Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

1.1.1. Phản ứng tạo thành chất kết tủa

Thí nghiệm 1: Na₂SO₄ + BaCl₂

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

Video 1: Phản ứng của Na₂SO₄ và BaCl₂

• Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa trắng
• Giải thích: Do Na2SO4 và BaCl2 phản ứng tạo BaSO₄ kết tủa màu trắng
• Phương trình phản ứng: Na2SO4 + BaCl2 → BaSO₄ + 2NaCl  (1)

Nhận thấy Na2SO4 và BaCl2 đều là những chất điện li mạnh nên phân li tạo thành 4 ion trong dung dịch. Trong đó kết hợp của ion Ba²⁺ và SO₄^2- tạo kết tủa trắng BaSO₄

Như vậy bản chất của phản ứng là: Ba²⁺ và SO4^2- → BaSO4   (2)

Phương trình (1) được gọi là phương trình phân tử.

Phương trình (2) được gọi là phương trình ion thu gọn

Cách chuyển phương trình phân tử thành phương trình ion rút gọn

• Bước 1: Chuyển tất cả chất vừa dễ tan vừa điện li mạnh thành ion, các chất kết tủa, điện li yếu để nguyên dưới dạng phân tử. PT ion đầy đủ:

\(2N{a^ + } + S{O_4}^{2 - } + B{a^{2 + }} + 2C{l^ - } \to BaS{O_4} + 2N{a^ + } + 2C{l^ - }\)

• Bước 2: Lược bỏ những ion không tham gia phản ứng:

\(S{O_4}^{2 - } + B{a^{2 + }} \to BaS{O_4}\)

Kết luận

• Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.
• Điều kiện: Các ion kết hợp được với nhau tạo thành chất kết tủa (chất không tan hoặc ít tan)

1.1.2. Phản ứng tạo thành chất điện li yếu

Phản ứng tạo thành nước

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

Video 2: Phản ứng giữa NaOH và HCl

• Hiện tượng: Dung dịch bị mất màu hồng.
• Giải thích: Ban đầu trong cốc chứa NaOH. Khi thêm dung dịch Phenolphtalein vào môi trường bazơ thì dung dịch có màu hồng. Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào cốc trung hòa hết lượng bazơ thì lúc này trong cốc là môi trường axit. Trong môi trường axit dung dịch phenolphtalein không màu.
• Phương trình ion đầy đủ: \(N{a^ + } + O{H^ - } + {H^ + } + C{l^ - } \to N{a^ + } + C{l^ - } + {H_2}O\)
• Phương trình ion thu gọn: \(O{H^ - } + {H^ + } \to {H_2}O\)

Phản ứng tạo thành axit yếu

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

Video 3: Phản ứng của CH₃COONa và HCl

• Hiện tượng: Dung dịch bị mất màu hồng, có mùi giấm chua.
• Giải thích: Dung dịch CH₃COONa là dung dịch muối của bazơ mạnh và gốc axit yếu nên tạo môi trường bazơ. Nên khi nhỏ vài giọt dung dịch Phenolphtalein vào thì trong cốc xuất hiện màu hồng. Đến khi nhỏ dung dịch HCl vào, có phản ứng xảy ra là trung hòa hết lượng CH3COONa; cho đến dư lượng axit thì dung dịch bị mất màu hồng. Nguyên nhân là do trong môi trường axit, phenolphtalein không màu. Mùi giấm chua là mùi của sản phẩm tạo thành CH₃COOH.
• Phương trình phân tử: CH₃COONa+HCl → CH₃COOH+HCl
• Phương trình ion thu gọn: \(C{H_3}CO{O^ - } + {H^ + } \to C{H_3}COOH\)

1.1.3. Phản ứng tạo chất khí

Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được.

Video 4: Phản ứng của Na₂CO₃ và HCl

• Hiện tượng: Xuất hiện bọt khí không màu
• Giải thích: Khí không màu là khí CO₂ sinh ra do phản ứng giữa Na2CO3 và HCl
• Phương trình phân tử: HCl+Na₂CO₃ → NaCl+H₂O+CO₂
• Phương trình ion thu gọn: \({H^ + } + C{O_3}^{2\_} \to C{O_2} + {H_2}O\)

• Phản ứng xảy ra trong dung dịch chất điện li là phản ứng giữa các ion.
• Phản ứng trao đổi chất điện li trong dung dịch chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất một trong các chất sau: chất kết tủa, chất điện li yếu, chất khí

Bài 1:

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

a, NaF    +  HCl   →

b, Cu(NO₃)₂   +  H₂S →

c, Fe₂(SO₄)₃ + NaOH →

d, FeS(r) +  HCl    →

e, NH₄Cl  + AgNO₃ →

f, MgCl₂ + KNO₃ →

Hướng dẫn:

a,  NaF    +  HCl    →  NaCl + HF

    F^- + H⁺ → HF

b,  Cu(NO₃)₂   +  H₂S   → CuS↓ + 2HNO₃     

    Cu²⁺  +  H₂S   → CuS↓ +2 H⁺

c, Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH  → 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

    Fe³⁺ + 3OH^-→ 2Fe(OH)₃

d, FeS(r) +  2HCl → FeCl₂ + H₂S    

    FeS + 2H⁺  →  Fe²⁺ + H₂S 

 e, NH₄Cl  + AgNO₃ → NH₄NO₃    + AgCl↓

     Ag⁺ + Cl^- "AgCl↓

f, MgCl₂ + KNO₃  → không xảy ra

Bài 2:

Cho các phản ứng hóa học sau:
(1) (NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ →                                                (2) MgSO₄ + Ba(OH)₂ →
(3) Na₂SO₄ + BaCl₂ →                                                     (4) H₂SO₄ + BaSO₃ →                
(5) (NH₄)₂SO₄ + Ba(OH)₂ →                                            (6) Fe₂(SO₄)₃ + Ba(NO₃)₂ → 
Các phản ứng đều có cùng một phương trình ion rút gọn là:

Hướng dẫn:

(1), (3), (6) là các phản ứng có cùng phương trình rút gọn: Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

Bài 3:

Viết phương trình phân tử ứng với phương trình ion thu gọn sau:

a, Ba²⁺  + CO₃^2– → BaCO₃   

b.  Fe³⁺  +  3OH^–  →  Fe(OH) ₃  

c. NH₄⁺  + OH^–    →  NH₃ ­ +  H₂O 

d, S^2– +  2H⁺ →  H₂S ­               

e. PO₄^3–  +  3H⁺ →  H₃PO₄             

f. H₂PO₄^-  +  OH^-→  HPO₄^2- + H₂O

Hướng dẫn:

• H⁺ nằm trong axit, để đơn giản lấy HCl

• OH^- nằm trong bazơ, để đơn giản lấy NaOH

• muối nên chon muối của gốc NO₃^- vì tất cả đều tan.

• ion âm kết hợp với cation kim loại tạo muối nên chọn Na hoặc K.​

a, Ba²⁺  + CO₃^2– → BaCO₃ ¯  

Ba(NO₃)₂ + Na₂CO₃ → BaCO₃ ¯ + 2NaNO₃

 b.  Fe³⁺  +  3OH^–  →  Fe(OH) ₃ ¯  

Fe(NO₃)₃ + 3NaOH →  Fe(OH) ₃ ¯  +3 NaNO₃

 c. NH₄⁺  + OH^–    →  NH₃ ­ +  H₂O 

NH₄NO₃ + NaOH →  NaNO₃ + NH₃ ­ +  H₂O 

d, S^2– +  2H⁺ →  H₂S ­

Na₂S + 2HCl       → 2NaCl +  H₂S ­

 e.  PO₄^3–  +  3H⁺ →  H₃PO₄                

Na3PO4 + 3HCl  → 3NaCl +  H₃PO₄  

f. H₂PO₄^-  +  OH^-→  HPO₄^2- + H₂O

NaH₂PO₄ + NaOH→  Na₂HPO₄ + H₂O (OH^- lấy H⁺ tạo H₂O)

Sau bài học cần nắm:

• Bản chất, điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
• Viết được phương trình ion thu gọn của phản ứng

Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 11 Bài 4 có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.

• Câu 1:

  Cho dung dịch CH₃COOH 0,1M. Nhận định nào sau đây về pH của dung dịch axit này là đúng:

  • A. Lớn hơn 1 nhưng nhỏ hơn 7
  • B. Nhỏ hơn 1
  • C. Bằng 7
  • D. Lớn hơn 7

• Câu 2:

  Cho Mg(OH)₂ tác dụng với dung dịch HCl. Phương trình ion rút gọn của phản ứng

  • A. Mg²⁺  + 2Cl^- → MgCl₂
  • B. H⁺   +   OH^-  →  H₂O
  • C. Mg(OH)₂+ 2H⁺  →  Mg²⁺  + 2H₂O
  • D. Mg(OH)₂+2Cl^- → MgCl₂+ 2OH^-

• Câu 3:

  Phương trình ion rút gọn của phản ứng cho biết:

  • A. Những ion nào tồn tại trong dung dịch
  • B. Không tồn tại các phân tử trong dung dịch các chất điện li 
  • C. Bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li 
  • D. Nồng độ những ion nào trong dung dịch lớn nhất

• Câu 4:

  Phản ứng nào sau đây là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch:

  • A. Cu  + Cl₂  → CuCl₂
  • B. Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂
  • C. FeS +  2HCl → FeCl₂ + H₂S
  • D. Zn  + Fe(NO₃)₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Fe(NO₃)₂

• Câu 5:

  Dãy gồm các ion không cùng tồn tại trong một dung dịch là: 

  • A. Na⁺, K⁺, OH^-, NH₄⁺     
  • B. K⁺, Ba²⁺, OH^-, Cl^-
  • C. Al³⁺, NO₃^- , Cl^-, Ba²⁺      
  • D. K⁺, Cl^-, Na⁺, CO₃^2–

• Câu 6:

  Phản ứng nào sau đây có phương trình ion thu gọn: H⁺  +  OH^- →  H₂O

  • A. BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄  + 2HCl 
  • B. Ca(OH)₂ +  2HNO₃ → Ca(NO₃)₂  + 2H₂O
  • C. 3NaOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃ +3NaCl 
  • D. Na₂CO₃    +  2HCl    → 2NaCl + CO₂ + H₂O

• Câu 7:

  Trộn 400 ml dung dịch X chứa Na⁺, K⁺ và x mol OH^– (tổng số mol Na⁺ và K⁺ là 0,06) với 600 ml dung dịch Y chứa 0,01 mol \(SO_4^{2-}\), 0,03 mol Cl^–, y mol H⁺. pH của dung dịch thu được sau phản ứng là?

  • A. 1,0.
  • B. 12,0.
  • C. 2,0.
  • D. 13,0.

• Câu 8:

  Biết rằng A là dung dịch NaOH có pH = 12 và B là dung dịch H₂SO₄ có pH=2. Để phản ứng vừa đủ với V₁ lít dung dịch A cần V₂ lít dung dịch B. Quan hệ giữa V₁ và V₂ là:

  • A. V₁ = V₂
  • B. V₁ = 2V₂.
  • C. V₂ = 2V₁ .
  • D. V₂ = 10V_1.

Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 11 Bài 4.

Bài tập 4.13 trang 7 SBT Hóa học 11

Bài tập 1 trang 28 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 2 trang 28 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 3 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 4 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 5 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 6 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 7 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 8 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 9 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 10 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 11 trang 29 SGK Hóa học 11 nâng cao

Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa Chúng tôi thảo luận và trả lời nhé.