Tóm tắt và giải hóa lớp 11 bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
Tóm tắt và giải hóa lớp 11 bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
Mục lục
Dưới đây là bài tóm tắt và giải hóa lớp 11 bài 4 mà bạn có thể tham khảo để học hóa tốt hơn !
1. Tóm tắt hóa học lớp 11 bài 4:
– 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 trong các chất sau :
Chất kết tủa.
Chất điện li yếu.
Chất khí.
– Các hình thức biểu diễn phản ứng trao đổi ion :
- Phương trình phân tử :
Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 ↓ + 2NaCl
- Phương trình ion :
2Na+ + CO32- + Ba2+ + 2Cl– → BaCO3 ↓ + 2Na+ + 2Cl–
- Phương trình ion thu gọn :
Ba2++ CO32- → BaCO3↓
2. Hướng dẫn giải bài tập Hóa học 11 bài 4:
Bài 1 trang 20
Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li là gì ? Lấy các thí dụ minh hoạ.
Bài giải :
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 trong các chất sau :
- Chất kết tủa
AgNO3 + NaCl → AgCl↓+ NaNO3
Na2CO3 + CaCl2 → 2NaCl + CaCO3 ↓
- Chất điện li yếu
2CH3COONa +H2SO4 → 2CH3COOH + Na2SO4
CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl
- Chất khí
Na2S + 2HCl → 2NaCl + H2S ↑
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O
Bài 2 trang 20
Tại sao các phản ứng giữa dung dịch axit và hiđroxit có tính bazơ và phản ứng giữa muối cacbonat và dung dịch axit rất dễ xảy ra ?
Bài giải :
Phản ứng giữa dung dịch axit và hiđroxit có tính bazơ rất dễ xảy ra vì có sự tạo thành chất điện li rất yếu là H2O.
Ví dụ: Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
Phản ứng giữa muối cacbonat và dung dịch axit dễ xảy ra vì có sự tạo thành chất khí là CO2.
Ví dụ: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
Bài 3 trang 20
Lấy một số thí dụ chứng minh rằng : bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion.
Bài giải :
Thí dụ 1: AgNO3 + NaCl → AgCl ↓ + NaNO3
AgNO3, NaCl, NaNO3 là những chất điện li mạnh trong dung dịch, chúng phân li thành các ion. Ta có phương trình ion là :
Ag+ + NO3– + Na+ + Cl– → AgCl ↓ + NO3– + Na+
Thực chất trong dung dịch chỉ có phản ứng của :
Ag+ + Cl– → AgCl ↓
Còn các ion NO3– và Na+ vẫn tồn tại trong dung dịch trước và sau phản ứng.
Thí dụ 2: Na2SO3 + 2HCl → 2 NaCl + H2O + SO2 ↑
Na2SO3, HCl, và NaCl là những chất điện li mạnh trong dung dịch, chúng phân li thành các ion. Ta có phương trình ion :
2Na+ + SO32- + 2H+ + 2Cl– → 2Na+ + 2Cl– + H2O + SO2 ↑
Thực chất trong dung dịch chỉ có phản ứng của :
2H+ + SO32- → H2O + SO2 ↑
Còn các ion Na+ và Cl– vẫn tồn tại trong dung dịch trước và sau phản ứng.
⇒ Thực chất các phản ứng trong dung dịch điện li là phản ứng giữa các ion vì các chất điện li đã phân li thành các ion.
Bài 4 trang 20
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.
Bài giải :
Chỉ rõ các ion nào đã tác dụng với nhau làm cho phản ứng xảy ra.
⇒ Chọn đáp án C.
Bài 5 trang 20
Viết các phương trình phân tử và ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch giữa các cặp chất sau :
a. Fe2(SO4)3 + NaOH
b. NH4Cl + AgNO3
c. NaF + HCl
d. MgCl2 + KNO3
e. FeS(r) + 2HCl
g. HClO + KOH
Bài giải :
Phương trình phân tử và ion xảy ra trong dung dịch là :
a. Fe2(SO4)3 + NaOH
Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 3 Na2SO4 + 2Fe(OH)3 ↓
Fe3+ + 3OH– → Fe(OH)3 ↓
b. NH4Cl + AgNO3
NH4Cl + AgNO3 → NH4NO3 + AgCl ↓
Ag+ + Cl– → AgCl ↓
c. NaF + HCl
NaF + HCl → NaCl + HF
H+ + F+ → HF
d. MgCl2 + KNO3 : Không có phản ứng
e. FeS(r) + 2HCl
FeS(r) +2HCl → FeCl2 + H2S ↑
FeS(r) + 2H+ → Fe2+ + H2S ↑
g. HClO + KOH
HClO +KOH → KClO + H2O
HClO + OH– → H2O + ClO–
Bài 6 trang 20
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
Bài giải :
Phản ứng giữa Fe(NO3)3 và KOH tạo được kết tủa Fe(OH)3.
Fe(NO3)3 + 3KOH → Fe(OH)3↓ + 3KNO3
⇒ Chọn đáp án D.
Bài 7 trang 20
Lấy thí dụ và viết các phương trình hoá học dưới dạng phân tử và ion rút gọn cho các phản ứng sau :
a) Tạo thành chất kết tủa.
b) Tạo thành chất điện li yếu.
c) Tạo thành chất khí.
Bài giải :
a) Tạo thành chất kết tủa
- AgNO3 + HCl → AgCl ↓ + HNO3
Ag+ + Cl– → AgCl ↓
- Na2CO3 + MgCl2 → 2NaCl + MgCO3 ↓
Mg2+ + CO32- → MgCO3 ↓
- K2SO4 + Ba(OH)2 → 2KOH + BaSO4 ↓
Ba2+ + SO42- → BaSO4 ↓
b) Tạo thành chất điện li yếu
- NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O
H+ + OH– → H2O
- NaF + HCl → NaCl + HF
H+ + F– → HF
- 2CH3COONa + H2SO4 → 2CH3COOH + Na2SO4
CH3COO– + H+ → CH3COOH
c) Tạo thành chất khí
- FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S ↑
FeS + 2H+ → Fe2+ + H2S ↑
- NaOH + NH4Cl → NaCl + NH3 ↑ + H2O
NH4+ + OH– → NH3 ↑ + H2O
- K2SO3 + 2HCl → 2KCl + H2O + SO2 ↑
2H+ + SO32- → H2O + SO2 ↑
3. Hướng dẫn giải bài tập Sách bài tập Hóa học 11 bài 4:
Bài 4.1 trang 6
Phản ứng nào dưới đây là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch ?
A. Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
B. Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaNO3
C. 2Fe(NO3)3 + 2KI → 2Fe(NO3)2 + I2 + 2KNO3
D. Zn + 2Fe(NO3)3 → Zn(NO3)2 + 2Fe(NO3)2
Bài giải :
Trong các phương trình trên có duy nhất phương trình Fe(NO3)3 + 3NaOH có phương trình ion rút gọn:
Fe3+ + OH– → Fe(OH)3 ↓
⇒ Chọn đáp án B.
Bài 4.2 trang 6
Phản ứng nào trong số các phản ứng dưới đây là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch có thể dùng để điều chế HF ?
A. H2 + F2 → 2HF
B. NaHF2 
NaF + HF
C. CaF2 + 2HCl CaCl2 + 2HF
D. CaF2 + H2SO4(đặc) CaSO4↓ + 2HF↑
Bài giải :
Phản ứng C cũng là phản ứng trao đổi ion và tạo ra HF, nhưng khi đun nóng cả HCl bay ra cùng với HF, nên không dùng để điều chế HF được.
⇒ Chọn đáp án D.
Bài 4.3 trang 6
Phản ứng tạo thành PbSO4 nào dưới đây không phải là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch ?
A. Pb(NO3)2 + Na2SO4 → PbSO4↓ + 2NaNO3
B. Pb(OH)2 + H2SO4 → PbSO4↓ + 2H2O
C. PbS + 4H2O2 → PbSO4↓ + 4H2O
D. (CH3COO)2Pb + H2SO4 → PbSO4↓ + 2CH3COOH
Bài giải :
Tuy phản ứng PbS + 4H2O2 tạo kết tủa nhưng đây là phản ứng oxi hóa khử, không phải phản ứng trao đổi ion trong dung dịch.
⇒ Chọn đáp án C.
Bài 4.4 trang 7
Dãy ion nào sau đây có thể cùng có mặt trong dung dịch?
A. Mg2+, SO42-, Cl–, Ag+
B. H+, Cl–, Na+, Al3+
C. S2-, Fe2+, Cu2+, Cl–
D. OH–, Na+, Ba2+, Fe3+
Bài giải :
A. Loại, vì AgCl kết tủa.
C. Loại, vì CuS kết tủa.
D. Loại, vì Fe(OH)3 kết tủa.
⇒ Chọn đáp án B.
Bài 4.5 trang 7
Dùng phản ứng trao đổi ion để tách :
1. Cation Mg2+ ra khỏi dung dịch chứa các chất tan Mg(NO3)2 và KNO3.
2. Anion PO43− ra khỏi dung dịch chứa các chất tan K3PO4 và KNO3.
Bài giải :
1. Mg(NO3)2 + 2KOH → Mg(OH)2↓ + 2KNO3
2. 2K3PO4 + 3Ca(NO3)2 → Ca3(PO4)2↓ + 6KNO3
Bài 4.6 trang 7
HF được sản xuất bằng phản ứng giữa CaF2 và H2SO4. Dùng 6 kg CaF2 và H2SO4 đặc, dư thu được 2,86 kg HF. Tính hiệu suất của phản ứng.
Bài giải :
Phương trình phản ứng :
CaF2 + H2SO4 → 2HF↑ + CaSO4↓
Theo phản ứng cứ 78 kg CaF2 sẽ thu được 40 kg HF (hiệu suất 100%).
Nếu dùng 6 kg CaF2 thì được : (40 x 6) / 78 = 3,08 kg HF.
Hiệu suất của phản ứng là :
(2,86 / 3,08) x 100% = 92,9%
Bài 4.7 trang 7
Trong y học, dược phẩm Nabica (NaHCO3) là chất được dùng để trung hoà bớt lượng dư axit HCl trong dạ dày. Hãy viết phương trình hoá học dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng đó. Tính thể tích dung dịch HCl 0,035M (nồng độ axit trong dạ dày) được trung hoà và thể tích khí CO2 sinh ra ở đktc khi uống 0,336 g NaHCO3.
Bài giải :
Phương trình hoá học phân tử :
NaHCO3 + HCl → CO2↑ + H2O + NaCl
Phương trình ion rút gọn :
HCO3− + H+ → CO2↑ + H2O
Số mol NaHCO3 là :
nNaHCO3 = mNaHCO3 / MNaHCO3 = 0,336/84 = 4.10-3 (mol)
Theo phản ứng cứ 1 mol NaHCO3 tác dụng với 1 mol HCl và tạo ra 1 mol CO2. Từ đó :
Thể tích HCl được trung hoà :
VHCl = nHCl / CM = 4.10-3 / 0,035 = 1,14.10-1 (lít)
Thể tích khí CO2 tạo ra :
VCO2 = nCO2 x 22,4 = 4.10−3 x 22,4 = 8,96.10−2 (lít)
Bài 4.8 trang 7
Một mẫu nước chứa Pb(NO3)2. Để xác định hàm lượng Pb2+, người ta hoà tan một lượng dư Na2SO4 vào 500 ml nước đó. Làm khô kết tủa sau phản ứng thu được 0,96 g PbSO4. Hỏi nước này có bị nhiễm độc chì không, biết rằng nồng độ chì tối đa cho phép trong nước sinh hoạt là 0,1 mg/l ?
Bài giải :
Phương tình hóa học :
Pb(NO3)2 + Na2SO4 → PbSO4↓ + 2NaNO3
Số mol PbSO4 là :
nPbSO4 = mPbSO4 / MPbSO4 = 0,96 / 303 = 3,168.10-3 (mol)
Từ phương trình ta có :
Số mol Pb(NO3)2 trong 500 ml = Số mol PbSO4 tạo thành trong 500 ml = 3,168.10-3 (mol)
Lượng PbSO4 hay Pb2+ có trong 1 lít nước :
3,168.10-3 x 2 = 6,336.10-3 (mol)
Số gam chì có trong 1 lít :
6,336.10-3 x 207 = 1,312 (g/l) hay 1,312 mg/ml
Vậy nước này bị nhiễm độc chì.
Bài 4.9 trang 7
Hoà tan 1,952 g muối BaCl2.xH2O trong nước. Thêm H2SO4 loãng, dư vào dung dịch thu được. Kết tủa tạo thành được làm khô và cân được 1,864 g. Xác định công thức hoá học của muối.
Bài giải :
Phương trình hóa học :
BaCl2.xH2O + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl + xH2O
Số mol BaSO4 là :
nBaSO4 = mBaSO4 / MBaSO4 = 1,864 / 233 = 8.10-3 (mol)
Từ phương trình ta có :
nBaCl2.xH2O = nBaSO4 = 8.10-3 (mol)
Ta có : mBaCl2.xH2O = 1,952 g
Nguyên tử khối của BaCl2.xH2O là :
M = m / n = 1,952 / 8.10-3 = 244 g/mol
⇒ 18x + 208 = 244
⇒ x = 2
Vậy công thức hoá học của muối là : BaCl2.2H2O
Bài 4.10 trang 7
Hòa tan hoàn toàn 0,8 g một kim loại hoá trị II hoà tan hoàn toàn trong 100 ml H2SO4 0,5 M. Lượng axit còn dư phản ứng vừa đủ với 33,4 ml dung dịch NaOH 1,00 M. Xác định tên kim loại.
Bài giải :
Ta có :
100 ml = 0,1 lít
33,4 ml = 0,0334 lít
Số mol H2SO4 0,5M là :
nH2SO4 = CM x V = 0,5 x 0,1 = 0,05 (mol)
Số mol NaOH 1M là :
nNaOH = CM x V = 1 x 0,0334 = 0,0334 (mol)
Phương trình hóa học :
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
1 mol 2 mol
Lượng H2SO4 đã phản ứng với NaOH :
nH2SO4 = nNaOH / 2 = 0,0334 / 2 = 0,0167 (mol)
Số mol H2SO4 đã phản ứng với kim loại là :
0,05 – 0,0167 = 0,0333 (mol)
Dung dịch H2SO4 0,5M là dung dịch loãng nên :
X + H2SO4 → XSO4 + H2↑
Số mol X và số mol H2SO4 phản ứng bằng nhau, nên : 0,0333 mol X có khối lượng 0,8 g.
M = m / n = 0,8 / 0,0333 = 24 (g/mol)
Vậy kim loại hoá trị II là Magie (Mg).
Bài 4.11 trang 7
Tính nồng độ mol của dung dịch HCl, nếu 30 ml dung dịch này phản ứng vừa đủ với 0,2544 g Na2CO3.
Bài giải :
Phương trình hóa học :
Na2CO3 + 2HCl → CO2↑ + H2O + 2NaCl
1 mol 2 mol
Số mol Na2CO3 là :
nNa2CO3 = mNa2CO3 / MNa2CO3 = 0,2544 / 106 = 0,0024 (mol)
Từ phương trình ta có :
nHCl = 2nNa2CO3 = 2 x 0,0024 = 0,0048 (mol)
Trong 30 ml dd HCl chứa 0,0048 mol HCl
Trong 1000 ml dd HCl chứa (0,0048 x 1000) / 30 = 0,16 mol
Vậy nồng độ mol của dung dịch HCl là 0,16 mol/l.
Bài 4.12 trang 7
Trong y học, dược phẩm sữa magie (các tinh thể Mg(OH)2 lơ lửng trong nước), được dùng để trị chứng khó tiêu do dư axit (HCl). Đê trung hoà hết 788 ml dung dịch HCl 0,035M trong dạ dày cần bao nhiêu ml sữa magie, biết rằng trong 1 ml sữa magie chứa 0,08 g Mg(OH)2 .
Bài giải :
Ta có : 788 ml = 0,788 lít
Phương trình hóa học :
Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
Số mol HCl cần trung hoà :
nHCl = CM x V = 0,035 x 0,788 = 0,02758 (mol)
Từ phương trình ta có :
nMg(OH)2 = nHCl / 2 = 0,02758 / 2 = 0,01379 (mol)
Khối lượng Mg(OH)2 đã phản ứng :
x = 0,01379 x 58 = 0,8 (g)
Ta có : 1 ml sữa magie có 0,08 g Mg(OH)2.
Vậy thể tích sữa magie chứa 0,8 g Mg(OH)2 :
y = (0,8 x 1) / 0,08 = 10 (ml)
Thể tích sữa magie cần dùng là 10 ml.
Bài 4.13 trang 7
Hoà tan 0,887 g hỗn hợp NaCl và KCl trong nước. Xử lí dung dịch thu được bằng một lượng dư dung dịch AgNO3. Kết tủa khô thu được có khối lượng 1,913 g. Tính thành phần phần trăm của từng chất trong hỗn hợp.
Bài giải :
Phương trình hóa học :
NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3
x mol x mol
KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3
y mol y mol
Ta có hệ phương trình :
Khối lượng KCl là : mKCl = 74,5 x 6,71.10−3 = 0,5 (g)
Thành phần phần trăm của từng chất trong hỗn hợp
%mKCl = (mKCl / mhh) x 100% = (0,5 / 0887) x 100% = 56,4%
%mNaCl = 100% – %mKCl = 100% – 56,4% = 43,6%
Đây là nội dung tóm tắt và giải bài tập Chương 1 bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li của chương trình hóa học lớp 11 mà các bạn có thể tham khảo. Mời các bạn cùng tham khảo các bài viết tương tự trong chuyên mục : Hóa học lớp 11