Các dạng bài tập về sự điện li có ví dụ minh họa và hướng dẫn giải

Sự điện li là quá trình phân li các chất trong nước hoặc khi nóng chảy thành ion. Đây là phần kiến thức quan trọng của hóa 11. Các bạn hãy cùng đến với bài tập về sự điện li cùng Toploigiai để củng cố kiến thức của mình nhé.

Dạng 1: Sự điện li, chất điện li, viết phương trình điện li

Bài 1: Cho các chất sau: NaCl; HF; CuSO4; NaOH; Mg(NO3)2; H3PO4; (NH4)3PO4; H2CO3; ancol etylic; CH3COOH; AgNO3; Glucozơ; glyxerol; Al(OH)3; Fe(OH)2; HNO3.

Xác định chất điện ly mạnh, chất điện ly yếu, chất không điện ly? Viết phương trình điện ly của các chất (nếu có).

Lời giải:

- Chất điện ly mạnh: NaCl; CuSO4; NaOH; Mg(NO3)2; (NH4)3PO4; AgNO3; HNO3.

Phương trình điện ly:

NaCl → Na+ + Cl^- 

CuSO4 → Cu²⁺ + SO₄^2-

NaOH → Na+ + OH^- 

Mg(NO₃)₂ → Mg²⁺ + 2NO₃^-

(NH₄)₃PO₄ → 3NH₄⁺ + PO₄^3- 

AgNO3 → Ag⁺ + NO₃^-

HNO3 → H⁺ + NO₃^-

- Chất điện ly yếu: HF; H3PO4; H2CO3; CH3COOH; Al(OH)3; Fe(OH)2.

Phương trình điện ly:

       HF ⇔ H+ + F- CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+

       H3PO4 ⇔ H+ + H2PO4- Al(OH)3 ⇔ Al3+ + 3OH-

       H2PO4- ⇔ H+ + HPO42- H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-

       HPO42- ⇔ H+ + PO43- HCO3- ⇔ H+ + CO32-

       Fe(OH)2 ⇔ Fe2+ + OH-

- Chất không điện ly: Glucozơ; glyxerol; ancol etylic.

Bài 2: Cho các chất sau: NaCl; HF; CuSO₄; NaOH; Mg(NO₃)₂; H₃PO₄; (NH₄)₃PO₄; H₂CO₃; ancol etylic; CH₃COOH; AgNO₃; Glucozơ; glyxerol; Al(OH)₃; Fe(OH)₂; HNO₃.

Xác định chất điện ly mạnh, chất điện ly yếu, chất không điện ly? Viết phương trình điện ly của các chất (nếu có).

Trả lời:

- Chất điện ly mạnh: NaCl; CuSO₄; NaOH; Mg(NO₃)₂; (NH₄)₃PO₄; AgNO₃; HNO₃.

Phương trình điện ly:

        NaCl → Na⁺ + Cl- CuSO₄ → Cu²⁺ + SO4^2-

        NaOH → Na⁺ + OH- Mg(NO₃)₂ → Mg²⁺ + 2NO₃-

        (NH₄)₃PO₄ → 3NH₄+ + PO₄^3- AgNO3 → Ag+ + NO₃-

        HNO₃ → H⁺ + NO₃-

- Chất điện ly yếu: HF; H₃PO₄; H₂CO₃; CH₃COOH; Al(OH)₃; Fe(OH)₂.

Phương trình điện ly:

        HF ⇔ H⁺ + F- CH₃COOH ⇔ CH₃COO^- + H⁺

        H₃PO₄ ⇔ H⁺ + H₂PO₄- Al(OH)₃ ⇔ Al³⁺ + 3OH^-

        H₂PO₄- ⇔ H⁺ + HPO₄2- H₂CO₃ ⇔ H⁺ + HCO₃-

        HPO₄^2- ⇔ H⁺ + PO43- HCO3^- ⇔ H⁺ + CO₃2^-

        Fe(OH)₂ ⇔ Fe2+ + OH^-

- Chất không điện ly: Glucozơ; glyxerol; ancol etylic.

Bài 3: 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.

Trả lời:

nCH₃COOH = 0,02 mol . Số phân tử ban đầu là:

n₀ = 1. 0,02.6,022.1023 = 1,2044.1022 phân tử

>>> Xem thêm: Chất điện li yếu có độ điện li là bao nhiêu?

	CH3COOH : H+		+ 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:

Ở (n0 – n) + n + n=1,2047.1022

Vậy α = n/n0 = 0, 029 hay α = 2,9%

Bài 4: Viết PT phân tử và ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) khi trộn lẫn các chất sau:

a. dd HNO₃ và CaCO₃

b. dd KOH và dd FeCl₃

c. dd H₂SO₄ và dd NaOH

d. dd Ca(NO₃)₂ và dd Na₂CO₃

e. dd NaOH và Al(OH)₃

f. dd Al₂(SO4)₃ và dd NaOH vừa đủ

g. dd NaOH và Zn(OH)₂

h. FeS và dd HCl

i. dd CuSO₄ và dd H₂S

k. dd NaOH và NaHCO₃

l. dd NaHCO₃ và HCl

m. Ca(HCO₃)₂ và HCl

>>> Xem thêm: Dung dịch chất điện li dẫn điện được là do?

Trả lời:

a) 2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂ ↑

2H⁺ + CaCO₃ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂ ↑

b) H₂SO⁴ + 2NaOH → Na₂SO⁴ + 2H₂O

H⁺ + OH - → H₂O

c) 3KOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃↓ + 3KCl

Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃↓

d) Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NaNO₃

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

e) NaOH + Al(OH)₃ → Na[Al(OH)4]

OH^- + Al(OH)₃ → [Al(OH)₄]^-

f) 2NaOH + Zn(OH)₂ → Na₂[Zn(OH)₄]

2OH^- + Zn(OH)₂ →[Zn(OH)₄]^2-

g) FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

FeS + H⁺ → Fe²⁺ + H₂S ↑

h) CuSO₄ + H₂S → CuS ↓ + H₂SO₄

Cu²⁺ + S^2- → CuS ↓

i) NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂ ↑

HCO^3- + H+ → H₂O + CO₂ ↑

j) Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

HCO^3- + H⁺ → H₂O + CO₂ ↑

Dạng 2: Phương pháp bảo toàn điện tích để giải bài tập sự điện li

Bài 1: Một dd Y có chứa các ion: Mg2+ (0,05 mol), K+ (0,15 mol), NO3- (0,1 mol), và SO42- (x mol). Khối lượng chất tan có trong ddY là.

A. 22, 5gam        B. 25,67 gam.        C. 20,45 gam        D. 27,65 gam

Lời giải:

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:

0,05.2+0,15.1 = 1.0,1 + y.2 ⇒ x = 0,075

m = 0,05.24 + 0,15.39 + 0,1.62 + 0,075.96 = 20,45 gam

Bài 2: Cho 500 ml dung dịch X có các ion và nồng độ tương ứng như sau:

Na+ 0,6M ; SO42- 0,3M ; NO3- 0,1M ; K+ aM.

a) Tính a?

b) Tính khối lượng chất rắn khan thu được khi cô cạn dung dịch X.

c) Nếu dung dịch X được tạo nên từ 2 muối thì 2 muối đó là muối nào? Tính khối lượng mỗi muối cần hòa tan vào nước để thu được 1 lít dung dịch có nồng độ mol của các ion như trong dung dịch X.

Lời giải:

a. Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 0,6.1 + a = 0,3.2 + 0,1.1 ⇒ a = 0,1

b. m = mNa+ + mK+ + mNO3- + mSO42- = 0,3.23 + 0,05.39 + 0,05.62 + 0,15.96 = 26,35 g.

c. Dung dịch được tạo từ 2 muối là Na2SO4 và KNO3

m_Na2SO4 = 142.0,3 = 42,6 gam; m_KNO3 = 0,1.101=10,1 gam.

Dạng 3: Tính độ điện li

+ 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

Ví dụ: Tính độ điện li của axit HCOOH 0,007M trong dung dịch có [H+]=0,001M

Lời giải:

                   HCOOH + H2O → HCOO- + H3O+

Ban đầu:           0,007                                             0

Phản ứng:        0,007. a                                  0,007. a

Cân bằng:        0,007(1-a)                             0,007. a

Theo phương trình ta có:    [H+]  = 0,007. a  (M) ⇒ 0,007. a= 0,001

Vậy α = n/n0 = 0,1428 hay α = 14,28%.

Dạng 4: Xác định nồng độ ion

Phương pháp:

+ 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=C0.

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 → Na+ + Cl- (1)

Na2SO4 → 2Na+ + SO42- (2)

[Na+] = (0,01 + 0,02)/(0,01+0,01)= 0,15M

[Cl-]= 0,01/(0,01+0,01) = 0,05M

[SO₄^2-] =0,05M

Ví dụ 2: Có 4 dung dịch, mỗi dung dịch chỉ chứa một loại cation và một loại anion. Các loại ion trong 4 dung dịch gồm: Ba²⁺, Mg²⁺, Pb²⁺, Na⁺, SO₄^2–, Cl^–, CO₃^2–, NO₃^–. Đó là 4 dung dịch gì?

Trả lời:

Từ 8 ion kết hợp để tạo ra 4 dung dịch muối tan. Ion nào tạo ít muối tan nhất thì xét trước.

Xét từ cation, Pb²⁺ chỉ kết hợp với NO_3- mới tạo muối tan. => Pb(NO₃)₂.

Ba²⁺ tạo kết tủa với CO₃^2- và SO₄^2- nên muối tan sẽ là BaCl₂.

Mg²⁺ tạo kết tủa với CO₃^2- nên muối tan sẽ là MgSO₄, còn lại là Na₂CO₃.

Ví dụ 3: Trộn 200 ml dung dịch chứa 12 gam MgSO₄ với 300 ml dung dịch chứa 34,2 gam Al₂(SO₄)₃ thu được dung dịch X. Nồng độ ion SO₄^2- trong X là

Trả lời:

Ta có phương trình điện li:

MgSO₄ → Mg²⁺ + SO₄^2-

0,1                         0,1 (mol)

Al₂(SO₄)₃ → 2Al₃+ + 3SO₄^2-

0,1                              0,3 (mol)

nSO42- = 0,4 mol ⇒ CM(SO42-) = n : V = 0,4/(0,2 + 0,3) = 0,8M

Ví dụ 4: Tính nồng độ mol của các ion CH₃COOH, CH₃COO^-, H⁺ tại cân bằng trong dung dịch CH₃COOH 0,1M có a = 1,32%.

Trả lời:

CH₃COOH :      H⁺     +     CH₃COO^- (1)

Ban đầu:    Co                       0                    0

Phản ứng: Co. a            Co. a             Co. a

Cân bằng: Co(1-a)         Co. a               Co. a

Vậy:    [H⁺]= [CH₃COO-] = a.Co  = 0,1. 1,32.10-2M = 1,32.10-3M [CH₃COOH] = 0,1M – 0,00132M = 0,09868M

Ví dụ 5: Với chất điện li là hợp chất ion và hợp chất cộng hóa trị có cực thì cơ chế của quá trình điện li như thế nào?

Trả lời:

– Đối với các hợp chất ion khi cho vào nước các ion dương, ion âm trên bề mặt tinh thể bị hút về chúng các phân tử nước (cation hút đầu âm và anion hút đầu dương), làm cho lực hút giữa cation và anion yếu đi đến một giai đoạn nào đó, chúng tách ra khỏi tinh thể thành ion phân tán vào nước.

⇒ Hợp chất ion tan dần. Trong dung dịch các ion này chuyển động tự do.

⇒ Dung dịch dẫn điện.

– Đối với các hợp chất có liên kết cộng hóa trị có cực khi tan trong nước do sự tương tác giữa các phân tử nước với các phân tử của hợp chất này ( những cực ngược dấu hút lần nhau) dẫn đến sự điện li của các phân tử có liên kết cộng hóa trị thành các ion dương và ion âm. Trong dung dịch các ion này chuyển động tự do ⇒ Dung dịch dẫn điện.