Sự điện li của nước – pH – chất chỉ thị axit – bazơ

I. Tóm tắt kiến thức cơ bản: Sự điện li của nước – pH – chất chỉ thị axit – bazơ

1. Nước là chất điện li rất yếu

– Nước là chất điện li rất yếu:

 H2O → H+ + OH

– Tích số ion của nước: [H+] . [OH] = 10-14

Môi trường trung tính là môi trường trong đó: [H+] = [OH] = 10-7M.

=> Ý nghĩa tích số ion của nước

a/ Môi trường axit

Ví dụ: Tính [H+] và [OH] của dung dịch HCl 0,01 M.

HCl     →     H+     +       Cl

0,01 M     0,01M       0,01M

→ [H+] = 0,01M;         [OH] = 10-14; [H+] = 10-12M

Ví dụ: Hòa tan axit vào nước để [H+] = 10-3M. Tính [OH]?

[OH] = 10-14;
[H+] = 10-11M

═˃ Môi trường axit là môi trường trong đó [H+] > [OH] hay [H+] > 10-7M.

b/ Môi trường kiềm

Ví dụ: Tính nồng độ [H+] và [OH] của dung dịch NaOH 0,01M

[OH] = 0,01M    →      [H+] = 10-12M.

═˃ Môi trường bazơ là môi trường trong đó [H+] < [OH] hay [H+] < 10-7M.

Vậy: [H+] là đại lượng đánh giá độ axit, độ kiềm của dung dịch

      Môi trường axit: [H+] > 10-7M; pH < 7

       Môi trường bazơ: [H+] < 10-7M; pH > 7

       Môi trường trung tính: [H+] = 10-7M; pH = 7

2. Khái niệm về pH – chất chỉ thị màu

a/ Khái niệm pH.

pH = – lg [H+]

Chú ý: [OH] = 10-pH(M) nên pOH = – lg[OH]

pH + pOH = 14

b/ Chất chỉ thị axit – bazơ

Là chất có màu sắc biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch.

II. Giải bài tập trang 14 SGK Hóa học lớp 11

Bài 1. Tích số ion của nước là gì và bằng bao nhiêu ở 250C?

Trả lời: Tích nồng độ ion H+ và nồng độ ion OH trong nước gọi là tích số ion của nước. Ở 250C, tích số này có giá trị 10-14

Bài 2. Phát biểu các định nghĩa môi trường axit, trung tính và kiềm theo nồng độ H+ và pH.

Trả lời:

Môi trường axit là môi trường trong đó [H+] > [OH] hay [H+] > 10-7M hay pH < 7

Môi trường bazơ là môi trường trong đó [H+] < [OH] hay [H+] < 10-7M hay pH > 7

Môi trường trung tính là môi trường trong đó [H+] = [OH] hay [H+] = 10-7M hay pH = 7

Bài 3.
Chất chỉ thị axit – bazơ là gì? Hãy cho biết màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau.

Trả lời: Chất chỉ thị axit – bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch


Bài 4. Một dung dịch có [OH] = 1,5.10-5. Môi trường của dung dịch này là

A. axit                         B. trung tính
C. kiềm                       D. không xác định được

Trả lời: Chọn C

Ta có: [H+] = 10-14/1,5.10-5 = 6,6.10-10M < 10-7M ⇒ Môi trường kiềm

Bài 5. Tính nồng độ H+, OH và pH của dung dịch HCl 0,10 M và dung dịch NaOH 0,010 M.

Trả lời:

Dung dịch HCl 0,1M: HCl → H+ + Cl

0,1M    0,1M

⇒[H+] = 0,1M ⇒ [OH] = 10-14/0,1 = 10-13M ⇒ pH = -lg 0,1 = 1

Dung dịch NaOH: NaOH → Na+ + OH

0,01M     0,01M

⇒[OH] = 0,01M ⇒ [H+] = 10-14/0,01 = 10-12M ⇒ pH = – lg 10-12 = 12

Bài 6.
Trong dung dịch HCl 0,010M tích số ion của nước là:

A. [H+].[OH] > 1,0.10-14                     B. [H+].[OH] = 1,0.10-14
C. [H+].[OH] < 1,0.10-14                   D. Không xác định được.

Trả lời: Chọn B. Tích số ion của nước là hằng số ở nhiệt độ xác định


 

Giải bài tập trang 10 SGK Hóa học lớp 11: Axit, bazơ và muối

I. Tóm tắt kiến thức cơ bản: Axit, bazơ và muối

1. Theo thuyết A-rê-ni-ut thì

– Axit là chất khi tan trong nước phân li ra cation H+

Ví dụ: HCl → H+ + Cl

– Bazơ là chất khi tan trong nước phân li ra anion OH

Ví dụ: NaOH → Na+ + OH

– Hiđroxit lưỡng tính là hiđroxit khi tan trong nước vừa có thể phân li như axit, vừa có thể phân li như bazơ.

Zn(OH)2 ⇔   Zn2+ +20H            Zn(OH)2  ⇔   ZnO2-2  +   2H+

2. Những axit mà tan trong nước phân li nhiều nấc ra ion H+ gọi là các axit nhiều nấc.

Ví dụ: H2SO4, H3PO4,…

Những bazơ khi tan trong nước phân li nhiều nấc ra ion OH gọi là các bazơ nhiều nấc.

Ví dụ: Mg(OH)2, Ca(OH)2,….

  1.  Muối là hợp chất, khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc cation NH4+) và anion gốc axit.

    Ví dụ: Na2CO3 → 2Na+ + CO32-

    – Muối trung hòa là muối mà anion gốc axit không có khả năng phân li ra ion H+. Muối axit là muối mà anion gốc axit có khá năng phân li ra ion H+.

    – Sự điện li cùa muối trong nước tạo cation kim loại (hoặc NH4+, ion phức) và anion gốc axil.

    II. Giải bài tập trang 7 SGK Hóa học lớp 11

    Bài 1. Phát biểu các định nghĩa axit, axit một nấc và nhiều nấc, bazơ, hiđroxit lưỡng tính, muối trung hoà, muối axit. Lấy các thí dụ minh hoạ và viết phương trình điện li của chúng.

    Trả lời: Xem lý thuyết phía trên.

    Bài 2. Viết phương trình điện li của các chất sau.

    a) Các axit yếu: H2S, H2CO3

    b) Bazơ mạnh: LiOH

    c) Các muối: K2CO3, NaCIO, NaHS

    d) Hiđroxit lưỡng tính: Sn(OH)2

    Trả lời:

    a) H2S ⇔ H+ + HS

    HS ⇔ H+ + S2-

    H2CO3 ⇔ H+ + HCO3

    HCO3 ⇔ H+ + CO32-

    b) LiOH → Li+ + OH

    c) K2CO3 → 2K+ + CO32-

    NaClO → Na+ + CIO

    NaHS → Na+ + HS

    HS ⇔ H+ + S2-

    d) Sn(OH)2 ⇔ Sn2+ + 2OH

    H2SnO2 ⇔ 2H+ + SnO22-

    Bài 3. Theo thuyết A-rê-ni-ut, kết luận nào sau đây là đúng ?

    A. Một hợp chất trong thành phẩn phân tử có hiđro là axit.

    B. Một hợp chất trong thành phần phân tử có nhóm OH là bazơ.

    C. Một hợp chất có khả năng phân li ra cation H+ trong nước là axit.

    D. Một bazơ không nhất thiết phải có nhóm OH trong thành phần phân tử.

    Trả lời: Chọn C: Một hợp chất có khả năng phân li ra cation H+ trong nước là axit.

    Bài 4. Đối với dung dịch axit yếu CH3COOH 0,10M, nếu bỏ qua sự điện li của nước thì đánh giá nào về nồng độ mol ion sau đây là đúng?

    A. [H+] = 0,10M

    B. [H+] < [CH3COO]

    C. [H+] > [CH3COO]

    D. [H+] < 0.10M

    Trả lời: Chọn D: [H+] < 0,10M.

    Bài 5. Đối với dung dịch axit mạnh HNO3 0,10M, nếu bỏ qua sự điện li của nước thì đánh giá nào về nồng độ mol ion sau đây là đúng?

    A. [H+] = 0,10M

    B. [H+] < [NO3]

    C. [H+] > [NO3]

    D. [H+] < 0,10M

    Trả lời: Chọn A. [H+] = 0.10M

Giải bài tập trang 7 SGK Hóa học lớp 11: Sự điện li

I. Tóm tắt kiến thức cơ bản: Sự điện li

1. Sự điện li là quá trình phân li các chất trong nước hoặc khi nóng chảy thành ion.

2. Dung dịch dẫn điện được là do trong dung dịch của chúng có các hạt mang điện tích chuyển động tự do được gọi là các ion.

3. Chất điện li là những chất khi tan trong nước phân li ra ion.

– Axit, bazơ, muối đều là những chất điện li.

– Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan phân li hoàn toàn.

– Các axit mạnh, bazơ mạnh và hầu hết các muối là chất điện li mạnh.

– Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước, số phân tử hòa tan phân li một phần, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch. Các axit yếu, bazơ yếu và một số muối là chất điện li yếu.

– Chất không điện li là những chất khi tan trong nước không phân li ra ion.

Ví dụ: Dung dịch đường, dung dịch rượu, …

4. Cân bằng điện li: Sự phân li của các chất điện li yếu là quá trình thuận nghịch. Khi tốc độ phân li của phân tử chất điện li (phản ứng thuận) bằng tốc độ kết hợp giữa các ion thành phân tử chất điện li (phản ứng nghịch) thì cân bằng của quá trình điện li được thiết lập.

II. Giải bài tập trang 7 SGK Hóa học lớp 11

Bài 1.
Các dung dịch axit như HCl, bazơ như NaOH và muối như NaCl dẫn điện được, còn các dung dịch như ancol etylic, saccarozơ, glixerol không dẫn điện là do nguyên nhân gì?

Trả lời: Các dung dịch HCl, NaOH, NaCl dẫn điện được vì trong dung dịch có sự hiện diện của các ion. Các dung dịch ancol etylic, saccarozơ, glixerol không dẫn điện được vì trong dung dịch không có sự hiện diện của các ion.

Bài 2.
Sự điện li, chất điện li là gì?

Những loại chất nào là chất điện li? Thế nào là chất điện li mạnh, chất điện li yếu? Lấy thí dụ và viết phương trình điện li của chúng.

Trả lời:

– Quá trình phân li các chất trong nước ra ion gọi là sự điện li.

– Những chất tan trong nước phân li ra ion gọi là những chất điện li

– Axit, bazơ, muối là những chất điện li.

– Chất điện li mạnh là các chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li ra ion. Ví dụ: NH4Cl –> NH4+ + Cl

– Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan chỉ phân li một phần ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Ví dụ CH3COOH ⇔ CH3COO + H+

Bài 3.
Viết phương trình điện li của những chất sau:

a) Các chất điện li mạnh: Ba(NO3)2 0,10M; HNO3 0,020M; KOH 0,010M.

Tính nồng độ mol của từng ion trong các dung dịch trên.

b) Các chất điện li yếu: HClO, HNO2.

Trả lời

a) Các chất điện li mạnh phân li hoàn toàn nên phương trình điện li và nồng độ các ion trong dung dịch như sau:

Ba(NO3)2     →     Ba2+   +      2NO3
0,01M            0,10M          0,20M

HNO3          →    H+        +      NO3
0,020M           0,020M            0,020M

KOH            →    K+        +        OH
0,010M        0,010M           0,010M

b) Các chất điện li yếu phân li không hoàn toàn nên phương trình điện li như sau:

HClO   ⇔       H+       + ClO

HNO2   ⇔     H+       + NO2

Bài 4. Chọn câu trả lời đúng trong các câu sau đây:

Dung dịch chất điện li dẫn điện được là do:

A. Sự chuyển dịch của các electron.

B. Sự chuyển dịch của các cation.

C. Sự chuyển dịch của các phân tử hòa tan.

D. Sự chuyển dịch của cả cation và anion.

Trả lời: Chọn D.

Dung dịch chất điện li dẫn điện được do sự chuyển dịch của cả cation và anion.

Bài 5. Chất nào sau đây không dẫn điện được?

A. KCl rắn, khan.

B. CaCl2 nóng chảy.

C. NaOH nóng chảy.

D. HBr hòa tan trong nước.

Trả lời: Chọn A.

KCl rắn tồn tại dưới dạng tinh thể ion. Mạng tinh thể KCl tương tựu mạng tinh thể NaCl (hình 3.1 SGK lớp 10). Tinh thể ion rất bền vững vì lực hút tĩnh điện giữa các ion ngược dấu trong tinh thể ion rất lớn. Các ion K+ và Cl chỉ dao động tại các đầu nút của mạng tinh thể (không chuyển dịch tự do) vì vậy, KCl rắn, khan không dẫn điện.


 

Bài tập phản ứng của Sắt oxit với dung dịch axit H2SO4

PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

2Fe3O4

+ 10H2SO4

3Fe2(SO4)3

+ SO2

+ 10H2O

(rắn)

(dung dịch)

 

(rắn)

(khí)

(mùi hắc)

(dung dịch)

(không màu)

M = 232

M = 98

 

M = 400

M = 64

M = 18

  • Điều kiện phản ứng Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4

Không có

  • Cách tiến hành phản ứng cho
    Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4

Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit sunfuric H2SO4

  • Hiện tượng Hóa học

Khi cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit H2SO4 sản phẩm sinh ra muối sắt (III) sunfat và có khí mùi hắc lưu huỳnh đioxit thoát ra.

  • Bài tập minh họa

Câu 1. Sắt tác dụng với H2O ở nhiệt độ cao hơn 570oC thì tạo ra H2 và sản phẩm rắn là

A. FeO.

 B. Fe3O4

C. Fe2O3.

 D. Fe(OH)2.

Câu 2. Dung dịch nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe(II)?

A. H2SO4

 B. dung dịch HNO3 loãng

C. dung dịch AgNO3 dư

 D. dung dịch HCl đặc

Câu 3. Cho 2,24 gam Fe tác dụng với oxi, thu được 3,04 gam hỗn hợp X gồm 2 oxit. Để hoà tan hết X cần thể tích dung dịch HCl 1M là

A. 25 ml.  

B. 50 ml.

 C. 100 ml.

  D. 150 ml.

Câu 4. Dãy kim loại nào dưới đây tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng?

A. Al, Mg, Cu

B. Fe, Mg, Ag

C. Al, Fe, Mg

D. Al, Fe, Cu

Câu 5. Cho phương trình phản ứng hóa học sau:

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O

Tổng hệ số cân bằng tối giản của phương trình trên là:

  1. 17
  1. 18
  1. 19
  1. 20

Câu 6. Khi đốt cháy hoàn toàn sắt trong không khí sản phẩm thu được chất rắn là?

A. Fe3O4.

 B. Fe2O3.

C. FeO.

 D. tạo hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4.

Câu 7. Nguyên liệu chính để sản xuất thép là:

  1. Sắt phế liệu    
  1. Khí oxi
  1. Gang
  1. SiO2, CaCO3    

Câu 8. Để phân biệt các dung dịch loãng: HCl, HNO3, H2SO4 có thể dùng thuốc thử nào sau đây?

  1. Dung dịch Ba(OH)2 và bột Cu kim loại
B. Kim loại sắt và đồng
C. Dung dịch Ca(OH)2 D. Kim loại nhôm và sắt

Đáp án

1.A

2.D

3.C

4.C

5.B

6.A

7.C

8.A

Bài tập phản ứng của Nhôm oxit với dung dịch Bazo NaOH

PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

Al2O3

+ 2NaOH

2NaAlO2

+ H2O

(rắn)

(màu trắng)

(dung dịch)

(không màu)

 

(dung dịch)

(dung dịch)

(không màu)

M = 102

M = 40

 

M =82

M = 18

  • Điều kiện phản ứng Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH

Nhiệt độ: Từ 900oC – 1100oC

  • Cách tiến hành phản ứng cho Al2O3 tác dụng dung dịch NaOH

Cho Al2O3 tác dụng với dung dịch bazo NaOH

  • Hiện tượng Hóa học

Nhôm oxit có màu trắng tan dần trong dịch

  • Bài tập minh họa

Câu 1. Hiện tượng nào sau đây là đúng.

A. Nhỏ từ từ dung dịch KOH vào dung dịch Al2(SO4)3 đến dư, lượng vừa xuất hiện, lắc tan, sau một thời gian lại xuất hiện nhiều dần.

B. Nhỏ từ từ dd HCl vào dd NaAlO2 cho đến dư, lượng xuất hiện nhiều dần, sau đó tan từ từ và mất hẳn.

C. Sục luồng khí CO2 từ từ vào dung dịch NaAlO2,  xuất hiện, sau đó tan dần do khí CO2 có dư.

D. Cho một luồng khí CO2 từ từ vào nước vôi trong,  xuất hiện nhiều dần và không tan trở lại ngay cả khi CO2
Câu 2. Nhóm các dung dịch  có pH > 7 là:

A. HCl,  NaOH                                                        B. H2SO4, HNO3

C. NaOH, Ca(OH)2                                                  D. BaCl2,  NaNO3

Câu 3.
Để phân biệt  hai dung dịch NaOH và Ba(OH)2 đựng trong hai lọ mất nhãn ta dùng thuốc thử:

A. Quỳ tím                   B. HCl                        C. NaCl                          D. H2SO4

Câu 4. Cặp chất không thể tồn tại trong một dung dịch ( tác dụng được với nhau) là:

A. Ca(OH)2 ,  Na2CO3    

B. Ca(OH)2 , NaCl

  1. Ca(OH)2 ,  NaNO3                                              

D. NaOH ,  KNO3

Câu 5.
Nếu rót 200 ml dung dịch NaOH 1M vào ống nghiệm đựng 100 ml dung dịch H2SO4 1M thì dung dịch tạo thành sau phản ứng sẽ:

A. Làm quỳ tím chuyển đỏ

B. Làm quỳ tím chuyển xanh

C. Làm dung dịch phenolphtalein không màu chuyển đỏ.

D. Không làm thay đổi màu quỳ tím.

Câu 6. Oxit nhôm không có tính chất hoặc ứng dụng nào sau đây?

  1. Dễ tan trong nước
  1. Có nhiệt độ nóng chảy cao
  1. Là oxit lưỡng tính
  1. Dùng để điều chế nhôm

Câu 7. Nguyên liệu chính để sản xuất nhôm là:

  1. Quặng pirit    
  1. Quặng đôlômit
  1. Quặng manhetit
  1. Quặng boxit    

Câu 8. Có 3 chất rắn đựng trong bình riêng biệt: Al, Mg, Al2O3. Dung dịch có thể phân biệt được 3 chất rắn trên là:

  1. NaOH
  1. HCl
  1. HNO3 loãng
  1. CuCl2

Đáp án

1.B

2.C

3.D

4.A

5.D

6.A

7.D

8.A