8. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI
2.2.2.5.Bài tập rốn luyện năng lực vận dụng kiến thức giải quyết cỏc vấn đề thực tiễn
Bài 157: (Olympic Húa học quốc tế lần thứ 32)
Mụi trường dễ nhiễm chỡ luụn là một điều đỏng lo ngại. Trong cơ thể con người, mức độ độc hại của chỡ cú thể được giảm bớt với “liệu phỏp chelat” bằng cỏch sử dụng cỏc ligand cú tiểm năng hỡnh thành cỏc phức Pb2+ bền cú thể được thận bài tiết. Ligand EDTA4- được dựng cho mục đớch này nhờ sự hỡnh thành phức [Pb(EDTA)]2- rất bền vững (hằng số bền vững, K(Pb) = 1018M-1). Ligand được cung cấp bằng cỏch tiờm truyền dung dịch Na2[Ca(EDTA)], muối natri của phức canxi tương đối kộm bền (K(Ca) = 1010,7M-1). Sự trao đổi của canxi với chỡ chủ yếu diễn ra trong mạch mỏu. Mức độ chỡ cú trong mỏu của một bệnh nhõn là 83μg/dL. Hóy tớnh nồng độ mol của chỡ trong mỏu bệnh nhõn này.
Bài 158: (Olympic húa học Úc 2000)
Chỡ được sản xuất từ loại quặng hay gặp nhất trong thiờn nhiờn của nú: galen. Thành phần chớnh của galen là chỡ (II) sunfua nhưng trong quặng vẫn cũn nhiều thành phần kim loại khỏc trong đú cú chỡ nguyờn tố. Điều này rất cần thiết để xỏc định độ tinh khiết của mẫu quặng, nú được tớnh bởi tỉ lệ của lượng chỡ cú mặt ở dạng nguyờn tố so với tổng lượng chỡ cú mặt trong quặng.
Việc sản xuất chỡ từ quặng galen được bắt đầu từ việc nung chảy galen trong một lượng giới hạn khụng khớ để tạo ra chỡ (II) oxit và giải phúng ra lưu huỳnh dioxit.
a) Viết phương trỡnh húa học của phản ứng.
b) Tại sao việc phản ứng xảy ra với một lượng giới hạn khụng khớ lại quan trọng? c) Với chỡ nguyờn tố thỡ trong điều kiện đú chuyện gỡ sẽ xảy ra? Hóy viết tất cả phương trỡnh húa học cỏc phản ứng liờn quan.
d) Hóy viết phương trỡnh biểu diễn sự phụ thuộc lượng chỡ cú mặt trong galen (dạng PbS) so với lượng SO2 thoỏt ra (đo ở 298K và 101,3kPa).
Chỡ (II) oxit hỡnh thành trong điều kiện trờn lại tiếp tục được khử bằng galen ở nhiệt độ cao để sinh ra chỡ lỏng và lại tiếp tục giải phúng lưu huỳnh dioxit.
e) Viết phương trỡnh húa học cỏc phản ứng xảy ra. f) Chỉ rừ chất oxy húa.
Một mẫu gồm 10,45g quặng giàu galen được phõn tớch để xỏc định hàm lượng chỡ. 2/3 mẫu được nung chảy với một lượng giới hạn khụng khớ để sinh ra PbO và giải phúng 66,2ml SO
2 (đo ở 298K và 101,3kPa).
g) Tớnh số mol chỡ sunfua cú trong mẫu galen ban đầu. h) Tớnh độ tinh khiết của galen.
i) Tớnh khối lượng chỡ oxit sinh ra.
Lượng chỡ oxit này được nung chảy với 1/3 lượng galen cũn lại. Chỡ lỏng sinh ra được làm lạnh và đem cõn được 0,8663g.
j) Tớnh % chỡ nguyờn tố trong mẫu.
100,0ml dung dịch chỡ nitrat được pha chế chớnh xỏc bằng số mol chỡ cú trong mẫu galen được đề cập ở trờn. Sau đú ta thờm dung dịch NaOH 0,200M. Sau khi thờm vào thỡ chỡ hydroxit được kết tủa và khi thờm lượng dư NaOH thỡ kết tủa bị hũa tan trở lại. Sau khi kết tủa bị hoà tan hoàn toàn ta thấy tốn hết 83,3ml dung dịch NaOH.
k) Bằng những dữ kiện đó cho. Hóy sử dụng để xỏc định cụng thức cấu tạo của phức chỡ.
Bài 159:(Đề thi HSGQG 2009) Trong thực tế thành phần của quặng cromit cú thể biểu diễn qua hàm lượng của cỏc oxit. Một quặng cromit chứa: 45,60% Cr2O3, 16,12% MgO và 7,98% Fe2O3. Nếu biểu diễn dưới dạng cỏc cromit thỡ cỏc cấu tử của quặng này là: Fe(CrO2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3 và CaSiO3.
1. Xỏc định thành phần của quặng qua hàm lượng của Fe(CrO2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3 và CaSiO3.
2. Nếu viết cụng thức của quặng dưới dạng xFe(CrO2)2.y Mg(CrO2)2 .zMgCO3.d CaSiO3 (x, y, z và d là cỏc số nguyờn) thỡ x, y, z và d bằng bao nhiờu?
3. Khi cho một mẫu quặng này tỏc dụng với axit HCl thỡ chỉ cú cỏc chất khụng chứa crom mới tham gia phản ứng. Viết cỏc phương trỡnh húa học cỏc phản ứng ở dạng phõn tử và dạng ion đầy đủ.
Bài 160: (Trớch đề thi HSGQG 2010) Cụng đoạn đầu tiờn của quỏ trỡnh sản xuất silic cú độ tinh khiết cao phục vụ cho cụng nghệ bỏn dẫn được thực hiện bằng phản ứng:
SiO2 (r) + 2C (r) Si (r) + 2CO (k) (1)
1. Khụng cần tớnh toỏn, chỉ dựa vào sự hiểu biết về hàm entropi, hóy dự đoỏn sự thay đổi (tăng hay giảm) entropi của hệ khi xảy ra phản ứng (1).
2. Tớnh ∆S0 của quỏ trỡnh điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào cỏc giỏ trị entropi chuẩn dưới đõy:
2
0 -1 -1 0 -1 -1 0 -1 -1 0 -1 -1
SiO (r) C(r) Si(r) CO(k)
S = 41,8 J.K .mol ; S = 5,7 J.K .mol ; S = 18,8 J.K .mol ; S = 197,6 J.K .mol .3 .Tớnh giỏ trị 0
G (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
∆ của phản ứng trờn ở 25 oC. Biến thiờn entanpi hỡnh thành ở điều kiện tiờu chuẩn 0
f
(ΔH )của SiO2 và CO cú cỏc giỏ trị: 2
0 -1 0 -1
f(SiO (r)) f(CO(k))
ΔH = -910,9 kJ.mol ; ΔH = -110,5 kJ.mol .
4.Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ nhiệt độ nào? (Coi sự phụ thuộc của ΔS và ΔHvào nhiệt độ là khụng đỏng kể).
Bài 161:(BT chuẩn bị IchO 37) Cỏc ứng dụng của kim loại chuyển tiếp
Cỏc nguyờn tố kim loại chuyển tiếp phõn bố rộng rói trong vỏ trỏi đất. Nhiều nguyờn tố kim loại chuyển tiếp được sử dụng cho cỏc ứng dụng hàng ngày của cuộc sống: cỏc ống sắt, cỏc dõy dẫn bằng đồng, phụ tựng ụ tụ làm từ crom, ...
Phần 1: Cỏc tớnh chất của crom
Crom là một kim loại sỏng, màu trắng bạc. Tờn của nú (theo tiếng Hi Lạp, chromanghĩa là màu sắc) đề cập đến cỏc hợp chất nhiều màu sắc của nú. Cỏc hợp chất crom (VI) cú màu sỏng, do vậy nú được ứng dụng làm chất màu cho màu vẽ và men gốm.
a. Trong mụi trường axit, ion cromat màu vàng (CrO4 2-
) chuyển húa thành ion dicromat màu da cam (Cr2O72-). Viết phương trỡnh húa học cỏc phản ứng.
b. Mức oxi húa của nguyờn tử kim loại trung tõm trong ion cromat và ion dicromat bằng bao nhiờu?
c. Đõy cú phải là phản ứng oxi húa khử khụng? Giải thớch. d. Yếu tố chớnh kiểm soỏt cõn bằng trờn là gỡ?
e. Vẽ cấu trỳc hỡnh học cho CrO4 2-
và Cr2O72-.
Phần 2: Cỏc ứng dụng của crom
Một cỏi hóm xung ụ tụ cổ được mạ crom. Cỏi hóm xung này được nhỳng vào dung dịch Cr2O72-trong mụi trường axit làm catot trong một tế bào điện phõn. (Khối lượng nguyờn tử Cr là 51.996; 1 F = 96,485 C.)
a. Cho biết tại anot xảy ra quỏ trỡnh oxi húa nước, viết phương trỡnh tại cỏc điện cực và phương trỡnh phản ứng điện phõn.
b. Cú bao nhiờu mol khớ oxi thoỏt ra khi cú 52,0 g crom kết tủa tại điện cực? c. Nếu cường độ dũng điện là 10,0 A thỡ phải mất bao lõu để 52,0 g crom kết tủa lờn cỏi hóm xung.
d. Về mặt húa học thỡ tại sao crom thường được sử dụng để mạ trang trớ cỏc kim loại?
Bài 162: Một khớ X tỏc dụng được với Na2O2 theo tỷ lệ mol 1: 1 thu được một muối duy nhất. Cho muối này tỏc dụng với dung dịch axit giải phúng khớ A, khớ A được ỏp dụng trong việc chữa chỏy.
1. Xỏc định cấu tạo của khớ X.
2. Đốt chỏy hỗn hợp X và O2 rồi cho toàn bộ khớ thu được vào dung dịch KOH dư trong điều kiện ỏp suất và nhiệt độ cao thu được hai muối cú tỷ lệ nồng độ mol là 2: 1. Một trong hai muối tỏc dụng được với Cu(OH)2 trong KOH đun núng cho kết tủa Cu2O. Tớnh tỷ
khối của hỗn hợp (X, O2) đối với khụng khớ. Biết hỗn hợp sau khi chỏy khụng cũn oxi và d <1.
3. Na2O2 được dựng trong hải quõn. Hóy giải thớch ứng dụng của hợp chất này.
Bài 163: 1. Tớnh hằng số cõn bằng của phản ứng: 11 2 ) ( 6 1 ) ( 7,9.10 , 1,5.10 2 2 − − = = = =T T T TCaOH MgOH
Ca(OH)2 (r) + Mg2+(aq) Ca2+(aq) + Mg(OH)2 (r). Biết:
2. Từ kết quả trờn, hóy núi về cơ sở khai thỏc Mg trong nước biển. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bài 164:
Một trong những phương phỏp điều chế Al2O3 trong cụng nghiệp trải qua một số giai đoạn chớnh sau đõy:
- Nung nefelin (NaKAl2Si2O8) với CaCO3 trong lũ ở 12000
C.
- Ngõm nước sản phẩm tạo thành được dung dịch muối aluminat Na[Al(OH)4(H2O)2]; K[Al(OH)4(H2O)2] và bựn quặng CaSiO3.
- Chiết lấy dung dịch, sục CO2 dư qua dung dịch đú. - Nung kết tủa Al(OH)3 được Al2O3.
Hóy viết phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng xảy ra.
Bài 165: Cho hỡnh vẽ sau:
Hỡnh 2.1: Cơ chế ăn mũn của sắt trong khụng khớ
Viết cỏc quỏ trỡnh (1), (2), (3), (4) thể hiện cơ chế ăn mũn của sắt trong khụng khớ.
Bài 166: Tại sao những dụng cụ bằng bạc để ngoài khụng khớ lại bị xỏm dần và chuyển màu đen?
Bài 167: Tại sao khi phun nước rửa sạch đường phố người ta thường cho thờm CaCl2 (rắn) xuống đường?
Bài 168:Tại sao hồng ngọc cú màu đỏ, cũn bớch ngọc lại cú màu xanh ?
Bài 169: Tại sao khi nhiễm độc chỡ người ta cú thể giải độc bằng dung dịch phức của Ca2+
với EDTA (CaY2-
) ?
Bài 170: Khi phõn tớch hàm lượng cỏc nguyờn tố núi chung được trồng ven đường quốc lộ, người ta thấy rằng hàm lượng Pb trong cõy cao hơn hẳn so với hàm lượng Pb cũng của loại cõy đú nhưng trồng ở chỗ khỏc. Hóy giải thớch.
Bài 171: Tại sao khi đất chua người ta thường bún vụi, dựa vào kiến thức húa học, hóy dự đoỏn cỏc dạng vụi cú thể bún để làm giảm tớnh chua của đất.
Bài 172:Giải thớch tại sao đất cú xu hướng bị chua húa, dự cú bún vụi thỡ sau một số vụ thỡ đất cũng sẽ lại bị chua.
Bài 173:Giải thớch quỏ trỡnh hỡnh thành thạch nhũ trong cỏc hang động? Tại sao càng đi sõu vào trong hang động ta càng thấy khú thở?
Bài 174:Những người ăn trầu thường cú hàm răng rất chắc và búng. Hóy giải thớch tại sao.
Bài 175: Chắc cỏc bạn đó biết 1g vàng cú thể kộo thành sợi dài 3 km, lỏ vàng cú thể dỏt mỏng tới 0,0001mm, nghĩa là mảnh hơn sợi túc người 500 lần. Một số kim loại chuyển tiếp như Cu, Ag, Cr cũng cú tớnh dẻo cao. Chỳng cú đặc điểm gỡ chung? Đố cỏc bạn biết tại sao chỳng lại cú tớnh chất đặc biệt mềm dẻo như vậy ?
Bài 176:Ở một số vựng dựng nước giếng khoan để sinh hoạt, khi đun sụi nước rồi để nguội thấy xuất hiện 1 lớp cặn trắng lắng xuống đỏy nồi đun. Giải thớch hiện tượng.
Bài 177: Tại sao khi cho một sợi dõy Cu đó cạo sạch vào bỡnh cắm hoa thỡ hoa sẽ tươi lõu hơn?
Bài 178:Vỡ sao dung dịch nước muối cú tớnh sỏt trựng?
Bài 179: Tại sao người ta cú thể sử dụng dung dịch muối ăn NaCl để chuẩn đoỏn bệnh ung thư ?
Bài 180: Hợp chất MX2 khỏ phổ biến trong tự nhiờn. Hoà tan MX2 bằng dd HNO3 đặc, núng, dư thu được dd A. Cho A tỏc dụng với dd BaCl2 thấy tạo kết tủa màu trắng, cũn khi cho A tỏc dụng với dd NH3 dư thấy tạo kết tủa màu nõu đỏ.
1. MX2 là chất gỡ ? Gọi tờn MX2 và viết phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng xảy ra.
2. Nước tự nhiờn (nước suối) ở cỏc vựng mỏ cú MX2 bị axit hoỏ rất mạnh (pH thấp). Viết phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng để giải thớch hiện tượng đú.
Bài 181: Để thu hồi vàng cú mặt trong đỏ alumosilicat người ta nghiền vụn đỏ và cho tỏc dụng với dung dịch NaCN, đồng thời sục khụng khớ vào hỗn hợp phản ứng, chờ đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc lấy dd và cho tỏc dụng với kẽm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Viết phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng xảy ra dưới dạng ion thu gọn. 2. Tớnh hằng số cõn bằng của phản ứng hoà tan vàng và phản ứng thu hồi vàng.
Biết: E V EO HO OH V EZnCN Zn CN V o Au CN Au( ) ] / 0,6 ; 0 2 /4 0,404 ; [0 ( ) ] / 4 1,26 [ 2− =− 2+ 2 − =+ 4 2− + − =− AgX(r) + 2NH3 [Ag(NH3)2] + + X-
(aq) (aq) (aq)
Bài 182: (Đề thi chớnh thức IchO37)
Chiufen, thị trấn mỏ nằm ở trờn đồi của miền Bắc Đài Loan, là một nơi mà bạn cú thể khỏm phỏ ra lịch sử Đài Loan. Đú cũng là một trong những nơi cú mỏ vàng lớn nhất chõu Á. Chớnh vỡ vậy Chiufen thường được gọi là thủ đụ vàng của chõu Á. KCN thường được dựng để chiết vàng từ quặng. Vàng tan trong dung dịch xianua trong sự cú mặt của khụng khớ để tạo thành Au(CN)2-bền vững trong dung dịch nước.
4Au(r) + 8CN-(aq) + O2(k) + 2H2O(l) 4Au(CN)2-(aq) + 4OH-(aq)
a. Viết cụng thức cấu tạo của Au(CN)2-, chỉ ra vị trớ lập thể của từng nguyờn tử. b. Cần bao nhiờu gam KCN để chiết vàng từ quặng?
Nước cường thủy, là một hỗn hợp gồm HCl và HNO3 lấy theo tỉ lệ 3:1 về thể tớch, đó được tỡm ra và phỏt triển bởi cỏc nhà giả kim thuật để hoà tan vàng. Qỳa trỡnh này là một phản ứng oxy húa - khử xảy ra theo phương trỡnh:
Au(r) + NO3-(aq) + Cl-(aq) AuCl4-(aq) + NO2(k)
c. Viết hai nửa phản ứng và sử dụng nú để cõn bằng phương trỡnh trờn. d. Chỉ ra quỏ trỡnh nào là oxy húa, quỏ trỡnh nào là khử.
Vàng khụng hề phản ứng với axit nitric. Tuy nhiờn vàng cú thể phản ứng với nước cường thủy vỡ tạo thành ion phức AuCl4-. Cho biết cỏc thế sau:
Au3+(aq) + 3e- → Au(r) Eo = +1,50V AuCl4-(aq) + 3e-→ Au(r) + 4Cl-(aq) Eo = +1,00V e. Tớnh hằng số cõn bằng K = [AuCl4-]/[Au3+][Cl-]4.
Bài 183: (Olympic Húa học quốc tế lần thứ 39 – Bài tập chuẩn bị)
Sắt là một trong số những nguyờn tố quan trọng nhất và rất cần thiết cho quỏ trỡnh trao đổi chất của cỏc cơ thể sống. Sự thiếu hụt sắt cú thể gõy ra bệnh thiếu mỏu, bệnh này thường được chữa trị bằng cỏch bổ sung thờm vào cơ thể Fe(II). Ảnh hưởng của cỏc hợp chất Fe(III) khụng lớn lắm.
Fe(II) là một chất khử mạnh và cú khả năng bị oxy húa ngay thành Fe(III). Vấn đề chỳng ta gặp phải ở đõy là làm thế nào để tỏch Fe(II) khỏi Fe(III) cũng như xỏc định tổng hàm lượng sắt cần thiết trong việc kiểm tra tiờu chuẩn chất lượng dược phẩm. Bõy giờ chỳng ta sẽ xem xột cỏch giải quyết vấn đề này.
1. Phương phỏp thường dựng để xỏc định tổng nồng độ sắt là chuyển hoàn toàn định lượng Fe(II) thành Fe(III). Sử dụng bảng thế khử chuẩn cho dưới đõy để xỏc định xem ở điều kiện tiờu chuẩn thỡ chất oxy húa nào cú thể oxy húa Fe(II) lờn Fe(III). Viết và cõn bằng cỏc phản ứng liờn quan ở dạng ion.
Dạng oxy húa Dạng khử E0,V Fe3+ Fe2+ +0,77 HNO3 NO(+H2O) +0,96 H2O2 (H+) H2O +1,77 I2 I- +0,54 Br2 Br- +1.09
2. Sau khi oxy húa hoàn toàn lượng sắt thành Fe(III) thỡ tổng lượng sắt cú thể được xỏc định bằng cỏch kết tủa sắt dưới dạng Fe(OH)3 sau đú nung kết tủa này đến khối lượng khụng đổi để chuyển thành dạng cõn Fe2O3 .
a) Xỏc định pH của dung dịch FeCl3 0.010M. Giả thiết rằng cation [Fe(OH)6]3+ là axit một nấc với hằng số phõn ly Ka = 6.3.10-3.
b) Tớnh pH cần thiết để bắt đầu xảy ra sự kết tủa Fe(OH)3 từ dung dịch trờn. Biết tớch số tan của Fe(OH)3 là Ksp = 6.3.10-38.
c) Ở pH nào thỡ sự kết tủa Fe(OH)3 từ 100.0 mL dung dịch FeCl3 0.010M xảy ra hoàn toàn? Sự kết tủa được coi là hoàn toàn khi hàm lượng sắt cũn lại trong dung dịch dưới 0,2mg.
Lưu ý. Toàn bộ giỏ trị pH tớnh được đều phải chớnh xỏc đến 0.1 đơn vị pH. Bỏ qua lực ion của dung dịch.
3. Fe(II) cú thể được xỏc định trong sự cú mặt của Fe(III) bằng cỏch định phõn với dung dịch KMnO4 trong mụi trường axit. Vỡ dung dịch KMnO4 cú xu hướng phõn huỷ chậm khi bảo quản nờn nồng độ chớnh xỏc của KMnO4 cần được xỏc định lại ngay trước khi tiến hành định phõn Fe(II). Điều này được thực hiện một cỏch dễ dàng khi tiến hành định phõn KMnO4 bằng chất chuẩn gốc (là một chất tinh khiết với thành phần đó được xỏc định). Cỏc dung dịch chuẩn cú thể được chuẩn bị bằng cỏch pha một lượng chớnh xỏc chất chuẩn vào nước trong bỡnh định mức hoặc dụng cụ khỏc đó biết chớnh xỏc thể tớch.
Đối với sự định phõn 10.00 ml dung dịch chuẩn chứa 0.2483 g As2O3 trong 100.0 ml nước thỡ tốn hết 12.79 ml dung dịch KMnO4. Trong khi đú để định phõn 15.00 ml dung dịch cú hàm lượng 2.505 g Fe trong 1 lớt thỡ cần 11.80 ml dung dịch KMnO4 trờn. Hỏi hàm lượng phần trăm Fe(II) trong mẫu ban đầu là bao nhiờu?
Bài 184: (Trớch Olympic sinh viờn 2004) Vàng là kim loại rất kộm hoạt động, khụng bị oxy