Hoá học 11 Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

Thí nghiệm 1: Na₂SO₄ + BaCl₂

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

Video 1: Phản ứng của Na₂SO₄ và BaCl₂

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa trắng

- Giải thích: Do Na₂SO₄ và BaCl₂ phản ứng tạo BaSO₄ kết tủa màu trắng

- Phương trình phản ứng: Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl  (1)

Nhận thấy Na₂SO₄ và BaCl₂ đều là những chất điện li mạnh nên phân li tạo thành 4 ion trong dung dịch. Trong đó kết hợp của ion Ba²⁺ và SO₄^2- tạo kết tủa trắng BaSO₄

Như vậy bản chất của phản ứng là: Ba²⁺ và SO₄^2- → BaSO₄   (2)

Phương trình (1) được gọi là phương trình phân tử.

Phương trình (2) được gọi là phương trình ion thu gọn

Cách chuyển phương trình phân tử thành phương trình ion rút gọn

- Bước 1: Chuyển tất cả chất vừa dễ tan vừa điện li mạnh thành ion, các chất kết tủa, điện li yếu để nguyên dưới dạng phân tử. PT ion đầy đủ:

2Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- → BaSO₄ + 2Na⁺ + 2Cl^-

- Bước 2: Lược bỏ những ion không tham gia phản ứng:

SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄

Kết luận

Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.

Điều kiện: Các ion kết hợp được với nhau tạo thành chất kết tủa (chất không tan hoặc ít tan)

Phản ứng tạo thành nước

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

- Hiện tượng: Dung dịch bị mất màu hồng.

- Giải thích: Ban đầu trong cốc chứa NaOH. Khi thêm dung dịch Phenolphtalein vào môi trường bazơ thì dung dịch có màu hồng. Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào cốc trung hòa hết lượng bazơ thì lúc này trong cốc là môi trường axit. Trong môi trường axit dung dịch phenolphtalein không màu.

- Phương trình ion đầy đủ: Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- → Na⁺ + Cl^- + H₂O 

- Phương trình ion thu gọn: OH^- + H⁺ → H₂O 

Phản ứng tạo thành axit yếu

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

Video 3: Phản ứng của CH₃COONa và HCl

- Hiện tượng: Dung dịch bị mất màu hồng, có mùi giấm chua.

- Giải thích: Dung dịch CH₃COONa là dung dịch muối của bazơ mạnh và gốc axit yếu nên tạo môi trường bazơ. Nên khi nhỏ vài giọt dung dịch Phenolphtalein vào thì trong cốc xuất hiện màu hồng. Đến khi nhỏ dung dịch HCl vào, có phản ứng xảy ra là trung hòa hết lượng CH₃COONa; cho đến dư lượng axit thì dung dịch bị mất màu hồng. Nguyên nhân là do trong môi trường axit, phenolphtalein không màu. Mùi giấm chua là mùi của sản phẩm tạo thành CH₃COOH.

Phương trình phân tử: CH₃COONa + HCl → CH₃COOH + HCl  

Phương trình ion thu gọn: CH₃COO^- + H⁺ → CH3COOH 

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

Video 4: Phản ứng của Na₂CO₃ và HCl

- Hiện tượng: Xuất hiện bọt khí không màu

- Giải thích: Khí không màu là khí CO₂ sinh ra do phản ứng giữa Na₂CO₃ và HCl

- Phương trình phân tử: HCl + Na₂CO₃ → NaCl + H₂O + CO₂   

- Phương trình ion thu gọn: H⁺ + CO₃^2- → CO₂ + H₂O

Bài 1: Viết phương trình phân tử và ion rút gọn của các phản ứng sau (nếu có) xảy ra trong dung dịch:

a) KNO₃ + NaCl   

b) NaOH + HNO₃   

c) Mg(OH)₂ + HCl

d) Fe₂(SO₄)₃ + KOH   

e) FeS + HCl   

f) NaHCO₃ + HCl

g) NaHCO₃ + NaOH   

h) K₂CO₃ + NaCl   

i) CuSO₄ + Na₂S

Hướng dẫn giải

a. Không xảy ra

b. NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

H⁺ + OH^- → H₂O

c. Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + H₂O

Mg(OH)₂ + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂O

d. Fe₂(SO₄)₃ + 6KOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3K₂SO₄

Fe²⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃↓

e. FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

FeS + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂S↑

f. NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂↑ + H₂O

HCO₃^- + H⁺ → CO₂↑ + H₂O

g. NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

h. Không xảy ra

i. CuSO₄ + Na₂S → CuS↓ + Na₂SO₄

Cu²⁺ + S^2- → CuS↓

Bài 2: Một dung dịch có chứa các ion: Mg²⁺, Cl^-, Br^-.

- Nếu cho dd này tác dụng với dd KOH dư thì thu được 11,6 gam kết tủa.

- Nếu cho dd này tác dụng với AgNO₃ thì cần vừa đúng 200 ml dd AgNO₃ 2,5M và sau phản ứng thu được 85,1 g kết tủa.

a. Tính [ion] trong dd đầu? biết Vdd = 2 lít.

b. Cô cạn dung dịch ban đầu thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?

Hướng dẫn giải

Phương trình ion: Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓

0,2 0,2 mol

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓; Ag⁺ + Br^- → AgBr↓

Gọi x, y lần lượt là mol của Cl^-, Br^-.

x + y = 0,5 (1) và 143,5x + 188y = 85,1 (2) .

Từ (1),(2) → x = 0,2, y = 0,3

a. [Mg²⁺] = 0,2/2 = 0,1 M; [Cl^-] = 0,2/2 = 0,1 M; [Br^-] = 0,3/0,2 = 0,15 M

b. m = 0,2.24 + 0,2.35,5 + 0,3.80 = 35,9 gam

Bài 1: Giải thích môi trường của các dung dịch muối: NH₄Cl; Fe₂(SO₄)₃; KHSO₄; NaHCO₃; K₂S; Ba(NO₃)₂; CH₃COOK.

Hướng dẫn giải

+ NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^-

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + OH^-

→ Môi trường bazơ

+ Fe₂(SO₄)₃ → 2Fe³⁺ + 3SO₄^-

Fe³⁺ + H₂O ⇌ Fe(OH)³⁺ + H⁺

→ Môi trường axit

+ KHSO₄ → K⁺ + HSO₄^-

HSO₄^- + H₂O ⇌ SO₄^2- + H₃O⁺

→  Môi trường axit

+ NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃^-

HCO₃^- + H₂O ⇌ CO₃^2- + H₃O⁺

HCO₃^- + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH^-

→ Môi trường trung tính

+ K₂S → 2K⁺ + S^2-

S^2- + H₂O ⇌ HS^- + OH^-

→ môi trường bazơ

+ Ba(NO₃)₂ → Ba²⁺ + 2NO₃^-

→ Môi trường trung tính

+ CH₃COOK → CH₃COO^- + K⁺

CH₃COO^- + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH^-

→ Môi trường bazơ.

Câu 1: 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?

Câu 2: Cho 47 gam K₂O vào m gam dung dịch KOH 14%, thu được dung dịch KOH 21%. Giá trị của m là?

Câu 3: Để pha được 1 lít dung dịch chứa Na₂SO₄ 0,04M, K₂SO₄ 0,05 M và KNO₃ 0,08M cần lấy?

Câu 4: 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 SO₄^2-, thu được 11,65 gam BaSO₄ và dung dịch Y. Tổng khối lượng hai muối clorua trong dung dịch Y là?

Câu 5: 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?

Câu 1: Chất nào sau đây không tạo kết tủa khi cho vào dung dịch AgNO₃

A. KBr   

B. K₃PO₄

C. HCl   

D. H₃PO₄

Câu 2: 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.

Câu 3: 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

Câu 4: 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

Câu 5: 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^- ,SO₄^2- . 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.

Sau bài học cần nắm:

• Bản chất, điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
• Viết được phương trình ion thu gọn của phản ứng