Thông tin tài liệu
Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt MỤC LỤC CHUYÊN ĐỀ 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC I LÝ THUYẾT CƠ BẢN II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI .4 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 13 CHUYÊN ĐỀ 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ 16 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 16 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 18 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 24 CHUYÊN ĐỀ 3: CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ 26 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 26 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 27 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 32 CHUYÊN ĐỀ 4: HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC 34 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 34 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 36 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 42 CHUYÊN ĐỀ 5: PHẢN ỨNG OXI HĨA – KHỬ VÀ CÁC Q TRÌNH ĐIỆN HĨA 46 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 46 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 48 2.1 Phản ứng oxi hóa – khử 48 2.2 Các q trình điện hóa 50 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 61 CHUYÊN ĐỀ 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC 65 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 65 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 67 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 77 CHUYÊN ĐỀ 7: pH CỦA CÁC DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI 82 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 82 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 86 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 99 CHUYÊN ĐỀ 8: ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA VÀ HÒA TAN KẾT TỦA 101 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 101 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 102 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 116 CHUYÊN ĐỀ 9: PHI KIM 120 I BÀI TẬP NHÓM HALOGEN 120 II BÀI TẬP NHÓM OXI .129 Bài tập axit H2SO4 đặc .129 Bài tập muối sunfua 136 Bài tập tổng hợp 142 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -1- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC CHUN ĐỀ CHUYÊN ĐỀ 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Thành phần cấu tạo nguyên tử Bảng 1.1 Khối lượng điện tích proton, nơtron electron nguyên tử Tên Kí hiệu Eletron Proton Nơtron e p n Khối lượng nghỉ kg 9,1.10-31 1,673.10-27 1,675.10-27 Điện tích u 5,5.10-4 1 -1,6.10-19C (1-) +1,6.10-19C (1+) * Trong nguyên tử: Z = số p = số e * Số khối hạt nhân (A): tổng số proton (Z) nơtron (N) có hạt nhân: A = Z + N X: kí hiệu nguyên tố hóa học * Kí hiệu ngun tử: AZ X với Z: số hiệu nguyên tử; A = Z + N * Thông thường, với 82 nguyên tố đầu hệ thống tuần hoàn (Z ≤ 82) N 1,524 Z Nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình - Nguyên tử khối nguyên tử khối lượng nguyên tử nặng gấp lần đơn vị khối lượng nguyờn t khối lượng nguyên tử 12 C 1,6.1027 kg - Đơn vị khối lượng nguyên tử: u 1u = 12 - Do nguyên tố tự nhiên hỗn hợp nhiều đồng vị Vì nguyên tử khối nguyên tố bảng tuần hồn ngun tử khối trug bình đồng vị Cơng thức tính sau: aX + bY + cZ - X, Y, Z lµ sè khèi (nguyên tử khối) đồng vị A= 100 - a, b, c % tương ứng đồng vị tự nhiên Giỏ tr ca bn s lượng tử a Số lượng tử n Mỗi lớp electron đặc trưng giá trị số lượng tử n Số lượng tử n số nguyên dương: n Kí hiệu lớp electron K L M N O P Q b Số lượng tử phụ l - Mỗi lớp electron từ n = trở lên lại chia số phân lớp Mỗi giái trị l ứng với phân lớp Số phân lớp lớp giá trị n lớp - Giá trị số lượng tử phụ số nguyên dương từ đến n – 1: l Kí hiệu phân lớp electron s p d f g n–1 c Số lượng tử từ ml - Ứng với giá trị l có 2l + giá trị ml Đó số nguyên âm dương từ -l đến +l, kể số Ví dụ: + Khi l = (AO s) có giá trị ml = ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -2- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt + Khi l = (AO p) có ba giá trị ml -1, 0, +1 + Khi l = (AO d) có năm giá trị ml -2, -1, 0, +1, +2 d Số lượng tử từ spin ms - ms có hai giá trị: ms = +1/2 ms = -1/2 - Bốn số lượng tử n, l, ml ms hoàn toàn xác định trạng thái electron nguyên tử Obitan nguyên tử - Mỗi AO nguyên tử đặc trưng ba giá trị số lượng tử n, l ml Người ta thường biểu diễn AO ô vuông gọi ô lượng tử Ví dụ: + n = l = m = øng víi AO 1s l = m = øng víi AO 2s + n=2 l = m = -1, 0, +1 øng víi AO 2p: l = m = øng víi AO 3s + n = l = m = -1, 0, +1 øng víi AO 3p: l = m = -2, -1, 0, +1, +2 øng víi AO 3d: Cấu hình electron nguyên tử a Quy luật phân bố electron nguyên tử * Nguyên lí loại trừ Pauli: Trong nguyên tử tồn hai electron có giá trị số lượng tử n, l, ml ms * Quy tắc Kleskopxki: Sự điền electron vào phân lớp nguyên tử trạng thái theo thứ tự tổng số n + l tăng dần Khi hai phân lớp có giá trị n + l electron điền trước tiên vào phân lớp có giá trị n nhỏ * Quy tắc Hund: Khi nguyên tử trạng thái bản, có phân lớp chưa điền đủ số electron tối đa, electron có xu hướng phân bố vào AO phân lớp cho có số electron độc thân với giá trị số lượng tử từ spin ms dấu lớn b Cách viết cấu hình - Xác định số electron nguyên tử - Phân bố electron theo trật tự mức lượng AO tăng dần 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p… - Viết cấu hình electron theo thứ tự phân lớp electron lớp 1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p… Bảng tuần hồn ngun tố hóa học 6.1 Cấu tạo bảng tuần hồn - Ơ ngun tố: Số thứ tự nguyên tố = Z - Chu kỳ: Số thứ tự chu kì = số lớp electron - Nhóm: Số thứ tự nhóm = số electron hóa trị (electron lớp ngồi + electron phân lớp sát chưa bảo hịa) + Nhóm A: thuộc ngun tố s, p + Nhóm B: thuộc nguyên tố d, f 6.2 Quy luật biến thiên tuần hồn tính chất nguyên tố a Bán kính nguyên tử Sự biến đổi bán kính nguyên tử điện tích hạt nhân tăng: + Trong chu kỳ: bán kính giảm + Trong nhóm A: bán kính tăng b Năng lượng ion hóa - Năng lượng ion hóa thứ (I1) nguyên tử lượng tối thiểu cần để tách electron thứ khỏi nguyên tử trạng thái ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -3- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt - Sự biến đổi lượng ion hóa thứ ngun tố nhóm A: Khi điện tích hạt nhân tăng: + Trong chu kỳ lượng ion hóa tăng + Trong nhóm, lượng ion hóa giảm c Độ âm điện - Độ âm điện nguyên tử đại lượng đặc trưng cho khả hút electron nguyên tử tạo thành liên kết hóa học - Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: + Trong chu kỳ, độ âm điện tăng + Trong nhóm, độ âm điện giảm d Tính kim loại, tính phi kim - Tính kim loại tính chất nguyên tố mà nguyên tử dễ electron để trở thành ion dương Ngun tử dễ electron tính kim loại nguyên tố mạnh - Tính phi kim tính chất nguyên tố mà nguyên tử dễ thu electron để trở thành ion âm Nguyên tử dễ thu electron tính phi kim nguyên tố mạnh - Quy luật biến đổi tính kim loại, tính phi kim + Trong chu kỳ, điện tích hạt nhân tăng: Tính kim loại giảm, tính phi kim tăng dần + Trong nhóm A, điện tích hạt nhân tăng: Tính kim loại tăng, tính phi kim giảm dần II BÀI TẬP CĨ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2014): Cho X, Y, R, A, B nguyên tố liên tiếp bảng hệ thống tuần hồn có số đơn vị điện tích hạt nhân tăng dần tổng số đơn vị điện tích hạt nhân 90 a) Xác định nguyên tố b) So sánh bán kính ion: X2-, Y-, A+, B2+ Giải thích ngắn gọn Giải: a) Vì X, Y, R, A, B nguyên tố liên tiếp bảng hệ thống tuần hồn có số đơn vị điện tích hạt nhân tăng dần nên ta có: ZY = ZX + 1; ZR = ZX + 2; ZA = ZX + 3; ZB = ZX + Theo ta có: ZX + ZY + ZR + ZA + ZB = 90 ZX + (ZX +1) + (ZX + 2) + (ZX + 3) + (ZX + 4) = 90 ZX = 16 X S Vậy nguyên tố X, Y, R, A, B là: S, Cl, Ar, K, Ca b) Các ion: X2-, Y-, A+, B2+ có cấu hình electron: 1s22s22p63s23p6, nên số đơn vị điện tích hạt nhân tăng bán kính giảm Vậy bán kính ion giảm dần theo thứ tự: X2- > Y- > A+ > B2+ Câu (HSG NGHỆ AN lớp 11 - 2016): Ngun tử X có cấu hình electron lớp ngồi 3sx, ngun tử Y có cấu hình electron lớp 4s24py Tổng số electron lớp nguyên tử Viết cấu hình electron nguyên tử X, Y Từ đó, xác định vị trí X, Y bảng HTTH Giải: Theo giả thiết: x + + y = x + y =7 Trường hợp 1: x = y = CHe X: 1s22s22p63s1 X: thuộc chu kỳ 3, nhóm IA CHe Y: 1s22s22p63s23p63d104s24p6 Y: thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIA Trường hợp 2: x = y = CHe X: 1s22s22p63s2 X: thuộc chu kỳ 3, nhóm IIA CHe Y: 1s22s22p63s23p63d104s24p5 Y: thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIA Câu (HSG HẢI PHÒNG lớp 11 - 2016): Chất X tạo từ nguyên tố A, B, C có cơng thức phân tử ABC Tổng số hạt phân tử X 82, số hạt mạng điện nhiều số hạt khơng mạng điện 22 Hiệu số khối B C gấp 10 lần số khối A Tổng số khối B C gấp 27 lần số khối A Xác định công thức phân tử X Giải: Gọi số proton, notron A, B, C ZA, ZB, ZC, NA,NB, NC ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -4- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Theo kiện đề ta có hệ phương trình sau: 2(ZA + ZB + ZC) + (NA + NB + NC) = 82 2(ZA + ZB + ZC) - (NA + NB + NC) = 22 (ZB + NB) - (ZC + NC) = 10(ZA + NA) (ZB + NB) + (ZC + NC) = 27(ZA + NA) Giải hệ phương trình ta được: ZA + NA = 2; ZB + NB = 37; ZC + NC = 17 Vậy: A H, B Cl, C O Công thức X HClO Câu (HSG THANH HÓA lớp 12 - 2015): Ở trạng thái bản, nguyên tử nguyên tố R có tổng số electron phân lớp s Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố R trạng thái xác định nguyên tố R Hợp chất X tạo thành từ 10 nguyên tử nguyên tố hóa học (ba nguyên tố thuộc chu kỳ) Biết X: - Tổng số hạt mang điện 84 - Tổng số hạt proton nguyên tử nguyên tố có số hiệu lớn nhiều tổng số hạt proton nguyên tử nguyên tố lại hạt - Số nguyên tử nguyên tố có số hiệu nhỏ tổng số nguyên tử nguyên tố lại Xác định công thức hợp chất X Giải: Trong vỏ nguyên tử nguyên tố R, electron phân bố vào phân lớp s theo thứ tự là: 1s 2; 2s2; 3s2; 4s1 Các cấu hình electron thỏa mãn là: 1s22s22p63s23p64s1 Z = 19, R K (Kali) 1s22s22p63s23p63d54s1 Z = 24, R Cr (Crom) 1s22s22p63s23p63d104s1 Z = 29, R Cu (đồng) Gọi công thức X: AaBbCcDd Theo ta có: aZA + bZB + cZC + dZD = 42 (I) a + b + c + d = 10 (II) Giả sử: ZA < ZB < ZC < ZD a = b + c + d (III) Lại có: dZD = aZA + bZB + cZC + (IV) Từ (II), (III) a = 5; từ (I), (IV) dZD = 24 5ZA + bZB + cZC = 18 ZA < (18/7) = 2,57 ZA = (H); ZA = (He: loại) Vì A hiđro chu kì B, C, D thuộc chu kì b = c = ZB + ZC = 13 Mà dZD = 24 d = ZD = (O) ZB = (cacbon); ZC = (N) Công thức X: H5CNO3 hay NH4HCO3 Câu (HSG THANH HÓA lớp 12 (dự bị) - 2015): Hợp chất Z tạo nguyên tố M, R có cơng thức MaRb R chiếm 6,667% khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, hạt nhân nguyên tử R có n’ = p’(n, p, n’, p’ số nơtron proton tương ứng M R) Biết tổng số hạt proton phân tử Z 84 a + b = Tìm cơng thức phân tử Z Giải: Số khối nguyên tử M: p + n = 2p + 4; số khối nguyên tử R: p’ + n’ = 2p’ 2p 'b 6,667 p 'b % khối lượng R MaRb = (1) a(2p 4) 2p 'b 100 15 ap p 'b 2a 15 Tổng số hạt proton MaRb = ap + bp’ = 84 (2); a + b = (3) p 'b 15p’b = 84 +2a (1), (2) 84 2a 15 (2) p’b = 84 – ap p = (1176 - 2a)/15a; (3) a Vậy a = 3, p = 26 (Fe) phù hợp a = b = p’ = 6: cacbon Vậy CTPT Z Fe3C ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -5- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Fe (Z=26): 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s Fe (Z=26): 1s 2s 2p 3s 3p 3d Cl (Z=17): 1s22s22p63s23p5 Cl- (Z=17): 1s22s22p63s23p6 c) Fe: Chu kỳ nhóm VIIIB; Cl: chu kỳ nhóm VIIA III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 28 (30/04/2015 lớp 10 – Nguyễn Tất Thành KonTum): Hợp chất XY3 KYO3 dùng rộng rãi túi khí bảo hiểm lắp đặt ô tô Tổng số hạt p, n e XY3 97, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 31 Phân tử khối XY3 nhỏ phân tử khối KYO3 36 Tổng số hạt mang điện nguyên tử X tổng số electron anion Y3 b) 2 6 2+ 2 6 Cho số khối K 39, O 16 a) Xác định tên nguyên tố số khối X, Y b) Các phản ứng túi khí bảo hiểm xảy theo sơ đồ sau: 1) XY3 X + Y2 2) X + KYO3 X2O + K2O + Y2 3) X2O + K2O + SiO2 “thủy tinh” Hãy tính khối lượng XY3 tối thiểu cần để tạo khí Y2 nạp đầy túi khí an tồn tích 17 lít 250C, áp suất 1,25 atm Câu 29 (30/04/2015 lớp 10 – Lý Tự Trọng Cần Thơ): Hợp chất M tạo anion Y cation Z+ Tỉ lệ khối lượng Y Z+ 31: E nguyên tố có Y Z+, tổng số ba loại hạt E 21, tỉ lệ hạt không mang điện mang điện nguyên tử E 1: Biết in Y nguyên tử nguyên tố tạo nên, có nguyên tố chiếm 77,42% khối lượng Trong ion Z+ có nguyên tử nguyên tố tạo nên Xác định công thức phân tử M Câu 30 (30/04/2015 lớp 10 – Lê Quý Đôn Ninh Thuận): Nguyên tố R chu kỳ bảng tuần hồn ngun tố hóa học Trong ion phổ biến sinh từ nguyên tử R có đặc điểm sau: - Số e phân lớp p gấp đôi số e phân lớp s - Số e lớp số e phân lớp p a) Xác định R, viết cấu hình e nguyên tử R b) Xác định vị trí R bảng tuần hồn Câu 31 (30/04/2015 lớp 10 – Lê Q Đơn Bình Thuận): X Y hai phi kim Trong nguyên tử X, Y có số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 14 16 Hợp chất A có cơng thức XYn có đặc điểm: X chiếm 15,0486% khối lượng Tổng số proton 100 Tổng số nơtron 106 a) Xác định số khối tên nguyên tố X, Y b) Biết X, Y tạo với hai hợp chất A B Viết trúc hình học cho biết trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm A B Câu 32 (30/04/2015 lớp 10 – Hoàng Lê Kha Tây Ninh): Phân tử A tạo hai nguyên tố X, Y; phân tử A có nguyên tử Tổng số proton có phân tử A 110 Nguyên tử X có số hạt mang điện nhiều số hạt mang điện nguyên tử Y 36 hạt Xác định công thức phân tử A Câu 33 (30/04/2015 lớp 10 – Lê Q Đơn Bình Định): Tổng số electron phân tử XY2 38 Tỉ lệ số khối tỉ lệ số nơtron nguyên tố Y so với nguyên tố X phân tử 5,333 a) Xác định nguyên tố X, Y viết cấu hình elcetron nguyên tử b) Viết CTCT phân tử XY2 Câu 34 (30/04/2013 lớp 10 – Đề thức): A, B hai nguyên tố thuộc nhóm A thuộc chu kỳ bảng tuần hoàn B, D hai nguyên tố kế cận chu kỳ a) A có electron lớp ngồi Hợp chất khí X A với hiđro %H = 11,1% (về khối lượng) Hãy xác định tên A B b) Hợp chất Y có cơng thức AD2 lớp electron ngồi A D có cấu hình bền khí Cho biết tên nguyên tố D Viết công thức electron công thức cấu tạo Y ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -13- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CHUYÊN ĐỀ Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt LIÊN KẾT HÓA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ CHUYÊN ĐỀ 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Một số kiểu lai hóa * Lai hóa sp Một AO ns lai hóa với AO np, tạo thành hai AO lai hóa sp giống hệt nằm thẳng hàng với nhau, tạo thành góc hai AO lai hóa 1800 Hình 3.1 Lai hóa sp sp2 * Lai hóa Một AO ns lai hóa với hai AO np, tạo thành ba AO lai hóa sp2 giống hệt Ba AO hướng tới ba đỉnh tam giác đều, tạo thành góc AO lai hóa 1200 Hình 3.2 Lai hóa sp2 sp3 * Lai hóa Một AO ns lai hóa với ba AO np, tạo thành bốn AO lai hóa sp3 giống hệt Bốn AO hướng tới bốn đỉnh hình bốn mặt đều, tạo thành góc AO lai hóa 109028’ Hình 3.3 Lai hóa sp3 * Lai hóa sp3d Một AO ns lai hóa với ba AO np AO nd, tạo thành năm AO lai hóa sp 3d giống hệt Năm AO hướng tới năm đỉnh hình chóp đơi tam giác, tạo thành góc α = 1200 góc β = 900 Hình 3.4 Lai hóa sp3d ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -16- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt sp3d2 * Lai hóa Một AO ns lai hóa với ba AO np hai AO nd, tạo thành sáu AO lai hóa sp3d2 giống hệt Sáu AO hướng tới sáu đỉnh hình tám mặt đều, tạo thành góc AO lai hóa 900 Hình 3.5 Lai hóa sp3d2 Mơ hình đẩy cặp electron hóa trị (thuyết Gillespie) Mơ hình đẩy cặp electron hóa trị (VSEPR) Gillespie đề xuất để dự đoán cấu trúc phân tử dựa vào suy luận sau Các cặp electron liên liên kết khơng liên kết (có electron độc thân) lớp phân bố xung quanh nguyên tử cho lực đẩy chúng nhỏ Công thức VSEPR phân tử viết AXmEn, m số nguyên tử X liên kết với nguyên tử trung tâm A, n số cặp electron electron độc thân không liên kết lớp A Tổng số m + n cho phép ta suy đốn cấu trúc phân tử từ biết kiểu lai hóa AO ngun tử trung tâm A Hình 3.6 Biểu diễn khơng gian cấu trúc phân tử AXmEn theo thuyết Gillespie Các hệ cấu trúc theo thuyết Gillespie - Cặp electron không liên kết chịu tác động hạt nhân A nên chiếm khoảng không gian lớn hơn, tác dụng đẩy mạnh so với cặp electrong liên kết Từ tác dụng đẩy cặp electron khác giảm theo thứ tự: KLK – KLK > KLK – LK > LK – LK (KLK – cặp electron không liên kết, LK – cặp electron liên kết) Thí dụ: Xét cấu trúc phân tử: CH4; NH3 H2O (m + n = 4) Góc liên kết giảm theo thứ tự: HCH (109,470) > HNH (107,30) > HOH (104,50) - Cặp electron đẩy mạnh electron độc thân Ví dụ NO2 NO2 (đều có m + n = 3) Góc liên kết giảm: ONO(NO2) > ONO ( NO2 ) - Nguyên tử X có độ âm điện lớn (trừ với hợp chất chứa H) hút electron liên kết phía mình, làm giảm tác dụng đẩy electron nên góc liên kết hẹp bớt Ví dụ: SbI3; SbBr3; SbCl3 (m + n = 4) Góc liên kết giảm theo thứ tự: IsbI (990) > BrSBBr (98,20) > ClSbCl (97,10) ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -17- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt - Nguyên tử trung tâm A có độ âm điện nhỏ, cặp elctron liên kết xa hạt nhân hơn, làm lực đẩy cặp electron giảm, góc liên kết giảm Ví dụ: H2O; H2S; H2Se H2Te (m + n = 4) Góc liên kết giảm theo thứ tự: HOH (104,50) > HSH (920) > HseH (910) > HteH (900) - Liên kết bội có lực đẩy mạnh liên kết đơn, nên làm biến dạng đơi chút góc liên kết Ví dụ: F2C=O (CH3)2C=CH2 (m + n = 3) Góc liên kết F2C=O: FCF = 1080; OCF = 1260; góc liên kết (CH3)2C=CH2: CH3CCH3 = 115,60; CCCH3 = 122,20 - Trong phân tử AX4E1; AX3E2 AX2E3 với m + n = 5, cặp electron E chiếm vị trí xích đạo - Trong phân tử AX4E2 với m + n = 6, cặp electrong E chiếm vị trí trans Bảng 3.1 Cấu trúc số phân tử ion theo thuyết Gillespie Trạng thái lai hóa sp sp2 sp3 sp3d sp3d2 m+n Công thức VSEPR AX2E0 AX3E0 AX2E1 AX4E0 AX3E1 AX2E2 AX5E0 AX4E1 AX3E2 AX2E3 AX6E0 AX5E1 AX4E2 Sơ đồ đa diện 3.6ª 3.6b 3.6c 3.6d 3.6e 3.6g 3.6h 3.6i 3.6k 3.6l 3.6m 3.6n 3.6º Cấu trúc phân tử AXm Thẳng Tam giác Gấp khúc Bốn mặt Chóp tam giác Gấp khúc Chóp đơi tam giác Bốn mặt lệch Dạng T Thẳng Tám mặt Chóp vng Vơng Ví dụ BeCl2; CO2 BH3; SO3 SO2; NO2 CH4; POCl3 NH3; SOBr2 OF2; H2O PCl5; SOF4 TeCl4; IOF3 BrF3 XeF2 SF6; IF5O BrF5; XeF4O XeF4 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2018): Hãy cho biết trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm dạng hình học phân tử ion sau đây: BeH2, BF3, NF3, SiF62 , NO2 , I 3 Giải: BeH2: Be lai hóa sp, phân tử có dạng thẳng BCl3: B lai hóa sp2, phân tử có dạng tam giác đều, phẳng NF3: N lai hóa sp2, phân tử có dạng hình chóp đáy tam giác với N nằm đỉnh chóp SiF62 : Si lai hóa sp3d2, Ion có dạng bát diện NO2 : N lai hóa sp, Ion có dạng đường thẳng I 3 : lai hoá I dsp3, liên kết I−I ưu tiên nằm dọc theo trục thẳng đứng, Ion có dạng đường thẳng Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2015): Oleum hỗn hợp tạo cho SO3 tan H2SO4 tinh khiết Trong hỗn hợp có axit dạng polisunfuric có cơng thức tổng qt H2SO4.nSO3 hay H2Sn+1O3n+4 chủ yếu chứa axit sau: axit sunfuric H2SO4, axit đisunfuric H2S2O7, axit trisunfuric H2S3O10 axit tetrasunfuric H2S4O13 Cho biết công thức cấu tạo axit Cho biết trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm dạng hình học phân tử sau đây: NCl3, ClF3, BrF5, XeF4 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -18- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Giải: NCl3 N Cl Cl F ClF3 Cl BrF5 F F F Cl F N lai hoá sp Chóp tam giác F Cl lai hố sp d Dạng chữ T XeF4 Br F Xe F F Br lai hố sp d Dạng chóp vng F F F Cl lai hố sp3d2 Dạng vng phẳng Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2017): Thực nghiệm cho biết ba hợp chất CHBr3, CH(CH3)3, SiHBr3 có cấu tạo tứ diện với ba trị số góc liên kết tâm khơng theo thứ tự 1100; 1110; 1120 (không kể tới H xét góc này) Dựa vào mơ hình đẩy cặp e hóa trị (VSEPR) độ âm điện, hãy gán trị số góc liên kết thích hợp cho chất giải thích Biết độ âm điện H 2,20; CH3 2,27; Csp3 2,47; Si 2,24; Br 2,50 Giải: - Góc liên kết tạo thành trục đám mây electron obitan tạo thành liên kết Sự phân bố mật độ electron đám mây phụ thuộc vào độ âm điện nguyên tử trung tâm (C hay Si) phối tử (Br, CH3) - Cả hợp chất trên, nguyên tử trung tâm A có lai hóa sp3 Sự khác trị số góc phụ thuộc vào độ âm điện tương đối nguyên tử liên kết - Khi so sánh góc Br – C – Br (2) với góc Br – Si – Br (1), liên kết Si-Br phân cực liên kết C-Br nên góc Br – C – Br có trị số lớn góc Br – Si – Br Vậy góc tâm (2) > (1) - Khi so sánh góc Br – C – Br (1) H3C – C – CH3 (2) Các đôi electron liên kết xa tâm, tương tác đẩy yếu (2) Độ âm điện Csp3 lớn CH3, liên kết C – CH3 phân cực phía C, đơi electron liên kết gần tâm, tương tác đẩy mạnh Vậy góc tâm (3) > (2) - Ở hai so sánh ta thấy trị số góc tăng dần theo thứ tự sau: Góc (3) < Góc (1) < Góc (2) - Giá trị góc tâm phân tử: SiHBr3 (1) CHBr3 (2) CH(CH3)3 (3) o o 111 112 110o Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2016): Chất A hợp chất có thành phần gồm nitơ hiđro Chất A sử dụng làm nhiên liệu cho tên lửa Ở điều kiện nhiệt độ áp suất, thể tích A có khối lượng khối lượng thể tích khí oxi a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo A cho biết trạng thái lai hóa nitơ A b) Dựa vào đặc điểm cấu tạo, hãy so sánh tính bazơ A với NH3 Giải thích Giải: a) Gọi công thức chất A NxHy Ở điều kiện nhiệt độ áp suất, thể tích khí A có khối lượng khối lượng thể tích khí oxi MA = MO2 = 32 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -19- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng H2 CO3 + OH ; HCO3 + H2 O Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt K = 107,65 (2) H + OH ; (3) K W = 1,0.1014 H2 O So sánh giá trị K, ta thấy K1 >> K2 >> K3, nên cân chủ yếu dung dịch cân (1) Cách tính nồng độ cân tương tự axit nhiều nấc Kết quả: [OH ] = [HCO3 ] = 4,52.103M; [CO32 ] = 2,24.108M II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG HÀ TĨNH 11 – 2019): Hòa tan 1,0 gam NH4Cl 1,0 gam Ba(OH)2.8H2O vào lượng nước vừa đủ thu 100 ml dung dịch X (ở 250C) a) Tính pH dung dịch X, biết pKa(NH ) = 9,24 b) Tính nồng độ mol/lít tất ion dung dịch X c) Tính pH dung dịch thu sau thêm 10 ml dung dịch HCl 1,0M vào dung dịch X Giải: 3 3 a) n NH4Cl = 18,7.10 mol; nBa(OH)2 = 3,17.10 mol NH4 + OH NH3 + H2O dd X: NH3 = 6,34.103 mol; NH4 = 12,4.103 mol NH3 + H ; K a = 109,24 NH 4 12,4.102 6,34.102 Ka = [NH3 ][H ] [NH 4 ] [H ] = Ka [NH 4 ] [NH3 ] [H ] = 1,13.109M pH = 8,95 b) [NH4 ] = 0,124M; [Ba 2 ] = 0,0317M; [H ] = 1,13.109M; [Cl ] = 0,187M; [OH ] = 8,85.106M c) Khi thêm 0,01 mol HCl vào dung dịch X ta có phản ứng: NH3 + H NH4 Vậy, n NH3 (pø ) = 6,34.103 n H (d ) = 0,00333 mol Giả thiết thể tích dung dịch 110 mL, bỏ qua phân ly NH 4 [H+]dư = 0,0333M pH = 1,48 Câu (HSG QUẢNG BÌNH 11 – 2011): Cho dung dịch A chứa CH3COOH 0,1M Biết Ka CH3COOH = 1,75.10-5 a) Tính α axit pH dung dịch A b) Hòa tan 4,1 gam CH3COONa vào 500 ml dung dịch A Tính pH dung dịch thu Giải: a) Ta có cơng thức K C 1,75.105 = 1,32.102 Với kết việc sử dụng công thức gần 0,1 chấp nhận Vậy H+ = .C = 1,32.10-2*0,1 = 1,32.10-3M pH 2,88 b) Ta có: C M(CH3COONa) = [4,1/(82*0,5)] = 0,1 M CH3COOH b® [] CH3COO 0,1M 0,1 - x + 0,1M 0,1 + x H x [CH3COO ].[H ] (0,1 + x)x = = 1,75.105 x 1,75.105M pH 4,76 Ta có PT: K a = [CH3COOH] (0,1 - x) Câu (HSG QUẢNG BÌNH 11 – 2013): Hãy tính pH dung dịch A gồm KCN 0,120M; NH3 0,150M KOH 0,005M Cho biết pKa HCN 9,35; NH +4 9,24 Giải: CN HCN + OH + H2 O ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) Kb1 = 10- 4,65 -86- (1) Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt NH4 + OH NH3 + H2 O Kb2 = 10- 4,76 (2) H + OH H2 O KW = 10-14 (3) So sánh (1) (3), tính pH theo ĐKP áp dụng cho (1) (2): [OH] = C KOH + [HCN] + [NH4 ] [OH ] = x x = 5.103 + Chấp nhận: [CN ] = C CN K b1 [CN ] + K b2 [NH3 ] x - 5.103 - (K b1 [CN ] + K b2 [NH3 ]) = x x = 0,12M; [NH3 ] = C NH3 = 0,15M Ta có: x2 - 5.10-3x - 5,29.10-6 = x = [OH-] = 5,9.10-3M = 10-2,23M [H+] = 10-11,77M 109,35 109,24 0,12 M; [NH ] = 0,15 0,15 M 109,35 1011,77 109,24 1011,77 Vậy cách giải gần chấp nhận pH = 11,77 Câu (HSG HẢI PHÒNG LỚP 11 – 2017): Trộn lẫn ml dung dịch NH3 1M với ml dung dịch HCl 1M thu 10 ml dung dịch A a) Tính pH dung dịch A b) Thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A thu dung dịch B (coi thể tích dung dịch B thể tích dung dịch A) Xác định pH dung dịch B biết K NH3 = 1,8.105 Kiểm tra: [CN-] = 0,12 Giải: a) Xét phản ứng dung dịch NH3 dung dịch HCl: NH b® 7.10 H + 3 sau pø 4.10 3.10 3 NH 4 3 0 3 NH3 4.10 mol hc 0,4M dd A 3 NH 3.10 mol hc 0,3M mol 3.10 3 mol Ta có cân bằng: NH + H 2O NH 4 OH + b® 0,4 0,3 [] 0,4 - x 0,3 + x x K= (0,3 + x).x = 1,8.105 (0,4 - x) x = 2,4.105 pOH = 4,62 pH = 9,38 b) Khi thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A có phản ứng: NH 4 + OH b® 3.103 sau pø 2.103 NH + H O 103 0 103 mol mol NH 4 + OH NH + H 2O b® 0,5 0,2 [] 0,5 - y 0,2 + y y 3 NH : 2.10 mol hc 0,2M dd B 3 NH3 : 5.10 mol hc 0,5M K= (0,2 + y).y = 1,8.105 (0,5 - y) y = 4,5.105 pH = 4,35 pH = 9,65 Câu (HSG QUẢNG BÌNH 12 – 2013): Tính pH dung dịch CH3COOH 0,5M Cho Ka CH3COOH = 1,8.10-5 Tính khối lượng NaOH cần cho vào 500 ml dung dịch CH3COOH 0,5M để thu dung dịch có pH = (Giả sử cho NaOH vào thể tích dung dịch không thay đổi) Giải: Xét cân bằng: ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -87- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng H + CH3COO CH3COOH Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Ka2 (2) H + OH H2 O K a1 102 = 4,75 = 555 > 100 cân (1) chủ yếu K a2 10 (3) Ka1.Ca1 = 10-2.0,05 3.10-14 bỏ qua điện ly H2O Xét cân (1): HSO4 [] 0,05 - x + SO 24 x CH3COOH [] H 0,02 - y x2 K a1 = = 102 x = 0,018 pH = 1,74 0,05 - x x H + CH 3COO 0,018 y K a2 = 0,018.y = 104,76 0,02 - y y = 1,93.105 = 9,64.102 % III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 21 (30/04 - lần XVII Pleiku): Dung dịch chứa đồng thời CH3COOH 0,002M HCOOH xM Tính x biết pH dung dịch có trị số 3,3 Cho số phân li axit hai axit là: Ka(CH3COOH) = 1,8.10-5, Ka(C2H5COOH) = 1,3.10-5 Câu 22 (30/04 - lần XVII Hùng Vương Gia Lai): Trộn 15 ml dung dịch CH3COONa 0,03M với 30 ml dung dịch HCOONa 0,15M Tính pH dung dịch thu Biết pKa(CH3COOH) = 4,76 pKa(HCOOH) = 3,75 Câu 23 (30/04 - lần XVII Nguyễn Bỉnh Khiêm): a) Tính pH dung dịch A gồm hai axit: HCOOH 0,1M CH3COOH 1M b) Pha loãng dung dịch A nước để thể tích dung dịch A sau pha loãng gấp 10 lần thể tích ban đầu Tính pH dung dịch sau pha loãng Biết pKa(CH3COOH) = 4,76 pKa(HCOOH) = 3,75 Câu 24 (30/04/2011 - An Giang): Trong dung dịch axit yếu HA1 aM HA2 bM có số cân khác a) Tính nồng độ H+ dung dịch axit theo số cân nồng độ axit b) Áp dụng: dung dịch axit CH3COOH 2.10-3M C2H5COOH 1,9.10-2M Tính pH dung dịch axit Biết Ka(CH3COOH) = 1,8.105 ; Ka(C2 H5COOH) = 1,26.105 Câu 25 (30/04/2011 - Quảng Nam): 1) Tính pH dung dịch chứa NH3 0,10M KCN 0,10M 2) Trộn 10 ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,5 với 10 ml dung dịch Ba(OH)2 có pH = 11,5 Tính pH dung dịch thu Câu 26 (30/04/2011 - Bình Phước): Cho 0,01 mol NH3; 0,1 mol CH3NH2 0,11 mol HCl vào nước lít dung dịch Tính pH dung dịch thu Cho: pK NH = 9,24; pK CH NH = 10,6; pK H2O = 14 3 Câu 27 (30/04/2011 - Đà Nẵng): Cho A dd CH3COOH 0,02M a) Trộn 100 ml dd A với 100 ml dd NaHSO4 0,1M thu dd B Tính pH dd B độ điện li CH3COOH dd B b) Trộn 100 ml dd A với 200 ml dd NaOH có pH = 11 thu dd C Tính pH dd C Câu 28 (30/04/2011 - Cà Mau): Trung hòa 100 cm3 dung dịch CH3COOH 0,10M (Ka = 2.10-5) dung dịch (xút) NaOH 0,10 Hãy tính pH dung dịch: a) Trước thêm xút b) Khi đã thêm 50 cm3 dung dịch xút c) Khi đã thêm 100 cm3 dung dịch xút ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -99- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CHUYÊN ĐỀ Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA VÀ HÒA TAN KẾT TỦA CHUYÊN ĐỀ 8: ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA VÀ HÒA TAN KẾT TỦA I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Tích số tan chất điện li Trong dung dịch bảo hòa chất điện li tan, ví dụ: MmAn, tồn cân sau: mMn + nAm Mm An (tt) Cân ứng với số cân KC: K C = [Mn ]m [Am ]n Trong trường hợp KC đạc trưng cho độ hòa tan MmAn, nên người ta gọi KC tích số tan MmAn thường kí hiệu Ks Người ta thường dùng đại lượng pKs = -lgKs Quan hệ tích số tan độ hịa tan (s) * Ví dụ 1: Tính tích số tan dung dịch bảo hịa AgCl, biết độ hòa tan AgCl 20 0C 1,001.10-5 mol/L Các phản ứng xảy dung dịch: Ag + Cl ; AgCl(tt) Ks AgOH + H Ag + H2 O K = 10-11,7 s = [Ag ] + [AgOH] K bé nên coi thủy phân Ag+ tạo AgOH không đáng kể nên: [Ag ] = [Cl ] = s Ks = [Ag ][Cl ] = s2 = (1,001.105 ) 1,002.1010 * Tính độ tan s (mol/L) từ tích số tan Ví dụ 2: Tính độ tan BaSO4 dung dịch bảo hòa BaSO4, biết Ks(BaSO4 ) = 109,96 Các phản ứng dung dịch: Ba 2 + SO24 ; BaSO4 (tt) Ks = 10-9,96 Ba(OH) + H ; Ba 2 + H2 O Ka = 10-13,4 HSO4 + OH ; Kb = 10-12,0 SO24 + H2 O Vì Ka Kb bé, nên bỏ qua hai q trình Từ đó: K s = s s = K s 9,96 = 104,98M s = 10 * Ví dụ 3: Tính độ tan s (mol/L) PbI2 pH = 6,00: Ba + SO24 BaSO4 (tt) s s Pb2 + 2I ; PbI2 (tt) Ks = 10-7,86 Pb(OH) + H ; Pb2 + H2 O Ka = 10-7,8 Từ (2): [Pb(OH) ] = Ka [Pb2 ].[H ]1 = 107,8.(106 )1.[Pb2 ] = 101,8 [Pb2 ] s = [Pb2 ] + [PbOH ] = [Pb2 ](1 + 101,8 ) [Pb2 ] = s/(1 + 101,8 ) Với [I 2 ] = 2s K s = [Pb2 ][I ]2 = s (2s)2 = 107,86 s = 1,52.103M + 101,8 Điều kiện kết tủa chất điện li tan Điều kiện để kết tủa chất điện li tan MmAn là: [Mn ]0m [Am ]0n > K s(Mm An ) [Mn ]0 ; [Am ]0 - nồng độ trước xảy kết tủa ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -101- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Ví dụ: Trộn 1,0 mL dung dịch HI 0,30M với mL dung dịch Pb(NO3)2 0,010M Hỏi có kết tủa PbI2 khơng? Tích số tan PbI2 1,38.10-8 Ka Pb2+ 10-7,8 Nồng độ ban đầu sau trộn: HI 0,15M Pb(NO3)2 0,0050M [Pb2 ]0 [I ]02 = (5.103 ).(1,5.101 )2 = 1,1.104 > K s(PbI2 ) Vậy có tạo thành kết tủa tạo PbI2 Trong tính tốn, ta đã bỏ qua thủy phân Pb2 Ka bé, đặc biệt mơi trường có mặt axit HI Điều kiện hịa tan kết tủa chất điện li tan Q trình hịa tan ngược với trình tạo kết tủa Muốn q trình hịa tan xảy ra, cần làm giảm tích số ion chất điện li tan xuống đại lượng nhỏ tích số tan Điều kiện để hịa tan kết tủa chất điện li tan MmAn là: [Mn ]m [Am ]n < K s(Mm An ) Ví dụ: Cần nồng độ HCl tối thiểu để hịa tan hồn tồn 0,010 mol CdS Cho biết: Ks(CdS) = 1026,1 ; (Ka1 Ka2 )H2S = 1019,92 CdCl2 ; = 102,49 Cd2 + 2Cl Phản ứng hòa tan: K = Ks (K1.K )1.2 = 103,69 CdS(tt) + 2H [] + C - 0,02 CdCl2 + H2S 2Cl C - 0,02 0,01 0,01 (0,01)2 = 103,69 C = 0,72 (C - 0,02) II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG QUẢNG BÌNH 12 – 2011): Cation kim loại M3+ có tính axit với số điện ly axit nấc thứ 5.10-3 Tích số tan M(OH)3 10-37 Bỏ qua nấc điện ly axit thứ thứ M3+ Tính pH nồng độ mol/l muối M(NO3)3 để bắt đầu xuất kết tủa M(OH)3 Giải: 3 M(OH) + H M + H2 O K1 = 5.10-3 (1) [] C - x x x K= Điều kiện để bắt đầu xuất kết tủa M(OH)3: [M3 ][OH ]3 = 1037 [M3 ](1014 /x)3 = 1037 [M3 ]/x3 = 105 (*) Từ (1), ta có: x2 /[M3 ] = 5.103 (**) 3 Từ (*) (**): x = 2.10 M pH = 2,699 Thay x = 2.10-3 vào (*), ta có: [M3 ] = 105 (2.103 )3 = 8.104M C = 8.104 + 2.103 = 2,8.103M Câu (30/04 lớp 11 – Chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm Vĩnh Long): Tích số tan AgCl 1,8.10-10 Hãy tính độ tan S AgCl nước Nếu AgCl tan dung dịch NH3 1M độ tan biết số bền phức K b([Ag(NH ) ] ) = 108 Giải: - Trong nước nguyên chất: ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -102- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Ag + Cl AgCl s s Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt K s = [Ag ][Cl ] = s 5 s = T = 1,3.10 - Trong dung dịch NH3 1M: [Ag(NH3 )2 ] + Cl AgCl + 2NH3 [Ag(NH3 )2 ][Cl ] [Ag(NH3 )2 ][Ag ][Cl ] K= = = K b TAgCl = 108 *1,81010 = 1,8.10 2 2 [NH3 ] [NH3 ] [Ag ] Gọi x nồng độ phức [Ag(NH3 )2 ] tạo tan AgCl3 vào NH3 [Cl ] = x x2 K= = 1,8.102 x = [Ag(NH3 )2 ] = 0,1M (1 - 2x) [NH3 ] = - 2x Chứng tỏ AgCl tan nhiều NH3 Câu (HSG QUẢNG BÌNH 12 – 2013): Thêm dần dung dịch NaOH 0,01 M vào dung dịch A chứa H+ 0,1M; Fe3+ 10-2M; Mg2+ 0,1M NO3- dư a) Viết phương trình phản ứng xảy b) Kết tủa tạo trước c) Tính khoảng pH dung dịch A cho kết tủa hết Fe3+ mà chưa tạo kết tủa Mg(OH)2 Biết Fe3+ coi kết tủa hết nồng độ mol/l Fe3+ dung dịch < 10-6 M Cho: Tích số tan Mg(OH)2: 10–11 ; Fe(OH)3: 10–38 Giải: a) PTHH phản ứng xảy ra: H + OH H2O Fe3 + 3OH Fe(OH)3 Mg2 + 2OH Mg(OH)2 b) TFe(OH)3 = 1038 = [Fe3 ][OH ]3 bắt đầu xuất xuất kết tủa Fe(OH)3 thì: [OH ] = TFe(OH)3 [Fe3 ] = 1038 = 1012 M pOH = 12 pH = 102 Khi bắt đầu xuất kết tủa Mg(OH)2 thì: [OH ] = TFe(OH)3 [Fe3 ] = 1011 = 105M pH = Vậy 1 10 Fe(OH)3 kết tủa trước c) Khi Fe kết tủa hết [OH ] = 3+ 1038 > = 1010,67 thời điểm Fe3+ kết tủa hết 3 6 [Fe ] 10 TFe(OH)3 pH > 3,33 Vậy để kết tủa hoàn toàn Fe3+ mà chưa tạo kết tủa Mg(OH)2 cần trì pH khoảng: 3,3 < pH ≤ Câu (HSG ĐÀ NẴNG LỚP 11 – 2015): Biết số phân ly axit nấc thứ nấc thứ hai axit cacbonic 4,2.10 -7 4,8.10-11 Xác định pH nồng độ ion HCO3 CO32 dung dịch H2CO3 0,025M Biết tích số tan CaCO3 8,7.10-9 Tính khối lượng CaCO3 hịa tan 300 mL dung dịch Ca(NO3)2 0,050M Giải: Ka1 lớn nhiều Ka2 nên H2CO3 điện ly chủ yếu theo nấc thứ ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -103- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng HCO3 + H H CO3 [] 0,025 - x x x HCO3 [] 1,0.104 - y CO32 + y K a1 = Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt x2 = 4,2.107 x = 1,0.104 0,025 - x H 1,0.104 + y K a2 = y(1,0.104 + y) = 4,8.1011 y = 4,8.1011 4 1,0.10 - y Vì nấc thứ hai yếu nên: [H ] = [HCO3 ] = 1,0.104M pH = 4; [CO32 ] = 4,8.1011M Gọi s (mol/L) độ tan CaCO3, xét cân bằng: [] Ca 2 + CO32 CaCO3 0,05 + s s K s = [Ca 2 ][CO32 ] = (0,05 + s)s = 8,7.109 s = 1,7.107M mCaCO3 = 1,7.107 *0,3*100 = 5,1.106 gam Câu (HSG QUẢNG BÌNH 11 – 2014): Trong dung dịch bão hòa kết tủa AgBr AgSCN có cân sau: Ag + Br ; AgBr(tt) T1 = 10-12,3 Ag + SCN ; T2 = 10-12,0 AgSCN(tt) Hãy tính nồng độ ion Ag+, Br-, SCN- dung dịch bão hòa kết tủa AgBr AgSCN Giải: + Áp dụng ĐLBTNĐ Ag , ta có: T1 T2 [Ag ] = [Br ] + [SCN ] = + [Ag ] = T1 +T2 = 1,23.106 M [Ag ] [Ag ] T1 T2 1012,3 1012 7 [Br ] = = = 4,07.10 M; [SCN ] = = = 8,13.106 M 6 6 [Ag ] 1,23.10 [Ag ] 1,23.10 Câu (HSG HÀ TĨNH LỚP 11 – 2017): Dung dịch H2S bão hòa có nồng độ 0,1M a) Tính nồng độ ion sunfua dung dịch H2S 0,1M điều chỉnh pH = 3,0 Biết số axit H2S là: K1 = 10-7; K2 = 1,3.10-13 b) Dung dịch A chứa ion Mn2+ Ag+ với nồng độ ban đầu ion 0,01M Hòa tan H2S vào dung dịch A đến bão hòa điều chỉnh pH = 3,0 ion tạo kết tủa? Biết tích số tan MnS = 2,5.10-10; Ag2S = 6,3.10-50 c) Trộn 100 ml dung dịch Na2S 0,102M với 50 ml dung dịch (NH4)2SO4 0,051M Tính pH dung dịch thu được, biết NH3 có pKb = 4,76 giả thiết H2SO4 điện li hồn tồn, phản ứng có Kc > 103 coi hoàn toàn Giải: a) Theo giả thiết ta có [H2S] = 0,1M; [H ] = 10 Trong dung dịch có cân + -3 H + HS ; H2S Ka1 H + S 2 ; HS Ka2 2H + S 2 ; H2S K = Ka1.Ka2 = 1,3.10-20 [H ]2 [S ] 1,3.1020 *0,1 20 2 K= = 1,3.10 [S ] = = 1,3.1015M 3 [H2S] (10 ) ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -104- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt (coi kết tủa hồn tồn nồng độ cation cịn lại 10 M) Cho: pKs(Cr(OH)3 ) = 29,8; lg(CrOH2 ) = -3,8 -6 H + CrO2 + H2 O; K = 1014 Cr(OH)3 Giải: ' ' a) Khi bắt đầu kết tủa thì: C Cr3 (C OH ) K s (C’ nồng độ ion trước tạo kết tủa) ' ' Trong đó: C Cr3 = C Cr3 - C CrOH2 ; C OH = [OH ] Xét cân bằng: CrOH2 + H ; Cr3 + H2 O [] 0,01 - x x x = 103,8 * x2 = 103,8 x = 1,182.103 C 'Cr3 = 8,818.103M 0,01 - x C 'OH = [OH ] = Ks = 5,643.1010M pH = 4,75 ' C Cr3 Khi kết tủa hồn tồn nồng độ lại Cr3+ 10-6M tức là: Ks K s h3 106 [Cr ] + [CrOH ] = 10 M [Cr ] = = = + h 1 [OH ]3 (K W )3 3 2 6 3 Ks h3 + *.h2 Ks - (K W )3.106 = h = 6,038.108M pH = 7,2 b) Tổ hợp cân bằng: Cr 3 + 3OH ; Cr(OH)3 (tt) Ks = 10-29,8 CrOH2 + H ; Cr 3 + H2 O *β = 10-3,8 H + OH H2O ; K W1 = 1014 CrOH2 + 2OH K = Ks * K W1 = 1019,6 Ta cân bằng: Cr(OH)3 (tt) So sánh cân bằng, nhận thấy tính độ tan theo cân sau: CrOH2 + 2OH ; Cr(OH)3 K1 = 10-19,6 H + OH ; H2 O Kw = 10-14 H + CrO2 + H2O ; Cr(OH)3 Áp dụng định luật bảo toàn nồng độ, ta có: K3 = 10-14 2K1 KW K 3[OH ] [OH] = 2[CrOH ] + [H ] - [CrO ] = + [OH ]2 [OH ] KW [OH ](1 + 2 K3 2K1 KW )= + [OH ] = 2,986.107M KW [OH ] [OH ] s = [CrO2 ] + [CrOH2 ] + [Cr 3 ] (trong [Cr3+] nhỏ, bỏ qua) K s [OH ] K1 s= + = 5,8.107M Kw [OH ] III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 21 (30/04 - lần XVII Nguyễn Du): a) Dung dịch CH3COOH (dd A) có pH = 2.57 Nếu trộn 100 ml dung dịch A với dung dịch NaOH (dd B) có pH =13.3, 200 ml dung dịch C Tính pH dung dịch C Biết Ka (CH3COOH)=1,8.10-5 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -116- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt b) Tính pH lúc bắt đầu có kết tủa Mg(OH)2 từ dung dịch MgCl2 0.01 M kết tủa tách cách hồn tồn trị số pH nào? Biết: TMg(OH)2 =1,5.10-12 c) Cho biết: Ka(CH3COOH) = 1,8.10-5, Ka(C2H5COOH) = 1,3.10-5 Một dung dịch chứa CH3COOH 0,002M C2H5COOH xM Hãy tính giá trị x để dung dịch có độ điện ly axit axetic 0,08 Câu 22 (30/4 lần XVI - Chính thức): Sục từ từ khí H2S vào dung dịch chứa ion Cu2+ 0,001 M Pb2+ 0,001 M dung dịch bảo hòa H2S 0,01M pH dung dịch giữ cố định a) Kết tủa xuất trước b) Có tác hồn toàn hai ion khỏi H2S hay không? Hằng số axit H2S: K1 = 1,0.10-7; K2 = 1,3.10-13 Câu 23 (30/4 lần XVI - Bến Tre): Ion Fe(H2O)3+ axit phản ứng với nước theo cân bằng: H3O+ + Fe(OH)2+, pKa = 2,2 Fe(H2O)3+ + H2O a) Xác định pH dung dịch FeCl3 10-3M b) Tính nồng độ M dung dịch FeCl3 bắt đầu gây kết tủa Fe(OH)3 tính pH dung dịch lúc bắt đầu kết tủa Biết TFe(OH)3 = 1038 Câu 24 (30/4 lần XVI - Chuyên Vị Thanh): Xác định độ tan AgCN dung dịch có pH = 16 Biết TAgCN = 2,2.10 KHCN = 6,2.10-10 Câu 25 (30/4 lần XVI - Hùng Vương BP): Có dung dịch chứa ion Zn2+ 10-3 M Mn2+ 103 M Cần khống chế pH để có kết tủa tối đa ZnS để lại Mn2+ dung dịch thêm dung dịch đến bảo hịa H2S có nồng độ 0,1M vào Cho biết TZnS = 1,1.10-21; TMnS = 5,1.10-15 H2S có K1 = 1.10-7; K2 = 1,3.10-13 Câu 26 (30/04/2011 - Bình Dương): Trộn 15 ml dung dịch CH3COONa 0,03M với 30 ml dung dịch HCOONa 0,15M Tính pH dung dịch sau trộn biết pKa(CH3COOH) = 4,76; pKa(HCOOH) = 3,75 Dung dịch bảo hịa H2S có nồng độ 0,10M Hằng số axit H2S: K1 = 1,0.10-7; K2 = 1,3.10-13 a) Tính nồng độ ion sunfua dung dịch H2S 0,10 điều chỉnh pH = b) Một dung dịch A chứa cation Mn2+ Ag+ với nồng độ ban đầu ion 0,01M Hòa tan H2S vào dung dịch A đến bảo hòa điều chỉnh pH = ion kết tủa trước Câu 27 (30/04/2011 - Kiên Giang): Dung dịch bảo hịa H2S có nồng độ 0,1M Hằng số axit H2S: K1 = 1,0.10-7; K2 = 1,3.10-13 a) Tính nồng độ ion S2- dung dịch H2S 0,1M điều chỉnh pH = b) Một dung dịch A chứa cation Mn2+, Co2+, Ag+ với nồng độ ban đầu ion 0,1M Hòa tan H2S vào dung dịch A đến bảo hòa điều chỉnh pH = ion tạo kết tủa sunfua? Cho biết: TMnS = 2,5.1010 ; TCoS = 4,0.1021 ; TAg2 S = 6,3.1050 Trộn V ml dd CH3COOH 0,1M vào 100 ml dd CH3COONa 0,1M thu dd có pH = 4,74 Tính V biết Ka(CH3COOH) = 1,8.105 Câu 28 (30/04/2011 - Đà Nẵng): Hãy cho biết môi trường có pH kết tủa AgCl bắt đầu xuất dung dịch có chứa [Ag(NH3)2]Cl 0,0010M Giả sử dd khơng có ion tạo kết tủa khác với Ag ; Cl Biết K[Ag(NH ) ] = 6.108 ; TAgCl = 1,8.1010 ; K b(NH3 ) = 1,8.105 Câu 29 (30/04/2011 - Gia Lai): a) Dung dịch chứa đồng thời CH3COOH 0,002M HCOOH xM Tính x biết pH dd có trị số 3,3 Cho số phân li axit CH3COOH K1 = 1,8.10-5 HCOOH K2 = 1,77.10-4 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -117- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CHUYÊN ĐỀ Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt PHI KIM CHUYÊN ĐỀ 9: PHI KIM I BÀI TẬP NHÓM HALOGEN Câu (HSG VĨNH PHÚC 10 – 2018): Hỗn hợp rắn X gồm KClO3, KCl, BaCl2 Ba(ClO3)2 Nung nóng 103,95 gam X với cacbon vừa đủ, đến phản ứng xảy hồn tồn thu 13,44 lít (đktc) khí CO2 hỗn hợp rắn Y gồm KCl BaCl2 Cho Y tác dụng vừa đủ 522 gam dung dịch K2SO4 10%, lọc bỏ kết tủa dung dịch Z Lượng KCl dung dịch Z gấp lần lượng KCl hỗn hợp X Tính phần trăm khối lượng muối hỗn hợp X Giải: t X + C Y BaCl2 ; KCl + CO2 (0,6 mol); BTKL: mY = mX + mC - mCO2 = 84,75 gam Y tác dụng vừa đủ với 0,3 mol K2SO4: nBaCl2 = nBaSO4 = n K2SO4 = 0,3 mol mKCl(Y) = 84,75 - 0,3*208 = 22,35 gam nKCl(Y) = 0,3 Gọi x số mol KClO3, y số mol KCl hỗn hợp X ban đầu Ta có: x + y = 0,3 x = 0,2 0,6* - 0,2*3 ; BT O n Ba(ClO3 )2 = = 0,1 mol x + y + 0,6 = 9y y = 0,1 %mKCl 7,17%; %mKClO3 23,57%; %mBa(ClO3 )2 29, 24%; %mBaCl2 40,02% Câu (HSG VĨNH PHÚC 10 – 2018): Cho 82,05 gam hỗn hợp X gồm muối MgCl2, BaCl2, KCl tác dụng với 900 ml dung dịch AgNO3 2M, sau phản ứng kết thúc thu dung dịch Y kết tủa Z Lọc lấy kết tủa Z, cho 33,6 gam bột sắt vào dung dịch Y, sau phản ứng kết thúc thu chất rắn T dung dịch M Cho T vào dung dịch HCl dư, thu 6,72 lít H2 (đktc) Cho NaOH dư vào dung dịch M thu kết tủa, nung kết tủa khơng khí dư nhiệt độ cao thu 36 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hồn tồn Tính khối lượng muối hỗn hợp X Giải: n AgNO3 = 1,8 mol; nFe = 0,6 mol Dung dịch Y tác dụng với Fe Y có AgNO3 dư; Chất rắn T tác dụng với HCl tạo khí H2 T có Fe dư n Fe(d) = 0,3 mol nFe(pø AgNO3 d Y) = 0,3 mol Ta có sơ đồ phản ứng: Z: AgCl Ag T + HCl H (0,3 mol) MgCl Mg(NO3 )2 Fe X BaCl + AgNO3 Ba(NO3 )2 Mg(NO3 )2 Y +Fe KCl 1,8 mol Mg(OH)2 t0 ,kk MgO Ba(NO3 )2 KNO3 M +NaOH AgNO 82,05 gam KNO Fe(OH) Fe2 O3 Fe(NO ) 36 gam nFe(NO3 )2 (M) = 0,3 mol nAgNO3 (Y) = 0,6 mol nAgNO3 (pø X) = 1,2 mol nAgCl = 1,2 mol BT Fe n Fe2O3 = 1,5 mol n MgO = 36 - 0,15*160 = 0,3 mol = n McCl2 (X) (BT Mg) 40 2x + y + 2*0,3 = 1,2 x = 0,15 n BaCl2 (X) = x §Ỉt 208x + 74,5y + 0,3*95 = 82,5 y = 0,3 n KCl(X) = y ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -120- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt mMgCl2 28,5(gam); mBaCl2 31, 2(gam); mKCl 22,35(gam) Câu (HSG HẢI DƯƠNG 10 – 2016): Hòa tan 15,92 gam hỗn hợp muối NaX, NaY vào nước thu dung dịch A (X, Y nguyên tố halogen có tự nhiên thuộc chu kì liên tiếp bảng tuần hoàn) Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch AgNO3 (dư), thu 28,67 gam kết tủa (các phản ứng xảy hồn tồn) Tìm nguyên tố X, Y tính thành phần % khối lượng hai muối hỗn hợp ban đầu Giải: Muối Halogenua tác dụng với AgNO3 tạo kết tủa gồm có muối clorua, bromua iotua; muối florua khơng tác dụng TH1: Chỉ có muối halogenua tạo kết tủa với dd AgNO3 muối halogenua NaF NaCl NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 n NaCl(b®) = n AgCl = 0,2 mol mNaCl(b®) = 11,7 gam < 15,92 gam (tháa m·n) X: F; Y: Cl %mNaCl = 73,5%; %m NaF = 26,5% TH2: Cả muối halogenua tạo kết tủa với dd AgNO3 Gọi CT chung muối NaX PTHH: NaX + AgNO3 AgX + NaNO3 X: Br 15,92 28,67 = X = 83,13 CT Muèi 23 + X 108 + X Y: I =x n 188x + 235y = 28,67 x = 0,14 Đặt NaBr 103x + 150y = 15,92 y = 0,01 n NaI = y 0,14*103 %m NaBr = *100 = 90,58%; %m NaI = 9,42% 15,92 Ta có: NaBr NaI Câu (HSG HÀ TĨNH 10 – 2016): Cho 11,56 gam hỗn hợp A gồm muối FeCl3, BaBr2, KCl tác dụng với 440 ml dung dịch AgNO3 0,5M thu dung dịch D kết tủa B Lọc kết tủa B, cho 0,15 mol bột Fe vào dung dịch D thu chất rắn F dung dịch E Cho F vào dung dịch HCl loãng dư tạo 2,128 lít H2 (đktc) cịn phần chất không tan Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch E thu kết tủa, nung kết tủa khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 6,8 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hoàn toàn a) Lập luận để viết PTHH phản ứng xảy b) Tính khối lượng kết tủa B Giải: Vì F tác dụng với HCl dư cịn phần khơng tan D có AgNO3 dư FeCl3 + 3AgNO3 3AgCl + Fe(NO3 )3 BaBr2 + 2AgNO3 2AgBr + Ba(NO3 )2 KCl + AgNO3 AgCl + KNO3 B gồm: AgBr, AgCl; D gồm: AgNO3 dư, Fe(NO3)3, Ba(NO3)2, KNO3 Cho Fe tác dụng với D: Fe + 2AgNO3 2Ag + Fe(NO3 )2 Fe + 2Fe(NO3 )3 3Fe(NO3 )2 Chất không tan Ag Fe dư, dung dịch E gồm Fe(NO3)2, Ba(NO3)2, KNO3 PTHH phản ứng xảy ra: F + HCl: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 E + NaOH: Fe(NO3 )2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaNO3 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -121- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt - Cho gam hỗn hợp X vào dung dịch HCl (lấy dư) thu 4,48 lít khí (đktc) - Cho 16 gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 11,2 lít khí Cl2 (đktc) Xác định kim loại R Giải: nCl2 (16 gam) = 0,5 mol nCl2 (8 gam) = 0,25 mol 2H + 2e H2 0,4 0,2 Cl + 2e 2Cl 0,25 n e(H nhËn) < n e(Cl2 nhËn) cã trêng hỵp 0,5 TH1: R không tác dụng với HCl; R tác dụng với Cl2: X + HCl nMg = n H2 = 0,2 mol X + Cl2 : BTe 2nMg + n.nR = 2nCl2 nR = 0,1/n mX = mMg + mR = 0,2*24 + MR *0,1 / n MR = 32n n =2; MR = 64 (Cu) TH2: R tác dụng với HCl Cl2: X + HCl: BTe 2nMg + n.n R = 2n H2 2x + ny = 0,4 X + Cl2 : BTe 2nMg + m.n R = 2n Cl2 2x + my = 0,5 2x + ny = 0,4 0,1 Ta cã: ; 24x + M R y = y= n-m 2x + my = 0,5 m n y x MR 0,1 0,15 44 Loại 0,1 0,1 56 Fe 0,05 0,175 76 Loại Vậy, R Fe II BÀI TẬP NHÓM OXI Bài tập axit H2SO4 đặc Câu (30/04/2008 lớp 10 – Đề thức): Đốt cháy 8,4 gam Fe oxi thu 11,6 gam hỗn hợp rắn A gồm bốn chất Hoàn tan hoàn toàn A dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu V lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) a) Viết PTHH phản ứng xảy b) Tính V Giải: a) Viết PTHH phản ứng xảy ra: t0 2Fe + O2 2FeO t 4Fe + 3O2 2Fe2 O3 t 3Fe + 2O2 Fe3O4 Hỗn hợp A gồm: Fe dư, FeO, Fe2O3 Fe3O4 t0 2Fe + 6H2SO4 Fe2 (SO4 )3 + 3SO2 + 6H2O ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -129- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt t 2FeO + 4H2SO4 Fe2 (SO4 )3 + SO2 + 4H2O t Fe2 O3 + 3H2SO4 Fe2 (SO4 )3 + 3H2 O t 2Fe3O4 + 10H2SO4 3Fe2 (SO4 )3 + SO2 + 10H2O 8, 11,6 - 8,4 b) Ta có: n Fe = = 0,15 mol; n O2 = = 0,1 mol 56 32 2 Fe Fe3 + 3e O2 + 4e 2O 0,15 0,45 S 6 + 2e SO2 BT số mol e ta có: 0,45 = 0,4 + 2nSO2 nSO2 = 0,025 mol VSO2 = 0,56 L Câu (Đề TSĐH B - 2010): Hoà tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy Cu dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm khối lượng Cu X A 39,34% B 65,57% C 26,23% D 13,11% Giải: Fe (x) Fe2 (SO4 )3 (x/2) H2SO4 Quy X Cu (y) + SO2 (0,0225 mol) CuSO (y) O (z) 56x + 64y + 16z = 2,44 x = 0,025 3x + 2y = 2z + 0,0225*2 (BT e) y = 0,01 %Cu(X) = 26,23% 400*(x/2) + 160y = 6,6 z = 0,025 Câu (Đề 30/04 lớp 10 – Sa Đec Đồng Tháp): Đun nóng m gam bột Fe với bột lưu huỳnh, bình kín khơng có khơng khí Sau thời gian thu gam rắn A có Fe, S FeS Hịa tan hồn tồn rắn A vào dd H2SO4 đặc nóng thu 3,36 lít khí SO2 (đktc) a) Viết PTHH phản ứng xảy b) Tính m gam Giải: a) Viết PTHH phản ứng xảy ra: t Fe + S FeS Rắn A thu có: Fe dư; S dư FeS: (1) t 2Fe + 6H2SO4(đặc) Fe2 (SO4 )3 + 3SO2 + 6H2O (2) t 2FeS + 10H2SO4(đặc) Fe2 (SO4 )3 + 9SO2 + 10H2 O (3) t S + 2H2SO4(đặc) 3SO2 + 2H2 O (4) 0 b) Tính m Fe; S t Fe; FeS; S H2 SO4 Fe2 (SO )3 + SO2 m gam 0,15 mol gam BTKL mS = - m nS = (4 - m)/32 Fe Fe3 + 3e m/56 3m/56 S (4 - m)/32 4 S 6 S (SO ) + (4 - m)/32 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) + 2e 0,3 - (4 - m)/32 4e SO 0153 - (4 - m)/32 (4 - m)/8 -130- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Mặt khác từ (I) ta có: m = 2*[72(x + z) + 160(y + z)] = 2*(72*0,05 + 160*0,06) = 26,4 gam b) Do x + z = 0,05 n Fe2 (X) = 0,1 mol X Fe2 ; Fe3 ; O2 + H2SO4 SO2 BTe n Fe2 = 2nSO2 nSO2 = n Fe2 /2 = 0,05 mol nNaOH = 0,18 mol T = nOH /nSO2 = 3,6 t¹o muèi Na 2SO3 BT S n Na2SO3 = nSO2 = 0,05 mol mMuèi = 6,3 gam Bài tập muối sunfua Câu 14 (HSG HẢI DƯƠNG 10 – 2019): Chia 15 gam muối sunfua kim loại R (có hóa trị không đổi) làm hai phần Phần tác dụng với dung dịch HCl dư tạo khí A Phần đốt cháy hết oxi vừa đủ thu khí B Trộn hai khí A B với thu 5,76 gam chất rắn màu vàng khí dư Dùng lượng NaOH (trong dung dịch) tối thiểu để hấp thụ vừa hết lượng khí dư thu 6,72 gam muối Hãy xác định tên kim loại R Biết tất phản ứng có hiệu suất 100% Giải: Đặt cơng thức muối R2Sa (a hóa trị R) - Phần 1: R2Sa + 2aHCl 2RCla + aH2S (1) - Phần 2: 2R2Sa + 3aO2 2R2Oa + 2aSO2 (2) Khí A H2S; khí B SO2 SO2 + 2H2S 3S + H2 O (3) 0,06 0,12 0,18 Khí dư SO2 H2S * Nếu khí dư H2S: H2S + NaOH NaHS + H2 O (vì NaOH tối thiểu) (4) 0,12 0,12 0,12 Vậy: nH2S(1) = 0,12 + 0,12 = 0,24 mol; nSO2 (2) = 0,06 mol nS(R2Sa ) = 0,24 + 0,06 = 0,3 mol 0,3 15 M R2 S a = = 50a = 2R + 32a R = 9a Chọn a = R = 27 (Al) a (0,3 / a) * Nếu khí dư SO2: SO2 + NaOH NaHSO3 (5) n R2 S a = Theo giả thiết: nNaHSO3 = 0,065 mol nSO2 (2) = 0,06 + 0,065 = 0,125 mol; nH2S(1) = 0,12 mol nS(R2Sa ) = 0,125 + 0,12 = 0,245 nR2Sa = 0,245/a MR2Sa = 61,22a MR = 14,6a Trường hợp khơng có nghiệm thỏa mãn Câu 15 (Đề TSĐH B - 2008): Nung hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3 b mol FeS2 bình kín chứa khơng khí (dư) Sau phản ứng xảy hồn tồn, đưa bình nhiệt độ ban đầu, thu chất rắn Fe2O3 hỗn hợp khí Biết áp suất khí bình trước sau phản ứng nhau, mối liên hệ a b (biết sau phản ứng, lưu huỳnh mức oxi hố +4, thể tích chất rắn không đáng kể) A a = 0,5b B a = b C a = 4b D a = 2b Giải: FeCO3 (a) CO (a) + O2 Fe2 O3 + FeS (b) SO2 (2b) ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -136- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Bảo toàn số mol electron ta có: n FeCO3 + 11*n FeS2 = 4*nO2 nO2 = (a + 11b)/4 Do áp suất khí khơng đổi nO2 (mÊt ®i) = nCO2 + SO2 (sinh ra) (a + 11b)/4 = (a + 2b) a = b Câu 16 (Đề TSĐH A - 2011): Nung m gam hỗn hợp X gồm FeS FeS2 bình kín chứa khơng khí (gồm 20% thể tích O2 80% thể tích N2) đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu chất rắn hỗn hợp khí Y có thành phần thể tích: 84,8% N2, 14% SO2, cịn lại O2 Phần trăm khối lượng FeS hỗn hợp X A 26,83% B 59,46% C 19,64% D 42,31% Giải: O (2 mol) N (8 mol) FeS (a) + Fe2 O3 + FeS (b) N (8 mol) SO2 (7/53 mol); O2 d (6/53 mol) Bảo toàn số mol electron ta có: 7* n FeS + 11*n FeS2 = 4*nO2 11a + 7b = (2 - 6/53)*4 Bảo toàn số mol S ta có: 2a + b = 7/53 a = 30/53 a = Gi¶i hƯ ta cã: chän %FeS = 19,64% b = 10/53 b = Câu 17 (Đề TSĐH B - 2014): Nung nóng hỗn hợp bột X gồm a mol Fe b mol S khí trơ, hiệu suất phản ứng 50%, thu hỗn hợp rắn Y Cho Y vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng xảy hồn tồn, thu hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 Tỉ lệ a : b A : B : C : D : Giải: H S (x) Fe (a) FeS (x mol); HCl Z S (b) Fe d (a - x); S d (b - x) H (a - x) Áp dụng PP đường chéo cho Z: n H2S : n H2 = : a = 4x H/S(Fe) = (x/4x)*100 = 25% lo¹i H/S(S) = (x/b)*100 = 50 b = 2x a : b = : Câu 18 (Đề TSCĐ - 2008): Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh nung nóng (trong điều kiện khơng có khơng khí), thu hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X cịn lại phần khơng tan G Để đốt cháy hồn tồn X G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc) Giá trị V A 2,80 B 3,36 C 4,48 D 3,08 Giải: H 2S FeS; SO Fe (0,1) O2 HCl M Fe d; FeCl + X, G H S (0,075) H O S d S Bảo toàn e cho trình: Chất khử: Fe, S; chất oxi hóa: O2 ta có: 2*n Fe + 4*nSO2 = 4*nO2 nO2 = 0,125 VO2 = 2,8L Câu 19 (Đề 30/04 lớp 10 – Chuyên Lê Hồng Phong HCM): Nung hỗn hợp A gồm sắt lưu huỳnh sau thời gian hỗn hợp rắn B Cho B tác dụng với dung dịch HCl dư, thu V1 lít hỗn hợp khí C Tỷ khối C so với hidro 10,6 Nếu đốt cháy hoàn toàn B thành Fe2O3 SO2 cần V2 lít khí oxi a) Tìm tương quan giá trị V1 V2 (đo điều kiện) b) Tính hàm lượng phần trăm chất B theo V1 V2 c) Hiệu suất thấp phản ứng nung phần trăm Giải: ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -137- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim ... hiệu Eletron Proton Nơtron e p n Khối lượng nghỉ kg 9 ,1. 1 0- 31 1,673 .10 -2 7 1, 675 .10 -2 7 Điện tích u 5,5 .10 -4 1 -1 , 6 .10 -1 9 C ( 1- ) +1, 6 .10 -1 9 C (1+ ) * Trong nguyên tử: Z = số p = số e * Số khối hạt... z z (10 7, 21 + z) = 10 ? ?12 ,32 7, 21 10 -z Do giá trị K3 nhỏ nên z
Ngày đăng: 26/11/2020, 21:44
Xem thêm: QUYỂN 1 CHUYÊN đề ôn THI học SINH GIỎI môn hóa học 10 (DEMO)
