III. XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP NÂNG CAO

có thể kết luận về thành phần kết tủa. Đồng thời dựa vào tính toán theo các cân

bằng để xác định nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch.

Khi cho AgNO3 vào dung dịch X.

AgNO3 → Ag+ + NO-3

0,01



0,01



0,01







Ag+ + I-



(1)



K1 = 1016



Ag+ + HCN  AgCN↓ + H+



(2)



K2 = 10+6,7



Ag+ + 2HCN  Ag(CN)2- + 2H+ (3)



K3 = 102,5



AgI ↓



Nhận xét: K1 >> K2 >> K3

=> Do vậy kết tủa AgI sẽ tạo ra trước.

Ag+ + I-



 AgI↓



(1)



K1 = 1016



K rất lớn, phản ứng coi như xảy ra hoàn toàn và số mol AgI trong 1 ,00 lít dung

dịch A là 0,01 mol.

Quá trình hòa tan AgI

AgI + 2HCN  Ag(CN)-2 + I- + 2H+ (4)

C



0,1



0



0



0



[]



0,1 – x



x



x



2x



K4 = K-11 . K32 = 10-13,5



[ Ag (CN ) −2 ] [ I − ] [ H + ] 2

x 2 ( 2 x) 2

=

= 10 −13,5

2

2

[

HCN

]

(

0

,

1

−

2

x

)

Ta có : K4 =



4x 2

0,1

0,1

= 10 −13,5

2

-3

0

,

1

Giả thiết x << x =>

=> x = 9,43.10 << 2



=> [Ag(CN)-2] = [I-] = 9,43.10-5 (M)

[H+] = 2x = 1,886 . 10-4(M) => pH = 3,72

=> [HCN] = 0,1(M)

*



Ka

10 −9,3

=

0

,

1

.

= 2,63.10 −7 ( M )

+

−3, 72

10

=> [CN-] = [HCN] . [ H ]

Ks

10 −16

=

= 1,1.10 −12 ( M )

−

− 4 , 03

[Ag+] = [ I ] 10



=> [Ag+] [CN-= = 2,9.10-19 < Ks = 10-16 => không có kết tủa AgCN

3. Khi cho NaOH vào dung dịch : NaOH → Na + + OH81



Phản ứng:

AgI + 2HCN + 2OH -  Ag(CN)-2 + I- + 2H2O (5)



K5 = K1-1.K32.K-2w



= 1014,5

K5 rất lớn, phản ứng coi như xảy ra hoàn toàn.

Khi hoà tan vừa hết : [Ag(CN)-2] = [I-] = 10-2(M)

[HCN] = 0,1 - 2.10-2 = 8.10-2 (M)

Ks

10 −16

=

= 10 −14 ( M )

−

−2

[Ag+] = ( I ) 10



β

-



[CN ] =



−1



[ Ag (CN ) −2 ]

= 2,82 .10 −5 ( M )

+

[ Ag ]



[Ag+] [CN- = 2,82 . 10-19 << 10-16 => không có kết tủa AgCN

Tính pH :



HCN  H+ + CN-



Ka = 10-9,3



2 . 10 −2

[ HCN ]

[ H + ] [CN − ]

−9,3

= 10 .

= 10 −5,8 5 ( M )

−

−5

2,82 . 10

=> Ka = [ HCN ]

=> [H+] = Ka [CN ]



=> pH = 5,85

Số mol OH- đã dùng = 2nAgI = 0,02 (mol).

Nhận xét: Đây là một ví dụ tổng hợp, trong đó học sinh sử dụng các kiến thức cân

bằng trong dung dịch như: cân bằng axit-bazơ, cân bằng tạo phức, cân bằng trong

dung dịch chứa chất ít tan để giải quyết các vấn đề của bài tập đặt ra. Điều này cũng

phù hợp với xu hướng chung của các vấn đề kiến thức được đưa ra trong các bài tập

học sinh giỏi thi Quốc gia và quốc tế.

H83. a) Để hoà tan hoàn toàn 2.10 -3 mol AgCl trong 100ml NH 3 thì nồng độ tối

thiểu của NH3 phải bằng bao nhiêu?

b) Sau khi hoà tan xong người ta axit hoá dung dịch bằng HNO 3 thì thấy có

kết tủa AgCl xuất hiện trở lại. Tính pH phải thiết lập để có ít nhất 99,9% AgCl kết

tủa trở lại .

Cho: pKs(AgCl) = 9,7 ; lgβ Ag(NH3)2+ = 7,24 ; pKNH4+ = 9,24.

H84. Trộn 40,00 ml dung dịch H3PO4 0,0675M với 50,00 ml dung dịch NaOH

0,162M, được dung dịch A. Thêm tiếp 45,00 ml dung dịch AgNO 3 0,045M vào

dung dịch A thu được dung dịch B và kết tủa. Tính pH của dung dịch B.

82



Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21 ; pKa3 = 12,32.

Tích số tan của Ag3PO4 = 17,59;



Kw = 10-14.



H85 1. Canxi hiđroxit là một bazơ ít tan. Trong dung dịch nước tồn tại cân bằng:

Ca(OH)2 (r)  Ca2+(dd) + 2OH- (dd).

Biết năng lượng tự do sinh chuẩn của Ca2+(dd), OH-(dd), Ca(OH)2 lần lượt

bằng:



-132,18; -37,59; -214,3 (kcal/mol). Hãy:

a. Tính tích số tan của Ca(OH)2 ở 250C.

b. Nồng độ ion Ca2+; OH- trong dung dịch nước tại 250C ?

c. Sục khí CO2 đến bão hòa vào dung dịch bão hòa Ca(OH)2. Tính pH của



dung dịch thu được. Biết độ tan bão hòa của CO2 là 3.10-2 M và Tích số tan của

CaCO3 là 10-8,35 .

Hằng số axit của :H2CO3 pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33. Tích số ion của H2O = 10-14

H86. Cho 100 ml dung dịch HCl 0,6M vào cốc đựng 100 ml dung dịch chứa Na 2S

0,1M và KCN 0,4M thu được dung dịch X. Thêm tiếp AgNO 3 vào dung dịch X đến

nồng độ 0,1M thu được kết tủa Y và dung dịch Z. (Kết tủa Y vẫn tồn tại trong bình).

a. Tính pH của dung dịch Z.

b. Cho NaOH (rắn) vào dung dịch Z đến khi [Na +] = 0,4M. Tính pH của dung

dịch thu được.Bỏ qua sự thay đổi thể tích do sự thêm NaOH.

Cho biết: Tích số tan của AgCl = 10-10; của Ag2S = 10-49,2 ; của AgCN = 10-16.

Ag(CN)2]- có β = 1020,48; H2S có pKa1= 7; pKa2 = 13,0; HCN có pKa = 9,35;

pKw = 14.

H87. Cho 0,1 mol khí SO2 vào 1,00 lít dung dịch chứa Fe 2(SO4)3 0,15M và MgSO4

0,2M thu được dung dịch X.

a. Tính pH của dung dịch X.

b. Thêm tiếp NH3 vào dung dịch X đến nồng độ 1,00M thu được kết tủa Y và

dung dịch Z. Tính pH của dung dịch Z.

Cho biết: E0 của Fe3+/Fe2+ 0,77V; của SO2-4/SO2 = 0,17V;

Tích số tan của Fe(OH)3 = 10-37; Fe(OH)2 = 10-15,1; Mg(OH)2 = 10-10,9 ; pKw = 10-14 ;



83



HSO-4 có pKa = 1,99; NH+4 có pKa = 9,24; SO2 + H2O có pKa1 = 1,76; pKa2

= 7,21.

H88. Cho 200,0 ml dung dịch Na2S 0,2M vào 200,0 ml dung dịch chứa HCl 0,16M;

ZnCl2 0,05M; FeCl2 0,1M thu được dung dịch X và kết tủa Y.

a. Xác định khối lượng kết tủa Y và pH của dung dịch X.

b. Thêm NaOH vào dung dịch X đến nồng độ đạt 0,1M thu được dung dịch

Z và kết tủa G. Xác định nồng độ cân bằng các chất trong dung dịch Z.

Cho biết: ZnS có pKS = 21,6; của FeS có pKS = 17,2; Fe(OH)2 có pKS = 15,2;

Zn(OH)2 có pKS = 17,1; H2S có pKa1 = 7,02; pKa2 = 12,90; pKw = 14;

H2ZnO2  2H+ +



ZnO22-



K = 10-30 ;



H89. Sục khí H2S đến bão hòa vào dung dịch chứa Fe 3+ 0,010M; Cu2+ 0,0010M và

Fe2+ 0,010M. Xác định thành phần kết tủa và pH của dung dịch sau phản ứng.

Cho biết: E0 của Fe3+/Fe2+ là 0,771V; của S, H+/H2S là 0,141V;

Tích số tan của CuS là KS1 = 10-35,2; FeS là KS2 = 10-15,1

H90. Cho 0,01 mol Ba3(PO4)2 vào 1 lít dung dịch HCl xM, thu được dung dịch có

pH = 1,0. Xác định x.

Cho biết: Ba3(PO4)2 có pKS = 22,5; H3PO4 có pKa1 =2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 =

12,32.

pKw = 14.



84



CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP TRONG CÁC ĐỀ THI

I. ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

Trong các kì thi học sinh giỏi quốc gia đã qua, các kiến thức về cân bằng

chất ít tan được sử dụng mang tính chất kết hợp với các phần kiến thức khác như:

axit-bazơ, oxi hóa-khử, tạo phức…Điều này làm tăng khả năng kết hợp kiến thức

của học sinh giỏi và nó cũng phù hợp với xu thế chung dành cho các đề thi chọn

học sinh giỏi. Tuy nhiên, các kiến thức về chuẩn độ kết tủa chưa xuất hiện trong các

kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia. Dưới đây, tôi tổng kết các câu trong các đề thi và

hướng dẫn giải có liên quan đến phần kiến thức về cân bằng chất ít tan có trong các

đề đã thi và đề dự bị trong các kì thi.

Ví dụ 41: [Câu II. 2b) (HSG QG 2002). Bảng A]

Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na 2SO4 0,050M. Thêm dần

Pb(NO3)2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thu được kết tủa Y và dung

dịch Z.

- Cho biết thành phần hóa học của kết tủa Y và dung dịch Z.

- Tính nồng độ các ion trong dung dịch Y (không kể sự thủy phân của các

ion, coi thể tích dung dịch không thay đổi khi thêm Pb(NO3)2).

Hướng dẫn giải:

Pb2+



+



0,09



S2-





→

ƒ



PbS ↓



(Ks-1) = 1026.



0,01



0,08

Pb2+



+



0,08



SO42-





→

ƒ



PbSO4 ↓



(Ks-1) = 107,8.





→

ƒ



PbI2



(Ks-1) = 107,6.



0,05



0,03

Pb2+

0,03



+



2 I0,06



Thành phần hỗn hợp: ↓Y :



PbS , PbSO4 , PbI2



Dung dịch Z :



K+ 0,06M Na+ 0,12M



Ngoài ra còn có các ion Pb2+ ; I-, SO42- ; S2- do kết tủa tan ra.

85



So sánh độ tan tương đối của các chất kết tủa:

3



PbI2: S =



K s, PbI



3



2



22



=



TPbSO



4



1.1 = 10−7,8 = 10-3,9;



PbSO4: S =

PbS: S =



10−7,6

4 = 10-2,7;



TPbS

1.1



=



10−26 = 10-13;



Bởi vì độ tan của PbI2 là lớn nhất nên cân bằng chủ yếu trong dung dịch là

cân bằng tan của PbI2.

PbI2↓ 



Pb2+ + 2Ix



Ks = 10-7,6



2x



Ks = [Pb2+].[I- ]2 = x.(2x2) = 4x3 = 10-7,6

=> x = 10-2,7 => [Pb2+] = 2.10-3M.

Do đó:



[I-] = 4.10-3M.

10 −7,8

−2,7

[SO42-] = 10

= 10-5,1 = 7,94.10-6M << [Pb2+]

10−26

−2,7

[S2-] = 10

= 10-23,3 = 5.10-24M << [Pb2+].



Các nồng độ SO42-, S2- đều rất bé so với nồng độ của Pb 2+, như vậy nồng độ

của Pb2+ do PbS và PbSO4 tan ra là không đáng kể nên cách giải gần đúng trên chấp

nhận được.

Nhận xét: Trong câu này, học sinh được nghiên cứu hai vấn đề chính:

- Xác định thứ tự xuất hiện các kết tủa.

- So sánh độ tan của các chất từ đó xác định cân bằng hòa tan chính trong

dung dịch. Trên cơ sở đó xác định thành phần cân bằng của dung dịch.

Nhìn chung đây là một ví dụ cơ bản, học sinh có thể vận dụng các kiến thức

về cân bằng chất ít tan để giải quyết trọn vẹn.



86