Hoá học 11 Nâng cao - Bài 6: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪

    Câu 1 trang 28 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Điều kiện để xảy ra trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li là gì ?Lấy các thí dụ minh họa ?
    Giải
    Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion xảy ra
    Chất tham gia phản ứng phải ta (trừ phản ứng với axit)
    Có sự tạo thành:
    - Chất kết tủa (chất ít tan hơn, chất không tan)
    - Chất dễ bay hơi
    - Chất điện li yếu hơn
    Ví dụ:
    + Sản phẩm là chất kết tủa
    Phương trình dưới dạng phân tử: \(N{a_2}S{O_4} + BaC{l_2} \to BaS{O_4} \downarrow + 2NaCl\)
    Phương trình ion rút gọn: \(B{a^{2 + }} + SO_4^{2 - } \to BaS{O_4} \downarrow \)
    + Sản phẩm là chất điện li yếu
    Phương trình dưới dạng phân tử: \(HCl + NaOH \to NaCl + {H_2}O\)
    Phương trình ion rút gọn: \({H^ + } + O{H^ - } \to {H_2}O\)
    + Sản phẩm là chất khí:
    Phương trình dưới dạng phân tử: \(N{a_2}C{O_3} + 2HCl \to 2NaCl + C{O_2} + {H_2}O\)
    Phương trình ion rút gọn: \(2{H^ + } + CO_3^{2 - } \to C{O_2} \uparrow + {H_2}O\)




    Câu 2 trang 28 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Viết phương trình ion rút gon của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch giữa các cặp chất sau ?
    a) \(F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3} + NaOH\)
    b) \(KN{O_3} + NaCl\)
    c) \(NaHS{O_3} + NaOH\)
    d) \(N{a_2}HP{O_4} + HCl\)
    e) \(Cu{\left( {OH} \right)_2} + HCl\)
    g) \(FeS\left( r \right) + HCl\)
    h) \(Cu{\left( {OH} \right)_2}\left( r \right) + NaOH\left( d \right)\)
    i) \(Sn{\left( {OH} \right)_2}\left( r \right) + {H_2}S{O_4}\)
    Giải
    a)\(F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3} + 6NaOH \to 2Fe{\left( {OH} \right)_3} \downarrow + 3N{a_2}S{O_4}\)
    \(\left( {F{e^{3 + }} + 3O{H^ - } \to Fe{{\left( {OH} \right)}_3} \downarrow } \right)\)
    b) \(KN{O_3} + NaCl\): Không phản ứng
    c)
    \(NaHS{O_3} + NaOH \to N{a_2}S{O_3} + {H_2}O\)
    \(\left( {HSO_3^{ - } + O{H^ - } \to SO_3^{2 - } + {H_2}O} \right)\)
    d) \(N{a_2}HP{O_4} + 2HCl \to 2NaCl + {H_3}PO_4\)
    \(\left( {HPO_4^{2 - } + 2{H^ + } \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over {\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} {H_3}P{O_4}} \right)\)
    e) \(Cu{\left( {OH} \right)_2} + 2HCl \to CuC{l_2} + 2{H_2}O\)
    \(\left( {Cu{{\left( {OH} \right)}_2} + 2{H^ + } \to C{u^{2 + }} + 2{H_2}O} \right)\)
    g) \(FeS\left( r \right) +2 HCl \to FeC{l_2} + {H_2}S\)
    \(\left( {FeS + 2{H^ + } \to F{e^{2 + }} + {H_2}S} \right)\)
    h) \(Cu{\left( {OH} \right)_2}\left( r \right) + NaOH\):Không phản ứng
    i)
    \(Sn{\left( {OH} \right)_2}\left( r \right) + {H_2}S{O_4} \to SnS{O_4} + 2{H_2}O\)
    \(\left( {Sn{{\left( {OH} \right)}_2} + 2{H^ + } \to S{n^{2 + }} + 2{H_2}O} \right)\)




    Câu 3 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Hãy điều chế kết tủa của CuS bằng ba phản ứng trao đổi ion khác nhau xảy ra trong dung dịch. Từ đó rút ra bản chất của phản ứng trong dung dịch này.
    Giải
    \(Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2} + N{a_2}S \to CuS \downarrow + 2NaN{O_3}\)
    \(CuS{O_4} + {H_2}S \to CuS \downarrow + {H_2}S{O_4}\)
    \(CuC{l_2} + {K_2}S \to CuS \downarrow + 2KCl\)
    Bản chất của các phản ứng này là phản ứng trao đổi ion \(C{u^{2 + }} + {S^{2 - }} \to CuS \downarrow \)




    Câu 4 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Phương trình ion rút gọn của phản ứng cho biết:
    A. những ion nào tồn tại trong dung dịch.
    B. Nồng độ những ion nào trong dung dịch lớn nhất.
    C. Bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.
    D. Không tồn tại các phân tử trong dung dịch các chất điện li.
    Giải
    Chọn đáp án C




    Câu 5 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao.
    a) Dùng phản ứng hóa học để tách cation \(C{a^{2 + }}\) ra khỏi dung dịch chứa \(NaN{O_3}\) và \(Ca{\left( {N{O_3}} \right)_2}\).
    b) Dùng phản ứng hóa học để tách anion \(B{r^ - }\) ra khỏi dung dịch chứa KBr và \(KN{O_3}\).
    a) Dùng phản ứng hóa học để tách cation \(C{a^{2 + }}\) ra khỏi dung dịch chứa \(NaN{O_3}\) và \(Ca{\left( {N{O_3}} \right)_2}\).
    b) Dùng phản ứng hóa học để tách anion \(B{r^ - }\) ra khỏi dung dịch chứa KBr và \(KN{O_3}\).
    Giải
    Khác với nhận biết tách chất phải có bước tái tạo (hoàn trả lại sản phẩm ban đầu và thông thường phải đảm bảo khối lượng không đổi của các chất trước và sau khi tách)
    a) Tách \(C{a^{2 + }}\)khỏi dung dịch chứa \(N{a^ + },C{a^{2 + }}\).
    Cho dung dịch tác dụng với một lượng dung dịch \(N{a_2}C{O_3}\) lọc thu kết tủa.
    \(C{a^{2 + }} + CO_3^{2 - } \to CaC{O_3} \downarrow \)
    Hòa ta kết tủa trong dung dịch \(HN{O_3}\), thu được \(C{a^{2 + }}\).
    \(CaC{O_3} + 2{H^ + } \to C{a^{2 + }} + C{O_2} \uparrow + {H_2}O\)
    b) Tách khỏi dung dịch chứa \(B{r^ - },NO_3^ - \)
    Cho dung dịch tác dụng với một lượng dung dịch \(AgN{O_3}\) lọc thu kết tủa
    \(A{g^ + } + B{r^ - } \to AgBr \downarrow \)
    Phân hủy AgBr ngoài ánh sáng, thu \(B{r_2}\) . Cho \(B{r_2}\) tác dụng với Na thu được\(B{r^ - }\) .
    \(\eqalign{ & 2AgBr \to 2Ag + B{r_2} \cr & 2Na + B{r_2} \to 2NaBr \cr} \)




    Câu 6 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Một trong các nguyên nhân gây bệnh đau dạ dày là do lượng axit HCl trong dạ dày quá cao. Để giảm bớt lượng axit, người ta thường uống dược phẩm\(Nabica\,\,\left( {NaHC{O_3}} \right)\) . Viết phương trình ion rút gọn của phản ứng xảy ra.
    Giải
    Phương trình dưới dạng phân tử: \(NaHC{O_3} + HCl \to NaCl + C{O_2} \uparrow + {H_2}O\)
    Phương trình dưới dạng rút gọn: \(HCO_3^ - + {H^ + } \to C{O_2} \uparrow + {H_2}O\)




    Câu 7 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Khi nhúng cặp điện lực vào cốc đựng dung dịch \({H_2}S{O_4}\) trong bộ dụng cụ như hình 1.1 rồi nối các dây dẫn điện với nguồn điện, bóng đèn sáng rõ. Sau khi thêm vào cốc số một lượng dung dịch \(Ba{\left( {OH} \right)_2}\), bóng đèn sáng yếu đi. Nếu cho dư dung dịch \(Ba{\left( {OH} \right)_2}\) vào, bóng đèn lại sáng rõ. Giải thích.
    Giải
    - \({H_2}S{O_4}\)là chất điện li mạnh vì vậy bóng đèn sáng. \({H_2}S{O_4} \to 2{H^ + } + SO_4^{2 - }\)
    - Khi cho dung dịch \(Ba{\left( {OH} \right)_2}\)vào xảy ra phản ứng
    \({H_2}S{O_4} + Ba{\left( {OH} \right)_2} \to BaS{O_4} \downarrow + 2{H_2}O\)
    Nồng độ \(SO_4^{2 - }\) và \({H^ + }\) giảm đi do tạo thành chất khó tan \(BaS{O_4}\) và chất kém điện li \({H_2}O\), nên bóng đèn sáng yếu đi.
    - Khi dư dung dịch \(Ba{\left( {OH} \right)_2}\), nồng độ các ion trong dung dịch tăng (\(Ba{\left( {OH} \right)_2}\)là chất điện li mạnh) bóng đèn sáng trở lại. \(Ba{\left( {OH} \right)_2} \to B{a^{2 + }} + 2O{H^ - }\)




    Câu 8 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Viết phương trình hóa học dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng trao đổi ion trong dung dịch tạo thành từng kết tủa sau (hình 1.9):
    a) \(CuS\);
    b) \(CdS\);
    c) \(MnS\)
    d)\(ZnS\)
    e) \(FeS\)
    Giải
    a) \(CuS{O_4} + N{a_2}S \to CuS \downarrow + N{a_2}S{O_4}\)
    \(\left( {C{u^{2 + }} + {S^{2 - }} \to CuS \downarrow } \right)\)
    b) \(CdS{O_4} + N{a_2}S \to CdS \downarrow + N{a_2}S{O_4}\)
    \(\left( {C{d^{2 + }} + {S^{2 - }} \to CdS \downarrow } \right)\)
    c) \(MnS{O_4} + N{a_2}S \to MnS \downarrow + N{a_2}S{O_4}\)
    \(\left( {M{n^{2 + }} + {S^{2 - }} \to MnS \downarrow } \right)\)
    d) \(ZnS{O_4} + N{a_2}S \to ZnS \downarrow + N{a_2}S{O_4}\)
    \(\left( {Z{n^{2 + }} + {S^{2 - }} \to ZnS \downarrow } \right)\)
    e) \(FeS{O_4} + N{a_2}S \to FeS \downarrow + N{a_2}S{O_4}\)
    \(\left( {F{e^{2 + }} + {S^{2 - }} \to FeS \downarrow } \right)\)




    Câu 9 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Dung dịch chất nào dưới đây có môi trường kiềm?
    A. \(AgN{O_3}\) .
    B. \(NaCl{O_3}\).
    C. \({K_2}C{O_3}\).
    D. \(SnC{l_2}\) .
    Giải
    \({K_2}C{O_3}:{K_2}C{O_3} \to 2{K^ + } + CO_3^{2 - }\)
    \(C{O_3}^{2 - } + {H_2}O \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
    {\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} HC{O_3}^ - + O{H^ - }\)
    Chọn đáp án C




    Câu 10 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Dung dịch chất nào dưới đây có môi trường axit?
    A. \(NaN{O_3}\) .
    B. \(KCl{O_4}\).
    C. \({K_2}C{O_3}\).
    D. \(N{H_4}Cl\).
    Giải
    \(\eqalign{ & N{H_4}Cl:N{H_4}Cl \to NH_4^ + + C{l^ - } \cr & \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;NH_4^ + + {H_2}O \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over {\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} N{H_3} + {H_3}O ^+\cr} \)
    Chọn đáp án D




    Câu 11 trang 29 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Tính nồng độ mol \({H^ + }\) (mol/lít) trong các dung dịch sau:
    a) \(C{H_3}COONa\,\,0,1M\,\,\)(\({K_b}\) của \(C{H_3}CO{O^ - }\)\(5,{71.10^{ - 10}}\))
    b) \(N{H_4}Cl\,\,0,10M\) (\({K_a}\)của \(NH_4^ + \) là \(5,{56.10^{ - 10}}\))
    Giải
    a)
    \(C{H_3}CO{O^ - } + {H_2}O \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over {\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} C{H_3}COOH + O{H^ - }\)
    Trước thủy phân: 0,1
    Thủy phân: x \( \to \) x \( \to \) x
    Sau thủy phân: (0,1 – x) x x
    Ta có \({K_b} = {{\left[ {C{H_3}COOH} \right]\left[ {O{H^ - }} \right]} \over {\left[ {C{H_3}CO{O^ - }} \right]}} = 5,{71.10^{ - 10}}\)
    \(\Rightarrow {{xx} \over {\left( {0,1 - x} \right)}} = 5,{71.10^{ - 10}}\)
    Vì x<<0,1 \( \Rightarrow \left( {0,1 - x} \right) \approx 0,1 \)
    \(\Rightarrow xx = 0,1.5,{71.10^{ - 10}} = 0,{571.10^{ - 10}} \)
    \(\Rightarrow x = 0,{76.10^{ - 5}}\)
    \(\eqalign{ & \left[ {O{H^ - }} \right] = 0,{76.10^{ - 5}}\,\,mol/l \cr & \Rightarrow \left[ {O{H^ - }} \right].\left[ {{H^ + }} \right] = {10^{ - 14}}\cr& \Rightarrow \left[ {{H^ + }} \right] = {{{{10}^{ - 14}}} \over {{{0.76.10}^{ - 5}}}} = 1,{3.10^{ - 9}}\,\,mol/l \cr} \)
    \(NH_4^ + + {H_2}O \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over {\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} N{H_3} + {H_3}{O^ + }\)
    Trước thủy phân: 0,1
    Thủy phân: x \( \to \) x \( \to \) x
    Sau thủy phân: (0,1 – x) x x
    Ta có \({K_a} = {{\left[ {N{H_3}} \right]\left[ {{H_3}{O^ + }} \right]} \over {\left[ {N{H_4}^ + } \right]}} = 5,{56.10^{ - 10}}\)
    \(\Rightarrow {{xx} \over {\left( {0,1 - x} \right)}} = 5,{56.10^{ - 10}}\)
    Vì x<<0,1 \( \Rightarrow \left( {0,1 - x} \right) \approx 0,1 \)
    \(\Rightarrow xx = 0,1.5,{56.10^{ - 10}} = 0,{556.10^{ - 10}}\)
    \(\Rightarrow x = 0,{75.10^{ - 5}}\)
    \(\left[ {{H_3}{O^ + }} \right] = 0,{75.10^{ - 5\,\,}}\,\,mol/l\)