Xây dựng bài tập hóa học phân tích cho các kì thi olympic sinh viên toàn quốc và học sinh giỏi trung học phổ thông cấp quốc qia”

Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, đề tài “Xây dựng tập hóa học phân tích cho kì thi Olympic sinh viên tồn quốc học sinh giỏi trung học phổ thông cấp quốc qia” hoàn thành Để hoàn thành tiểu luận có hướng dẫn trực tiếp Phó giáo sư - Tiến sĩ Ngô Văn Tứ giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Huế Ngoài ra, trình thực đề tài tiểu luận , em nhận giúp đỡ tận tình từ thầy khoa Hóa, thầy thư viện ý kiến đóng góp từ bạn lớp… Nhờ vậy, việc kết hợp với lý thuyết học xây dựng hệ thống tập thuận lợi Em xin chân thành cảm ơn quý thầy khoa hóa trường Đại học Sư phạm Huế tất thầy giáo tận tình giảng dạy giúp đỡ em trong suốt trình học tập, nghiên cứu Về phía cá nhân, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành đến Phó giáo sư - Tiến sĩ Ngơ Văn Tứ hướng dẫn tận tình quý báu suốt q trình xây dựng hồn thiện tiểu luận Tuy có nhiều cố gắng, chắn tiểu luận em cịn có nhiều thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp từ q thầy để đề tài hồn thiện Xin chân thành cám ơn! SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ MỤC LỤC SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ A MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI  Lí lí luận: Đầu kỉ XXI, giáo dục giới có bước tiến lớn với nhiều thành tựu mặt Hầu hết quốc gia nhận thức cần thiết cấp bách phải đầu tư cho giáo dục Thật vậy, giáo dục trở thành phận đặc biệt cấu trúc hạ tầng xã hội, tiền đề quan trọng cho phát triển tất lĩnh vực kinh tế, trị, văn hố, quốc phịng an ninh Bởi lẽ người giáo dục tốt giáo dục thường xuyên có khả giải cách sáng tạo có hiệu vấn đề phát triển xã hội đặt Chính giáo dục phận hữu quan trọng chiến lược hay kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, mục tiêu giáo dục phải coi mục tiêu quan trọng phát triển đất nước Đầu tư cho giáo dục coi đầu tư có lãi lớn cho tương lai quốc gia Luật Giáo dục 2005 nước ta khẳng định: “Phát triển giáo dục quốc sách hàng đầu nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Vì vậy, vấn đề bồi dưỡng nhân tài nói chung, đào tạo sinh viên - học sinh chuyên nói riêng nhà nước ta đầu tư hướng đến  Lí thực tiễn: Một hạn chế, khó khăn học sinh chuyên, sinh viên học tập mơn hóa học tồn quốc gặp phải chương trình, sách tài liệu cho mơn chun thiếu, chưa cập nhật liên tục Các học sinh, sinh viên phải tự tìm tài liệu, chọn giáo trình phù hợp, phải tự xoay sở để chiếm lĩnh lượng kiến thức rèn luyện kĩ giải tập hóa học nói chung đặc biệt chuyên đề hóa học phân tích định tính Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, sinh viên khoa hóa cịn non nớt thiếu kinh nghiệm, em mong mỏi có nguồn tài liệu có giá trị phù hợp kì thi Olympic sinh viên toàn quốc việc bồi dưỡng học sinh giỏi – học sinh chuyên Bên cạnh cung cấp tài liệu tham khảo học tập Tất lí đó, em lựa chọn đề tài “Xây dựng tập hóa học phân tích cho kì thi Olympic sinh viên toàn quốc học sinh giỏi trung học phổ thông cấp quốc gia” để nghiên cứu II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ Xây dựng tập hóa học phân tích cho kì thi Olympic sinh viên tồn quốc học sinh giỏi trung học phổ thông cấp quốc qia III ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU  Đối tượng nghiên cứu : Việc xây dựng sử dụng hệ thống tập hóa học phân tích dùng hoc tập mơn hóa học phân tích định tính cho kì thi học sinh giỏi Quốc gia, Olympic sinh viên  Khách thể nghiên cứu : Q trình học tập hóa học trường THPT chun trường đại học, cao đẳng chuyên ngành hóa học IV NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu chương trình hóa học phổ thơng nâng cao, chun hóa học chương trình bậc đại học chun ngành hóa học Phân tích đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp quốc gia, quốc tế; kì thi Olympic sinh viên sâu nội dung phần hóa học phân tích định tính Xây dựng hệ thống tập hóa học phân tích định tính dùng cho học sinh chun hóa, sinh viên chuyên ngành hóa Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống tập thích hợp V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Đọc, thu thập tài liệu - Tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn - Xử lý, tổng hợp VI PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nội dung: Bài tập phần hóa học phân tích định tính - Đối tượng: học sinh chuyên hóa, học sinh dự thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế; sinh viên theo học ngành hóa học SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngô Văn Tứ B NỘI DUNG BÀI 1: Khi cho từ từ bazơ mạnh vào dung dịch chứa ion Zn 2+ thu kết tủa keo trắng Zn(OH)2 Tính pH lít dung dịch chứa 5.10 -2 mol Zn2+ 0,1 mol - OH Biết KS(Zn(OH)2 ) = 1,2.10-17 Khi cho thêm tiếp bazơ vào dung dịch kết tủa keo trắng bị hòa tan, thành dạng phức Zn(OH)42- Cho biết số phức bền 4,6.10 17 Tính pH dung dịch câu (1) cho 0,1 mol OH- vào dung dịch (cho thể tích thay đổi khơng đáng kể) (ĐỀ THI CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2011) Bài giải: Zn(OH)2 ƒ S Zn 2+ + 2OH S K S ( Zn (OH )2 ) = 1, 2.10−17 2S K S(Zn(OH)2 ) = 4S3 = 1,2.10-17 S = 1,44.10-6 mol/l [OH-] = 2S = 2,88.10-6 (mol/l) pOH = 5,54 pH = 14 – 5,54 = 8,46 Zn(OH)2 ƒ Zn 2+ + 2OH - Zn 2+ + 4OH - ƒ 2Zn(OH)4 Zn(OH)2 + 2OH - ƒ [] 2x K= Zn(OH) 24 K S(Zn(OH)2 ) = 1,2.10-17 K f = 4,6.1017 K = KS.Kf = 5,52 (0,05-x) [Zn(OH)2- ] 0,05-x = = 5,52 [OH - ]2 (2x) x 0,03 [OH-] = 2x = 0,06 pOH = 1,22 SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ pH = 14 – 1,22 =12,78 Cu(OH) ƒ BÀI 2: Cu 2+ + 2OH - Cu 2+ + 4NH3 ƒ KS = 2,2.10 -20 2+ Cu(NH3 )4 Kf = 2,1.10-13 Sử dụng phương trình giá trị K cho để trả lời câu hỏi sau: Xác định nồng độ mol Cu(OH)2 pH = 8,00 Nếu 20,00 ml 0,0010M CuSO4 trộn với 50,0 ml 0,0010M NaOH, xác định liệu Cu(OH)2 có kết tủa khơng? Hồn thiện câu trả lời việc tính tốn thích hợp Viết phương trình cho Cu(OH)2 tác dụng với dung dịch NH3 tính giá trị K cho phản ứng Tính nồng độ NH3 cần cho hịa tan 0,100g Cu(OH)2 1,00 lít nước Mô tả quan sát 5,0M NH cho từ từ vào 0,10M dung dịch chứa ion Cu2+ (ĐỀ THI OLYMPIC HÓA HỌC MĨ NĂM 2012) Bài giải: Ta có: Cu(OH) ƒ Cu 2+ + 2OH - * pH = pOH = [] = 10-6 M KS = [Cu2+].[OH–]2 2,2 10–20 = [Cu2+].[10–6]2 [Cu2+] = 2,2.10–8 M Nồng độ Cu2+ sau trộn là:  0, 0200.1, 0.10 −3  −4  ÷ = 2,86.10 M 0, 0700  = SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Ks = 2,2.10-20 Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngô Văn Tứ  1, 0.10 −3  −4 0, 0500  ÷ = 7,14.10 M 0, 0700   = = (2,86.10–4).(7,14.10–4) = 1,46.10–10 >> KS Vậy có kết tủa Cu(OH)2 tạo thành Cu(OH) ƒ Cu 2+ + 2OH - Cu 2+ + 4NH3 ƒ 2+ Cu(NH3 )4 Cu(OH) + 4NH ƒ Cu(NH3 ) 2+ + 2OH Ks = 2,2.10-20 Kf = 2,1.10-13 K K = KS Kf = (2,2.10–20).(2,1.1013) = 4,6.10–7 n Cu(OH)2 = mCu(OH)2 = = 0,00103(mol) M Cu(OH)2 97,54 Nồng độ Cu(OH)2 lít nước 0,00103M Nồng độ OH– 0,00206 M nồng độ Cu(NH3)42+ 0,00103M K= Ta có: 2+ [Cu(NH3 )4 ].[OH - ]2 [NH3 ]4 2+ Cu(NH )4 [OH - ]2 0,00103.(0,00206) [NH ] = = = 0,00950 K 4,6.10-7 [NH3] = (0.00950)1/4 = 0,312 M Khi thêm dung dịch NH3 vào ban đầu tạo thành chất kết tủa màu xanh Sau kết tủa dần hịa tan tạo thành phức màu xanh đậm BÀI 3: Trong dung dịch nước, ion Pb 2+ tồn dạng kết tủa PbO, oxit lưỡng tính Trong axit, tồn dạng ion Pb 2+ chủ yếu với pH tăng dần PbO Pb(OH)3- hình thành lượng thấy rõ Cân quan cho PbO nước đưa sau đây: SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích PbO + H 2O ƒ PbO + 3H 2O ƒ GVHD: Ngô Văn Tứ Pb 2+ + 2OH- Ksp = 8,0.10-16 Ka = 1,0.10-15 Pb(OH)3 + H3O + (1) (2) PbO hịa tan hồn tồn pH đủ thấp Khi nồng độ ban đầu Pb 2+ 1,00.10-2 mol/l Tính pH mà kết tủa PbO bắt đầu hình thành Dùng giá trị cho câu a, pH tăng lên đến giá tị kết tủa tan trở lại Ở pH kết tủa tan hết? Viết biểu thức tính độ tan S PbO? Theo lí thuyết, PbO tan hết pH = 9,4 Tính nồng độ ion dung dịch độ tan PbO pH Tính khoảng pH mà nồng độ dung dịch 1,0.10-3 mol/l hay thấp (ĐỀ CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2011) Bài làm: Ta có: [Pb2+] = 1,00.10-2 mol/l Kết tủa PbO bắt đầu hình thành khi: [Pb2+].[OH-]2 = Ksp =8,0.10-16 K sp 8,0.10-16 [OH ] = = = 2,83.10-7 M 2+ -2 [Pb ] 1,00.10 - pOH = 6,55 pH = 7,45 Ở pH tương đối cao phản ứng (2) chiếm ưu hơn, tương ứng với ion Pb(OH) 3- Ta có: [Pb(OH)3-] = 1,00.10-2 mol/l Ta dung công thức Ka để tính pH PbO + 3H 2O ƒ Pb(OH)3 + H 3O + Ka = 1,0.10-15 Ka 1,0.10-15 -13 + [H 3O ] = - = -2 = 1,0.10 M K a = [Pb(OH)3 ].[H3O ] [Pb(OH)3 ] 1,00.10 + pH = 13 Dùng Ksp [Pb2+] = 8,00.10-14 M (rất bé) nên bỏ qua Ta có: S = CPb2+ = [Pb 2+ ] + [Pb(OH)3 ] Ta có: pH = 9,4 [H3O+] = 10-9,4 = 4.10-10 M SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích [OH - ] = GVHD: Ngơ Văn Tứ K H2 O 10-14 = = 2,5.10-5M [H3O + ] 4.10-10 K sp 8,0.10-16 -6 [Pb ] = - = -5 = 1,28.10 M [OH ] (2,5.10 ) 2+ [Pb(OH)3 ] = Ka 1,0.10-15 -6 = + -10 = 2,5.10 M [H3O ] 4.10 2+ -6 -6 -6 Suy ra: S = [Pb ] + [Pb(OH)3 ] = 1,28.10 + 2,5.10 = 3,78.10 M Ở pH tương đối thấp Pb2+ chiếm ưu [Pb2+] = 1,0.10-3 M Ksp = [Pb2+].[OH-]2 [OH - ] = K sp 8,0.10-16 = = 8,94.10-7 M 2+ -3 [Pb ] 1,0.10 K H2O 10-14 -8 [H3O ] = - = -7 = 1,12.10 M [OH ] 8,94.10 + pH = 7,95 [Pb(OH)3 ] = Ka 1,0.10-15 = = 8,93.10-8M [H3O + ] 1,12.10-8 Do đó, mơi trường axit [Pb(OH)3-] khơng đáng kể [Pb2+] chiếm ưu Trong mơi trường bazơ [Pb(OH)3-] chiếm ưu [Pb(OH)3-] = 1,00.10-3 M từ Ka [H3O+ ] = Ka 1,0.10-15 -12 = -3 = 1,00.10 M [Pb(OH)3 ] 1,00.10 pH = 12 [OH-] = 1,00.10-2M [Pb 2+ ] = K sp 8,0.10-16 = = 8,00.10-12 M [OH- ]2 (1,00.10-2 )2 Ta thấy: [Pb2+] [Pb(OH)3-] nên môi trường bazơ, [Pb2+] khơng đáng kể Vậy pH có giá trị từ 7,95 đến 12 SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngô Văn Tứ BÀI 4: Dung dịch A chứa axit photphoric có pH = 1,46 Tính nồng độ cấu tử dung dịch A Cho biết giá trị K a H3PO4 7,5.10-3; 6,2.10-8 4,8.10-13 Trộn 50ml dung dịch A với 50 ml dung dịch NH 0,4 M Kết thu 100 ml dung dịch B Tính pH dung dịch B, biết Trộn 100ml dung dịch B với 100 ml dung dịch Mg(NO 3)2 0,2M Có kết tủa xuất khơng? Tính khối lượng kết tủa (nếu có)? Biết thủy phân Mg 2+ bỏ qua kết tủa NH4MgPO4 thừa nhận chủ yếu, biết KS = 2,5.10-13 Tính nồngđộ cấu tử dung dịch Ca 3(PO4)2 biết KS = 2,22.10-25 Cho thủy phân Ca2+ không đáng kể (BÀI TẬP CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2014) Bài giải: H + + H 2PO-4 H3PO ƒ H PO4 ƒ HPO 2- ƒ (3) K W = 10-14 H + + OH - H 2O ƒ (2) K a3 = 4,8.10-13 H + + PO34 (1) K a2 = 6,2.10-8 2H + + HPO K a1 = 7,5.10-3 (4) Ta thấy: Ka1 Ka2, Ka3 nên bỏ qua cân (2) (3) Nếu Ka1.Ca KW bỏ qua cân (4) Vậy ta xét cân (1): H + + H PO4 H 3PO ƒ C Ca [] Ca – x K a1 = 7,5.10-3 x x x2 = K a1 = 7,5.10-3 Ca - x Ta có: (*) pH = 1,46 x = [H+] = 10-1,46 = 0,035 SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 10 Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ Bài giải: CH3COO- + H+ CH3COOH C (M) 0,1 0 [ ] (M) 0,1 – x x x = 10-4,76 K1 = Giả sử x 10-6 Có kết tủa CaHPO4 Ca3(PO4)2: (2.10-3)3.(7,5.10-3)2 = 4,5.10-13 = 10-12,35 > 10-26,6 Có kết tủa Ca3(PO4)2 Vì =10-26,6 = 10-6,6 nên Ca3(PO4)2 kết tủa trước Tích số ion =10-26,6 Khả khơng có kết tủa CaHPO4 Kiểm tra: 3Ca 2+ + 2PO3- ƒ C(M) 2.10-3 _ Ca (PO4 ) -1 KS(Ca3 (PO4 )2 ) = 1026,6 0,02 0,0187 PO3- + H 2O ƒ HPO2- + OH4 Kb1 = 10-1,68 C(M) 0,0187 [] 0,0187 – x3 x3 x3 x3 = 0,0119 [PO43-] = 6,8.10-3 Ca (PO )2 ƒ 3Ca 2+ + 2PO34 6,8.10-3 3x4 6,8.10-3 +2x4 SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 61 KS = 10-26,6 Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ Giải gần 3x4 = 10-7,42 = [Ca2+] [HPO42-] = x3 = 0,0119 [Ca2+].[HPO42-] = 10-7,42.0,0119 = 10-9,34 < 10-6,6 Khơng có kết tủa CaHPO4 2.a Vì NH3 tạo phức với Ag+ nên AgCl tan có mặt NH3: AgCl ƒ Ag + + Cl- KS = 10-10 Ag + + 2NH ƒ [Ag(NH ) ]+ Kb =107 AgCl + 2NH ƒ [Ag(NH3 )2 ]+ + Cl- K = KS.Kb Khi dung dịch trở thành suốt, AgCl vừa tan hết Độ tan S = [Cl-] = [Ag(NH3)2]+ = 10-3 [Ag(NH3 )2 + ].[Cl- ] [NH3 ]2 K = KS.Kb = 10-10.107 =10-3 = (*) Thay giá trị nồng độ phức chất Cl- vào (*) tính [NH3] = 3,2.10-2 mol/l Đây nồng độ NH3 dung dịch lúc cân Số mol NH3 phải thêm vào là: N = [NH3] + 2[Ag(NH3)2]+ = 3,2.10-2 + 2.10-3 = 3,4.10-2 mol b Q trình hịa tan AgCl S2O32- xảy hoàn toàn tương tự trình Gọi c nồng độ ban đầu phối tử S2O32-, S độ tan AgCl, ta có: [S2O32-] = c – 2S; [Ag+] = [Cl-] = S AgCl ƒ Ag + + Cl- KS=10-10 Ag + + 2S2O32- ƒ [Ag(S2O3 ) ]3- Kb = 1012,8 2AgCl + 2S2O3 ƒ [Ag(S2O3 ) ]3- + Cl- K=102,8 [Ag(S2O3 )2 ]3- [Cl- ] S2 1.10−3 = 2- 2 [S2O3 ] (c-2S) =102,8 với c = 100.10−3 = 0, 01 (M) K = KS.Kb = c K 0,01 102,8 = = 4,9.10-3 2,8 S = (1 + K ) (1 + 10 ) (mol/l) SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 62 Tiểu luận Hóa học phân tích 3.a Cu + Cu2+ +2Cl0,1M GVHD: Ngô Văn Tứ 2CuCl 0,2M *Xét Cu2+ + e Cu+ Tt 10-7 [Cu ] = = 5.10-7 M - = [Cl ] 0,2 Ta có: + E Cu 2+ /Cu + = E 2+ /Cu+ + 0,059.lg Cu *Xét Cu+ + e [Cu 2+ ] 0,1 = 0,15 + 0,059.lg = 0,463V + [Cu ] 5.10-7 Cu Ta có: E Cu + /Cu = E Cu + /Cu + 0,059.lg[Cu + ] = 0,52 + 0,059.lg 5.10-7 = 0,148V Rõ ràng: > nên phản ứng xảy theo chiều thuận b Tổ hợp: CuCl ↓ 2× Cu + +Cl- ƒ (Tt -1 )2 = 1014 0,15 0,059 = 10 2,54 Cu 2+ + e → Cu + K1 = 10 Cu → Cu + e K = 10 0,059 = 10-8,81 -0,52 + Cu + Cu 2+ + 2Cl- ƒ [] 2CuCl ↓ K =(Tt -1 ) K1.K = 1014.102,54 10-8,81 = 107,73 (0,1-x) (0,2-2x) 107,73 = Ta có: 1 = (0,1 - x).(0,2 - 2x) 4.(0,1 - x)3 [Cu2+] = (0,1 – x) = 1,67.10-3 M [Cl-] = 0,2 – 2x = 3,34.10-3 M BÀI 24: Dung dịch X gồm K2Cr2O7 0,010 M; KMnO4 0,010 M; Fe2(SO4)3 0,0050 M H2SO4 (pH dung dịch 0) Thêm dung dịch KI vào dung dịch X nồng độ KI 0,50 M, dung dịch Y (coi thể tích không thay đổi thêm KI vào dung dịch X) Hãy mơ tả q trình xảy cho biết thành phần dung dịch Y SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 63 Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ Tính điện cực platin nhúng dung dịch Y Cho biết khả phản ứng Cu2+ với I- (dư) điều kiện tiêu chuẩn Giải thích Viết sơ đồ pin ghép điện cực platin nhúng dung dịch Y điện cực platin nhúng dung dịch gồm Cu2+, I- (cùng nồng độ M) chất rắn CuI Viết phương trình hố học phản ứng xảy điện cực xảy pin pin hoạt động Cho: E 2− Cr2 O E /Cr 3+ Cu 2+ /Cu + = 1,330 V; E − MnO /Mn 2+ = 1,510 V; E = 0,153 V; pK s(CuI) = 12; Fe 3+ Ở 25 OC: /Fe 2+ = 0,771 V; E − − = 0,5355 V 2,303 I3 /I RT = 0,0592; F (ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2012) Bài giải: Do E MnO /Mn 2+ = 1,51 V > E 23+ Cr2 O /Cr = 1,33 V > E Fe 3+ /Fe 2+ = 0,771V > E - I /I - = 0,5355 V, nên trình xảy sau: 2MnO-4 + 16H + + 15I- ƒ 2Mn 2+ + 5I3 + 8H 2O 0,01 0,5 _ _ _ 0,425 0,01 0,025 2Cr2O7 + 14H + + 9I- ƒ 2Cr 3+ + 3I - + 7H 2O 0,01 0,425 0,025 _ 0,335 0,02 0,055 2Fe3+ + 3I- ƒ 2Fe 2+ + I3 0,01 0,335 _ 0,32 0,055 0,01 0,06 - Thành phần dung dịch Y: [ I ] 0,060 M; [I- ] 0,32 M; [Mn2+ ] 0,01 M; [Cr3+ ] 0,02 M; [Fe2+ ] 0,01 M I3 + 2e ƒ 3I- SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 64 Tiểu luận Hóa học phân tích E I- /I- = E E- I3 /I - 0,0592 [I3 ] + lg - [I ] I3 /I- 0,0592 0,5355 + = Do GVHD: Ngô Văn Tứ E - - = 0,5355 V I3 /I > E Cu 2+ /Cu + lg 0,06 (0,32) = 0,54 V = 0,153 V nên ngun tắc Cu2+ khơng oxi hóa I- 2+ phản ứng: 2Cu + 3I ƒ 2Cu + + I3 xảy theo chiều nghịch Nhưng I- E Cu 2+ /CuI =E Như E Cu 2+ E /Cu + + 0,0592.lg Cu 2+ K S(CuI) /CuI = 0,863 V > /CuI tạo kết tủa CuI Khi đó: ≈ 0,863V 2+ E - - = 0,5355 V I /I → Cu2+ oxi hóa I- tạo thành CuI: 2CuI ↓ + I3 Cu 2Cu 2+ + 5I- ƒ Vì dư = 0,863 V > E- I /I - = 0,54 V → điện cực Pt nhúng dung dịch Y anot, điện cực Pt nhúng dung dịch gồm Cu2+, I- (cùng nồng độ M), có chứa kết tủa CuI catot Vậy sơ đồ pin sau: (-) - Pt│ I3 0,060 M; I- 0,32 M ║CuI; Cu2+ M; I- M │Pt (+) Trên catot: Cu2+ + I- + e → CuI ↓ Trên anot: I- → I + 2e Phản ứng pin: Cu2+ + I- CuI ↓ + I3 BÀI 25: Tính pH dung dịch Na2A 0,022 M Tính độ điện li ion A2- dung dịch Na2A 0,022M có mặt NH4HSO4 0,001M SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 65 Tiểu luận Hóa học phân tích Cho: pK a(HSO - ) GVHD: Ngơ Văn Tứ = 2,00; pK a(NH + ) pK a1(H A) = 9,24; = 5,30; pK a2(H 2A) = 12,60 (ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP QUỐC GIA NĂM 2012) Bài giải: A2- + H2O ƒ HA- + OH- HA- + H2O ƒ H2S + OH- Kb2 = 10-8,7 (2) H+ Kw = 10-14 (3) H 2O ƒ Kb1 = 10-1,4 + OH- (1) Vì Kb1.C >> Kb2.C >> Kw → pH hệ tính theo cân (1): A2C + H2O ƒ HA- + OH- Kb1 = 10-1,4 0,022 [ ] 0,022 - x x x [OH-] = x = 0,0158 (M) → pH = 12,20 Khi có mặt NH4HSO4 0,0010 M: + NH4HSO4 → NH 0,001 Phản ứng: − H SO + A2- 0,001 0,021 0,001 K1 = 1010,6 0,022 _ 2− SO HA- + − + H SO + NH + A2- 0,001 HA- 0,001 + NH3 0,001 0,021 0,001 _ 0,020 0,002 K2 = 103,36 0,001 2− Hệ thu gồm: [A2- ] 0,020 M; [HA- ] 0,002 M; [ SO ] 0,001 M; [NH3] 0,001 M Các trình xảy ra: SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 66 Tiểu luận Hóa học phân tích A2- + H2O ƒ GVHD: Ngơ Văn Tứ HA- + OH- Kb1 = 10-1,4 (4) NH3 + H2O ƒ NH + OH- K 'b = 10-4,76 (5) HA- + H2O ƒ H2A + OH- Kb2 = 10-8,7 (6) ƒ H SO + OH- Kb = 10-12 (7) 2− SO HA- + H2O ƒ + − H+ + A2- Ka2 = 10-12,6 So sánh cân từ (4) đến (7), ta có: K b1 C A (8) 2- ' C C C >> K b NH >> Kb2 HA >> Kb SO → (4) chiếm ưu (4) (8) định thành phần cân hệ: A2- + H2O ƒ HA- + OHKb1 = 10-1,4 C 0,02 0,002 [] 0,02 - x 0,002 + x x → x = 0,0142 → [HA-] = 0,0162 (M) - → α A -= [HA ] 0,022 = 0,0162 0,022 = 0,7364 hay α A 2- = 73,64 % - [OH ] + C (Hoặc α A 2- = HSO +C + NH 0,022 SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 67 = 0,0142 + 0,001 + 0,001 0,022 = 0,7364) Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ C KẾT LUẬN Bằng nỗ lực cố gắng thân, giúp đỡ giáo viên ý kiến đóng góp bạn, đề tài “Xây dựng tập hóa học phân tích cho kì thi Olympic sinh viên tồn quốc học sinh giỏi trung học phổ thơng cấp quốc qia” hoàn thành Trong phạm vi đề tài, em tập trung nghiên cứu đề cập đến 25 tập - lượng nhỏ đa dạng, phong phú tập hóa học phân tích định tính Tuy vậy, q trình nghiên cứu đề tài, em giải vấn đề lý luận thực tiễn sau: - Đã làm quen nắm phương pháp nghiên cứu đề tài - Dựa vào nội dung chương trình, tính đặc thù chương trình mục tiêu dạy học học phần hố học phân tích định tính thuộc chương trình ĐHSP em sưu tầm, chọn lọc biên soạn hệ thống (gồm 25 tập tự luận có đáp án) - Hệ thống tập từ đơn giản đến phức tạp có lời giải, giúp học sinh, sinh viên tự ôn tập, phát triển khả tự học Phát huy cao độ tính độc lập tư duy, sáng tạo Từ góp phần nâng cao chất lượng học tập - Trích dẫn số đề kì thi Olympic, học sinh giỏi qua nhiều năm có tính cập nhật, làm tài liệu tham khảo cho trước kì thi học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế, Olympic sinh viên - Cung cấp nguồn tư liệu phục vụ công tác giảng dạy Là tư liệu để giáo viên tham khảo bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia, quốc tế, bồi dưỡng sinh viên giỏi kì thi Olympic sinh viên Tóm lại, tiểu luận đạt số kết định Tuy nhiên, thời gian hạn chế nên dạng tập chưa phong phú đa dạng, đáp án chưa hoàn thành hết Rất mong nhận thông cảm ý kiến đóng góp xây dựng q thầy bạn để đề tài hoàn thiện Một lần xin bày tỏ lòng cảm ơn với thầy Ngô Văn Tứ bạn tạo điều kiện giúp em hoàn thành đề tài SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 68 Tiểu luận Hóa học phân tích GVHD: Ngơ Văn Tứ D TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Hóa học phân tích định tính - TS Ngô Văn Tứ Đề thi Olympic quốc tế Chuyên đề bồi dưỡng trường chuyên nước Các đề thi dự trữ Olympic sinh viên toàn quốc Các đề thi dự trữ phục vụ học sinh giỏi toàn quốc www.hoahoc.org www.dayhoahoc.com www.violet.vn SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng – Hóa 2A 69 ... sinh giỏi cấp tỉnh, cấp quốc gia, quốc tế; kì thi Olympic sinh viên sâu nội dung phần hóa học phân tích định tính Xây dựng hệ thống tập hóa học phân tích định tính dùng cho học sinh chun hóa, sinh. .. dụng hệ thống tập hóa học phân tích dùng hoc tập mơn hóa học phân tích định tính cho kì thi học sinh giỏi Quốc gia, Olympic sinh viên  Khách thể nghiên cứu : Q trình học tập hóa học trường THPT... toàn quốc việc bồi dưỡng học sinh giỏi – học sinh chuyên Bên cạnh cung cấp tài liệu tham khảo học tập Tất lí đó, em lựa chọn đề tài ? ?Xây dựng tập hóa học phân tích cho kì thi Olympic sinh viên toàn