Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập Hóa học lớp 11 rất thú vị liên quan đến phản ứng giữa axit và bazơ. Bài tập này đòi hỏi chúng ta phải vận dụng kiến thức về pH, nồng độ mol và cách tính toán lượng chất. Các em chú ý lắng nghe và ghi chép cẩn thận nhé!

Bước 1: Phân tích đề bài và xác định yêu cầu

Đề bài cho chúng ta hai dung dịch: dung dịch Ba(OH)2 có pH = 13 và dung dịch HNO3 có nồng độ 0,1M. Hai dung dịch này được trộn với nhau và yêu cầu chúng ta tính pH của dung dịch thu được sau khi trộn.

Để giải bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
1. Tính nồng độ mol của ion OH- trong dung dịch Ba(OH)2 ban đầu.
2. Tính số mol của ion OH- trong dung dịch Ba(OH)2.
3. Tính số mol của ion H+ trong dung dịch HNO3.
4. Xác định phản ứng xảy ra giữa ion H+ và ion OH-.
5. Tính số mol của ion H+ hoặc OH- còn dư sau phản ứng.
6. Tính nồng độ mol của ion H+ hoặc OH- còn dư trong dung dịch sau khi trộn.
7. Tính pH của dung dịch thu được.

Bước 2: Tính nồng độ mol của ion OH- trong dung dịch Ba(OH)2 ban đầu

Chúng ta biết rằng, với dung dịch bazơ mạnh, ta có mối quan hệ giữa pH và pOH là:
pH + pOH = 14

Đề bài cho pH = 13, vậy ta có:
pOH = 14 – pH = 14 – 13 = 1

Mối quan hệ giữa pOH và nồng độ mol của ion OH- là:
pOH = -log[OH-]

Do đó, nồng độ mol của ion OH- là:
[OH-] = 10^(-pOH) = 10^(-1) = 0,1 M

Bây giờ, chúng ta cần xác định nồng độ mol của Ba(OH)2. Ba(OH)2 là một bazơ mạnh, khi phân ly trong nước tạo ra 2 ion OH-. Phương trình phân ly như sau:
Ba(OH)2 → Ba^2+ + 2OH-

Từ phương trình phân ly, ta thấy rằng nồng độ của ion OH- gấp đôi nồng độ của Ba(OH)2.
[OH-] = 2 * [Ba(OH)2]

Vậy, nồng độ mol của dung dịch Ba(OH)2 là:
[Ba(OH)2] = [OH-] / 2 = 0,1 M / 2 = 0,05 M

Bước 3: Tính số mol của ion OH- trong dung dịch Ba(OH)2

Số mol của một chất được tính bằng công thức:
n = C * V

Trong đó:
n là số mol (mol)
C là nồng độ mol (M)
V là thể tích dung dịch (lít)

Thể tích dung dịch Ba(OH)2 là 275 ml, ta đổi sang lít:
V_Ba(OH)2 = 275 ml = 0,275 lít

Số mol của ion OH- trong dung dịch Ba(OH)2 là:
n_OH- = [Ba(OH)2] V_Ba(OH)2 = 0,05 M 0,275 lít = 0,01375 mol

Bước 4: Tính số mol của ion H+ trong dung dịch HNO3

Dung dịch HNO3 có nồng độ 0,1M. HNO3 là một axit mạnh, phân ly hoàn toàn trong nước theo phương trình:
HNO3 → H+ + NO3-

Do đó, nồng độ mol của ion H+ bằng nồng độ mol của HNO3.
[H+] = [HNO3] = 0,1 M

Thể tích dung dịch HNO3 là 225 ml, ta đổi sang lít:
V_HNO3 = 225 ml = 0,225 lít

Số mol của ion H+ trong dung dịch HNO3 là:
n_H+ = [H+] V_HNO3 = 0,1 M 0,225 lít = 0,0225 mol

Bước 5: Xác định phản ứng xảy ra và tính số mol ion còn dư

Khi trộn hai dung dịch axit và bazơ, phản ứng trung hòa xảy ra theo phương trình:
H+ + OH- → H2O

Chúng ta có:
Số mol H+ ban đầu = 0,0225 mol
Số mol OH- ban đầu = 0,01375 mol

Vì số mol OH- nhỏ hơn số mol H+, nên OH- sẽ phản ứng hết.
Số mol H+ phản ứng = số mol OH- ban đầu = 0,01375 mol

Số mol H+ còn dư sau phản ứng là:
n_H+ (dư) = n_H+ (ban đầu) – n_H+ (phản ứng) = 0,0225 mol – 0,01375 mol = 0,00875 mol

Bước 6: Tính nồng độ mol của ion H+ còn dư trong dung dịch sau khi trộn

Thể tích dung dịch sau khi trộn là tổng thể tích của hai dung dịch ban đầu:
V_total = V_Ba(OH)2 + V_HNO3 = 275 ml + 225 ml = 500 ml = 0,5 lít

Nồng độ mol của ion H+ còn dư trong dung dịch sau khi trộn là:
[H+] (dư) = n_H+ (dư) / V_total = 0,00875 mol / 0,5 lít = 0,0175 M

Bước 7: Tính pH của dung dịch thu được

pH của dung dịch được tính bằng công thức:
pH = -log[H+]

Vậy, pH của dung dịch thu được là:
pH = -log(0,0175)

Để tính giá trị này, chúng ta sử dụng máy tính bỏ túi:
pH ≈ 1,757

Làm tròn đến hai chữ số thập phân, ta có:
pH ≈ 1,76

Vậy, dung dịch thu được sau khi trộn có pH xấp xỉ bằng 1,76.

Các em thấy đó, bài toán này không quá khó nếu chúng ta đi theo từng bước logic và vận dụng đúng các công thức đã học. Hãy ôn tập kỹ bài này và đừng ngần ngại đặt câu hỏi nếu có bất kỳ thắc mắc nào nhé! Chúc các em học tốt!