Sự điện li, độ dẫn điện của dung dịch và bản chất phản ứng trao đổi ion

Phương trình / Quy luật áp dụng: Tay khô / Tay ướt

Giải thích chuẩn SGK: Trên tay người thường có NaCl (một thành phần của mồ hôi), khi gặp nước sẽ tạo thành dung dịch chất điện li; dung dịch chất điện li dẫn được điện nên khi tay ướt chạm trực tiếp vào nguồn điện rất dễ xảy ra tai nạn điện giật (theo SGK).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Thường gặp trong đề thi: Định nghĩa chất điện li và giải thích hiện tượng «tay ướt dễ bị điện giật» — trên tay người thường có muối NaCl từ mồ hôi, khi gặp nước sẽ tạo thành dung dịch chất điện li.

Phương trình / Quy luật áp dụng: NaCl(s) → (đun nóng) → Na⁺ và Cl⁻ nóng chảy

Giải thích chuẩn SGK: Một chất muốn dẫn điện phải có các hạt mang điện chuyển động tự do; trong NaCl rắn khan, các ion Na⁺ và Cl⁻ sắp xếp chặt chẽ không thể di chuyển tự do, nhưng khi đun nóng chảy sẽ tạo thành các ion chuyển động tự do (theo SGK).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi trọng tâm: Phát biểu đầy đủ định nghĩa chất điện li (hợp chất khi tan trong nước hoặc ở trạng thái nóng chảy phân li ra ion và dẫn được điện); chỉ ra chỗ sai của nhận định «KNO₃ rắn không dẫn điện nên không phải chất điện li».

Phương trình / Quy luật áp dụng: NaCl = Na⁺ + Cl⁻

Giải thích chuẩn SGK: Quá trình các chất khi tan trong nước hoặc khi nóng chảy phân li ra các ion chuyển động tự do gọi là sự điện li; các phân tử nước có cực kéo các ion Na⁺, Cl⁻ tách khỏi bề mặt tinh thể, trở thành các ion hydrat hóa chuyển động tự do (theo SGK).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi trọng tâm: Viết phương trình điện li (NaCl, KNO₃, HCl, H₂SO₄); «Sự điện li có cần dòng điện một chiều kích hoạt không?».

Phương trình / Quy luật áp dụng: C₁₂H₂₂O₁₁ (chất không điện li) · H₂O

Giải thích chuẩn SGK: Chất điện li là những hợp chất khi tan trong nước hoặc nóng chảy phân li ra ion; đường saccharose khi tan trong nước tồn tại dưới dạng phân tử, không phân li ra ion tự do nên dung dịch không dẫn điện.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi trọng tâm: Phân biệt chất điện li / chất không điện li / đơn chất dẫn điện.

Phương trình / Quy luật áp dụng: HCl = H⁺ + Cl⁻ ；CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺

Giải thích chuẩn SGK: Dung dịch HCl và dung dịch CH₃COOH có cùng nồng độ mol nhưng có pH và độ dẫn điện khác nhau rõ rệt, chứng tỏ nồng độ ion H⁺ trong hai dung dịch khác nhau, tức mức độ phân li khác nhau: HCl phân li hoàn toàn, còn CH₃COOH chỉ phân li một phần (theo SGK Hóa học 11).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi trọng tâm: Phân biệt chất điện li mạnh / chất điện li yếu và cách viết phương trình điện li; điều kiện đối chứng khi so sánh độ dẫn điện (cùng nồng độ, cùng nhiệt độ).

Phương trình / Quy luật áp dụng: Ba²⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓ + 2H₂O

Giải thích chuẩn SGK: SO₄²⁻ và Ba²⁺ kết hợp tạo thành kết tủa trắng BaSO₄ rất ít tan, đồng thời H⁺ và OH⁻ tạo thành H₂O; bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion (theo SGK).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi trọng tâm: Ý nghĩa điểm cực tiểu trên đồ thị độ dẫn điện, xác định điểm phản ứng vừa đủ và viết phương trình ion rút gọn.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Na⁺ → phía cực âm · Cl⁻ → phía cực dương

Giải thích chuẩn SGK: Các ion Na⁺ hydrat hóa mang điện tích dương di chuyển về phía điện cực nối với cực âm của nguồn điện, các ion Cl⁻ hydrat hóa mang điện tích âm di chuyển về phía điện cực nối với cực dương của nguồn điện; SO₄²⁻ và Ba²⁺ kết hợp tạo thành kết tủa trắng BaSO₄ (theo SGK).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi trọng tâm: Chiều di chuyển của các ion dưới tác dụng của điện trường; giải thích vi mô phản ứng trao đổi ion tạo kết tủa.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O (không kết tủa)

Giải thích chuẩn SGK: Một trong các điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy ra là tạo thành chất kết tủa: Ba²⁺ kết hợp với SO₄²⁻ tạo BaSO₄ rất ít tan; khi thay bằng HCl thì chỉ xảy ra phản ứng trung hòa H⁺ + OH⁻ → H₂O, tổng số mol ion tự do tại điểm tương đương không triệt tiêu mà dung dịch chỉ bị pha loãng.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi trọng tâm: Phân tích các đoạn trên đồ thị độ dẫn điện; điều kiện để phản ứng trao đổi ion trong dung dịch xảy ra (tạo kết tủa / chất khí / chất điện li yếu).

Phương trình / Quy luật áp dụng: Ba²⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓ + 2H₂O

Giải thích chuẩn SGK: Phần kiểm tra không thêm kết luận mới: Khi phản ứng vừa đủ, toàn bộ Ba²⁺ và OH⁻ trong dung dịch vừa tác dụng hết với SO₄²⁻ và H⁺ nhỏ vào, mật độ ion tự do đạt cực tiểu nên độ dẫn điện thấp nhất.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Cấu trúc điểm tối đa: H₂SO₄ loãng + 10.0 mL + Dòng điện ≤ 2 mA duy trì 15 s.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: MgCl₂ nóng chảy dẫn được điện, vì vậy MgCl₂ là chất điện li. Chất điện li là «hợp chất khi tan trong nước hoặc ở trạng thái nóng chảy phân li ra ion (dẫn được điện)»; KNO₃ rắn không dẫn điện vì các ion chưa thể chuyển động tự do, khi nóng chảy hoặc hòa tan nó dẫn điện nên là chất điện li. Đồng và than chì là đơn chất; sự điện li xảy ra do dung môi phân cực hoặc nhiệt độ chứ không cần dòng điện.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: NaCl = Na⁺ + Cl⁻. H₂SO₄ phân li hoàn toàn tạo 2H⁺ + SO₄²⁻; chất điện li yếu CH₃COOH phải dùng dấu thuận nghịch; gốc nitrate của KNO₃ là NO₃⁻. Chất điện li mạnh phân li hoàn toàn.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: CH₃COOH là chất điện li yếu, chỉ phân li một phần nên nồng độ ion trong dung dịch nhỏ. Khả năng dẫn điện của dung dịch phụ thuộc vào nồng độ các ion tự do và điện tích của chúng. HCl phân li hoàn toàn, trong khi CH₃COOH ở 0.10 mol/L chỉ phân li khoảng 1.32 % (α = √(Ka/c)), nên nồng độ ion tự do nhỏ hơn rất nhiều.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Ba²⁺ và OH⁻ kết hợp tạo kết tủa BaSO₄ và nước làm nồng độ ion giảm tới cực tiểu khi phản ứng vừa đủ, sau đó H₂SO₄ loãng dư phân li ra các ion mới. BaSO₄ rất ít tan nhưng phần tan được vẫn phân li hoàn toàn nên nó vẫn là chất điện li mạnh; độ dẫn điện giảm là do các ion tự do trong dung dịch bị tách ra dưới dạng kết tủa BaSO₄ và phân tử H₂O. Sau điểm tương đương, lượng H₂SO₄ loãng nhỏ dư phân li ra H⁺ và SO₄²⁻ làm độ dẫn điện tăng trở lại.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Ba²⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓ + 2H₂O. Các chất dễ tan và điện li mạnh được viết dưới dạng ion: Ba(OH)₂ tách thành Ba²⁺ + 2OH⁻, H₂SO₄ tách thành 2H⁺ + SO₄²⁻; chất kết tủa BaSO₄ và chất điện li rất yếu H₂O giữ nguyên công thức phân tử. Nếu chỉ viết «Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓» là bỏ sót phản ứng trung hòa giữa H⁺ và OH⁻.