Bài tập phản ứng trao đổi ion

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI

1.  Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion

- Phản ứng tạo thành chất kết tủa:

Thí dụ, phương trình phân tử:    Na2SO4 + BaCl2 ® BaSO4¯ + 2NaCl

Kết luận: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi có ít nhất một trong các điều kiện: tạo thành chất kết tủa, chất khí, hoặc chất điện li yếu.

2.  Phản ứng thuỷ phân của muối

-   Khái niệm về sự thuỷ phân của muối: phản ứng trao đổi ion giữa muối hoà tan và nước là phản ứng thuỷ phân của muối.

-   Phản ứng thuỷ phân của nước: nước nguyên chất có pH = 7, đại đa số phản ứng thuỷ phân làm thay đổi pH của nước.

+ Muối trung hoà tạo bởi cation của bazơ mạnh và gốc axit yếu, khi tan trong nước gốc axit yếu bị thuỷ phân, môi trường của dung dịch là kiềm (pH >7). Thí dụ CH3COONa, K2S, Na2CO3.

+ Muối trung hoà tạo bởi cation của bazơ mạnh và gốc axit mạnh, khi tan trong nước không bị thuỷ phân, môi trường của dung dịch vẫn trung tính (pH = 7). Thí dụ, NaCl, KNO3, KI.

+ Muối trung hoà tạo bởi cation của bazơ yếu và gốc axit yếu, khi tan trong nước, cation của bazơ yếu và axit yếu đều bị thuỷ phân. Môi trường là axit hay kiềm phụ thuộc vào độ thuỷ phân của 2 muối đó. Thí dụ, (NH4)2CO3, Al2S3.

+ Muối axit như NaHCO3, KH2PO4, K2HPO4 khi hoà tan vào nước phân li ra các anion HCO3-, H2PO4-, HPO42-, các ion này là lưỡng tính, chúng phản ứng với nước nên môi trường của dung dịch tuỳ thuộc vào bản chất của anion. 

Dạng 1: Viết phương trình ion thu gọn

Phương pháp giải

+ Viết phản ứng dạng phân tử, phân tích dạng phân tử thành dạng ion. Rút gọn những ion giống nhau ở hai vế, cân bằng điện tích và nguyên tử ở hai vế, thu được phương trình io rút gọn.

Các chất kết tủa, chất khí và chất điện li yếu vẫn giữ ở dạng phân tử.

Ví dụ 1: Viết phương trình ion rút gọn (nếu có) xảy ra trong dung dịch trong các trường hợp sau:

1. Fe2(SO4)3   + NaOH    ®             ;  2. Cu(OH)2   +  NH3  + H2O   ®

3. KNO3   + NaCl  ®                       ; 4. FeS  + HCl ®

5. NaHCO3   + Ba(OH)2  ®             ; 6. Ba(HSO4)2 + KOH ®

7. KH2PO4  + HCl ®                       ; 8. NH4Cl +  NaOH ®

9. CaCO3+ CO2  + H2O ®              ; 10. FeCl3  + Na2CO3  + H2O ®

Dạng 2: Xác định môi trường dung dịch

Phương pháp giải

+ Viết phương trình điện li các chất tạo thành ion, nhận xét khả năng thủy phân trong nước của các ion vừa tạo thành.

+ Ion gốc của axit yếu thủy phân trong nước tạo môi trường bazơ: CO3

+ Ion gốc của bazơ yếu thủy phân trong nước tạo môi trường axit: Cu2+, Fe3+; Zn2+, NH4 ..

+ Ion gốc của axit mạnh (ví dụ: SO4   , Br , Cl , NO3 , ClO4 ...) và ion gốc của bazơ mạnh (ví

dụ: Na+; K+, Ba2+, Ca2+, Mg2+...) không bị thủy phân trong nước, đóng vai trò trung tính. 

Ví dụ 1. Đánh giá môi trường axit, bazơ, trung tính của các dung dịch thu được khi hòa tan các chất sau vào các cốc nước riêng biệt: CuCl2; Na2CO3; NaClO4; K2S; NH4Cl; Fe(NO3)3; Na3PO4 ; K2SO3, K2SO4 .

Ví dụ 2.Cho các ion sau, ion nào đóng vai trò axit, bazơ, lưỡng tính, trung tính : Zn2+, NH4    ,