Chi tiết thông tin

Bài 3: Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit-bazơ

70 View

Lý thuyết

I. Nước là chất điện li yếu

1. Sự điện li của nước - Nước là chất điện li rất yếu. - Phương trình điện li:

2. Tích số ion của nước - Ở 25^oC, hằng số K_H2O gọi là tích số ion của nước: K_H2O = [H⁺].[OH^-] = 10^-14 ⇒ [H⁺] = [OH^-] = 10^-7. - Môi trường trung tính là môi trường trong đó [H⁺] = [OH^-] = 10^-7 M. 3. Ý nghĩa tích số ion của nước a. Môi trường axit Là môi trường trong đó [H⁺] > [OH^-] hay [H⁺] > 10^-7 M. b. Môi trường kiềm Là môi trường trong đó [H⁺] < [OH^-] hay [H⁺] < 10^-7 M.

II. Khái niệm về pH. Chất chỉ thị axit – bazơ

1. Khái niệm về pH

2. Chất chỉ thị axit – bazơ - Là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Ví dụ: Quỳ tím, phenolphatalenin. Bảng màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau.

Trộn lẫn một số chất chỉ thị có màu biến đổi kế tiếp nhau theo giá trị pH, ta được hỗn hợp chất chỉ thị vạn năng. Dùng băng giấy tẩm dung dịch hỗn hợp này có thể xác định được gần đúng giá trị pH của dung dịch.

3. Bảng công thức pH trong các môi trường

CÔNG THỨC	MÔI TRƯỜNG
pH = - lg[H⁺] pOH = - lg[OH^-] [H⁺].[OH^-] = 10^-14 pH + pOH = 14 pH = a [H⁺] = 10^-a pOH = b [OH^-] = 10^-b	pH < 7 → Môi trường axít pH > 7 → Môi trường bazơ pH = 7 → Môi trường trung tính [H⁺] càng lớn ↔ Giá trị pH càng bé [OH^-] càng lớn ↔ Giá trị pH càng lớn

Bài 1 (trang 14 SGK Hóa 11):

Tích số ion của nước là gì và bằng bao nhiêu ở 25^oC? Lời giải: Tích số ion của nước là tích số của nồng độ H⁺ và nồng độ OH^- ([H⁺][OH^- ] ) trong nước và cả trong các dung dịch loãng của các chất khác nhau. Ở 25^oC bằng thực nghiệm, người ta xác định được [H⁺] = [OH^-] = 10^-7 (M). Vậy tích số ion của nước (ở 25^oC) là [H⁺][OH^-] = 10^-14.

Bài 2 (trang 14 SGK Hóa 11):

Phát biểu định nghĩa môi trường axit, trung tính và kiềm theo nồng độ H⁺ và pH? Lời giải: - Môi trường axit là môi trường trong đó [H⁺] > [OH^-] hay [H⁺] > 10^-7 M hoặc pH < 7. - Môi trường trung tính là môi trường trong đó [H⁺] = [OH^-] = 10^-7 M hoặc pH = 7. - Môi trường kiềm là môi trường trong đó [H⁺] < [OH^-] hay [H⁺] < 10^-7 MM hoặc pH > 7.

Bài 3 (trang 14 SGK Hóa 11):

Chất chỉ thị axit – bazơ là gì? Hãy cho biết màu của quỳ tím và phenolphtalein trong các khoảng pH khác nhau? Lời giải: Chất chỉ thị axit –bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Màu của quỳ tím trong các khoảng pH khác nhau:

pH	pH ≤ 6	6 < pH < 8	pH ≥ 8
Quỳ	Đỏ	Tím	Xanh

Màu của phenolphtalien trong các khoảng pH khác nhau:

pH	pH < 8,3	8,3 ≤ pH ≤ 10
Phenolphtalien	Không màu	Hồng

Bài 4 (trang 14 SGK Hóa 11):

Một dung dịch có [OH^- ]= 1,5.10^-5. Môi trường của dung dịch này là: A. Axit ; C. Kiềm B. Trung tính ; D. Không xác định được Lời giải: - Đáp án C - Từ [OH^-]= 1,5.10^-5 (M) suy ra:

Vậy môi trường của dung dịch là kiềm.

Bài 5 (trang 14 SGK Hóa 11):

Tính nồng độ H⁺, OH^- và pH của dung dịch HCl 0,10M và dung dịch NaOH 0,010M? Lời giải:

Bài 6 (trang 14 SGK Hóa 11):

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 Lời giải: - Đáp án B. - Vì tích số ion của nước là hằng số trong nước và cả trong các dung dịch loãng của các chất khác nhau.

Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Chọn câu trả lời đúng, khi nói về muối axit : A. Dung dịch muối có pH < 7. B. Muối cố khả năng phản ứng với bazơ. C. Muối vẫn còn hiđro trong phân tử. D. Muối mà gốc axit vẫn còn hiđro có khả năng phân li tạo proton trong nước.

Đáp án: D

Bài 2: Cho 10 ml dung dịch X chứa HCl 1M và H₂SO₄ 0,5M. thể tích dung dịch NaOH 1M cần đẻ trung hòa dung dịch X là A. 10 ml. B. 15 ml. C. 20 ml. D. 25 ml.

Đáp án: C H⁺ + OH^- → H₂O Ta có: ⇒ V = 20 ml.

Bài 3: Dung dịch A có chứa 5 ion :Mg²⁺ ,Ba²⁺ ,Ca²⁺ và 0,1 mol Cl^- và 0,2 mol NO₃ . Thêm dần V ml dung dịch K₂CO₃ 1M vào dung dịch A đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất. V có giá trị là A. 150 ml. B. 300 ml. C. 200 ml. D. 250 ml.

Đáp án: A Khi thêm K₂CO₃ vào dung dịch A, khi lượng kết tủa thu được là lớn nhất tức là toàn bộ Mg²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺ đã kết tủa, trong dung dịch còn lại KCl và KNO₃ ⇒ n_K⁺ = n_Cl^- + n_NO3^- = 0,3 mol ⇒ n_K2CO3 = 0,15 mol ⇒ V_K2CO3 = 150 ml

Bài 4: Trộn 200 ml dung dịch gồm HCl 0,1M vá H₂SO₄ 0,15M với 300 ml dung dịch Ba(OH)₂ nồng độ aM, thu được m gam kết tủa và 500 ml dung dịch có pH = 1. Giá trị của a và m lần lượt là A. 0,15 và 2,330 B. 0,10 và 6,990. C.0,10 và 4,660 D. 0.05 và 3,495

Bài 5: Cho 300 ml dung dịch chứa H₂SO₄ 0,1M, HNO₃ 0,2M và HCl 0,3M tác dụng với V ml dung dịch NaOH 0,2 M và KOH 0,29M thu được dung dịch có pH = 2. Giá trị của V là A. 134. B. 147. C. 114. D. 169.

Đáp án: A Coi 300 ml dung dịch A gồm 100 ml H₂SO₄ 0,1M 100 ml HNO₃ 0,2M và 100 ml HCl 0,3M trộn lại với nhau. Vậy: Phản ứng của dung dịch A và B là: H⁺ + OH^- → H₂O n_H⁺ p/ư = n_OH^- = 0,049.0,001V ⇒ n_H⁺ p/ư = 0,01 (0,3 + 0,001V) ⇒ 0,07 = 0,49.0,001V + 0,010,3 + 0,001V) ⇒ V = 134 ml

Bài 6: Dung dịch có pH = 7 là: A. NH₄Cl. B. CH₃COONa. C. C₆H₅ONa. D. KClO₃.

Đáp án: D

Bài 7: Khi hòa tan trong nước, chất nào sau đây làm cho quỳ tím chuyển màu xanh ? A. NaCl. B. NH₄Cl. C. Na₂CO₃. D. FeCl₃.

Đáp án: C

Bài 8: Hãy cho biết dãy các dung dịch nào sau đây có khả năng đổi màu quỳ tím sang đỏ (hồng) ? A. CH₃COOH, HCl và BaCl₂. B. NaOH, Na₂CO₃ và Na₂SO₃. C. H₂SO₄, NaHCO₃ và AlCl₃. D. NaHSO₄, HCl và AlCl₃.

Đáp án: D

Bài 9: Cho các dung dịch muối: Na₂CO₃ (1), NaNO₃ (2), NaNO₂ (3), NaCl (4), Na₂SO₄ (5), CH₃COONa (6), NH₄HSO₄ (7), Na₂S (8). Những dung dịch muối làm quỳ hoá xanh là : A. (1), (2), (3), (4). B. (1), (3), (5), (6). C. (1), (3), (6), (8). D. (2), (5), (6), (7).

Đáp án: C (2) (4) (5): trung tính (7): axit

Bài 10: Cho các muối sau đây: NaNO₃; K₂CO₃; CuSO₄; FeCl₃; AlCl₃; KCl. Các dung dịch có pH = 7 là : A. NaNO₃; KCl. B. K₂CO₃; CuSO₄; KCl. C. CuSO₄; FeCl₃; AlCl₃. D. NaNO₃; K₂CO₃; CuSO₄.

Đáp án: A K₂CO₃: Bazơ CuSO₄, FeCl₃, FeCl₂: Axit

Bài 11:Trộn V₁ ml dung dịch NaOH có pH = 13 với V₂ ml dung dịch Ba(OH)₂ có pH = 11, thu được dung dịch mới có pH = 12. Tỉ số V₁ : V₂ có giá trị là A. 1/1 B. 2/1 C. 1/10 D. 10/1

Đáp án: C Ban đầu n_OH^- = 0,1. V₁ + 0,002. V₂ pH = 12 ⇒

⇒ V₁ : V₂ = 1/10

Bài 12: Trộn V1 lít dung dịch H₂SO₄ có pH = 3 với 2 lít dung dịch NaOH có pH = 12, thu được dung dịch mới cố pH = 4. Tỉ số V1 : V2 có giá trị là A. 8/1 B. 101/9 C. 10/1 D. 4/1

Đáp án: B Ban đầu n_H⁺ = 0,001.V1; n_OH^- = 0,01.V2 Dung dịch sau có: pH = 4 ⇒

⇒ V1 : V2 = 101/9

Bài 13: Trộn hai dung dịch Ba(HCO₃)₂ và NaHSO₄ có cùng nồng độ mol với nhau theo tỉ lệ thể tích 1 : 1 thu được kết tủa và dung dịch và dung dịch . Bỏ qua sự thủy phân của các ion và sự điện li của nước, các ion cos mặt trong dung dịch Y là A. Na⁺ và SO₄^2- B. Ba²⁺ ,HCO₃^2- và Na⁺ C. Na⁺ , HCO₃^2- D. Na⁺ , HCO₃^2- và SO₄^2-

Đáp án: C

Bài 14: Cho các dung dịch HCl, H₂SO₄ và CH₃COOH có cùng giá trị pH. Sự sqps xếp nào sau đây đúng với giá trị nồng độ mol của các dung dịch trên ? A. HCl < H₂SO₄ < CH₃COOH B. H₂SO₄ < HCl < CH₃COOH C. H₂SO₄ < CH₃COOH < HCl D. CH₃COOH < HCl < H₂SO₄

Đáp án: B

Bài 15: Chỉ dùng quỳ tím , có thể nhận biết ba dung dịch riêng biệt nào sau đây ? A. HCl, NaNO₃, Ba(OH)₂ B. H₂SO₄, HCl,KOH. C. H₂SO₄, NaOH, KOH D. Ba(OH)₂, NaCl, H₂SO₄

Đáp án: A