Giáo án Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li - Môn hóa 11

Họ và tên: 	
PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI
KIẾN THỨC CĂN BẢN CẦN NẮM VỮNG:
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 (pứ không có sự thay đổi số oxi hóa) chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất một trong các chất: -Chất kết tủa hoặc chất điện li yếu hoặc chất khí. 
Khi viết phương trình ion rút gọn, các chất được giữ nguyên trong phương trình phản ứng (không bị phân li):
Chất khí như : CO2, SO2, NH3.
Chất kết tủa như CaCO3, BaSO4, CuS, Fe(OH)3, FeS.
Chất điện li yếu như H2S, HF, H3PO4, CH3COOH, H2O.
Phản ứng thủy phân của muối (Dành cho chương trình nâng cao) là phản ứng trao đổi ion giữa muối và nước.
a , Môi trường của muối: 
+ Muối tạo bởi cation của bazơ mạnh với gốc axit mạnh có môi trường trung tính, pH = 7, quỳ tím có màu tím, phenolphtalein không màu.
 Ví dụ: NaCl được hình thành bới NaOH: bazơ mạnh, HCl: axit mạnh nên NaCl có môi trường trung tính, . (axit mạnh: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO3, HClO4 ; Bazơ mạnh: KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2)
+ Muối tạo bởi cation của bazơ mạnh với gốc axit yếu có môi trường bazơ, pH > 7 , làm quỳ tím chuyển sang màu xanh, phenolphtalein không màu chuyển sang màu hồng.
Ví dụ: Na2CO3, Na2S, CH3COONa. (NaOH là một bazơ mạnh, H2CO3, H2S, CH3COOH là axit yếu)
+ Muối tạo bới cation của bazơ yếu với gốc axit mạnh có môi trường axit, pH < 7, làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ, phenolphtalein không màu.
Ví dụ: CuCl2, Fe(NO3)3, . (Cu(OH)2, Fe(OH)3, là các bazơ yếu, HCl, HNO3, là các axit mạnh)
b,Cation của bazơ mạnh (K+, Na+ Ca2+, Ba2+) và anion của axit mạnh (NO3-, SO42-, Cl- .) không bị thủy phân, nên khi viết phương trình thủy phân của muối hình thành bởi mạnh và yếu thì ta chỉ lấy ion yếu tác dụng với H2O.
Ví dụ: Na2CO3 → Na+ + CO32- ; CO32- + H2O ⇄ HCO3- + OH- → muối có môi trường bazơ
 CuCl2 → Cu2+ + 2Cl- ; Cu2+ + H2O ⇄ Cu(OH)+ + H+ → muối có môi trường axit
Lưu ý: NH4+ , HSO4- : axit nên muối hình thành bởi 2 ion này với anion của axit mạnh và cation của bazơ mạnh có môi trường axit. NaHCO3 là chất lưỡng tính (ion HCO3- lưỡng tính) nhưng muối NaHCO3 có môi trường bazơ yếu, pH >7
Ví dụ: NH4NO3 → NH4+ + NO3- ; NH4+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+ → muối có môi trường axit
NaHSO4 → Na+ + HSO4- ; HSO4- + H2O ⇄ SO42- + H3O+ → muối có môi trường axit
Ion NO3- là gốc của axit manh HNO3 và Na+ là cation của bazơ mạnh NaOH nên NO3- , Na+ trung tính nên không bị thủy phân.
BÀI TẬP 
Trắc nghiệm:
1.1.Dành cho chương trình cơ bản:
Câu 1: Phương trình ion rút gọn của phản ứng cho biết:
A. Những ion nào tồn tại trong dung dịch	B. Không tồn tại các phân tử trong dung dịch các chất điện li 
C. Bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li D. Nồng độ những ion nào trong dung dịch lớn nhất
Câu 2: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi:
Các chất phản ứng phải là những chất dễ tan
Các chất phản ứng phải là những chất điện li mạnh
Một số ion trong dung dịch kết hợp được với nhau làm giảm nồng độ ion của chúng
Phản ứng không phải là thuận nghịch
Câu 3: Phản ứng nào dưới đây xảy ra trong dung dịch tạo được kết tủa Fe(OH)3:
	A. FeSO4 + KMnO4 + H2SO4	B. Fe2(SO4)3 + KI
	C. Fe(NO3)3 + Fe	D. Fe(NO3)3 + KOH
Câu 4: Phản ứng nào sau đây là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch:
Zn + H2SO4 "ZnSO4 + H2	B. Fe(NO3)3 + 3NaOH "Fe(OH)3 + 3 NaNO3
Fe(NO3)3 + 2KI "Fe(NO3)2 + I2 + 2KNO3	D. Zn + Fe(NO3)3 "Zn(NO3)2 + 2Fe(NO3)2 
Câu 5: Phản ứng tạo thành PbSO4 nào dưới đây không phải là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch?
Pb(NO3)2 + Na2SO4 "PbSO4 ↓+ 2NaNO3	B. Fe(OH)2 + H2SO4 " PbSO4 ↓ + 2H2O
PbS + 4H2O2 " PbSO4 ↓+4H2O	D. (CH3COO)2Pb + H2SO4 " PbSO4 ↓ + 2CH3COOH
to
Câu 6: phản ứng nào là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch có thể dùng để điều chế HF?
to
to
	A. H2 + F2 " 2HF 	B. NaHF2 " NaF + HF
	C. CaF2 + 2HCl "CaCl2 + 2HF	D. CaF2 + H2SO4 "CaSO4 + 2HF
Câu 7: Cho Mg(OH)2 tác dụng với dung dịch HCl. Phương trình ion rút gọn của phản ứng:
	A. Mg2+ + 2Cl- "MgCl2	B. H+ + OH-	 " H2O
	C. Mg(OH)2+ 2H+ " Mg2+ + 2H2O	D. Mg(OH)2+2Cl- "MgCl2+ 2OH-	 	
Câu 8: Phản ứng nào sau đây có phương trình ion thu gọn: H+ + OH- → H2O
A. BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl 	B. NaOH + HCl → NaCl + H2O
C. 3NaOH+FeCl3 → Fe(OH)3 +3NaCl 	D. Na2CO3+2HCl→2NaCl + CO2+H2O
Câu 9: (CĐ09) Dãy gồm các ion cùng tồn tại trong một dung dịch: 
	A. H+, Fe3+, NO3-, SO42-	B. Ag+, Na+, NO3-, Cl- 	 C. Mg2+, K+, SO42-, PO43-	D. Al3+, NH4+, Br-, OH-	
1.2.Dành cho chương trình nâng cao:
Câu 10: Dãy chất đều bị thủy phân khi tan trong nước:
	A. Na3PO4, Ba(NO3)2, KCl	B. Mg(NO3)2, NaNO3, Ba(NO3)2
	C. K2S, KHS, K2SO4	D. AlCl3, Na3PO4, K2SO3
Câu 11: Dung dịch chất nào dưới đây có môi trường kiềm: A. AgNO3	B. NaClO3	C. K2CO3	D. SnCl2
Câu 12: Dung dịch chất nào dưới đây có môi trường axit: A. NaNO3	B. KClO4	C. Na3PO4	D. NH4Cl
Câu 13: Dung dịch chất nào dưới đây có pH = 7: A. NaF	B. Cu(NO3)2	C. KBr	D. SnCl2
Câu 14: Dung dịch chất nào dưới đây có pH < 7: A. KNO3	B. Cu(NO3)2	C. CH3COONa	D. NaNO2
Câu 15: Dung dịch chất nào dưới đây có pH > 7: A. NaHCO3	 	B. Na2SO4	C. NaHSO4	D. NH4NO3
2. TỰ LUẬN
2.1. Dành cho chương trình cơ bản:
Câu 1: Viết phương trình phân tử và ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch: 
a, NaF + HCl " b, Cu(NO3)2 + H2S "	c, Fe2(SO4)3 + NaOH "
d, FeS(r) + HCl " e, NH4Cl + AgNO3 "	f, MgCl2 + KNO3 "
g, HClO + KOH "	 k, NaOH + H2SO4 " 	l, CH3COONa + HCl " 
m, Na3PO4 + HNO3 "	 n, CaCO3 + HCl "	o, Ca(HCO3)2 + NaOH "
p, NaHCO3 + HCl "	 q, Pb(OH)2 + NaOH " 	r, NaH2PO4 + HNO3 "
Câu 2: Viết phương trình phân tử ứng với phương trình ion thu gọn sau: 
	a, Ba2+ + CO32– → BaCO3 ¯ b. Fe3+ + 3OH– → Fe(OH) 3 ¯ c. NH4+ + OH– → NH3 ­ + H2O 
 	d, S2– + 2H+ → H2S ­ 	 e. PO43– + 3H+ → H3PO4 	 f. H2PO4- + OH-→ HPO42- + H2O 	
 	g, H+ + OH– → H2O 	 k, CO2 + 2OH- → CO32- + H2O	 l, HPO42- + OH- → PO43- + H2O
Câu 3: Dùng phản ứng trao đổi ion để tách: 
	a, ion Mg2+ ra khỏi dung dịch chứa các chất tan Mg(NO3)2 và KNO3
	b, ion PO43- ra khỏi dung dịch chứa các chất tan K3PO4 và KNO3
 Câu 4: Trong y học,dược phẩm Nabica (NaHCO3) là chất dùng để trung hòa bớt lượng dư axit HCl trong dạ dày. 
	a, Viết PTHH dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng.
	b, Nồng độ axit HCl trong dạ dày 0,035M, tính thể tích dung dịch HCl được trung hòa và thể tích CO2 (đktc) sinh ra khi uống 0,336g NaHCO3.
Câu 5: Hòa tan 0,887g NaCl và KCl trong nước, xử lý dung dịch thu được bằng một lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 1,913g kết tủa. Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp.
Câu 6: 	Cho 400g dung dịch H2SO4 49% vào nước được 2 lít dung dịch A.
	a, Tính nồng độ mol ion H+ trong dung dịch A.
	b, Tính thể tích dd NaOH 1,8M cần thêm vào dd A để thu được dung dịch có pH = 1, pH = 7, pH =13	
2.2. Dành cho chương trình nâng cao:
Câu 7: Có thể xảy ra phản ứng trong đó một axit yếu đẩy một axit mạnh ra khỏi dung dịch muối được không, giải thích? Cho ví dụ?
Câu 8: Chỉ dùng một thuốc thử nhận biết ba dung dịch có cùng nồng độ 0,1M: K2SO4, ZnSO4, K2SO3
Câu 9: Cho biết giá trị pH của các dung dịch sau: 
Na2CO3, KCl, CH3COONa, NaHSO4, AlCl3, Na2S, C6H5ONa, NH4Cl. Giải thích?
Câu10: Tính nồng độ H+ và OH- trong các dung dịch: a, CH3COONa 0,1M biết ion CH3COO- có Kb = 5,71.10-10
	 b. NH4Cl 0,1M biết ion NH4+ có Ka = 5,56.10-10
ĐÁP ÁN: 
PHẦN TRẮC NGHIỆM
1C-2C-3D-4B(không có sự thay đổi số oxi hóa)-5C-6D-7C-8B-9A (không phản ứng được với nhau)-10D (loại muối trung tính không bị thủy phân)-11C-12D-13C-14B-15A
TỰ LUẬN
Câu 1: Viết phương trình phân tử và ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch: 
Khi viết phương trình ion rút gọn, các chất được giữ nguyên trong phương trình phản ứng (không bị phân li):
Chất khí như : CO2, SO2, NH3.
Chất kết tủa như CaCO3, BaSO4, CuS, Fe(OH)3, FeS.
Chất điện li yếu như H2S, HF, H3PO4, CH3COOH, H2O.
a, NaF + HCl " NaCl + HF
	F- + H+ " HF
b, Cu(NO3)2 + H2S " CuS↓ + 2HNO3	
Cu2+ + H2S " CuS↓ +2 H+
c, Fe2(SO4)3 + 6NaOH "2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
Fe3+ + 3OH- "2Fe(OH)3
d, FeS(r) + 2HCl " FeCl2 + H2S 
FeS + 2H+ " Fe2+ + H2S 
 e, NH4Cl + AgNO3 "NH4NO3 	+ AgCl↓
Ag+ + Cl- "AgCl↓
f, MgCl2 + KNO3 " không xảy ra
g, HClO + KOH "KClO + H2O
	 HClO +OH- " ClO- + H2O
 k, 2NaOH + H2SO4 " Na2SO4 +2 H2O
OH- + H+ " H2O
Các bazơ tan (KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 ) + các axit mạnh (HCl, HNO3, H2SO4) đều có cùng một phương trình ion rút gọn OH- + H+ " H2O
l, CH3COONa + HCl " CH3COOH + NaCl
CH3COO- + H+ " CH3COOH 
m, Na3PO4 + 3HNO3 "	 3NaNO3 + H3PO4
	PO43- + 3H+ " H3PO4
n, CaCO3 + 2HCl "	CaCl2 + CO2 + H2O
CaCO3 + 2H+ " Ca2+ + CO2 + H2O
o, Ca(HCO3)2 + NaOH " CaCO3 ↓+ NaHCO3 + H2O
	Ca2+ + HCO3- + OH- " CaCO3 ↓+ H2O
Hoặc Ca(HCO3)2 + 2NaOH " CaCO3 ↓ + Na2CO3 + 2H2O
	Ca2+ + 2HCO3- + 2OH- "CaCO3 ↓ + CO32-+ 2H2O
p, NaHCO3 + HCl "	 NaCl + CO2 + H2O
	HCO3- + H+" CO2 + H2O
 q, Pb(OH)2 + 2NaOH " Na2[ Pb(OH)4] (Pb(OH)2 hiđroxit lưỡng tính)
Pb(OH)2 + 2OH- "[ Pb(OH)4]2- 
r, NaH2PO4 + HNO3 "NaNO3 + H3PO4
H2PO4- + H+ " H3PO4
Câu 2: Viết phương trình phân tử ứng với phương trình ion thu gọn sau: 
a, Ba2+ + CO32– → BaCO3 ¯ b. Fe3+ + 3OH– → Fe(OH) 3 ¯ c. NH4+ + OH– → NH3 ­ + H2O 
d, S2– + 2H+ → H2S ­ 	 e. PO43– + 3H+ → H3PO4 	 f. H2PO4- + OH-→ HPO42- + H2O 	
 	g, H+ + OH– → H2O k, CO2 + 2OH- → CO32- + H2O	 l, HPO42- + OH- → PO43- + H2O
HƯỚNG DẪN: H+ nằm trong axit, để đơn giản lấy HCl; OH- nằm trong bazơ, để đơn giản lấy NaOH, muối nên chon muối của gốc NO3- vì tất cả đều tan, ion âm kết hợp với cation kim loại tạo muối nên chọn Na hoặc K.
a, Ba2+ + CO32– → BaCO3 ¯ 
Ba(NO3)2 + Na2CO3 → BaCO3 ¯ + 2NaNO3
 b. Fe3+ + 3OH– → Fe(OH) 3 ¯ 
Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 ¯ +3 NaNO3
 c. NH4+ + OH– → NH3 ­ + H2O 
NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3 ­ + H2O 
d, S2– + 2H+ → H2S ­ 
Na2S + 2HCl 	 → 2NaCl + H2S ­
 e. PO43– + 3H+ → H3PO4 	 
Na3PO4 + 3HCl → 3NaCl + H3PO4 
f. H2PO4- + OH-→ HPO42- + H2O 
NaH2PO4 + NaOH→ Na2HPO4 + H2O (OH- lấy H+ tạo H2O)	
 	g, H+ + OH– → H2O 
	HCl + NaOH → NaCl + H2O 
 	k, CO2 + 2OH- → CO32- + H2O
	CO2 + 2NaOH →Na2CO3 +	H2O
 l, HPO42- + OH- → PO43- + H2O
Na2HPO4 + NaOH→Na3PO4 + H2O
Câu 3: Dùng phản ứng trao đổi ion để tách: 
	a, ion Mg2+ ra khỏi dung dịch chứa các chất tan Mg(NO3)2 và KNO3
	b, ion PO43- ra khỏi dung dịch chứa các chất tan K3PO4 và KNO3
HD: a, Mg(NO3)2 + 2KOH →Mg(OH)2 ↓+ 2KNO3
 b, K3PO4 + 3AgNO3 → Ag3PO4 ↓+ 3KNO3
 Câu 4: Trong y học,dược phẩm Nabica (NaHCO3) là chất dùng để trung hòa bớt lượng dư axit HCl trong dạ dày. 
	a, Viết PTHH dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng.
	b, Nồng độ axit HCl trong dạ dày 0,035M, tính thể tích dung dịch HCl được trung hòa và thể tích CO2 (đktc) sinh ra khi uống 0,336g NaHCO3.
HD: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O (1)
	HCO3- + H+" CO2 + H2O
Tính số mol NaHCO3 rồi dựa vào PTHH (1) suy ra số mol CO2 và HCl rồi tính thể tích
VCO2 = 0,0896 lít; VHCl = 0,114 lít
Câu 5: Hòa tan 0,887g NaCl và KCl trong nước, xử lý dung dịch thu được bằng một lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 1,913g kết tủa. Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp.
HD: NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3
KCl + AgNO3 → AgCl↓ + KNO3
Gọi x, y lần lượt là số mol của NaCl và KCl, dựa vào khối lượng hỗn hợp ta có pt và dựa vào số mol kết tủa ta có thêm phương trình nữa, giải hệ tìm x,y →tính khối lượng KCl rồi tính %KCl, %NaCl = 100 - %KCl
Hệ: → x= 0,00659 mol; y = 0,00671 mol→ mKCl = 0,5g
→%mKCl = 56,4%, %mNaCl = 43,6%
Câu 6: 	Cho 400g dung dịch H2SO4 49% vào nước được 2 lít dung dịch A.
	a, Tính nồng độ mol ion H+ trong dung dịch A.
	b, Tính thể tích dd NaOH 1,8M cần thêm vào dd A để thu được dung dịch có pH = 1, pH = 7, pH =13
HD: a,Tính khối lượng H2SO4 →tính số mol H2SO4→ lấy số mol chia thể tích ra nồng độ H2SO4 = 1M
	H2SO4→ 2H+ + SO42-
	1M 2M
[H+]ddA = 2M
b, số mol H2SO4 = 2 mol nên số mol H+ = 4 mol, số mol NaOH = 1,8 VddNaOH (mol)
nên nOH- = 1,8V, bản chất của quá trình trung hòa là
H+ + OH- → H2O ,vì thu được dd có pH = 1 < 7 nên môi trường là axit, số mol H+ dư
4 mol > 1,8VddNaOH
nH+ dư = 4 - 1,8VddNaOH (1)
pH = 1 → [H+]= 10-1 M = 0,1M, Vddsau = VddA + VNaOH = 2+ VddNaOH , →nH+ dư = 0,1 (2+ VddNaOH) (2)
Từ (1) và (2) có: 4-1,8VddNaOH = 0,1 . (2+ VddNaOH) → VddNaOH = 2 lít
pH = 7 thì môi trường trung tính nH+ = nOH- →4 = 1,8VddNaOH→ VddNaOH = 2,2 lít
pH = 13>7, môi trường bazơ, số mol OH- dư: nOH- dư = 1,8VddNaOH- 4 (1)
pH = 13 → [H+]= 10-13 M→ [OH-] = = 0,1M→nOH- dư = 0,1 (2+ VddNaOH) (2)
Từ (1) và (2) có: 1,8VddNaOH- 4 =0,1 (2+ VddNaOH) → VddNaOH = 2,47 lít
2.2. Dành cho chương trình nâng cao:
Câu 7: Có thể xảy ra phản ứng trong đó một axit yếu đẩy một axit mạnh ra khỏi dung dịch muối được không, giải thích? Cho ví dụ?
HD: axit yếu có thể đẩy axit mạnh ra khỏi dung dịch muối nếu phản ứng trao đổi tạo ra muối rất ít tan, tách khỏi dung dịch dưới dạng kết tủa.
Ví dụ: CuSO4 + H2S →CuS↓ + H2SO4
Câu 8: Chỉ dùng một thuốc thử nhận biết ba dung dịch có cùng nồng độ 0,1M: K2SO4, ZnSO4, K2SO3
HD, K2SO4 muối có môi trường trung tính, ZnSO4 có môi trường axit, K2SO3 có môi trường bazơ nên chỉ cần dùng quỳ tím.
Câu 9: Cho biết giá trị pH của các dung dịch sau: 
Na2CO3, KCl, CH3COONa, NaHSO4, AlCl3, Na2S, C6H5ONa, NH4Cl. Giải thích?
HD: ion trung tính(mạnh) không bị thủy phân, các ion trung tính gồm gốc của axit mạnh (HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4
, HClO3, HClO4 ) và cation của bazơ mạnh( KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2)
Na2CO3→2Na+ + CO32-
Na+ là cation của bazơ mạnh nên không bị thủy phân, CO32- gốc axit yếu nên bị thủy phân
CO32- + H2O ⇄HCO3- + OH-, môi trường bazơ nên pH >7
KCl → K+ + Cl- , ion mạnh không bị thủy phân, môi trường trung tính, pH = 7
CH3COONa→ CH3COO- + Na+ 
CH3COO- + H2O ⇄CH3COOH + OH--, môi trường bazơ nên pH >7
NaHSO4 → Na+ + HSO4- 
HSO4- ⇄H+ + SO42- (hoặc HSO4- + H2O ⇄H3O+ + SO42- (H3O+ chính là H+) môi trường axit nên pH <7
AlCl3→ Al3+ + 3Cl- 
Al3+ + H2O ⇄Al(OH)2+ + H+ → môi trường axit nên pH <7
Na2S→ 2Na+ + S2-
S2- + H2O ⇄HS- + OH- → môi trường bazơ nên pH >7
C6H5ONa →C6H5O- + Na+
C6H5O- + H2O ⇄ C6H5OH + OH- → môi trường bazơ nên pH >7
NH4Cl→ NH4+ + Cl-, NH4++ H2O ⇄NH3 + H3O+→ môi trường axit nên pH <7
Câu10: Tính nồng độ H+ và OH- trong các dung dịch: a, CH3COONa 0,1M biết ion CH3COO- có Kb = 5,71.10-10
	 b. NH4Cl 0,1M biết ion NH4+ có Ka = 5,56.10-10
HD:a,	 CH3COONa→ CH3COO- + Na+ 
	0,1M → 0,1M
 	CH3COO- + H2O ⇄CH3COOH + OH-
 Bđ 0,1M 	 0 0
	Pứ	 x x x
	Cb 0,1-x x x
	Kb = = 5,71.10-10
→ x= 7,56.10-6 M = [OH-] → [H+] = 	 = 1,32.10-9M
(làm nhanh trắc nghiệm: [OH-] = 
b, Tương tự: [H+]= 
 Chúc các em học tốt!