IV. OLYMPIC HÓA HỌC CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI:
5. catot: tantalum anot: vanadi không tinh khiết 6 Khối lượng kim loại giải phóng:
OLYMPIC HÓA HỌC ÚC 2001:
Oxit có thểđược phân loại thành oxit axit, oxit bazơ hay oxit lưỡng tính. Các oxit ion đều là oxit bazơ, nó phản ứng với nước để cho ra dung dịch bazơ. Ví dụ như Li2O:
Li2O(r) + H2O(l) = 2Li+
(aq) + 2OH- (aq)
Điều này được giải thích là anion O2-(aq) có tính oxy hóa rất mạnh và nó dễ dàng phản ứng với nước để sinh ra ion OH-
O2-(aq)+ H2O(l) = 2OH-(aq)
Oxit của các phi kim là các oxit axit: Ví dụ: CO2. CO2(aq) + H2O(l) = H2CO3(aq)
Oxit chứa các nguyên tố có trạng thái chuyển tiếp âm điện đều là những oxit lưỡng tính. Nó có
đầy đủ tính chất của oxit axit và oxit bazơ. Ví dụ: Al2O3. Al2O3(r) + 6H+(aq) = 2Al3+(aq) + 3H2O(l).
Al2O3(r) + 2OH-(aq) + 3H2O(l) = 2[Al(OH)4]-(aq)
a) Viết các phản ứng của bari oxit và indi oxit với nước (đây là các oxit bazơ).
b) Lưư huỳnh dioxit và trioxit đều là những oxit axit. Viết các phương trình phản ứng của các oxit này với nước.
c) Trong câu b thì axit nào sẽ có tính axit mạnh hơn. Hãy nêu ra quy luật. d) Hãy sắp xếp các oxyaxit của clo theo chiều tăng dần tính axit.
e) Trong hai oxit của thiếc là SnO và SnO2 thì oxit nào có tính bazơ mạnh hơn. Giải thích. f) Beri oxit và asen(III)oxit đều là những oxit lưỡng tính. Hãy viết các cân bằng axit và bazơ cho
mỗi chất.
Các peroxit(O22-), supeoxit(O2-) và nitrua (N3-) ion (của kim loại) thể hiện tính bazơ rất mạnh khi chúng phản ứng với nước vì trong mỗi trường hơp chúng đều sinh ra dung dịch kiềm. Hydro peoxit là sản phẩm sinh ra khi cho peoxit và supeoxit phản ứng với nước, sản phẩm phụ là oxy.
g) Viết các phản ứng xảy ra khi cho bari peoxit và kali supeoxit phản ứng với nước. h) Khi các nitrin phản ứng với nước thì ngoài dung dịch kiềm ra còn thu được chất nào? i) Tương tự như vậy với trường hợp của photphin.
BÀI GIẢI:
a) BaO(r) + H2O(l) = Ba2+(aq) + 2OH-(aq)
In2O3 + 3H2O(l) = 2In3+ + 6OH-(aq) (hay In(OH)3(r)) b) SO2(aq) + H2O(l) = H2SO3(aq)
SO3(aq) + H2O(l) = H2SO4(aq)
c) SO3 có tính axit mạnh hơn, như vậy H2SO4 có tính axit mạnh hơn.
Đối với một dãy các axit thì axit mạnh hơn sẽ là axit có nhiều nguyên tử oxy gắn với nguyên tử
trung tâm hơn. Zumdahl đã giả thiết rằng điều này xảy ra do nguyên tử oxy có tính âm điện cao thì có khả năng rút electron ra khỏi nguyên tử trung tâm và cả liên kết O – H. Kết qủa là liên kết O – H trở nên phân cực hơn và yếu đi. Chính điều đó làm tăng tính axit của các axit có chứa nhiều nguyên tử oxy liên kết với nguyên tử trung tâm.
Cũng có thể giải thích như sau: S có số oxy hóa +6 trong SO3 và H2SO4 còn trong SO2 và H2SO3 thì lưu huỳnh có số oxy hóa +4. Ở trạng thái oxy hóa +6 thì lưu huỳng có khả năng hút electron từ các nguyên tử O lân cận. Như vậy liên kết O – H sẽ bị yếu đi và tính axit sẽ tăng lên.
d) HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4.
e) SnO có tính bazơ mạnh hơn. Do ở trạng thái oxy hóa +2 thì Sn ít có khả năng hút e ở các nguyên tử O lân cận hơn là khi ở trạng thái có số oxy hóa +4.
f) BeO(r) + 2H+
(aq) = Be2+
(aq) + H2O(l)
BeO + 2OH-(aq) + H2O(l) = [Be(OH)4]2-(aq)
As2O3(r) + 6H+(aq) = 2As3+(aq) + 3H2O(l). Al2O3(r) + 6OH-
(aq) = 2AsO33-(aq) + 3H2O(l)
g) BaO2(r) + 2H2O = Ba2+(aq) + 2OH-(aq) + H2O2(aq) + O2(k)
2KO2(r) + 2H2O(l) = 2K+(aq) + 2OH-(aq) + H2O2(aq) + O2(k)
h) Mg3N2(r) + 6H2O(l) = 3Mg2+(aq) + 6OH-(aq) + 2NH3(aq)
i) Na3P(r) + 3H2O(l) = 3Na+(aq) + OH-(aq) + PH3(k)
j) NH3 là bazơ mạnh hơn, N có độ âm điện lớn hơn P nên nguyên tử N trong NH3 sẽ kết hợp với proton dễ dàng hơn nguyên tử P trong PH3.