Giáo trình Chương II: phản ứng axit - Bazo- phản ứng oxi hoá khử

Chương II: phản ứng axit - bazo- phản ứng oxi hoá khử 
TRUNG HIẾU 12: 
1. Phản ứng trao đổi ion là gì? Điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy ra?
 Cho thí dụ minh hoạ.
2. Cho 60ml dung dịch NaOH nồng độ 0,4mol/l vào 40ml dung dịch AlCl3
 nồng độ Cmol/l. Hãy tính nồng độ mol/l của các chất tan trong dung 
dịch tạo thành (xem thể tích tổng cộng của dung dịch trên là 100ml).
HƯỚNG DẪN GIẢI:
1. Phản ứng trao đổi ion là phản ứng trong đó phân tử các chất điện
 li trao đổi ion cho nhau.
- Điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy ra là:
+ Có kết tủa tạo thành.
+ Có chất bay hơi tạo thành.
+ Có chất điện li yếu tạo thành.
(Học sinh cho thí dụ minh hoạ).
2. Số mol xút = 0,4 . 0,06 = 0,024 mol
Số mol AlCl3 = 0,04C mol
Phản ứng:
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl (1)
Phản ứng (1) đủ khi
3 . 0,04C = 0,024 → C = 0,2 mol/l.
Nếu NaOH dư:
Al(OH)3 + NaOH  = NaAlO2 + 2H2O (2)
Phản ứng (2) đủ khi:
4. 0,04 C = 0,024 → C = 0,015 mol/l.
Vậy có 3 vùng tồn tại C:
a) 0 ≤ C ≤ 0,015. NaOH rất dư, (1), (2) kết thúc. Dung dịch gồm NaCl 
(x mol) NaAlO2 (y mol) NaOH dư (z mol)
x + y + z = 0,024
x = 3nAlCl3 = 3 . 0,04C = 0,12C
y = nAlCl3 = 0,04C
→ z = 0,024 - 0,12C - 0,04C = 0,024 - 0,16C.
Vậy: CNaCl = 1,2C; C NaAlO2 = 0,4C; CNaOH = 0,24 - 1,6C.
b) 0,15 ≤ C ≤ 0,2    (1) kết thúc, (2) đang tiến hành.
Dung dịch NaCl (x) NaAlO2 (y) và Al(OH)3 ↓ (z)
x + y = 0,024
x = 0,12 C
y  + z = 0,04 C
→ x = 0,12C; y = 0,024 - 0,12C; z = 0,16C - 0,024
→ CNaCl = 1,2C; C NaAlO2 = 0,24 - 12C
c) c > 0,2, phản ứng (1) đang tiến hành.
x = 0,024
x + 3y = 0,12C
z + y = 0,04C
→ x = 0,024C; y = 0,04C - 0,008; z = 0,08
→ CNaCl = 0,24; C AlCl3 = 0,4C - 0,08.
TRUNG HIẾU 13: Trong dung dịch có thể tồn tại các hỗn hợp nào
 trong cặp chất sau đây:
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Các cặp chất sau không tồn tại vì nó xảy ra phản ứng:
a) BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
b) Na2S + CuCl2 → CuS↓ + 2NaCl
c) CaCl2 + (NH4)2CO3 → CaCO3↓ + 2HCl.
d) NH4Cl + NaOH → NH3↑  + H2O + NaCl.
e) FeCl3 + 3NH4OH → Fe(OH)3↓ + 3NH4Cl.
f) Na2S + 2NH → H2S + 2NaCl
h) Na2SiO3 + H2SO4 → H2SiO3 ↓ + Na2SO4.
TRUNG HIẾU 14: Có 3 ống nghiệm, mỗi ống chứa 2 cation và 2 anion 
(không trùng lặp giữa các ống nghiệm) trong số các ion sau: NH4+;
 Na+, Ba2+, Mg2+, Al3+, Cl-, Br-, NO3-, SO42-, PO43-; CO32-. Hãy xác
 các anion và cation và cation trong  mỗi ống nghiệm.
HƯỚNG DẪN GIẢI;
Các ion cùng chung trong dung dịch phải không có phản ứng với nhau
 (tạo kết tủa, chất bay hơi hoặc điện li yếu). Ta có bảng tóm tắt sau đây:
Vậy:
Ống 1:     Na+ NH4+ CO32- PO43-
Ống 2:     Ba2+ Mg2+ Cl- Br-
Ống 3:     Ag+ Al3+ SO42- NO3-
TRUNG HIẾU 15: Dung dịch A chứa a mol Na+, b mol NH4+, c mol HCO3,
 d mol CO32-, (không kể các ion H+, và OH- của H20). Thêm dần dung 
dịch Ba(OH)2 nồng độ g mol/l vào dung dịch A, người ta thấy khi thêm 
tới V ml dung dịch Ba(OH)2 thì kết tủa đạt giá trị lớn nhất và nếu thêm
 tiếp Ba(OH)2 thì lượng kết tủa không thay đổi.
a) Tính thể tích V theo a, b, c, d, e, g
b) Lấy dung dịch nước lọc (sau khi thêm dung dịch Vml Ba(OH)2 dung
 dịch A) đem cô cạn thì thu được bao nhiêu chất rắn khan?
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Khi cho Ba(OH)2 vào xảy ra các phản ứng sau:
Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH-
NH4+ + OH- → H2O + NH3↑                    (1)
HCO3- + OH- → CO32- + H2O                (2)
CO32- + Ba2+ → BaCO3 ↓                      (3)
SO42- + Ba2+ → BaSO4 ↓                      (4)
* Lượng kết tủa lớn nhất khi tất cả CO32-và SO42-kết tủa tức số mol Ba2+ 
bằng tổng số mol SO42- và CO32-. Lúc đó ta có hệ thức:
V.g/1000 = c + d + e
hay V = (c + d + e) 1000/g
* Trong dung dịch khi cho Ba(OH)2 vừa đủ chỉ có ion Na+ (amol) và phải
 có a mol ion trái dấu (OH). Do đó khi cô cạn ta được a mol NaOH, tức
 khối lượng chất rắn khan bằng 40a.
TRUNG HIẾU 16: Cho các ion Ag+, Ba2+, Mg2+, Na+, Br-, OH-, ,
 CH3COO-. Xác định các ion trong 2 dung dịch, mỗi dung dịch chứa 
2 cation và 2 anion nói trên không trùng lặp.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Ta có bảng khả năng phản ứng các ion như sau:
Kết luận: Ống 1: Ba2+, Na+, Br-, OH- ;   Ống 2: Ag+, Mg2+, , 
TRUNG HIẾU 17:
a) Hãy nêu rõ sự khác nhau giữa các khái niệm: Chất oxi hoá và sự
 oxi hoá, chất khử và sự khử.
b) Điều khẳng định sau đây có đúng không, giải thích: "Một chất có 
tính oxi hoá gặp một chất có tính khử, nhất thiết phải xảy ra phản ứng
 oxi hoá khử".
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a)
* Chất oxi hoá: chất nhận e
* Quá trình oxi hoá: quá trình chất khử cho e
* Chất khử: chất cho e
* Quá trình khử: quá trình chất oxi hoá nhận e
b) Điều khẳng định nêu trong giả thiết không luôn luôn đúng, vì một phản
 ứng oxi hoá khử oxi hoá và chất khử đủ mạnh và và cần điều kiện về
 nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp.
Ví dụ :HNO3 (chất oxi hoá) không tác dụng với Au (chất  khử) nhưng
 có tác dụng với  Cu.N2 không có tác dụng O2 ở nhiệt độ thường, nhưng 
ở nhiệt độ cao có phản ứng.SO2 chỉ tác dụng được với O2 khi có xúc 
tác V2O5 ở nhiệt độ 450oC.
TRUNG HIẾU 18: Cân bằng các phản ứng oxi hoá  khử sau, viết rõ các 
quá trình oxi hoá khử:
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a) Qúa trình cho nhận điện tử:
10FeSO4+ 2KMnO4+8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3+ 2MnSO4+K2SO4 + 8H2O
b) Quá trình cho nhận điện tử:
c) Quá trình cho nhận điện tử:
d) Quá trình cho nhận điện tử:
TRUNG HIẾU 19: Hoàn thành và cân bằng các phương trình phản ứng oxi hoá 
khử sau, cho biết chất oxi hoá, chất khử:
a) Cu + NaNO3+ H2SO4(l) b) FexOy+ HI l2+...
c) FeBr2+ KMnO4+H2SO4 d) FeS2+ HNO3 NO+ +...
HƯỚNG DẪN GIẢI:
TRUNG HIẾU 20: Cho các cặp oxi hoá khử sau: Fe2+/ Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+ 
từ trái sang phải theo dãy trên, tính oxi hoá tăng dần theo thứ tự Fe2+, Cu2+, Fe3+
 tính khử giảm dần theo thứ tự Fe, Cu, Fe2+. Hỏi:
a) Fe có tan được trong dung dịch FeCl3 và trong dung dịch CuCl2 không?
b) Cu có khả  năng tan được trong dung dịch FeCl3 hoặc trong dung dịch FeCl2 không.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Theo giả thiết; Tính oxi hoá: Fe2+ Cu > Fe2+. 
Một phản ứng oxi hoá khử có thể xảy ra theo chiều chất oxi hoá mạnh (Ox1) 
tác dụng với chất khử mạnh (Kh2) để cho 2 dạng khử (Kh1) và oxi hoá (Ox2) 
yếu hơn:
Ox1+ Kh2→ Kh1+ Ox2
a) Vậy Fe tan được trong dung dịch FeCl3:             2Fe3++ Fe →3Fe2+
b) Cu có thể tan trong dung dịch FeCl3 nhưng không tan trong dung dịch FeCl2:
2Fe3++ Cu →2Fe2++ Cu2+ ; Cu + Fe2+: không phản ứng.
TRUNG HIẾU 21: 
a) Ion là gì? Nêu ví dụ.
b) Nguyên tử Mg và ion Mg2+ giống và khác nhau chỗ nào về cấu tạo và tính 
chất hoá học cơ bản?
c) Viết phương trình phản ứng khi cho Mg và ion Mg2+ lần lượt tác dụng với 
dung dịch KOH, dung dịch HCl, dung dịch CuSO4.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a) Ion: là phần tử mang điện tích, phần tử đó có thể là nguyên tử hay nhóm
 nguyên tử.
Ví dụ: Fe3+, ,...
b) Mg và ion Mg2+:
* Về cấu tạo:           - Mg và Mg2+ đều có 12 proton và 12 nơtron.
- Mg có 12 electron , Mg2+ có 10 electron tính oxi hoá yếu.
c)
Mg+ KOH: không phản ứng.
Mg + CuSO4 MgSO4+Cu
Mg2+ + CuSO4: không phản ứng                             
Mg2++ HCl: không phản ứng.