Bài 3: Sự điện li của H2O - pH - Chất chỉ thị axit-bazo

Lý thuyết

Bài tập trắc nghiệm 1.15, 1.16, 1.17 trang 5 sách bài tập(SBT) hóa học 11

1.15. Giá trị tích số ion của nước phụ thuộc vào :

A. áp suất.                                      

B. nhiệt độ.

C. sự có mặt của axit hoà tan.

D. sự có mặt của bazơ hoà tan.

1.16. Hoà tan một axit vào nước ở 25°C, kết quả là

A. [H⁺] < [OH^-].                              

B. [H⁺] = [OH^-].

C. [H⁺] > [OH^-].                        

D. [H⁺][OH^-] > 1.10^-14.

1.17. Dung dịch của một bazơ ở 25°C có :

A. [H⁺] = 1.10^-7M.   

B. [H⁺] < 1.10^-7M.

C. [H⁺] > 1.10^-7M.                           

D. [H⁺][OH^-] > 10^-14

Hướng dẫn giải

1.15. B

1.16. C

1.17. B

Bài tập 1.18 trang 6 sách bài tập(SBT) hóa học 11

Tích số ion của nước ở một số nhiệt độ như sau :

Ở 20°C : \({K_{{H_2}O}}\)= 7.10^-15

Ở 25°C : \({K_{{H_2}O}}\)= 1. 10^-14.

Ở 30°C : \({K_{{H_2}O}}\)= 1,5. 10^-14.

Hỏi sự điện li của nước là thu nhiệt hay toả nhiệt ?

Hướng dẫn giải

Thu nhiệt, vì khi nhiệt độ tăng tích số ion của nước tăng, nghĩa là sự điện ỉi của nước tăng, tuân theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê.

Bài tập 1.19 trang 6 sách bài tập(SBT) hóa học 11

1. Dùng các số liệu ở bài tập 1.18, hãy xác định môi trường axit, trung tính, kiềm ở 20°C và 30°C dựa vào nồng độ H⁺.

2. Hãy đưa ra định nghĩa môi trường axit, môi trường trung tính và môi trường kiềm của dung dịch đúng cho mọi nhiệt độ.

Hướng dẫn giải

1. Ở 20°C :

- Môi trường trung tính : [H⁺] = [\(O{H^ - }\)] = \(\sqrt {{{7.10}^{ - 15}}} \) = 8,37.10^-8 mol/l.

- Môi trường axit: [H⁺] > 8,37.10^-8 mol/l.

- Môi trường kiềm : [H⁺] < 8,37.10^-8 mol/l.

Ở 30°C :

- Môi trường trung tính : [H⁺] = [\(O{H^ - }\)] = \(\sqrt {{{1,5.10}^{ - 14}}} \) = 1,22.10^-7mol/l.

- Môi trường axit: [H⁺] > 1,22.10^-7mol/l.

- Môi trường kiềm : [H⁺] < 1,22.10^-7mol/l.

2. Ở mọi nhiệt độ :

- Môi trường trung tính : [H⁺] = [\(O{H^ - }\)].

- Môi trường axit: [H⁺] > [\(O{H^ - }\)].

- Môi trường kiềm : [H⁺] < [\(O{H^ - }\)].

Bài tập 1.20 trang 6 sách bài tập(SBT) hóa học 11

Nước nguyên chất ở 25°C có nồng độ H⁺ bằng 1.10^-7 mol/l. Hỏi có bao nhiêu phần trăm phân tử H₂O phân li ra ion ở nhiệt độ này, biết rằng \({D_{{H_2}O}}\) = 1 g/ml ?

Hướng dẫn giải

1 lít nước nặng 1000 g, nên số mol nước trong 1000 g là \(\frac{{1000}}{{18}} = 55,5(mol).\)

Cứ có 55,5 mol nước ở 25°C thì có 1.10^-7mol phân li ra ion. Phần trăm mol nước phân li ra ion : \(\frac{{{{1.10}^{ - 7}}.100\% }}{{55,5}} = {1,8.10^{ - 7}}\% \)

1,8.10^-7% mol H₂0 phân li ra ion cũng là phần trăm số phân tử H₂0 phân li ra ion.

Bài tập 1.21 trang 6 sách bài tập(SBT) hóa học 11

Có 250 ml dung dịch HCl 0,4M. Hỏi phải thêm bao nhiêu nước vào dung dịch này để được dung dịch có pH = 1 ?. Biết rằng sự biến đổi thể tích khi pha trộn là không đáng kể.

Hướng dẫn giải

Để có pH = 1 thì nồng độ HCl phải bằng 1.10^-1 mol/l. Vậy phải pha loãng 4 lần dung dịch HCl 0,4M, nghĩa là pha thêm 750 ml nước.

Bài tập 1.22 trang 6 sách bài tập(SBT) hóa học 11

Cần bao nhiêu gam NaOH để pha chế 250 ml dung dịch có pH = 10 ?

Hướng dẫn giải

Khi pH = 10 thì [H⁺] = 1.10^-10M và \({\rm{[}}O{H^ - }{\rm{]}} = \frac{{{{1.10}^{ - 14}}}}{{{{1.10}^{ - 10}}}}\) = 1.10^-4M, nghĩa là cần có 1.10^-4 mol NaOH trong 1 lít dung dịch. Vậy, trong 250 ml (\(\frac{1}{4}\)lít) dung dịch cần có \(\frac{{{{1.10}^{ - 4}}}}{4}\)mol NaOH hoà tan, nghĩa là cần có : \(\frac{{{{1.10}^{ - 4}}}}{4}\). 40 = 1,0.10^-3 (g) NaOH

Bài tập 1.23 trang 6 sách bài tập(SBT) hóa học 11

Chỉ dùng thuốc thử phenophtalein, hãy trình bày cách phân biệt ba dung dịch cùng nồng độ mol sau: KOH, HN0₃ và \({H_2}\)S0₄.

Hướng dẫn giải

- Nhỏ vài giọt dung dịch phenolphtalein vào cả ba dung dịch. Dung dịch nào có màu hồng là dung dịch KOH.

- Lấy các thể tích bằng nhau của ba dung dịch : V ml dung dịch KOH và V ml của mỗi dung dịch axit. Thêm vào hai dung dịch axit vài giọt dung dịch phenolphtalein. Đổ V ml dung dịch KOH vào từng V ml dung dịch axit, sau đó thêm một ít dung dịch KOH nữa, nếu có màu hồng thì dung dịch axit đó là HN0₃, ngược lại nếu không có màu hồng là dung dịch H₂S0₄.