Hóa học 11 Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li – Giải bài tập SGK Hóa học 11 Bài 4

THPT Lê Hồng Phong 12/01/2023

Hóa học 11 Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.

Nội dung chính

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11 Bài 4

Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

Xét phản ứng:

Dung dịch A + dung dịch B → Sản phẩm.

– Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion.

– Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các chất sau:

+ Chất kết tủa.

+ Chất điện li yếu.

+ Chất khí.

Thí dụ:

+ Phản ứng tạo thành chất kết tủa:

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄↓

Kết tủa BaSO₄

+ Phản ứng tạo thành chất điện li yếu:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

+ Phản ứng tạo thành chất khí:

Fe + H₂SO₄ _loãng → FeSO₄ + H₂↑

Phương trình ion rút gọn

– Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.

– Cách chuyển từ phương trình dưới dạng phân tử thành phương trình ion rút gọn như sau:

Bước 1:

+ Chuyển các chất vừa dễ tan, vừa điện li mạnh thành ion.

+ Các chất khí, chất kết tủa, chất điện li yếu để nguyên ở dạng phân tử.

⇒ Khi này, phương trình thu được gọi là phương trình ion đầy đủ.

Thí dụ: Xét phản ứng:

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄↓

Phương trình ion đầy đủ là:

2Na⁺ + ${SO}_{4}^{2 -}$ ${SO}_{4}^{2 -}$ ${SO}_{4}^{2 -}$ + Ba²⁺ + 2Cl^– → BaSO₄↓ + 2Na⁺ + 2Cl^–

Bước 2: Lược bỏ những ion không tham gia phản ứng, ta được phương trình ion rút gọn.

Ba²⁺ + ${SO}_{4}^{2 -}$ → BaSO₄↓

Từ phương trình này ta thấy rằng, muốn điều chế kết tủa BaSO₄ chỉ cần trộn 2 dung dịch, một dung dịch chứa Ba²⁺, dung dịch kia chứa ion SO₄^2-.

Giải bài tập SGK Hóa học 11 Bài 4

Bài 1 (trang 20 SGK Hóa 11)

Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li là gì? Lấy các ví dụ minh hoạ?

Lời giải:

– Sau phản ứng tạo thành chất kết tủa

Na₂CO₃ + CaCl2 → 2NaCl + CaCO₃ ↓

2Na⁺ + CO₃^– + Ca²⁺ + 2Cl^– → 2Na⁺ + 2Cl^– + CaCO₃ ↓

Ca²⁺ + CO₃^– → CaCO₃ ↓

– Sau phản ứng tạo thành chất dễ bay hơi

Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S ↑

2Na⁺ + S^2- + 2H⁺ + 2Cl^– → 2Na⁺ + 2Cl^– + H₂S ↑

2H⁺ + S^2- → H₂S ↑

– Sau phản ứng tạo thành chất điện li yếu

2CH₃COONa +H₂SO₄ → 2CH₃COOH + Na₂SO₄

2CH₃COO^– + 2Na⁺ + 2H⁺ + SO₄^2- → 2CH₃COOH +2Na⁺ + SO₄^2-

CH₃COO^– + H⁺ → CH₃COOH

Bài 2 (trang 20 SGK Hóa 11)

Tại sao các phản ứng giữa dung dịch axit và hiđroxit có tính bazơ và phản ứng với muối cacbonat và dung dịch axit rất dễ xảy ra?

Lời giải:

– Sản phẩm của phản ứng giữa dung dịch axit và hiđroxit bazơ là muối và nước (H₂O), mà nước là chất điện li yếu.

Ví dụ: Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O

– Sản phẩm của phản ứng giữa muối cacbonat và dung dịch axit là muối mới, và axit cacbonic (H₂CO₃) rất yếu, dễ dàng bị phân huỷ thành nước (H₂O và khí cacbonic (CO₂) Vậy sản phẩm cuối cùng sau phản ứng có chất dễ bay hơi (CO₂) và chất điện li yếu (H₂O).

Ví dụ: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

– Theo điều kiện của phản ứng trao đổi thì phản ứng trên xảy ra được.

Bài 3 (trang 20 SGK Hóa 11)

Lấy một số thí dụ chứng minh: bản chất của phản ứng trong dung dich điện li là phản ứng giữa các ion?

Lời giải:

Thí dụ 1: AgNO₃ + NaCl → AgCl ↓ + NaNO₃

AgNO₃, NaCl, NaNO₃ là những chất điện li mạnh trong dung dịch, chúng phân li thành các ion. Ta có phương trình ion:

Ag⁺ + NO₃^– + Na⁺ + Cl^– → AgCl ↓ + NO₃^– + Na⁺

Vậy thực chất trong dung dịch chỉ có phản ứng của:

Ag⁺ + Cl^– → AgCl ↓

Còn các ion NO₃^– và Na⁺ vẫn tồn tại trong dung dịch trước và sau phản ứng.

Thí dụ 2: Na₂SO₃ + 2HCl → 2 NaCl + H₂O + SO₂ ↑

Na₂SO₃, HCl, và NaCl là những chất điện li mạnh trong dung dịch, chúng phân li thành các ion. Ta có phương trình ion:

2Na⁺ + SO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^– → 2Na⁺ + 2Cl^– + H₂O + SO₂ ↑

2H⁺ + SO₃^2- → H₂O + SO₂ ↑

Vậy thực chất trong dung dịch chỉ có phản ứng của 2H⁺ và SO₃^2- còn các ion Na⁺ và Cl^– vẫn tồn tại trong dung dịch trước và sau phản ứng. Thực chất các phản ứng trong dung dịch điện li là phản ứng giữa các ion vì các chất điện li đã phân li thành các ion.

Bài 4 (trang 20 SGK Hóa 11)

Phương trình ion rút gọn của phản ứng cho biết:

A. Những ion nào tồn tại trong dung dịch.

B. Nồng độ những ion nào trong dung dịch là lớn nhất.

C. Bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.

D. Không tồn tại phân tử trong dung dịch các chất điện li.

Lời giải:

Đáp án C. Vì chỉ rõ các ion nào đã tác dụng với nhau làm cho phản ứng xảy ra.

Bài 5 (trang 20 SGK Hóa 11)

Viết phương trình phân tử và phương trình ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch giữa các cặp chất sau:

a. Fe₂(SO₄)₃ + NaOH

b. NH₄Cl + AgNO₃

c. NaF + HCl

d. MgCl₂ + KNO₃

e. FeS _(r) + 2HCl

g. HClO + KOH

Lời giải:

a. Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 3 Na₂SO₄ + 2Fe(OH)₃ ↓

Fe³⁺ + 3OH^– → Fe(OH)₃ ↓

b. NH₄Cl + AgNO₃ → NH₄NO₃ + AgCl ↓

Ag⁺ + Cl^– → AgCl ↓

c. NaF + HCl → NaCl + HF

H⁺ + F⁺ → HF

d. MgCl₂ + KNO₃ → Không có phản ứng

e. FeS (r) +2HCl → FeCl₂+ H₂S ↑

FeS (r) + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂S ↑

g. HClO +KOH → KClO + H₂O

HClO + OH^– → H₂O + ClO^–

Bài 6 (trang 20 SGK Hóa 11)

Phản ứng nào dưới đây xảy ra trong dung dịch tạo kết tủa Fe(OH)₃?

A. FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄

B. Fe₂(SO₄)₃ + KI

C. Fe(NO₃)₃ + Fe

D. Fe(NO₃)₃ + KOH

Lời giải:

– Đáp án D.

– Vì : Fe(NO₃)₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KNO₃

Bài 7 (trang 20 SGK Hóa 11)

Lấy thí dụ và viết các phương trình hoá học dưới dạng phân tử và ion rút gọn cho phản ứng sau:

a. Tạo thành chất kết tủa

b. Tạo thành chất điện li yếu

c. Tạo thành chất khí

Lời giải:

a.Tạo thành chất kết tủa:

1/ AgNO₃ + HCl → AgCl + HNO₃

Ag⁺ + Cl^– → AgCl

2/ K₂SO₄ + Ba(OH)₂ → 2KOH + BaSO₄

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

3/ Na₂CO₃ + MgCl₂ → 2NaCl + MgCO₃

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃

b. Tạo thành chất điện li yếu:

1/ 2CH₃COONa + H₂SO₄ → 2CH₃COOH + Na₂SO₄

CH₃COO^– + H⁺ → CH₃COOH

2/ NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

H⁺ + OH^– → H₂O

3/ NaF + HCl NaCl + HF

H⁺ + F^– → HF

c. Tạo thành chất khí:

1/ FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

FeS + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂S

2/ K₂SO₃ + 2HCl → 2KCl + H₂O + SO₂

2H⁺ + SO₃^2- → H₂O + SO₂

3/ NaOH + NH₄Cl → NaCl + NH₃ + H₂O

NH₄⁺ + OH^– → NH₃ + H₂O

Trắc nghiệm Hóa học 11 Bài 4 có đáp án

Bài 1: Cho 26,8 gam hỗn hợp X gồm CaCO₃ và MgCO₃ vào dung dịch HCl vừa đủ, thoát ra 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch Y chứa m gam muối clorua. Giá trị của m là

A. 30,1.

B. 31,7.

C. 69,4.

D. 64,0.

Lời giải

Đáp án: A

2H⁺ + CO₃^2- → CO₂ + H₂O

n_Cl^– = n_H⁺ = 2n_CO₂ = 0,6 mol

m = m_X – m_CO₃^2- + m_Cl^– = 26,8 – 0,3.60 + 0,6.35,5 = 30,1 gam

Bài 2: Cho 47 gam K₂O vào m gam dung dịch KOH 14%, thu được dung dịch KOH 21%. Giá trị của m là

A. 353.

B. 659.

C. 753.

D. 800.

Lời giải

Đáp án: B

n_K₂O = 0,5 mol ⇒ n_KOH tạo ra = 1 mol;

Dung dịch KOH 21% ⇒

⇒ m = 659 gam

Bài 3: Để pha được 1 lít dung dịch chứa Na₂SO₄ 0,04M, K₂SO₄ 0,05 M và KNO₃ 0,08M cần lấy

A. 12,15 gam K₂SO₄và 10,2 gam NaNO₃.

B. 8,08 gam KNO₃và 12,78 gam Na₂SO₄.

C. 15,66 gam K₂SO₄và 6,8 gam NaNO₃.

D. 9,09 gam KNO₃và 5,68 gam Na₂SO₄.

Lời giải

Đáp án: C

Trong 1 lít dung dịch cần pha có:

n_Na⁺ = 0,08 mol, n_K⁺ = 0,18 mol, n_SO₄^2- = 0,09 mol, n_NO₃^– = 0,08 mol

⇒ Ban đầu có 0,08 mol NaNO₃ và 0,09 mol K₂SO₄

⇒ Cần phải thêm lấy 6,8 gam NaNO₃ và 15,66 gam K₂SO₄

Bài 4: Hòa tan một hỗn hợp 7,2 gam gồm hai muối sunfat của kim loại A và B vào nước được dung dịch X. Thêm vào dung dịch X môt lượng vừa đủ BaCl₂ đã kết tủa ion SO₄^2-, thu được 11,65 gam BaSO₄ và dung dịch Y. Tổng khối lượng hai muối clorua trong dung dịch Y là

A. 5,95 gam.

B. 6,5 gam.

C. 7,0 gam.

D. 8,2 gam.

Lời giải

Đáp án: A

M₂(SO₄)_n + nBaCl₂ → 2MCl_n + n_BaSO₄

⇒ n_BaSO₄ = 0,05 mol = n_BaCl₂

Theo bảo toàn khối lượng: m_M₂(SO₄)_n + m_BaCl₂ = m_MCl_n + m_BaSO₄

⇒ m_MCl_n = 5,95g

Bài 5: Cho 1 lít dung dịch gồm Na₂CO₃ 0,1M và (NH₄)₂CO₃ 0,25M tác dụng với 43 gam hỗn hợp rắn Y gồm BaCl₂ và CaCl₂. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được 39,7 gam kết tủa. Tỉ lệ khối lượng của BaCl₂ trong Y là

A. 24,19%.

B. 51,63%.

C. 75,81%.

D. 48,37%

Lời giải

Đáp án: D

n_BaCl₂ = x mol; n_CaCl₂ = y mol

m_giảm = 42 – 39,7 = m_Cl^– – m_CO₃^2-

⇒ 71(x + y) – 60(x + y) = 3,3 gam

x + y = 0,3 mol (1)

m_{kết tủa} = 39,7 ⇒ 197x + 100y = 39,7 (2)

Từ (1)(2) ⇒ x = 0,1; y = 0,2

%m BaCl₂ = [(208. 0,1)/43]. 100% = 48,37%

Bài 6: Cho dung dịch Fe₂(SO₄)₃ phản ứng với dung dịch Na₂CO₃ thì sản phẩm tạo ra là:

A. Fe₂(CO₃)₃và Na₂SO₄

B. Na₂SO₄; CO₂và Fe(OH)₃

C. Fe₂O₃; CO₂; Na₂SO₄và CO₂

D. Fe(OH)₃; CO₂; Na₂SO₄; CO₂

Lời giải

Đáp án: B

Fe₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ → Fe₂(CO₃)₃ + 3Na₂SO₄

Tuy nhiên Fe₂(CO₃)₃ không bền bị thủy phân:

Fe₂(CO₃)₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃ + 3CO₂

→ Fe₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + H₂O → 2Fe(OH)₃ + 3CO₂ + 3Na₂SO₄

Bài 7: Phương trình ion rút gọn của phản ứng cho biết

A. Những ion nào tồn tại trong dung dịch.

B. Nồng độ những ion nào trong dung dịch lớn nhất.

C. Bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.

D. Không tồn tại phân tử trong dung dịch các chất điện li.

Lời giải

Đáp án: C

Bài 8: Các ion nào sau không thể cùng tồn tại trong một dung dịch

A. Na⁺, Mg²⁺, NO₃^–, SO₄^2-.

B. Ba²⁺, Al³⁺, Cl^–, HSO₄^–.

C. Cu²⁺, Fe³⁺, SO₄^2-, Cl^–.

D. K⁺, NH₄⁺, OH^–, PO₄^3-.

Lời giải

Đáp án: B

Bài 9: Các ion có thể tồn tại trong cùng một dung dịch là:

A. Na⁺, NH₄⁺, SO₄^2-, Cl^–.

B. Mg²⁺, Al³⁺, NO₃^–, CO₃^2-.

C. Ag⁺, Mg²⁺, NO₃^–, Br^–.

D. Fe²⁺, Ag⁺, NO₃^–, CH₃COO^–.

Lời giải

Đáp án: A

Bài 10: Dung dịch X có chứa 0,07 mol Na⁺, 0,02 mol SO₄^2-, và x mol OH^–. Dung dịch Y có chứa ClO₄^–, NO₃^– và y mol H⁺; tổng số mol ClO₄^–, NO₃^– là 0,04 mol. Trộn X và T được 100 ml dung dịch Z. Dung dịch Z có pH (bỏ qua sự điện li của H₂O) là :

A. 1.

B. 12.

C. 13.

D. 2.

Lời giải

Đáp án: A

Áp dụng bảo toàn điện tích cho các dung dịch X và Y ta có:

1.n_Na⁺ = 2.n_SO₄^2- + 1.n_OH^– ⇒ 0,07 = 0,02.2 + x ⇒ x = 0,03

1.n_ClO₄^– + 1.n_NO₃^– = 1.n_H⁺ ⇒ y = 0,04

Phương trình phản ứng:

H⁺ + OH^– → H₂O

⇒ n_H⁺ dư = 0,01 ⇒ [H⁺] = 0,1 ⇒ pH = 1.

Bài 11: Chất nào sau đây không tạo kết tủa khi cho vào dung dịch AgNO₃

A. KBr

B. K₃PO₄

C. HCl

D. H₃PO₄

Lời giải

Đáp án: D

Bài 12: Cho dung dịch chứa các ion sau : Na⁺ ,Ca²⁺ ,Mg²⁺ ,Ba²⁺ , H⁺ , NO₃^–. Muốn tách được nhiều cation ra khỏi dung dịch mà không đưa ion lạ vào dung dịch người ta dùng:

A. dung dịch K₂CO₃vừa đủ .

B. dung dịch Na₂SO₄vừa đủ.

C. dung dịch KOH vừa đủ.

D. dung dịch Na₂SO₃vừa đủ.

Lời giải

Đáp án: D

Bài 13: Trong các cặp chất sau đây, cặp chất nào cùng tồn tại trong dung dịch?

A. AlCl₃và Na₂CO₃

B. HNO₃ và NaHCO₃

C. NaAlO₂và KOH

D. NaCl và AgNO₃

Lời giải

Đáp án: C

Bài 14: Phản ứng hóa học nào sau đây có phương trình ion thu gọn là H⁺ + OH^– → H₂O?

A. HCl + NaOH → H₂O + NaCl

B. NaOH + NaHCO₃→ H₂O + Na₂CO₃

C. H₂SO₄+ BaCl₂→ 2HCl + BaSO₄

D. H₂SO₄+Ba(OH)₂→ 2 H₂O + BaSO₄

Lời giải

Đáp án: A

Bài 15: Cho 4 dung dịch trong suốt, mỗi dung dịch chỉ chứa một loại cation và một loại anion trong các ion sau : Ba²⁺ ,Al³⁺ , Na⁺, Ag⁺ ,CO₃² ,NO₃^– ,Cl^– ,SO₄^2- . Các dung dịch đó là:

A. BaCl₂,Al₂(SO₄)₃,Na₂CO₃,AgNO₃.

B. Ba(NO₃)₂, Al₂(SO₄)₃,Na₂CO₃, AgCl.

C. BaCl₂, Al₂(SO₄)₃,Na₂CO₃,AgNO₃.

D. Ba(NO₃)₂, Al₂(SO₄)₃,NaCl, Ag₂CO₃.

Lời giải

Đáp án: A

******************

Trên đây là nội dung bài học Hóa học 11 Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.

Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm

Chuyên mục: Hoá học 11

Nội dung bài viết được đăng tải bởi thầy cô trường thpt Ngô Thì Nhậm (trước đây là trường trung học phổ thông Sóc Trăng). Cấm sao chép dưới mọi hình thức.