Giải SGK Hóa 11 Cánh diều Bài 2: Sự điện li trong dung dịch nước. Thuyết Br∅nsted – Lowry về acid - base có đáp an

Sự khác nhau giữa chất điện li và chất không điện li:

+ Chất điện li là chất khi tan trong nước phân li thành ion.

+ Chất không điện li là chất khi tan trong nước không phân li thành ion.

Trong thí nghiệm, đèn sáng hay không sáng chứng tỏ tính dẫn điện của dung dịch chất tan.

+ Đèn sáng chứng tỏ dung dịch chất tan dẫn điện.

+ Đèn không sáng chứng tỏ dung dịch chất tan không dẫn điện.

Dự đoán trong thí nghiệm trên, cốc thuỷ tinh chứa nước nguyên chất thì đèn ***không* **sáng.

Do nước nguyên chất ***không* **dẫn điện.

Chất điện li là chất khi tan trong nước phân li thành ion.

Vậy những chất thuộc loại chất điện li là: HCl, BaCl$_{2}$, Ca(OH)$_{2}$, CH$_{3}$COOH.

Quá trình (3b): HCl + H$_{2}$O → H$_{3}$O$^{+}$ + Cl$^{-}$

Trong quá trình này nước đóng vai trò là base do nhận H$^{+}$.

H$_{2}$O + H$^{+}$ → H$_{3}$O$^{+}$.

Cân bằng (4): $N{H}_{3}+\ {H}_{2}O⇌\ N{H}_{4}^{+}+\ O{H}^{-}$

Trong phản ứng thuận của (4), H$_{2}$O đã nhường H$^{+}$ cho NH$_{3}$ nên đóng vai trò là acid, còn NH$_{3}$ nhận H$^{+}$ từ H$_{2}$O nên đóng vai trò là base.

Trong phản ứng nghịch của (4), NH$_{4}$$^{+}$ đã nhường H$^{+}$ cho OH$^{-}$ nên đóng vai trò là acid, còn OH$^{-}$ nhận H$^{+}$ từ NH$_{4}$$^{+}$ nên đóng vai trò là base.

Vậy trong cân bằng (4):

+ Hai acid là: H$_{2}$O và NH$_{4}$$^{+}$.

+ Hai base là: NH$_{3}$ và OH$^{-}$.

Acid mạnh và base mạnh phân li hoàn toàn trong nước; Acid yếu và base yếu phân li một phần trong nước. Vậy:

+ Acid mạnh là: HBr và HI

HBr → H$^{+}$ + Br$^{-}$

HI → H$^{+}$ + I$^{-}$

+ Base mạnh là: KOH

KOH → K$^{+}$ + OH$^{-}$

+ Acid yếu là: H$_{2}$S

H$_{2}$S ⇌ H$^{+}$ + HS$^{-}$

(HS$^{-}$⇌ H$^{+}$ + S$^{2-}$)

+ Cân bằng (7): Al$^{3+}$ + 3H$_{2}$O ⇌ Al(OH)$_{3}$ + 3H$^{+}$

Trong cân bằng (7) Al$^{3+}$ đóng vai trò là acid; H$_{2}$O đóng vai trò là base.

+ Cân bằng (8a): $C{O}_{3}^{2-}+{H}_{2}O⇌HC{O}_{3}^{-}+O{H}_{}^{-}$

Trong cân bằng (8a) H$_{2}$O đóng vai trò là acid, CO$_{3}$$^{2-}$ đóng vai trò là base.

+ Cân bằng (8b): $HC{O}_{3}^{-}+{H}_{2}O⇌{H}_{2}C{O}_{3}+O{H}_{}^{-}$

Trong cân bằng (8b) H$_{2}$O đóng vai trò là acid, HCO$_{3}$$^{-}$ đóng vai trò là base.

- Dung dịch phèn sắt (NH$_{4}$Fe(SO$_{4}$)$_{2}$.12H$_{2}$O) có môi trường acid. Do trong nước, phèn sắt bị phân li hoàn toàn theo phương trình:

NH$_{4}$Fe(SO$_{4}$)$_{2}$.12H$_{2}$O → NH$_{4}$$^{+}$ + Fe$^{3+}$ + 2SO$_{4}$$^{2-}$ + 12H$_{2}$O

Ion NH$_{4}$$^{+}$ và Fe$^{3+}$ đóng vai trò là acid trong các cân bằng:

NH$_{4}$$^{+}$ + H$_{2}$O ⇌ NH$_{3}$ + H$_{3}$O$^{+}$ (*)

Fe$^{3+}$ + 3H$_{2}$O ⇌ Fe(OH)$_{3}$ + 3H$^{+}$ (**)

- Người ta có thể dùng phèn sắt để loại bỏ các chất lơ lửng trong nước bởi ion Fe$^{3+}$ tạo Fe(OH)$_{3}$ theo (**) ở dạng kết tủa, có khả năng hấp phụ các chất rồi lắng xuống đáy bể.

Đáp án đúng là: (c); (d)

Phát biểu (c) không đúng do X ở trạng thái rắn, khan không dẫn điện.

Phát biểu (d) không đúng do dung dịch chất X có các ion dương và ion âm.

Giả sử nồng độ của dung dịch HCl bằng nồng độ của dung dịch CH$_{3}$COOH và bằng x M.

HCl là acid mạnh, phân li hoàn toàn trong nước:

HCl → H$^{+}$ + Cl$^{-}$

x → x x M

CH$_{3}$COOH là acid yếu, phân li một phần trong nước:

CH$_{3}$COOH ⇌ CH$_{3}$COO$^{-}$ + H$^{+}$

x M

Suy ra [CH$_{3}$COO$^{-}$] = [H$^{+}$] < x M

Vậy dung dịch HCl dẫn điện tốt hơn dung dịch CH$_{3}$COOH có cùng nồng độ do trong dung dịch HCl (x M) có nhiều phần tử mang điện hơn dung dịch CH$_{3}$COOH (x M).

Nước là dung môi phân cực, đóng vai trò quan trọng trong sự điện li của HCl và NaOH.

+ Khi tan trong nước, các phân tử HCl hút về chúng những cực ngược dấu của các phân tử nước. Do sự tương tác giữa các phân tử nước và phân tử HCl, kết hợp với sự chuyển động không ngừng của các phân tử nước dẫn đến sự điện li phân tử HCl ra các ion H$^{+}$ và Cl$^{-}$.

+ NaOH là hợp chất ion, trong tinh thể có các ion Na$^{+}$ và OH$^{-}$ liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện. Nước là dung môi phân cực. Khi cho tinh thể NaOH vào nước, các ion Na$^{+}$ và OH$^{-}$ trên bề mặt hút các phân tử nước lại gần. Các phân tử nước hướng các đầu âm vào ion Na$^{+}$, các đầu dương vào ion OH$^{-}$ làm yếu liên kết giữa các cation, anion trong tinh thể và khuếch tán vào nước.