Ôn Tập Dung Dich [PDF]

Zitiervorschau

ÔN TẬP DUNG DỊCH Câu 1. 1. Dung dịch A gồm Na2CO3 và NaOH 0,001M. C a. Tính Na 2CO3 trong A biết để trung hòa hoàn toàn 25,00 mL dung dịch A cần 81,25 mL dung dịch HCl 0,10 M. b. Có thể dùng phenolphtalein làm chỉ thị để chuẩn đô ̣ nấc 1 không? c. Đánh giá sai số khi sử dụng chỉ thị phenolphtalein cho phép chuẩn đô ̣ trên. d. Tính pH tại điểm tương đương thứ hai. e. Tính thể tích dung dịch HCl 0,10 M cần dùng để chuẩn đô ̣ 25,00 mL dung dịch A đến pH = 6,00. L CO2  3.102 M ; K w  1014 ; H 2CO 3 K a1  10 6,35 ; K a 2  1010,33 : Cho Phenolphtalein có pT = 8 2. Cho dung dịch X gồm: Fe3+ 1,0.103M; I 1,0 M; SCN 1,0 M; pH của dung dịch bằng 0. Tính phần trăm Fe3+ bị khử. E oFe3+ /Fe2+  0,771 V ; E Io /3I  0,535 V 3 Cho:  3)  Fe3  n SCN   Fe(SCN) (n (n = 1  5) n lg1 = 3,03 ; lg2 = 4,97 ; lg3 = 6,37 ; lg4 = 7,17 ; lg5 = 7,19 RT .ln = 0,0592.lg lg * β Fe3+  102,17 ; lg *β Fe2+  10 5,92 F ; Câu 2. Một muối X chứa crom có công thức CrCln(H2O)m. a. Điện phân một mẫu muối X với hiệu suất 100% trong thời gian 1310 giây với cường độ dòng điện 1,24 A, thu được 0,292 gam Cr. Cho biết giá trị n? b. Đun nóng cẩn thận 3,000 gam X ở 600oC để loại bỏ hoàn toàn nước khỏi muối, thu được chất rắn khan có khối lượng 1,783 gam. Cho biết giá trị m? c. Hoà tan hoàn toàn 0,300 gam X trong 10 mL H2O, sau đó thêm vài giọt dung dịch Na2CrO4 thu được dung dịch Y (thể tích dung dịch không đổi). Chuẩn độ toàn bộ Y bằng dung dịch AgNO3 0,400 M tới khi xuất hiện màu đỏ thẫm thì hết 2,81 mL dung dịch AgNO3. i. Viết phương trình hóa học xảy ra trong quá trình chuẩn độ và tại thời điểm kết thúc chuẩn độ. ii. Viết công thức tường minh của chất X dưới dạng phức chất. Cho: Hằng số Faraday F = 96485 C.mol1 ; Cr = 52 ; Cl =35,45 ; O = 16 ; H = 1,01 Câu 3. Trộn các thể tích bằng nhau của các dd sau: CH3COOH 0,04M; HCOOH 0,08M; NaHSO4 0,16M; NH3 0,4M được dd A 1. Cho biết thành phần của dd A 2. Dung dịch A có môi trường gì? 3. tính VHCl 0,04M cần đẻ trung hòa 20ml dd A đến pH = 7,00(bỏ qua sự phân ly của H2O); Cho pKa:   CH COOH: 4,76; HCOOH:3,75; HSO 4 :2; NH 4 :9,24 3

Câu 4. Dung dịch A: NH3 0,2M ; PO43- C(M), pH = 12,56. trung hòa 25 ml dd A đến pH = 8 hết V(ml) dd HCl 0,5M. Tính C và V. Cho pKa của H3PO4 : 2,15 ; 7,21 ; 12,32; của NH4+ : 9,24. Câu 5. Dung dịch A gồm (NH4)2CO3 0,080 M và NH3 0,160 M. Dung dịch B gồm Na2CO3 0,080 M và NH3 0,160 M. Dung dịch C gồm MgCl2 0,010 M và CaCl2 0,010 M. 1. Tính pH của dung dịch A và của dung dịch B. 2. Trộn 25 mL dung dịch A với 25 mL dung dịch C thu được 50,00 mL dung dịch hỗn hợp D. Hãy cho biết có kết tủa tách ra từ dung dịch hỗn hợp D hay không? Nếu có, hãy cho biết thành phần kết tủa. Cho biết: pKS(MgCO3) = 5,0; pKS(Mg(OH)2) = 11,00; pKS(CaCO3) = 8,35; pKS(Ca(OH)2) = 5,30;  pK (H CO ) = 6,35; pK (H CO ) = 10,33; pK ( NH 4 ) = 9,24. a1

2

3

a2

2

3

a

Bỏ qua các quá trình tạo phức hidroxo của các cation Mg2+ và Ca2+. Câu 6. 1. Cho biết giản đồ Latimer của iot và mangan trong môi trường axit như sau: +1,20V

1,70 V 1,14 V 1,45 V 0,54 V H 4 IO6  IO3   HIO  I 3  I

+1,51V 0,56 V 2,26 V 0,95 V 1,51 V 1,18 V MnO 4  MnO 42  MnO 2  Mn 3   Mn 2   Mn

+1,70 V

+1,23 V

Lập luận để viết phương trình hóa học (dạng ion thu gọn) của phản ứng xảy ra khi cho dung dịch KI tác dụng với dung dịch KMnO4 (trong môi trường axit) trong trường hợp sau phản ứng còn dư ion I. 2. Một pin điện hóa được thành lập bằng cách nhúng một thanh Pt vào một dung dịch A chứa H+ 0,50 M; VO 2 0,15 M; VO 2 0,01 M và SO24 và nhúng một thanh Zn vào dung dịch B chứa Zn2+ 0,10 M và SO 24 . Nối hai dung dịch bằng cầu muối. a. Viết sơ đồ pin điện và cho biết vai trò của cầu muối. b. Viết phương trình hóa học của phản ứng tổng quát khi pin làm việc. Tính sức điện động của pin và tính G, H và S của phản ứng tổng quát trong pin ở 25oC.  dE   8, 71.104 V / K E oVO /VO2  1, 001 V E oAg /Ag  0, 763 V  dT  P 2 Cho biết: ; ; Câu 7. Trộn 10,00 ml dung dịch SO2 với 10,00 ml dung dịch Na2SO3, được dung dịch A. Thêm 3 giọt metyl da cam và chuẩn độ dung dịch thu được bằng NaOH. Dung dịch đổi màu (pH = 4,4) khi dùng hết 12,50 ml dung dịch NaOH 0,200 M. Thêm tiếp 3 giọt phenolphtalein vào hỗn hợp và chuẩn độ tiếp bằng NaOH 0,200 M. Sự đổi màu xảy ra (pH = 9,0) khi dùng hết 27,50 ml NaOH nữa. 1. Cho biết thành phần của dung dịch A. 2. Tính nồng độ mol/L của dung dịch SO2 và dung dịch Na2SO3 trước khi trộn. 3. Tính pH của dung dịch A. Cho: pKa1(SO2 + H2O) = 1,76; pKa2(SO2 + H2O) = 7,21. Câu 8. Trộn 10 ml dung dịch gồm Na2SO4 x(M) và CH3COONa 0,02M với 10 ml dung dịch HCl 0,42M thu được dung dịch có pH = 0,96. Tính x? Cho: H2SO4: pKa (HSO4-) = 2; CH3COOH: pKa= 4,76 Câu 9. 1. Tính pH và nồng độ các ion trong dung dịch Na2S 0,10M, biết H2S có Ka1 = 10-7,02, Ka2 = 10-12,9 2. Cho từ từ dung dịch C2O42- vào dung dịch chứa ion Mg2+ 0,01M và Ca2+ 0,01M. a. Kết tủa nào xuất hiện trước. b. Nồng độ ion thứ nhất còn lại bao nhiêu khi ion thứ hai bắt đầu kết tủa. Biết H2C2O4 có các hằng số axít tương ứng là pK1 = 1,25; pK2 = 4,27 Tích số tan của CaC2O4 là 10 – 8,60; MgC2O4 là 10 - 4,82 3. Xác định nồng độ NH4Cl cần thiết để ngăn cản sự kết tủa Mg(OH)2 trong 1 lít dung dịch chứa 0,01 mol T  7,1.1012 NH3 và 0,001 mol Mg2+. Biết hằng số Kb (NH3) = 1,75.10-5 và Mg ( OH )2

Câu 1. 1. Dung dịch A gồm Na2CO3 và NaOH 0,001M. C a) Tính Na 2 CO3 trong A biết để trung hòa hoàn toàn 25,00 mL dung dịch A cần 81,25 mL dung dịch HCl 0,10 M. b) Có thể dùng phenolphtalein làm chỉ thị để chuẩn đô ̣ nấc 1 không? c) Đánh giá sai số khi sử dụng chỉ thị phenolphtalein cho phép chuẩn đô ̣ trên. d) Tính pH tại điểm tương đương thứ hai. e) Tính thể tích dung dịch HCl 0,10 M cần dùng để chuẩn đô ̣ 25,00 mL dung dịch A đến pH = 6,00. Cho

:

L CO2  3.102 M ; K w  10 14 ; H 2 CO 3

K a1  10 6,35 ; K a 2  1010,33

Phenolphtalein có pT = 8 2. Cho dung dịch X gồm: Fe3+ 1,0.103M; I 1,0 M; SCN 1,0 M; pH của dung dịch bằng 0. Tính phần trăm Fe3+ bị khử. Cho:

E oFe3+ /Fe2+  0,771 V ; E Io /3I  0,535 V 3

Fe3  n SCN  

lg1 = 3,03

;

lg2 = 4,97

lg * β Fe3+  102,17

1.a 1.b

 3)  Fe(SCN) (n n

;

(n = 1  5)

lg3 = 6,37

; lg * β Fe2+  10 5,92

25.(2

C Na CO 2

3

;

lg4 = 7,17

;

;

lg5 = 7,19

RT .ln = 0,0592.lg F

+ 0,001) = 81,25 .0,10 →

C Na CO 2

3

= 0,162 M

Xác định pHTĐ tại điểm tương đương 1: vì thành phần của hê ̣ tại ĐTĐ 1 là HCO3 nên có thể đánh giá gần đúng

TĐ1

pH

=

pH HCO = 3

pK a1 + pK a2 = 8,34 > 8,0 2

→ có thể chọn phenolphtalein làm chỉ thị chuẩn đô ̣ nấc 1 được. 1.c

VHCl tiêu thụ (Vc) để pHhê ̣ = pTph = 8,0 Tại pH = 8,0 < pHTĐ = 8,34 → dư H+-, từ phản ứng chuẩn đô ̣ nấc 1: H+

+ OH → H2O

CO32  + H+ → HCO3  Tại ĐTĐ 1 là hê ̣ gồm H2CO3 và HCO3 viê ̣c tính Vc dựa vào cân bằng:

HCO3 + H O  2

H2CO3 + OH

Kb1 = 10-7,65

với pH = 8,0 → Vc = 41,64 mL ; V TĐ1 = 40,75 =

25(0, 001  0.162)  40, 75 mL 0,1

Vc - VTĐ .100 q = VTĐ → q = 2,18 %.

Tại ĐTĐ 2 thành phần của hê ̣ là H 2CO3 khi đó tính 1.d

CH

2 CO 3

tại thời điểm này

2

và so với LCO =3.10 M 2

C H2CO3 =

0,162.25 = 0,038 > L CO2 25+81,25

2 → pHTĐ2 chính là pH H CO có C = LCO = 3.10 M , và tính được pHTĐ2 theo cân bằng phân li nấc 1 của H2CO3: pHTĐ2 = 3,94. 2

1.e

2

3

Để tính được VHCl cần dùng để chuẩn đô ̣ hỗn hợp A đến pH = 6,0 pHT Đ2 = 3,94 < pH = 6,00 < pH TĐ1

pK a1 + pK a2 = 8,34 2 =

  → tại pH = 6,00 thành phần của hê ̣ gồm H 2CO3 và HCO3 → phần HCO3 bị  trung hòa chính là lượng H2CO3 tạo thành → % HCO3 bị trung hòa:

[H 2CO3 ] h 106    0, 6913 [HCO3 ]+[H 2 CO3 ] K a1 + h 106,35  106

VHCl cần dùng để chuẩn đô ̣ 25,00 mL hỗn hợp A đến pH = 6,00 là VHCl = V1 + 0,6913 .V2 Ở đây giá trị V1 và V2 tính được từ phản ứng chuẩn đô ̣ đến nấc 1 và nấc 2: -

V1.CHCl = 25.(CỌH +

CCO2 3

) →V1 =

V2 = 81,25 – 40,75 = 40,5 mL 2.

25(0, 001  0.162)  40, 75 mL 0,1

 VHCl = 68,75 mL.

Các quá trình xẩy ra: Fe3  n SCN  

 3)  Fe(SCN) (n n

 3

(n = 1  5)

2Fe3+ + 3 I  2Fe2+ + I pH = 0 nên có thể bỏ qua sự tạo thành các phức hiđroxo của Fe3+ và Fe2+. Thế điều kiện đối với Fe3+/Fe2+: Fe (III) + e  Fe (II) 

E=E

o Fe 3  /Fe 2 

+

[Fe 3  ] 2 0,0592.lg [Fe ] =

E

' Fe(III)/Fe (II)

+

[Fe 3  ]' 2 ' 0,0592lg [Fe ]

5



[Fe3+]’ = [Fe3+] + [Fe2+]’ = [Fe2+]

n 1

5

[Fe(SCN)n] = [Fe3+] (1+

 β .[SCN

(1)  i

i

]

i=1

)

(2) (3)

C Coi [SCN]  CSCN- = 1,0 M (vì CSCN- >> Fe 3  ) và tổ hợp (1), (2) và (3) ta có:

E

' Fe(III)/Fe (II)

o Fe 3  /Fe 2 

=E - 0,0592.lg (1 + 1 + 2+ 3+ 4+ 5 ) = 0,771 – 0,445 = 0,326 V 



Đối với cặp I 3 /3 I ; Phản ứng :

E 'I /3I  E oI /3I  0,535 V 3

3



2Fe(III) + 3 I ⇌ C 1,0.10-3 1,0 ’ -3 [ ] 1,0.10 – 2x 1,0 – 3x

2Fe(II) + I 2x

x

 3

2 ( 0 , 326 0 , 535)

;

K = 10

→

0 , 0592

= 107,06

x = 2,8.105

[I3 ] = x = 2,8.10-5 M

; [Fe(II)] = [Fe ] = 2x = 5,6.105 M [Fe(III)] = 9,4 .104 M 2+

;

5,6.10 5 3 % Fe(III) bị khử = 10 .100% = 5,6 %.

Câu 2. Một muối X chứa crom có công thức CrCln(H2O)m. a) Điện phân một mẫu muối X với hiệu suất 100% trong thời gian 1310 giây với cường độ dòng điện 1,24 A, thu được 0,292 gam Cr. Cho biết giá trị n? b) Đun nóng cẩn thận 3,000 gam X ở 600oC để loại bỏ hoàn toàn nước khỏi muối, thu được chất rắn khan có khối lượng 1,783 gam. Cho biết giá trị m? c) Hoà tan hoàn toàn 0,300 gam X trong 10 mL H2O, sau đó thêm vài giọt dung dịch Na2CrO4 thu được dung dịch Y (thể tích dung dịch không đổi). Chuẩn độ toàn bộ Y bằng dung dịch AgNO3 0,400 M tới khi xuất hiện màu đỏ thẫm thì hết 2,81 mL dung dịch AgNO3. i. Viết phương trình hóa học xảy ra trong quá trình chuẩn độ và tại thời điểm kết thúc chuẩn độ. ii. Viết công thức tường minh của chất X dưới dạng phức chất. Cho: Hằng số Faraday F = 96485 C.mol1 ; Cr = 52 ; Cl =35,45 ; O = 16 ; H = 1,01

2.a

1310.1, 24  0, 0168 (mol) Số mol electron = 96485

0 ,292 =5 , 62. 10−3 52 Số mol Cr = (mol)

2.b

2.c

Số mol electron trên 1 mol Cr là: 0,0168/(5.62.103) = 2,99 3 số oxi hóa của Cr phải bằng 3, n = 3 Khối lượng nước = 3,000 -1,783 = 1,217 (g)  số mol H2O = 1,217/18,02 = 0,06754 (mol) số mol CrCl3 = 1,783/158,35 = 0,01126 (mol)  m = 0,06754/0,01126 = 6 i. Phản ứng chuẩn độ: Ag+ + Cl  AgCl + 2 Phản ứng kết thúc chuẩn độ: 2Ag + CrO 4  Ag 2CrO 4

ii. Số mol X là 0,3/266,47 = 1,126.103 Số mol Ag+ thêm vào bằng số mol Cl = 0,4.2,81.103 = 1,12.103 (mol)  1 mol Cl chuẩn độ tương ứng với 1 mol X nên có 1 ion Cl ở cầu ngoại, mà số phối trí của Cr là 6 nên công thức của X là [CrCl2(H2O)4]Cl.2H2O

Câu 3. Trộn các thể tích bằng nhau của các dd sau: CH3COOH 0,04M; HCOOH 0,08M; NaHSO4 0,16M; NH3 0,4M được dd A 1, Cho biết thành phần của dd A 2, Dung dịch A có môi trường gì? 3, tính VHCl 0,04M cần đẻ trung hòa 20ml dd A đến pH = 7,00(bỏ qua sự phân ly của H2O); Cho   HCOOH:3,75; HSO4 :2; NH 4 :9,24 Giải: CHSO  0, 04(M)  0, 01(M) CHCOOH  0, 02(M) 4 ; ; ;

pKa: CH3COOH: 4,76; 1,

CCH3COOH

HSO 4 

2,

H   SO 42

K a1  102 K a 2  10 3,75

HCOOH  H   HCOO  CH 3COOH  H   CH 3COO  NH 3 

1,

C0NH3  0,1(M)

K a3  104,76

H   NH 4

K 1a 4  109,24

Ta có trật tự sảy ra phản ứng là: NH 3  HSO4  NH 4  SO 42 

C []

0,1 0,06

0,04 0

0,04

0,04

 4

NH3  HCOOH  NH  HCOO 

C 0,06 [] 0,04

0,02 0

K1  107,24

0,02

K 2  105,49

0,02  4

NH3  CH3COOH  NH  CH 3COO  K 3  104,48

0,04 0,03

0,01 0

0,01

 4

0,01

2 4

TPGH: NH3 0,03; NH 0,07; SO 0,04; 2,

NH 4 

H   NH3

CH3COO- 0,01

K a 4  109,24





NH 3  H 2 O 

 4

H 2O 

HCOO- 0,02;

H  OH

NH  OH

K W  10 

(1) 14

K b1  10

4,76

(2) (3)

CH 3COO   H 2 O 

CH 3COOH  OH 



HCOO  H 2O  SO 4 2  H 2 O 

HCOOH  OH

K b2  109,76



K b3  10

HSO 4  OH 

(4) 10,25

K b4  10 12

(5) (6)

 So sánh (1) và (2): K a .C NH4 K W  bỏ qua cân bằng (2)

K .C

K .C

 K .CHCOO K b4 .CSO2

b2 b3 CH 3COO   So sánh (3), (4), (5) và (6): b1 NH3  Bỏ qua (4), (5) và (6)  (1) và (3) quyết định pH của dd A:

4

9,24 4,76 So sánh (1) và (3): K a 4  10 < K b3  10

Ka .

3,

Ca 0,17  109,14.  108,8  pH  8,8 Cb 0, 03

 dd có môi trường bazơ  [H+] = Xét phản ứng: A- + H+  HA Nếu [A-]>[HA] -> A- chưa bị trung hòa . Nếu [A-]=[HA] -> A- Trung hòa một phần. Thứ tự phản ứng: NH3 + H+  NH4+ CH3COO- + H+  CH3COOH HCOO- + H+  HCOOH SO42- + H+  HSO4[NH 4 ] [H  ] 107   9,42  102,24  1 Tại pH = 7: [NH3 ] K a 4 10 

 NH3 đã bị trung hòa hoàn toàn

7

[CH 3COOH] [H ] 10    1 [CH 3COO  ] K a3 104,76  CH3COOH chưa bị trung hòa.  7 [HCOOH] [H ] 10    1 [HCOO  ] K a 2 103,75  HCOOH chưa bị trung hòa. [HSO 4 ] [H  ] 107    1 [SO 24 ] K a1 102 Þ HSO4- chưa bị trung hòa.

 Trung hòa đến pH = 7, chỉ có NH3 bị trung hòa hoàn toàn nên: 20.0, 03 n HCl  n NH3  VHCl   15(ml) 0, 04 .

Câu 4. Dung dịch A: NH3 0,2M ; PO43- C(M), pH = 12,56. trung hòa 25 ml dd A đến pH = 8 hết V(ml) dd HCl 0,5M. Tính C và V. Cho pKa của H3PO4 : 2,15 ; 7,21 ; 12,32; của NH4+ : 9,24. Giải: PO34  H 2 O 

HPO 42  OH 

K b1  101,68

HPO 24  H 2O 

H 2 PO 4  OH 

K b2  106,79

H 2 PO 4  H 2O 

H 3 PO 4  OH 

K b3  1011,85

NH 3  H 2 O 

NH 4  OH 

K b  104,76

pH = 12,56 Þ bỏ qua sự phân ly của H2O

Vì Kb1>>Kb2>>Kb3 và Kb1>>Kb ÞTính pH theo cân bằng (1) là chủ yếu.(Cân bằng (1) quyết định pH của dd A) PO34  H 2 O 

C C [] C-10-1,44

Kiểm tra lại: 

HPO 42  OH 

K b1  101,68

10-1,44 10-1,44

(101,44 ) 2  K b1   101,68 1,44  C  0,1(M) C  10 K b1.C  K b .C NH3

(thỏa mãn)Trung hòa đến pH = 8

3 4 2 4

HPO4  H   PO43 K  [H ].PO a3 HPO ;

[HPO 24 ] [H  ] 108    1 [PO34 ] K a3 1012,32 Þ PO43- đã bị trung hòa



hoàn toàn nấc 1. [NH 4 ] [H  ] 108 [NH 4 ] 108   9,42   8  0,9456 [NH 3 ] K a 10 [NH 3 ] 10  10 9,42

Þ NH3 đã bị trung hòa 94,56% [H 2 PO4 ] [H  ] 108 [H 2 PO 4 ]     0,1395 [HPO 24 ] K a 2 107,21 C HPO2 4

ÞHPO4 đã bị trung hòa 13,95% -

[H 3PO 4 ] [H  ] 108    1 [H 2 PO 4 ] K a1 102,15

Þ H2PO4- chưa phản ứng với HCl 94, 56 13, 95 n NH3  n PO3  n 2 4 100 100 HPO4 94, 56 13, 95 0, 5V  .0, 2.25  0,1.25  .0,1.25 100 100  V  15,15(ml)  n HCl 

Câu 5. Dung dịch A gồm (NH4)2CO3 0,080 M và NH3 0,160 M. Dung dịch B gồm Na2CO3 0,080 M và NH3 0,160 M. Dung dịch C gồm MgCl2 0,010 M và CaCl2 0,010 M. 1. Tính pH của dung dịch A và của dung dịch B. 2. Trộn 25 mL dung dịch A với 25 mL dung dịch C thu được 50,00 mL dung dịch hỗn hợp D. Hãy cho biết có kết tủa tách ra từ dung dịch hỗn hợp D hay không? Nếu có, hãy cho biết thành phần kết tủa. Cho biết: pKS(MgCO3) = 5,0; pKS(Mg(OH)2) = 11,00; pKS(CaCO3) = 8,35; pKS(Ca(OH)2) = 

5,30; pKa1(H2CO3) = 6,35; pKa2(H2CO3) = 10,33; pKa ( NH 4 ) = 9,24. Bỏ qua các quá trình tạo phức hidroxo của các cation Mg2+ và Ca2+.

1

 2 Dung dịch A: NH 4 : 0,160 M ; NH3 : 0,160 M ; CO3 : 0, 080 M

- Kiểm tra sơ bộ pH: pH  pK a   lg

C NH3 C NH

 9, 24  7

 dung dịch A có môi trường bazơ

4

- Xét các cân bằng sau:   HCO3  OH  CO32  H 2O     H 2CO 3  OH  HCO3  H 2O     NH 4  OH  NH 3  H 2 O     H   OH  H 2 O  

(1)

K b1  103,67

(2)

K b2  107,65

(3)

K b  10 4,76

(4)

K w  10 14

Kb1>>Kb2 nên bỏ qua cân (2) CCO2 .K b1  C NH3 .K b  K w 3

nên bỏ qua cân bằng (4)

 Tính pH của dung dịch A từ các cân bằng (1) và (3) 2 - Chọn mức không là CO3 và NH3 



Điều kiện proton : [OH-] = [ HCO3 ] + [ NH 4 ] – 0,160 (a) 2



Từ [ CO3 ] + [ HCO3 ]=  3

 [ HCO ]=

CCO2 3

CCO2 . 3



Từ [NH3] + [ NH 4 ] = (

và

K b1 

[OH  ][HCO3 ] [CO32 ]

K b1 OH   K b1

C NH3

[OH  ][NH 4 ] Kb   C NH [NH 3 ] 4 ) và

Kb  C  C  [ NH ]= ( NH3 NH4 ) OH  K b  4

(b)

(c)

Thay (c) và (b) vào (a) [OH-] = [OH-] =

CCO2 . 3

0, 080.

K b1 Kb   C  C  OH  K b1 + ( NH3 NH 4 OH  K b ) – 0,160

103,67 104,76 OH   103,67 + ( 0,160  0,160 ) OH   104,76 – 0,160

[OH-] ≈ 4,226.10-5 M pH ≈ 9,63 Dung dịch B: NH 3 : 0,160 M ; CO32 : 0, 080 M   HCO3  OH  CO32  H 2O     H 2 CO 3  OH  HCO3  H 2O  

(1)

K b1  10 3,67

(2)

K b2  107,65

(3)

K b  10 4,76

(4)

K w  1014

  NH 4  OH  NH3  H 2 O     H   OH  H 2 O  

Kb1>>Kb2 nên bỏ qua cân bằng (2) CCO2 .K b1  C NH3 .K b  K w 3

nên bỏ qua cân bằng (4)

 Tính pH của dung dịch B từ các cân bằng (1) và (3) 2 - Chọn mức không là CO3 và NH3 



Điều kiện proton : [OH-] = [ HCO3 ] + [ NH 4 ] 2



Từ [ CO3 ] + [ HCO3 ]=  3

 [ HCO ]=

CCO2 3

CCO2 . 3

và

K b1 

[OH  ][HCO3 ] [CO32 ]

K b1 OH   K b1

 Từ [NH3] + [ NH 4 ] = C NH

3

(b’)

[OH  ][NH 4 ] Kb  [NH 3 ] và

Kb  [ NH ]= C NH3 . OH  K b  4

Thay (c’) và (b’) vào (a’)  [OH-] =  [OH-] =

0, 080.

(a’)

(c’) CCO2 . 3

K b1 Kb  OH  K b1 + C NH3 OH   K b

103,67 104,76 OH   103,67 + 0,160 OH   10 4,76

[OH-] ≈ 4,367.10-3 M  pH =11,64 2

 Trộn dung dịch A với dung dịch C: NH 4 : 0, 080 M ; NH 3 : 0, 080 M ;

CO32 : 0, 040 M ; Mg 2 : 0, 005 M ; Ca 2 : 0, 005 M

Ngay khi trộn: 103,67 104,76 0, 040. OH   103,67 + ( 0, 080  0, 080 ) OH   104,76 – 0,080 [OH-] =

 [OH-] ≈ 4,224.10-5 M 

2 3

[CO ]  CCO2 3

[OH  ] [OH  ]  K b1 = 6,60.10-3 M

 Xét kết tủa hidroxit: Vì pKS(Mg(OH)2) = 11,00 > pKS(Ca(OH)2) = 5,30  xét kết tủa Mg(OH)2 trước. Vì

2 C Mg 2 .COH 

= 0,005. (4,224.10-5)2 = 8,921.10-12 < KS(Mg(OH)2) =10-11,00

 Không có kết tủa Mg(OH)2 và không có kết tủa Ca(OH)2  Xét kết tủa cacbonat: Vì pKS(CaCO3) = 8,35 > pKS(MgCO3) = 5,00 nên xét kết tủa CaCO3 trước Vì

CCa 2 .CCO2  3

= 0,005.6,60.10-3 = 3,3.10-5 > KS(CaCO3) =10-8,35

 có kết tủa CaCO3 Sau khi CaCO3 kết tủa: CO32 → CaCO K -1(CaCO ) =108,35 3 S 3

Ca2+ +

0,005 → 0,005 → 0,005 1,60.10-3M 2 Vì KS(CaCO3) =10-8,35 rất nhỏ nên quá trình phân li CO3 từ CaCO3 không đáng kể

 sau khi kết tủa CaCO3, Ta có:

C Mg2 .CCO2 3

CCO2 3

= 1,60 .10-3 M

= 0,005.1,6.10-3 = 8.10-6 < KS(MgCO3) = 10-5

 không có kết tủa MgCO3 Vậy có kết tủa CaCO3 tách ra từ dung dịch hỗn hợp D.

Câu 6. 1. Cho biết giản đồ Latimer của iot và mangan trong môi trường axit như sau: +1,20V

1,70 V 1,14 V 1,45 V 0,54 V H 4 IO6  IO3   HIO  I 3  I

+1,51V  4

0,56 V

MnO  MnO +1,70 V

2 4

2,26 V

0,95 V 1,51 V 1,18 V  MnO 2  Mn 3   Mn 2   Mn

+1,23 V

Lập luận để viết phương trình hóa học (dạng ion thu gọn) của phản ứng xảy ra khi cho dung dịch KI tác dụng với dung dịch KMnO4 (trong môi trường axit) trong trường hợp sau phản ứng còn dư ion I. 2. Một pin điện hóa được thành lập bằng cách nhúng một thanh Pt vào một dung dịch A chứa  2 2 H+ 0,50 M; VO2 0,15 M; VO 0,01 M và SO4 và nhúng một thanh Zn vào dung dịch B chứa 2 Zn2+ 0,10 M và SO4 . Nối hai dung dịch bằng cầu muối.

a) Viết sơ đồ pin điện và cho biết vai trò của cầu muối. b) Viết phương trình hóa học của phản ứng tổng quát khi pin làm việc. Tính sức điện động của pin và tính G, H và S của phản ứng tổng quát trong pin ở 25oC.  dE   8, 71.104 V / K E oVO /VO2  1, 001 V E oAg /Ag  0, 763 V  dT  P 2 Cho biết: ; ;

1

Từ giản đồ Latimer của Iot  HIO không bền vì E oHIO/I >E oIO /HIO 3

3

   HIO tự oxi hóa khử thành IO3 và I3

 Giản đồ Latimer của I được viết gọn lại: 1,70V 1,20V 0,54V H 4 IO6   IO3   I3  I 2 Từ giản đồ của Mn  MnO4 và Mn3+ không bền vì chúng có thể khử bên phải lớn hơn thế khử bên trái  chúng sẽ tự chuyển thành hai tiểu phân ở ngay bên cạnh giống như ở HIO.

o Do E Mn

2

/Mn

 1,18 V

 Mn không thể tồn tại trong dung dịch khi có mặt H+. Vì

vậy không cần xét quá trình Mn2+  Mn.  Giản đồ Latimer của Mn được viết gọn lại: 1,70V 1,23V MnO 4   MnO 2   Mn 2

E oH IO /IO  1, 70 V  E oI /I  0,54 V 4

Vì

6

3

3

và

E oIO  1, 20 V  E Io /I   0,54 V 3

3

    Nên H 4 IO6 hoặc IO3 đều có thể oxi hóa I thành I3 .   Như vậy I chỉ bị oxi hóa thành I3 .

Vì

E oMnO /MnO 4

2

và

E oMnO

2 /Mn

2

đều lớn hơn

E oI /I 3

  nên MnO 4 và MnO2đều có thể oxi hóa I

   thành I3 nên khi I dư thì MnO 4 và MnO2 không thể tồn tại.  Như vậy MnO4 bị khử hoàn toàn thành Mn2+.     2  Phương trình phản ứng xảy ra: 2MnO4  15I  16H  5I3  2Mn  8H 2O

2.a Ta có: VO 2  2H   e  VO 2  H 2O ) Ở 25oC: E VO /VO2  E oVO /VO2  0, 0592 lg 2

2

 1, 001  0,0592 lg E Zn 2 / Zn  E oZn 2 /Zn 

0,15.(0,5) 2  1, 035 V 0, 01

0, 0592 0, 0592 lg[Zn 2 ]  0, 763  lg 0,10  0, 7926 V 2 2

E VO /VO2  E Zn 2 / Zn 2

[VO 2 ][H  ]2 [VO 2 ]

 sơ đồ pin:

 2 2 Zn Zn2+ (0,10 M)  H+ 0,50 M, VO 2 0,15 M, VO 0,01 M , SO4 Pt

Cầu muối đảm bảo khép kín mạch và giúp cho các dung dịch điện li được trung hòa điện khi pin làm việc. 2.b Phản ứng tổng quát khi pin làm việc: )   2

2VO 2  4H  Zn   2VO  2H 2O  Zn 2

Sức điện động của pin ở 25oC:

E=

E VO /VO2  E Zn 2 / Zn  1, 035  0, 7926  1,8276 V 2

G  2FE  2.96500.1,8726  361411,8 J / mol  361, 412 kJ / mol

 dE  4 S  2F    2.96500.(8, 71.10 )  168,103J / K.mol  dT  P H  G  298.S  361, 412  298.(168,103.103 )  311,317 kJ / mol

Câu 7. Trộn 10,00 ml dung dịch SO2 với 10,00 ml dung dịch Na2SO3, được dung dịch A. Thêm 3 giọt metyl da cam và chuẩn độ dung dịch thu được bằng NaOH. Dung dịch đổi màu (pH = 4,4) khi dùng hết 12,50 ml dung dịch NaOH 0,200 M. Thêm tiếp 3 giọt phenolphtalein vào hỗn hợp và chuẩn độ tiếp bằng NaOH 0,200 M. Sự đổi màu xảy ra (pH = 9,0) khi dùng hết 27,50 ml NaOH nữa. 1. Cho biết thành phần của dung dịch A. 2. Tính nồng độ mol/L của dung dịch SO2 và dung dịch Na2SO3 trước khi trộn. 3. Tính pH của dung dịch A. Cho: pKa1(SO2 + H2O) = 1,76; pKa2(SO2 + H2O) = 7,21.

C0SO2

C0SO2

3 . Đặt nồng độ của SO2 và Na2SO3 trước khi trộn là C1 = ; C2 = Khi trộn dung dịch SO2 với dung dịch Na2SO3, dung dịch A thu được có thể là:

 Dung dịch HSO3 nếu C1 = C2  Hoặc dung dịch gồm SO2 và HSO3 nếu C1 > C2 2 Hoặc dung dịch gồm SO3 và HSO3 nếu C1 < C2

1

Khi chuẩn độ dung dịch A bằng NaOH đến pH = 4,4

pH HSO-

3



pK a1  pK a2 2 = 4,485 =

 thành phần của hệ thu được là HSO3 , nghĩa là trong hỗn hợp A phải có SO2.

Như vậy sau khi trộn dung dịch SO2 với dung dịch Na2SO3, SO2 còn dư: 2-

-

SO2 + H2O + SO3  2 HSO3 0,5C1 0,5C2 0,5(C1 – C2) 0 C2 -

2

Vậy thành phần của dung dịch A: SO2 0,5(C1 – C2) M; HSO3 C2 M. Chuẩn độ đến pH = 4,4: [SO 2 ] [H + ] 104,4   1,76  102,64 1  [SO2 ] [HSO-3 ] [HSO3 ] K a1 10 [HSO-3 ] [H + ] 104,4   7,21  102,81 1  [SO32  ] [HSO-3 ] 2[SO3 ] K a2 10

2 có thể coi hệ thu được chỉ gồm HSO3 (lượng SO2 và SO3 hầu như không đáng

kể), tức là chuẩn độ hết nấc 1 của SO2 SO2 + OH–  HSO3

 20,00 . 0,5.(C1 – C2) = 12,50 . 0,20 Tương tự, khi chuẩn độ tiếp

HSO-3 bằng

 0,5.(C1 – C2) = 0,125

(1)

NaOH đến đổi màu phenolphtalein (pH =

2-

9,0) thì lượng SO3 chiếm: [SO32- ] K a2 107,21    0,984 [HSO-3 ]  [SO32- ] [H + ]  K a2 109,0  10 7,21 = 98,4%  100% 2 một cách gần đúng chấp nhận thành phần của hệ tại pH = 9,00 chỉ gồm SO3 , nghĩa là

chuẩn độ hết nấc 2 của SO2:

HSO-3 + OH–  SO32- + H O 2

 20,00 . {0,5(C1 – C2) + C2} = 27,50 . 0,20 Từ (1) và (2)  C2 = 0,15 M; C1 = 0,40 M

(2)

(Có thể tính chính xác giá trị C1 và C2) Khi chưa chuẩn độ (V = 0 mL), pHA chính là pH của hệ đệm gồm SO2 0,125 M và HSO3 0,15 M:

SO2 + H O  2

3

0,125 – x

HSO-3 + H+ 0,15 + x

 x = [H+] = 0,012  pHA = 1,92 (

Ka1 = 10-1,76

x

 pH = pK a + log

Cb 0,15  1,76 + log = 1,84 Ca 0,125 )

Câu 8. Trộn 10 ml dung dịch gồm Na 2SO4 x(M) và CH3COONa 0,02M với 10 ml dung dịch HCl 0,42M thu được dung dịch có pH = 0,96. Tính x? Cho:

H2SO4: pKa (HSO4-) = 2;

x CNa2SO4 = 2 (M)

CH3COOH: pKa= 4,76

CCH3COONa = 0,01 (M)

CHCl = 0,21(M)

Khi cho HCl vào hỗn hợp ban đầu, ta có: CH3COO- + H+ Co: C:

0,01 _

 CH3COOH

0,21 0,2

Ka1-1 = 104,76 >> 1 (M)

0,01

(M)

+ Giả sử HCl vừa đủ để chuyển SO42- thành HSO4-, ta có: SO42- + H+  Co: C:

0,5x _

0,2 _

HSO4(0,5x = 0,2)

Ka2 = 102 (M) (M)

Thành phần giới hạn: HSO4- 0,2 M ; CH3COOH 0,01M. Ta có: HSO4- ⇌ H+ + SO42-

(1)

Ka2 = 10-2

CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-

(2)

Ka1 = 10-4,76

H2O ⇌ H+ + OH-

(3)

Kw = 10-14

Vì CHSO4-.Ka2 = 10-2,7 >> CCH3COOH.Ka1 = 10-6,76 >> Kw = 10-14 nên pH dung dịch chủ yếu phụ thuộc vào cân bằng (1). HSO4- ⇌ H+ + SO42C: [ ]:

0,2 (0,2-a)

a



a =10−2 0,2−a

(1)

Ka2 = 10-2 (M) (M)

a

2

 a = 0,04 (M)  pH = 1,40

¿

0,96

+ Vậy lượng HCl cho vào hỗn hợp ban đầu đã trung hòa hết điểm tương đương của hai bazơ yếu và dư một phần.

[ B] Ta có pH = 0,96 (1) và pH = pKa + lg [ A] , dễ dàng tìm được: [ CH 3 COO− ] =10−3,8 Kb2 ¿ Kw nên cân bằng (1) là chủ yếu:

Cân bằng (M): 10-1,1 = x2/ (0,1-x)

HS-

S2- + H2O 

HS- + OH- ; Kb1 = 10-1,1

0,1 –x

x

x

→ x = 0,058M = [HS-]

+ H2O 

S2- + OH- ; Kb2 = 10-6,98

Cân bằng (M): 0,058 – y

y

y + 0,058

Với y