−1 ;

[H+] = 10−3

HS−

H + + S2 −

⇌

⇌

2−

−20

K2 = 1,3.10-13 [H+]2 [S2−] [H2S] K =

2 H+ + S2−

= K1. K2 = 1,3.10-20

G

Ư N

H

[S ] = 1,3.10

10−1 [H2S] − 20 −15 . [H+]2 = 1,3.10 (10−3)2 = 1,3.10 (M)

Đ

ẠO

H2S (aq)

K1 = 1,0.10-7

N

H+ + HS−

H Ơ

⇌

N

H2S (aq)

Y

H2S (aq)

U

⇌

TP .Q

H2S (k)

TR ẦN

b) Ta có:

00

B

[Mn2+].[S2− ] = 10−2.1,3.10−15 = 1,3.10−17 < TMnS = 2,5.10−10 không có kết tủa

2

2+

3

10

[Ag+]2[S2− ] = (10−2)2.1,3.10−15 = 1,3.10−19 > TAg S = 6,3.10-50 tạo kết tủa Ag2S

C

ẤP

Bài 11:

Ó

A

AgCl dễ hòa tan trong dung dịch NH3 do tạo phức:

Í-

H

AgCl(r) + 2NH3 ⇌[Ag(NH3)2] + + Cl-

-L

a) 1 lít dung dịch NH3 1M hòa tan bao nhiêu gam AgCl biết TAgCl = 1,8.10-10

ÁN

[Ag(NH3)2]+ ⇌ Ag+ +

2NH3

Kp = 1,7.10-7

TO

b) Xác định tích số tan của AgBr biết 0,33g AgBr có thể hòa tan trong 1 lít dung

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

dịch NH3 1M.

Giải: a. [Ag(NH3)2]+ ⇌ Ta có K p; =

Ag+ +

2NH3

[ Ag + ].[ NH 3 ]2 + = 1,7.10 −7 và TAgCl = [Ag ].[Cl ] + [[ Ag ( NH 3 ) 2 ] ]

Vì [Ag+] <<[Cl-] ; [[Ag(NH3)2]+] = [Cl-] ; [NH3] = 1 – 2[Cl-] ;

30 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

1,8.10 −10 .(1 − 2.[Cl − ]) 2 − T [Cl ] [Ag+] = AgCl− nên = 1,7.10 −7 [Cl ] [Cl − ]

→ [Cl-] = 0,0305M

= 1,7.10 −7

−

[ Br ]

H Ơ Y

ẠO

[ Br ]

[ Br ]

nên

.(1 − 2.[ Br − ]) 2

Đ

−

−

H

TR ẦN

Mà [Br-] = 0,33/188 = 1,75.10-3M → TAgBr = 5,3.10-3

Ư N

G

[Ag+] =

TAgBr

TP .Q

Vì[Ag+] <<[Br-] ; [[Ag(NH3)2]+] = [Br-] ; [NH3] = 1 – 2[Br-] ; T AgBr

N

[ Ag + ].[ NH 3 ] 2 = = 1,7.10 −7 và TAgBr = [Ag+].[Br-] + [[ Ag ( NH 3 ) 2 ] ]

U

b. Ta có K p;

N

Lượng AgCl đã hòa tan là: 0,0305.143,5 = 4,38g

00

10

Bài 1:

B

I.5. CÂN BẰNG OXI HOÁ – KHỬ:

2+

3

Dung dịch A gồm AgNO3 0,050 M và Pb(NO3)2 0,100 M.

ẤP

1. Tính pH của dung dịch A.

C

2. Thêm 10,00 ml KI 0,250 M và HNO3 0,200 M vào 10,00 ml dung dịch A.

Ó

A

Sau phản ứng người ta nhúng một điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu được và ghép

Í-

H

thành pin (có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch) với một điện cực có Ag nhúng vào

-L

dung dịch X gồm AgNO3 0,010 M và KSCN 0,040 M.

ÁN

a) Viết sơ đồ pin .

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

b) Tính sức điện động Epin tại 250C .

c) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.

d) Tính hằng số cân bằng của phản ứng .

Cho biết : Ag+ + H2O ⇋ Pb2+ + H2O ⇋

AgOH + H+

(1) ; K1= 10 –11,70

PbOH+ + H+

(2) ; K2= 10 –7,80

Chỉ số tích số tan pKs : AgI là 16,0 ; PbI2 là 7,86 ; AgSCN là 12,0 .

0 EAg +

= 0 ,799 V /Ag

;

RT ln = 0,0592 lg F

31 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

3. Epin sẽ thay đổi ra sao nếu: a) Thêm một lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B ; b) Thêm một lượng nhỏ Fe(NO3)3 vào dung dịch X?

N

Giải: K1 = 10-11,7

N Y

Pb2+ + H2O ⇋ PbOH+ + H+

(1)

K2 = 10-7,8

U

+ H+

(2)

TP .Q

Ag+ + H2O ⇋ AgOH

H Ơ

Các cân bằng xảy ra trong dung dịch:

1.

K2 = 10-7,8 (2)

Đ

Pb2+ + H2O ⇋ PbOH+ + H+

ẠO

Do K2 >> K1 nên cân bằng 2 quyết định pH của dung dịch

0,10

[]

0,10 − x

x

H

x

Ư N

G

C

TR ẦN

x2 K2 = = 10 −7 ,8 ⇒ x = 10-4,4 = [H+] 0,1 − x

00

B

⇒ pH = –lg[H+] = 4,40

10

2.

2+

3

a) Dung dịch B: Thêm KI : CAg+ = 0,025 M; CPb2+ = 0,050

ẤP

CI- = 0,125M ; CH+ = 0,10M I−

+

C

Ag+

0,025

0,125

-

0,10

A Ó H Í-L ÁN TO

→

Pb2+

2 I− →

+

0,05

0,10

-

-

AgI ↓

PbI2 ↓

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Trong dung dịch có đồng thời hai kết tủa AgI ↓ và PbI2 ↓ AgI ↓ ⇋ Ag+ + PbI2 ↓ ⇋

I−

;

Ks1 = 1.10-16

Pb2+ + 2 I−

;

Ks2 = 1.10-7,86 (4)

(3)

Ks1 << Ks2, vậy trong dung dịch cân bằng (4) là chủ yếu. Sự tạo phức hiđroxo của Pb2+ là không đáng kể vì có H+ dư: Pb2+ + H2O ⇋ PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8

32 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te 2+

−1

[

] [

= 10 −6,8 → PbOH + << Pb 2+

PbI2↓ ⇋ Pb2+ + 2 I−

Trong dung dịch :

= 3,31.10 −14 M .

U

−3

E của cực Ag trong dung dịch A:

[

Ag+ + e ⇌ Ag

]

+ 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,31.10 −14

ẠO

E 1 = E 0Ag +

TP .Q

s1 −

Y

−16

+

2x = [I−] = 2,302 . 10-3M

N

⇒ x = 1,51.10-3M ⇒

[Ag ] = K[I ] = 31,02.10.10

Ks2 = 1.10-7,86

2x

x (2x)2x = 10-7,86

]

Ag

SCN− ⇋ AgSCN↓

+

0,010

AgSCN↓ ⇋ Ag+

SCN−

+

;

10-12,0

0,030

(0,030 + x)

2+

3

x

10

00

B

0,030

1012,0

H

0,040

TR ẦN

0,010

;

Ư N

Ag+

Dung dịch X:

G

Đ

E 1 = 0,001V

-

N

−7 ,8

+

H Ơ

[PbOH ] = 10 [Pb ] 10

10 −12 =x= = 3,33.10 −11 −2 3x10

A

C

[Ag ] +

ẤP

x0,030 + x) = 10-12

[

]

Í-

-L

E 2 = 0,179V

H

Ó

E 2 = 0,799 + 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,33.10 −11

Sơ đồ pin: Ag

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

Vì E2 > E1 , ta có pin gồm cực Ag trong X là cực + , cực Ag trong B là cực –

b)

AgI↓

AgSCN↓

PbI2↓

SCN− 0,03 M

Ag

Epin = 0,179 – 0,001 = 0,178V

c) Phương trình phản ứng: Ag + I– ⇋ AgI↓ + e AgSCN + e ⇋ Ag↓ + SCN– AgSCN + I– ⇋ Ag↓ + SCN– KsAgSCN KsAgI

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

10–12 10–16

33

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

K=

d)

= 104

=

3.

H Ơ

- Lượng NaOH quá ít không đủ để trung hoà HNO3: Sự tạo phức hiđroxo của

N

a) Khi thêm lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B , có thể xảy ra 3 trường hợp:

N

Pb2+ vẫn không đáng kể, do đó Epin không thay đổi.

TP .Q

U

Y

- Lượng NaOH đủ để trung hoà HNO3: Có sự tạo phức hiđroxo của Pb2+ do đó [Pb2+] giảm, Nồng độ I - sẽ tăng lên, do đó nồng độ Ag+ giảm xuống, E1 giảm ; vậy

ẠO

Epin tăng.

Đ

- Lượng NaOH đủ dư để trung hoà hết HNO3 và hoà tan PbI2 tạo thành PbO2–,

Ư N

PbO2– + 2 H2O + 2 I–

H

⇋

TR ẦN

PbI2 + 4 OH–

G

do đó [Pb2+] giảm và Epin tăng.

Fe3+ + SCN–

B

b) Thêm ít Fe3+ vào dung dịch X:

FeSCN2+

10

00

⇋

ẤP

2+

3

Nồng độ ion SCN– giảm, do đó nồng độ ion Ag+ tăng, E2 tăng ⇒ Epin tăng

A

C

Bài 2:

H

Ó

Ở CM = 1M và ở 25OC, thế điện cực chuẩn EO của một số cặp oxi hóa – khử

Í-

được cho như sau :

ÁN

-L

2IO4-/ I2 (r) = 1,31V ; 2IO3-/ I2 (r) = 1,19V ;

TO

2HIO/ I2 (r) = 1,45V; I2 (r)/ 2I- = 0,54V

a/. Viết phương trình bán phản ứng oxi hóa – khử của các cặp đã cho.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

b/. Tính EO của các cặp IO4-/ IO3- và IO3-/ HIO.

Giải: 2IO4- + 16H+ + 14e ⇋ I2 (r) + 8H2O

EO1 = 1,31V

2IO3- + 12H+ + 10e ⇋ I2 (r) + 6H2O

EO2 = 1,19V

2HIO + 2H+ +

EO3= 1,45V

I2 (r) + 2e

2e ⇋ I2 (r) + 2H2O

⇋ 2I-

EO4= 0,54V

34 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Ta có:

2IO4- + 4H+ + 4e

K1 = 10 14.1,31/0,0592

⇋ 2IO3- + 12H+ + 10e

K2-1= 10-10.1,19/0,0592

⇋ 2IO3- + 2H2O

K5 = 104x/0,0592

N

I2 (r) + 6H2O

⇋ I2 (r) + 8H2O

H Ơ

2IO4- + 16H+ + 14e

K3-1= 10-2.1,45/0,052

Y

⇋ 2HIO + 2H+ + 2e

U

K2 = 1010.1,19/0,0592

TP .Q

I2 (r) + 2H2O

⇋ I2 (r) + 6H2O;

ẠO

2IO3- + 12H+ + 10e

N

K5 = K1. K2-1 ⇒ x = EO5 = EO IO4-/ IO3- = (14EO1 - 10 EO2)/4 = 1,61V

K6 = 108y/0,0592

Đ

2IO3- + 1OH+ + 8e ⇋ 2HIO + 4H2O

H

Ư N

G

K6 = K2. K3-1 ⇒ y = EO6 = EO IO3-/ HIO = (10 EO2 - 2 EO3)/8 = 1,125V

TR ẦN

Bài 3:

Người ta lắp một pin từ một điện cực Pt Fe3+,Fe2+(1) và một điện cực Ag Ag+(2).

00

B

Nếu nồng độ của các ion ở điện cực (1) bằng nhau thì nồng độ của Ag+ ở điện cực (2)

3

Fe3+ + Ag (ở 250C).

2+

của phản ứng: Fe2+ + Ag+

10

phải bằng bao nhiêu để sức điện động của pin bằng không? Tính hằng số cân bằng

ẤP

Biết E0 Fe 3+ / Fe 2+= 0,771V và E0 Ag + / Ag = 0,799V

C

Giải:

Ó

A

Thế của điện cực Fe3+/Fe2+: E1 = 0,771V

( Fe3+ = Fe2+ )

ÁN

-L

Í-

H

Thế của điện cực Ag : E2 = E02 + 0,059lg Ag+ 1 Khi sức điện động của pin đã cho đạt đến giá trị bằng 0, nghĩa là E1=E2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

⇔ 0,771 = 0,799 + 0,059lg [Ag+] ⇒

[Ag+ ] = 0,3353M

Ở 250C hằng số cân bằng của phản ứng: Fe2++ Ag+

⇋

Fe3+ +Ag

Được xác định theo thế điện cực là: 3+ Fe3+ 0 0 + Fe E 1+0,059lg = E 2+0,059lg Ag (1) ; mặt khác: K = Fe2+ Ag+ Fe2+ Fe3+ E02 - E01 Từ (1) ta suy ra: lg = lgK = = 0,4746 0,059 Fe2+ Ag+ Vậy K = 10 0,4746 = 2,983.

35 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Bài 4 : Cho từ từ KMnO4 vào dung dịch chứa đồng thời hai muối KCl 0,01M và KBr

H Ơ

0 0 0 − 2 + = 1,51V ; E Cho: EMnO Cl 2 / 2Cl −= 1,359V ; E Br2 / 2 Br −= 1,087V. 4 / Mn

N

0,01M. Tính pH của dung dịch để 99% KBr bị oxihóa và 1% KCl bị oxi hóa.

N

Giải:

2MnO4- + 10X- + 16H+ ⇋

2Mn2+ +5X2 + 8H2O

(1)

ẠO

Sau phản ứng nồng độ các chất:

TP .Q

U

Y

Phản ứng:

99.10 −2 = 0,99.10-2M 100

Đ

[Cl-]=

99.10 −2 = 4,95.10-3M 100.2

G

[Br2]=

1.10 −2 = 5.10-5M 100.2

TR ẦN

[Cl2] =

Ư N

1.10 −2 = 10-4M ; 100

H

[Br-]=

Ở điều kiện chuẩn: MnO4- + 8H+ +5e = Mn2+ + 4H2O − 2 / Cl

o

; E03 = E Br2 / 2 Br −

10

00

B

EClo

o Đặt E01 = EMnO4− / Mn2+ ; E02 =

E0 = 1,507V

+ 0,059 MnO4 H Phương trình Nernst: E = E + lg n Mn2+ 2+ ( đk chuẩn : [MnO4 ] = [Mn ] = 1)

8

ẤP

2+

3

0

0,059.8 lg[H+] = E01 - 0,094 pH n

Í-

H

Ó

A

C

E1 = E0 1 +

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

* Nếu X- là Br- : E2 = E02 + = 1,087 +

[ ] [ ]

Br 2 0,059 lg − 2 2 Br

0,059 4,95.10 −3 lg 2 2 10 −4

(

)

= 1,25V

Khi phản ứng đạt đến cân bằng ∆G = 0 , tức là E1- E2 = 0 1,51 - 1,25 E01 - 0,094 pH1 - E2 = 0 → pH1 = = 2,77 0,094 * Nếu X- là Cl- : E3 = E03 +

[Cl ] 0,059 lg −2 2 2 Cl

[ ]

36 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

= 1,359 +

0,059 5.10 −3 lg 2 (0,99.10 −2 ) 2

= 1,37V

E1- E3 = 0 → E01 - 0,094 pH2 - E3 = 0

N

1,51 − 1,37 = 1,49 0,94

H Ơ

→ pH2 =

N

Vậy để oxi hóa 99% Br- và 1% Cl- thì pH nằm trong khoảng:

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

1,49 < pH < 2,77

G

I.6. PHẢN ỨNG CHUẨN ĐỘ:

Ư N

Bài 1:

TR ẦN

H

Hoà tan hết 0,6600 gam một đơn axit hữu cơ (viết tắt là HA) vào nước đến mức 50,00 mL, được dung dịch A. Tiến hành chuẩn độ dung dịch A bằng dung dịch chuẩn

B

NaOH 0,1250 M. Biết rằng: khi thêm 25,00 mL dung dịch NaOH vào dung dịch A thì

10

00

pH của dung dịch thu được bằng 4,68; khi thêm 60,00 mL dung dịch NaOH vào dung dịch A thì đạt tới điểm tương đương.

2+

3

1. Tính khối lượng mol của axit HA.

ẤP

2. Tính hằng số axit Ka của HA.

A

C

3. Tính pH của dung dịch tại điểm tương đương trong phép chuẩn độ trên.

⇋ + H+− + A− [H ].[ A ] Ka = [HA]

HA

(1) (2)

ÁN

-L

Í-

H

Ó

Giải:

(3)

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

[HA] [H+] = Ka [ A−] Phản ứng chuẩn độ HA: HA + OH− → A− + H2O (4) 1. nHA = 0,66 nHA = nNaOH = 0,06.0,1250 MHA 0,66 = 0,06 × 0,1250 M HA

→ MHA = 88 (g. mol−1)

2. Tính Ka .

Từ (3) và (4) rút ra trong quá trình chẩn độ [H+] = Ka Số mol HA còn lại Số mol HA đã phản ứng Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

37

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

pH = 4,68

[H+] = 2,09.10−5 60 × 0,1250 − 25 × 0,1250 2,09. 10−5 = Ka 25 × 0,1250 →

60 − 25 = Ka 25

H Ơ

N

25 Ka = 35 × 2,09.10−5 = 1,49.10−5

U

ẠO

TP .Q

A− + H2O HA + OH− 10−14 Kb = = 6,7.10−10 1,49.10−5 [OH−] = (Kb. Cb)1/2 → Cb = 0,0682 = 6,82.10−2

Y

N

3. Dung dịch ở điểm tương đương là dung dịch A−, một bazơ yếu

Ư N

TR ẦN

pH = 8,83

H

pOH = 5,17

G

Đ

= (6,71.10−10 × 6,82.10−2)1/2 = 6,76.10−6

B

Bài 2:

00

Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4.

10

a.Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+

2+

3

trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 15 ml K2Cr2O7 0,02 M. Hãy viết phương

ẤP

trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A.

A

C

b.Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH =

H

Ó

1,00.

Í-

Cho pKa: HSO4- 1,99;

ÁN

-L

Fe3+ + H2O ⇋ FeOH2+ + H+ pKa = 2,17;

Eo : Fe3+/ Fe2+ 0,771 V; Ag+/Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Fe2+ + H2O ⇋ FeOH+ + H+ pKa = 5,69.

Giải: a. Phản ứng chuẩn độ: Cr2O 72− + 3.10-4mol

6Fe2+ +

14H+ → 2Cr3+ +

6Fe3+ + 7H2O

18.10-4mol 18.10-4mol

38 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

nFeSO 4 (ban đầu) = 0,02.0,025 = 5.10-4 mol

CFe 2 (SO 4 ) 3 =

18.10−4 − 5.10−4 = 0,026 M 2 x 0,025

N

b) Trong dd A có: Fe2+ 0,020 M; Fe3+ 0,052M; H+ (C, M); HSO −4 (C, M); các cân

⇋

FeOH+ + H3O+

Ka1 = 10-5,96

Fe3+ + 2H2O

⇋

FeOH2+ + H3O+

Ka2 = 10-2,17

Ka = 10-1,99

Y (2) (3)

(4)

G

Đ

+ H3O+

HSO −4 + H2O ⇋ SO 24−

(1)

ẠO

Fe2+ + 2H2O

N

Kw = 10-14

U

H3O+ + OH-

TP .Q

2H2O ⇋

H Ơ

bằng:

Ư N

So sánh ta thấy (3) và (4) là chủ yếu và tương đương nhau. Áp dụng định luật bảo

H

toàn proton, ta có;

00

B

Từ (3) có: [FeOH2+] / [Fe3+] = Ka2 / [H3O+]

(a)

TR ẦN

[H3O+] = CH + + [FeOH2+] + [SO 24− ]

10

→ [FeOH2+] / CFe 3+ = Ka2 / Ka2 + [H3O+]

2+

3

= 10-2,17 / (10-2,17 + 10-1,07)

ẤP

→ [FeOH2+] = 0,0736 CFe 3+ = 0,0736 . 0,052 = 3,8272.10-3M

A

C

Tương tự, từ (4) có:

H

Ó

[SO 24− ] / [HSO −4 ] = Ka / [H3O+]

-L

Í-

→ [SO 24− ] / CHSO −4 = 10-1,99/ (10-1,99 + 10-1,07)

ÁN

→ [SO 24− ] = 0,107 C;

G

TO

Phương trình (a) trở thành: [H3O+] = C + 0,0736 CFe 3+ + 0,107 C

(b)

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Từ (b): CH2SO4 = C =

10−1 − 3.8272 x10−3 = 0,08743M 1 + 0,1

→ CH2SO4= C = 0,08743M. II. QUỐC TẾ:

39 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

II.1. CÂN BẰNG AXIT – BAZƠ: Bài 1: Kali dicromat là một trong những tác nhân tạo kết tủa được sử dụng rộng rãi nhất.

N

Những cân bằng sau được thiết lập trong dung dịch nước của Cr(VI) pK1 = 6,50

2HCrO4- ⇌ Cr2O72- + H2O

pK2 = -1,36

U

Y

N

H Ơ

HCrO4- + H2O ⇌ CrO42- + H3O+.

TP .Q

1. Tích số ion của nước KW = 1,0.10-14

ẠO

Tính hằng số cân bằng của các phản ứng sau:

Ư N

b) Cr2O72- + 2OH- ⇌ 2CrO42- + H2O

G

Đ

a) CrO42- + H2O ⇌ HCrO4- + OH-

H

2. Tích số tan của BaCrO4 là T = 1,2.10-10. Ba2Cr2O7 tan dễn dàng trong nước. Cân

TR ẦN

bằng của phản ứng (1b) sẽ dời chuyển theo chiều nào khi thêm các tác nhân sau vào dung dịch tương đối đậm đặc của kali dicromat?

00

B

a) KOH

10

b) HCl

2+

3

c) BaCl2

C

ẤP

d) H2O (xét tất cả các cân bằng trên).

TO

ÁN

H

-L

Í-

dịch sau:

Ó

A

3. Hằng số phân ly của axit axetic là Ka = 1,8.10-5. Hãy tính trị số pH của các dung a) K2CrO4 0,010M

b) K2Cr2O7 0,010M c) K2Cr2O7 0,010M + CH3COOH 0,100M

+ CH3COOH 0,100M. a) CrO42-.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

4. Hãy tính nồng độ tại cân bằng của các ion sau trong dung dịch K2Cr2O7 0,010M

b) Cr2O72-.

Giải: 1) a) Hằng số cân bằng: K = [HCrO4-][OH-]/[CrO42-] = [H+][OH-]/([H+][CrO42-]/[HCrO4-]) = Kw/K1 = 3,2.10-8

40 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

b) Hằng số cân bằng: K = ([CrO42-][H+]/[HCrO4-])2/([HCrO4-]2/[Cr2O72-])/([H+][OH-])2 = 4,4.1013.

2) a) phải

H Ơ

c) BaCl2 dời cân bằng qua phải do ion cromat liên kết tạo thành hợp chất khó tan:

N

b) Trái

N

Ba2+ + CrO42- = BaCrO4↓

TP .Q

U

Y

d) H2O dời cân bằng qua phải do khi thêm nước vào dung dịch dicromat dẫn đến việc làm loãng dung dịch và làm cho cân bằng phân ly của ion dicromat qua bên

ẠO

phải. Theo đề bài thì pH của dung dịch phải bé hơn 7. Với sự pha loãng này thì pH

Đ

của dung dịch sẽ tăng lên nên cân bằng phải chuyển dịch về bên phải.

K = 3,16.10-8.

Ư N

G

3) a) CrO42- + H2O = HCrO4- + OH-

H

CCr = [CrO42-] + [HCrO4-] + 2[Cr2O72-] ≈ [CrO42-]

TR ẦN

[HCrO4-] ≈ [OH-]

Như vậy [OH-]2/CCr = K ⇒ [OH-] = 1,78.10-5M nên [H+] = 5,65.10-10.

K = 1/K2 = 4,37.10-2 K = K1 = 3,16.10-7.

2+

3

HCrO4- = H+ + CrO42-

00

Cr2O72- + H2O = 2HCrO4-

10

b)

B

Vậy pH = 9,25

ẤP

CCr = 2,0.10-2M = [CrO42-] + [HCrO4-] + 2[Cr2O72-] ≈ [HCrO4-] + 2[Cr2O72-]

C

[H+] ≈ [CrO42-] = x = (K1[HCrO4-])1/2

Ó

A

K2 = [Cr2O72-]/[HCrO4-] = (CCr – x)/2x2

Í-

H

Điều này dẫn đến phương trình: 2K2x2 + x – CCr = 0

-L

Giải phương trình trên ta thu được: x = 1,27.10-2M ⇒ [H+] = 6,33.10-5M

ÁN

Vậy pH = 4,20

Đây là trị số cần thiết. So sánh trị số này với pH của dung dịch dicromat 0,1M

Ỡ N

G

TO

c) Trong CH3COOH 0,10M thì [H+] = (KaC)1/2 = 1,34.10-3 ⇒ pH = 2,87

BỒ

ID Ư

cho trên (b) cho thấy ảnh hưởng của K2Cr2O7 trên pH có thể an tâm bỏ qua được.

4) Có thể tính bằng hai cách: Cách 1: a) [HCrO4-] = 1,3.10-2M (3b) ⇒ [CrO42-] = K1[HCrO4-]/[H+] = 3,0.10-6M b) CCr = [CrO42-] + [HCrO4-] + 2[Cr2O72-] ⇒ [Cr2O72-] = 3,7.10-3M hoặc [Cr2O72-] = K2[HCrO4-] = 3,9.10-3M

41 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Cách 2: a) [CrO42-] = x; [HCrO4-] = x[H+]/K1 [Cr2O72-] = K2[HCrO4-] = x2K2[H+]2/K12.

N

CCr = [CrO42-] + [HCrO4-] + 2[Cr2O72-] = 2K2[H+]2/K12x2 + (1 + [H+]/K1)x

H Ơ

K1 = 3,16.10-7; K2 = 22,9; [H+] = 1,34.10-3.

N

8,24.108x2 + 4,24.103x – 2,0.10-2 = 0

TP .Q

ẠO

b) [Cr2O72-] = K2 [HCrO4-] = K2[H+]2/K12[CrO42-] = 3,7.10-3M

U

Y

x = 3,0.10-6M

Đ

Bài 2:

Ư N

G

Axit Photphoric là một loại phân bón quan trọng. Bên cạnh đó axit photphoric và

H

muối của nó có nhiều ứng dụng trong xử lý kim loại, thực phẩm, chất tẩy rửa và

TR ẦN

công nghiệp chế tạo thuốc đánh răng.

1. Giá trị pK của ba nấc phân ly của H3PO4 ở 25oC là: pKa1 = 2,12; pKa2 = 7,21;

B

pKa3=12,32. Viết công thức bazơ liên hợp của H2PO4- và tính gía trị Kb của nó.

00

2.

10

Một lượng nhỏ H3PO4 được sử dụng rộng rãi để tạo vị chua hay vị chát cho

2+

3

nhiều thức uống như cola và bia. Cola có tỉ khối 1,00gmL-1 chứa 0,05% H3PO4 về

ẤP

khối lượng.

C

Tính pH của cola (bỏ qua nấc phân li thứ 2 và 3). Giả sử rằng nguyên nhân gây ra

A

tính axit của cola là do H3PO4.

Ó

3.

H

H3PO4 được sử dụng làm phân bón trong nông nghiệp ; 1,00.10-3M H3PO4

-L

Í-

được thêm vào dung dịch huyền phù cát và pH của dung dịch thu được là 7,00. Tính

ÁN

nồng độ phần mol của các loại photphat khác nhau trong đất biết rằng trong đất

G

TO

khäng có chất nào phản ứng với photphat.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Giải: 1.

Bazơ liên hợp của dihidro photphat (H2PO4-) là monohydrophotphat

(HPO42-) H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O+ HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH2H2O ⇌ H3O+ + OH-

K2a K2b Kw.

42 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

pK2a + pK2b = pKw = 14 pK2b = 6,79

2. C(H3PO4) = 0,0051M H2O

H2PO4-

⇌

0,0051 – x

H3O+

+ x

N

x

N

+

H Ơ

H3PO4

U

Y

pKa1 = 2,12. Vậy Ka = 7,59.10-3.

− 4

+

3

[H 3 PO4 ]

[

]

x2 = 7,59.10 −3 0,0051 − x

ẠO

2

Đ

[H PO ][H O ] =

TP .Q

Ta có:

G

x = H 3O + = 3,49.10 −3

TR ẦN

H

Ư N

⇒ pH = 2,46

00

B

3. Đặt:

[H 3 X ]

10

fo =

3

C H X− f1 = 2 C HX 2− f2 = C X 3− f3 = C

]

[

]

A

C

ẤP

2+

[

để kí hịêu các phân số nồng độ của các loại photphat khác nhau; C là tổng nồng độ

ban đầu của H3X (X = PO4):

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

[ ]

f o + f1 + f 2 + f 3 = 1 K a1 =

[H

2

][

]

X − H 3O + f = 1 H 3O + [H 3 X ] fo

[

]

[HX ][H O ] = f [H O ] K = f [H X ] 43 [ X ][H O ] f www.facebook.com/daykemquynhonofficial [ K = = H O ] Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial [HXTú ] f 2−

+

3 −

a2

3

1

2

3−

a3

+

2

+

3 2−

+

3

3

2

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

N

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Các phương trình trên đây dẫn đến:

[H O ] =

ẠO

+ 3

D

[

]

Ư N H

]

TR ẦN

[

G

2

K a1 H 3 O + f1 = D K .K H O + f 2 = a 2 a1 3 D K K K f 3 = a1 a 2 a 3 D

B

fp

Đ

3

10

00

Với D = Ka1.Ka2.Ka3 + Ka1.Ka2.[H3O+] + Ka1[H3O+] + [H3O+]3.

3

Từ các giá trị Ka1; Ka2; Ka3 và pH ta có được các kết qủa sau: Ka3 = 4,79.10-13 và [H3O+] = 10-7.

ẤP

2+

Ka1 = 7,59.10-3; Ka2 = 6,17.10-8;

C

Các phân số nồng độ của các loại photphat khác nhau sẽ là: (fo) = 8,10.10-6.

A

H3PO4

H

Ó

H2PO4- (f1) = 0,618

-L

Í-

HPO42- (f2) = 0,382 (f3) = 1,83.10-6.

TO

ÁN

PO43-

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Bài 3:

Khả năng nhận ion H+ của nước được gọi là tính kiềm. Tính kiềm rất quan trọng

đối với việc xử lý nước, tính chất hoá học và sinh học của nước. Nói chung, các thành phần chủ yếu ảnh hưởng đến tính kiềm của nước là HCO3-, CO32- và OH-. Ở gía trị pH dưới 7 thì H+ trong nước làm giảm tính kiềm của nước. Chính vì vậy, phương trình nêu độ kiềm của nước khi có mặt các ion HCO3-, CO32- và OH- có thể được biểu diễn bởi:

độ kiềm = [HCO3-] + 2[CO32- ] + [OH-] - [H+].

44 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Các cân bằng và hằng số cân bằng (ở 298K) được cho sau đây: K(CO2) = 3,44.10-2.

CO2(k) ⇌ CO2(aq)

Ka1 = 2,23.10-4.

HCO3- ⇌ CO32- + H+

H Ơ

H2CO3 ⇌ HCO3- + H+

N

K(H2CO3) = 2,00.10-3.

CO2 + H2O ⇌ H2CO3

H2O ⇌ H+ + OH-

Kw = 1,00.10-14

TP .Q

Ksp = 4,50.10-9.

ẠO

CaCO3 ⇌ Ca2+ + CO32-

U

Y

N

Ka2 = 4,69.10-11

Đ

1. Nước tự nhiên (nước sông hay hồ) luôn chứa CO2 hoà tan. Tỉ lệ [H2CO3] :

Ư N

G

[HCO3-] : [CO32-] = a : 1,00 : b. Xác định a, b trong nước có nồng độ [H+] =

H

1,00.10-7M.

TR ẦN

2. Khí CO2 trong khí quyển có thể liên quan tới tính kiềm của nước do nó nằm cân bằng với hàm lượng CO2 tan trong nước. Tính nồng độ của CO2 (mol/L)

00

B

tròn nước tinh khiết nằm cân bằng với không khí không bị ô nhiễm ở áp suất

10

1,01.105Pa và 298K chứa 0,0360% (về số mol) CO2. Giả sử áp suất tiêu chuẩn

2+

3

là 1,01.105Pa.

ẤP

Nếu bạn không làm được câu này thì có thể giả sử rằng nồng độ CO2(aq) =

C

1,11.10-5M.

Ó

A

Độ tan của CO2 trong nước có thể được định nghĩa bằng biểu thức S=[CO2(aq)] +

H

[H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]. Độ tan của khí CO2 trong nước nằm cân bằng với

-L

Í-

không khí không bị ô nhiễm ở 298K và 1,01.105Pa luôn khác với độ kiềm

ÁN

3. Tính độ tan của CO2(k) tring nước tinh khiết (mol/L). Bỏ qua sự phân li của

TO

nước.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

4. Khi trong nước có 1,00.10-3M NaOH thì độ tan của CO2(k) lúc này sẽ là bao nhiêu?

Ở 298K, 1,01.105Pa thì khí không ô nhiễm sẽ nằm cân bằng với nước thiên nhiên chứa CaCO3 hoà tan. Cân bằng sau đây có thể tồn tại: CaCO3(r) + CO2(aq) + H2O ⇌ Ca2+ + 2HCO3-.

5. Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên.

Nếu không tính được thì ta có thể giả sử K = 5,00.10-5 để tính toán cho câu tiếp theo.

45 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

6. Tính nồng độ Ca2+ (mg/L) trong CaCO3 hoà tan trong nước nằm cân bằng với CO2 trong khí quyển.

Nếu không tính được thì ta có thể giả sử rằng nồng độ của Ca2+(aq) là 40,1mg/L để

N

tính toán.

H Ơ

7. Tính độ kiềm của dung dịch trên.

N

Ở một hồ nước ngầm chứa CaCO3 hoà tan thì nước có lượng CO2 rất cao. Nồng độ

TP .Q

U

Y

của Ca2+ trong hồ cao đến 100mg/L. Giả thiết rằng hồ nước và không khí bên trên là một hệ kín, tính hoạt áp của CO2 (Pa) trong không khí nằm cân bằng với Ca2+ trên.

ẠO

Giải:

Đ

1.

Ư N

G

[H+] = 1,00.10-7M

H

Ka1 = [HCO3-][H+]/[H2CO3] = 2,23.10-4 ⇒ [HCO3-]/[H2CO3] = 2,23.103

TR ẦN

Ka2 = [CO32-][H+]/[HCO3-] = 4,69.10-11 ⇒ [CO32-]/[HCO3-] = 4,69.10-4 [H2CO3] : [HCO3-] : [CO32-] = 4,48.10-4 : 1,00 : 4,69.10-4 (b)

00

B

(a)

10

2.

2+

3

P(CO2) = 1,01.105.3,60.10-4 = 36,36Pa

ẤP

[CO2(aq)] = K(CO2).P(CO2) = 1,24.10-5mol/L = [CO2(aq)] + [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]

A

Độ tan

Ó

a)

C

3.

H

= [CO2(aq)] + [HCO3-]

-L

Í-

([H2CO3] = [CO2(aq)] . K(H2CO3) = 2,48.10-8M và

ÁN

[CO32-] = Ka2/([H+].[HCO3-] = Ka2 = 4,69.10-11M đều qúa nhỏ nên ta bỏ qua).

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

[H+].[HCO3-]/[CO2(aq)] = Ka1.K(H2CO3) = 4,46.10-7

b)

Từ câu 6 – 2 [CO2(aq)]=1,24.10-5M ta tính được [H+]=[HCO3-]=2,35.10-6M Vậy độ tan của CO2 sẽ bằng 1,48.10-5M. Sử dụng [CO2(aq)]=1,11.10-5M để tính toán:

Độ tan

= [CO2(aq)] + [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-] = [CO2(aq)] + [HCO3-]

([H2CO3] = [CO2(aq)] . K(H2CO3) = 2,48.10-8M và [CO32-] = Ka2/([H+].[HCO3-] = Ka2 = 4,69.10-11M đều qúa nhỏ nên ta bỏ qua).

[H+].[HCO3-]/[CO2(aq)] = Ka1.K(H2CO3) = 4,46.10-7

46 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Từ câu 6 – 2 [CO2(aq)]=1,11.10-5M ta tính được [H+]=[HCO3-]=2,225.10-6M Vậy độ tan của CO2 sẽ bằng 1,34.10-5M.

4.

H Ơ

Trong dung dịch NaOH 1,00.10-3M, độ tan của CO2 phải tăng lên do phản ứng

N

a) Sử dụng [CO2(aq)] = 1,24.10-5M để tính toán:

Y

N

sau: (1) CO2(aq) + 2OH- ⇌ CO32- + H2O

TP .Q

U

K = K(H2CO3).Ka1.Ka2/(1,00.10-14)2 =

2,09.1011

G

K = 4,43.107.

Ư N

Kết hợp (1) và (2): CO2(aq) + OH- ⇌ HCO3-

Đ

ẠO

(2) CO2(aq) + CO32- + H2O ⇌ 2HCO3- K = K(H2CO3).Ka1/Ka2 = 9,37.103

H

Do K rất lớn nên toàn bộ lượng OH- đều đã chuyển hết về HCO3-.

TR ẦN

[HCO3-] = 1,00.10-3M = 1,82.10-6M

[H+]

= 5,49.10-9M

[CO32-]

= 8,54.10-6M

Độ tan

= [CO2(aq)] + [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]

3

10

00

B

[OH-]

ẤP

2+

≈ [CO2(aq)] + [HCO3-] + [CO32-] = 1,02.10-3M

C

b) Sử dụng [CO2(aq)] = 1,11.10-5M để tính toán:

Ó

A

Trong dung dịch NaOH 1,00.10-3M, độ tan của CO2 phải tăng lên do phản ứng

Í-

H

sau:

-L

(3) CO2(aq) + 2OH- ⇌ CO32- + H2O

K = K(H2CO3).Ka1.Ka2/(1,00.10-14)2 =

ÁN

2,09.1011

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

(4) CO2(aq) + CO32- + H2O ⇌ 2HCO3- K = K(H2CO3).Ka1/Ka2 = 9,37.103 Kết hợp (1) và (2): CO2(aq) + OH- ⇌ HCO3-

K = 4,43.107.

Do K rất lớn nên toàn bộ lượng OH- đều đã chuyển hết về HCO3-.

[HCO3-] = 1,00.10-3M [OH-]

= 1,82.10-6M

[H+]

= 5,49.10-9M

[CO32-]

= 8,54.10-6M

Độ tan

= [CO2(aq)] + [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]

47 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

≈ [CO2(aq)] + [HCO3-] + [CO32-] = 1,02.10-3M

5.

Keq = Ksp.K(H2CO3).Ka1/Ka2 = 4,28.10-5

N

6.

H Ơ

a) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 và [CO2(aq)] = 1,24.10-5M để tính toán:

U

Y

= [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)]

TP .Q

Từ câu 6 – 5: K = 4,28.10-5

N

Cân bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+] = [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

ẠO

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,24.10-5M

Đ

⇒ [Ca2+] = 0,510.10-3M = 20,5mg/L

Ư N

G

b) Sử dụng Keq = 5,00.10-5 và [CO2(aq)] = 1,11.10-5M để tính toán: = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)]

TR ẦN

Từ câu 6 – 5: K = 5,00.10-5

H

Cân bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]

00

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,11.10-5M

B

= [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

10

⇒ [Ca2+] = 0,5177.10-3M = 20,75mg/L

2+

3

c) Sử dụng Keq = 5,00.10-5 và [CO2(aq)] = 1,24.10-5M để tính toán:

ẤP

Cân bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+] = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)] = [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

Ó

A

C

Từ câu 6 – 5: K = 5,00.10-5

H

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,24.10-5M

-L

Í-

⇒ [Ca2+] = 0,5372.10-3M = 21,53mg/L

ÁN

d) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 và [CO2(aq)] = 1,11.10-5M để tính toán:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Cân bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]

Từ câu 6 – 5: K = 4,28.10-5

= [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)] = [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,11.10-5M ⇒ [Ca2+] = 0,4916.10-3M = 19,70mg/L

7.

HCO3- là thành phần chủ yếu trong dung dịch: pH của dung dịch này có thể được tính bằng công thức:

48 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

pH = (pKa1 + pKa2)/2 = 6,99 ≈ 7,00 Với Ka1 và Ka2 là hằng số axit của H2CO3.

Tại pH = 7,00 thì [OH-] và [H+] ta có thể bỏ qua.

N

Bên cạnh đó theo câu 6 – 1 thì:[CO32-] << [HCO3-]

H Ơ

Độ kiềm = [HCO3-] + 2[CO3-] + [OH-] - [H+] ≈ [HCO3-]

Y

N

Từ câu 6 – 6: ta có thể có 5 kết qủa sau:

TP .Q

U

a) 1,02.10-3M b) 1,035.10-3M

ẠO

c) 1,0744.10-3M

Đ

d) 0,9831.10-3M

Ư N

G

e) 2,00.10-3M (giả sử [Ca2+(aq)] = 40,1mg/L) a) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 để tính toán Cân bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]

00

B

[Ca2+] = 100mg/L = 2,50.10-3M

TR ẦN

H

8.

ẤP

[CO2(aq)] = 1,46.10-3M

= 4[Ca2+]3/[CO2(aq)]

2+

3

10

Thay vào biểu thức Keq = 4,28.10-5 = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)]

A

Sử dụng Keq = 5,00.10-5 để tính toán:

Ó

b)

C

P(CO2) = {[CO2(aq)]/K(CO2).1,01.105 = 4,28.103Pa

H

Cân bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]

-L

Í-

[Ca2+] = 100mg/L = 2,50.10-3M

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

Thay vào biểu thức Keq = 5,00.10-5 = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)] = 4[Ca2+]3/[CO2(aq)]

[CO2(aq)] = 1,25.10-3M

P(CO2) = {[CO2(aq)]/K(CO2).1,01.105 = 3,67.103Pa

Bài 4: Hoà tan 1,00NH4Cl và 1,00g Ba(OH)2.8H2O vào 80mL nước. Pha loãng dung dịch thu được bằng nước đến 100mL tại 25oC.

a) Tính pH của dung dịch (pKa(NH4+) = 9,24 b) Hãy tính nồng độ của tất cả các ion trong dung dịch.

49 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

c) Hãy tính pH sau khi thêm 10,0mL dung dịch HCl 1,00M vào dung dịch trên. d) Hãy tính [NH3] của dung dịch mới.

Giải:

H Ơ

18,7mmol NH4Cl và 3,17 mmol Ba(OH)2.8H2O (6,34mmol OH-) tạo ra 6,34mmol

Y U

−9

a

M ⇒ pH = 8,95

TP .Q

+ 4

+

N

NH3 và 12,4mmol NH4+ còn lại không đổi.

] = 1,13.10 [H ] = K [[NH NH ]

N

a) NH4+(aq) + OH-(aq) → NH3(aq) + H2O(aq)

3

ẠO

b) [NH4+] = 0,124M; [Ba2+] = 0,0317M; [H+] = 1,13.10-9M; [Cl-] = 0,187M; [OH-]

Đ

= 8,85.10-6M

Ư N

G

c) Thêm 10,0mmol HCl, trong đó có 6,34mmol được NH3 trung hoà. Giả thiết

H

rằng thể tích bằng 110mL, và bỏ qua axit yếu NH4+ ta có: [H+] = 0,0333M ⇒ pH =

TR ẦN

1,48

−9

M

00

+ 4 +

2+

3

10

[NH 3 ] = K a

[NH ] = 2,9.10 [H ]

B

d) Trong dung dịch axit mạnh [NH3] sẽ rất nhỏ: [NH4+] = 0,170M

ẤP

Bài 5:

C

Một hợp chất nitro hữu cơ (RNO2) được khử bằng phương pháp điện hóa trong

Ó

A

dung dịch đệm axetat có tổng nồng độ axetat (HOAc+ OAc-) là 0,500M và có pH = 5.

H

300mL dung dịch đệm chứa 0,01M RNO2 đem khử điện hóa hoàn toàn. Axit axetic có

-L

Í-

Ka = 1,75.10-5 ở 25oC. Phản ứng khử điện hóa hợp chất nitro xảy ra như sau:

ÁN

RNO2 + 4H+ + 4e → RNHOH + H2O

TO

Tính pH của dung dịch sau khi kết thúc phản ứng.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Giải:

RNO2 + 4H+ + 4e → RNHOH + H2O Ta có:

pK a = pH

[HOAc]

[OAc ] −

[HOAc] = 0,5715

[OAc ] −

Mặt khác ta có: [HOAc] + [OAc-] = 0,500

50 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[HOAc] = 0,1818 [OAc-] = 0,3182 Như vậy số mmol các chất lúc ban đầu là:

N

n(OAc-) = 95,45

H Ơ

n(HOAc) = 54,55

N

Số mmol RNO2 bị khử sẽ là: 300.0,0100 = 3mmol

U

Y

Từ phương trình bán phản ứng ta thấy rằng để khử hóa hoàn toàn 3mmol hợp

TP .Q

chất nitro cần 12mmol H+. Số mmol H+ này nhận được từ sự phân ly của HOAc.

ẠO

Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì:

Đ

n(HOAc) = 54,55 – 12,00 = 42,55mmol

Ư N

[HOAc ] = 5,16

[OAc ]

H

−

TR ẦN

Vậy pH = pK a +

G

n(OAc-) = 95,45 – 12,00 = 83,45mmol

B

Bài 6:

10

00

a) Xác định nồng độ ion hydro và gía trị pH của dung dịch tạo thành khi cho

3

0,82g CH3COONa vào 1L dung dịch CH3COOH 0,1M

ẤP

2+

b) Phải thêm vào bao nhiêu gam NaOH rắn vào dung dịch này để làm pH tăng

C

một đơn vị.

Ó

A

c) So với nồng độ của phân tử CH3COOH trong dung dịch CH3COOH 0,1M thì

H

nồng độ phân tử CH3COOH trong các dung dịch thứ nhất và thứ hai đã thay

-L

Í-

đổi theo những tỉ số nào? (Có thể tính gần đúng). Biết Ka(CH3COOH) =

ÁN

1,8.10-5

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Giải:

CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+

[CH COO ][H ] = 1,8.10 = −

Ka

+

3

[CH 3 COOH ]

5

CH3COONa = CH3COO- + Na+ CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Đối với dung dịch axit axetic (tinh khiết) ban đầu: [CH3COO-] = [H+]; [CH3COOH]1 = Caxit ≈ 0,1M

51 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[H+] = (0,1Ka)1/2 = 1,34.10-3M

a) Hỗn hợp axit yếu và muối của nó là dung dịch đệm nên:

[HOAc] = 3,74

[OAc ] −

C’muối = Cmuối + Cb

N

b) Khi thêm bazơ mạnh nồng độ Cb thì:

H Ơ

pH = pK a +

N

C’axit = Caxit - Cb

U

Y

pH tăng một đơn vị tương ứng với [H+] giảm 10 lần:

TP .Q

[H+]2/[H+]3 = [Caxit.(Cmuối + Cb)]/[Cmuối.(Caxit – Cb)]

ẠO

[H+]3 = 1,8.10-5M; Cb = 0,045M

Đ

mNaOH = 1,8g

G

c) [CH3COOH]1 = ([H+]1)2/Ka ≈ 0,1M

H

TR ẦN

[CH3COOH]2 = Caxit - [H+]2 = 0,0986M

Ư N

[CH3COOH]2 = [H+].Cmuối/Ka ≈ 0,1M hoặc chính xác hơn [CH3COOH]3 = [H+].(Cmuối + Cb)/Ka = 0,055M

00

B

[CH3COOH]2/[CH3COOH]1 ≈ 1

2+

3

10

[CH3COOH]3/[CH3COOH]1 ≈ 0,55

ẤP

Bài 7:

C

Có một số thuyết và định nghĩa khác nhau về axit và bazơ. Một trong số các định

Ó

A

nghĩa đó có liên quan đến sự tự phân li của dung môi:

Í-

H

2HB ⇌ H2B+ + B-.

-L

Theo lý thuyết này thì chất nào làm tăng phần cation của dung môi (H2B) là

ÁN

một axit và chất nào làm giảm phần đó (hoặc tăng phần anion) là một bazơ.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Chẳng hạn nước tự phân ly: 2H2O ⇌ H3O+ + OH-

Axit là những chất nào làm tăng [H3O+] và bazơ là những chất nào làm tăng

[OH-] Trong etanol thì: 2C2H5OH ⇌ C2H5OH2+ + C2H5OAxit là những chất nào làm tăng nồng độ [C2H5OH2+] và bazơ là những chất nào làm tăng[C2H5O-] Khi đó phản ứng trung hoà là phản ứng trong đó một axit phản ứng với một

bazơ tạo thành một muối và một dung môi.

52 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Theo lý thuyết này thì pH = -lg[H2B+] (Lý thuyết này cũng có thể áp dụng được cho các dung môi phi proton).

a) Hãy đơn cử một ví dụ về một axit và một bazơ trong dung môi amoniac lỏng.

N

b) Tích số ion của amoniac là 1,0.10-29 (mol/L)2. Hỏi amoniac lỏng nguyên chất

H Ơ

có độ pH nào?

N

c) Nước là một axit hay là bazơ trong amoniac lỏng?. Giải thích.

TP .Q

U

Y

d) Hãy lý giải tại sao CH3COOH là một axit tỏng amoniac lỏng. Nó mạnh hơn hay yếu hơn tỏng dung dịch nước.

ẠO

e) Một hợp chất là một axit mạnh trong nước có thể là một bazơ yếu trong

Đ

amoniac lỏng hay không? Nếu có thì hãy cho ví dụ còn nếu không thì hãy giải

Ư N

G

thích.

H

f) Hãy chỉ ra rằng NaOH là một muối trong NH3 lỏng. Hãy chó ví dụ về một phản

TR ẦN

ứng mà ở đó nó được tạo ra trong môi trường amoniac lỏng. g) Có hợp chất nào là một bazơ trong nước mà lại là một axit trong NH3 lỏng

B

không? Nếu có thì hãy cho ví dụ còn nếu không thì hãy giải thích.

10

00

h) Hãy từ bỏ NH3. Liệu có một dung môi nào đó mà nướ là một bazơ không?. Nếu

3

có thì hãy cho ví dụ còn nếu không thì hãy giải thích.

C

thì hãy giải thích.

ẤP

2+

i) Trong CCl4 có axit hay bazơ không? Nếu có thì hãy cho ví dụ còn nếu không

Ó

A

Lưu ý: Tất cả các khái niệm dùng trong bài tập đều liên hệ với lý thuyết về các hệ

H

dung môi đã được giải thích ở trên.

-L

Í-

Giải:

ÁN

a) Trong amoniac lỏng diễn ra quá trình tự phân ly như sau:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

2NH3 ⇌ NH4+ + NH2-.

Như vậy axit là các chất làm tăng nồng độ NH4+ còn bazơ là các chất làm tăng nồng độ NH2-.

Ví dụ về một axit: NH4Cl Ví dụ về một bazơ: KNH2.

b) Theo định nghĩa ở đầu bài thì pH = -lg[NH4+] Ta đã biết: Kamoniac = [NH4+][NH2-] = 1,0.10-29 ⇒ [NH4+] = 1,0.10-14,5 ⇒ pH = 14,5

53 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

c) Nước phản ứng như là một axit vì nó làm tăng nồng độ NH4+: H2O + NH3 ⇌ NH4+ + OH-.

d) CH3COOH + NH3 ⇌ NH4+ + CH3COO-

H Ơ

N

Axit axetic làm tăng nồng độ NH4+ nên nó là một axit

Y

U

axetic tỏng amoniac thì lớn hơn trong nước và như vậy thì tính axit mạnh hơn.

N

Vì rằng NH3 là chất cho cặp điện tử mạnh hơn nước cho nên sự hoà tan axit

TP .Q

e) NH3 là phần tử cho cặp điện tử mjanh hơn H2O (NH4+ hình thành dễ hơn H3O+). Như vậy thì sự hoà tan mọi axit trong amoniac đều mạnh hơn nước. Vì

Đ

ẠO

vậy một axit trong hệ nước không thể là một bazơ trong hệ amoniac.

G

f) Chỉ cần chứng minh rằng NaOH được hình thành trong một phản ứng trung

(axit

+ NaOH

TR ẦN

NaNH2 + H2O ⇌ NH3

H

Ư N

hoà là đủ:

+ bazơ = dung môi +

muối)

00

B

g) Một hợp chất như vậy cần phải tạo thành OH- ở trong nước và NH4+ ở trong

10

amoniac. Có thể đó là một hợp chất có hai chức năng, với một chức năng bazơ

3

yếu hơn amoniac ở trong nước và một nhóm axit liên hợp với chức năng bazơ

ẤP

2+

trong dung dịch nước. Một ví dụ ở đây là hydroxilamin NH2OH ở trong nước

C

sẽ hình thành cân bằng:

Ó

A

H2O + H2NOH ⇌ H3NOH+ + OH-.

Í-

H

Ở trong amoniac thì cân bằng chiếm ưu thế là:

-L

H2NOH + NH3 ⇌ NH4+ + H2NO-

TO

ÁN

Ở trong nước thì HnX tác dụng như là một bazơ:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

HnX + H2O ⇌ Hn+1X+ + OH-

(a)

Và ở trong amoniac như là một axit: HnX + NH3 ⇌ NH4+ + Hn-1X-.

(b)

Để cho (b) xảy ra thì nhóm tác động như là bazơ ở trong nước phải là tác nhân nhận proton kém hơn NH3. Điều đó có nghĩa là nhóm đó phải là một bazơ yếu hơn NH3. Qủa thực pKb(NH3) = 4,75 và pKb(H2NOH) = 8,2.

54 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Để cho (a) xảy ra thì nhóm tác động như là axit ở trong NH3 phải có tác dụng cho proton yếu hơn axit Hn+1X+, Hn+1X+ là axit liên hợp của nhóm HnX, nhóm này tác dụng như là một bazơ. Qủa thực pKa(NH3+OH) = 5,4 và pKa(NH2OH) = 13,2.

N

h) Có. Ví dụ như axit sunfuric:

N

H Ơ

2H2SO4 ⇌ H3SO4+ + HSO4-

U

Y

H2O + H2SO4 ⇌ H3O+ + HSO4-.

TP .Q

i) Không, do CCl4 không phân li

Đ

ẠO

Bài 8:

Ư N

i) 2,00M HCl

G

a) Tính pH cuối củ các hệ sau đây khi hoà tan:

TR ẦN

H

ii) 0,500M NaOH

vào 500,0mL nước ở 25oC (pH của nước ở điều kiện này là 7,00)

B

b) Một lĩnh vực quan trọng trong hoá học phân tích là dung dịch đệm. Nó bao

10

00

gồm một hỗn hợp của một axit yếu (HA) và bazơ liên hợp của nó (A-). Nó được

2+

mạnh hay bazơ mạnh.

3

gọi là dung dịch đệm vì nó chống lại sự thay đổi pH khi thêm vào hệ một axit

ẤP

Sử dụng các phương trình hóa học (và chỉ ra trạng thái của mỗi hợp phần), hãy

A

C

cho biết chuyện gì sẽ xảy ra khi thêm vào dung dịch đệm

H

Ó

i) Khí HCl.

-L

Í-

ii) NaOH viên

ÁN

pH của dung dịch đệm được xác định bởi tỉ lệ mol của axit yếu và bazơ liên

TO

hợp của nó. Nếu hằng số phân ly axit Ka được biết thì pH của dung dịch đệm sẽ được

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

tính theo phương trình Henderson–HasselBatch: pH = pKa + lg([A-]/[HA])

c) Hãy chứng minh phương trình Henderson – HasselBatch từ biểu thức của Ka. d) 1,00L của một dung dịch đệm chứa 0,500mol của axit yếu và bazơ liên hợp của nó. pH của dung dịch đo được là 7,00. Xác định pKa của cặp axit – bazơ liên hợp.

e) Tính pH của dung dịch sinh ra khi thêm vào 500,0mL dung dịch đệm ở câu d: i) 2,00M HCl

55 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

ii) 0,500M NaOH

f) Ka của axit axetic là 1,75.10-5M 1,00L dung dịch đệm chứa axit axetic và ion axetat có pH được xác định là 5,30.

N

Tổng nồng độ của axit axetic và ion axetat là 1,00M.

H Ơ

i) Tính tỉ lệ [A-]/[HA]

Y

N

ii) Tính nồng độ của từmh tiểu phân trong dung dịch đệm.

TP .Q

U

Ngoài việc trộn một axit yếu và bazơ liên hợp của nó để tạo thành dung dịch đệm thì ta còn có thể sử dụng một phương pháp khác là: chuẩn bị sẵn một trong hai

ẠO

chất trên rồi thêm vào dung dịch đã chuẩn bị sẵn đó một lượng axit hoặc bazơ

Đ

mạnh.

Ư N

G

g) Giải thích?

H

h) Nhà hóa học tập sự Bob định chuẩn bị một dung dịch đệm có pH bằng 4,00

TR ẦN

bằng cách sử dụng dung dịch CH3COONa 0,500M và dung dịch HCl 2,00M. Giả sử thể tích của HCl thêm vào là V lít. Trả lời các câu hỏi sau:

B

Thể tích dung dịch CH3COONa 0,500M cần thêm vào là bao nhiêu để hình

00

i)

10

thành dung dịch đệm?

2+

3

ii) Có bao nhiêu mol axit axetic sinh ra?

ẤP

iii) Có bao nhiêu mol ion axetat phản ứng với HCl?

C

iv) Với pH đã xác định thì tỉ lệ [A-]/[HA] sẽ là bao nhiêu?

A

v) Tính V

H

Ó

i) pH đệm lý tưởng là pH mà tại đó dung dịch đệm có khả năng chống lại sự thay

-L

Í-

đổi pH tốt nhất khi thêm vào đó một lượng dung dịch axit mạnh hay bazơ

ÁN

mạnh. Đối với dung dịch đệm axetat thì pH đệm lý tưởng là bao nhiêu?

TO

j) Không thành công với thí nghiệm trên của mình. Bob tiếp tục tiến hành một thí

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

nghiệm khác. Bắt đầu với 250mL của dung dịch đệm axetat ở pH đệm lý tưởng.

Nhưng do sự bất cẩn khi làm thí nghiệm thì anh ta đã cho vào dung dịch đệm một vài giọt dung dịch NaOH 0,340M. Anh ấy nhanh chóng khắc phục sự cố và

đo lại pH của dung dịch thì thấy pH tăng lên 1 đơn vị so với lúc đầu. Biết tổng nồng độ các tiểu phân trong dung dịch đệm ban đầu là 0,500M i) Tính tỉ lệ [A-]/[HA] trong dung dịch mới ii) Tính số mol axit axetic và ion axetat trong dung dịch ban đầu

56 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

iii) Sau khi thêm NaOH vào thì số mol của axit axetic và anion axetat sẽ là bao nhiêu? iv) Sau khi xảy ra sự cố thì số mol ion axetat sẽ tăng lên bao nhiêu?

N

v) Thể tích NaOH mà Bob đã thêm vào dung dịch đệm sẽ là bao nhiêu?

H Ơ

Giải:

N

a) (i) pH = 1,70

TP .Q

U

Y

(ii) pH = 11,69

b) HCl(k) + A-(aq) ⇌ HA(aq) + Cl-(aq)

Đ

ẠO

NaOH(r) + HA(aq) ⇌ Na+(aq) + A-(aq) + H2O(l)

[H ][A ] = −

Ư N

+

H

[HA]  [HA]    = [H + ]

TR ẦN

Ka

G

c) Ta có:

Ka  −   A 

[ ]

  [HA]  − lg  K a  −  = − lg H +   A 

00

10

ẤP

2+

3

[ ]

 A−   pH = pK a + lg [ ] HA  

B

[ ]

[ ]

C

d) pH = 7,00

n(H+ thêm vào) = 0,01mol

Ó

A

e) (i)

Í-

H

[A-] = 0,499M

-L

[HA] = 0,501M

ÁN

pH = 6,98

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

(ii)

f) (i)

Tương tự như (i) ta tính được pH = 7,0043

[A ] = 3,492 −

[HA]

(1)

(ii) [A+] + [HA] = 1(2) Giải hệ phương trình (1) và (2) ta thu được kết qủa: [HA] = 0,223M và [A-] = 0,777M

g) Axit mạnh/ bazơ mạnh sẽ phản ứng với bazơ yếu hay axit yếu để tạo ra hợp phần còn lại của dung dịch đệm. Như vậy thì dung dịch thu được sẽ chứa axit yếu và bazơ liên hợp của nó.

57 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

h) (i). Gọi thể tích HCl là V mL Vậy thể tích của dung dịch natri axetat sẽ là 1 – V(mL) (ii) Số mol axit axetic là 2,00.V (mol) (iii) Số mol bazơ sinh ra = 0,500 – 2.500V (mol)

N

[A ] = 0,175

N

[HA]

Y

(iv)

H Ơ

−

TP .Q

U

(v) V = 175mL

Như vậy cần phải trộn 825mL dung dịch natri axetat 0,500M với 175mL dung

ẠO

dịch HCl 2,00M

Đ

i) pH = pKa = 4,76

Ư N

G

j) (i) Ta có: pH = 4,76 + 1 = 5,76

[A ] 5,76 = 4,76 + lg −

TR ẦN

[A ] = 10

H

[HA]

−

00

Trong dung dịch đệm lý tưởng [HA] = [A-] = 0,0625mol

10

(ii)

B

[HA]

3

(iii) Tổng số mol axit axetic và axetat được bảo toàn = 0,0625.2 = 0,125mol

2+

Ta có: [A-] = 10[HA]

C

ẤP

[A-] = 0,114mol

A

[HA] = 0,0114mol

H

Ó

(iv) nNaOH thêm vào = 0,0515 mol

Í-

VNaOH thêm vào = 0,152L = 152mL

-L

(v)

ÁN

Bài 6:

TO

Dung dịch đệm là dung dịch có khả năng chống lại sự thay đổi pH. Thông

G

thường dung dịch đệm gồm một axit yếu và bazơ liên hợp của nó (ví dụ:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

CH3COOH/CH3COO-) hay một bazơ yếu và axit liên hợp của nó (Ví dụ NH3/NH4+).

Dung dịch đệm được tạo thành khi trung hoà một phần axit yếu bởi bazơ mạnh hay

bazơ yếu và axit mạnh. Chính vì vậy ta có thể chuẩn bị dung dịch đệm bằng cách trộn một lượng axit (hay bazơ) yếu đã tính trước với phần liên hợp của nó. pH của dung dịch đệm được tạo thành bởi axit yếu HA và bazơ liên hợp A-

được tính theo phương trình Henderson – Hasselbalch:

58 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

pH = pK a +

[HOAc]

[OAc ] −

1) Tính pH của dung dịch đệm chứa 0,200M axit fomic (Ka = 2,1.10-4) và 0,150M

H Ơ

2) Tính pH của dung dịch khi thêm 0,01000M dung dịch NaOH vào dung dịch đệm ở

N

natri fomiat.

N

câu 1

U

Y

3) Tính thể tích của dung dịch NaOH 0,200M cần để thêm vào 100,0cm3 dung dịch

TP .Q

CH3COOH 0,150M (Ka = 1,8.10-5) để thu đ5ược dung dịch đệm có pH = 5,00

ẠO

4) pH của dung dịch đệm chứa 0,0100M axit benzoic (Ka = 6,6.10-5) và C6H5COONa

Đ

0,0100M sẽ là:

Ư N

G

a) 5,00

H

b) 4,18

TR ẦN

c) 9,82 d) 9,0

B

5) Khi trộn cùng một thể tích 0,100 CH3COOH (Ka = 1,8.10-5) và 0,0500M NaOH

3

i) Dung dịch sau cùng sẽ là:

10

00

thì:

2+

a) Dư axit yếu.

C

A

c) Dung dịch đệm

ẤP

b) Dư bazơ mạnh

H

Ó

d) Cả ba đều sai.

-L

Í-

ii) pH của dung dịch cuối sẽ là:

ÁN

a) 3,02

TO

b) 4,44

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

c) 3,17 d) 7,00

6) Khi trộn cùng một thể tích dung dịch CH3COOH 0,100M và NaOH 0,150M thì: i) Dung dịch cuối cùng sẽ là: a) Dư axit yếu. b) Dư bazơ mạnh c) Dung dịch đệm d) Cả ba đều sai.

59 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

ii) pH của dung dịch cuối sẽ là: a) 12,00 b) 12,70

d) 12,40

N

7) Khi trộn cùng một thể tích dung dịch CH3COOH 0,150M và NaOH 0,100M thì:

H Ơ

N

c) 13,18

TP .Q

U

Y

i) Dung dịch cuối cùng sẽ là: a) Dư axit yếu.

ẠO

b) Dư bazơ mạnh

Đ

a) Dung dịch đệm

Ư N

G

b) Cả ba đều sai.

H

ii) pH của dung dịch cuối sẽ là:

TR ẦN

a) 3,17 b) 3,02

00

B

c) 2,78

10

d) 3,22

3

8) Khi trộn cùng một thể tích dung dịch CH3COOH 0,100M và NaOH 0,100M thì:

ẤP

2+

i) Dung dịch cuối cùng sẽ là:

Ó

A

b) Dư bazơ mạnh

C

a) Dư axit yếu.

H

a) Dung dịch đệm

-L

Í-

b) Cả ba đều sai

ÁN

ii) pH của dung dịch cuối sẽ là:

TO

a) 7,00

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

b) 13,00

c) 2,87 d) 3,02

Hướng dẫn giải: 6) pH = 3,55 7) Natri hydroxit sẽ phản ứng với HCOOH: HCOOH + OH- → HCOO- + H2O Phản ứng này xảy ra hoàn toàn nên:

60 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[HCOOH] = 0,140M [HCOO-] = 0,160M Vậy pH = 3,60

H Ơ

8) Gọi V là thể tích của dung dịch NaOH. Như vậy thể tích cuối của dung dịch sẽ là

N

Lưu ý rằng ta thêm một bazơ mạnh như NaOH mà pH chỉ thay đổi 0,05 đơn vị

N

(100,0 + V) và số mmol CH3COOH và OH- là 100,0.0,150 = 15,00mmol và

U

Y

V.0,200 = 0,200V mmol tương ứng. Từ phản ứng:

TP .Q

CH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O

ẠO

Như vậy lượng CH3COO- sinh ra sẽ là 0,200V mmol và lượng CH3COOH chưa

Đ

phản ứng sẽ là (15,00-0,200V)mmol. Như vậy nồng độ của các tiểu phân trong dung

Ư N

G

dịch đệm sẽ là:

[CH 3 COOH ] = 15,00 − 0,200 M −

3

H TR ẦN

[CH COO ]

100,0 + V 0,200V = M 100,0 + V

−

[H ]

10

[CH 3 COOH ]

Ka

+

3

3

2+

[CH COO ] =

00

B

Từ biểu thức hằng số phân li của axit axetic ta có thể nhận được:

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

0,200V 1,8.10 −5 100,0 + V = ⇒ V = 48,21cm 3 15,00 − 0,200 1,0.10 −5 100 + V

-L

II.2. CÂN BẰNG CỦA CÁC HỢP CHẤT ÍT TAN TRONG DUNG DỊCH:

TO

ÁN

Bài 1:

Kẽm là nguyên tố vi lượng quan trọng cần cho sự phát triển cây trồng. Cây

Ỡ N

G

trồng có thể hấp thụ được kẽm ở dạng dung dịch nước. Ở trong dung dịch nước ngầm

BỒ

ID Ư

có pH = 7,0 người ta tìm thấy được Zn3(PO4)2. Tính [Zn2+ ] và [PO43-] trong dung

dịch bão hòa. Biết T của kẽm photphat là 9,1.10-35.

Giải: Đặt S(M) là độ tan của kẽm photphat trong nước ngầm: [Zn2+] = 3S Tổng nồng độ của các dạng khác nhau của photphat = 2S

61 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[PO43-] = f3.2S

f3 có thể được xác định từ các quan hệ ở câu 3

Đối với pH = 7 thì f3 = 1,83.10-6.

N

T = [Zn2+]3[PO43-]2 = (3S)3.(f3.2S)2 = 9,1.10-33

H Ơ

S = 3,0.10-5M

N

[Zn2+] = 9.10-5M

TP .Q

U

Y

[PO43-] = 1,1.10-10M

ẠO

Bài 2:

Đ

Một học sinh điều chế dung dịch bão hoà magie hydroxit trong nước tinh khiết tại

Ư N

G

25oC. Trị số pH của dung dịch bão hoà đó được tính bằng 10,5.

TR ẦN

tan theo mol.L-1 cũng như g/100mL.

H

a) Dùng kết qủa này để tính độ tan của magie hydroxit trong nước. Phải tính độ

b) Hãy tính tích số tan của magie hydroxit.

00

B

c) Hãy tính độ tan của magie hydroxit trong dung dịch NaOH 0,010M tại 25oC.

2+

3

a) Mg(OH)2 ⇌ Mg2+ + 2OH-

10

Giải:

ẤP

pOH = 14,0 – 10,5 = 3,5 ⇒ [OH-] = 10-3,5 = 3,2.10-4M

C

Tương ứng với [Mg2+] = [Mg(OH)2 điện ly] = Độ tan của Mg(OH)2 = 1,6.10-4M

Ó

A

hay 9,2.10-4g/100mL.

Í-

H

b) Ksp = [Mg2+][OH-]2 = 1,6.10-11M3

-L

c) Mg(OH)2(r) ⇌ Mg2+ (aq) + 2OH- (aq)

Ksp = [Mg2+][OH-]2 = x[OH-]2 = 1,6.10-11 ⇒ x =

1,6.10 −11 = 1,6.10 − 7 M 2 (0,010)

Ỡ N

G

TO

ÁN

[Mg2+] = x; [OH-] = 0,010 + 2x ≈ 0,010M

BỒ

ID Ư

Độ tan bằng 1,6.10-7M hay 9.10-7g/100mL Bài 3: Cadimi là một trong những kim loại rất độc được tìm thấy với nồng độ cao trong chất thải từ sự luyện kẽm, mạ điện và xử lý nước thải. Hít phải cadimi dạng hạt

62 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

nhỏ sẽ nhanh chóng ảnh hưởng đến hệ hô hấp rồi sau đó là thận. Cadimi cho thấy sự cạnh tranh với kẽm tại các vùng hoạt động của enzym.

Cadimi tạo thành hydroxit hơi khó tan là Cd(OH)2.

N

a) Hãy tính độ tan của Cd(OH)2 trong nước nguyên chất (bỏ qua cân bằng tự

H Ơ

proton phân)

Cd2+(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)+(aq)

TP .Q

U

Y

Ion Cd2+ có ái lực mạnh với ion CN-:

N

b) Hãy tính độ tan của Cd(OH)2 trong dung dịch NaOH(aq) 0,010M

K1 = 105,48M-1.

K2 = 105,12M-1.

Cd(CN)2(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)3-(aq)

K3 = 104,63M-1.

Ư N

G

Đ

ẠO

Cd(CN)+(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)2(aq)

H

Cd(CN)3-(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)42-(aq) K4 = 103,65M-1.

TR ẦN

c) Hãy tính độ tan của Cd(OH)2 trong nước có chứa ion CN-. Nồng độ cân bằng là [CN-]=1,00.10-3M

00

B

d) Giả thiết rằng chỉ tạo thành phức Cd(CN)42-, hãy tính phần trăm sai lệch độ

10

tan so với độ tan tìm được ở câu c.

2+

3

Biết T(Cd(OH)2) = 5,9.10-15M3.

Ó

A

b) S = 5,9.10-11M

C

a) S = 1,14.10-5M

ẤP

Giải:

Í-

H

c) S = 0,5[OH-] = C(Cd)

-L

C(Cd) = [Cd2+] + [Cd(CN)+] + [Cd(CN)2] + [Cd(CN)3-] + [Cd(CN)42-]

ÁN

0,5[OH-] = [Cd2+](1 + K1[CN-] + K1K2[CN-]2 + K1K2K3[CN-]3 + K1K2K3K4

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

[CN-]4)

[OH-] = [2.T(1 + K1[CN-] + K1K2[CN-]2 + K1K2K3[CN-]3 + K1K2K3K4 [CN]4)]3/2 = 4,79.10-3M S = 2,4.10-3M

d) [OH-] = [2.T.(1 + K1K2K3K4 [CN-]4)]3/2 = 4,47.10-3M S = 2,24.10-3M Phần trăm sai lệch = 6,7%

63 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Bài 4: Hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng lên độ tan của các muối khó tan là pH và sự có mặt của tác nhân tạo phức. Bạc oxalat là một ví dụ điển hình: Tích số tan

Y

N

amoniac để tạo phức với cation bạc.

H Ơ

anion oxalat phản ứng với ion hydroni và bằng tác nhân tạo phức chẳng hạn như

N

của nó trong nước là T = 2,06.10-4 tại pH=7. Độ tan của nó bị ảnh hưởng bởi pH khi

li của axit oxalic lần lượt là: K1 = 5,6.10-2 và K2 = 6,2.10-6.

TP .Q

U

c) Tính độ tan của bạc oxalat trong dung dịch axit có pH = 5,0. Hai hằng số phân

ẠO

d) Với sự có mặt của amoniac thì ion bạc tạo thành hai dạng phức Ag(NH3)+ và

Đ

Ag(NH3)2+. Các hằng số tạo phức từng nấc tương ứng sẽ là β1 = 1,59.103 và β2

Ư N

G

= 6,76.103. Tính độ tan của bạc oxalat trong dung dịch chứa 0,02M NH3 và có

H

pH = 10,8.

TR ẦN

Giải: c) T = [Ag+]2[C2O42-]

B

Ta có: [Ag+] = 2S

3

ẤP

HC2O4- = H+ + C2O42-

2+

H2C2O4 = H+ + HC2O4-

10

00

C(C2O42-) = S = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4]

]

H

[

Ó

A

C

Ta có kết qủa sau: S = [C 2 O

[H ]

+ 2

K2 = 6,2.10-6.

] [ ] [ ]

+ + 2  1 + H + H  K2 K1 K 2 

K1 K 2

[ ]

+ K1 H + + K1 K 2

   

.S = α .S

-L

Í-

⇒ C 2 O 42 − =

2− 4

K1 = 5,6.10-2.

ÁN

Tại pH = 7 thì [H+] = 10-7 ⇒ α ≈ 1

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

T = 3,5.10-11.

Tại pH = 5 thì [H+] = 10-5 ⇒ α ≈ 0,861 S = 2,17.10-4.

d) [NH3] = 0,02M Tại pH = 10,8 thì [H+] = 1,585.10-11 ⇒ α ≈ 1 Tổng nồng độ [Ag+] trong dung dịch được xác định bởi phương trình CAg = 2S = [Ag+] + [Ag(NH3)+] + [Ag(NH3)2+] Các phản ứng tạo phức:

64 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Ag+ + NH3 = Ag(NH3)+

β1 = 1,59.103

Ag(NH3)+ + NH3 = Ag(NH3)2+ β2 = 6,76.103 Từ các phương trình trên ta dễ dàng suy ra được biểu thức sau: 1 1 + β 1 [NH 3 ] + β 1 β 2 [NH 3 ]

2

H Ơ

]

.S = γS

N

[

⇒ Ag + =

N

CAg = 2S = [Ag+](1 + β1[NH3] + β1β2[NH3]2)

TP .Q

U

Y

Thay vào biểu thức của T ta tính được S = 5,47.10-2.

ẠO

Bài 5:

Đ

Độ tan là một thông số quan trọng để xác định được sự ô nhiễm môi trường do các

Ư N

G

muối gây ra. Độ tan của một chất được định nghĩa là lượng chất cần thiết để có

H

thể tan vào một lượng dung môi tạo ra được dung dịch bão hoà. Độ tan của các

TR ẦN

chất khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất của dung môi và chất tan cũng như của các

điều kiện thí nghiệm, ví dụ như nhiệt độ và áp suất. Độ pH và khả năng tạo phức

00

B

cũng ảnh hưởng đến độ tan.

10

Một dung dịch chứa BaCl2 và SrCl2 đều ở nồng độ 0,01M. Khi ta thêm một

2+

3

dung dịch bão hoà natri sunfat vào dung dịch thì 99,9% BaCl2 sẽ kết tủa dưới dạng

ẤP

BaSO4 và SrSO4 chỉ có thể kết tủa nếu trong dung dịch còn dưới 0,1% BaSO4. Tích số

C

tan của các chất được cho sau đây: T(BaSO4) = 10-10 và T(SrSO4) = 3.10-7.

Ó

A

1) Viết các phương trình phản ứng tạo kết tủa.

H

Tính nồng độ Ba2+ còn lại trong dung dịch khi SrSO4 bắt đầu kết tủa.

-L

Í-

Tính %Ba2+ và Sr2+ sau khi tách ra.

ÁN

Sự tạo phức gây nên một ảnh hưởng đáng kể đến độ tan. Phức là một tiểu

TO

phân tích điện chứa một ion kim loại ở trung tâm liên kết với một hay nhiều phối tử.

G

Ví dụ Ag(NH3)2+ là một phức chứa ion Ag+ là ion trung tâm và hai phân tử NH3 là

BỒ

ID Ư

Ỡ N

phối tử.

Độ tan của AgCl trong nước cất là 1,3.10-5M Tích số tan của AgCl là 1,7.10-10M Hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức có gía trị bằng 1,5.107.

2) Sử dụng tính toán để cho thấy rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH3 1,0M thì cao hơn trong nước cất.

65 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Giải: 1) Các phản ứng tạo kết tủa: Ba2+ + SO42- = BaSO4

N

Sr2+ + SO42- = SrSO4

H Ơ

Kết tủa BaSO4 sẽ xảy ra khi [SO42-] = T(BaSO4)/[Ba2+] = 10-8M

N

Kết tủa SrSO4 sẽ xảy ra khi [SO42-] = 3.10-5M

TP .Q

U

Y

Nếu không xảy ra các điều kiện về động học (chẳng hạn như sự hình thành kết tủa BaSO4 là vô cùng chậm) thì BaSO4 sẽ được tạo thành trước, kết qủa là sẽ có sự

ẠO

giảm nồng độ Ba2+. Khi nồng độ SO42- thoả mãn yêu cầu kết tủa SrSO4 thì lúc này

Đ

nồng độ còn lại của ion Ba2+ trong dung dịch có thể được tính từ công thức:

Ư N

G

T(BaSO4) = [Ba2+][SO42-] = [Ba2+].3.10-5 ⇒ [Ba2+] = 0,333.10-5M 0,333.10 −5 = 0,033% 10 − 2

TR ẦN

H

%Ba2+ còn lại tỏng dung dịch =

2) Cân bằng tạo phức giữa AgCl và NH3 có thể được xem như là tổ hợp của hai

00

B

cân bằng:

10

AgCl(r) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)

2+

3

Ag+(aq) + 2NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+

T = 1,7.10-10.

Kf = 1,5.107

ẤP

AgCl(r) + 2NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+ + Cl-(aq) (1,0 – 2x)

x

x

A

C

Cân bằng:

K = T.Kf = 2,6.10-3

H

Ó

Do K rất bé nên hầu hết Ag+ đều tồn tại ở dạng phức:

-L

Í-

Nếu vắng mặt NH3 thì ở cân bằng: [Ag+] = [Cl-]

ÁN

Sự hình thành phức dẫn đến: [Ag(NH3)2+] = [Cl-] Như vậy:

TO

[Ag ( NH ) ][Cl ] = K= + 2 2

−

G

[NH 3 ]

Ỡ N ID Ư

BỒ

3

x2 = 2,6.10 − 3 ⇒ x = 0,046 M 1,0 − 2 x

Kết qủa này có nghĩa là 4,6.10-2M AgCl tan trong dung dịch NH3 1,0M, nhiều

hơn trong nước cất là 1,3.10-5M. Như vậy sự tạo thành phức Ag(NH3)2+ dẫn đến việc làm tăng độ tan của AgCl.

Bài 5: Lượng canxi trong mẫu có thể được xác định bởi cách sau:

66 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Bước 1: Thêm một vài giọt chỉ thị metyl đỏ vào dung dịch mẫu đã được axit hóa và sau đó là trộn với dung dịch Na2C2O4.

Bước 2: Thêm ure (NH2)2CO và đun sôi dung dịch đến khi chỉ thị chuyển sang

H Ơ

Bước 3: Dung dịch nóng được lọc và kết tủa CaC2O4 được rửa bằng nước lạnh

N

màu vàng (việc này mất 15 phút). Kết tủa CaC2O4 xuất hiện.

Y

N

để loại bỏ lượng dư ion C2O42-.

TP .Q

U

Bước 4: Chất rắn không tan CaC2O4 được hoà tan vào dung dịch H2SO4 0,1M

để sinh ra ion Ca2+ và H2C2O4. Dung dịch H2C2O4 được chuẩn độ với dung dịch

ẠO

chuẩn KMnO4 đển khi dung dịch có màu hồng thì ngừng.

+ C2O4

TCaC2O4 = 1,30.10

+ 2OH (aq)

TCa(OH)2 = 6,50.10

-

2-

HC2O4 (aq) ⇌ C2O4

+H

+

+ (aq)

-

+ OH (aq)

Ka2 = 5,42.10 Kw = 1,00.10

-2

-5

-14

3

(aq)

Ka1 = 5,60.10

(aq)

10

+

H2O ⇌ H

(aq)

TR ẦN

-

H2C2O4(aq) ⇌ HC2O4 (aq) + H

-6

H

-

(aq)

B

2+

-8

(aq)

00

Ca(OH)2(s) ⇌ Ca

2-

G

(aq)

Ư N

2+

CaC2O4(s) ⇌ Ca

Đ

Các phản ứng xảy ra và các hằng số cân bằng:

2+

1. Viết và cân bằng các phương trình phản ứng xảy ra ở bước 2.

ẤP

2. 25,00mL dung dịch mẫu canxi được xác định bằng phương pháp trên và đã sử

A

C

dụng hết 27,41mL dung dịch KMnO4 2,50.10-3M ở bước cuối cùng. Xác định nồng

H

Ó

độ Ca2+ trong mẫu.

-L

Í-

3. Tính T của CaC2O4 trong một dung dịch đệm có pH = 4. (Bỏ qua hệ số hoạt độ)

ÁN

Trong phép phân tích trên thì ta đã bỏ qua một nguyên nhân quan trọng gây

TO

nên sai số. Sự kết tủa CaC2O4 ở bước 1 sẽ không hoàn toàn nếu ta thêm một lượng dư

G

C2O42- do các phản ứng sau:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Ca

2-

2+ (aq)

+ C2O4

3

(aq)

CaC2O4(aq) + C2O4

→ CaC2O4(aq) Kf1 = 1.0 x 10

2(aq)

→ Ca(C2O4)2

2(aq)

Kf2 = 10

4. Tính nồng độ cân bằng của Ca2+ và C2O42- trong dung dịch sau khi tạo thành lượng kết tủa tối đa của CaC2O4.

5. Tính nồng độ ion H+ và Ca2+ trong dung dịch bão hoà CaC2O4 (Bỏ qua hệ số hoạt

độ).

67 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Giải: ∆ 1. (NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2

2. [Ca2+] = 6,85.10-3M = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4]

N

3. [Ca2+]

H Ơ

= [C2O42-](1 + [H+]/K1 + [H+]2/K1K2)

N

Vậy [C2O42-] = [Ca2+]/(1 + [H+]/K1 + [H+]2/K1K2) (1)

TP .Q

U

Y

Thay (1) vào biểu thức tích số tan: T = [Ca2+][C2O42-] ta tính được [C2O42-] = 1,92.10-4M

] [ ]  K [C O ]

] [

[

ẠO

4. Ta có: CCa = Ca 2+ + CaC2 O4 ( aq ) + Ca(C 2 O4 )2

]

[

[C O ] = 1,0.10 2− 4

−2

G

M ⇒ Ca 2+ = 1,3.10 −6 M

10

00

2

]

B

[

Ư N

]

H

[

TR ẦN

 1 = T  + K f 1 + K f 1 f 2 2 42 − 2−  C 2 O4  dCCa 1 = −T + TK f 1 K f 2 = 0 2− 2 d C 2 O4 C 2 O42−

Đ

2−

(1)

Cân bằng khối lượng: [Ca2+] = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4]

(2)

ẤP

2+

3

5. Cân bằng điện tích: 2[Ca2+] + [H+] = 2[C2O42-] + [HC2O4-] + [OH-]

C

Vì Kb2 rất nhỏ nên nồng độ của H2C2O4 có thể bỏ qua.

(3)

[C2O42-] = (K2Kw)/[H+]2 – K2

(4)

[Ca2+] = T/[C2O42-] = T[H+]2/(K2Kw – K2[H+]2)

(5)

-L

Í-

H

Ó

A

Kết hợp (1) và (2) ta có: [HC2O4-] = Kw/[H+] - [H+]

ÁN

Thay (3), (4), (5) vào (2) và giải phương trình sinh ra ta được: [H+] = 5,5.10-8M

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

[Ca2+] = 1,04.10-4M

Bài 6: Bạc clorua dễ dàng hoà tan trong dung dịch amoniac trong nước vì tạo ion phức: AgCl(r) + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl-.

a) Một lít dung dịch amoniac 1M hoà tan được bao nhiêu gam AgCl? Biết: AgCl(r) ↔ Ag+ + Cl-

T = 1,8.10-10.

[Ag(NH3)2]+ ↔ Ag+ + 2NH3

K = 1,7.10-7.

68 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

b) Xác định tích số tan T của AgBr. Biết rằng 0,54g AgBr có thể tan được trong dung dịch amoniac 1M.

N

Giải:

[Ag ][NH ] = 1,7.10 K= [Ag ( NH ) ] T = [Ag ][Cl ] = 1,8.10

H Ơ

a) Ta có: 3

N

2

+

−7

U

Vì [Ag+] << [Cl-]; [Ag(NH3)2]+ = [Cl-]; [NH3] = 1 - 2[Cl-]

TP .Q

−10

−

ẠO

+

Y

+ 3 2

Đ

[Ag+] = T/[Cl-] nên thay tất cả các đẳng thức trên vào phương trình của K ta

Ư N

G

tính được

H

[Cl-] = 0,0305M. ⇒ mAgCl = 4,38g

[ ] [Br ]

.(1 − 2 Br − ) 2

ẤP

2+

3

⇒ T AgBr = 5,3.10 −13

= 1,7.10 − 7

B

−

00

[Br ] −

10

T AgBr

TR ẦN

b) [Br-] = 0,33/188 = 1,75.10-3M

C

II.3. CÂN BẰNG OXI HOÁ – KHỬ:

Ó

A

Bài 1:

Í-

H

Các phương pháp đo hiệu thế và quang phổ được sử dụng rộng rãi để xác định

-L

các nồng độ cân bằng và hằng số cân bằng trong dung dịch. Cả hai phương

ÁN

pháp thường xuyên được dùng kết hợp để xác định đồng thời nhiều tiểu phân.

TO

Dung dịch nước đã axit hóa I chứa một hỗn hợp FeSO4 và Fe2(SO4)3, và

G

dung dịch nước II chứa một hỗn hợp K4[Fe(CN)6] và K3[Fe(CN)6]. Nồng độ của

BỒ

ID Ư

Ỡ N

các tiểu phân có chứa sắt thoả mãn các quan hệ [Fe2+] I = [Fe(CN)64-] II và [Fe3+] I = [Fe(CN)63-] II. Thế của điện cực platin nhúng trong dung dịch I là 0,652V (so với

điện cực hydro tiêu chuẩn), trong khi thế của điện cực platin nhúng trong dung dịch II là 0,242V (so với điện cực hydro tiêu chuẩn). Phần trăm độ truyền xạ của dung dịch II đo được so với dung dịch I tại 420nm bằng 10,7% (chiều dài đường truyền quang l = 5,02mm). Giả thiết rằng phức [Fe(CN)64-] Fe3+(aq); Fe2+(aq) 69

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

không hấp thụ ánh sáng tại 420nm. Độ hấp thụ mol ε(Fe(CN)63-) = 1100L/mol.cm tại bước sóng này. Thế khử chuẩn của Fe3+/Fe2+ là 0,771V. Yếu tố ghi trước logarit thập phân của phương trình Nernst bằng 0,0590 (và ghi trước logarit tự

H Ơ

N

nhiên là 0,0256). Giả thiết rằng tất cả các hệ số hoạt độ đều bằng 1.

N

2) Viết phương trình Nernst của hệ thống oxy hóa - khử của:

Y

a) Dung dịch 1.

TP .Q

U

b) Dung dịch 2 (ngoại trừ phức xiano, bỏ qua mọi dạng khác có trong dung dịch)

G

Đ

4) Tính tỉ số các hằng số bền vững β(Fe(CN)63-)/β(Fe(CN)64-)

ẠO

3) Đơn vị của yếu tố ghi trước logarit trong phương trình Nernst có đơn vị là gì?

Ư N

5) Khoảng biến thiên tuyệt đối trong độ lớn (biên độ) của các tham số vật lý sau là

TR ẦN

H

bao nhiêu. a) Độ truyền xạ (T)%

B

b) Mật độ quang (A) %.

10

2+

b) Fe2+ trong dung dịch I

3

a) Fe3+ trong dung dịch I

00

6) Tính nồng độ của

ẤP

Giải:

A

C

1) Phương trình Nernst:

H

Ó

a) EI = Eo(Fe3+/Fe2+) + 0,0590lg([Fe3+]/[Fe2+]

-L

Í-

b) EII = Eo(Fe(CN)63-/Fe(CN)64-) + 0,0590lg([Fe(CN)63-]/[Fe(CN)64-])

ÁN

2) Volt (V)

TO

3) EII = Eo(Fe(CN)63-/Fe(CN)64-) + 0,0590lg([Fe(CN)63-]/[Fe(CN)64-]

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

= Eo(Fe3+/Fe2+) + 0,0590lg(β1/β2) + 0,0590lg([CN-]6/[CN-]6) + 0,0590lg([Fe(CN)63-]/[Fe(CN)64-])

= 0,242 Trong đó β1 và β2 lần lượt là các hằng số bền vững của [Fe(CN)64-] và

[Fe(CN)63-].

[Fe(CN)63-]/[Fe(CN)64-] = Fe3+/Fe2+ nên ∆E = EII – EI = 0,059lg(β1/β2) = 8,90.106.

70 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

4) a) Từ 0 đến 100% b) Từ 0 đến ∞

5) a) Dùng định luật Bouger – Lambert – Beer

N

A = ε.l.C = ε.l.[Fe(CN)63-] = 0,971

H Ơ

[Fe(CN)63-] = [Fe3+] = 1,76.10-3M

Y

N

b) Dùng phương trình Nernst:

TP .Q

U

EI = Eo(Fe3+/Fe2+) + 0,0590lg([Fe3+]/[Fe2+]) = 0,652V

ẠO

Từ đó: [Fe3+]/[Fe2+] = 9,62.10-3M ⇒ [Fe2+] = 0,183M

G

Đ

Bài 2:

Ư N

Một dung dịch ceri (IV) sunfat cần được chuẩn hóa, Cho các dung dịch và các

TR ẦN

H

chất sau đây:

Natri oxalat rắn, dung dịch kali pemanganat và dung dịch sắt (II) sunfat, cả

B

hai đều không biết nồng độ.

10

00

Người ta tiến hành ba lần chuẩn độ trong dung dịch axit (mỗi lần đều đối

3

với một lượng dư axit sunfuric) và thu được những kết qủa sau đây:

2+

+ 0,2228g natri oxalat dùng hết 28,74cm3 dung dịch kali pemanganat.

C

ẤP

+ 25,00cm3 dung dịch sắt (II) sunfat dùng hết 24,03cm3 dung dịch kali

A

pemanganat.

H

Ó

+ 25,00cm3 dung dịch sắt (II) sunfat dùng hết 22,17cm3 dung dịch ceri (IV)

-L

Í-

sunfat.

TO

ÁN

1. Viết các phương trình phản ứng của ba lần chuẩn độ.

2. Hãy tính nồng độ của dung dịch ceri (IV) sunfat.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Người ta áp dụng các thế điện cực tiêu chuẩn sau đây: Fe3+ + e = Fe2+

Eo = 0,77V

Ce4+ + e = Ce3+

Eo = 1,61V

3. Hãy tính KC của phản ứng: Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+. (Đối với phần còn lại của bài tập cần giả thiết các điều kiện là tiêu chuẩn) 4. Hãy tính tỉ số:

[Fe ] tại điểm tương đương.

[Fe ] 3+

2+

71 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

5. Hãy tính thế của dung dịch tại điểm tương đương.

Nếu như người ta sử dụng một chất chỉ thị oxi hóa - khử (In) với Eo = thế của dung dịch tại điểm tương đương để nhận biết điểm kết thúc của việc chuẩn độ

N

đó thì sẽ không có vấn đề gì về độ chính xác của việc nhận biết điểm kết thúc.

InOx + 2e = In2-kh

=

10 1

U

[In ] 2− kh

TP .Q

[InOx ]

Y

N

Eo = 0,80V

Sự chuyển màu sẽ thể hiện rõ khi:

[Fe ] tại điểm chuyển màu của chất chỉ thị này và cho biết sai [Fe ]

ẠO

3+

2+

Đ

6. Hãy tính

H Ơ

Nhưng đối với chất chỉ thị sau đây thì:

Ư N

G

số phần trăm trong lần chuẩn độ đã tiến hành.

H

Giải:

TR ẦN

2MnO4- + 5C2O42- + 16H3O+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 24H2O

1.

5Fe2+ + MnO4- + 8H3O+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 12H2O

00

B

Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+.

Chuẩn độ 1: 0,2228g Na2C2O4 tương đương 1,66.10-3 mol C2O42-.

10

2.

2+

3

(2/5).1,66.10-3 = [MnO4-].V(MnO4-)

ẤP

[MnO4-] = 0,0023M

C

Chuẩn độ 2: [MnO4-].V(MnO4-) = (1/5)[Fe2+]V(Fe2+)

Ó

A

[Fe2+] = 0,111M

-L

Ta có:

G

TO

ÁN

3.

Í-

H

Chuẩn độ 3: [Ce4+] = [Fe2+].V(Fe2+)/V(Ce4+) = 0,125M

lg K =

o ( E Ce − E Feo 3 + / Fe 2 + ).F 4+ / Ce 3 +

RT

⇒ K = 1,61.10 −14

Tại điểm tương đương thì lượng chất đã cho vào n(Ce4+) = no(Fe2+).

4.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Với mỗi ion Ce3+ mới hình thành thì cũng hình thành một ion Fe3+, tức là [Ce3+] =

[Fe3+] và cả [Ce4+] = [Fe3+] Ta có:

[Ce ][Fe ] ; K = [Ce ][Fe ] 3+

KC

4+

2+

[Fe ] = [Fe ]

3+ 2

3+

C

2+ 2

[Fe ] = 1,27.10 [Fe ] 3+

⇒

7

2+

72 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Đưa gía trị mới tìm được vào phương trình Nernst đối với thế của sắt

5.

người ta thu được: E = 1,19V (Tương tự, có thể đưa giá trị [Ce4+]/[Ce3+] = (1,27.10-7)-1 vào phương trình

N

Nernst đối với thế của ceri).

H Ơ

Thế của dung dịch tại điểm chuyển màu là:

6.

Y

N

E = 0,80 + RT/2F(ln10) = 0,83V

] [ ] [

TP .Q

[ [

] ]

RT Fe 3+ Fe 3+ 10,2 ln ⇒ = F 1 Fe 2 + Fe 2 +

ẠO

0,83 = 0,77 +

U

Đưa gía trị này vào phương trình Nernst đối với sắt:

Ư N

G

Đ

Như vậy sai số sẽ là: (11,2)-1.100% = 8,95%

H

II.4. PHẢN ỨNG CHUẨN ĐỘ:

TR ẦN

Bài 1:

B

Một axit hai chứa H2A tham gia vào các phản ứng phân li sau: K1 = 4,50.10-7

HA- ⇌ A2- + H+

K2 = 4,70.10-11.

2+

3

10

00

H2A ⇌ HA- + H+

ẤP

Một mẫu 20,00mL dung dịch chứa hỗn hợp Na2A và NaHA được chuẩn độ với

C

axit clohydric 0,300M. Qúa trình chuẩn độ được thực hiện với một pH - kế điện cực

Ó

A

thủy tinh. Hai điểm tương đương trên đường cong chuẩn độ như sau:

1,00

pH 10,33

10,00

8,34

ÁN

-L

Í-

H

Số mL HCl thêm vào

TO

1. Khi thêm 1,00mL HCl, tiểu phân nào phản ứng trước hết và tạo sản phẩm gì?

G

2. Lượng sản phẩm tạo thành (mmol) ở câu 1 là bao nhiêu?

BỒ

ID Ư

Ỡ N

3. Viết cân bằng chính của sản phẩm ở câu 1 tác dụng với dung môi 4. Lượng (mmol) Na2A và NaHA có mặt lúc đầu?

5. Tính tổng thể tích của HCl cần thiết để đạt đến điểm tương đuơng thứ hai.

Giải: 1. Tiểu phân phản ứng trước hết là: A2Sản phẩm là HA-

2. Số mmol sản phẩm = 1,00.0,300 = 0,300mmol.

73 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

3. HA- + H2O ⇌ H2A + OH4. Tại pH = 8,34 = (pKa1 + pKa2)/2 tất cả A2- đều bị proton hóa thành HA-.

Do đó số mmol A2- có mặt trong dung dịch lúc đầu = 3,00mmol

N

H Ơ

[HA-]lúc đầu + [HA-]tạo thành = [A2-]lúc đầu - [HA-]tạo thành

N

Tại pH = 10,33 hệ là một dung dịch đệm với tỉ lệ [A2-]/[HA-] = 1. Như vậy:

Y

Như vậy số mmol HA lúc đàu = 3,00 – 0,300 – 0,300 = 2,40mmol.

ẠO

TP .Q

U

5. VHCl = [(2.3,00) + 2,40]/0,300 = 28,00mL

G

Đ

Bài 2:

Ư N

1. Axit photphoric, H3PO4 là một axit ba chức. Nếu chuẩn độ một dung dịch H3PO4

H

0,1000M với NaOH 0,1000M. Hãy ước lượng pH tại các thời điểm sau:

TR ẦN

a) Giữa điểm bắt đầu và điểm tương đương thứ nhất. b) Tại điểm tương đương thứ hai.

00

B

c) Tại sao rất khó xác định đường cong chuẩn độ sau điểm tương đương thứ hai?

K2 = 6,2.10-8

K3 = 4,4.10-13.

10

K1 = 7,1.10-3

2+

3

2. Một dung dịch chứa 530mmol Na2S2O3 và một lượng chưa xác định KI. Khi dung

ẤP

dịch này được chuẩn độ với AgNO3 thì đã dùng được 20,0mmol AgNO3 trước khi

C

bắt đầu vẩn đục vì AgI kết tủa. Có bao nhiêu mmol KI?. Biết thể tích sau cùng là

H

Ó

A

200mL.

-L

Í-

Ag(S2O3)23- ⇌ Ag+ + 2S2O32-(aq)

T = 8,5.10-17.

ÁN

AgI(r) ⇌ Ag+(aq) + I-(aq)

Kd = 6,0.10-14.

TO

Giải:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

1. a. Có dung dịch đệm H3PO4 và H2PO4-

[H ] = K [[HH +

3

PO 4 ]

2

PO 4−

1

]

[H 3 PO4 ] = 7,1.10 −3 M pH = 2,15

b. Tại điểm tương đương thứ hai, có HPO42- nên: [H+] = (K2K3)0,5 = 1,7.10-10M pH = 9,77

74 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

c. HPO42- (K3 = 4,4.10-13) có tính axit không mạnh hơn H2O bao nhiêu (Kw = 1,00.10-14). Thêm bazơ mạnh vào dung dịch HPO42- tương tự như thêm bazơ mạnh vào nước.

N

Do hằng số tạo phức của Ag(S2O3)23-, Kf = (Kd)-1 = 1,667.1013 là rất lớn

2.

H Ơ

nên hầu hết Ag+ thêm vào sẽ tạo phức với S2O32- và:

N

[Ag(S2O3)23-] = 0,100M

U

Y

số mmol S2O32- tự do = 530 – (2.20) = 490mmol.

TP .Q

[S2O32-] = 2,450M

2

d

2

2− 2 3 3− 3 2

−14

Đ

+

G

[Ag ][S O ] = 6,0.10 K = [Ag (S O ) ] [Ag ] = 1,0.10

Ư N

−15

+

ẠO

Nồng độ ion Ag+ tự do được tính từ Kd

TR ẦN

H

Ag+ + I- → AgI T = [Ag+][I-] = 8,5.10-17

B

⇒ [I-] = 8,5.10-2M

3

10

00

mmol KI = 17,0mmol.

ẤP

2+

Bài 3:

C

Các axit yếu được chuẩn độ với dung dịch bazơ mạnh đã biết trước nồng độ

A

(dung dịch chuẩn). Dung dịch axit yếu (chất phân tích) được chuyển vào bình nón

H

Ó

250cm3 và dung dịch bazơ mạnh (chất chuẩn) được cho vào buret. Điểm tương đương

-L

Í-

của phép chuẩn độ đạt được khi lượng chất chuẩn cân bằng với lượng chất phân tích.

ÁN

Giản đồ biểu thị sự thay đổi của pH như là một hàm của thể tích chất chuẩn được

TO

thêm vào được gọi là đường cong chuẩn độ.

G

Điểm tương đương của phép chuẩn độ chỉ có thể được xác định bằng lý thuyết,

BỒ

ID Ư

Ỡ N

nó không thể được xác định bằng thực nghiệm. Nó chỉ có thể ước lượng được bằng

cách xác định sự thay đổi của một vài tính chất vật lý trong qúa trình chuẩn độ. Trong

phương pháp chuẩn độ axit – bazơ, điểm cuối của phép chuẩn độ được xác định bằng cách sử dụng chất chỉ thị axit – bazơ.

9) Xây dựng đường cong chuẩn độ bằng cách tính một vài điểm đặc trưng và chọn chất chỉ thị thích hợp trong việc chuẩn độ 50,00cm3 CH3COOH 0,1000M (Ka = 1,8.10-5) bằng dung dịch NaOH 0,1000M. Về chất chỉ thị có thể tham khảo bảng 1:

75 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

Khoảng chuyển màu

Màu dạng axit – bazơ

Metyl da cam

3,2 – 4,4

đỏ - da cam

Matyl đỏ

4,2 – 6,2

đỏ - vàng

Bromthymol xanh

6,0 – 7,6

Vàng - xanh

Phenol đỏ

6,8 – 8,2

Vàng - đỏ

Phenolphtalein

8,0 -9,8

Không màu - đỏ

Thymophtalein

9,3 – 10,5

Không màu – xanh

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

N

Tên chỉ thị

Đ

ẠO

10)Axit ascorbic (Vitamin C) là một axit yếu và chịu sự phân ly theo phương trình:

G

Chính vì vậy axit ascorbic có thể chuẩn độ được nấc 1 bằng NaOH

Ư N

50,00cm3 dung dịch C6H8O6 0,1000M được chuẩn độ bằng 0,2000M: b) 2,58

TR ẦN

a) 7,00;

H

(i) pH của dung dịch lúc đầu là: c) 4,17

d) 1,00

B

(ii) Thể tích của chất chuẩn cần để đạt đến điểm tương đương là:

00

a) 50,00cm3 b) 35,00cm3 c) 25,00cm3 d) 20,00cm3

a) 4,17

3

10

(iii) Sau khi thêm 12,5cm3 dung dịch chuẩn thì pH của dung dịch sẽ là: c) 7,00

2+

b) 2,58

d) 4,58

c) 8,43

d) 8,58

C

b) 8,50

A

a) 7,00

ẤP

(iv) pH ở điểm tương đương sẽ là:

H

Ó

(v) Chất chỉ thị được sử dụng trong phản ứng này sẽ là (xem bảng 1)

Í-

a) bromthymol xanh

b) phenol đỏ c) phenolphthalein d) thymolphtalein

ÁN

-L

(vi) pH của dung dịch sau khi thêm 26,00cm3 chất chuẩn là: a) 13,30

b) 11,30

c) 11,00

d) 11,42

TO

Giải:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Phản ứng chuẩn độ: CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O a) pH trước khi tiến hành chuẩn độ Do trước khi chuẩn độ thì trong bình nón chỉ có CH3COOH nên pH của dung dịch sẽ được tính từ phương trình phân ly CH3COOH CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+ Từ phương trình phân ly:

76 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[CH 3COO − ][ H + ] -5 Ka = = 1,8.10 [CH 3COOH ]

thì nồng độ H+ có thể được tính theo biểu thức:

N

[H+] = 1,8.10 −5.0,1000 = 1,34.10-3M

H Ơ

⇒ pH = 2,87

Y

N

b) pH sau khi thêm 10,00cm3 chất chuẩn:

TP .Q

U

Trong dung dịch lúc này chứa muối natri axetat và axit axetic còn dư nên nó là

TR ẦN

10,00.0,1000 [CH3COO-] = = 0,01667M

H

Ư N

G

50,00.0,1000 − 10,00.0,1000 = 0,0667M 60,00

[CH3COOH] =

Đ

Nồng độ của mỗi chất trong dung dịch được tính như sau:

ẠO

dung dịch đệm:

60,00

B

Nồng độ H+ lúc này có thể tính được bằng cách áp dụng phương trình

10

3

0,0667 = 7,20.10-5M 0,01667

2+

−5 [H+] = 1,8.10

00

Henderson – Hasselbatch:

ẤP

⇒ pH = 4,14

A

C

c) pH ở điểm tương đương

H

Ó

Lúc này thì toàn bộ lượng axit axetic phản ứng hết với lượng NaOH thêm vào

Í-

nên trong dung dịch lúc này chỉ còn lại anion axetat. Lúc này pH được quyết định bởi

ÁN

-L

sự phân ly của anion này:

TO

CH3COOH + H2O ⇌ CH3COOH + OH-

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Thể tích chất chuẩn cần để đạt đến điểm tương đương (Vep) được tính như sau: Vep =

50,00.0,1000 3 = 50,00 cm 0,1000

Vào lúc này thì tổng thể tích dung dịch là 100cm3. Vào thời điểm này của việc chuẩn độ thì [CH3COOH] = [OH-] và: 50,00.0,1000 [CH3COO-] = − [OH-] ≈ 0,0500M 100,0

77 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te

[OH − ]2 K w 1,00.10 −14 -10 = = = 5,56.10 M −5 0,0500 K a 1,8.10

N

[OH-] = 0,0500.5,56.10 −10 = 5,27.10 −6 M

H Ơ

⇒ pOH = 5,28 ⇒ pH = 8,72

Y

N

d) pH sau khi thêm 50,10cm3 chất chuẩn

TP .Q

U

Vào thời điểm này thì toàn bộ axit axetic đã chuyển hết thành natri axetat nên pH của dung dịch lúc này sẽ được quyết định bởi lượng dư dung dịch natri hydroxit

ẠO

thêm vào. Như vậy:

Đ

50,00.0,1000 − 50,00.0,1000 = 1,0.10-4M [OH-] =

Ư N

G

100,1

TR ẦN

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

Lúc này đường định phân sẽ có dạng

H

⇒ pOH = 4,00 ⇒ pH = 10,00

Í-

H

Do pH ở điểm tương đương là 8,72 nên chỉ thị phù hợp lúc này là

-L

phenolphthalein

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

2) (i) b, (ii) c, (iii) a, (iv) b, (v) c, (vi) d

78 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial