Xemtailieu Tải về Hướng dẫn tự học hóa lớp 11
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, giáo dục là chìa khóa dẫn tới thành công của một quốc gia. Giáo dục là một quá trình rèn luyện nhằm nâng cao năng lực của người học, bởi vậy tự học đóng vai trò rất quan trọng. Quá trình tự học giúp hệ thống hóa, chính xác hóa kiến thức, rèn luyện kỹ năng, giúp cho người học có một nền tảng vững chắc không những nội dung kiến thức, kỹ năng mà quan trọng hơn là phương pháp tự học, làm cơ sở cho việc học tập, nghiên cứu ở trình độ cao hơn hay vận dụng vào đời sống thực tiễn. Trong quá trình tự học ở môn Hóa học việc sử dụng hệ thống bài tập hóa học phong phú, đa dạng về nội dung và hình thức là rất cần thiết. Để có thêm một tài liệu tham khảo phục vụ đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tăng cường tự học, chúng tôi biên soạn cuốn sách "Hướng dẫn tự học hóa học 11 ". Sách gồm 9 chương, tương ứng với từng chương trong sách giáo khoa hóa học 11. Trong mỗi chương có phần ôn tập các kiến thức cơ bản của chương, phân dạng bài tập và phương pháp giải. Các bài tập bao gồm cả hình thức trắc nghiệm tự luận và trắc nghiệm khách quan, có một số câu trích trong các đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng gần đây với các hướng dẫn dễ hiểu. Sau mỗi chương có giới thiệu một số đề tự kiểm tra có phần đáp án và hướng dẫn giải một số câu hỏi, do đó sẽ thuận tiện cho các em học sinh yêu thích hóa học có thể tự đọc, tự học thông qua cuốn sách này. Sách do tập thể các Thầy, cô ở khoa Hóa học - trường Đại học sư phạm Hà nội biên soạn, trong đó PGS.TS Trần Trung Ninh là chủ biên và biên soạn các chương 4, 5 và 7, cô Phạm Thị Kim Ngân biên soạn chương 6, 8, 9, cô Bùi Hương Giang biên soạn chương 1, 2, 3. Xin trân trọng giới thiệu với các thầy cô giáo và các em học sinh cuốn sách "Hướng dẫn tự học hóa học 11". Các tác giả đã có nhiều cố gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các ý kiến đóng góp quý báu của các bạn đọc để sách có thể hoàn chỉnh hơn trong lần tái bản sau, nếu có. Các tác giả CHƯƠNG 1. SỰ ĐIỆN LI §1. SỰ ĐIỆN LI. PHÂN LOẠI CÁC CHẤT ĐIỆN LI A. Tóm tắt lí thuyết I. SỰ ĐIỆN LI 1. Định nghĩa: - Sự điện li: là quá trình phân li các chất trong nước ra ion. - Chất điện li: là những chất tan trong nước phân li ra ion. Do đó dung dịch chất điện li dẫn điện được. Ví dụ: NaCl là chất điện li; còn đường saccarozơ không phải là chất điện li mặc dù nó tan được trong nước nhưng không phân li ra các ion. 2. Độ điện li (α α) và chất điện li mạnh, yếu - Độ điện li α (anpha) của chất điện li là tỉ số phân tử phân li ra ion (n) và tổng số phân tử hoà tan (n0). α= n ; 0 < α ≤ 1, nếu tính theo phần trăm thì 0% < α ≤ 100% no Thí dụ, trong dung dịch CH3COOH 0,043M, cứ 100 phân tử CH3COOH hoà tan thì chỉ có 2 phân tử phân li ra ion, độ điện li là: α = 2 = 0,02 hay 2%. 100 - Nếu α = 0, quá trình điện li không xảy ra, đó là chất không điện li. - Nếu α = 1, đó là chất điện li mạnh, khi tan trong nước các phân tử hoà tan đều phân li ra ion. Ví dụ: + Các axit mạnh như HCl, HNO3 , HBr, H2SO4, HClO4 ,... + Các bazơ mạnh như NaOH, KOH, Ba(OH)2 , Ca(OH)2... + Muối tan: NaCl, KNO3, Na2SO4, BaCl2, AgNO3, ZnCl2, K3PO4... - Nếu 0 < α < 1, đó là các chất điện li yếu, khi tan trong nước, chỉ có một phần số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch. Ví dụ: + Các axit yếu như CH3COOH, H2S, H2CO3, H2SO3, HClO... + Các bazơ yếu như Mg(OH)2, Cu(OH)2… Thí dụ: CH3COOH CH3COO- + H+ Hằng số cân bằng điện li được kí hiệu Kđiện li * Khi pha loãng dung dịch, độ điện li của các chất điện li đều tăng. B. Các dạng bài tập và phương pháp giải Dạng 1:Tính nồng độ các ion trong dung dịch chất điện li Phương pháp giải + Viết phương trình điện li của các chất. + Căn cứ vào dữ kiện và yêu cầu của đầu bài, biểu diễn số mol các chất trong phương trình theo từng thời điểm (ban đầu, phản ứng,cân bằng) hoặc áp dụng C=Co. α. Ví dụ 1. Trộn 100 ml dung dịch NaCl 0,10M với 100ml dung dịch Na2SO4 0,10M. Xác định nồng độ các ion có mặt trong dung dịch. Lời giải NaCl, Na2SO4 là những chất điện li mạnh nên ta có NaCl → Na+ + Cl- (1); Na2SO4 → 2Na+ + SO42- (2) 0,01 0,01 [Na+] = 0,01 ; 0,01 0,02 0,01 0,01 + 0,02 = 0,15M; [Cl-] = 0,05M; [SO42-]= 0,05M 0,1 + 0,1 Ví dụ 2. Tính nồng độ mol của các ion CH3COOH, CH3COO-, H+ tại cân bằng trong dung dịch CH3COOH 0,1M có α = 1,32%. Bài giải H+ CH3COOH Ban đầu: Co 0 Phản ứng: Co. α Co. α Cân bằng: Co(1-α) Co. α Vậy: + CH3COO- (1) 0 Co. α Co. α [H+]= [CH3COO-] = α.Co = 0,1. 1,32.10-2M = 1,32.10-3M [CH3COOH] = 0,1M – 0,00132M = 0,09868M Dạng 2: Tính độ điện li α của dung dịch chất Phương pháp giải + Viết phương trình điện li của các chất. + Biểu diễn số mol các chất trong phương trình theo từng thời điểm (ban đầu, phản ứng,cân bằng) tùy theo yêu cầu và dữ kiện bài toán. + Xác định nồng độ chất (số phân tử) ban đầu, nồng độ chất (số phân tử) ở trạng thái cân bằng, suy ra nồng độ chất (số phân tử) đã phản ứng (phân li). + Độ điện li α = N C n = = no N o Co Ví dụ 1. Trong 1 lít dung dịch CH3COOH 0,02M có chứa 1,2407.1022 phân tử chưa phân li và ion. Tính độ điện li α của CH3COOH tại nồng độ trên, biết N0=6,022.1023. Bài giải → Số phân tử ban đầu là: nCH 3COOH = 0,02 mol n0 = 1. 0,02.6,022.1023 = 1,2044.1022 phân tử H+ CH3COOH + CH3COO- (1) Ban đầu n0 Phản ứng n n n Cân bằng (n0-n) n n Ở trạng thái cân bằng có tổng số phân tử chưa phân li và các ion là: (n0 – n) + n + n = 1,2047.1022 Suy ra: n = 1,2047.1022 – 1,2044.1022 = 0,0363. 1022 (phân tử). Vậ y α = n 0, 0363.1022 = = 0, 029 hay α = 2,9% n0 1, 2047.1022 Ví dụ 2. Tính độ điện li của axit HCOOH 0,007M trong dung dịch có [H+]=0,001M Bài giải HCOOH + H2O H- + H3 O+ Ban đầu: 0,007 Phản ứng: 0,007. α 0,007. α Cân bằng: 0,007(1-α) 0,007. α Theo phương trình ta có: α= 0 [H+] = 0,007. α (M) → 0,007. α= 0,001 C 0, 001 = = 0,1428 hay α = 14,28%. C0 0, 007 Ví dụ 3. a) Tính độ điện li của dung dịch NH3 0,010M. b) Độ điện li thay đổi ra sao khi - Pha loãng dung dịch ra 50 lần. - Khi có mặt NaOH 0,0010M. Biết: NH3 + H2O NH4+ + OH- ; Kb = [ NH 4+ ].[OH − ] [ NH 3 ] =10-3,36 Bài giải a) Tính độ điện li của dung dịch NH3 0,010M: NH3 + H2O NH4+ Ban đầu: Co Co phản ứng: Coα Coα cân bằng: C0(1- α) C0α 2 = 10 −3,36 → 1−α OH- Coα Coα Coα Coα Kb = 10-3,36 α = 18,8% b) * Pha loãng dung dịch ra 50 lần: 2.10−4 α 2 = 10−3,36 → 1−α + C NH 3 = 10-2: 50 = 2.10-4M =Co α = 74,5% Độ điện li tăng vì nồng độ càng nhỏ mật độ ion càng ít thì khả năng tương tác giữa các ion tạo chất điện li càng giảm, độ điện li càng lớn. * Khi có mặt NaOH 0,0010M: NaOH → NH3 + H2O NH4+ + Ban đầu: Co Co phản ứng: Coα’ Coα’ cân bằng: C0(1- α’) Vì Co = 0,01M → 0 Coα’ Coα’ Na+ + OH- OH- Kb = 10-3,36 (1) 1. 10-3 (Coα’ +10-3) (Coα’ +10-3) (C0α '+ 10−3 ).C0α ' = 10−3,36 → (1 − α ').C0 α’ = 14,9% 10-7 nên pH 7 B. Các dạng bài tập và phương pháp giải Dạng 1: Tính giá trị pH của dung dịch + Tính pH của dung dịch axit: Xác định nồng độ mol/l của ion H+ trong dung dịch ở trạng thái cân bằng → pH=-lg([H+]) +Tính pH của dung dịch bazơ: Xác định nồng độ mol/l của ion OH- trong dung dịch ở trạng thái cân bằng → [H+]→ pH, hoặc pH = 14-pOH= 14+lg([OH-]). Ví dụ 1. Trộn 100 ml dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M với 400 ml dung dịch gồm H2SO4 0,0375 M và HCl 0,0125 M thu được dung dịch X. Tính pH của dung dịch X . Lời giải H+ + OH- → H2 O Tổng số mol OH-: (0,1.2 + 0,1).0,1 = 0,03 mol Tổng số mol H+ : (0,0375.2 + 0,0125).0,4 = 0,035 mol Số mol H+ dư: 0,035 – 0,03 = 0,005 mol → [H+]= 0,01M → pH = 2 Ví dụ 2. Cho dung dịch A là một hỗn hợp: H2SO4 2.10-4M và HCl 6.10-4M Cho dung dịch B là một hỗn hợp: NaOH 3.10-4M và Ca(OH)2 3,5.10-4M a) Tính pH của dung dịch A và dung dịch B b) Trộn 300ml dung dịch A với 200ml dung dịch B được dung dịch C. Tính pH của dung dịch C. Lời giải a. [ H+] trong A: 2.2.10-4 + 6.10-4 = 10-3 mol pH = 3 [OH-] trong B: 3.10-4 + 2.3,5.10-4 = 10-3 mol pOH = 3 → + pH =11 -3 b. Trong 300ml dung dịch A có số mol H = 0,3.10 mol Trong 200 ml dung dịch B có số mol OH- = 0,2.10-3 mol Dung dịch C có: V = 0,5 lít; số mol H+ = 0,3.10-3 - 0,2.10-3 = 10-4 mol Vậy [H+] = 10−4 2.10-4 M 0, 5 → pH = 3,6989 Dạng 2: Pha trộn dung dịch Phương pháp giải + Sử dụng phương pháp đường chéo, ghi nhớ: Nước có C% hoặc CM =0. + Xác định số mol chất, pH → [H+]→ mol H+ hoặc mol OH-. + Việc thêm, cô cạn nước làm thay đổi nồng độ mol/l và không làm thay đổi số mol chất → tính toán theo số mol chất. Ví dụ 1. 1. Dung dịch HCl có pH=3. Hỏi phải pha loãng dung dịch HCl đó bằng nước bao nhiêu lần để được dung dịch HCl có pH = 4. Giải thích? 2. Pha thêm 40cm3 nước vào 10 cm3 dung dịch HCl có pH=2. Tính pH của dung dịch sau khi pha thêm nước. Lời giải 1. Giả sử dung dịch HCl ban đầu có thể tích V1 (l), pH = 3. Số mol H+ ban đầu là V1.10-3 mol ; Thể tích H2O cần thêm vào là V2 (l). Số mol H+ trong dung dịch pH= 4 là (V1 + V2 ).10-4 Việc pha loãng dung dịch chỉ làm thay đổi nồng độ mol/l chứ không làm thay đổi số mol H+. Vì vậy : (V1 + V2 ).10-4 = V1.10-3 → 9 V1 = V2 Vậy phải pha loãng dung dịch gấp 10 lần (nước thêm vào gấp 9 lần thể tích ban đầu) 2. 1dm3 = 1 lít; 1cm3 = 10-3 lít. Số mol H+ là 10.10-3. 0,01 = 10-4 mol. Thêm 40.10-3 lít nước thì thể tích dung dịch là 50.10-3 lít. 10−4 Việc pha loãng không thay đổi số mol H nên: CM(H ) = = 0,002M 50.10−3 + + →pH = 2,6989 Ví dụ 2. Thêm từ từ 400 gam dung dịch H2SO4 49% vào H2O và điều chỉnh lượng H2O để thu được đúng 2 lít dung dịch A. Coi H2SO4 điện li hoàn toàn 2 nấc. a. Tính nồng độ mol/l của ion H+ trong dung dịch A b. Tính thể tích dung dịch NaOH 1,8M cần thêm vào 0,5 lít dung dịch A để thu được + dung dịch có pH= 1 + dung dịch có pH= 13 Lời giải a. H2SO4 → 2H+ + SO42- Số mol H+ : 49.400 4 2 = 4mol → CM(H+) = =2M 98.100 2 b.Thể tích dung dịch NaOH cần thêm vào để pH =1. H+ + 2.0,5 OH- → H2 O V.1,8 Vì pH = 1 → [H+] = 0,1→ số mol H+ sau phản ứng: = (0,5 + V) .0,1 ( mol) 0,5.2 – 1,8.V = (0,5 + V) .0,1 → V = 0,5 lít. + Thể tích dung dịch NaOH cần thêm vào để pH =13. Vì pH = 13 → [OH-] = 0,1M → Số mol OH- sau phản ứng: (0,5 + V).0,1 mol V.1,8 -2.0,5 = (0,5 + V) .0,1 → V = 0,0882 lít. C. Bài tập ôn luyện Bài 1. Chỉ dùng thêm quỳ tím hãy trình bày cách phân biệt các dung dịch đựng trong các lọ riêng biệt mất nhãn sau: a) NH4Cl ; (NH4)2SO4; BaCl2 ; NaOH ; Na2CO3 b) Na2SO4; BaCl2 ; KNO3; Na2CO3 Bài 2. 1.Thêm từ từ 100 gam dung dịch H2SO4 98% vào nước và điều chỉnh để được 2 lít dung dịnh X. tính nồng độ mol/l của dung dịch X. 2. Tính tỉ lệ thể tích dung dịch KOH 0,001M cần pha loãng với nước để được dung dịch có PH=9. Bài 3. Dung dịch thu được khi trộn lẫn 200 ml dd NaCl 0,3M và 300ml dung dịch Na2SO4 0.15 M nếu bỏ qua hiệu ứng thể tích thì dung dịch thu được có nồng độ Na+ là bao nhiêu? Bài 4. Hòa tan 20 ml dung dịch HCl 0,05 mol/l vào 20 ml dung dịch H2SO4 0,075 mol/l. coi thể tích thay đổi không đáng kể. Tính PH của dung dịch thu được. Bài 5. Cho 200ml dung dịch HNO3 có PH=2. tính khối lượng HNO3 có trong dung dịch. Nếu thêm 300 ml dung dịch H2SO4 0,05M vào thì PH của dung dịch thu được là bao nhiêu? Bài 6. Trộn 300 ml dung dịch NaOH 0,1 mol/lit và Ba(OH)2 0,025 mol/l với 200 ml dung dịch H2SO4 nồng độ x mol /lit Thu được m gam kết tủa và 500 ml dung dịch có PH = 2 . Hãy tính m và x . Coi H2SO4 điện li hoàn toàn cả hai nấc . Bài 7. X là dung dịch H2SO4 0,02M. Y là dung dịch NaOH 0,035M. Khi trộn lẫn dung dịch X và dung dịch Y ta thu được dung dịch Z có thể tích bằng tổng thể tích 2 dung dịch đem trộn và có pH=2. Coi H2SO4 điện li hoàn toàn 2 nấc. Hãy tính tỉ lệ thể tích giữa dung dịch X và dung dịch Y Bài 8.Cho m gam hỗn hợp Mg , Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5M thu được 5,32 lít khí H2 đktc và dung dịch Y. Tính PH của dung dịch Y ( Coi dung dịch có thể tích như ban đầu ) . Bài 9. Trộn 200 ml dung dịch NaHSO4 0,2M và Ba(HSO4)2 0,15M với V lit dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và Ba(OH)2 1M thu được dung dịch có PH = 7. Tính V và khối lượng kết tủa tạo thành. Bài 10. Trộn 250 ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,08 mol/l và H2SO4 0,01 mol /l với 250 ml dung dịch Ba(OH)2 có nồng độ x mol /l thu được m gam kết tủa và 500 ml dung dịch có pH = 12 . Hãy tính m và x . Coi Ba(OH)2 điện li hoàn toàn cả hai nấc . Đáp án và hướng dẫn giải Bài 1. 1. Dùng giấy quỳ tím: + Dung dịch làm quỳ tím chuyển đỏ: NH4Cl ; (NH4)2SO4; (nhóm 1) + Dung dịch không làm quỳ tím chuyển màu: BaCl2 + Dung dịch làm quỳ tím chuyển màu xanh: NaOH ; Na2CO3(nhóm 2) - Lấy dung dịch BaCl2 cho vào các nhóm trên: + Nhóm 1: * Vừa có kết tủa, có khí mùi khai là (NH4)2SO4. * Dung dịch có khí mùi khai thoát ra là NH4Cl. + Nhóm 2: * Có kết tủa là Na2CO3 * Còn lại là NaOH. 2. Na2SO4; BaCl2 ; KNO3; Na2CO3. Dùng giấy quỳ tím: + Dung dịch không làm quỳ tím chuyển màu: Na2SO4; BaCl2 ; KNO3 + Dung dịch làm quỳ tím chuyển màu xanh: Na2CO3 - Lấy dung dịch Na2CO3 cho vào nhóm trên: * Có kết tủa là BaCl2: Na2CO3 + BaCl2 → * Không có hiện tượng là: Na2SO4; KNO3 BaCO3 + 2NaCl Tải về bản full