DẠNG 9: pH CỦA DUNG DỊCH.Bài 7: Cho 2,24 lit NO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 500 ml dung dịch NaOH 0,2001 M, thu được dung dịch A (thể tích coi không đổi). Tính pH của dung dịch A. Cho K = 10-3,3

Bài 7./ Khi cho dung dịch chứa 36,5 gam HCl tác dụng với dung dịch chứa 40 gam NaOH thấy thoát ra một lượng nhiệt là 57kJ. Nếu cho 150 gam dung dịch H2SO4 10% tác dụng với 50 gam dung dịch KOH 11,2% thì lượng nhiệt thoát ra là bao nhiêu?Câu 2: 1. Trộn 30ml dd HCL 0,05M với 20ml dd Ba(OH)2 aM được 50ml dd có pH = b. Cô cạn dd sau khi trộn thu được 0, 19875 gam chất rắn khan. Hãy tính a và b biết rằng dung môi là nước và trong dd có [H+][OH-] = 1014 Câu Tính pH của dung dịch thu được khi hòa tan 0,1 mol PCl3 vào 450ml dung dịch NaOH 1M. PCl3 + H2O → H3PO3 + 3 H+ + 3Cl- (1)

H+ + OH- → H2O (2)H3PO3 + OH- H2PO3

- + H2O (3)H2PO3

- + OH- HPO3

2- + H2O (4)

nOH-

bđ = 0,45 molsau phản ứng (2,3) nOH

- dư = 0,05 molnOH

- (4) = n HPO3 2- = 0,05 mol

ka2 = = 7.10-7

→ pH= -lg 7.10-7 = 6,15490196

Ví dụ 5: Tính độ thủy phân (h) và pH của 2 dung dịch sau đây:

a) Dung dịch NH4Cl 0,1 M , với KNH3 = 1,8. 105.

b) Dung dịch Natribenzoat C6H5COONa 2. 105 M , với KC6H5COOH = 6,29. 105.

a) Cân bằng: NH + OH ⇌ NH3 + H2O (KNH3)1.

2H2O ⇌ H 3O + + OH K W.

NH + H2O ⇌ NH3 + H3O+ K = KW. (KNH3)1= 5,55. 1010.

[ ] 0,1 – x x x

Do C0(NH3) = 0,1 M >> nên bỏ qua sự điện ly của nước.

Ta có: 5,55. 1010. = 5,55. 1010.

(coi 0,1 – x 0,1) x = 7,45. 106 << 0,1 (hợp lý)

Độ thủy phân (h) = 100% = 0,00745 % và pH = lg 7,45. 106 = 5,13

b) Cân bằng: C6H5COO + H+ ⇌ C6H5COOH (Ka)1.

H2O ⇌ H + + OH K W.

C6H5COO + H2O ⇌ OH + C6H5COOH K = (Ka)1. KW

= 1,59. 1010.

[ ] (2. 105 – y) y y

= 1,59. 1010. (coi y << 2. 105) y = 5,64. 108.

Độ thủy phân (h) = 100% = 0,28 %

* Nếu tính như (a) được pH = 6,75. Kết quả này không hợp lý vì C0 của C6H5COO nhỏ nên

cần chú ý đến sự điện ly của nước. Hơn nữa pH của dung dịch bazơ = 6,75 < 7 là không hợp lý.

Vậy, C6H5COO + H2O ⇌ OH + C6H5COOH K = = 1,59. 1010.

H2O ⇌ OH + H + KW.

Theo định luật bảo toàn điện tích: [OH ] = [C6H5COOH] + [H+]

[C6H5COOH] = [OH ] [H+] hay [C6H5COOH] = [OH ]

Theo phương trình thủy phân: =

= = 1,59.1010.

(coi [OH ] << 2. 105 ) [OH ] = 1,148. 10 7.(hợp lý) pOH = 6,94

pH = 7,06

Bài 7. a) Tính pH của dung dịch HCl nồng độ 0,5.10-7 mol/lít.

b) Tính pH của dung dịch X được tạo thành khi trộn 200ml dung dịch HA 0,1M (Ka = 10 -

3.75) với 200ml dung dịch KOH 0.05M; pH của dung dịch X thay đổi như thế nào khi thêm 10 -3

mol HCl vào dung dịch X.

Hướng dẫn giải :

a) H+.0,5.10-7 do nồng độ nhỏ phải tính đến cân bằng của H2O

H2O H+ + OH -

HCl H+ + Cl -

Theo định luật bảo toàn điện tích:

H+ = Cl- + OH- H+ = 0,5.10-7 +

H+ 2 - 0,5.10 - 7 H+ - 10 -14 = 0.

Giải được: H+ = 1,28.10-7 pH 6,9

b) nHA = 0,1.0,2 = 0,02 mol; nKOH = 0,05.0,2 = 0,01 mol

KOH + HA KA + H2O

0,01 0,01 0,01 Theo phương trình HA còn dư = 0,01 mol

Trong d2 X: CHA = CKA = = 0,025M. Xét các cân bằng sau:

H2O H+ + OH- KW = 10-14 (1)

HA H+ + A- KHA = 10-375 (2)

A- + H2O HA + OH- KB = KHA-1. KW = 10-10,25 (3)

So sánh (1) với (2) KHA >> KW bỏ qua (1)

So sánh (2) với (3) KHA >> KB bỏ qua (3) Dung dịch X là dung dịch đệm axit

có pH = pKa + lg = 3,75 + lg = 3,75

Khi thêm 10-3 mol HCl

KA + HCl KCl + HA

0,001 0,001 0,001 (mol)

HA = = 0,0275 M và KA = = 0,0225M.

Dung dịch thu được vẫn là dung dịch đệm axit.

Tương tự, pH = 3,75 + lg = 3,66

Ví dụ 3:

Al(OH)3 là một hidroxit lưỡng tính có thể tồn tại 2 cân bằng sau:

Al(OH)3 Al3+ + 3OH- (1) = 10-33

Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O (2) = 40

Viết biểu thức biểu thị độ tan toàn phần của Al(OH)3 (S) = [Al3+] + [AlO ] dưới dạng một

hàm của [H3O+]. Ở pH bằng bao nhiêu thì S cực tiểu. Tính giá trị S cực tiểu.

Phần thứ nhất: HS trình bày lời giải về hóa học

Xét 2 cân bằng:

Al(OH)3 Al 3+ + 3OH - Tt(1) = [Al3+].[OH-]3 =10-33

Al(OH)3 + OH - AlO + 2H2O Tt(2) = = 40

Từ Tt(1): [Al3+] = = = 10 9[H3O+]3;

và từ Tt(2): [AlO ] = 40[OH -] = 40

Do đó S = [Al 3+] + [AlO ] = 109[H3O+]3 + 40

S cực tiểu khi đạo hàm = 3.10 9[H3O+]2 - = 0

[H3O+]4 = [H3O+]4= 133,33. 10-24

[H3O+] = ?

pH = - lg[H3O+] = ?

pH = - (- 6) - lg3,4= ?

[H3O+] = 3,4. 10-6

pH = 5,47

Smin = 10 9.(3,4. 10-6) + 40 = 1,5. 10-7 mol/l

III.1. Hòa tan 8,00g 1 hidroxit kim loại chưa biết có công thức M(OH)2 vào 1,00dm3 nước thì thu được 6,52 g chất rắn không tan còn lại. Thêm tiếp 51,66 M(NO3)2 vào dung dịch thì thấy khối lượng pha rắn tăng đến 7,63g. Hãy xác định tên kim loại này. Giả thiết rằng thể tích dung dịch không thay đổi và các chất tan đều tan hoàn toàn.

III. 2. Cho phản ứng : Cu(r) + CuCl2(dd) 2 CuCl(r)III.2.1. Ở 250C phản ứng xảy ra theo chiều nào, nếu người ta trộn một dung dịch chứa

CuSO4 0,2M; NaCl 0,4M với bột Cu lấy dư ?

Cho T CuCl = 10-7 ,

III.2.2. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng trên ở 250C.HD:III. 1. Chất rắn không tan còn lại là M(OH)2

Khối lượng hidroxit tan vào nước : 8,00 – 6,52 = 1,48 g

=>

Nồng độ các ion trong dung dịch :

Tích số tan của M(OH)2 trong nước :

Lượng M2+ thêm vào :

Do M(NO3)2 hòa tan hết vào dd nên xảy ra sự dời mức cân bằng :

M(OH)2 M2+ + 2OH-

Ban đầu 10-7

Điện ly x x 2x

Cân bằng (x + ) (10-7 + 2x)

Mặt khác : x =

Tại cân bằng mới :

=> => M = 40

Vậy kim loại là Canxi . Hidroxit là Ca(OH)2

III. 2. Ta có : Cu2+ + 2e = Cu , Cu2+ + 1e = Cu+ , Cu+ + 1e = Cu ,

CuCuCuCuCuCu EFEFEF

GGG

/0

/0

/0

213

22 ..1..2..1

= 2.0,335 - 0,15 = 0,52 V.Ta có :

( với [Cu+] = TCuCl/[Cl-] )

ECu+

/Cu = E0Cu+/Cu + 0,059 lg [Cu+]

= 0,52 + 0,059 lg 10-7/ 0,4 = 0,13V.

2/ Khi cân bằng :K1 = 059,0/. 0

10 En = 5,35.10-7

K2 = ( 10-7)-2 = 1014

Vậy :K = K1 . K2 = 5,35.107.

Bài 9. Tính lượng NaF có trong 100ml dung dịch HF 0,1M; biết dung dịch có pH = 3, hằng số cân bằng Ka của HF là 3,17. 10– 4.

Hướng dẫn giải :

CHF = 0,1M; [H+] = 10 -3, gọi nồng độ NaF trong dd ban đầu là x

HF H+ + F -

[ ] (10 -1- 10 -3 ) 10-3 x + 10-3

3,17.10 - 4 =

x + 10 -3 = 313,83.10 -4

x = 303,83.10 -4 nNaF = 3,03.10 -4

Khối lượng NaF là : 303,83.42.10 -5 = 0,1276 g

1.Tính thể tích dung dịch NaOH 0,01 M cần dùng để trung hòa hoàn toàn 10ml dung dịch H2SO4 có pH = 2. Biết HSO4

- có pKa = 2.HD

nNaOH = = 2.0,01.0,0067 = 1,34.10-4 mol

Gọi C là nồng độ mol/l của dung dịch H2SO4 có pH = 2 Ta có: H2SO4 H+ + HSO4

-

C C C mol/l HSO4

- H+ + SO42-

Co C C 0 [ ] C – y C + y yTa có [H+] = C + y = 10-2 = 0,01

Và Ka = = 0,01

Hay = 0,01

C = 0,0067 M = .10-2 M

Phản ứng trung hòa: H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

VddNaOH = = 1,34.10-2 l = 13,4 ml

2.Dung dịch A chứa hỗn hợp MgCl2 10 M và FeCl3 10 M. Tìm trị số pH thích hợp để tách Fe3+ ra khỏi dung dịch A dưới dạng kết tủa hidroxit. Cho biết tích số hòa tan: KS(Mg(OH)2) = 1,12.10 và KS(Fe(OH)3) = 3,162.10 HDTách hết Fe3+: Fe3+ £ 10-6 và Ks = Fe3+.OH- = 3,162.10-8

Fe3+ = £ 10-6 OH- ³ = 3,162.10

H £ = 0,32.10 pH ³ 3,5

Không có Mg(OH)2¯: Mg2+.OH- <1,12.10

OH-< = 3,35.10 H > pH < 10,5

Vậy: 3,5 £ pH < 10,5II.2 Độ tan của Mg(OH)2 trong nước ở 180C là 9.10-3 g/lit còn ở 1000C là 4.10-2 g/lit.II.2.1 Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở hai nhiệt độ và pH của các dung dịch bão hoà.II.2.2 Tính các đại lượng H0, G0 và S0 của phản ứng hoà tan, coi H0 và S0 không thay đổi theo nhiệt độ.DHII.2.1 Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH- T = [Mg2+].[OH-]2 = 4s3

s 2s

Ở 291K: T291 = 4. = 4.(1,552.10-4)3 = 1,495.10-11.

pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.1,552.10-4) = 10,49

Ở 373K: T373 = 4. = 1,312.10-9

pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.6,897.10-4) = 11,14II.2.2

H0 = = 49243,8 J.mol-1

Tính độ tan của Mg(OH)2 ở 298K:

Suy ra T298 = 2,41.10-11.Từ biểu thức:

G = -RTlnT298 = -8,314.298.ln2,41.10-11 = 60573,7 J.mol-1 = 60,5737 KJ.mol-1

G = H0 – 298. S0 Suy ra S0 = -38,02 J.mol-1.K Câu 3: Dung dịch K2CO3 có pH=11 (dung dịch A). Thêm 10ml HCl 0,012M vào 10ml ddA ta thu được ddB. Tính pH của ddB. Biết rằng H2CO3 có pk1=6,35 và pk2=10,33.

HDBài 3:

pH=11 pOH=3 =10-3 mol/l

Ta coự

3) Cho 2,24l NO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 500ml dung dịch NaOH 0,2001M thu được dung dịch (A). Tính pH của dung dịch A.

10. Cation Fe3+ là axit, phản ứng với nước theo phương trình:

Fe3+ + 2H2O ⇌ Fe(OH)2+ + H3O+

Ka của Fe3+ là 10-2,2. Hỏi ở nồng độ nào của FeCl3 thì bắt đầu có kết tủa Fe(OH)3. Tính pH của dung dịch đó biết Tt Fe(OH)3 = 10-38

Đáp số: pH = 1,8