O S2 H2 HN3 N 2 H2S4 NHS4 H2 H2S
3.2.1.Dạng 1: Bài tập định tính
Bài 1: Giải thích
Khóa luận tốt nghiệp Page 60
VIA?
b) Oxi có khả năng thể hiện mức oxi hóa dương không? Lấy dẫn
chứng để minh họa.
Giải:
a) Nguyên tử oxi có cấu hình 1s22s22p4, trong nguyên tử có hai e độc thân, gây ra trạng thái hóa trị hai của nguyên tử
2s 2p
Muốn xuất hiện hóa trị lớn hơn hai cần phải chuyển e từ mức 2p lên mức 3s để tạo ra bốn e không cặp đôi, điều đó không thể thực hiện được vì đòi hỏi một năng lượng khá lớn.
a) Oxi có khả năng xuất hiện mức oxi hóa dương trong các hợp chất F2On ( n = 1,2, …), do oxi có độ âm điện bé hơn flo. Ví dụ: F2O, F2O2,…
Bài 2: Tại sao oxi là nguyên tố hoạt động mạnh hơn clo nhưng ở điều kiện thường lại tỏ ra kém hoạt động hơn?
Khóa luận tốt nghiệp Page 61
Khoảng cách giữa hai nguyên tử trong phân tử O2 là 1,21 A0 , bé hơn độ dài của liên kết đơn O – O là 1,48 A0 , do đó phân tử O2 rất bền
Trong phân tử O2 có một liên kết và hai liên kết ba e . Trong phân tử clo chỉ có một liên kết , ngoài ra còn có một phần liên kết do sự xen phủ bởi các e d. Năng lượng liên kết trong phân tử oxi là 118 kcal/mol, còn với clo là 59 kcal/mol. Ở 20000C phân tử O2 phân li thành nguyên tử, lúc đó oxi sẽ thể hiện hoạt tính hóa học mạnh hơn clo.
Bài 3: So sánh tính chất hóa học của oxi và ozon. Viết phương trình hóa học của oxi và ozon với Ag, KI, PbS.
Giải:
Ozon là chất không bền, dễ dàng bị phân hủy do đó có hoạt tính oxi hóa cao hơn nhiều so với oxi. Oxi có thể tác dụng với nhiều chất, nhưng có nhiều trường hợp xảy ra ở nhiệt độ cao và phải có chất xúc tác. Trái lại, ozon có thể oxi hóa được nhiều đơn chất ít hoạt động như Ag, Hg ở ngay nhiệt độ thường.
Phương trình ozon tác dụng với Ag, KI, PbS
+ Với oxi:
Khóa luận tốt nghiệp Page 62
2Ag + O3 Ag2O + O2
+ Với PbS:
O2 không thể oxi hóa PbS để tạo ra PbSO4, trái lại với O3:
PbS + 2O3 PbSO4 + O2
+ Với dung dịch KI
So sánh thế điện cực trong môi trường axit và bazơ của O2 và O3
O3 + 2H+ + 2e = O2 + H2O E0 = +2,07V
O3 + H2O + 2e = O2 + 2OH- E0 = +1,24V
O2 + 4H+ + 4e = 2H2O E0 = +1,23V
I2 + 2e = 2I- E0 = +0,54V (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
O2 + 2H2O + 4e = 4OH- E0 = + 0,4V
Như vậy O2 chỉ có thể oxi hóa được I- thành I2 trong môi trường axit, còn O3 không chỉ oxi hóa được trong môi trường axit mà còn trong môi trường bazơ
Khóa luận tốt nghiệp Page 63
Bài 4: Giải thích
a) Tại sao H2O và H2O2 lại có thể trộn lẫn với nhau theo bất kì tỉ lệ nào? b) Tại sao khi ddun nóng chảy nước đá lại có hiện tượng co thể tích?
Giải :
a) Ở trạng thái hơi không có hiện tượng trùng hợp, nhưng ở trạng thái
lỏng có hiện tượng trùng hợp phân tử gây ra do liên kết hidro chính vì lý do này nên có thể trộn H2O và H2O2 theo bất kì tỉ lệ nào.
b) Nhờ có liên kết hidro, các phân tử trùng hợp với nhau tạo ra những tập
hợp phân tử lớn hơn. Do phân tử nước đá có dạng (H2O)5 với cấu tạo tứ diện (bốn phân tử H2O nằm ở bốn đỉnh, một phân tử nằm ở tâm hình tứ diện), tập hợp phân tử (H2O)5 có cấu tạo rỗng. Khi đun nóng thì liên kết hidro bị đứt một phần, cấu tạo rỗng bị phá, các phân tử nước tiến lại gần nhau hơn nên có hiện tượng co thể tích.
Bài 5: So sánh tính oxi hóa của O3 và H2O2. Nêu dẫn chứng minh họa
Giải:
So sánh thế điện cực của O3 và H2O2 trong hai môi trường axit và bazơ
Khóa luận tốt nghiệp Page 64
O3 + H2O + 2e = O2 + 2OH- E0 = +1,24V
2H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O + O2 E0 = +1,77V
H2O2 + 2e = 2OH- E0 = +0,87V
Nhìn vào thế điện cực chuẩn ở trên ta thấy rõ ràng là O3 có tính oxi hóa mạnh hơn H2O2
Dẫn chứng: O3 + H2O2 H2O + 2O2
Bài 6: Tại sao lưu huỳnh lại có khả năng xuất hiện trạng thái oxi hóa +4, +6?
Giải:
Nguyên tử lưu huỳnh có khả năng xuất hiện mức oxi hóa +4, +6 vì nguyên tử của chúng tương đối dễ dàng chuyển thành trạng thái kích thích:
s p d s p d
Khóa luận tốt nghiệp Page 65
Năng lượng cần tiêu thụ cho quá trình kích thích nguyên tử đã được bù lại bởi năng lượng thoát ra khi tạo thành liên kết hóa học.
Bài 7: Giải thích
a) Tại sao ở nhiệt độ thường, lưu huỳnh có tính trơ về phương diện hóa học, nhưng khi đun nóng lại tỏ ra khá hoạt động?
b) Trong điều kiện nào thì lưu huỳnh thể hiện tính oxi hóa, tính khử?
Giải:
a) Độ âm điện của S là 2,5 nên S là một nguyên tố hoạt động nhưng ở điều (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
kiện thường lại tỏ ra khá trơ vì phân tử ở dạng mạch vòng gồm tám nguyên tử. Khi đun nóng thì mạch vòng này bị phá vỡ tạo ra nguyên tử lưu huỳnh, khi đó sẽ hoạt động hóa học mạnh hơn.
b) Lưu huỳnh có 6 e ở lớp ngoài cùng nên tính chất hóa học chủ yếu là tính
oxi hóa, nhưng khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh hơn sẽ thể hiện tính khử.
Bài 8: Giải thích
Khóa luận tốt nghiệp Page 66
Từ đó cho biết vì sao trong thiên nhiên có nhiều nguồn tạo ra hidrosunfua nhưng lại không có hiện tượng tích tụ các khí đó trong không khí?
b) Tại sao ở điều kiện thường H2S là một chất khí còn H2O lại là chất lỏng?
Giải:
a) Do oxi trong không khí đã oxi hóa hidro sunfua tạo ra lưu huỳnh vẩn
đục
2H2S + O2 2S + 2H2O
Chính vì vậy nên H2S không thể tích tụ trong không khí được
b) Khả năng tạo liên kết hidro của H2S rất yếu so với H2O, nên ở điều
kiện thường H2S là chất khí.
Bài 9:
a) Cân bằng của dung dịch khí sunfurơ trong nước sẽ chuyển dịch như thế
nào khi cho thêm NaOH hay H2SO4 loãng vào dung dịch đó?
b) Trong điều kiện nào tạo ra các muối hidro sunfit, muối sunfit?
Khóa luận tốt nghiệp Page 67
a) Cân bằng trong dung dịch sunfurơ
SO2 + nH2O SO2.nH2O H3O+ + HSO3 + (n-2)H2O
+ Khi thêm NaOH (cung cấp OH-) thì cân bằng chuyển dịch sang phải + Khi thêm H2SO4 loãng thì cân bằng sẽ chuyển dịch sạng trái
Cân bằng sẽ chuyển dịch tuân theo nguyên lý Le Chatelier b) Khi tác dụng với dung dịch kiềm
SO2 + OH- HSO3 (1) SO2 + 2OH- SO2
3 + H2O (2) Đặt tỉ lệ T = nOH-
/nSO2
+ Nếu T 1 chỉ xảy ra phản ứng (1) tạo muối hidro sunfit + Nếu T 2 chỉ xảy ra phản ứng (2) tạo muối sunfit
+ Nếu 1 T 2 thì xảy ra cả hai phản ứng tạo cả hai muối đó
Bài 10 :
a) Bằng phản ứng trao đổi có thể điều điều chế BaSO4 từ CaSO4 ? b) Bằng cách nào có thể điều chế H2S từ CaSO4 ? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giải:
a) Ta so sánh hai tích số tan của hai chất Tt (BaSO4) = 1,2.10-10 ; Tt (CaSO4) = 2,5.10-5
Với tích số tan nhỏ hơn thì trong BaSO4 ta có nồng độ [SO42-] nhỏ hơn trong cân bằng của CaSO4, do vậy từ CaSO4 có thể điều chế BaSO4
Khóa luận tốt nghiệp Page 68
dàng thu được H2S
CaSO4 + 4C CaS + 4CO CaS + 2HCl CaCl2 + H2S