Câu 1. Phương trình điện li:
Gọi \(\alpha \) là độ điện li của axit
Hằng số cân bằng Ka:
\({K_a} = \dfrac{{\left[ {{H^ + }} \right]\left[ {C{H_3}{\rm{CO}}{{\rm{O}}^ - }} \right]}}{{\left[ {C{H_3}{\rm{COOH}}} \right]}}\)\(\, = \dfrac{{{{\left[ {{H^ + }} \right]}^2}}}{{\left[ {C{H_3}{\rm{COOH}}} \right]}}\)
Cách 1:
\({K_a} = \dfrac{{\left[ {{H^ + }} \right]\left[ {C{H_3}CO{O^ - }} \right]}}{{\left[ {C{H_3}{\rm{COOH}}} \right]}} \)\(\,= \dfrac{{C\alpha .C\alpha }}{{C - C\alpha }} = \dfrac{{{{\left( {C\alpha } \right)}^2}}}{{C\left( {1 - \alpha } \right)}} = \dfrac{{C{\alpha ^2}}}{{1 - \alpha }}\)
Vì CH3COOH là axit yếu nên \(\alpha \) nhỏ, giả sử \(1 - \alpha \approx 1\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow {K_a} = C{\alpha ^2} \Rightarrow C\alpha = \sqrt {C{K_a}} \\\left[ {{H^ + }} \right] = \sqrt {C{K_a}} \\\;\;\;\;\;\;\;\;\;= \sqrt {0,1 \times 1,75 \times {{10}^{ - 5}}} \\ \;\;\;\;\;\;\;\;\; = \sqrt {1,{{75.10}^{ - 3}}}\\ \;\;\;\;\;\;\;\;\;= 1,{323.10^{ - 3}}\left( {mol/l} \right)\\ \Rightarrow pH = - \lg \sqrt {C{K_a}} \\ \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;= \dfrac{1}{2}\left( { - \lg {K_a} - \lg C} \right) \\ \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;= \dfrac{1}{2}\left( {4,757 + 1} \right) = 2,88\end{array}\)
\(\begin{array}{l}\text{Độ điện li }\alpha :{\rm{ C}}\alpha = \sqrt {C{K_a}} \\ \Rightarrow \alpha = \dfrac{{\sqrt {C{K_a}} }}{C}\\ \;\;\;\;\;\;\;\;= \dfrac{{\sqrt {0,1 \times 1,{{755.10}^{ - 5}}} }}{{0,1}}\\\;\;\;\;\;\;\;\; = \sqrt {1,{{75.10}^{ - 4}}} \\ \;\;\;\;\;\;\;\;= 1,{32.10^{ - 2}}\;hay\;1,32\% \end{array}\)
Cách 2: Gọi:
\(\begin{array}{l}\left[ {{H^ + }} \right] = \left[ {C{H_3}CO{O^ - }} \right] = x;\\ \left[ {C{H_3}COOH} \right] = C - x\\ \Rightarrow {K_a} = \dfrac{{\left[ {{H^ + }} \right]\left[ {C{H_3}CO{O^ - }} \right]}}{{\left[ {C{H_3}COOH} \right]}} = \dfrac{{{x^2}}}{{C - x}}\\ \Rightarrow {x^2} = {K_a}\left( {C - x} \right)\\ \Leftrightarrow {x^2} + {K_a}x - {K_a}.C = 0\\ \Leftrightarrow {x^2} + 1,{75.10^{ - 5}}x - 1,{75.10^{ - 6}} = 0\left( 1 \right)\end{array}\)
Giải phương trình (1) và loại nghiệm âm, ta có:
\(x = 1,{3.10^{ - 3}} = \left[ {{H^ + }} \right] \)
\(\Rightarrow pH = - \lg 1,{3.10^{ - 3}} \approx 2,88.\)
Câu 2.
Tính phi kim của các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần:
Ca < Pb < S < Cl
\( \Rightarrow \) Tính axit cũng tăng dần: CaO < PbO2 < SO3 < Cl2O7.
Câu 3: Phản ứng:
\(\begin{array}{l}C{O_2} + 2KOH \to {K_2}C{O_3} + {H_2}O\\{\rm{a}} \to \;\;\;\;{\rm{2a }}\left( {mol} \right)\end{array}\)
Dung dịch X chứa K2CO3 nên có các quá trình sau:
\(\begin{array}{l}{K_2}C{O_3} \to 2{K^ + } + CO_3^{2 - }\\Al{\left( {N{O_3}} \right)_3} \to A{l^{3 + }} + 3NO_3^ - \\CO_3^{2 - } + HOH \mathbin{\lower.3ex\hbox{\(\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}\)}} HCO_3^ - + O{H^ - }\\HCO_3^ - + HOH \mathbin{\lower.3ex\hbox{\(\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}\)}} C{O_2} \uparrow + {H_2}O + O{H^ - }\\A{l^{3 + }} + 3O{H^ - } \to Al{\left( {OH} \right)_3} \downarrow \end{array}\)
(keo trắng)
Vậy phản ứng xảy ra là:
\(2Al{\left( {N{O_3}} \right)_3} + 3{K_2}C{O_3} + 3{H_2}O \to \)\(\;2Al{\left( {OH} \right)_3} \downarrow + 3C{O_2} \uparrow + 6KN{O_3}\)