Đang tải... (xem toàn văn)
b) Cần phải thêm bao nhiêu mol axit axetic vào dung dịch để độ điện ly giảm đi một nửa (thể tích dung dịch không thay đổi). Tính pH khi đó.. c) Câu hỏi như trên nếu axit được thêm là HCl[r]
(1)BÀI TẬP CÂN BẰNG AXIT - BAZƠ
Bài 1: Biểu diễn [H+] theo nồng độ cấu tử khác dung dịch : a) CH3COOH; b) NaCN; c) H3PO4
Bài 2: Cho số axit axit HA Ka tích số ion nước Kw Thiết lập biểu thức tính số bazơ Kb bazơ A-
Bài 3: Cho dung dịch axit yếu HA, nồng độ C mol/lit, số axit Ka Chứng minh rằng:
a) Độ điện ly Ka/C
b) [H3O+] Ka.C
c) [HA] = ([H3O+].C) / (Ka + [H3O+]) d) [A- ] = K
a.C / ( Ka + [H3O+])
Bài 4: Tính pH dung dịch thu trộn:
a) 40 cm3 nước với 10 cm3 dung dịch HCl có pH = 2. b) 40 cm3 nước với 10 cm3 dung dịch CH
3COOH có pH = 3,5 c) 10 cm3 nước với 10 cm3 dung dịch NH
3 0,020 M d) 20 cm3 dung dịch CH
3COOH 0,4 M với 20 ml dung dịch NaOH 0,2 M e) 20 ml dung dịch NH3 0,3 M với 20 ml dung dịch HCl 0,1 M
Cho pKa(CH3COOH) = pKb(NH3) = 4,76
Bài 5: a) Tính pH dung dịch chứa hỗn hợp HCOOH 0,010 M HCOONa 0,0010 M
b) Tính pH dung dịch chứa hỗn hợp HCN 0,0010 M KCN 0,10 M Biết pKa HCOOH HCN 3,75 9,35
Bài 6: a) Tính pH dung dịch H2SO4 0,1 M
b) Tính thể tích dung dịch NaOH 0,01 M cần dùng để trung hịa hồn tồn 10 ml dung dịch H2SO4 có pH =
Biết HSO4- có pKa =
Bài 7: Độ điện ly HA dung dịch HA 0,1 M 1,3% Tính pH dung dịch hỗn hợp HA NaOH có nồng độ ban đầu 0,2 M 0,1 M
Bài 8: Dung dịch A dung dịch CH3COOH 0,10 M có pH = 2,9 a) Tính độ điện ly axit nồng độ
b) Khi thêm nước vào dung dịch A để thể tích dung dịch tăng lên gấp đơi, pH dung dịch 3,05 Tính độ điện ly ' axit dung dịch sau pha loãng.
c) Khi đổ 50 ml dung dịch HCl 0,001 M vào 50 ml dung dịch A, pH dung dịch hỗn hợp 3,0 Tính độ điện ly '' axit dung dịch hỗn hợp đó.
d) So sánh độ điện ly , ', '', phát biểu chuyển dịch cân điện ly
(2)Bài 9: Độ điện ly HCOOH dung dịch HCOOH 0,10 M thay đổi có mặt:
a) HCl 0,010 M; b) NH4Cl 1,0 M; c) CH3COONa 0,010 M
Biết pKa HCOOH, NH4+ CH3COOH 3,75; 9,24 4,76 Bài 10: Ở 25oC, lit nước hòa tan 33,9 lit SO
2 (p = 1atm) Tính pH nồng độ cân cấu tử dung dịch bão hòa SO2 nước Biết SO2 nước có pKa1 = 1,76 HSO3- có pKa2 = 7,21
Bài 11: a) Tính pH nồng độ cân cấu tử dung dịch H2S 0,010 M b) Thêm 0,001 mol HCl vào lit dung dịch H2S 0,010 M nồng độ ion S2- bao nhiêu?
Biết H2S có pKa1 = 7, pKa2 = 12,92
Bài 12: Tính nồng độ cân cấu tử dung dịch hỗn hợp CH3COOH 0,01M HCN 0,2M Các số axit cho 4,
Bài 13: (28th IChO - Moscow - 1996)
a) Cho cân dung dịch nước Cr (VI): HCrO4- + H2O CrO42- + H3O+ pK1 = 6,50 HCrO4- Cr2O72- + H2O pK2 = -1,36 Tích số ion nước Kw = 1.10-14
Đánh giá số cân :
CrO42- + H2O HCrO4- + OH -Cr2O72- + OH- 2CrO42- + H2O
b) Tính pH, nồng độ CrO42-, Cr2O72- dung dịch: i) K2Cr2O7 0,010M
ii) K2Cr2O7 0,010M + CH3COOH 0,10M Biết Ka(CH3COOH) = 1,8.10-5 Bài 14: CO2 tan nước tạo thành "axit cacbonic"
CO2(k) + H2O(l) H2CO3 KH = 10-1,5 H2CO3 H+ + HCO3- Ka1 = 4,45.10-7 HCO3- H+ + CO32- Ka2 = 4,69.10-11 Cho biết áp suất CO2 khí 10-3,5 at
a) Tìm pH nước mưa nằm cân với khí
b) Tính nồng độ ion CO32- nước mưa nằm cân với khí
Bài 15: Tính nồng độ axit propionic (HPr) phải có dung dịch axit axetic (HAc) 2.10-3 M cho:
a) Độ điện ly axit axetic 0,08 b) pH dung dịch 3,28
(3)Bài 16: Aspirin (axit axetyl salixilic CH3COO-C6H4-COOH) axit yếu đơn chức, pKa = 3,49 Độ tan nước nhiệt độ phòng 3,55 g/l Muối natri tan tốt
a) Tính pH dung dịch aspirin bão hòa nhiệt độ phòng
b) Xác định khối lượng NaOH tối thiểu cần để hòa tan 0,10 mol aspirin vào nước thành lit dung dịch Tính pH dung dịch
Bài 17:
a) Có phải mơi trường trung tính có pH ln ln hay khơng ?
b) Có mẫu dung dịch axit propionic bị lẫn tạp chất axit axetic Pha loãng 10 gam dung dịch thành 100 ml dung dịch (dung dịch A) Giá trị pH dung dịch A 2,91 Để trung hòa 20 ml dung dịch A cần dùng 17,6 ml dung dịch NaOH 0,125M Tính nồng độ % axit dung dịch ban đầu Biết axit propionic axit axetic có số axit 1,34.10-5 1,75.10-5.
Bài 18: Cho lit dung dịch axit axetic 0,1 M, pKa = 4,75 a) Tính độ điện ly axit axetic dung dịch
b) Cần phải thêm mol axit axetic vào dung dịch để độ điện ly giảm nửa (thể tích dung dịch khơng thay đổi) Tính pH
c) Câu hỏi axit thêm HCl Bài 19: Trộn 1,1.10-2 mol HCl với 1.10-3 mol NH
3 1.10-2 mol CH3NH2 pha lỗng thành lit dung dịch Tính pH dung dịch thu Biết pKb NH3 CH3NH2 4,76 3,4
Bài 20 (HSG quốc gia - 2001):
a) Tính độ điện ly dung dịch CH3NH2 0,010 M b) Độ điện ly thay đổi
- Pha loãng dung dịch 50 lần - Khi có mặt NaOH 0,0010 M - Khi có mặt CH3COOH 0,0010 M - Khi có mặt HCOONa 1,00 M
Biết: CH3NH2 + H+ CH3NH3+ ; K = 1010,64
CH3COOH CH3COO- + H+ ; K = 10-4,76 Bài:
II.1. Trộn 100,0 mL dung dịch CH3COOH 0,2 M với 100 mL dung dịch H3PO4 nồng độ a M, thu
dung dịch A có pH = 1,47
II.1.1. Xác định a
II.1.2. Thêm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch A pH = 4,0, thu dung dịch B Tính số mol
Na2CO3 thêm vào thể tích CO2 thoát đktc
Cho biết: H3PO4 có pK1 = 2,15; pK2 = 7,21; pK3 = 12,32;
CH3COOH có pK = 4,76; CO2 + H2O có pK1 = 6,35; pK2 = 10,33;
Độ tan CO2 nước điều kiện thí nghiệm 0,03 mol/L
Các trình xảy dung dịch A:
(4)H
2PO4- H+ + HPO42- K2 = 10-7,21 (2)
HPO42- H+ + PO43- K3 = 10-12,32 (3)
CH3COOH H+ + CH3COO- K4 = 10-4,76 (4)
H2O H+ + OH- Kw = 10-14 (5)
Vì K1 >> K2 >> K3, Kw K4 >> Kw nên ta bỏ qua cân (2), (3) (5)
Từ (1) suy ra: 4
4 PO H PO H
= H
K1
= 1,47
15 , 10 10
= 10-0,68 = 0,21 (6)
Từ (4) suy ra:
OH
O -3 CO CH CO CH
= H
K4
= 1,47
76 , 10 10
= 10-3,29
[CH3COO-] << [CH3COOH] nên coi CH3COOH không điện ly
Do đó, nồng độ H+ dung dịch chủ yếu H
3PO4 điện ly
[H2PO4-] = [H+] = 10-1,47 = 0,034 (M)
Từ (6) suy ra: [H3PO4] = 0,034/0,21 = 0,162
Ta có : C(H3PO4) = [H3PO4] + [H2PO4-] = 0,162 + 0,034 = 0,196 (M)
200 100a
= 0,196
a = 0,392
Vậy : a = 0,392 M
Từ (1) suy ra: 4
4 PO H PO H
= H
K1
= 2,415
10 10
= 101,85 = 70,8
[H2PO4-] = 70,8.[H3PO4]
Từ (2) suy ra:
2 PO H HPO
= H
K2
= 74,,210
10 10
= 10-3,21
[HPO42-] << [H2PO4-] (7)
Từ (3) suy ra:
4 HPO PO
= H
K3
= 4,0
32 , 12 10 10
= 10-8,32
[PO43-] << [HPO42-] (8)
Từ (7) (8) suy ra, H3PO4 ban đầu tồn chủ yếu dạng H3PO4 H2PO4-
C(H3PO4) = [H3PO4] + [H2PO4-] = 0,196 (M)
[H3PO4] + 70,8.[H3PO4] = 0,196
[H3PO4] = 0,003 (M)
[H2PO4-] = 0,196 – 0,003 = 0,193 (M)
Từ (4) suy ra:
OH
O -3 CO CH CO CH = H
K4
= 44,,760
10 10
= 10-0,76 = 0,174
[CH3COO-] = 0,174 [CH3COOH]
C(CH3COOH) = [CH3COOH] + [CH3COO-] = 0,2/2 = 0,1 (M)
[CH3COOH] + 0,174.[CH3COOH] = 0,1
[CH3COOH] = 0,085 M
[CH3COO-] = 0,1 – 0,085 = 0,015 (M)
CO2 + H2O H+ + HCO3- K5 = 10-6,35 (9)
HCO3- H+ + CO32- K6 = 10-10,33 (10)
Từ (9) suy ra: 2
3 CO HCO
= H
K5
= 10-6,35/10-4 = 10-2,35
(5)Từ (10) suy ra:
3
HCO CO
= H
K6
= 10-10,33/10-4 = 10-6,33
[CO32-] << [HCO3-] (12)
Từ (11) (12) suy : [CO2] >> [HCO3-] >> [CO32-]
Do đó, ion CO32- ban đầu chủ yếu tồn dạng CO2
Số mol H+ do H
3PO4 CH3COOH nhường là:
0,2.[H2PO4-] + 0,2.[CH3COO-] = 0,2.0,193 + 0,2.0,015 = 0,0416 (mol)
CO32- + 2H+ CO2 + H2O
n(CO32-) = ½ n(H+) = 0,0208 mol m(Na2CO3) = 0,0208.106 = 2,2048 (gam)
n(CO2 tạo thành) = n(CO32-) = 0,0208 mol
Giả sử CO2 tạo thành khơng khỏi dung dịch nồng độ CO2 là:
0,0208/0,2 = 0,104 (M) > Độ tan CO2 0,03 M
Như vậy, có khí CO2
Số mol CO2 hoà tan là:
0,2.0.03 = 0,006 (mol) Số mol CO2 bay là:
0,0208 – 0,006 = 0,0148 (mol) Thể tích CO2 là:
22,4.0,0148 0,33 (L)
Bài:
I.1 Cho đại lượng nhiệt động sau:
H3PO4(dd) H2PO4-(dd) HPO42-(dd) PO4
3-(dd)
H+ + OH- H 2O
Ho (kJ.mol-1) - 1288 - 1296 - 1292 - 1277 - 56
So (J.mol-1.K-1) 158 90 - 33 - 220 81
I.2.1 Tính Go phản ứng trung hoà nấc H3PO4 OH-.
I.2.2 Tính số phân ly axit nấc thứ H3PO4.
I.2.3 Trộn lẫn dung dịch H3PO4 0,10 M NaOH 0,10 M, thu 25,0 mL dung dịch hỗn hợp
hai muối NaH2PO4, Na2HPO4 nhiệt lượng toả 90,0 J Tính thể tích hai dung dịch
đã đem trộn lẫn.
Giải:
Xét phản ứng: H+ + OH- H
2O Ta có:
Ho = Ho(H2O) - Ho(H+) - Ho(OH-)
Ho = Ho(H2O) - Ho(OH-) = - 56 KJ.mol-1 (Vì Ho(H+) = 0)
So = So(H2O) - So(H+) - So(OH-)
So = So(H2O) - So(OH-) = 81 J.mol-1.K-1 (Vì So(H+) = 0)
* H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O (1)
H1o = Ho(H2PO4-) + [Ho(H2O) - Ho(OH-)] - Ho(H3PO4)
= - 1296 - 56 + 1288 = - 64 (kJ.mol-1)
S1o = So(H2PO4-) + [So(H2O) - So(OH-)] - So(H3PO4)
= 90 + 81 – 158 = 13 (J.mol-1.K-1)
G1o = H1o – T.S1o = - 64 – 298.0,013
G1o = - 67,9 (kJ.mol-1)
* H2PO4- + OH- HPO42- + H2O (2)
(6)H2o = - 1292 - 56 + 1296 = - 52 (kJ.mol-1)
S2o = - 33 + 81 – 90 = - 42 (J.mol-1)
G2o = H2o – T.S2o = - 52 + 298.0,042
G2o = - 39,5 (kJ.mol-1)
* HPO42- + OH- PO43- + H2O (3)
H3o = - 1277 – 56 + 1292 = - 41 (kJ.mol-)
S3o = - 220 + 81 + 33 = - 106 (J.mol-1.K-1)
G3o = H3o – T.S3o = - 41 + 298.0,106
G3o = - 9,4 (kJ.mol-1)
H3PO4 H+ + H2PO4- Ka1
H+ + OH- H
2O Kw-1
H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O K = Ka1.Kw-1
Ta có:
G1o = - RTlnK
K = exp(- G1o/RT) = exp(67900/(8,314.298) = 7,9.1011
Ka1 = K.Kw = 7,9.1011.10-14
Ka1 = 7,9.10-3
Gọi x, y số mol NaH2PO4 Na2HPO4 sinh ra.
H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O H1o = - 64 kJ.mol-1
x x x
H3PO4 + 2OH- HPO42- + 2H2O Ho = H1o+ H2o = - 116 kJ.mol-1
y 2y y Ta có:
025 ,0 1, 0
2 1,
0
09 ,0 . 116 . 64
y x y x
y x
x = y = 5.10-4 Vậy:
V(dung dịch H3PO4) = (x + y)/0,1 = 0,01 (L) = 10 (mL)
V(dung dịch NaOH) = (x + 2y)/0,1 = 0,015 (L) = 15 (mL)
Bài:
1 Trộn 100 mL dung dịch Na2S 0,102M với 50 mL dung dịch (NH4)2SO4 0,051M Tính pH dung dịch thu được, biết H2S có pK1 = 7; pK2 = 12,92; NH3 có pKb = 4,76 giả thiết HSO4- điện ly hoàn toàn
Giải:
1. C(Na2S) = 102 100
150
,
= 0,068 (M); C((NH4)2SO4) = 05150
150
,
= 0,017 (M)
Na2S 2Na+ + S
2-(NH4)2SO4 2NH4+ + SO42- S2- + NH4+
HS- + NH3 K = 1012,92.10-9,24 = 103,68 C: 0,068 0,034
(7)K phản ứng lớn nên phản ứng xem hồn tồn Do đó, thành phần giới hạn hệ trên.
S2- + H2O
HS- + OH- Kb1 = 10-1,08 (1) HS- + H2O
H2S + OH- Kb2 = 10-7 (2) NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb3 = 10-4,76 (3) HS-
H+ + S2- Ka2 = 10-7 (4) H2O H+ + OH- Kw =10-14 (5)
Vì Kb1 >> Kb3 >> Kb2 nên cân phân ly OH- chủ yếu cân (1). Vì Ka2 >> Kw nên cân phân ly H+ chủ yếu cân (4).
Như vậy, cân chủ yếu dung dịch cân (1) (4). Đánh giá sơ pH dung dịch:
pH = pKa2 + lg(Cb/Ca) = 12,92 + lg (0,034/0,034) = 12,92 > nên ta xét cân bằng: S2- + H2O
HS- + OH- Kb1 = 10—1,08 (1)
C: 0,034 0,034
C: -x x x
[ ] 0,034 – x 0,034 + x x
Kb1 = x.( ,0 0340 034, xx) = 10-1,08
Giải được: x = 0,02, suy ra: [OH-] = x = 0,02M; pOH = -lg0,02 = 1,7 pH = 14 – 1,7 = 12,3.
Bài:
1 Dung dịch A gồm có H2SO4 0,05 M; HCl 0,18 M CH3COOH 0,02 M Thêm NaOH vào dung dịch A đến nồng độ NaOH 0,23 M dừng, ta thu dung dịch A1
(a) Tính nồng độ chất dung dịch A1
(b) Tính pH dung dịch A1
(c) Tính độ điện ly CH3COOH dung dịch A1 Cho: Ka(
4
HSO ) = 10-2; Ka(CH3COOH) = 10-4,75 Giải:
1 H2SO4 H+ HSO4
0,05 0,05 0,05 HCl H+ Cl 0,18 0,18 NaOH Na+ + OH 0,23 0,23 H+ OH H2O 0,23 0,23
Dung dịch A1: HSO4 0,05M; CH3COOH 0,02M; Na+ 0,23M; Cl 0,18M (b) HSO4 H+ SO42- (1)
(8)0,05-x x x
CH3COOH CH3COO + H (2)
0,02M
H2O H + OH (3) 555 100
10 10 Ka Ka
75 ,4
2
cân (1) chủ yếu Ka1.Ca1 = 10-2.0,05
> 2.10-3 bỏ qua điện ly H2O 380
10 05, 0 Ka Ca
2 1
Xét cân (1): Ka1 = 10
x 05 ,
x
x = 0,018 pH = -lg 0,018 = 1,74
CH3COOH CH3COO + H
0,02 0,018 (0,02 - y) y 0,018
Ka2 = 4,76
10 ) y 02 , (
y 018 ,
0
y = 1,93.10
5