SKKN số bài tập hóa học vô cơ bồi DƯỠNG HSG

HS thường giải bài tập hóa học vô cơ theo kiểu “giải toán” tức là chỉ vận dụng phép tính toán học để tìm ra đáp số mà không cần làm sáng tỏ bản chất vật lý, hoá học thì sẽ dẫn đến các sa

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI

Đơn vị: TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG THẾ VINH

Mã số:

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

MỘT SỐ BÀI TẬP HÓA HỌC VÔ CƠ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

Người thực hiện: Nguyễn Minh Tấn Lĩnh vực nghiên cứu:

Quản lý giáo dục  Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học Phương pháp giáo dục 

Lĩnh vực khác: 

Có đính kèm:

Năm học: 2016 - 2017

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

1 Họ và tên: Nguyễn Minh Tấn

2 Ngày tháng năm sinh: 08/10/1987

8 Nhiệm vụ được giao:

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc Sĩ

- Năm nhận bằng: 2013

- Chuyên ngành đào tạo: Lý luận và phương pháp dạy học Hóa học

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy hóa học

Số năm có kinh nghiệm: 8 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:

+ Năm học 2011 - 2012: MỘT SỐ SAI LẦM THƯỜNG GẶP Ở HỌC SINH KHI GIẢI BÀI TẬP

HÓA HỌC VÔ CƠ THPT

+ Năm học 2012 – 2013: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH

TRONG HÓA HỌC PHÂN TÍCH

+ Năm học 2013 – 2014: MỘT SỐ BIỆN PHÁP HẠN CHẾ VÀ SỬA CHỮA SAI LẦM CỦA HỌC

SINH KHI GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC

+ Năm học 2015– 2016: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ NĂNG LƯỢNG CỦA ELECTRON TRONG BỒI

DƯỠNG ỌC SINH GIỎI

MỘT SỐ BÀI TẬP HÓA HỌC VÔ CƠ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Vấn đề giải bài tập vô cơ là một vấn đề quan trọng mà học sinh chuyên cần nắm vững Tuy nhiên, vấn đề này tương đối phức tạp và để hiểu rõ được vấn đề không phải là chuyện dễ Mặt khác, trong các đề thi học sinh giỏi tỉnh, Olympic 30/4 và Quốc gia, Quốc tế thì thường đề cập đến bài toán vô cơ Trong những năm gần đây, bài tập vô cơ đã được nâng cấp lên và đặt ra những bài toán khó, chỉ có thể giải được nếu như hiểu đươc bản chất vấn đề và vận dụng một cách linh hoạt

Thực tiễn dạy học hoá học hiện nay, khi giáo viên giảng dạy lý thuyết và hướng dẫn học sinh giải bài tập vô cơ, chúng tôi nhận thấy HS còn hạn chế về kiến thức, chưa nắm vững lý thuyết, chưa biết vận dụng để giải bài tập, thậm chí giải bài tập dạng cơ bản còn hay mắc sai lầm trong suy luận và tư duy Nếu không chú ý đúng mức đến việc hiểu bản chất, phân tích đề, tìm ra phương pháp đơn giản và cơ bản để giải bài tập thì HS sẽ dễ bị sai lầm Điều đó sẽ làm cho HS không hứng thú học tập và chất lượng dạy học hoá học cũng giảm đi rõ rệt

HS thường giải bài tập hóa học vô cơ theo kiểu “giải toán” tức là chỉ vận dụng phép tính toán học để tìm ra đáp số mà không cần làm sáng tỏ bản chất vật lý, hoá học thì sẽ dẫn đến các sai lầm trong quá trình suy luận, tư duy, không vận dụng các kiến thức, quy luật biến đổi trong hoá học để giải quyết vấn đề

Theo chúng tôi, nếu giáo viên có khả năng giảng dạy lý thuyết thật dễ hiểu, nhận xét và định hướng, hướng dẫn học sinh tìm ra được phương pháp giải đơn giản thì việc học chuyên phần vô cơ sẽ không còn là khó khăn và vất vả đối với cả giáo viên và học sinh Hiện nay thi học sinh giỏi cấp tỉnh, Olympic 30/4, máy tính cầm tay cấp khu vực, học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế thì bài tập vô cơ quan trọng và học sinh thường giải mất nhiều thời gian, công sức Để đáp ứng cho nhu cầu học chuyên và dạy chuyên, cũng như tạo hứng thú cho học sinh học tập thì chúng tôi chọn đề tài này

Với các lí do trên cùng với thực tế dạy học hoá học ở trường THPT chuyên, tôi chọn đề tài: “MỘT

SỐ BÀI TẬP HÓA HỌC VÔ CƠ BỒI DƯỠNG HSG”

II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

Sự vận dụng của lí thuyết kiến tạo trong DH giúp HS nắm được PP học tập, chủ động trong hoạt động học tập HS phải tự tìm hiểu, khám phá, tự xây dựng kiến thức bằng con đường riêng của mỗi cá nhân Quá trình phân tích, tự đánh giá hoạt động học tập của mình mà tự điều chỉnh quá trình học tập của chính mình, sửa chữa những nhược điểm trong nhận thức học tập và tự làm biến đổi nhận thức của chính mình

GV là người tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện để HS tìm ra phương pháp giải cho phù hợp Vai trò của GV

là định hướng, dạy HS cách phân tích, tư duy, động viên, khuyến khích, tạo điều kiện cho HS tự xây dựng kiến thức cho mình

Để HS hiểu và giải bài tập vô cơ một cách nhanh chóng, khoa học, chính xác là điều không dễ, đòi hỏi phải có những công trình nghiên cứu để giúp GV và HS phát hiện được các hướng chính xác để giải bài tập, tìm ra những cơ sở khoa học để giải một cách khoa học và nhanh gọn Tuy nhiên, trong các đề tài nghiên cứu về khoa học giáo dục của nước ta hiện nay còn thiếu vắng những công trình nghiên cứu có hệ thống về lĩnh vực này

Bên cạnh đó, sách tham khảo và một số trang web – diễn đàn giáo viên thì thấy rất ít Qua đó, ta thấy rằng vấn đề này tuy quan trọng nhưng vẫn chưa được chú ý và quan tâm

III TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP

CHỌN LỌC VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VÔ CƠ DẠNG 1: NGUYÊN TỐ NHÓM VIIIB

1 Viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra theo sơ đồ trên

2 Hãy cho biết từ tính của hợp chất A, dùng thuyết lai hóa để giải thích

HƯỚNG DẪN GIẢI

1 Các phương trình phản ứng:

6

4-[Fe(CN) ] + 2 Fe2+  Fe2[Fe(CN)6] trắng (B)

3 [Fe(CN) ] + 4 Fe4-6 3+  Fe4[Fe(CN)6]3 xanh đậm (C)

6

4-[Fe(CN) ] + 4 Ag+  Ag4[Fe(CN)6] trắng (D)

5 [Fe(CN) ] + 4-6 MnO + 8 H-4 +  Mn2+ + 4 H2O + 5 [Fe(CN) ] 3-6 (E)

2 [Fe(CN) ] + 3 Fe3-6 2+  Fe3[Fe(CN)6]2 xanh

Hoặc K+

+ [Fe(CN) ] + Fe3-6 2+  KFe[Fe(CN)6]xanh

(G)

2 [Fe(CN) ] + 3-6 Pb(OH) + 2 OH2 - 2 [Fe(CN) ] + 2 H64- 2O + PbO2 nâu (F)

2 Cấu hình electron của Fe2+ là [Ar]3d64s04p04d0

Vì CN- là phối tử trường mạnh, do đó khi tạo phức với Fe2+, 4 electron độc thân trên 4 obitan 3d của Fe(II) bị ghép đôi, giải phóng 2 obitan 3d trống Hai obitan này lai hóa với 1 obitan 4s và 3 obitan 4p, tạo thành 6 obitan lai hóa d2sp3 hướng về 6 đỉnh của hình bát diện đều Mỗi obitan lai hóa này xen phủ với một obitan tự do có hai electron của CN-, tạo ra 6 liên kết cho nhận, hình thành phức 4-

Câu 2: Hoà tan hoàn toàn 0,8120 gam một mẫu quặng sắt gồm FeO, Fe2O3 và 35% tạp chất trơ trong dung

dịch HCl (dư), thu được dung dịch X Sục khí SO2 vào dung dịch X, thu được dung dịch Y Dung dịch Y phản

ứng vừa đủ với 22,21 ml dung dịch KMnO4 0,10 M Mặt khác, hoà tan hết 1,2180 gam mẫu quặng trên trong dung dịch HCl (dư) rồi thêm ngay dung dịch KMnO4 0,10 M vào dung dịch thu được cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thì hết 15,26 ml dung dịch KMnO4 0,10 M

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra

b) Tính thể tích SO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) đã dùng và thành phần phần trăm theo khối lượng của FeO,

Fe2O3 có trong mẫu quặng

 mFeO (trong 0,8120 gam mẫu) = 72 5,087.10-3 = 0,3663 (g)

Câu 3: Chất A được tạo từ cation K+ và anion Xn– Chất B được tạo từ cation K+

và anion Xm– Hai anion này đều là anion phức bát diện nhưng khác nhau về momen từ: μX n-= 0; μXm- = 1,72D Trong phối tử của

hai anion trên chỉ chứa hai nguyên tố thuộc chu kỳ 2 Khi cho 20 ml dung dịch A nồng độ 0,1M tác dụng với 1,3240 gam Pb(NO3)2 thì tạo thành 1,2520 gam kết tủa trắng và trong dung dịch chỉ còn lại muối kali Khi cho 1,2700 gam FeCl2 vào một lượng dư dung dịch A thì tạo thành 1,6200 gam kết tủa trắng C (chứa 51,85% khối lượng là sắt) Khi để ra ngoài không khí C trở thành xanh lơ và chuyển thành D Dung dịch của B tác dụng với FeCl2 cũng tạo thành D Biết rằng momen từ: μ = n.(n + 2); trong đó n là số electron độc

thân của ion trung tâm Xác định chất A, B, C và viết các phương trình phản ứng xảy ra

 MC = 324  Số nguyên tử Fe trong chất C = 3  Ion X4- có 1 nguyên tử Fe

▪ Vì Xn- là phức bát diện nên số phối tử là 6  Mphối tử = 26  phối tử là CN-

▪ X4- là [Fe(CN)6]4- A là K4[Fe(CN)6]

Anion Xm- : [Fe(CN)6]m-

 1,72 = [n(n+2)]1/2 n = 1  Xm- chứa Fe3+

Vậy B là K3[Fe(CN)6]; Suy ra C: Fe2[Fe(CN)6]

K4[Fe(CN)6] + 2Pb(NO3)2 → Pb2[Fe(CN)6] + 4KNO3

K4[Fe(CN)6] + 2FeCl2 → Fe2[Fe(CN)6] + 4KCl

2Fe2[Fe(CN)6] + 2K4[Fe(CN)6] + O2 + H2O → 4KFe[Fe(CN)6] + 4KOH

K3[Fe(CN)6] + FeCl2 → KFe[Fe(CN)6] + 2KCl

Câu 4: Cho 25,0 cm3 dung dịch H2C2O4 0,05M phản ứng vừa đủ với 24,8 cm3 dung dịch KMnO4 (dung dịch X) trong môi trường H2SO4 Thêm 25,0 cm3 dung dịch NH2OH 0,0498M trong H2SO4 vào một lượng

dư dung dịch Fe2(SO4)3, đun nóng Khi phản ứng kết thúc, lượng Fe(II) tạo thành phản ứng vừa đủ với 24,65 cm3 dung dịch X trong môi trường axit Một sản phẩm khí Y tạo thành từ NH2OH trong quá trình phản ứng không ảnh hưởng đến việc xác định nồng độ Fe(II) bằng dung dịch KMnO4 Hãy xác định chất Y

▪ NH2OH + Fe2(SO4)3 + H2SO4 → dung dịch chứa FeSO4 + chất khí Y

Quá trình nhận electron Quá trình nhường electron

Fe3+ + 1e → Fe2+

2,49.10-3 → 2,49.10-3

N-1 → N+x + (x + 1)e 1,245.10-3 → 1,245.10-3(x + 1)

Áp dụng định luật bảo toàn electron: 2,49.10-3

= 1,245.10-3(x + 1)  x = 1

Vậy số oxi hóa của N trong khí Y là +1  khí Y là N2O

Câu 5: Khi cho Fe2+ phản ứng với H2O2, H2C2O4 và K2C2O4 tạo thành hợp chất A có màu xanh A phản ứng với dung dịch NaOH cho Fe2O3.xH2O A bị phân hủy bởi ánh sáng tạo thành sắt(II) oxalat, K2C2O4 và

CO2 Số liệu phân tích cho thấy A chứa 11,4% Fe và 52,7% ion oxalat

a Hãy xác định công thức của A và viết phương trình phản ứng

b A có đồng phân quang học không

HƯỚNG DẪN GIẢI

a

* Tìm CT của A:

- Trong A, Fe có số oxi hóa +3

- n(Fe3+) : n(ox-) = (11,4:56) : (53,7:88) = 1:3 → CT [Fe(ox)3]3- và cấu ngoại có 3K+

- 2K3[Fe(ox)3].3H2O + 6NaOH → Fe2O3.xH2O + 3K2C2O4 + 3Na2C2O4 + (6 – x)H2O

- K3[Fe(C2O4)3].3H2O → 2FeC2O4 + 2CO2 + 3K2C2O4 + 3H2O

DẠNG 2: NGUYÊN TỐ NHÓM VIIB

Câu 6: Khi phân tích nguyên tố các tinh thể ngậm nước của một muối tan A của kim loại X, người ta thu

được các số liệu sau:

% khối lượng trong muối 0,00 57,38 14,38 0,00 3,62

Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước khi bị phân hủy hoàn toàn, A đã mất 32% khối lượng

Trong dung dịch nước, A phản ứng được với hỗn hợp gồm PbO2 và HNO3 (nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan trong HCl

Hãy xác định kim loại X, muối A và viết các phương trình phản ứng xảy ra Biết X không thuộc họ

Lantan và không phóng xạ

2 Có một túi bột màu là hỗn hợp của 2 muối không tan trong nước Để xác định thành phần của bột màu

này, người ta tiến hành các thí nghiệm sau:

Bột màu + HCl đặc, to

Dung dịch B Chia B thành 3 phần

Phần 1 + CaSO4(bão hoà), HCl → Kết tủa trắng H

Phần 2 + K2CrO4, NaOH (dư) → Kết tủa vàng K

Cho biết thành phần của bột màu và viết phương trình ion thu gọn của các phản ứng xảy ra

HƯỚNG DẪN GIẢI

khuấy kĩ, t o

1 n : n : n = H O S 3,62 : 57,38 : 14,38 = 3,59 : 3,59 : 0,448 n : n : n = 8 : 8 : 1H O S

Vậy công thức đơn giản nhất cho biết tương quan số nguyên tử của các nguyên tố H, O, S trong A là

(H8O8S)n

% khối lượng X trong A bằng 100% - (3,62 + 57,38 + 14,38)% = 24,62%

Với n = 1  MX = 54,95 (g/mol)  X là mangan (Mn)

Với n = 2  MX = 109,9 (g/mol)  Không có kim loại nào có nguyên tử khối như vậy

Với n  3  MX  164,9 (g/mol)  X thuộc họ Lantan hoặc phóng xạ (loại)

Vậy công thức đơn giản nhất của A là MnH8O8S

Mặt khác, X phản ứng với BaCl2 tạo thành kết tủa không tan trong HCl, mà trong A có 1 nguyên tử S,

do đó A là muối sunfat hoặc muối hiđrosunfat: MnH8O4SO4

Khi đun nóng (A chưa bị phân hủy), 32% khối lượng A mất đi, trong đó M A = 223,074 (g/mol) → 32%.MA = 32% 223,074 = 71,38 (g) ≈ 72 (g), tương đương với 4 mol H2O

→ % H (trong 4 mol H2O) = 1, 008.8 100 3, 61% 3, 62%

Vậy A là muối mangan(II) sunfat ngậm 4 phân tử nước: MnSO4.4H2O

Phương trình phản ứng: MnSO4 + BaCl2  BaSO4↓ + MnCl2

2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3  2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4↓ + 2H2O

2 Bột màu là hỗn hợp của ZnS và BaSO4 (Litopon) Các phản ứng:

BaCO3 + 2CH3COOH  Ba2+ (I) + 2CH3COO- + H2O + CO2↑

Ba2+ + CaSO4(bão hòa)  Ca2+ + BaSO4↓ (H)

Ba2+ + CrO42-  BaCrO4↓ (K)

Câu 7: Nhiệt phân hoàn toàn x gam KClO3 (có MnO2 xúc tác), khí thoát ra được thu

qua chậu đựng dung dịch H2SO4 loãng (D = 1,15 g/mL) vào ống nghiệm úp ngược (như

hình vẽ)

Các dữ kiện thí nghiệm: Nhiệt độ 17oC; áp suất khí quyển 752 mm Hg; thể tích khí

thu được trong ống nghiệm V = 238 cm3; khoảng cách giữa 2 mặt thoáng h = 27 cm;

khối lượng riêng của Hg là 13,6 g/cm3; áp suất hơi nước trong ống nghiệm là 13,068 mm Hg

1 Tính x

2 Nung nóng một thời gian hỗn hợp A gồm 10x gam KClO3 (giá trị x thu được ở trên) và y gam KMnO4, thu được chất rắn B và 3,584 lít khí O2 (đktc) Cho B tác dụng hết với dung dịch HCl đặc, nóng, dư, thu được 6,272 lít khí Cl2 (đktc) Viết tất cả các phương trình phản ứng có thể xảy ra và tính y

HƯỚNG DẪN GIẢI

1 Vì P(khí quyển) = P(O2) + P(cột dung dịch) + P(hơi nước)

 P(O2) = 752 - (27.10.1,15/13,6) - 13,068 = 716,102 mm Hg

 n(O2) = PV/RT = (716,102/760)0,238/0,082.290 = 9,43.10-3 mol

Theo phương trình phản ứng o

2

t

2KClO 2KCl+3O ,

ta dễ dàng tính được x = (2/3).9,43.10-3

.122,5 = 0,77 g KClO 3

2 Các phương trình phản ứng có thể xảy ra:

- Phản ứng nhiệt phân hỗn hợp A: o

2

t

2KClO 2KCl+3O (1)

2KMnO4 to K MnO +MnO +O2 4 2 2 (2)

- Rắn B: KClO3 + 6HCl  KCl + 3Cl2 + 3H2O (3)

2KMnO4 + 16HCl  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O (4)

K2MnO4 + 8HCl  2KCl + MnCl2 + 2Cl2 + 4H2O (5)

MnO2 + 4HCl  MnCl2 + Cl2 + 2H2O (6)

Gọi a là số mol KMnO4, n(O2) = 3,584/22,4 = 0,16 mol, n(Cl2) = 6,272/22,4 = 0,28 mol, n(KClO3) = 7,7/122,5 = 0,063 mol Thực tế không có phản ứng (3) vì KClO3 rất dễ bị nhiệt phân với xúc tác là MnO2 và số mol O2 thu được (0,16 mol) số mol O2 sinh ra từ KClO3 (9,43.10-3 mol) Do đó, theo bảo toàn electron ta có: 0,063.6 + 5a = 0,16.4 + 0,28.2 (từ KClO3) (từ KMnO4) O2- cho Cl- cho  a = 0,164 mol, y = 0,164.158 = 25,912 g KMnO 4 Câu 8: Cho 5,00 mL một dung dịch chuẩn chứa 0,0985 g/L mangan đã được oxi hoá thành vào bình định mức 50,00 mL rồi pha loãng đến vạch định mức Đo mật độ quang (A) của dung dịch với cuvet 1,00 cm ở bước sóng λ = 525 nm, được A = 0,271 Hoà tan hết 0,9220 g thép chứa mangan trong axit rồi pha loãng thành 200,00 mL Cho KIO4 vào 50,00 mL dung dịch thu được để oxi hoá hoàn toàn mangan thành , rồi pha loãng thành 100,00 mL Đo mật độ quang của dung dịch với cuvet 1,00 cm ở bước sóng λ = 525 nm, được A = 0,668 Tính % khối lượng của Mn trong thép Biết trong khoảng nồng độ nghiên cứu, định luật Lambert-Beer được thỏa mãn

HƯỚNG DẪN GIẢI

Nồng độ trong dung dịch gốc:

Nồng độ trong dung dịch đo:

Nồng độ trong dung dịch trước khi pha loãng là:

Số mmol Mn có trong mẫu là: nMn = 8,84.10-4.200 = 0,1768 (mmol)

Lượng Mn có trong mẫu là: mMn = 0,1768.54,938 = 9,71 (mg)

Vậy: % khối lượng Mn = 9,71/922.100 = 1,05 %

DẠNG 3: NGUYÊN TỐ NHÓM VIB

Câu 9: Để xác định hàm lượng của crom và sắt trong một mẫu gồm Cr2O3 và Fe2O3, người ta đun nóng chảy 1,98 gam mẫu với Na2O2 để oxi hóa Cr2O3 thành CrO24 Cho khối đã nung chảy vào nước, đun sôi để phân huỷ hết Na2O2 Thêm H2SO4 loãng đến dư vào hỗn hợp thu được và pha thành 100,00 mL, được dung dịch A có màu vàng da cam Cho dung dịch KI (dư) vào 10,00 mL dung dịch A, lượng

-3

I (sản phẩm của phản ứng giữa I– và I2) giải phóng ra phản ứng hết với 10,50 mL dung dịch Na2S2O3 0,40 M Nếu cho dung dịch NaF (dư) vào 10,00

mL dung dịch A rồi nhỏ tiếp dung dịch KI đến dư thì lượng

-3

I giải phóng ra chỉ phản ứng hết với 7,50 mL dung dịch Na2S2O3 0,40M

1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra

2 Giải thích vai trò của dung dịch NaF

3 Tính thành phần % khối lượng của crom và sắt trong mẫu ban đầu Cho: Fe = 56; Cr = 52

HƯỚNG DẪN GIẢI

1 Các phương trình phản ứng:

Cr2O3 + 3Na2O2 + H2O t 2CrO24 + 2OH- + 6Na+ (1)

2Na2O2 + 2H2O t O2↑ + 4OH + 4Na+ (2)

OH- + H+ → H2O (3)

2CrO24 + 2H+ → Cr O2 27 + H2O (4)

Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O (5)

 2 2 7 Cr O + 9I- + 4 H+ → 2 Cr3+ + 3I + 7H-3 2O (6)

2Fe3+ + 3I- → 2Fe2+ + I (7) -3 2S O2 32 + I → -3 2 4 6 S O + 3I- (8)

Fe3+ + 3F- → FeF3 (9)

2 Vai trò của dung dịch NaF: F- có mặt trong dung dịch tạo phức bền, không màu với Fe3+, dùng để che Fe3+ 3 Đặt số mol của Cr2O3 và Fe2O3 trong 1,98 gam mẫu lần lượt là 2 3 Cr O n = x; 2 3 Fe O n = y Từ (1), (4) và (5) → trong 10,00 mL dung dịch A số mol của Cr O2 27là 2-2 7 Cr O n = 0,1x; số mol của Fe3+ là 3+ Fe n = 0,2y Trường hợp NaF không có mặt trong dung dịch A, cả Cr O2 27và Fe3+ đều bị khử bởi I- Theo (6) và (7) ta có: -3 I (1) n = 3 2-2 7 Cr O n + 0,5nFe 3+ = 3.0,1x + 0,5.0,2y = 0,3x + 0,1y Từ (8): 2-2 3 S O (1) n = 2 -3 I (1) n → 0,40.10,50.10-3 = 2.(0,1y + 0,3x) (10)

Trường hợp NaF có mặt trong dung dịch A, chỉ có 2  2 7 Cr O bị khử: -3 I (2) n = 3 2-2 7 Cr O n = 0,3x → 0,40.7,50.10-3 = 2-2 3 S O (2) n = 2 -3 I (2) n = 0,6x (11)

Từ (11) và (10) → x = 0,005 (mol) và y = 0,006 (mol)

Cr

2 3

Cr O

n = 2.0,005 = 0,01 (mol) → %Cr trong mẫu là: 52.0, 01.100

nFe= 2

2 3

Fe O

n = 2.0,006 = 0,012 (mol) → %Fe trong mẫu là: 56.0, 012.100

1,98 = 33,94%

Câu 10: Hàm lượng crom trong mẫu thép không gỉ (chứa Fe – Cr) được xác định theo quy trình sau:

1 Hòa tan 0,1000 gam mẫu thép bằng dung dịch axit sunfuric 1,8M đun nóng

2 Thêm tiếp 4 ml dung dịch axit nitric đặc và đun khoảng 10 phút cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu lục

3 Thêm tiếp 10 ml dung dịch AgNO3 0,5% và 6 gam amoni pesunfat ((NH4)2S2O8) Đun sôi dung dịch khoảng 20 phút để amoni pesunfat bị phân hủy hoàn toàn, dung dịch thu được có màu da cam

4 Thêm 10 ml dung dịch NaCl 5%

5 Thêm chính xác 20,00 ml dung dịch FeSO4.(NH4)2SO4 1,00.10-1 mol/l

6 Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch KMnO4 2,00.10-2 mol/l

a Viết phương trình phản ứng xảy ra ở bước 2

b Viết phương trình phản ứng xảy ra ở bước 3

c Viết phương trình phản ứng xảy ra ở bước 4 và cho biết mục đích của quá trình

d Viết phương trình phản ứng xảy ra ở bước 5 và cho biết màu của dung dịch thu được

e Viết phương trình phản ứng xảy ra ở bước 6

f Phép chuẩn độ ở bước 6 cần 12,00 ml dung dịch KMnO4 để đạt tới điểm tương đương Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của crom có trong mẫu thép

e 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

f Tổng số mmol Fe2+ đưa vào dung dịch: 2 mmol → nCr = 1,6/6 mmol

%Cr = 13,87%

DẠNG 3: NGUYÊN TỐ NHÓM VIIIA

Câu 11: Khí A là chất khí không màu, có trong tự nhiên Biết rằng 250 ml khí A (ở 1,0 atm và 298K) có

khối lượng 1,343 gam Cho 0,657 gam khí A phản ứng vừa đủ với 0,380 gam khí flo ở 400°C chỉ tạo ra một sản phẩm dạng tinh thể trắng B Cho 1,037 gam B phản ứng với đioxi điflorua dư ở -78°C thì tạo thành 122

ml khí oxi (ở 1,0 atm và 298K) và 1,227 gam chất rắn C Chất D được điều chế bằng cách chiếu sáng hỗn hợp A với flo ở 25°C Cho 1 mol D phản ứng với hiđro dư ở 400°C, lấy các sản phẩm hòa tan vào nước, dung dịch thu được phản ứng vừa đủ với 2 mol natri hiđroxit

a Viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra và xác định các chất A, B, C, D

b Vẽ công thức Lewis, cho biết kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm và dự đoán hình học phân tử của

c

▪ Phân tử XeF2 và XeF4 không phân cực vì có cấu tạo đối xứng

▪ F có số oxi hóa là –1 Vì vậy, các số oxi hóa tương ứng của Xe là +2 (XeF2) và +4 (XeF4) Các tiểu phân này là những tác nhân oxi hóa rất mạnh

Câu 12: Cho phân tử: xenon điflorua (1), xenon tetraflorua (2), xenon trioxit (3), xenon tetraoxit (4), bo

triflorua(5), trimetylamin (6), axetamit (7)

a Vẽ cấu trúc hình học phân tử (cả các cặp electron tự do của nguyên tử trung tâm) của chất từ (1) đến (6)

b Dự đoán góc liên kết ở mỗi phân tử nói trên

c Trong phân tử axetamit, 3 liên kết với nguyên tử nitơ đều nằm trong cùng một mặt phẳng Vì sao?

d Hãy đề xuất phương pháp điều chế chất: xenon điflorua (1), xenon tetraflorua (2), xenon trioxit (3)

HƯỚNG DẪN GIẢI

a, b

XeF2: AX2E3, thẳng, 180o

; XeF4: AX4E2, vuông phẳng, 90o

; XeO3: AX3E, tháp tam giác, < 109,5o;

XeO4: AX4, tứ diện, 109,5o

;

BF3: AX3: tam giác phẳng, 120o

; (CH3)3N: AX3E, tháp tam giác, < 109,5o;

C O

H3C N

H H

C O

H3C N

H H

d Xe + F2  XeF2 Xe + 2 F2  XeF4

XeF6 + 3 H2O  XeO3 + 6HF

Câu 13: Xenon, mặc dù hiện tại trong bầu khí quyển trái đất ở mức vi lượng, nhưng có nhiều ứng dụng Nó

được sử dụng trong lĩnh vực chiếu sáng và quang học trong flash và đèn hồ quang Xenon được sử dụng như một nhiên liệu cho động cơ đẩy ion trong tàu vũ trụ Ngoài ra, nó có nhiều ứng dụng y tế Một số đồng

vị xenon được sử dụng trong chụp ảnh các mô mềm như tim, phổi và não Nó được sử dụng như một chất gây mê tổng quát và gần đây tiềm năng đáng kể của nó trong điều trị chấn thương não, bao gồm đột quỵ đã được chứng minh Xenon là khí hiếm có phản ứng cực kỳ thấp Tuy nhiên, một số hợp chất xenon với các nguyên tử có độ âm điện như flo và oxy được biết đến Xenon phản ứng với flo để tạo thành ba florua xenon khác nhau, XeF2, XeF4 và XeF6 Tất cả các florua dễ dàng phản ứng với nước, giải phóng khí Xe tinh khiết, florua hiđrô và ôxy phân tử Các oxit và oxofluorides của xenon thu được bằng cách thủy phân một phần hoặc toàn bộ florua xenon Xenon trioxide có thể thu được bằng cách thủy phân của XeF4 hoặc XeF6 Thủy phân của XeF4 được XeO3, Xe, HF, và F2 Tuy nhiên, quá trình thủy phân của XeF6 chỉ tạo ra XeO3

và HF Khi thủy phân một phần, XeF4 và XeF6 tạo được sản phẩm tương ứng XeOF2 và XeOF4, ngoài HF

a Viết phương trình cân bằng cho phản ứng tạo ra

- XeO3 bằng cách thủy phân của XeF4; XeO3 bằng cách thủy phân của XeF6

- XeOF2 bằng cách thủy phân một phần của XeF4; XeOF4 bằng cách thủy phân một phần của XeF6

b Vẽ cấu trúc Lewis và cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm: XeF2, XeF4, XeO3, XeOF2, XeOF4

HƯỚNG DẪN GIẢI

a i 2 XeF4 + 3 H2O  XeO3 + 6 HF + Xe + F2 (cân bằng phức tạp)

(2XeF4  XeF6 + XeF2XeF6 + 3 H2O  XeO3 + 6 HF XeF2  Xe + F2)

ii XeF6 + 3 H2O  XeO3 + 6 HF

iii XeF4 + H2O  XeOF2 + 2 HF

iv XeF6 + H2O  XeOF4 + 2 HF

sp3d2 tháp đáy vuông)

Câu 14: Sau khi làm nóng một hỗn hợp của nguyên tố A và flo (tỉ lệ mol 1: 9, áp suất khoảng 1 MPa) đến

900°C, ba hợp chất (B, C và D) được hình thành Cả ba sản phẩm là chất rắn kết tinh, có điểm nóng chảy dưới 150°C Phần trăm khối lượng của flo trong C là 36,7% và trong D là 46,5% Khi B phản ứng với HOSO2F khan ở -75°C thì một hợp chất E được hình thành: B + HOSO2F  E + HF Biết E là một chất rắn có thể tồn tại trong vài tuần ở 0 ° C, nhưng phân hủy trong ngày ở nhiệt độ phòng

a Khi 450,0 mg C phản ứng với thủy ngân dư thì 53,25 ml A được giải phóng ở áp suất 101,0 kPa và nhiệt độ 25°C Tính nguyên tử khối của A

d Viết các phương trình cho ba phản ứng thủy phân

e Thủy phân định lượng của hỗn hợp B, C và D cho 60,2 ml khí (đo ở 290K và 100 kPa) Các nội dung oxy của khí này là 40,0% (theo thể tích) Lượng AO3 sinh ra được hòa tan vào nước và đem chuẩn độ bằng dung dịch FeSO4 0,100M trong môi trường axit thấy vừa hết 36,0 ml Trong quá trình chuẩn độ, Fe2+được oxi hóa thành Fe3+

và AO3 được chuyển thành A Tính thành phần (% theo số mol) của hỗn hợp ban đầu của B, C và D

HƯỚNG DẪN GIẢI

m n A K

K mol Bar lit

lit Bar

450 , 0 10 17 , 2 298

08314 , 0

05325 , 0 01 ,

K mol Bar lit

lit Bar

n

290

08314 , 0

0602 , 0 1 2

y

6

100 , 0 036 , 0 3 3