bai tap boi duong hsgioi quocgia

Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te I QUỐC GIA: I.1 NHẬN BIẾT, TÁCH, TINH CHẾ: Bài 1: Chỉ dùng thêm phương pháp đun nóng, nêu cách phân biệt dung dịch nhãn chứa chất sau: NaHSO4, KHCO3, Mg(HCO3)2, Na2SO3, Ba(HCO3)2 Giải: - Lấy mẫu thí nghiệm - Đun nóng mẫu thí nghiệm thấy: + Một mẫu có khí không màu thoát KHCO t0 2KHCO3 → K2CO3 + CO2↑ + H2O + Hai mẫu vừa có khí thoát vừa có kết tủa trắng dung dịch Mg(HCO3)2, dung dịch Ba(HCO3)2.(Nhóm I) t0 Mg(HCO3)2 → MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O t0 Ba(HCO3)2 → BaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O + Hai mẫu tượng dung dịch NaHSO 4, dung dịch Na2SO3 (Nhóm II) - Lần lượt cho dung dịch KHCO3 biết vào dung dịch nhóm II + Dung dịch có sủi bọt khí NaHSO4: 2NaHSO4 + 2KHCO3 → Na2SO4 + K2SO4 + CO2 ↑ + 2H2O + Dung dịch tượng Na2SO3 - Lần lượt cho dung dịch NaHSO4 vào dung dịch nhóm I + Dung dịch vừa có sủi bọt khí, vừa có kết tủa trắng Ba(HCO 3)2: 2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 ↓ + Na2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O + Dung dịch có sủi bọt khí Mg(HCO3)2 2NaHSO4 + Mg(HCO3)2 → MgSO4 + Na2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O Bài 2: Trình bày sơ đồ nhận biết phương trình ion phản ứng xảy nhận biết cation dung dịch X gồm Ba 2+, Fe2+, Pb2+, Cr3+, NO3- Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te Cho: BaCrO4↓ + H2O Ag2CrO4 + H2O Ba2+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-17,43 2Ag+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-19,50 pKa HCrO4- 6,50 Giải: Sơ đồ: Dung dịch X (Ba2+, Fe2+, Pb2+, Cr3+, NO3-) H2SO4 Cr3+ , Fe2+ BaSO4↓, PbSO4↓ NaOH + H2O2 NaOH PbO2-, SO42- ,OH- HNO3 PbSO4↓ BaSO4↓ (trắng) (trắng) (hoặc + H2S cho PbS↓ (đen) Fe(OH)3↓ (đỏ nâu) CrO42(dung dịch màu vàng) Phương trình ion phản ứng: Ba2+ + HSO4- ⇋ BaSO4 + H+ (trắng) Pb2+ + HSO4- ⇋ PbSO4 + H+ (trắng) H+ + OH - ⇋ H2O PbSO4↓ + OH- ⇋ PbO22- + SO42- + H20 PbO22- + SO42- + H+ ⇋ PbSO4↓ + H2O Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te (trắng) ( PbO22- + H2S ⇋ PbS↓ + H2O ) (đen) Cr3+ + OH - ⇋ Cr(OH)3↓ Cr(OH)3↓ + OH - ⇋ CrO2- + H2O CrO2- + 3H2O2 + OH- ⇋ CrO42- + H2O Fe2+ + OH - ⇋ Fe(OH)2↓ (trắng xanh) Fe(OH)2 + H2O2 ⇋ Fe(OH)3↓ (nâu đỏ) Bài 3: Trong phòng thí nghiệm có dung dịch bị nhãn: AlCl 3, NaCl, KOH, Mg(NO3)2, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3 Dùng thêm thuốc thử, nhận biết dung dịch Viết phương trình phản ứng (nếu có) Giải: Có thể dùng thêm phenolphtalein nhận biết dung dịch AlCl 3, NaCl, KOH, Mg(NO3)2, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3 Lần lượt nhỏ vài giọt phenolphtalein vào dung dịch - Nhận dung dịch KOH xuất màu đỏ tía Lần lượt cho dung dịch KOH vào dung dịch lại: - Dung dịch AgNO3 có kết tủa màu nâu Ag+ + OH– → AgOH ↓ ; (hoặc 2Ag+ + 2OH– → Ag2O + H2O) - Dung dịch Mg(NO3)2 có kết tủa trắng, keo Mg2+ + 2OH– → Mg(OH)2 ↓ - Các dung dịch AlCl3, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2 có chung tượng tạo kết tủa trắng, tan dung dịch KOH (dư) Al3+ + 3OH– → Al(OH)3 ↓ ; Al(OH)3 ↓ + OH–  AlO2– + 2H2O Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te Pb2+ + 2OH– → Pb(OH)2 ↓ ; Pb(OH)2↓ + OH–  PbO2– + 2H2O Zn2+ + 2OH– → Zn(OH)2 ↓ ; Zn(OH)2↓ + OH–  ZnO2– + 2H2O - Dung dịch NaCl tượng - Dùng dung dịch AgNO3 nhận dung dịch AlCl3 tạo kết tủa trắng Ag+ + Cl –  AgCl ↓ - Dùng dung dịch NaCl nhận dung dịch Pb(NO3)2 tạo kết tủa trắng Pb2+ + Cl –  PbCl2 ↓ - Còn lại dung dịch Zn(NO3)2 Bài 4: Khi phân tích nguyên tố tinh thể ngậm nước muối tan A kim loại X, người ta thu số liệu sau: Nguyên tố cacbo % khối lượng muối n 0,00 oxi lưu nitơ hiđro 57,38 huỳnh 14,38 0,00 3,62 Theo dõi thay đổi khối lượng A nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước bị phân hủy hoàn toàn, A 32% khối lượng Trong dung dịch nước, A phản ứng với hỗn hợp gồm PbO HNO3 (nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan HCl Hãy xác định kim loại X, muối A viết phương trình phản ứng xảy Biết X không thuộc họ Lantan không phóng xạ Có túi bột màu hỗn hợp muối không tan nước Để xác định thành phần bột màu này, người ta tiến hành thí nghiệm sau: Bột màu + HCl đặc, t o Dung dịch B Chia B thành phần Phần + Na2S → Kết tủa trắng C Cặn bột trắng Cặn bột trắng + Na2CO3 (bão hoà) khuấy kĩ, to Dung dịch F + kết tủa trắng G Phần + K4[Fe(CN)6] → Kết tủa trắng F + BaCl2, HCl → Kết tủa trắng H Phần + giấy tẩm Pb(CH3COO)2 G + CH3COOH (đặc) → Dung dịch I → Kết tủa đen E Chia I thành phần Phần + CaSO4(bão hoà), HCl → Kết tủa Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te trắng H Phần + K2CrO4, NaOH (dư) → Kết tủa vàng K Cho biết thành phần bột màu viết phương trình ion thu gọn phản ứng xảy Giải: Ta có: n H : n O : nS = 3,62 57,38 14,38 : : = 3,59 : 3,59 : 0,448 → n H : n O : n S = : : 1,008 16 32,06 Vậy công thức đơn giản cho biết tương quan số nguyên tử nguyên tố H, O, S A (H8O8S)n % khối lượng X A 100% - (3,62 + 57,38 + 14,38)% = 24,62% Với n = → MX = 24, 62 = 54,95 (g/mol) → X mangan (Mn) 0, 448 Với n = → MX = 109,9 (g/mol) → Không có kim loại có nguyên tử khối Với n ≥ → MX ≥ 164,9 (g/mol) → X thuộc họ Lantan phóng xạ (loại) Vậy công thức đơn giản A MnH8O8S Mặt khác, X phản ứng với BaCl2 tạo thành kết tủa không tan HCl, mà A có nguyên tử S, A muối sunfat muối hiđrosunfat: MnH8O4SO4 Khi đun nóng (A chưa bị phân hủy), 32% khối lượng A đi, MA = 223,074 (g/mol) → 32%.MA = 32% 223,074 = 71,38 (g) ≈ 72 (g), tương đương với mol H2O → % H (trong mol H2O) = 1, 008.8 100 = 3, 61% ≅ 3, 62% 223, 074 Vậy A muối mangan(II) sunfat ngậm phân tử nước: MnSO4.4H2O Phương trình phản ứng: 1/ MnSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + MnCl2 2/ 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 → 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4↓ + 2H2O Bột màu hỗn hợp ZnS BaSO4 (Litopon) Các phản ứng: Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te → Zn2+ (B) + 2H+ ZnS Zn2+ + H2S (B) → ZnS↓(C) + S2- 3Zn2+ + 2K+ + 2Fe(CN) 64− → K2Zn3[Fe(CN)6]2↓ (D) + Pb2+ + 2CH3COO- → 2CH3COOH + PbS↓ (E) H2S → SO 24− (F) BaSO4 + CO 32− SO 24− + BaCO3↓ (G) → BaSO4↓ (H) + Ba2+ BaCO3 + 2CH3COOH → Ba2+ (I) + 2CH3COO- + H2O + CO2↑ Ba2+ + CaSO4(bão hòa) → Ca2+ + BaSO4↓ (H) Ba2+ + CrO 24− → BaCrO4↓ (K) I.2 CÂN BẰNG AXIT – BAZƠ: Bài 1: Dung dịch bão hòa H2S có nồng độ 0,100 M Hằng số axit H2S: K1 = 1,0.10-7 K2 = 1,3.10-13 Tính nồng độ ion sunfua dung dịch H 2S 0,100 M điều chỉnh pH = 2,0 Giải: Trong dung dịch có cân bằng: H2S (k) ⇋ H2S (aq) H2S (aq) ⇋ H+ + HS– HS ⇋ H+ + S2- H2S (aq) ⇋ 2H+ + S2K= K1 = 1,0 x 10-7 K2 = 1,3 x 10-13 K = Kl K2 [ H + ]2 [ S 2− ] [H 2S ] Theo đề ta có: CH2S = [H2S] = 0,1 M [H2S] = 10-1 [H+] = 10-2 Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te [S2- ] = 1,3.10-20 −1 [H 2S ] -20 10 = 1,3.10 = 1,3.10-17 (M) [ H + ]2 (10 −2 ) Bài 2: Tính độ điện li ion CO32− dung dịch Na2CO3 có pH =11,60 (dung dịch A) Thêm 10,00 ml HCl 0,160 M vào 10,00 ml dung dịch A Tính pH hỗn hợp thu Cho: CO2 + H2O ⇌ HCO3− + H+ ; ⇌ H + + CO32− ; HCO3− Ka1 = 10−6,35 Ka2 = 10−10,33 Độ tan CO2 nước 3,0.10−2 M Giải: Các cân xảy dung dịch: 2− CO3 ⇌ + H2O − HCO3 + OH − 10 −14 Kb1 = = 10−3,67 −10 , 33 10 (1) HCO3− + H2O ⇌ H2O + CO2 + OH− Kb2 = 10 −14 = 10−7,65 − , 35 10 (2) Do Kb1 >> Kb2 nên cân (1) chủ yếu CO32− + H2O C C [ ] C − 10−2,4 Kb1 = ⇒ C = 10 ⇌ HCO3− + OH− 10−2,4 (10 ) − 2, C − 10 −2,4 − 2, Kb1 = 10−3,67 10−2,4 = 10−3,67 10 −4,8 + = 0,0781 M 10 −3,76 Độ điện li ion CO32- dung dịch: Bai tap boi duong hs gioi quoc gia va quoc te 10 −2, 4.10 = 0,0781 CO α 2− CHCl = CNa2CO3 = CO32− C = 5,1 % 0,16 = 0,08 M ; 0,0781 = 0,03905 M + 2H+ → 0,03905 CO2 + H2 0,08 1,9.10−3 [] 0,03905 ⇒ CCO2 > LCO2 nên chấp nhận nồng độ ion CO32- 3,0.10-2 M Do Ka1 >> Ka2 nên cân chủ yếu là: CO2 + H2O ⇌ H+ 3,0.10−2 C [ ] 3,0.10−2 − x Ka1 = + HCO3− Ka1 = 10−6,35 1,9.10−3 1,9 10 −3 + x x x( x + 1,9.10 −3 ) = 10−6,35 3,0.10 − − x ⇒ x = 7,05.10−6