Hóa học 11 Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li
A. Lý thuyết Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li
I. Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
Dung dịch A + dung dịch B → dung dịch sản phẩm.
Bản chất là sự trao đổi các ion trong các dung dịch phản ứng để kết hợp với nhau tạo thành chất sản phẩm thoả mãn các điều kiện.
– Có sự trung hoà về điện (tổng số mol điện tích âm = tổng số mol điện tích dương).
Số molđiện tích = số molion.điện tíchion
– Các ion trong dung dịch không có phản ứng với nhau.
+ Các ion trong dung dịch thường kết hợp với nhau theo hướng: tạo kết tủa, tạo chất khí, tạo chất điện li yếu (các ion có tính khử có thể phản ứng với các ion có tính oxi hoá theo kiểu phản ứng oxi hoá – khử).
Kết luận:
– Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion.
– Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các chất sau:
+ Chất kết tủa.
+ Chất điện li yếu.
+ Chất khí.
II. Phản ứng thủy phân của muối
1. Khái niệm sự thủy phân của muối
Nước nguyên chất có pH = 7,0 nhưng nhiều muối khi tan trong nước làm cho pH biến đổi, điều đó chứng tỏ muối đã tham gia phản ứng trao đổi ion với nước làm cho nồng độ H+ trong nước biến đổi. Phản ứng trao đổi ion giữa muối và nước là phản ứng thủy phân của muối.
2. Phản ứng thủy phân của muối
a. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ mạnh và anion gốc axit yếu tan trong nước thì gốc axit yếu bị thủy phân, môi trường của dung dịch là kiềm (pH > 7,0).
Ví dụ: CH3COONa; K2S; Na2CO3.
b. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ yếu và anion gốc axit mạnh, tan trong nước thì cation của bazơ yếu bị thủy phân làm cho dung dịch có tính axit (pH < 7,0).
Ví dụ: Fe(NO3)3, NH4Cl, ZnBr2.
c. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ mạnh và anion gốc axit mạnh tan trong nước các ion không bị thủy phân. Môi trường của dung dịch vẫn trung tính (pH = 7,0).
Ví dụ: NaCl, KNO3, KI.
d. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ yếu và anion gốc axit yếu tan trong nước cả cation và anion đều bị thủy phân. Môi trường của dung dịch phụ thuộc vào độ thủy phân của hai ion.
Tổng kết
| Muối tạo bởi axit mạnh với bazơ mạnh | Không thuỷ phân | pH = 7 |
| Muối tạo bởi axit mạnh với bazơ yếu | Có thuỷ phân (Cation kim loại bị thuỷ phân, tạo mt axit) | pH < 7 |
| Muối tạo bởi axit yếu với bazơ mạnh | Có thuỷ phân (Anion gốc axit bị thuỷ phân, tạo mt bazơ) | pH > 7 |
| Muối tạo bởi axit yếu với bazơ yếu | Có thuỷ phân (Cả cation kim loại và anion gốc axit đều bị thuỷ phân) | Tuỳ vào Ka, Kb quá trình thuỷ phân nào chiếm ưu thế, sẽ cho môi trường axit hoặc bazơ. |
B. Trắc nghiệm Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li
Bài 1: Cho dung dịch Fe2(SO4)3 phản ứng với dung dịch Na2CO3 thì sản phẩm tạo ra là:
A. Fe2(CO3)3 và Na2SO4
B. Na2SO4; CO2 và Fe(OH)3
C. Fe2O3; CO2; Na2SO4 và CO2
D. Fe(OH)3; CO2; Na2SO4; CO2
Đáp án: B
Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 → Fe2(CO3)3 + 3Na2SO4
Tuy nhiên Fe2(CO3)3 không bền bị thủy phân:
Fe2(CO3)3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 3CO2
→ Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + H2O → 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 3Na2SO4
Bài 2: 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 phân tử trong dung dịch các chất điện li.
Đáp án: C
Bài 3: Các ion nào sau không thể cùng tồn tại trong một dung dịch
A. Na+, Mg2+, NO3–, SO42-.
B. Ba2+, Al3+, Cl–, HSO4–.
C. Cu2+, Fe3+, SO42-, Cl–.
D. K+, NH4+, OH–, PO43-.
Đáp án: B
Bài 4: Các ion có thể tồn tại trong cùng một dung dịch là:
A. Na+, NH4+, SO42-, Cl–.
B. Mg2+, Al3+, NO3–, CO32-.
C. Ag+, Mg2+, NO3–, Br–.
D. Fe2+, Ag+, NO3–, CH3COO–.
Đáp án: A
Bài 5: Dung dịch X có chứa 0,07 mol Na+, 0,02 mol SO42-, và x mol OH–. Dung dịch Y có chứa ClO4–, NO3– và y mol H+; tổng số mol ClO4–, NO3– là 0,04 mol. Trộn X và T được 100 ml dung dịch Z. Dung dịch Z có pH (bỏ qua sự điện li của H2O) là :
A. 1. B. 12.
C. 13. D. 2.
Đáp án: A
Áp dụng bảo toàn điện tích cho các dung dịch X và Y ta có:
1.nNa+ = 2.nSO42- + 1.nOH– ⇒ 0,07 = 0,02.2 + x ⇒ x = 0,03
1.nClO4– + 1.nNO3– = 1.nH+ ⇒ y = 0,04
Phương trình phản ứng:
H+ + OH– → H2O
⇒ nH+ dư = 0,01 ⇒ [H+] = 0,1 ⇒ pH = 1.
Bài 6: Cho 26,8 gam hỗn hợp X gồm CaCO3 và MgCO3 vào dung dịch HCl vừa đủ, thoát ra 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch Y chứa m gam muối clorua. Giá trị của m là
A. 30,1. B. 31,7. C. 69,4. D. 64,0.
Đáp án: A
2H+ + CO32- → CO2 + H2O
nCl– = nH+ = 2nCO2 = 0,6 mol
m = mX – mCO32- + mCl– = 26,8 – 0,3.60 + 0,6.35,5 = 30,1 gam
Bài 7: Cho 47 gam K2O vào m gam dung dịch KOH 14%, thu được dung dịch KOH 21%. Giá trị của m là
A. 353. B. 659. C. 753. D. 800.
Đáp án: B
nK2O = 0,5 mol ⇒ nKOH tạo ra = 1 mol;
Dung dịch KOH 21% ⇒ 
⇒ m = 659 gam
Bài 8: Để pha được 1 lít dung dịch chứa Na2SO4 0,04M, K2SO4 0,05 M và KNO3 0,08M cần lấy
A. 12,15 gam K2SO4 và 10,2 gam NaNO3.
B. 8,08 gam KNO3 và 12,78 gam Na2SO4.
C. 15,66 gam K2SO4 và 6,8 gam NaNO3.
D. 9,09 gam KNO3 và 5,68 gam Na2SO4.
Đáp án: C
Trong 1 lít dung dịch cần pha có:
nNa+ = 0,08 mol, nK+ = 0,18 mol, nSO42- = 0,09 mol, nNO3– = 0,08 mol
⇒ Ban đầu có 0,08 mol NaNO3 và 0,09 mol K2SO4
⇒ Cần phải thêm lấy 6,8 gam NaNO3 và 15,66 gam K2SO4
Bài 9: Hòa tan một hỗn hợp 7,2 gam gồm hai muối sunfat của kim loại A và B vào nước được dung dịch X. Thêm vào dung dịch X môt lượng vừa đủ BaCl2 đã kết tủa ion SO42-, thu được 11,65 gam BaSO4 và dung dịch Y. Tổng khối lượng hai muối clorua trong dung dịch Y là
A. 5,95 gam. B. 6,5 gam.
C. 7,0 gam. D. 8,2 gam.
Đáp án: A
M2(SO4)n + nBaCl2 → 2MCln + nBaSO4
⇒ nBaSO4 = 0,05 mol = nBaCl2
Theo bảo toàn khối lượng: mM2(SO4)n + mBaCl2 = mMCln + mBaSO4
⇒ mMCln = 5,95g
Bài 10: Cho 1 lít dung dịch gồm Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M tác dụng với 43 gam hỗn hợp rắn Y gồm BaCl2 và CaCl2. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được 39,7 gam kết tủa. Tỉ lệ khối lượng của BaCl2 trong Y là
A. 24,19%. B. 51,63%.
C. 75,81%. D. 48,37%
Đáp án: D
nBaCl2 = x mol; nCaCl2 = y mol
Y: 
mgiảm = 42 – 39,7 = mCl– – mCO32-
⇒ 71(x + y) – 60(x + y) = 3,3 gam
x + y = 0,3 mol (1)
mkết tủa = 39,7 ⇒ 197x + 100y = 39,7 (2)
Từ (1)(2) ⇒ x = 0,1; y = 0,2
%m BaCl2 = [(208. 0,1)/43]. 100% = 48,37%
Bài 11: Chất nào sau đây không tạo kết tủa khi cho vào dung dịch AgNO3
A. KBr B. K3PO4
C. HCl D. H3PO4
Đáp án: D
Bài 12: Cho dung dịch chứa các ion sau : Na+ ,Ca2+ ,Mg2+ ,Ba2+ , H+ , NO3–. Muốn tách được nhiều cation ra khỏi dung dịch mà không đưa ion lạ vào dung dịch người ta dùng :
A. dung dịch K2CO3vừa đủ . B. dung dịch Na2SO4 vừa đủ.
C. dung dịch KOH vừa đủ. D. dung dịch Na2SO3 vừa đủ.
Đáp án: D
Bài 13: Trong các cặp chất sau đây, cặp chất nào cùng tồn tại trong dung dịch ?
A. AlCl3 và Na2CO3 B. HNO3 và NaHCO3
C. NaAlO2 và KOH D. NaCl và AgNO3
Đáp án: C
Bài 14: Phản ứng hóa học nào sau đây có phương trình ion thu gọn là H+ + OH– → H2O ?
A. HCl + NaOH → H2O + NaCl
B. NaOH + NaHCO3 → H2O + Na2CO3
C. H2SO4 + BaCl2 → 2HCl + BaSO4
D. H2SO4 +Ba(OH)2 → 2 H2O + BaSO4
Đáp án: A
Bài 15: Cho 4 dung dịch trong suốt, mỗi dung dịch chỉ chứa một loại cation và một loại anion trong các ion sau : Ba2+ ,Al3+ , Na+, Ag+ ,CO32 ,NO3– ,Cl– ,SO42- . Các dung dịch đó là :
A. BaCl2,Al2(SO4)3,Na2CO3,AgNO3.
B. Ba(NO3)2, Al2(SO4)3,Na2CO3, AgCl.
C. BaCl2, Al2(SO4)3,Na2CO3,AgNO3.
D. Ba(NO3)2, Al2(SO4)3,NaCl, Ag2CO3.
Đáp án: A