CHƯƠNG 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC

BÀI 2: CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH NƯỚC

KHỞI ĐỘNG

Các hợp chất acid và base có vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người. Acid, base là gì? Làm cách nào có thể xác định nồng độ của dung dịch acid, base. 

Đáp án chuẩn:

Acid là chất cho H+, base là chất nhận H+

Dùng máy đo pH, giấy chỉ thị vạn năng,...

1. SỰ ĐIỆN LI, CHẤT ĐIỆN LI, CHẤT KHÔNG ĐIỆN LI

Bài 1: Quan sát hình 2.1 nhận xét hiện tượng xảy ra khi thực hiện thí nghiệm. So sánh tính dẫn điện của nước cất và các dung dịch.

Đáp án chuẩn:

Bóng đèn ở cốc (c) sáng, (a) và (b) không sáng.

Sodium Chloride dẫn điện, còn nước cất và dung dịch saccharose không dẫn điện.

Bài 2: Hãy cho biết nguyên nhân vì sao dung dịch NaCl có tính dẫn điện

Đáp án chuẩn:

 Do NaCl trong dung dịch phân li thành các ion Na+ và Cl- là các phần tử mang điện điện.

Bài 3: Quan sát hình 2.3, nhận xét về độ sáng của bóng đèn ở các thí nghiệm. Biết rằng nồng độ mol của các dung dịch bằng nhau, cho biết dung dịch nào dẫn điện mạnh, dẫn điện yếu và không dẫn điện

Đáp án chuẩn:

 (a) sáng nhất, (b) sáng mờ và (c) không sáng. Vậy dung dịch hydrochloric acid dẫn điện mạnh, acetic acid dẫn điện yếu và glucose không dẫn điện.

Bài 4: Từ phương trình (1) và (2) nhận xét mức độ phân li của HCl và CH₃COOH trong nước

Đáp án chuẩn:

HCl: phân li hoàn toàn 

CH₃COOH: phân li không hoàn toàn 

Bài 5: Nếu nhỏ thêm vài giọt dung dịch NaOH hoặc CH3COONa vào dung dịch CH₃COOH thì cân bằng (7) chuyển dịch theo chiều nào?

Đáp án chuẩn:

Nhỏ NaOH: chuyển dịch về chiều thuận

Nhỏ CH₃COO− : chuyển dịch theo chiều nghịch.

Bài 6: Viết phương trình điện li (nếu có) của các chất sau khi hòa tan vào nước HNO₃ Ca(OH)₂ và BaCl₂.

Đáp án chuẩn:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

Ca(OH)2  → 2OH^– + Ca²⁺ 

BaCl₂ → Ba²⁺ + 2Cl^-

2. THUYẾT BRONSTED - LOWRY VỀ ACID – BASE

Bài 1: Quan sát hình 2.4 và hình 2.5 cho biết chất nào nhận H+ chất nào cho H+

Đáp án chuẩn:

Hình 2.4, HCl là chất nhường, H₂O là chất nhận

Hình 2.5, H₂O là chất nhường, NH₃ là chất nhận

Bài 2: Nhận xét về vai trò của acid - base trong phân tử H₂O trong các cân bằng ở hình 2.4, hình 2.5 và cân bằng của ion HCO₃ - trong nước.

Đáp án chuẩn:

Hình 2.4, H₂O: base. Hình 2.5, H₂O: acid → H₂O là chất lưỡng tính 

Trong cân bằng của ion HCO₃-, HCO₃- vừa có khả năng nhường, nhận H+, nên HCO₃- là chất lưỡng tính.

Bài 3: (1) CH₃COOH + H₂O⇌ CH3COO- +H3O+

(2) CO₃^2- + H₂O ⇌ HCO₃^- + OH^-

Cho biết chất nào là acid chất nào là base theo thuyết Bronsted Lowry

Đáp án chuẩn:

(1) CH3COOH: acid, H2O: base

(2) CO32-  Base, H₂O: acid

3. KHÁI NIỆM pH. CHẤT CHỈ THỊ ACID – BASE

Bài 1: Tính pH của dung dịch có nồng độ H⁺ là 10^-2M

Đáp án chuẩn:

pH = 2 

Bài 2: Tính pH của dung dịch có nồng độ OH^- là 10^-4

Đáp án chuẩn:

pH = 10

Bài 3: Quan sát hình 2.6, cho biết khoảng giá trị nào trong thang pH tương ứng với môi trường của dung dịch là acid, base hay trung tính.

Đáp án chuẩn:

pH = 7: trung tính 

pH < 7: tính acid

pH > 7: tính base

Bài 4: a) Pha 500ml dung dịch HCl 0,2 M vào 500 ml nước. Tính pH của dung dịch thu được

b) Tính khối lượng NaOH cần để pha 100ml dung dịch NaOH có pH = 12 

Đáp án chuẩn:

a) pH = 1

b) m_NaOH = 0,04(g)

Bài 5: Quan sát hình 2.7 cho biết khoảng pH thấp nhất và cao nhất của ở các cơ quan trong hệ tiêu hóa con người

Đáp án chuẩn:

Thấp nhất ở dạ dày và cao nhất ở khoang miệng.

Bài 6: Đất chua là đất có độ pH dưới 6,5 để cải thiện đất trồng bị chua người nông dân có thể bổ sung chất nào trong các chất sau đây vào đất: CaO. P₂O₅. Giải thích

Đáp án chuẩn:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ : tăng lượng OH- 

Vậy bổ sung CaO vào đất.

Bài 7: Quan sát hình 2.8 Trình bày sự biến đổi màu sắc của chất chỉ thị acid - base trong các dung dịch có độ pH khác nhau

Đáp án chuẩn:

Giấy pH

- Màu đỏ: khi pH < 7 và nhạt dần khi pH tăng

- Màu xanh: khi pH >7 và đậm dần khi pH tăng

Phenolphtaleine: Màu hồng đậm dần trong môi trường base

4. CHUẨN ĐỘ ACID - BASE

Bài 1: Hãy nêu vai trò của chất chỉ thị trong phương pháp chuẩn độ acid - base

Đáp án chuẩn:

Chất chỉ thị dùng để xác định điểm tương đương để kết thúc quá trình chuẩn độ.

Bài 2: Quan sát hình 2.9, giải thích vì sao cần lắc nhẹ dung dịch trong bình tam giác trong khi thực hiện thao tác chuẩn độ.

Đáp án chuẩn: 

Vì để dung dịch chuẩn trộn đều trong dung dịch khi rơi xuống bình tam giác, phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Bài 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong dung dịch chuẩn độ dung dịch NaOH loãng dung dịch HCl

Đáp án chuẩn:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

H⁺ + OH^-⇌ H2O 

Bài 4: Quan sát hình 2.10, mô tả hiện tượng thời điểm kết thúc chuẩn độ

Đáp án chuẩn:

Dung dịch trong bình tam giác chuyển sang màu hồng nhạt, bền trong 30s

Bài 5: Giả sử khi kết thúc chuẩn độ thể tích dung dịch NaOH đã sử dụng là 12,5 ml. Tính nồng độ dung dịch NaOH ban đầu

Đáp án chuẩn:

C_NaOH = 0,08M

5. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH NƯỚC CỦA ION Al³⁺, Fe³⁺ VÀ CO₃^2-

Bài 1: Tại sao khi bảo quản dung dịch muối M3+ trong phòng thí nghiệm người ta thường nhỏ vài giọt dung dịch acid vào lọ đựng dung dịch muối 

Đáp án chuẩn:

Để hạn chế sự tạo thành kết tủa M(OH)₃ 

Bài 2: Ngoài tác dụng làm trong nước dung dịch phèn chua còn có khả năng làm sạch gỉ sét trên inox. Giải thích. 

Đáp án chuẩn:

Khi hoà tan phèn chua trong nước phân li ra Al³⁺ , Al³⁺ dễ bị thuỷ phân trong nước tạo thành Al(OH)₃ không tan và cho môi trường acid --> H⁺ sinh ra phản ứng với với gỉ sét --> làm sạch inox

Bài 3: Giải thích vì sao quá trình thủy phân ion CO₃^{2 –} trong nước làm tăng pH của nước.

Đáp án chuẩn:

Quá trình này làm tăng nồng độ OH- nên pH của dung dịch tăng.

Bài 4: Khi mưa nhiều ngày liên tục có thể làm cho pH của nước ở ao, hồ giảm xuống dưới 6,5 và người ta thường rắc vôi bột để điều chỉnh pH. Giải thích

Đáp án chuẩn:

Vì vôi có thành phần chính là CaO tan trong nước tạo Ca(OH)₂. Ca(OH)₂ phân li --> [OH-] trong ao hồ tăng --> pH tăng

BÀI TẬP

Bài 1: Một dung dịch có [OH^-] = 2,5.10^-10 M. Tính pH và xác định môi trường dung dịch này. 

Đáp án chuẩn:

pH = 4,4 .Vậy dung dịch có môi trường acid

Bài 2: Tính pH của dung dịch thu được sau khi trộn 40 mL dung dịch HCl 0,5M  và 0,60 mL dung dịch NaOH 0,5M  

Đáp án chuẩn:

pH = 13

Bài 3: Một mẫu dịch vị có pH = 2,5. Xác định nồng độ mol của ion H+ trong mẫu dịch vị đó 

Đáp án chuẩn:

3,16.10^-3 M

Bài 4: Viết phương trình điện li của các chất sau H₂SO₄, Ba(OH)₂, Al₂(SO₄)₃

Đáp án chuẩn:

H₂SO₄ → H⁺ + HSO₄^-

HSO₄^- ⇌ H⁺ + SO₄^2-

Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + OH^-

Al₂(SO₄)₃ → 2Al ³⁺ + 3SO₄ ^2-

Bài 5: Ở vùng quê người dân thường dùng phèn chua để làm trong nước nhờ ứng dụng của phản ứng thủy phân ion Al³⁺. Giải thích. Chất hay ion nào là acid, là base trong phản ứng thủy phân Al³⁺

Đáp án chuẩn:

Khi cho phèn chua vào nước sẽ phân li ra ion Al³⁺. Al³⁺ này bị thủy phân tạo ra Al(OH)₃ là chất kết tủa dạng keo.