555 bài tập hoá về kim loại

Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Ch-ơng Cấu tạo nguyên tử - định luật tuần hoàn liên kết hoá học A tóm tắt lí thuyết I cấu tạo nguyên tử Thành phần, cấu tạo nguyên tử Nguyên tử gồm hạt nhân vỏ electron Hạt nhân gồm hạt proton nơtron, phần vỏ gồm electron Các đặc tr-ng hạt nguyên tử đ-ợc tóm tắt bảng sau: Kí hiệu Khối l-ợng (đvC) Khối l-ợng (kg) Điện tích nguyên tố Điện tích (Culông) Proton Nơtron electron p 1,6726.10-27 1+ 1,602.10-19 n 1,6748.10-27 0 e 0,00055 9,1095.10-31 1-1,602.10-19 Hạt nhân nguyên tử: Khi bắn phá vàng mỏng tia phóng xạ rađi, Ruzơfo phát hạt nhân nguyên tử Hạt nhân nguyên tử có kích th-ớc nhỏ so với kích th-ớc toàn nguyên tử Hạt nhân mang điện tích d-ơng Điện tích hạt nhân có giá trị số proton hạt nhân, gọi Z+ Do nguyên tử trung hoà điện số electron số Z Ví dụ: nguyên tử oxi có proton hạt nhân electron lớp vỏ Số khối, kí hiệu A, đ-ợc tính theo công thức A = Z + N, Z tổng số hạt proton, N tổng số hạt nơtron Nguyên tố hoá học bao gồm nguyên tử có điện tích hạt nhân Đồng vị nguyên tử có số proton nh-ng khác số nơtron, số khối A chúng khác II Cấu tạo vỏ electron nguyên tử Lớp electron Trong nguyên tử, electron có mức l-ợng định Các electron có mức l-ợng gần đ-ợc xếp thành lớp electron Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Thứ tự lớp tăng dần 1, 2, 3, n mức l-ợng electron tăng dần Electron lớp có trị số n nhỏ bị hạt nhân hút mạnh, khó bứt khỏi nguyên tử Electron lớp có trị số n lớn có l-ợng cao, bị hạt nhân hút yếu dễ tách khỏi nguyên tử Lớp electron có đủ số electron tối đa gọi lớp electron bão hoà Tổng số electron lớp 2n2 Số thứ tự lớp electron (n) Kí hiệu t-ơng ứng lớp electron K Số electron tối đa lớp 2 Phân lớp electron L M 18 N 32 Mỗi lớp electron lại đ-ợc chia thành phân lớp Các electron thuộc phân lớp có mức l-ợng Kí hiệu phân lớp chữ th-ờng: s, p, d, f Số phân lớp lớp electron số thứ tự lớp Ví dụ lớp K (n =1) có phân lớp s Lớp L (n = 2) có phân lớp s p Lớp M (n = 3) có phân lớp s, p, d Số electron tối đa phân lớp: s chứa tối đa electron, p chứa tối đa electron, d chứa tối đa 10 electron, f chứa tối đa 14 electron Lớp electron Số electron tối đa lớp Phân bố electron phân lớp K (n =1) 1s2 L (n = 2) 2s22p6 M (n = 3) 18 3s23p63d10 Cấu hình electron nguyên tử Là cách biểu diễn phân bố electron lớp phân lớp Sự phân bố electron nguyên tử tuân theo nguyên lí quy tắc sau: a Nguyên lí vững bền: trạng thái bản, nguyên tử electron chiếm lần l-ợt obitan có mức l-ợng từ thấp lên cao B Nguyên lí Pauli: Trên obitan có nhiều hai electron hai electron chuyển động tự quay khác chiều xung quanh trục riêng electron C Quy tắc Hun: Trong phân lớp, electron phân bố obitan cho số electron độc thân tối đa electron phải có chiều tự quay giống D Quy tắc trật tự mức l-ợng obitan nguyên tử: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d Ví dụ: Cấu hình electron Fe, Fe2+, Fe3+ Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Fe2+: 1s22s22p63s23p63d6 Fe3+: 1s22s22p63s23p63d5 Đặc điểm lớp electron Đối với nguyên tử tất nguyên tố, số electron lớp có nhiều electron Các nguyên tử có electron lớp (ns2np6) bền vững, chúng hầu nhkhông tham gia vào phản ứng hoá học Đó khí hiếm, tự nhiên, phân tử khí gồm nguyên tử Các nguyên tử có 1-3 electron lớp kim loại (trừ B) Trong phản ứng hoá học kim loại có xu h-ớng chủ yếu nh-ờng electron trở thành ion d-ơng Các nguyên tử có -7 electron lớp phi kim Trong phản ứng hoá học phi kim có xu h-ớng chủ yếu nhận thêm electron trở thành ion âm Các nguyên tử có electron lớp phi kim, chúng có số hiệu nguyên tử nhỏ nh- C, Si hay kim loại nh- Sn, Pb chúng có số hiệu nguyên tử lớn III bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học Nguyên tắc xếp: Các nguyên tố hoá học đ-ợc xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử Các nguyên tố hoá học có số lớp electron đ-ợc xếp thành hàng Các nguyên tố hoá học có số electron hoá trị nguyên tử đ-ợc xếp thành cột Cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn Bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoá học thể nội dung định luật tuần hoàn Trong 100 năm tồn phát triển, có khoảng 28 kiểu bảng hệ thống tuần hoàn khác Dạng đ-ợc sử dụng sách giáo khoa hoá học phổ thông bảng hệ thống tuần hoàn dạng dài Các thành phần cấu tạo nên bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoá học nh- sau: Ô : Số thứ tự ô số hiệu nguyên tử số đơn vị điện tích hạt nhân tổng số electron nguyên tử Chu kì: Có chu kỳ, số thứ tự chu kì số lớp electron nguyên tử gồm: + Chu kì nhỏ chu kì 1, 2, gồm nguyên tố s nguyên tố p Mỗi chu kỳ nhỏ gồm nguyên tố, trừ chu kỳ có hai nguyên tố + Chu kì lớn chu kì 4, 5, ,7 gồm nguyên tố s, p, d f Chu kỳ chu kỳ chu kỳ có 18 nguyên tố Chu kỳ có 32 nguyên tố Theo quy luật, chu kỳ phải có Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn 32 nguyên tố, nhiên chu kỳ phát đ-ợc 24 nguyên tố hoá học Lí nguyên tố có hạt nhân cng nặng cng bền, chúng có đời sống ngắn ngủi Nhóm: Có nhóm, số thứ tự nhóm số electron hoá trị gồm : + Nhóm A: Số thứ tự nhóm số electron hoá trị (gồm nguyên tố s p) Nhóm A đ-ợc gọi nguyên tố thuộc phân nhóm + Nhóm B: Số thứ tự nhóm B số electron hoá trị (gồm nguyên tố d f) Nhóm B đ-ợc gọi nguyên tố thuộc phân nhóm phụ IV Những tính chất biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân - Bán kính nguyên tử: + Trong chu kỳ, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần + Trong nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần - Độ âm điện, tính kim loại - phi kim, tính axit - bazơ oxit hiđroxit biến đỏi t-ơng tự bán kính nguyên tử - Năng l-ợng ion hoá: + Trong chu kỳ, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, l-ợng ion hoá nguyên tử tăng dần + Trong nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, l-ợng ion hoá nguyên tử giảm dần V Liên kết hoá học Xu h-ớng nguyên tử kim loại hay phi kim đạt đến cấu hình bền vững nh- khí cách cho, nhận electron tạo kiểu hợp chất ion, hay góp chung electron tạo hợp chất cộng hoá trị (nguyên tử) Không có ranh giới thật rõ ràng chất có kiểu liên kết ion cộng hoá trị Ng-ời ta th-ờng dùng hiệu số độ âm điện ( ) để xét chất có kiểu liên kết hoá học Néu hiệu số độ âm điện 1,77 chất có kiểu liên kết ion, hiệu số độ âm điện < 1,77 chất có kiểu liên kết cộng hoá trị (ngoại lệ HF có 1,77 nh-ng thuộc loại liên kết cộng hoá trị ) Có thể so sánh hai kiểu liên kết hoá học qua bảng sau: Liên kết ion Liên kết cộng hoá trị Hình thành kim loại điển Hình thành nguyên tử giống hình phi kim điển hình gần giống Hiệu số độ âm điện 1,77 Hiệu số độ âm điện < 1,77 Nguyên tử kim loại nh-ờng Các nguyên tử góp chung electron Các electron Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn electron trở thành ion d-ơng Nguyên tử phi kim nhận electron trở thành ion âm Các ion khác dấu hút lực hút tĩnh điện Ví dụ: NaCl, MgCl2 Bản chất: lực hút tĩnh điện ion mang điện tích trái dấu dùng chung thuộc hạt nhân hai nguyên tử Ví dụ: H2, HCl Liên kết cộng hoá trị không cực đôi electron dùng chung không bị lệch nguyên tử nào: N2, H2 Liên kết cộng hoá trị có cực đôi electron dùng chun bị lệch nguyên tử : HBr, H2O Liên kết cho - nhận (phối trí) tr-ờng hợp riêng liên kết cộng hoá trị Trong đôi electron dùng chung đ-ợc hình thành nguyên tử đ-a Ví dụ phân tử khí sunfurơ SO2 , S O công thức cấu tạo SO2 O Liên kết cho nhận đ-ợc kí hiệu mũi tên Mỗi mũi tên biểu diễn cặp electron dùng chung, phần gốc mũi tên nguyên tử cho electron, phần nguyên tử nhận electron Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn B đề Electron đ-ợc tìm vào năm 1897 nhà bác học ng-ời Anh Tom - xơn (J.J Thomson) Đặc điểm sau electron? A Mỗi electron có khối l-ợng khoảng khối l-ợng nguyên tử nhẹ 1840 H B Mỗi electron có điện tích -1,6 10-19 C, nghĩa 1- điện tích nguyên tố C Dòng electron bị lệch h-ớng phía cực âm điện tr-ờng D Các electron thoát khỏi nguyên tử điều kiện đặc biệt (áp suất khí thấp, điện cao cực nguồn điện) Các đồng vị đ-ợc phân biệt yếu tố sau đây? A Số nơtron B Số electron hoá trị C Số proton D Số lớp electron Kí hiệu số kí hiệu obitan sau sai? A 2s, 4f B 1p, 2d C 2p, 3d D 1s, 2p phân lớp 3d số electron tối đa là: A B 18 C 10 D 14 Ion, có 18 electron 16 proton, mang số điện tích nguyên tố là: A 18+ B C 18- D 2+ + _ Các ion nguyên tử: Ne, Na , F có điểm chung là: A Số khối B Số electron C Số proton D Số notron Cấu hình electron ion sau giống nh- khí ? A Te2- B Fe2+ C Cu+ D Cr3+ Có electron ion 52 3+ 24 Cr ? A 21 B 27 C 24 D 52 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Tiểu phân sau có số proton nhiều số electron? A Nguyên tử Na B Ion clorua Cl- C Nguyên tử S D Ion kali K+ 10 Nguyên tử nguyên tố có điện tích hạt nhân 13, số khối 27 có số electron hoá trị là: A 13 B C D 11 Nguyên tử nguyên tố hoá học có cấu hình electron d-ới đây: Cấu hình electron Tên nguyên tố (1) 1s22s22p1 (2) 1s22s22p5 (3) 1s22s22p63s1 (4) 1s22s22p63s23p2 12 Hãy viết cấu hình electron ion sau: Ion cấu hình electron Ion + (1) Na (4) Ni2+ (2) Cl (5) Fe2+ cấu hình electron (3) Ca2+ (6) Cu+ 13 Nguyên tử nguyên tố hoá học có cấu hình electron 1s22s22p63s23p64s1 là: A Ca B K C Ba D Na 14 Chu kỳ bán rã, thời gian cần thiết để l-ợng chất ban đầu nửa, ngày Cần ngày để mẫu thuốc có tính phóng xạ chứa 20% hoạt tính phóng xạ ban đầu A 33,2 ngày C 61,8 ngày 15 32 15 32 15 P 14,3 P giảm lại B 71,5 ngày D 286 ngày 238 92 U nguyên tố gốc họ phóng xạ tự nhiên uran, kết thúc dãy đồng vị bền chì 206 82 Pb , số lần phân rã : A phân rã lần phân rã B phân rã lần phân rã C phân rã lần phân rã Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn D phân rã lần phân rã 16 Số họ phóng xạ tự nhiên : A B C D 17 Trong cấu hình electron sau, cấu hình sai ? A.1s22s22p2x2py2pz B.1s22s22p2x2p2y2p2z3s C.1s22s22p2x 2py D.1s22s22px2py2pz 18 Các electron thuộc lớp K, M, N, L nguyên tử khác về: A Khoảng cách từ electron đến hạt nhân B Độ bên liên kết với hạt nhân C Năng l-ợng electron D Tất A, B, C 19 Trong nguyên tử, electron dịnh tính chất hoá học : A Các electron hoá trị B Các electron lớp C Các electron lớp nguyên tố s,p lớp sát với nguyên tố họ d, f D Tất A, B, C sai 20 Khoanh tròn vào chữ Đ phát biểu đúng, chữ S phát biểu sai câu d-ới đây: A Năng l-ợng electron thuộc obitan 2px, 2py 2pz nh- Đ - S B Các electron thuộc obitan 2px, 2py , 2pz khác định h-ớng không gian Đ-S C Năng l-ợng electron phân lớp 3s, 3p, 3d khác Đ - S D Năng l-ợng electron thuộc obitan 2s 2px nh- Đ-S E Phân lớp 3d bão hoà xếp đầy 10 electron Đ-S 21 Cấu hình electron biểu diễn theo ô l-ợng tử sau sai? A B 10 Gia s Thnh c C www.daythem.edu.vn D 22 Ghép đôi tên nguyên tố cột A với cấu hình electron t-ơng ứng cột B A B Oxi A 1s22s22p63s23p64s1 Cacbon B 1s22s22p63s23p64s2 Kali C 1s22s22p63s23p5 Clo D 1s22s22p4 Canxi E 1s22s22p2 Silic F 1s22s22p63s23p4 Photpho G 1s22s22p63s23p64s23p1 Gali H 1s22s22p63s23p2 I 1s22s22p63s23p3 Thứ tự ghép đôi : ;2 ;3 ;4 ;5 ;6 ;7 ;8 23.Một nguyên tố hoá học có nhiều loại nguyên tử có khối l-ợng khác lí sau ? A Hạt nhân có số nơtron nh-ng khác số proton B Hạt nhân có số proton nh-ng khác số nơtron C Hạt nhân có số nơtron nh-ng khác số electron D Ph-ơng án khác 24 Nguyên tử khối trung bình đồng kim loại 63,546 Đồng tồn tự nhiên với hai loại đồng vị 63Cu 65Cu Số nguyên tử 63Cu có 32g Cu là: A 6,023 1023 B 3,000.1023 C 2,181.1023 D 1,500.1023 25 Nguyên tử nguyên tố A có tổng số electron phân lớp p Nguyên tử nguyên tố B có tổng số hạt mang điện nhiều tổng số hạt mang điện A A B nguyên tố: A Al Br B Al Cl 11 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn C Mg Cl D Si Br 26 Điền đầy đủ thông tin vào chố trống câu sau: cho hai nguyên tố A B có số hiệu nguyên tử lần l-ợt 11 13 - Cấu hình electron A: - Cấu hình electron B - A chu kỳ, nhóm, phân nhóm A có khả tạo ion A+ B có khả tạo ion B3+ Khả khử A so với B, khả oxi hoá ion B3+ so với ion A+ 27 Một nguyên tử R có tổng số hạt mang điện không mang điện 34, số hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện Nguyên tố R vị trí bảng HTTH là: A Na ô 11, chu kỳ III, nhóm IA B Mg ô 12, chu kỳ III, nhóm IIA C F ô 9, chu kỳ II, nhóm VIIA D Ne ô 10, chu kỳ II, nhóm VIIIA 28 Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt 82, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 Số hiệu nguyên tử X là: Số khối: tên nguyên tố.là: Cấu hình electron nguyên tử X: Cấu hình electron ion tạo thành từ X: Các ph-ơng trình hoá học xảy khi: X tác dụng với Fe2(SO4)3; X tác dụng với HNO3 đặc, nóng 29 Cation X3+ anionY2- có cấu hình electron phân lớp 2p6 Kí hiệu nguyên tố X,Y vị trí chúng bảng HTTH là: A Al ô 13, chu kỳ III, nhóm IIIA O ô 8, chu kỳ II, nhóm VIA B Mg ô 12, chu kỳ III, nhóm IIA O ô 8, chu kỳ II, nhóm VIA C Al ô 13, chu kỳ III, nhóm IIIA F ô 9, chu kỳ II, nhóm VIIA D Mg ô 12, chu kỳ III, nhóm IIA F ô 9, chu kỳ II, nhóm VIIA 30 Những đặc tr-ng sau nguyên tử nguyên tố biến đổi tuần hoàn: A Điện tích hạt nhân nguyên tử B Tỉ khối 12 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Ta có: 2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07 (1) Nh-ng 0,07 số mol NO3Khối l-ợng muối nitrat là: 1,35 + 62.0,07 = 5,69g Ph-ơng pháp đại số a Cách giải: Viết ph-ơng trình phản ứng Đặt ẩn số cho đại l-ợng cần tìm Tính theo ph-ơng trình phản ứng ẩn số để lập ph-ơng trình đại số Giải ph-ơng trình đại số (hoặc hệ ph-ơng trình) biện luận kết (nếu cần) b Ví dụ: (Trích đề thi vào ĐHSP Hà Nội 1998)Để m gam bột sắt (A) không khí, sau thời gian biến thành hỗn hợp (B) có khối l-ợng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Cho B tác dụng hoàn toàn với dd HNO3 thấy sinh 2,24l khí NO đktc Tính m Giải: Trong không khí sắt tác dụng với oxi tạo oxit 2Fe + O2 2FeO 4Fe + 3O2 2Fe3O4 3Fe + 2O2 Fe2O3 Hỗn hợp B tác dụng với dd HNO3: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O Đặt số mol Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 lần l-ợt x, y, z, t ta có: Theo khối l-ợng hỗn hợp B: 56x + 72y + 232z + 160t = 12 (1) Theo số mol nguyên tử Fe: x + y + 3z + 2t = Theo số mol nguyên tử O oxit: Theo số mol NO: x + m (2) 56 y + 4z + 3t = 12 m (3) 16 y z 2,24 0,1 (4) 3 22,4 Nhận xét tr-ớc giải hệ ph-ơng trình đại số trên: - Có ẩn số nh-ng có ph-ơng trình Nh- không đủ số ph-ơng trình để tìm ẩn số, cần giải kết hợp với biện luận 190 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn - Đầu yêu cầu tính khối l-ợng sắt ban đầu, nh- không cần phải tìm đầy đủ ẩn x, y, z, t có ph-ơng trình, biết giá trị ta dễ dàng tính đ-ợc khối l-ợng sắt ban đầu ph-ơng trình (2) (3) + Tìm đ-ợc giá trị (2), số mol Fe Nhân giá trị với nguyên tử khối Fe 56 ta đ-ợc m + Tìm đ-ợc giá trị (3), số mol nguyên tử O oxit Nhân giá trị với nguyên tử khối O 16 ta đ-ợc khối l-ợng oxi oxit sắt Lấy khối l-ợng hỗn hợp B trừ khối l-ợng oxi ta đ-ợc khối l-ợng sắt ban đầu, tức m - Thực phép tính trên: + Tìm giá trị ph-ơng trình (2): Chia (1) cho đ-ợc: 7x + 9y + 29z + 20t = 1,5 (5) Nhân (4) với đ-ợc: 3x + y + z = 0,3 (6) Cộng (5) với (6) đ-ợc: 10x + 10y + 30z + 20t = 1,8 (7) Chia (7) cho 10 đ-ợc: x + y + 3z + 2t = 0,18 Vậy: m = 56.0,18 = 10,08g + Tìm giá trị ph-ơng trình (3): Nhân (5) với đ-ợc: 21x + 27y + 87z + 60t = 4,5 (8) Nhân (6) với đ-ợc: 21x + 7y + 7z = 2,1 (9) Lấy (8) trừ (9) đ-ợc: 20y + 80z + 60t = 2,4 (10) Chia (10) cho 20 đ-ợc: y + 4z + 3t = 0,12 m = 12 (0,12.16) = 10,08g Qua việc giải toán ph-ơng pháp đại số ta thấy việc giải hệ ph-ơng trình đại số nhiều phức tạp, thông th-ờng HS lập đ-ợc ph-ơng trình đại số mà không giải đ-ợc hệ ph-ơng trình Về mặt hóa học, dừng lại chỗ HS viết xong ph-ơng trình phản ứng hóa học đặt ẩn để tính theo ph-ơng trình phản ứng (dựa vào mối t-ơng quan tỉ lệ thuận) lại đòi hỏi HS nhiều kĩ toán học Tính chất toán học toán lấn át tính chất hóa học, làm lu mờ chất hóa học Trên thực tế, HS quen giải ph-ơng pháp đại số, gặp toán tìm cách giải ph-ơng pháp đại số, th-ờng bế tắc Ta giải toán ph-ơng pháp mang tính đặc tr-ng hóa học hơn, ph-ơng pháp bảo toàn khối l-ợng ph-ơng pháp bảo toàn electron *) Ph-ơng pháp bảo toàn khối l-ợng: Theo định luật bảo toàn khối l-ợng ta có: (kí hiệu khối l-ợng m) mB mHNO3 pu mFe NO3 mNO mH 2O (1) 191 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Tính giá trị ch-a biết (1): + nFe NO3 nFe m m Vậy mFe NO3 242 56 56 + Muốn tính mHNO3 cần tính nHNO3 số mol HNO3 đ-ợc dùng vào việc tạo NO tạo muối: nHNO3 tạo NO = nNO = 2,24 0,1 22,4 nHNO3 tạo muối = 3.nFe = nHNO3 p- = 0,1 + m 56 3m 3m Vậy mHNO3 p- = 63. 0,1 56 56 + Tính nH 2O : ta có nH 2O = Vậy mH 2O 18 0,1 1 3m nHNO3 p- = 0,1 56 2 3m 56 Thay giá trị tìm đ-ợc vào (1) đ-ợc ph-ơng trình bậc nhất, chứa ẩn m: 12 + 63. 0,1 3m m 3m + 30.0,1 + 18 . 0,1 = 242 56 56 56 Giải m = 10,08g Nhận xét: Tuy dài nh-ng cách dễ hiểu, có tác dụng khắc sâu định luật bảo toàn khối l-ợng có -u điểm áp dụng cho trình oxi hoá - khử không oxi hoá - khử c Ph-ơng pháp bảo toàn electron: Số mol e Fe nh-ờng phải số mol e oxi thu N HNO3 thu: Ta có: m 12 m 2,24 56 32 22,4 Giải m = 20,08g Nhận xét: Cho kết nhanh, tính toán nhẹ nhàng, khắc sâu chất nh-ờng e thu e trình hóa học Hạn chế áp dụng đ-ợc cho trình oxi hoá - khử Ph-ơng pháp trung bình (khối l-ợng mol trung bình, số nguyên tử trung bình) a Cách giải: 192 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn - Ph-ơng pháp trung bình áp dụng cho toán hỗn hợp chất - Giá trị trung bình dùng để biện luận tìm nguyên tử khối phân tử khối hay số nguyên tử phân tử hợp chất - Khối l-ợng mol trung bình khối l-ợng mol hỗn hợp (kí hiệu M M = Khối l-ợng hỗn hợp Số mol hỗn hợp b Các ví dụ: Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 4,68g hỗn hợp muối cacbonat hai kim loại A B nhóm IIA vào dd HCl thu đ-ợc 1,12 lit CO2 đktc Xác định tên kim loại A B Giải: Đặt M NTK trung bình kim loại A B M CO3 + 2HCl M Cl2 + CO2 + H2O 1,12 0,05 0,05 mol 22,4 M CO3 = 4,68 93,6; 0,05 M = 93,6 60 = 33,6 A < 33,6 A Mg = 24 Biện luận: B > 33,6 B Ca = 40 Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn a g hỗn hợp hai r-ợu no, đơn chức liên tiếp dãy đồng đẳng thu đ-ợc 3,584 lít CO2 đktc 3,96g H2O Tính a xác định CTPT r-ợu Giải: Gọi n số nguyên tử C trung bình x tổng số mol hai r-ợu Cn H n1OH nx x mol nCO2 nx n 1x 3n O2 nCO2 n H O 3,584 0,16 22,4 n H 2O n x 3,96 0,22 18 (1) (2) Từ (1) (2) giải x = 0,06 n = 2,67 Ta có: a = (14 n + 18).x = (14.2,67) + 18.0,06 = 3,32g 193 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn C H 5OH n = 2,67 C3 H OH Ví dụ 3: Hỗn hợp r-ợu đơn chức A, B, C có tổng số mol 0,08 khối l-ợng 3,387 xác định CTPT A, B, C, biết B C có số nguyên tử cacbon số mol tổng số mol r-ợu B C 3,38 Giải: M 42,2 0,08 r-ợu A Nh- phải có r-ợu có M < 42,2 Chỉ có CH3OH = 32 Ta có: n A 0,08.5 0,05 ; 53 mB + C = 3,38 1,6 = 1,78g; M B ,C mA = 32.0,05 = 1,67 nB + C = 0,08.3 0,03 53 1,78 59,3 0,03 Gọi y số nguyên tử H trung bình phân tử hai r-ợu B C Ta có: CxH y OH = 59,3 hay 12x + y + 17 = 59,3 Rút ra: 12x + y = 42,3 Biện luận: x y 30,3 18,3 6,3 6,3 Có cặp nghiệm: C3H5OH (CH2 = CH CH2OH) C3H7OH C3H3OH (CH C CH2OH) C3H7OH Ví dụ 4: Cho 2,84g hỗn hợp r-ợu đơn chức đồng đẳng liên tiếp tác dụng với l-ợng Na vừa đủ tạo 4,6g chất rắn V lít khí H2 đktc Tính V xác định CTPT r-ợu Giải: Đặt R gốc hiđrocacbon trung bình x tổng số mol r-ợu 194 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn R OH + Na R Ona + xmol H2 x x Ta có: ( R + 17).x = 2,84 hay R x + 17x = 2,84 (1) ( R + 39).x = 4,6 hay R x + 39x = 4,6 (2) Từ (1) (2) giải x = 0,08 R = 18,5 Phải có gốc R < 18,5 Duy có CH3 = 15 r-ợu CH3OH Đồng đẳng liên tiếp nên r-ợu phải C2H5OH V= 0,08 22,4 0,896 lít Ph-ơng pháp ghép ẩn số a Cách giải: Một số toán cho thiếu kiện nên giải ph-ơng pháp đại số ta có số ẩn nhiều số ph-ơng trình có dạng vô định, không giải đ-ợc Nếu dùng ph-ơng pháp ghép ẩn số ta giải loại toán cách dễ dàng b Các ví dụ: Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn ag hỗn hợp hai r-ợu no, đơn chức đ-ợc hỗn hợp khí Cho hỗn hợp khí lần l-ợt qua bình đựng H2SO4 đặc bình đựng n-ớc vôi d-, thấy bình tăng 1,98g bình có 8g kết tủa Tính a Giải: Đặt CTPT r-ợu CnH2n+1-OH CmH2m+1-OH Gọi x, y số mol r-ợu CnH2n+1OH + 3n O2 nCO2 + (n + 1)H2O x CmH2m+1OH + y nx 3m (n + 1)x O2 mCO2 + (m + 1)H2O my (m + 1)y CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,08 0,08 100 195 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Ta lập đ-ợc ph-ơng trình đại số theo số mol CO2 số mol H2O: nCO2 = nx + my = 0,08 (1) nH 2O n 1x m y 1,98 0,11 18 (2) đây, với ẩn số (n, m, x, y) mà có ph-ơng trình nên có dạng vo định Ta triển khai (2) để ghép ẩn số Từ (2): n H 2O = nx + x + my + y = (nx + my) + (x + y) = 0,11 Thay nx + my = 0,08, rút x + y = 0,11 0,08 = 0,03 Tính a: a = (14n + 18)x + (14m + 18)y hay a = 14nx + 18x + 14my + 18y Ghép ẩn số đ-ợc a = 14(nx + my) + 18(x + y) Thay giá trị biết đ-ợc a = 14.0,08 + 18.0,03 = 1,66g Ví dụ 2: Đun p gam hỗn hợp r-ợu với H2SO4 đặc thu đ-ợc V lít (đktc) hỗn hợp anken Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp anken thu đ-ợc x lít CO2 (đktc) y gam H2O Lập biểu thức tính x, y theo p, V Giải: Đun nóng với H2SO4 đặc thu đ-ợc hỗn hợp anken, suy hỗn hợp r-ợu phải thuộc loại no, đơn chức CnH2n+1OH H2SO4đ C H + H O n 2n 1400C a mol a CmH2m+1OH CmH2m + H2O b mol b CnH2n + (2) 3n O2 nCO2 + nH2O a mol CmH2m + (1) na na 3m O2 mCO2 + mH2O b mol Theo (1), (2): a + b = Khối l-ợng r-ợu là: mb (3) (4) mb V (5) Theo (3), (4): nCO2 nH 2O = na + mb (6) 22,4 (14n + 18)a + (14m + 18)b = p 196 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn hay 14(na + mb) + 18(a + b) = p Thế (5) vào (7) đ-ợc: p 18 na + mb = V 22,4 14 p 18 mH O y V 22,4 14 p 18 VCO2 x (7) V 22,4 14 18 y p 7,23V 22,4 x 11,2 p 9V Ph-ơng pháp tăng giảm khối l-ợng a Cách giải: Khi chuyển từ chất sang chất khác khối l-ợng tăng giảm chất khác có khối l-ợng mol khác Dựa vào mối t-ơng quan tỉ lệ thuận tăng giảm ta tính đ-ợc l-ợng chất tham gia hay tạo thành sau phản ứng b Các ví dụ Ví dụ 1: Nhúng kẽm vào dd chứa 8,32g CdSO4 Sau khử hoàn toàn ion Cd2+ khối l-ợng kẽm tăng 2,35% so với ban đầu Hỏi khối l-ợng kẽm ban đầu Giải: Gọi khối l-ợng kẽm ban đầu a gam khối l-ợng tăng thêm 2,35a 100 gam Zn + CdSO4 ZnSO4 + Cd 65g 1mol 8,32 0,04 mol 208 47 Ta có tỉ lệ: , 35a 0,04 100 112g tăng 112 65 = 47g 2,35a g 100 Giải a = 80g Ví dụ 2: Nhúng kim loại M hoá trị vào dd CuSO4, sau thời gian lấy kim loại thấy khối l-ợng giảm 0,05% Mặt khác nhúng kim loại vào dd Pb(NO3)2, sau 197 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn thời gian thấy khối l-ợng tăng 7,1% Xác định M, biết số mol CuSO4 Pb(NO3)2 tham gia tr-ờng hợp nh- Giải: Gọi m khối l-ợng kim loại, A NTK kim loại, x số mol muối phản ứng M + CuSO4 MSO4 + Cu Ag 1mol 64g giảm (A 64)g 0,05m g 100 xmol 0,05m Rút ra: x = 100 A 64 (1) M + Pb(NO3)2 M(NO3)2 + Pb Ag 1mol 207 tăng (207 A)g xmol tăng 7,1m Rút ra: x = 100 207 A Từ (1) (2) ta có: 7,1m g 100 (2) 0,05m 7,1m 100 = 100 A 64 207 A (3) Từ (3) giải A = 65 Vậy kim loại M kẽm Ví dụ 3: Cho 3,78g bột Al phản ứng vừa đủ với dd muối XCl3 tạo thành dd Y Khối l-ợng chất tan dd Y giảm 4,06g so với dd XCl3 xác định công thức muối XCl3 Giải: Gọi A NTK kim loại X Al + XCl3 AlCl3 + X 3,78 0,14 0,14 27 0,14 Ta có: (A + 35,5.3).0,14 (133,5.0,14) = 4,06 Giải A = 56 Kim loại X Fe muối FeCl3 Ví dụ 4: Nung 100g hỗn hợp gồm Na2CO3 NaHCO3 khối l-ợng hỗn hợp không đổi đ-ợc 69g chất rắn xác định phần trăm khối l-ợng chất hỗn hợp 198 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Giải: Chỉ có NaHCO3 bị phân hủy Đặt x số gam NaHCO3 t 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O 2.84g xg Ta có: giảm: 44 + 18 = 62g giảm: 100 69 = 31g 2,84 62 x 84 g x 31 Vậy NaHCO3 chiếm 84% Na2CO3 chiếm 16% Ví dụ 5: Hoà tan hoàn toàn 23,8g hỗn hợp muối cacbonat kim loại hoá trị I muối cacbonat kim loại hoá trị II vào dd HCl thấy thoát 0,2mol khí Khi cô cạn dd sau phản ứng thu đ-ợc gam muối khan? Giải: Kí hiệu kim loại hoá trị I M, số mol x kim loại, hoá trị II R, số mol y M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O (1) 1mol(2M+60)g 2(M+35,5) tăng (2M+71)-(2M+60) = 11gam xmol 11gam RCO3 + 2HCl RCl2 + CO2 + H2O (2) 1mol(R+60)g (R+71) tăng (R+71)-(R+60) = 11g ymol 11ygam Từ (1) (2): mhh = x + y = nCO2 = 0,2 Theo (1), (2): (x + y)mol hỗn hợp phản ứng khối l-ợng hh muối tăng (11x + 11y)g = 11(x + y) = 11.0,2 = 2,2g Vậy khối l-ợng muối thu đ-ợc khối l-ợng muối ban đầu cộng với khối t-ợng tăng thêm mmuối = 23,8 + 2,2 = 26g Ph-ơng pháp đ-ờng chéo a Cách giải: - Ph-ơng pháp đ-ờng chéo th-ờng dùng để giải toán trộn lẫn chất với đồng thể dị thể nh-ng hỗn hợp cuối phải đồng thể - Nếu trộn lẫn dung dịch phải dung dịch chất (hoặc chất khác, nh-ng phản ứng với H2O lại cho chất Ví dụ trộn Na2O với dd NaOH ta đ-ợc chất NaOH) 199 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn - Trộn hai dung dịch chất A với nồng độ khác nhau, ta thu đ-ợc dung dịch chất A với nồng độ Nh- l-ợng chất tan phần đặc giảm xuống phải l-ợng chất tan phần loãng tăng lên Sơ đồ tổng quát ph-ơng pháp đ-ờng chéo nh- sau: D1 x1 x x2 D1 x x2 D2 x1 x x D2 x2 x1 - x x1, x2, x khối l-ợng chất ta quan tâm với x1 > x > x2 D1, D2 khối l-ợng hay thể tích chất (hay dung dịch) đem trộn lẫn b Các ví dụ: Ví dụ 1: Cần thêm gam n-ớc vào 500g dung dịch NaOH 12% để có dd NaOH 8% ? Giải: mH 2O mdd12% m H 2O 500 12 mH 2O 250 g (ở x1 = 0, n-ớc nồng độ NaOH 0) Ví dụ 2: Cần trộn H2 CO theo tỉ lệ thể tích nh- để đ-ợc hỗn hợp khí có tỉ khối so với metan 1,5 Giải: VH M hh = 1,5.16 = 24 24 VCO 28 VH VCO 22 11 22 Ví dụ 3: Hoà tan 4,59g Al dd HNO3 loãng thu đ-ợc hỗn hợp khí NO N2O có tỉ khối so với H2 16,75 Tính tỉ lệ thể tích khí hỗn hợp Giải: V N 2O M hh = 16,75.2 = 33,5 44 3,5 200 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn 33,5 VNO 30 V N 2O V NO 3,5 10,5 10,5 Ví dụ 4: Trộn thể tích CH4 với thể tích hiđrocacbon X thu đ-ợc hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H2 15 Xác định CTPT X Giải: 2V M hh = 15.2 = 30 16 MX - 30 30 1V MX 30 16 2V M X 30 M X 58 1V 30 16 Với 12x + y = 58 có nghiệm x = y = 10 C4H10 Ví dụ 5: Từ quặng hematit (A) điều chế đ-ợc 420kg sắt Từ quặng manhetit (B) điều chế đ-ợc 504kg sắt Phải trộn quặng với tỉ lệ khối l-ợng để đ-ợc quặng hỗn hợp mà từ quặng hỗn hợp điều chế đ-ợc 480kg sắt ? Giải: mA 420 24 480 mB 504 m A 24 mB 60 60 201 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn Lời nói đầu Error! Bookmark not defined Phần 1- hoá học đại c-ơng Error! Bookmark not defined Ch-ơng Cấu tạo nguyên tử - định luật tuần hoàn liên kết hoá học A tóm tắt lí thuyết B đề C h-ớng dẫn trả lời, đáp số 17 Ch-ơng Phản ứng hoá học- Phản ứng oxi hoá khử, điện phân tốc độ phản ứng cân hoá học 21 A.Tóm tắt lí thuyết 21 II tốc độ phản ứng cân hoá học 22 B đề 23 C h-ớng dẫn trả lời, đáp số 38 Ch-ơng Sự Điện li - phản ứng ion 45 dung dịch pH 45 A tóm tắt lí thuyết 45 B đề 47 D H-ớng dẫn trả lời, đáp số 56 Phần - trắc nghiệm hoá học phi kim 57 Ch-ơng nhóm halogen 57 A tóm tắt lí thuyết 57 B đề 61 202 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn C h-ớng dẫn trả lời, đáp số 70 Ch-ơng Nhóm oxi - l-u huỳnh 72 A tóm tắt lý thuyết 72 B đề 74 C h-ớng dẫn trả lời đáp số 83 Ch-ơng Nhóm nitơ - photpho 85 A tóm tắt lí thuyết 85 B đề 88 c h-ớng dẫn trả lời đáp số 95 Ch-ơng Nhóm cacbon - silic 96 A tóm tắt lí thuyết 96 B đề 102 C h-ớng dẫn trả lời đáp số 107 Phần - Hoá học hữu 108 Ch-ơng Đại c-ơng hoá học hữu 108 A tóm tắt lí thuyết 108 B đề 112 C h-ớng dẫn trả lời đáp số 118 Ch-ơng hiđrocacbon 120 A tóm tắt lí thuyết 120 B đề 124 C h-ớng dẫn trả lời đáp số 131 Ch-ơng 10 dẫn xuất hiđrocacbon 134 A tóm tắt lí thuyết 134 B đề 138 h-ớng dẫn trả lời đáp số 140 Phần - hoá học kim loại 147 Ch-ơng 11 Đại c-ơng kim loại 147 A tóm tắt lí thuyết 147 B đề 149 h-ớng dẫn trả lời đáp số 152 Ch-ơng 12 Các kim loại kiềm, kiềm thổ nhôm 154 A tóm tắt lí thuyết 154 B đề 158 C h-ớng dẫn trả lời đáp số 163 Ch-ơng 13 crom - sắt - đồng 170 A tóm tắt lí thuyết 170 B đề 173 203 Gia s Thnh c www.daythem.edu.vn C h-ớng dẫn trả lời đáp số 180 Ch-ơng 14 Một số ph-ơng pháp giảI nhanh tập hóa học185 Ph-ơng pháp bảo toàn 185 Ph-ơng pháp đại số 190 Ph-ơng pháp trung bình 192 Ph-ơng pháp ghép ẩn số 195 Ph-ơng pháp tăng giảm khối l-ợng 197 Ph-ơng pháp đ-ờng chéo 199 204 ... kim loại mạnh nh- Na, K, Ca, AlNgoài ra, điện phân đ-ợc sử dụng để tinh chế kim loại, mạ kim loại Định luật Faraday Khối l-ợng đơn chất thoát điện cực tỷ lệ thuận với điện l-ợng đ-ơng l-ợng hoá. .. kết cộng hoá trị (ngoại lệ HF có 1,77 nh-ng thuộc loại liên kết cộng hoá trị ) Có thể so sánh hai kiểu liên kết hoá học qua bảng sau: Liên kết ion Liên kết cộng hoá trị Hình thành kim loại điển... nhkhông tham gia vào phản ứng hoá học Đó khí hiếm, tự nhiên, phân tử khí gồm nguyên tử Các nguyên tử có 1-3 electron lớp kim loại (trừ B) Trong phản ứng hoá học kim loại có xu h-ớng chủ yếu nh-ờng