Bài tập bồi dưỡng Học sinh giỏi 11 phần dung dịch

2(aq)] = 1,11.10-5M
ị [Ca2+] = 0,5177.10-3M = 20,75mg/L
c) Sử dụng Keq = 5,00.10-5 và [CO2(aq)] = 1,24.10-5M để tớnh toỏn:
Cõn bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]
Từ cõu 6 – 5: K = 5,00.10-5 	= [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)] 
= [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)] 
Từ cõu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,24.10-5M
ị [Ca2+] = 0,5372.10-3M = 21,53mg/L
d) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 và [CO2(aq)] = 1,11.10-5M để tớnh toỏn:
Cõn bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]
Từ cõu 6 – 5: K = 4,28.10-5 	= [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)] 
= [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)] 
Từ cõu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,11.10-5M
ị [Ca2+] = 0,4916.10-3M = 19,70mg/L
7.
HCO3- là thành phần chủ yếu trong dung dịch:
pH của dung dịch này cú thể được tớnh bằng cụng thức: 
pH = (pKa1 + pKa2)/2 = 6,99 ằ 7,00
Với Ka1 và Ka2 là hằng số axit của H2CO3.
Tại pH = 7,00 thỡ [OH-] và [H+] ta cú thể bỏ qua. 
Bờn cạnh đú theo cõu 6 – 1 thỡ:[CO32-] << [HCO3-] 
Độ kiềm = [HCO3-] + 2[CO3-] + [OH-] - [H+] ằ [HCO3-] 
Từ cõu 6 – 6: ta cú thể cú 5 kết qủa sau:
1,02.10-3M
1,035.10-3M
1,0744.10-3M
0,9831.10-3M
2,00.10-3M (giả sử [Ca2+(aq)] = 40,1mg/L)
8.
a) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 để tớnh toỏn
 Cõn bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]
 [Ca2+] = 100mg/L = 2,50.10-3M
Thay vào biểu thức Keq = 4,28.10-5 = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)] 
= 4[Ca2+]3/[CO2(aq)] 
[CO2(aq)] = 1,46.10-3M
P(CO2) = {[CO2(aq)]/K(CO2).1,01.105 = 4,28.103Pa
Sử dụng Keq = 5,00.10-5 để tớnh toỏn:
 Cõn bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]
 [Ca2+] = 100mg/L = 2,50.10-3M
Thay vào biểu thức Keq = 5,00.10-5 = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)] 
= 4[Ca2+]3/[CO2(aq)] 
[CO2(aq)] = 1,25.10-3M
P(CO2) = {[CO2(aq)]/K(CO2).1,01.105 = 3,67.103Pa
CÂU7. Tớnh axit của một mẫu nước tựy thuộc sự hấp thụ khớ. Núi chung, khớ quan trọng nhất gõy nờn tớnh axit là cacbon dioxit.
Viết ba phương trỡnh phản ứng minh họa ảnh hưởng của CO2 trong khụng khớ lờn tớnh axit của nước.
Xếp cỏc hỗn hợp khớ sau theo thứ tự tăng dần khả năng hũa tan của CO2(k) trong dung dịch nước (tớnh theo % số mol)
90% Ar; 10% CO2.
ii) 80% Ar; 10% CO2; 10% NH3.
iii) 80% Ar; 10% CO2; 10%Cl2.
Viết cỏc phương trỡnh của bất kỳ phản ứng hoỏ học nào xảy ra trong dung dịch nước khi phơi khụ cỏc hỗn hợp khớ trờn.
Xếp cỏc hệ sau (trong nước) theo thứ tự khả năng hoà tan của CO2. Giả thiết rằng trước khi phơi dưới hỗn hợp 10% CO2 trong Ar, chỳng đó đạt cõn bằng với khụng khớ.
Nước cất.
ii) Dung dịch HCl 1M
iii) Dung dịch CH3COONa 1M
Giả thiết rằng khụng khớ cú chứa 350ppm CO2 (theo thể tớch), và đó đạt cõn bằng giữa CO2 khớ và tan (trong nước), hóy tớnh độ pH của một giọt nước mưa ở ỏp suất khụng khớ. Cỏc hằng số thớch hợp tại 25oC là: kH(CO2) = 3,39.10-2mol.L-1.atm-1; Kb(HCO3-) = 2,24.10-8; Kb(CO32-) = 2,14.10-4.
Tớnh độ pH của một chai nước cú ga (P(CO2(k)) = 1atm)
BÀI GIẢI:
Cỏc phản ứng:
CO2(k) ⇌ CO2(aq)	(1)
CO2(aq) + H2O ⇌ HCO3-(aq) + H+(aq)	(2)
HCO3-(aq) ⇌ CO32-(aq) + H+(aq)	(3)
Để ý là ta cú thờm cõn bằng:
CO2(aq) + H2O ⇌ H2CO3(aq)
Cú thể được giới thiệu để giải thớch sự tồn tại riờng biệt của CO2 dạng hoà tan và của axit cacbonic phõn tử trong dung dịch nước nhưng khụng bắt buộc phải dựng cõn bằng này để giải thớch phản ứng hoỏ học phản ứng của cacbonat trong nước.
Do cõn bằng được thiết lập với sự cú mặt đồng thời của cỏc chất ở hai vế của mỗi phản ứng và do ta bắt đầu từ CO2(k) và H2O nờn dung dịch thu được rừ ràng phải cú tớnh axit.
NH3 là một khớ cú tớnh bazơ:
NH3(k) ⇌ NH3(aq)
NH3(aq) + H2O ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)
Nờn sẽ xảy ra phản ứng axit – bazơ, kộo cõn bằng (2) và (3) theo chiều thuận. Điều này làm tăng khả năng hoà tan của CO2 cú trong khớ quyển.
Cl2 là một khớ cú tớnh axit:
Cl2(k) ⇌ Cl2(aq)
Cl2(aq) + H2O ⇌ Cl-(aq) + H+(aq) + HOCl(aq)
HOCl(aq) ⇌ H+(aq) + OCl-(aq)
Sự gia tăng [H+] sinh ra từ cỏc phản ứng này sẽ dời cỏc cõn bằng (2) và (3) theo chiều nghịch. Điều này làm giảm khả năng hoà tan của CO2 trong khớ quyển.
Như vậy chiều hướng để CO2 hoà tan là: ii>i>iii.
Axetat CH3COO- là bazơ liờn hợp của một axit yếu:
CH3COO-(aq) + H2O ⇌ CH3COOH(aq) + OH-(aq)
Dung dịch natri axetat cú tớnh kiềm và sẽ dời mọi cõn bằng của CO2 theo chiều thuận.
Dung dịch HCl sẽ dời cõn bằng của CO2 theo chiều nghịch.
Như vậy chiều hướng để CO2 hoa tan là: iii>i>ii
Nồng độ của CO2 trong dung dịch nước được tớnh bởi định luật Henry:
[CO2(aq)] = kH.P(CO2) = 1,187.10-5M
Ka = Kw/Kb 
Ka(CO2(aq)) = 4,46.10-7
Ka(HCO3-(aq)) = 4,67.10-11
Do Ka(CO2(aq)) >> Ka(HCO3-(aq)) ta giả sử rằng trong dung dịch axit chỉ cú cõn bằng của qỳa trỡnh tỏch loại proton H+ thứ nhất là đỏng kể (cú thể kiểm tra lại điều này một khi tỡm được [H+]). Do đú:
[H+] = [HCO3-] = 2,30.10-6M
Vậy pH = 5,64
Nay, với [H+] = [HCO3-] = 2,30.10-6M ta cú thể thấy [CO32-] = 4,67.10-11M. Do đú mức độ phõn ly của HCO3- thành H+ và CO32- rất nhỏ và giả thiết nờu trờn là đỳng.
Thấy ngay là 1atm CO2(k) sẽ tạo dung dịch axit hơn là 350ppm CO2(k): Vậy với cỏc lý do như đó trỡnh bày ở cõu d ta chỉ cần xột cõn bằng:
CO2(k) ⇌ CO2(aq)	
CO2(aq) + H2O ⇌ HCO3-(aq) + H+(aq)	
để giải quyết cõu hỏi 
[CO2(aq)] = kH.P(CO2) = 3,39.10-2M
và [H+] = [HCO3-] = (Ka[CO2(aq)])0,5 = 1,23.10-4M
Vậy pH = 3,91
CÂU8.
Axit photphoric, H3PO4 là một axit ba chức. Nếu chuẩn độ một dung dịch H3PO4 0,1000M với NaOH 0,1000M. Hóy ước lượng pH tại cỏc thời điểm sau:
Giữa điểm bắt đầu và điểm tương đương thứ nhất.
ii) Tại điểm tương đương thứ hai.
iii) Tại sao rất khú xỏc định đường cong chuẩn độ sau điểm tương đương thứ hai?
K1 = 7,1.10-3 	K2 = 6,2.10-8 	K3 = 4,4.10-13.
Một dung dịch chứa 530mmol Na2S2O3 và một lượng chưa xỏc định KI. Khi dung dịch này được chuẩn độ với AgNO3 thỡ đó dựng được 20,0mmol AgNO3 trước khi bắt đầu vẩn đục vỡ AgI kết tủa. Cú bao nhiờu mmol KI?. Biết thể tớch sau cựng là 200mL.
Ag(S2O3)23- ⇌ Ag+ + 2S2O32-(aq) 	Kd = 6,0.10-14.
AgI(r) 	⇌ Ag+(aq) + I-(aq) 	T = 8,5.10-17.
BÀI GIẢI:
(i) Cú dung dịch đệm H3PO4 và H2PO4-
(ii) Tại điểm tương đương thứ hai, cú HPO42- nờn:
	[H+] = (K2K3)0,5 = 1,7.10-10M
	pH = 9,77
(iii) HPO42- (K3 = 4,4.10-13) cú tớnh axit khụng mạnh hơn H2O bao nhiờu (Kw = 1,00.10-14). Thờm bazơ mạnh vào dung dịch HPO42- tương tự như thờm bazơ mạnh vào nước.
Do hằng số tạo phức của Ag(S2O3)23-, Kf = (Kd)-1 = 1,667.1013 là rất lớn nờn hầu hết Ag+ thờm vào sẽ tạo phức với S2O32- và:
[Ag(S2O3)23-] = 0,100M
số mmol S2O32- tự do = 530 – (2.20) = 490mmol.
[S2O32-] = 2,450M
Nồng độ ion Ag+ tự do được tớnh từ Kd
Ag+ + I- → AgI
T = [Ag+][I-] = 8,5.10-17
ị [I-] = 8,5.10-2M
mmol KI = 17,0mmol.
CÂU9
Trị số pH của nước nguyờn chất là 7,0; trong khi đú nước mưa tự nhiờn cú tớnh axit yếu do sự hoà tan của cacbon dioxit trong khớ quyển. Tuy nhiờn trong nhiều khu vực nước mưa cú tớnh axit mạnh hơn. Điều này do một số nguyờn nhõn trong đú cú những nguyờn nhõn tự nhiờn và những nguyờn nhõn xuất phỏt từ cỏc hoạt động của con người. Trong khớ quyển SO2 và NO bị oxy húa theo thứ tự thành SO3 và NO2, chỳng phản ứng với nước để chuyển thành axit sunfuric và axit nitric. Hậu qủa là tạo thành “mưa axit” với pH trung bỡnh khoảng 4,5. Tuy nhiờn cũng đó đo được cỏc trị số thấp đến mức 1,7.
Lưu huỳnh dioxit SO2 là một axit hai chức trong dung dịch nước. Tại 25oC cỏc hằng số axit bằng:
SO2(aq) + H2O(l) ⇌ HSO3-(aq) + H+(aq) 	Ka1 = 10-1,92M
HSO3-(aq) ⇌ SO32-(aq) + H+(aq) 	Ka2 = 10-7,18M
Tất cả cỏc cõu hỏi sau đều xột ở 25oC:
Tớnh tan của SO2 là 33,9L tỏng 1L H2O tại ỏp suất riờng phần của lưu huỳnh dioxit bằng 1 bar.
Hóy tớnh nồng độ toàn phần của SO2 trong nước bóo hoà khớ SO2 (bỏ qua sự thay đổi thể tớnh xảy ra do sự hoà tan SO2)
Hóy tớnh thành phần phần trăm của ion hydrosunfit.
Tớnh pH của dung dịch.
Hóy tớnh [H+] trong dung dịch nước của Na2SO3 0,0100M
Cõn bằng chớnh trong dung dịch nước của NaHSO3.
2HSO3-(aq) ⇌ SO2(aq) + SO32-(aq) + H2O(l).
Hóy tớnh hằng số cõn bằng của cõn bằng trờn.
Hóy tớnh nồng độ của lưu huỳnh dioxit trong dung dịch nước của natri hydrosunfit 0,0100M nếu chỉ xột cõn bằng ghi trờn.
Tớnh tan của bari sunfit trong nước bằng 0,016g/100mL
Hóy tớnh nồng độ ion Ba2+ trong nước bóo hoà.
Hóy tớnh nồng độ của ion sunfit trong nước bóo hoà.
Tớnh T của bari hydrosunfit.
Tớch số tan của bạc sunfit bằng 10-13,82M3. Hóy tớnh nồng độ ion bạc trong dung dịch nước của bạc sunfit bóo hoà (bỏ qua tớnh bazơ của ion sunfit).
Tớch số tan của canxi sunfit bằng 10-7,17M2. Hóy tớnh hằng số cõn bằng của phản ứng:
Ca2+(aq) + Ag2SO3(r) ⇌ CaSO3(r) + 2Ag+(aq) 
Nhỏ từng giọt brom đến dư vào dung dịch lưu huỳnh dioxit 0,0100M. Toàn bộ lưu huỳnh dioxit bị oxy húa thành sunfat (VI). Brom dư được tỏch ra bằng cỏch sục với khớ nitơ
Viết một phương trỡnh phản ứng của qỳa trỡnh và tớnh nồng độ ion hydro tỏng dung dịch thu được. Giả sử cỏc qỳa trỡnh hoỏ học cũng như cỏc thao tỏc thớ nghiệm đều khụng làm thay đổi thể tớch dung dịch. Trị số pKa của ion hydrosunfat bằng 1,99.
Sau mỗi đợt phun trào nỳi lửa, trị số pH của nước mưa đo được bằng 3,2. Hóy tớnh nồng độ toàn phần của axit sunfuric trong nước mưa, giả thiết rằng sự axit hoỏ chỉ so axit sunfuric. Proton thứ nhấn trong axit sunfuric cú thể được xem như phõn li hoàn toàn.
BÀI GIẢI:
i) 	pV = nRT ị n = 1,368 mol ị C(SO2) = 1,368M
SO2(aq) + H2O ⇌ HSO3-(aq) + H+(aq)
với [H+] = [HSO3-] = x thỡ 
Vậy %HSO3- = 8,95%
pH = 0,91
SO32-(aq) + H2O(l) ⇌ OH-(aq) + HSO3-(aq)
Với [OH-] = [HSO3-] = x thỡ: 
Ta cú:
i) 
ii) [SO2] + [HSO3-] + [SO32-] = 0,01M và 	[SO2] = [SO32-]
Vậy ta cú: 
M(BaSO3) = 217,39g.mol-1.
[Ba2+] = 7,36.10-4M
SO32-(aq) + H2O(l) ⇌ OH-(aq) + HSO3-(aq)
[OH-] = [HSO3-] = x
[HSO3-] + [SO32-] = [Ba2+]
[Ag+] = 3,927.10-5M
K = 
Phản ứng: 2H2O(l) + SO2(aq) + Br2(aq) → SO42-(aq) + Br-(aq) + 4H+(aq)
Cõn bằng: HSO4-(aq) ⇌ SO42-(aq) + H+(aq) 	Ka = 10-1,99M
[SO42-] = [HSO4-] = 0,01M và [H+] + [HSO4-] = 0,04M
[HSO4-] = 0,04 - [H+] và [SO42-] = [H+] – 0,03M ị [H+] = 0,0324M
[H+] = 10-3,2M; Ka = 10-1,99M; [HSO4-] = 10-1,28[SO42-]
[H+] = 10-3,2 = 10-1,28[SO42-] + 2[SO42-] + 10-10,8.
[SO42-] = 3,074.10-4M và [HSO4-] = 1,613.10-5M
C(H2SO4) = [HSO4-] + [SO42-] = 3,24.10-4M.
CÂU10
Hoà tan 1,00NH4Cl và 1,00g B