Boi duong CASIO

Câu 1 Mạng lưới tinh thể của KCl giống như mạng lưới tinh thể của NaCl. Ở 18 o C, khối lượng riêng của KCl bằng 1,9893 g/cm 3 , độ dài cạnh ô mạng cơ sở (xác định bằng thực nghiệm) là 6,29082 Å. Dùng các giá trị của nguyên tử khối để xác định số Avogadro. Cho biết K = 39,098; Cl = 35,453. Hướng dẫn Xét một ô mạng cơ sở Trong một ô mạng cơ sở có số ion K + (hoặc Cl - ) là: 8 × 8 1 + 6 × 2 1 = 4 Như vậy, trong một ô mạng cơ sở có 4 phân tử KCl Xét 1 mol tinh thể KCl, khi đó: Khối lượng KCl là: 39,098 + 35,453 = 74,551 (g) Thể tích tinh thể KCl là: 74,551 : 1,9893 = 37,476 (cm 3 ) Thể tích một ô mạng cơ sở là: (6,29082.10 -8 ) 3 = 2,4896.10 -22 (cm 3 ) ⇒ Số ô mạng cơ sở là: 37,476 : (2,4896.10 -22 ) = 1,5053.10 23 ⇒ Số phân tử KCl có trong 1 mol tinh thể KCl là: 1,5053.10 23 × 4 = 6,0212.10 23 Do đó, số Avogadro theo kết quả thực nghiệm trên là 6,0212.10 23 Câu 2 Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện. Ô mạng cơ sở có độ dài mỗi cạnh là 5,14.10 -10 m. Giả thiết ion Li + nhỏ tới mức có thể xảy ra tiếp xúc anion - anion và ion Li + được xếp khít vào khe giữa các ion Cl - . Hãy tính độ dài bán kính của mỗi ion Li + , Cl - trong mạng tinh thể theo picomet (pm). Hướng dẫn Mỗi loại ion tạo ra một mạng lập phương tâm mặt. Hai mạng đó lồng vào nhau, khoảng cách hai mạng là a/2. Hình bên mô tả một mặt của cả mạng LiCl. Tam giác tạo bởi hai cạnh góc vuông a, a; cạnh huyền là đường chéo d, khi đó d 2 = 2a 2 → d = a 2 và d = 4 - Cl r → - -10 Cl a 2 5,14.10 . 2 r = = =182 (pm) 4 4 Xét một cạnh a: a = - Cl 2r + + Li 2r nên + Li r = - Cl a -2r 514-2.182 = =75(pm) 2 2 Câu 3 Thực nghiệm cho biết ở pha rắn, vàng (Au) có khối lượng riêng là 19,4g/cm 3 và có mạng lưới lập phương tâm diện. Độ dài cạnh của ô mạng đơn vị là 4,070.10 -10 m. Khối lượng mol nguyên tử của Au là 196,97g/mol. a. Tính phần trăm thể tích không gian trống trong mạng lưới tinh thể của Au. b. Xác định trị số của số Avogadro. Hướng dẫn a. Cạnh hình lập phương = a, khoảng cách hai đỉnh kề nhau: a = 4,070.10 -10 m Khoảng cách từ đỉnh đến tâm mặt lập phương là nửa đường chéocủa mỗi mặt vuông: ½ (a 2 ) = a/ 2 < a đó là khoảng cách gần nhất giữa hai nguyên tử bằng hai lần bán kính nguyên tử Au. 4,070 X10 -10 m : 2 = 2,878.10 -10 m = 2r r : bán kính nguyên tử Au = 1,439.10 -10 m Mỗi ô mạng đơn vị có thể tích là: a 3 = (4,070 . 10 -10 m) 3 = 67, 419143.10 -30 m 3 và có chứa 4 nguyên tử Au . Thể tích 4 nguyên tử Au là 4 nguyên tử x 4/3 πr 3 = 4 . 3 4 (3,1416) (1,439. 10 -10 ) 3 = 49, 927.10 -30 m 3 Độ đặc khít = (49,927.10 -30 m 3 )/ (67,419.10 -30 m 3 ) = 0,74054 = 74,054% Độ trống = 100% -74,054% = 25,946% b) Tính số Avogadro 1 mol Au = N A nguyên tử Au có khối lượng 196,97 gam 1 nguyên tử Au có khối lượng = A 196,97 (g) N Tỉ khối của Au rắn: d (Au) = 19,4 g/cm 3 = Au 3 A 4M 4.196,97 = V N .a 19,4 g/cm 3 = 4 x A 196,97(g) N x 336330 m/cm10.m10x4191,67 1 − → N A = 6,02386.10 23 Câu 4 Một tinh thể vàng hình lập phương, cạnh a o = 1,000cm(Khi chiếu tia X có bước sóng λ =154,05.10 -12 m (154,05pm) vào tinh thể đó, thực nghiệm cho thấy với góc tới θ = 10,89 o có vết xạ bậc 1 cường độ lớn biết rằng Au=196,97 1. Hãy tính số nguyên tử vàng trong hình lập phương đó. 2. Hãy tính khối lượng của tế bào sơ đẳng 3. Hãy tính khối lượng riêng của Au. Biết rằng Au kết tinh ở dạng lập phương tâm diện. Hướng dẫn 1. Theo phương trình Bragg: 2dsinθ = nλ n = 1 (phản xạ bậc 1) d = a cạnh tế bào lập phương m10.077,4 )89,10sin(2 10.05,154.1 sin2 1 a 10 0 12 − − == θ λ = Thể tích của tế bào sơ đẳng là: V = a 3 = (4,077 . 10 -10 ) 3 = 6,777 . 10 -29 m 3 Số tế bào trong 1cm 3 : N = 22 29 3 10.476,1 10.77,6 10 = − − Số nguyên tử trong 1cm 3 : N Au = 1,476 . 10 22 . 4 = 5,904 . 10 22 2. Khối lượng một nguyên tử Au = 23 10.02,6 97,196 = 3,271 . 10 -22 g Khối lượng một tế bào sơ đẳng: 4 x 3,271 . 10 -22 = 1,308 . 10 -21 g 3. Khối lượng riêng của Au: 3 22 21 cm/g3,19 10.777,6 10.308,1 = − − Câu 5 1. Bạc kim loại có thể tác dụng với dung dịch HI 1M giải phóng khí H 2 hay không? Biết T AgI =8,3 .10 -17 2. Bạc kim loại có thể tan trong dung dịch HCN đặc giải phóng khí H 2 hay không? Biết ion Ag + có khả năng kết hợp với ion CN - tạo nên anion phức [Ag(CN) 2 ] - (tan được) có hằng số không bền là 10 -21 3. Cho biết Cu có tan được trong môi trường axit, môi trường kiềm với sự có mặt của O 2 không? Biết E o O 2 + 4H + /2H 2 O = + 1,23 V; E o O 2 + 2H 2 O/4OH − = + 0,4V E o Cu +2 /Cu = + 0,34V Hướng dẫn 1. Tính thế điện cực trong điều kiện này như sau: AgI € Ag + + I - T AgI = 8,3 . 10 -17 [I - ] [Ag + ] = 8,3 . 10 -1 ⇒ [Ag + ] = 17 7 10.3,8 1 10.3,8 − − = Ta có: + + o + -17 Ag /Ag Ag /Ag E = E +0,059 lg[Ag ]= 0,799+0,059lg8,3.10 = -0,103V Do đó 2Ag + HI € 2AgI↓ + H 2 E = 0,103 Vậy Ag có thể đẩy được H 2 ra khỏi dung dịch HI trong điều kiện đó. 2. Ag - 1e € Ag + K 1 = 059,0 794,0 10 − 2x │ HCN € H + + CN - K’ = 10 -9,35 H + + e € 2 1 H 2 K 2 = 1 Ag + + 2CN - € [Ag(CN) 2 ] - β = 10 21 Ag + 2HCN € H[Ag(CN) 2 ] - + 2 H 2 1 K = K 1 (K') 2 . K 2 . β = 10 -13,5 . 10 -18,7 . 1 . 10 21 = 10 -11,2 Như vậy Ag khó tan trong dung dịch HCN. 3. Cu - 2e € Cu 2+ E = -0,34 O 2 + 4H + + 2e € 2H 2 O E 0 = +1,23 Cu + O 2 + 4H + € Cu 2+ + 2H 2 O ∆E = 0,89 > 0 ⇒ Như vậy Cu tan được trong môi trường axít khi có mặt oxi 2 x Cu - 2e € Cu 2+ E 0 = -0,34V O 2 + 2H 2 O + 2e € 4OH - E 0 = 0,4V 2Cu + O 2 + 2H 2 O € Cu (OH) 2 + 2OH - ∆E = 0,06 (V) > O tương tự Cu cũng tan được trong môi trường kiềm khi có mặt oxi Câu 6 Từ nhiệt độ phòng đến 1185K sắt tồn tại ở dạng Fe α với cấu trúc lập phương tâm khối, từ 1185K đến 1667K ở dạng Fe γ với cấu trúc lập phương tâm diện. ở 293K sắt có khối lượng riêng d = 7,874g/cm 3 . 1. Hãy tính bán kính của nguyên tử Fe. 2. Tính khối lượng riêng của sắt ở 1250K (bỏ qua ảnh hưởng không đáng kể do sự dãn nở nhiệt) Thép là hợp kim của sắt và cacbon, trong đó một số khoảng trống giữa các nguyên tử sắt bị chiếm bởi nguyên tử cácbon. trong lò luyện thép (lò thổi) sắt dễ nóng chảy khi chứa 4,3% cacbon về khối lượng. Nếu được làm lạnh nhanh thì các nguyên tử cacbon vẫn được phân tán trong mạng lưới lập phương nội tâm, hợp kim được gọi là martensite cứng và dòn. Kích thước của tế bào sơ đẳng của Fe α không đổi. 3. Hãy tính số nguyên tử trung bình của C trong mỗi tế bào sơ đẳng của Fe α với hàm lượng của C là 4,3%. 4. Hãy tính khối lượng riêng của martensite. (cho Fe = 55,847; C = 12,011; số N = 6,022. 10 23 ) Hướng dẫn 1. Khối lượng mol nguyên tử Fe = 55,847 g/mol và khối lượng riêng d = 7,874 g/ cm 3 (ở 293K). Vậy 1 mol Fe có thể tích là: V = m 55,847 d 7,874 = = 7,093 g/cm 3 . Mỗi tế bào lập phương có 2 nguyên tử Fe nên thể tích tế bào sơ đẳng là: V 1 = 23 7,093 2 6,022 10 × × = 2,356. 10 -23 cm 3 . Cạnh a của tế bào lập phương nội tâm : a 3 = V → a = (2,356. 10 -23 ) 1/3 = 2,867. 10 -8 cm. Ta đã biết với cấu trúc lập phương nội tâm (kim loại): đường chéo của lập phương AC = a 3 = 4r Vậy bán kính nguyên tử r của Fe: r = 8 a 3 2,867 10 1,732 4 4 − × × = = 1,241. 10 -8 cm. 2. Ở 1250K sắt ở dạng Fe γ với cấu trúc lập phương mặt tâm. Khi đó đường chéo của một mặt là: a’ 2 = 4r → a’ = 4r 2 = 8 4 1,241 10 1,414 − × × = 3,511. 10 -8 cm. Thể tích tế bào sơ đẳng: V’= a’ 3 = (3,511. 10 -8 ) 3 = 4,327. 10 -23 cm 3 . Với cấu trúc lập phương tâm mặt mỗi tế bào có 4 nguyên tử Fe, do đó khối lượng riêng: d’= 23 m 4 55,847 V 6,022 10 4,327 × = × × = 8,572 g/cm 3 . 3. Trong 100 gam martensite có : 4,3 g C (0,36 mol) và 95,7 g Fe (1,71 mol) Nghĩa là ứng với 1 nguyên tử Fe có 0,36 : 1,71 = 0,21 nguyên tử C. 4. Mỗi tế bào sơ đẳng Fe α có 2 nguyên tử Fe tức là có trung bình 0,21. 2 = 0,42 nguyên tử C. Vì nguyên tử không chia sẻ được nên một cách hợp lý hơn ta nói cứ 12 tế bào sơ đẳng có : (0,42. 12) = 5 nguyên tử C Khối lượng mỗi tế bào sơ đẳng = tổng khối lượng của 2 nguyên tử Fe và 0,42 nguyên tử C. Vậy m = 23 23 55,847 2 12,011 0,42 6,022 10 6,022 10 × × + × × = 1,938 . 10 -23 gam Tỷ khối của martensite: d = 22 23 m 1,938 10 V 2,356 10 − − × = × = 8,228 g/cm 3 .