SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO NINH THUẬN
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Đề tài:
PHÂN LOẠI VÀ PHUƠNG PHÁP
GIẢI NHANH
CÁC BÀI TOÁN pH TRONG CÁC
DUNG DỊCH AXIT – BAZƠ – MUỐI
VÀ
CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ
TRÊN CƠ SỞ MÁY TÍNH CẦM TAY
Người viết : NGUYỄN VĂN HỒNG
Giảng dạy môn : HÓA HỌC
Tp. Phan Rang – Tháp chàm, tháng 4 năm 2010
1
PHÂN LOẠI VÀ PHUƠNG PHÁP GIẢI NHANH
CÁC BÀI TOÁN pH TRONG CÁC DUNG DỊCH AXIT – BAZƠ – MUỐI
VÀ CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ
TRÊN CƠ SỞ MÁY TÍNH CẦM TAY CASIO fx - 570 ES
I. ĐẶT VẤN ĐỀ :
Trắc nghiệm khách quan là hình thức thi, hiện đang thực hiện đối với hầu hết môn học
trong các kỳ kiểm tra, kỳ thi TNTHPT và tuyển sinh ĐH – CĐ của Bộ GD&ĐT.
Trong đề thi trắc nghiệm bao gồm nhiều câu hỏi, với thời gian làm bài mỗi câu khoảng
1,5 phút đến 2 phút. Với thời gian ngắn như vậy, việc giải quyết được câu hỏi đặt ra, đặc biệt
đối với các câu hỏi và bài toán trắc nghiệm, không phải là vấn đề đơn giản.
Trong qúa trình dạy học và đổi mới phương pháp dạy và học luôn luôn đặt giáo viên
trước tình huống : Làm thế nào để có thể truyền thụ kiến thức cho học sinh một cách thấu đáo
dễ hiểu, có hệ thống nhất và giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm.
Trong qúa trình giảng dạy các dạng bài toán tính pH trong các dung dịch axit – bazơ –
muối khi biết nồng độ, hoặc từ pH của dung dịch tính lại nồng độ mol/l của dung dịch axit –
bazơ – muối trong chương trình lớp 11 và bài toán chuẩn độ axit – bazơ trong chương trình
-
]
(mol/l)
pOH
dung dịch
Axit
Trung tính
Bazơ
> 10
-7
= 10
-7
< 10
-7
< 7
= 7
> 7
< 10
-7
= 10
-7
> 10
-7
> 7
= 7
< 7
2
LINE
2 ALPH
A
pH = - lg[H
+
] [H
+
] =
pH
10
(mol/l) (2)
pOH = - lg[OH
-
] [OH
-
] =
pOH
10
(mol/l) (3)
pH + pOH = 14 (4)
* Hng s axit :
[ ]
A
H . A
K
HA
+
=
pK = - lgK
ì =
(7)
Vớ d : CH
3
COOH
ơ
CH
3
COO
-
+ H
+
3
5
CH COOH
K 1,8.10
=
3
3
14 14
10
5
CH COO
CH COOH
10 10
K 5,56.10
Nu cha dy tớnh pH theo s sau nhiu hc sinh khụng tớnh c pH ca dung
dch v ngc li t pH tớnh li nng dung dch.
S tớnh pH dung dch axit baz v ngc li
[H
n
A] [H
+
] pH
])OH(B[
m
]OH[
pOH
1) Tớnh pH cỏc dung dch axit baz mnh v t pH ca dung dch tỡm nng
ca axit baz :
a) pH nng dung dch axit :
Dung dch hn hp axit (H
x
A C
1
M, H
y
A C
2
M,.)
pH = - log (xC
1
+ yC
2
+ )
3
pH log 1,7
150 50
× + × ×
= − =
÷
+
Đáp án : C
Ví dụ 4 : Dung dịch X (gồm : H
2
SO
4
xM và HCl 0,002M) có pH = 2. x có giá trị là :
A. 0,004 B. 0,008 C. 0,002 D. 0,04
Giải : Áp dụng Phương pháp giải phương trình tương đương trên máy tính CASIO
fx-570ES
Áp dụng công thức :
( )
2 log 2X 0,002 X=0,004= − + ⇒
Đáp án : A
b) pH ↔ nồng độ dung dịch bazơ :
Dung dịch hỗn hợp bazơ (B(OH)
n
C
I
M, B’(OH)
m
C
II
Đáp án : D
Ví dụ 8 : Trộn 30 ml dung dịch NaOH xM với 20 ml dung dịch Ba(OH)
2
0,01M được dung
dịch X có pH = 13. Giá trị của x là :
A. 0,014 B. 0,15 C. 0,015 D. 1,5
Giải : Áp dụng Phương pháp giải phương trình tương đương trên máy tính CASIO fx-
570ES. x được thay bằng X của máy tính.
Áp dụng công thức :
30 X 20 2 0,01
13 14 log X 0,15
30 20
× + × ×
= + ⇒ =
÷
+
Đáp án : B
2) Tính pH các dung dịch axit yếu – bazơ yếu và từ pH của dung dịch tìm nồng
độ của axit – bazơ :
a. pH ↔ nồng độ dung dịch đơn axit yếu – đơn bazơ yếu dựa vào độ điện li :
α. pH ↔ nồng độ dung dịch đơn axit yếu :
Dung dịch hỗn hợp axit yếu : HA C
1
M, HA’ C
2
M,…. Biết độ điện li các axit lần lượt
α
1
II
M,…. Biết độ điện li các đơn
bazơ yếu lần lượt α
I
, α
II
….
pH = 14 + log (α
1
C
I
+ α
2
C
II
+ … )
* Chú ý : Nếu dung dịch chỉ có 1 đơn bazơ yếu, coi nồng độ và độ điện li các đơn
bazơ còn lại bằng 0.
Ví dụ 11 : Dung dịch NH
3
0,01M, biết α = 4,24%. Có pH là :
A. 10 B. 10,72 C. 10,27 D. 10,63
Giải : Áp dụng công thức : pH = 14 + lg 0,0424 x 0,01 = 10,63
Đáp án : D
Ví dụ 12 : Dung dịch CH
3
NH
2
có pH = 11,84 ; biết α = 6,92%. Νồng độ mol/l của dung dịch
CH
pH log (K C K C )= − + +…
6
* Chú ý : Nếu dung dịch chỉ có 1 axit yếu, coi nồng độ và hằng số điện li các axit
còn lại bằng 0. Nếu đa axit yếu chỉ tính nấc thứ nhất vì các nấc điện li thứ 2 và 3… rất ít
so với nấc đầu.
Ví dụ 13 : Dung dịch axit CH
3
COOH 0,1 M, biết K
A
= 1,8.10
-5
. pH của dung dịch là :
A. 2,87 B. 2,78 C. 2,72 D. 2,27
Giải : Áp dụng công thức :
5
pH lg 1,8.10 0,1 2,87
−
= − × =
Đáp án : A
Ví dụ 14 : Dung dịch X gồm hai axit : HCOOH 0,1M và CH
3
COOH 1M. Biết hằng số axit
tương ứng K
HCOOH
=
4
1,75.10
−
và
, . 0
Áp dụng công thức :
4
1,646 lg 5,1.10 X X 1
−
= − ⇒ =
Đáp án : C
Ví dụ 16 : Một dung dịch Y (chứa HCOOH xM và CH
3
COOH 0,1M). Dung dịch Y này có
pH = 2,72. Biết K
1
(HCOOH) = 1,8.10
-4
và K
2
(CH
3
COOH) = 1,8.10
-5
. Gía trị x là :
A. 0,01 B. 0,1 C. 0,001 D. 0,05
Giải : Áp dụng Phương pháp giải phương trình tương đương trên máy tính CASIO fx-
570ES.
Gọi nồng độ HCOOH là X
Áp dụng công thức :
4 5
2,72 lg (1,8.10 X 1,8.10 0,1) X 0,01
− −
= − + × ⇒ =
Đáp án : A
Ví dụ 18 : Dung dịch Y gồm hai bazơ : NH
3
0,1M và CH
3
NH
2
1M. Biết hằng số bazơ tương
ứng
3
NH
K
= 1,75.10
-5
và
, . 0
3 2
4
CH NH
K 4 8 1
−
=
. pH dung dịch X là :
A. 12 B. 12,34 C. 12,43 D. 13,34
Giải : Áp dụng công thức :
5 4
pH 14 lg 1,75.10 0,1 4,8.10 1 12,34
− −
= + × + × =
Đáp án : C
Ví dụ 19 : Dung dịch C
−
= + ⇒ =
Đáp án : B
Ví dụ 20 : Dung dịch X (gồm hai amin : C
2
H
5
NH
2
0,1M và CH
3
NH
2
xM). Có pH = 12,23.
Biết hằng số bazơ tương ứng
, . 0
2 5 2
4
C H NH
K 4 7 1
−
=
và
3 2
4
CH NH
K 4,8.10
−
=
. là :
–
] của bazơ. Giáo viên khi cần dạy bồi dưỡng học sinh cần
phải hướng dẫn cho các em biết.
Theo định luận bảo toàn nồng độ đầu
8
* Nồng độ ion H
+
trong dung dịch axit :
[H
+
]
dd
=
OH
+
axit
+
2
]H[+]H[
Giả sử có dung dịch axit mạnh HA nồng độ đầu C
A
:
HA == H
+
+ A
–
C C
H
2
-7
có thể bỏ qua nồng đọ ion H
+
do nước điện li, vì vậy :
[H
+
]
dd
= C (mol/l) ⇒ pH = -lgC
A
- Nếu C
A
≈ 10
-7
không thể bỏ qua nồng đọ ion H
+
do do nước điện li, vì vậy :
[H
+
]
dd
= [H
+
]
axit
+ [H
+
]
nước
= (C + X)
) = 6,79
pH của dung dịch HCl 10
-7
M bằng 6,79
Đáp án : D
* Nồng độ ion OH
-
trong dung dịch bazơ :
[OH
-
]
dd
=
OHbazô
2
]OH[+]OH[
Giả sử có dung dịch bazơ mạnh BOH nồng độ đầu C
B
:
BOH == B
+
+ OH
–
C C
H
2
O ⇌ H
+
+ OH
B
>> 10
-7
có thể bỏ qua nồng đọ ion OH
-
do nước điện li, vì vậy :
[OH
-
]
dd
= C
B
(mol/l) ⇒ pOH = -lgC
B
⇒ pH = 14 – pOH
- Nếu C
A
≈ 10
-7
không thể bỏ qua nồng đọ ion H
+
do do nước điện li, vì vậy :
[OH
-
]
dd
=
2
- -
bazo H O
-7
+ 6,18.10
-8
) = 7,21
Đáp án : B
3. Kinh nghiệm 3 :
pH dung dịch đệm :
Dung dịch đệm : Là dung dịch hỗn hợp gồm có axit yếu và muối của axit đó hoặc
bazơ yếu và muối của bazơ yếu đó
a) Phương pháp giải : Tính pH dung dịch axit yếu và muối axit yếu đó
Dung dịch X gồm HA C
A
(mol/l) và A
-
C
B
(mol/l) biết K
A
.
HA ⇌ H
+
+ A
-
K
A
B.đ : C
A
0 C
B
Điện ly : x x x
C
=
⇒
A A
B
K C
x
C
=
A A
dd
B
K C
pH = lg
C
−
Ví dụ 24 : Dung dịch X gồm có CH
3
COOH 0,01M và CH
3
COONa 0,1M. Biết K
A
= 1,75.10
-5
.
pH của dung dịch X là :
A. 4,67 B. 3,76 C. 4,76 D. 5,76
Giải :
5
A A
b) Phương pháp giải : Tính pH dung dịch bazơ yếu và muối bazơ yếu đó
Dung dịch X gồm BOH C
B
(mol/l) và B
+
C
A
(mol/l) biết K
B
.
BOH ⇌ B
+
+ OH
-
K
B
B.đ : C
B
C
A
0
Điện ly : x x x
t.t.c.b : (C
B
– x) (x + C
A
) x
A
B
B
=
B B
dd
A
K C
pH =14+lg
C
Ví dụ 26 : Dung dịch X gồm có NH
4
Cl 0,01M và NH
3
0,1 M. Biết K
NH3
= 1,8.10
-5
. pH của dung
dịch X là :
A. 10,26 B. 11,26 C. 10,62 D. 12, 72
Giải :
5
B B
dd
A
K C 1,8.10 0,1
pH =14+lg 14 lg 10,255
C 0,01
−
× ×
= + =
4. Kinh nghiệm 4 :
Tìm pH dung dịch muối và từ pH tìm nồng độ dung dịch muối :
11
Muối được tạo
bởi
Môi trường
dung dịch
pH
dd
Phản ứng thủy phân K
tp
Axit mạnh và
bazơ mạnh Trung tính = 7
Không bị thủy phân
Axit yếu và
bazơ yếu
tương đương
Thủy phân mạnh: ví dụ :
Al
2
S
3
+ 6H
2
O == 2Al(OH)
3
+ 3H
2
S
Axit mạnh và
K
10
Axit yếu và
bazơ mạnh
Bazơ > 7 Chỉ có gốc axit yếu bị thủy phân :
A
-
+ H
2
O ⇌ HA + OH
-
Trong dung dịch có dư một ít OH
-
có
môi trường bazơ, pH > 7
K
tp
=
A
14
K
10
1) Bài tập định tính :
Học sinh nắm chắc kiến thức của bản trên có thể giải được bài tập định tính xác định
môi trường dung dịch muối.
2) Bài tập định lượng :
a) Tính pH dung dịch muối trung hòa :
* Dung dịch muối của axit yếu và bazơ mạnh :
Dung dịch A
-
3
10
CH COO
K 5,71.10
−
−
=
A. 12, 27 B. 10,73 C. 8,73 D. 8,37
Giải :
Áp dụng công thức (*) :
10
B B
pH 14 lg K C 14 lg 5,71.10 0,05 8,728
−
= + = + × =
Đáp án : C
Ví dụ 30 : pH của dung dịch NaNO
2
0,01M là. Biết
2
4
HNO
K 5,1.10
−
=
A. 9,72 B. 6,35 C. 8,27 D. 7.65
Giải :
Áp dụng công thức (**) :
14
6,9.10
−
−
×
= + =
Đáp án : A
* Dung dịch muối của bazơ yếu và axit mạnh :
Dung dịch B
+
C
A
M, biết K
B
hay
B
K
+
(K
A
). Có môi trường bazơ pH > 7
A A
pH lg K C= −
(*)
Hay :
14
A
B
10 C
pH lg
K
−
=
A. 5,13 B. 3,5 C. 2,87 D. 11,13
Giải :
Áp dụng công thức (**) :
14
14
B
5
A
10 C 10 0,1
pH lg lg 5,127
K
1,8.10
−
−
−
× ×
= − = − =
Đáp án : A
Ví dụ 34 : Dung dịch C
2
H
5
NH
3
Cl xM có pH = 5,5; biết
, . 0
2 5 2
) lớn hơn hằng số điện li axit, bỏ qua quá trình điện li.
Cách giải giống như dung dịch muối axit yếu và bazơ mạnh.
Ví dụ 35 : pH của dung dịch NaHCO
3
0,1M là. Biết hằng số axit H
2
CO
3
là :
7
1
K 4,5.10
−
=
và
11
2
K 4,7.10
−
=
.
A. 11,66 B. 12,27 C. 12 D. 9,67.
Giải :
−
3
HCO
⇄ H
+
+
−2
.,
K
tp
= K
B
=
14 14
8
7
1
10 10
2,22.10
K
4,5.10
− −
−
−
= =
>> K
2
= 4,7.10
-11
Áp dụng công thức (*) :
8
B B
pH 14 lg K C 14 lg 2,22.10 0,1 9,67
−
= + = + × =
Đáp án : D
.
A. 1,56 B. 4,10 C. 10,10 D. 11,60
Giải :
Phương trình điện ly của NaH
2
PO
4
:
NaH
2
PO
4
== Na
+
+ H
2
PO
4
-
Điện ly: H
2
PO
4
-
⇄ H
+
+ HPO
4
2-
(3) ; K
trường hợp này phải tính đúng.
14
13-
2-
-14
1
-14
tp
1,31.10
7,61.10
10
K
10
K ===
Ví dụ 37 : Biết hằng số axit của H
3
PO
4
điện li 3 nấc ở 25
0
C : K
1
= 7,6.10
-3
; K
2
= 6,2.10
-8
; K
= = ⇒ =
−
pH = - lg(0,024) = 1,62
Đáp án : A
Ví dụ 38 : Dung dịch HCOOH 0,001M có pH là. Biết K
HCOOH
= 1,75.10
-4
A. 3,88 B. 3,26 C. 2,88 D. 3,62
Giải :
Xét :
4
1,75.10
α 0,418 > 0,03
0,001
−
= =
Cần tính đúng. Gọi X là nống độ HCOOH điện li.
2
4 4
X
K 1,75.10 X 2,389168.10
0,001 X
− −
= = ⇒ =
−
pH = - lg(2,4.10
-4
) = 3,62
Đáp án : D
A 1 2 B I II
A B
V (xC yC ) V (nC mC )
[H ]
V V
+
+ + − + +
=
+
(I)
pH = -lg [H
+
] =
A 1 2 B I II
A B
V (xC yC ) V (nC mC )
lg
V V
+ + − + +
−
÷
+
(II)
b) Trường hợp dung dịch sau khi chuẩn độ có môi trường bazơ :
Dung dịch sau khi chuẩn độ dư bazơ.
* Nồng độ OH
-
:
Chú ý :
* Nếu [H
+
] hoặc [OH
-
] = 0, đó là điểm tương đương, dung dịch sau khi chuẩn độ có
pH = 7
* Khi gặp bài toán tính pH dung dịch sau khi chuẩn độ, học sinh chỉ cần tính theo
công thức (I). Nếu số âm tính pH dung dịch chuẩn độ theo công thức (IV). Nếu biết pH
dung dịch sau khi chuẩn độ, học sinh chỉ áp dụng công thức (II) hoặc (III).
Nếu dung dịch chỉ có một axit hoặc một bazơ coi các axit và bazơ còn lại có nồng
độ bằng 0.
Ví dụ 39 : Trộn 50 ml dung dịch HCl 0,12M với 150 ml dung dịch NaOH 0,1M. pH của dung
dịch thu được là:
A. 1,35 B. 1,53 C. 12,65 D. 12,56
Giải : Áp dụng công thức (I) :
50 0,12 150 0,1
[H ] 0,045 (mol/l) [OH ] 0,045 (mol/l)
50 150
+ −
× − ×
= = − ⇒ =
+
pH = 14 + lg(0,045) = 12,65
Đáp án : C
Ví dụ 40 : Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp X gồm (H
2
SO
4
= + ⇒
÷
+
Đáp án : B
16
Ví dụ 42 : Cần thêm bao nhiêu ml dung dịch NaOH 0,25M vào 50ml hỗn hợp HCl 0,1M và
H
2
SO
4
0,05M để thu được dung dịch có pH = 2 ?
A. 43,75 ml B. 36,54 ml C. 27,75 ml D. 40,75 ml
Giải : Áp dụng Phương pháp giải phương trình tương đương trên máy tính CASIO fx-
570ES.
pH = 2 < 7. Gọi V
B
là X
Áp dụng công thức (II) :
50 0,1 X 0,25
2 lg X = 36,538
50 X
× − ×
= − ⇒
÷
+
Đáp án : B
aM và HCl 3aM) với 250ml dung
dịch Y gồm (NaOH 0,1M; KOH 0,5 và Ba(OH)
2
0,05M). pH của dung dịch thu được là 12. a
có giá trị là :
A. 0,285M B. 0,175M C. 0,275M D. 0,315M
Giải : Áp dụng Phương pháp giải phương trình tương đương trên máy tính CASIO fx-
570ES.
pH = 12 > 7. Gọi a là X
Áp dụng công thức (IV) :
250(0,1 0,5 2 0,05) 150(2X 2X)
12 14 lg X = 0,285
250 150
+ + × − +
= + ⇒
÷
+
Đáp án : A
III. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ :
Trên cơ sở những kinh nhgiệm đã truyền thụ và rèn luyện kỹ năng áp dụng tính pH
của các dung dịch axit – bazơ – muối và bài toán chuẩn độ axit – bazơ, tôi cho học sinh làm
bài kiểm tra trắc nghiệm 15 phút với nội dung sau.
Đề :
17
1. Dung dịch X gồm : H
2
SO
4
là 2,24. Biết hằng số axit của H
3
PO
4
điện li 3 nấc ở 25
0
C :
K
1
= 7,6.10
-3
; K
2
= 6,2.10
-8
; K3 = 4,4.10
-13
. Nồng độ mol/L của dung dịch H
3
PO
4
là :
A. 0,1M B. 0,15M C. 0,01M D. 0,015M
8. Dung dịch Y gồm hai bazơ : NH
3
0,1M và CH
3
NH
2
1M. Biết hằng số bazơ tương ứng
Năm Lớp Sỉ số 10 9 8 7 6 5
2008 – 2009
12A4 50 26 15 7 2 0 0
12A5 46 17 25 4 0 0 0
12A6 50 17 30 3 0 0 0
12A7 48 9 35 4 0 0 0
12A8 47 12 32 3 0 0 0
12A9 49 21 24 4 0 0 0
12C 42 1 19 16 4 2 0
2009 – 2010
11A
1
45 20 17 3 3 2 0
11A
2
46 19 12 8 3 4 0
12A
1
43 20 17 5 1 0 0
12A
2
45 22 16 2 1 4 0
12A
3
44 25 10 8 0 1 0
12A
4
45 18 17 7 2 0 1
12A
5
19