Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
II. DẠNG BÀI TẬP VỀ TÍCH SỐ TAN

II. DẠNG BÀI TẬP VỀ TÍCH SỐ TAN

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Đối với CuS:



4

16

Q2  �

Cu 2 �

S 2 �



��



� 2.10 .1,3.10



20

37

= 2, 6.10  8.10



Như vậy: MnS không kết tủa, CuS kết tủa.

b. Khi giảm



S 2 �



�





H�







của dung dịch còn 10-7M thì:



1, 2.1020.0,1

 1, 2.107 M

(107 ) 2



14

7

11

Mn 2 �

S 2 �



��



� (2.10 )(1, 2.10 )  2, 4.10

�Q�



� 2, 4.1011  3.10 14



. Nên MnS kết tủa được.



Câu 2 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm 2017)





Dung dịch E chứa các ion: Ca , Na , HCO3 và Cl ; trong đó, số mol của





ion Cl gấp đơi số mol của ion Na . Cho một nửa dung dịch E phản ứng với

dung dịch NaOH (dư), thu được 4 gam kết tủa. Cho một nửa dung dịch E còn lại

phản ứng với dung dịch Ca(OH) 2 (dư), thu được 5 gam kết tủa. Mặt khác, nếu

đun sôi đến cạn dung dịch E thì thu được m gam chất rắn khan. Xác định giá trị

của m.

2







16







Bài giải



2

2

Do kết tủa phần (2) > phần (1) nên số mol HCO3 = CO3 lớn hơn Ca



2



Phần (1): HCO3 + OH → CO3 + H2O

2

Ca2 + CO3 → CaCO3 �







nCa2+  nCaCO3(1) 



4

 0,04 mol

100





2



Phần (2): HCO3 + OH → CO3 + H2O

2

Ca2 + CO3 → CaCO3 �







nHCO  nCaCO3(2) 

3



5

 0,05 mol

100



 Số mol các ion trong dung dịch E:





Ca2 : 0,04. 2 =0,08 mol





�HCO3 : 0,05. 2 =0,1 mol

� 

Cl : 0,12 mol



�Na : 0,06 mol





Đem dung dịch E đun sôi đến cạn:

2

t0

2HCO3 (dd) ��

� CO3 + CO2 � + H2O �

m =mNa+  mCa2+  mHCO  mCl  mCO2  mH2O



Vậy:



3



m =0,06(23)+0,08(40)+0,1(61) +0,12(35,5) 



0,1

(44 +18) =11,84gam

2



Câu 3 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm học 2014-2015)

Dung dịch A chứa hỗn hợp MgCl2 10M và FeCl3 10M. Tìm trị số pH thích

hợp để tách Fe3+ ra khỏi dung dịch A dưới dạng kết tủa hidroxit (coi Fe 3+ được

tách hoàn tồn khi nồng độ còn lại của Fe 3+ trong dung dịch nhỏ hơn hoặc bằng

1,0.10-6). Cho biết:



TMg (OH )2  1,12.1011 TFe (OH )3  3,162.1038



;



Bài giải

Để tách hết Fe3+ ở dạng kết tủa thì: khơng có Mg(OH)2 và Fe3+  10-6.

Tách hết Fe3+: Fe3+  10-6 và T= Fe3+.OH- = 3,162.10-38

3



 Fe3+ =  10-6 OH- 



3,162.1038

106

= 3,162.10



17



 H  = 0,32.10  pH  3,5

Khơng có Mg(OH)2: Mg2+.OH-1,12.10

 OH-= 3,35.10 H >  pH  10,5

Vậy: 3,5  pH  10,5

Câu 4 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm học 2014-2015)

Trong một cốc nước chứa a mol Ca 2+, b mol Mg2+ và c mol HCO. Nếu chỉ

dùng nước vôi trong, nồng độ Ca(OH) 2 xM để làm giảm độ cứng của nước thì

người ta thấy khi thêm V lít nước vơi trong vào cốc thì độ cứng của nước trong

cốc là nhỏ nhất. Xác định biểu thức tính V theo a, b, x (biết

TMgCO3  1.10 5



TMg (OH )2  1,12.10 11



;



).

Bài giải



Ca(OH)2 � Ca2+ + 2OH x.V  2x.V



x.V

HCO





3



+





c

2OH2b

CO



2

3



c



OH- � H2O

c



2

+ CO3







c



+ Mg2+ � Mg(OH)2

 b

+ Ca2+ 



CaCO3 ↓



 c



Vậy ta có: c = x.V + a và c + 2.b = 2x.V 



2b  a

x

V =



Do độ tan của Mg(OH)2 (T = 5.10-12) nhỏ hơn nhiều so với MgCO3

(T=1.10-5) nên có sự ưu tiên tạo kết tủa Mg(OH)2

Câu 5 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm học 2013-2014)

Hãy cho biết những hiện tượng gì xãy ra khi thêm từ từ Na2CO3 rắn vào

dung dịch chứa đồng thời ion Ba2+ 0,1M và ion Sr2+ 0,1M.

Biết:



TBaCO3  2, 0.109 TSrCO3  5, 2.1010



;



Bài giải

18



Trong dung dịch xãy ra hai cân bằng sau:

BaCO3 � Ba2+ + CO32SrCO3 � Sr2+ + CO32-



8

TBaCO3  0,1. �

CO32 �

CO32 �



�� �



� 2, 0.10 (mol / L)

9

TSrCO3  0,1. �

CO32  �

CO32 �



�� �



� 5, 2.10 (mol / L)







CO 2 �

CO 2 �

Khi � 3 �= 5,2.10-9 (mol/L) lúc đó SrCO3 bắt đầu kết tủa, nếu khi � 3 �



tăng lên đạt 2,0.10-8 (mol/L) thì cả SrCO3 và BaCO3 cùng kết tủa.

Câu 6 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm học 2012-2013)

Cho biết độ tan của CaSO 4 là 0,2 gam trong 100 gam nước. Ở 20 oC, khối

lượng riêng của dung dịch CaSO 4 bão hòa coi như bằng 1gam/mL. Hỏi khi trộn

50 ml dung dịch CaCl2 0,012M với 150 mL dung dịch Na2SO4 0,004M ở 20oC

thì có xuất hiện kết tủa khơng? Giải thích.

Bài giải

Trong dung dịch bão hòa CaSO4 :

[Ca2+] = [SO42-] = 1,47.10-2M

Khi trộn dung dịch CaCl2 với Na2SO4 thì:

[Ca2+] = (1,2.10-2.50):200 = 3.10-3M

[SO42-] = (4.10-3.150):200 = 3.10-3M

Vì cả [Ca2+] và [SO42-] đều chưa đạt tới nồng độ của dung dịch bão hòa nên

khơng có kết tủa.

Câu 7

Cho dung dịch chứa [Cl-] = 0,1M và [CrO42-] = 10-4M. Thêm từ từ dung

dịch AgNO3 vào. Hỏi kết tủa nào xuất hiện trước và khi kết tủa thứ 2 xuất hiện

thì tỷ lệ [Cl-]/[CrO42-] = ? có thể dùng Ag+ để khết tủa phân đoạn Cl- và CrO42được hay không? Biết khi nồng độ 10 -6 trở xuống thì có thể xem ion đó được

Tt

Tt

tách hết hồn tồn. Cho biết AgNO = 10-10 và Ag CrO = 10-12.

Bài giải

3



Có các phản ứng sau

Ag+ +Cl  � AgCl �



2



TtAgNO



3



19



= 10-10



4



(1)



Tt

1010

+



+



��

� TtAgNO � �

� AgNO3  1  109

Ag

Cl

Ag

� �� �

� � �

3

10

Cl  �





Điều kiện kết tủa AgCl:



2Ag+ +CrO42 � Ag2CrO4 �TtAg2CrO4



= 10-12



(2)



Điều kiện để kết tủa Ag2CrO4:

TtAg CrO

2

1012



2



2

4



��







Ag

CrO



Tt



Ag





 104

4

� �� 4 � Ag2CrO4 � � �

2



10

CrO4 �





Vậy [Ag+](2) > [Ag+](1) � AgCl kết tủa trước.

Khi cả 2 cùng kết tủa thì

10





Ag+�

Cl  �



��

� 10



(3)



2







Ag �

. �

CrO 2 � 106

Ag ��

CrO 2 � 1012

và � �� 4 �

hay � � � 4 �

(4)



Lấy (3) chia (4) ta được:





Cl  �



�  104



CrO42 �







Khi CrO42- bắt đầu kết tủa thì [CrO42-] = 10-4 khi đó [Cl-] = 10-6. Vậy có thể

kết tủa phân đoạn Cl- và CrO42- bằng Ag+.

Câu 8

Dung dịch X gồm BaCl2 0,01M và SrCl2 0,1M. Thêm 1 mol K2Cr2O7 vào

1 lít dung dịch X (coi thể tích dung dịch không đổi).

K a  2,3.1015



Cho biết: Cr2O72- + H2O � 2CrO42- + 2H+

TtBaCrO



4



= 10-9,93;



TtSrCrO



4



= 10-4,65



Tính pH để có thể kết tủa hồn tồn Ba2+ dưới dạng BaCrO4 mà khơng kết

tủa SrCrO4 (coi 1 ion kết tủa hoàn toàn khi nồng độ �10-6M).

Bài giải

2+



Ba + CrO4



2-



Tt1



� BaCrO4



BaCrO4



= 109,93



(1)



TtBaCrO 109,93

2

4





CrO





 103,93 M

6

� 4 � �

2



10

Ba �



Để kết tủa hoàn toàn BaCrO4:

Tt1



Sr + CrO4 � SrCrO4

2+



2-



SrCrO4



20



= 104,65



(2)



TtSrCrO 104,65

2

4





CrO





 103,65M

1

� 4 � �

2

10

Sr �





Để không kết tủa SrCrO4:



K a  2,3.1015



Cr2O72- + H2O � 2CrO42- + 2H+



(3)



Áp dụng ĐLBTKL đối với (3), trong đó [CrO42-] tính theo (3) và

[Cr2O72-] ≈ 1M (vì dùng dư so với ion Ba2+ cần làm kết tủa).

K a  2,3.1015



Cr2O72- + H2O � 2CrO42- + 2H+



Ta có:

Cân bằng



1



C



2x



Với C là nồng độ của CrO42- tại 2 thời điểm

Như vậy muốn tách Ba2+ ra khỏi Sr2+ dưới dạng BaCrO4 ta có:

2



103,93  CCrO 2  103,65

4



Vậy



2





CrO42 ��

H �

2

2



��

� �

15

2

� 2x

K a  2,3.10 

CrO

4







Cr2O72 �









2,3.1015

2,3.1015









2

x



H



� � 103,65x2

103,93x2



→ 10-3,76 < [H+] < 10-3,39 → 3,39 < pH < 3,67.

Câu 9 (Olympic 30/4 – 2017 – Tr144 – 486)

Ion [Ag(NH3)2]+ là một phức chất gồm Ag+ là ion trung tâm và 2 phân tử

NH3 là các phối tử. Độ tan của AgCl trong nước là 1,3.10 -5M. Tích số tan của

AgCl là 1,7.10-10. Hằng số bền của phức [Ag(NH 3)2]+ (β2) có giá trị là 1,5.107.

Chứng minh rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH 3 1,0M lớn hơn trong

nước.

Bài giải

Các cân bằng chủ yếu trong dung dịch:

TtAgCl



AgCl � Ag+ + Cl-



[Ag(NH ) ]



Ag+ + 2NH3 � [Ag(NH3)2]+



3 2



Để đánh giá độ của AgCl ta dựa vào tích số tan điều kiện K’sp.

'

K sp

 K sp. Ag









CNH  CAg

3



3 2



nên coi [NH3] =



CNH



3



= 1M



 Ag  1 [Ag(NH ) ] .[NH3]  1 1,5.107.12  1,5.107



K  K sp. Ag

'

sp



với



 Ag  1 [Ag(NH ) ] .[NH3]2

2



3 2



= 1,7.10-10.1,5.107 = 2,55.10-3

21



AgCl + 2NH3 � [Ag(NH3)2 ] + Cl 

S



S



K 'sp



S



'

K sp

 S2 � S  2,55.103  0,05M  1,3.105 M



Như vậy do ảnh hưởng của quá trình tạo phức [Ag(NH 3)2]+ nên độ tan của

AgCl trong dung dịch NH3 lớn hơn nhiều so với trong nước.

Câu 10



Sục từ từ khí HCl vào dung dịch gồm Pb2+ 1,0M và Ag+ 10-3M.

a. Kết tủa nào xuất hiện trước?

b. Có thể tách được hồn tồn Ag+ khỏi Pb2+ bằng HCl khơng?

Cho AgCl có pKS = 9,75; PbCl2 có pK’S = 4,8 và coi thể tích dung dịch

khơng thay đổi

Bài giải

a. Điều kiện để xuất hiện kết tủa AgCl:

[Ag+ ].[Cl- ] > KS �



[Cl-] > 10-7M



Điều kiện để xuất hiện kết tủa PbCl2:

[Pb2+ ].[Cl- ]2 > KS' � [Cl-] > 10-2,4M

Từ (2.9) và (2.10) ta thấy kết tủa AgCl xuất hiện trƣớc.

b. Để tách được hồn tồn Ag+ khỏi Pb2+ thì [Ag+] <10-6M còn Pb2+ chưa kết

tủa.

Điều kiện để kết tủa hoàn toàn Ag+





[Ag+] < 10-6M � [Cl-] > 10-4M



(1)



Điều kiện để chưa kết tủa PbCl2:

[Pb2+ ].[Cl- ]2 < KS'.[Cl-] < 10-2,4M



(2)



Từ (1), (2) � Có thể tách được hồn tồn Ag+ khỏi Pb2+.

Để tách được cần khống chế [Cl-] trong khoảng 10-4M < [Cl-] < 10-2,4M.



22



Câu 11 (Olympic 30/4 – 2017 – Tr144 – 486)



Ion [Ag(NH3)2]+ là một phức chất gồm Ag+ là ion trung tâm và 2 phân tử

NH3 là các phối tử. Độ tan của AgCl trong nước là 1,3.10 -5M. Tích số tan của

AgCl là 1,7.10-10. Hằng số bền của phức [Ag(NH 3)2]+ (β2) có giá trị là 1,5.107.

Chứng minh rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH 3 1,0M lớn hơn trong

nước.

Bài giải

Các cân bằng chủ yếu trong dung dịch:

TtAgCl



AgCl � Ag+ + Cl-



[Ag( NH ) ]



Ag+ + 2NH3 � [Ag(NH3)2]+



3 2



Để đánh giá độ của AgCl ta dựa vào tích số tan điều kiện K’sp.

'

K sp

 K sp. Ag



với



 Ag  1 [Ag( NH ) ] .[NH3]2

3 2







CNH  CAg







 Ag  1 [Ag(NH ) ] .[NH3]2  1 1,5.107.12  1,5.107



3



nên coi [NH3] =



CNH



3



= 1M



3 2



'

K sp

 K sp. Ag



= 1,7.10-10.1,5.107 = 2,55.10-3



AgCl + 2NH3 � [Ag(NH3)2 ] + Cl 

S



S



K 'sp



S



'

K sp

 S2 � S  2,55.103  0,05M  1,3.105 M



Như vậy do ảnh hưởng của quá trình tạo phức [Ag(NH 3)2]+ nên độ tan của

AgCl trong dung dịch NH3 lớn hơn nhiều so với trong nước.

Câu 12 (Olympic hóa học Bungari 1998)

Bạc clorua dễ dàng hoà tan trong dung dịch amoniac trong nước vì tạo ion

phức:

AgCl(r) + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl-.

a. Một lít dung dịch amoniac 1M hồ tan được bao nhiêu gam AgCl? Biết:

AgCl(r) ↔ Ag+ + Cl-



T = 1,8.10-10.



[Ag(NH3)2]+ ↔ Ag+ + 2NH3



K = 1,7.10-7.



b. Xác định tích số tan T của AgBr. Biết rằng 0,54g AgBr có thể tan được

trong dung dịch amoniac 1M.



23



Bài giải

a. Ta có:



Vì [Ag+] << [Cl-]; [Ag(NH3)2]+ = [Cl-]; [NH3] = 1 - 2[Cl-]

[Ag+] = T/[Cl-] nên thay tất cả các đẳng thức trên vào phương trình

của K ta tính được

[Cl-] = 0,0305M.  mAgCl = 4,38g

b. [Br-] = 0,33/188 = 1,75.10-3M



Câu 13 (Olympic hóa học quốc tế lần thứ 34)

Độ tan là một thông số quan trọng để xác định được sự ô nhiễm môi trường

do các muối gây ra. Độ tan của một chất được định nghĩa là lượng chất cần

thiết để có thể tan vào một lượng dung môi tạo ra được dung dịch bão hoà.

Độ tan của các chất khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất của dung môi và chất

tan cũng như của các điều kiện thí nghiệm, ví dụ như nhiệt độ và áp suất. Độ

pH và khả năng tạo phức cũng ảnh hưởng đến độ tan.

Một dung dịch chứa BaCl2 và SrCl2 đều ở nồng độ 0,01M. Khi ta thêm một

dung dịch bão hoà natri sunfat vào dung dịch thì 99,9% BaCl 2 sẽ kết tủa dưới

dạng BaSO4 và SrSO4 chỉ có thể kết tủa nếu trong dung dịch còn dưới 0,1%

BaSO4. Tích số tan của các chất được cho sau đây: T(BaSO4) = 10-10 và

T(SrSO4) = 3.10-7.

a. Viết các phương trình phản ứng tạo kết tủa.

Tính nồng độ Ba2+ còn lại trong dung dịch khi SrSO4 bắt đầu kết tủa.

Tính %Ba2+ và Sr2+ sau khi tách ra.

Sự tạo phức gây nên một ảnh hưởng đáng kể đến độ tan. Phức là một tiểu

phân tích điện chứa một ion kim loại ở trung tâm liên kết với một hay nhiều phối

tử. Ví dụ Ag(NH3)2+ là một phức chứa ion Ag+ là ion trung tâm và hai phân tử

NH3 là phối tử.

Độ tan của AgCl trong nước cất là 1,3.10-5M

Tích số tan của AgCl là 1,7.10-10M

Hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức có gía trị bằng 1,5.107.

24



b. Sử dụng tính tốn để cho thấy rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH3

1,0M thì cao hơn trong nước cất.

Bài giải

a. Các phản ứng tạo kết tủa:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

Sr2+ + SO42- = SrSO4

Kết tủa BaSO4 sẽ xảy ra khi [SO42-] = T(BaSO4)/[Ba2+] = 10-8M

Kết tủa SrSO4 sẽ xảy ra khi [SO42-] = 3.10-5M

Nếu không xảy ra các điều kiện về động học (chẳng hạn như sự hình thành

kết tủa BaSO4 là vơ cùng chậm) thì BaSO4 sẽ được tạo thành trước, kết quả là sẽ

có sự giảm nồng độ Ba2+. Khi nồng độ SO42- thoả mãn u cầu kết tủa SrSO4 thì

lúc này nồng độ còn lại của ion Ba2+ trong dung dịch có thể được tính từ cơng

thức:

T(BaSO4) = [Ba2+][SO42-] = [Ba2+].3.10-5  [Ba2+] = 0,333.10-5M

%Ba2+ còn lại tỏng dung dịch =

b. Cân bằng tạo phức giữa AgCl và NH3 có thể được xem như là tổ hợp của

hai cân bằng:

AgCl(r) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)



T = 1,7.10-10.



Ag+(aq) + 2NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+



Kf = 1,5.107



AgCl(r) + 2NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+ + Cl-(aq) K = T.Kf = 2,6.10-3

Cân bằng:



(1,0 – 2x)



x



x



Do K rất bé nên hầu hết Ag+ đều tồn tại ở dạng phức:

Nếu vắng mặt NH3 thì ở cân bằng: [Ag+] = [Cl-]

Sự hình thành phức dẫn đến: [Ag(NH3)2+] = [Cl-]

Như vậy:



Kết qủa này có nghĩa là 4,6.10-2M AgCl tan trong dung dịch NH3 1,0M,

nhiều hơn trong nước cất là 1,3.10-5M. Như vậy sự tạo thành phức Ag(NH3)2+

dẫn đến việc làm tăng độ tan của AgCl.



25



III. DẠNG BÀI TẬP VỀ ĐIỆN HĨA

Câu 1 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm 2017)

0



0



Ở 25oC cặp Cu+/Cu có E1 = 0,52V và cặp Cu2+/Cu có E2 = 0,16V. Trong mơi

trường amoniac các ion Cu+ và Cu2+ tạo thành các ion phức [Cu(NH3)2]+ có lgKb1

= 10,9 và [Cu(NH3)4]2+ có lgKb2 = 12,7 (Kb1 và Kb2 là các hằng số bền tổng của

các ion phức tương ứng)

0

0

a. Tính thế khử chuẩn E3 của cặp [Cu(NH3)2]+/Cu và E4 của cặp

[Cu(NH3)4]2+/[Cu(NH3)2]+



b. So sánh độ bền của Cu (I) trong nước và trong ammoniac

Bài giải

0

1



a. E1 = E(Cu+/Cu) = E + 0,059lg[Cu+]

0

E3 = E([Cu(NH3)2]+/Cu) = E1 + 0,059lg[Cu+]phức



Trong đó [Cu+]phức =





Cu ( NH 3 ) 2 �





2

Kb1  NH 3 



Ở điều kiện chuẩn [Cu(NH3)2+] = 1M ; [NH3] = 1M

0

0

Vậy E3 = E1 – 0,059lgKb1 = 0,52 – 0,059.10,9 = -0,123V





Cu 2 �





E  0, 059 lg







Cu �



o

2



E2 = E(Cu2+/Cu+) =



E4 = E([Cu(NH3)4]2+ / [Cu(NH3)2]+) =





Cu 2 �





phuc

E2o  0, 059 lg





Cu �





phuc



b. Trong đó:

[Cu2+]phức =





Cu ( NH 3 )4 �





4

K b 2  NH 3 



và [Cu+]phức =





Cu ( NH 3 ) 2 �





2

Kb1  NH 3 





Cu ( NH 3 ) 42 �

 NH 3 

K b1





E  0, 059 lg

 0, 059 lg

4

Kb 2



Cu ( NH 3 ) 2 �

NH 3 







E4 =



2



o

2



Điều kiện chuẩn: Nồng độ các phức chất và nồng độ của NH3 đều bằng 1M

E4o  E2o  0, 059 lg



Kb1

 0,16  0,059(10,9  12, 7)  0, 0538V

Kb 2



26



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

II. DẠNG BÀI TẬP VỀ TÍCH SỐ TAN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×