Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hidroxit bậc cao nhất của X.. Xác định bậc của phản ứng theo A, theo B và
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI BÌNH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH
ĐỀ GIỚI THIỆU
KỲ THI CHỌN HSG THPT CHUYÊN
DUYÊN HẢI BẮC BỘ Năm học 2013-2014
MÔN: HOÁ HỌC
Th ời gian làm bài: 180 phút
Câu 1 (2 điểm) Cấu tạo nguyên tử: Hợp chất A được tạo bởi hai nguyên tố XaYb, trong đó X chiếm 15,0485% về khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử X có Z + 1 = N, còn trong hạt nhân của Y có Z' +1 = N' Biết rằng tổng số proton trong một phân tử A là 100 và a + b = 6 Tìm công thức phân tử của A?
Câu 2 (2 điểm): Liên kết hóa học và cấu trúc phân tử
1. X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH 3 Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5
a) Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron của nguyên tử
b) Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hidroxit bậc cao nhất của X
2. So sánh độ lớn góc liên kết trong các phân tử PX 3 (X: F, Cl, Br, I) Giải thích?
Câu 3 (2,0 điểm) Nhiệt động học
Cho phản ứng : Zn (r) + Cu2+ (aq) Zn2+(aq) + Cu (r) diễn ra trong điều kiện chuẩn ở
250C
a) Tính W, Q, U, H, G, S của phản ứng ở điều kiện trên?
Biết : Zn (r) Cu2+ (aq) Zn2+(aq) Cu (r)
H0
s,298 (KJ.mol-1) 0 64,39 -152,4 0
S0
298 (J.mol-1.K-1) 41,6 -98,7 -106,5 33,3
b) Hãy xét khả năng tự diễn biến của phản ứng trên theo 2 cách khác nhau?
Câu 4 (2 điểm) Động học
Xét phản ứng : 2A + B C + D
Hằng số tốc độ phản ứng tính theo đơn vị : mol l–1 s–1
Kết quả một số thí nghiệm như sau :
TN Nhiệt độ
(oC)
Nồng độ đầu của A
(mol.l–1 )
Nồng độ đầu của B
(mol.l–1 )
Tốc độ ban đầu của phản ứng
(mol.l–1.s–1)
4.1 Xác định bậc của phản ứng theo A, theo B và hằng số tốc độ phản ứng ở 25oC
4.2 Tính hệ số nhiệt của tốc độ phản ứng
Câu 5 (2 điểm): Cân bằng hóa học
Cho cân bằng: PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K)
Trang 21) Trong một bình kín dung tích V lit chứa m(g) PCl5, đun nóng bình đến nhiệt độ T(0K) để xảy ra phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình là P Hãy thiết lập biểu thức của Kp theo độ phân li và áp suất P
2) Người ta cho vào bình dung tích Vlit 83,4g PCl5 và thực hiện phản ứng ở nhiệt độ T1
(0K) Sau khi đạt tới cân bằng đo được áp suất 2,7 atm Hỗn hợp khí trong bình có tỉ khối so với hiđrô bằng 69,5 Tính và Kp
3) Trong một thí nghiệm khác giữ nguyên lượng PCl5như trên, dung tích bình vẫn là V (l)
nhưng hạ nhiệt độ của bình đến T2 = 0,9T1 thì áp suất cân bằng đo được là 1,944 atm Tính
Kp và Từ đó cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt
Câu 6: Cân bằng trong dung dịch axit bazơ
Dung dịch X chứa HCl và H3PO4 và có pH = 1,53
1 Tính độ điện ly () của axit photphoric trong dung dịch X
2 Thêm 100,0 mL dung dịch NaOH 0,100M vào 100,0 mL dung dịch X thì thu được dung dịch Y có pH = 7,034 Tính nồng độ mol/L của các chất trong dung dịch X
Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32 pKw = 14
Câu 7 (2 điểm): Cân bằng hòa tan
Một dung dịch X chứa HClO4 0,005M, Fe(ClO4)3 0,03M, MgCl2 0,01M
Cho 100ml dung dịch NH3 0,1M vào 100ml dung dịch X thì thu được kết tủa A và dung dịch
B Xác định kết tủa A và pH của dung dịch B
Cho biết:
NH4+ (pKa = 9,24); Mg(OH)2 (pKS = 11); Fe(OH)3 (pKS = 37)
Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ K1 = 10-2,17
Mg2+ + H2O Mg(OH)2+ + H+ K2 = 10-12,8
Câu 8: (2 điểm) (Phản ứng oxi hóa khử và pin điện)
Một pin điện tạo bởi : một điện cực gồm tấm Cu nhúng trong dung dịch CuSO4 0,5 M, điện cực thứ hai là một dây Pt nhúng trong dung dịch Fe2+, Fe3+ với lượng [Fe3+] = 2[Fe2+]
và một dây dẫn nối Cu với Pt
a) Viết sơ đồ pin, phản ứng điện cực và tính sức điện động ban đầu của pin
b) Cho rằng thể tích dung dịch CuSO4 khá lớn, xác định tỷ số 32
Fe Fe
khi pin ngừng hoạt động
c) Trộn ba dung dịch: 25 ml Fe(NO3)2 0,1 M ; 25 ml Fe(NO3)3 1,0 M ; 50 ml AgNO3 0,6 M
và thêm một số mảnh Ag vụn Xác định chiều phản ứng và tính giá trị tối thiểu của tỷ số
3
2
Fe
Fe
để phản ứng đổi chiều?
Cho : E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V ; E0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V ; E0(Ag+/Ag) = 0,8 V
Câu 9: (2 điểm) (Tinh thể)
Trang 3Bạc kim loại có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện Bán kính nguyên tử của Ag và
Au lần lượt là: RAg = 144 pm; RAu = 147 pm
a) Tính số nguyên tử Ag có trong một ô mạng cơ sở
b) Tính khối lượng riêng của bạc kim loại
c) Một mẫu hợp kim vàng - bạc cũng có cấu trúc tinh thể lập phương diện Biết hàm lượng Au trong mẫu hợp kim này là 10% Tính khối lượng riêng của mẫu hợp kim
Cho M của Ag là 108, của Au là 197
Câu 10 (2 điểm): Bài toán về phần Halogen oxi lưu huỳnh
Cho m gam muối halogen của một kim loại kiềm phản ứng với 200 ml dung dịch axit H2SO4 đặc nóng (lấy dư) Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khí X và hỗn hợp sản phẩm Y Dẫn khí X qua dung dịch Pb(NO3)2 thu được 23,9 gam kết tủa mày đen Làm bay hơi nước cẩn thận hỗn hợp sản phẩm Y thu được 171,2 gam chất rắn A Nung A đến khối lượng không đổi thu được muối duy nhất B có khối lượng 69,6 gam Nếu cho dung dịch BaCl2 lấy dư vào Y thì thu được kết tủa Z có khối lượng gấp 1,674 lần khối lượng muối B
1 Tính nồng độ mol/l của dung dịch H2SO4 và m gam muối?
2 Xác định kim loại kiềm và halogen?
3 Cho biết trạng thái lai hóa và dạng hình học của R3-? (R là halogen đã nêu ở trên)
============== HẾT ==============
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI BÌNH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH
ĐỀ GIỚI THIỆU
KỲ THI CHỌN HSG THPT CHUYÊN
DUYÊN HẢI BẮC BỘ Năm học 2013-2014
MÔN: HOÁ HỌC
Th ời gian làm bài: 180 phút
Câu 1(2 điểm) Cấu tạo nguyên tử: Hợp chất A được tạo bởi hai nguyên tố Xa Yb, trong đó X chiếm 15,0485%
về khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử X có Z + 1 = N, còn trong hạt nhân của Y có Z' +1 = N' Biết rằng tổng số proton trong một phân tử A là 100 và a + b = 6 Tìm công thức phân tử của A?
Hướng dẫn
(0,5đ) T heo bài ta có các phương trình đại số:
) 1 ( 150485 ,
0 ) ' ' (
)
(
)
N Z b
N
Z
a
N Z
a
Z+1 =N (2)
Z' +1 =N' (3)
aZ+b.Z'=100 (4)
a+b=6 (5)
(0,5đ) Thế 2 và 3 vào 1 => 0 , 150485 ( 6 )
' 2 2
2
b bZ a aZ
a aZ
Thế 4 vào 6 => 2aZ a 31 ( 7 )
(0,5đ) Lập bảng:
Trang 4B 5 4 3 2 1
(0,5đ)Kết luận: X là P; Y là Cl; chất A là PCl 5
Câu 2 (2 điểm): Liên kết hóa học và cấu trúc phân tử
3. X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH 3 Electron cuối cùng trên nguyên tử
X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5.
c) Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron của nguyên tử.
d) Ở điều kiện thường XH 3 là một chất khí Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH 3 , oxit bậc cao nhất, hidroxit bậc cao nhất của X.
4 So sánh độ lớn góc liên kết trong các phân tử PX 3 (X: F, Cl, Br, I) Giải thích?
Hướng dẫn
1.a/ Với hợp chất hidro có dạng XH 3 nên X thuộc nhóm IIIA hoặc nhóm VA.
TH1: X thuộc nhóm IIIA, ta có sự phân bố e theo obitan:
Vậy e cuối cùng có: l=1, m=-1, m s = +1/2 mà n + l + m + m s = 4,5 → n = 4.
Cấu hình e nguyên tử: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 1 (Ga)
TH2: X thuộc nhóm VA, ta có sự phân bố e theo obitan:
Vậy e cuối cùng có: l=1, m= 1, m s = +1/2 mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 2 Cấu
hình e nguyên tử: 1s 2 2s 2 2p 3 (N).
b/ Ở đk thường XH 3 là chất khí nên nguyên tố phù hợp là Nitơ Công thức cấu tạo
các hợp chất:
N
H
H
H
Nguyên tử N có trạng thái lai hóa sp 3
Oxit cao nhất:
N O N
O O O
O
Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp 2 Hidroxit với hóa trị cao nhất:
O
O Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp 2 2/ Độ lớn góc liên kết XPX trong các phân tử PX 3 biến đổi như sau: PF 3 > PCl3 >
PBr3 > PI3
Giải thích: do bán kính nguyên tử tăng dần từ F → I đồng thời độ âm điện giảm
dần nên tương tác đẩy giữa các nguyên tử halogen trong phân tử PX 3 giảm dần từ
PF3 → PI 3 Nên PF3 có góc liên kết lớn nhất, PI 3 có liên kết bé nhất.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,5
Câu 3 (2,0 điểm) Nhiệt động học
Cho phản ứng : Zn (r) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu (r) diễn ra trong điều kiện chuẩn ở 25 0 C
a) Tính W, Q, U, H, G, S của phản ứng ở điều kiện trên?
Trang 5Biết : Zn (r) Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) Cu (r)
H 0
s,298 (KJ.mol -1 ) 0 64,39 -152,4 0
S 0
298 (J.mol -1 K -1 ) 41,6 -98,7 -106,5 33,3
b) Hãy xét khả năng tự diễn biến của phản ứng trên theo 2 cách khác nhau?
Hướng dẫn
3
(aq) → Cu (r) + Zn 2+
(aq)
a H 0pư = H 0
s, Cu + H 0
s, Zn2+(aq) - H 0
s, Zn (r) - H 0
s,Cu2+(aq) = -216,79 KJ
S 0pư = 0
s, Cu + S 0
s, Zn2+(aq) - S 0
s, Zn (r) - S 0
s,Cu2+(aq) = -16,1 J/K.
G 0
pu = H 0pư – T S 0pư = -216,79 + 298,15 16,1.10 -3 = -211,99 KJ
Do ∆V = 0 (vì thể tích coi như không đổi) nên W tt = 0;
Trong quá trình bất thuận nghịch thì W’ = 0
Do đó ∆U 0 = Q = ∆�0pư = -216,79 KJ
0,5 điểm
0,5 điểm
pu = -211,99 KJ << 0 nên có thể tự xảy
∆
ra.
Cách 2: S∆ 0hệ pư = -16,1 (J/K )
S 0
mt = Qmt / T = - H 0pư /T = 216,79.10 3 / 298,15 =
727,12 (J/K)
∆Svũ trụ = S∆ pư + S∆ mt = 711,02 J/K > 0
Quá trình là bất thuận nghịch, phản ứng tự xảy ra.
0,5 điểm
0,5 điểm
Câu 4 (2 điểm) Động học
Xét phản ứng : 2A + B C + D
Hằng số tốc độ phản ứng tính theo đơn vị : mol l–1 s–1
Kết quả một số thí nghiệm như sau :
TN Nhiệt độ
(oC)
Nồng độ đầu của A
(mol.l–1 )
Nồng độ đầu của B
(mol.l–1 )
Tốc độ ban đầu của phản ứng
(mol.l–1.s–1)
4.1 Xác định bậc của phản ứng theo A, theo B và hằng số tốc độ phản ứng ở 25oC
4.2 Tính hệ số nhiệt của tốc độ phản ứng
Hướng dẫn
Trang 6Câu 4 4.1
Gọi x là bậc theo A, y là bậc theo B n = x + y là bậc của phản ứng
Biểu thức tốc độ phản ứng : V = k y
B x
A C C
Đơn vị của V = đơn vị của k (đơn vị của C)n = mol–1 l s–1 moln.l–n = mol1 – n l1 – n s–1
So sánh với đơn vị của V cho trong bài mol l–1 s–1
n = 2 phản ứng có bậc bằng 2 x + y = 2
Qua các TN 1 và 2 ở 25oC ta có :
V = k y
B x
A C C
y x
3
y x
4
) 75 , 0 ( ) 75 , 0 ( k 10 2 , 1 : 2 TN
) 75 , 0 ( ) 25 , 0 ( k 10 0 , 4 : 1 TN
Chia 2 vế cho nhau ta có : 3x = 3 x = 1 y = 1
k =
75 , 0 25 , 0
10 0 ,
= 2,13 10–3 mol–1 l.s–1
4.2
Ở 55oC, tốc độ phản ứng có biểu thức : V’ = k’.CA.CB
k’ =
5 , 1 25 , 0
10 4 , 6 C C
'
B A
= 1,7 10–2 = 8k
Áp dụng : 8 =
10
25 55
= 3 = 23 = 2 10
k
k
0,5đ
(1 đ)
0,5đ
Câu 5 (2 điểm): Cân bằng hóa học
Cho cân bằng: PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K)
4) Trong một bình kín dung tích V lit chứa m(g) PCl5, đun nóng bình đến
nhiệt độ T(0K) để xảy ra phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới cân bằng
áp suất khí trong bình là P Hãy thiết lập biểu thức của Kp theo độ phân li
và áp suất P
5) Người ta cho vào bình dung tích Vlit 83,4g PCl5 và thực hiện phản ứng
ở nhiệt độ T1 (0K) Sau khi đạt tới cân bằng đo được áp suất 2,7 atm Hỗn
hợp khí trong bình có tỉ khối so với hiđrô bằng 69,5 Tính và Kp
6) Trong một thí nghiệm khác giữ nguyên lượng PCl5như trên, dung tích
bình vẫn là V (l) nhưng hạ nhiệt độ của bình đến T2 = 0,9T1 thì áp suất cân
bằng đo được là 1,944 atm Tính Kp và Từ đó cho biết phản ứng phân li
PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt
ĐÁP ÁN 1) PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K)
TTCB 1-
Trang 7Áp suất: P
1
1
1
.P
1 P
P
P P P
.P P
5
2 3
PCl
Cl PCl
α 1
α
α 1
α 1
α 1 α α 1 α
2
2
Vậy: Kp = P
2
2) Theo đề: n PCl5ban đầu = 0,4
5 , 208
4 , 83
mol, P = 2,7atm Tổng số mol khí của hỗn hợp tại TTCB: nS
2
S/H
d = 69,5 M S = 69,2.2 = 139.
Áp dụng BTKL: mS = mPCl5ban đầu = 83,4 (g) nS =
139
4 , 83
= 0,6 mol
PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K)
TTCB (0,4-x) x x
nS = 0,4 - x + x + x = 0,6 x = 0,2
Do đó: = 0,4x 0,40,2 = 0,5
Vậy: Kp = P
2
0 , 5 .2,7 0,9 1
5 , 0 2
2
3) Gọi áp suất của hệ tại nhiệt độ T1 là P1 = 2,7atm, số mol n1 = nS = 0,6
mol
Áp suất của hệ tại nhiệt độ T2 = 0,9 T1 là P2 , số mol n2
Với P2 = 1,944 atm
Ta có:
2 2 2 2
1 1 1 1
RT n V
P
RT n V
P
2 2
1 1 2 2
1 1
RT n
RT n V P
V P
1 2
1 1 2
1
R.0,9.T n
RT n V P
V P
n2 =
2,7.0,9
0,6.1,944 0,9
P
P n 1
2
1 = 0,48
PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K)
TTCB(0,4-x) x x
n2 = 0,4 - x + x + x = 0,48 x = 0,08
0,5
0,75
Trang 8Do đó: = 0,4x 0,080,4 = 0,2.
Vậy: Kp = P
' 1
' 2
2
0 , 2 .1,944 0,081 1
2 , 0 2
2
Vì giảm nhiệt độ thì độ phân li PCl5 giảm, do đó phản ứng phân li PCl5 là
phản ứng thu nhiệt
0,75 Câu 6 (2 điểm): Cân bằng trong dung dịch axit bazơ
Dung dịch X chứa HCl và H3PO4 và có pH = 1,53
1 Tính độ điện ly () của axit photphoric trong dung dịch X
2 Thêm 100,0 mL dung dịch NaOH 0,100M vào 100,0 mL dung dịch X thì thu được dung dịch Y có pH = 7,034 Tính nồng độ mol/L của các chất trong dung dịch X
Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32 pKw = 14
Hướng dẫn giải
1 Trong dung dịch X có các quá trình sau:
HCl H+ + Cl
-H3PO4 H+ + H2PO4- Ka1 = 10-2,15
H2PO4- H+ + HPO42- Ka2 = 10-7,21
HPO42- H+ + PO43- Ka3 = 10-12,32
H2O H+ + OH- Kw = 10-14
Tại pH = 1,53 => Môi trường axit mạnh bỏ qua sự phân ly của nước
+
3 4
a [H ]
H PO
= 0,24
=> Độ điện ly của H3PO4 là = 0,24 100%/(0,24 + 1) = 19,35%
0,5 đ
0,5 đ
2 Gọi a, b là nồng độ HCl và H3PO4 trong dung dịch X
=> a + 0,1935b = 10-1,53 = 0,0295 (M) (I) Thêm dung dịch NaOH vào
=> Nồng độ của HCl là a/2 ; Nồng độ của H3PO4 là b/2 Tại pH = 7,034
Trang 9=> 2 4 1
+
3 4
a [H ]
H PO
= 104,884 >> 1
=> Lượng H3PO4 không đáng kể so với H2PO4-
=>
2
+
2 4
a [H ]
H PO
= 0,667
=> [HPO42-] = 0,667[H2PO4-]
=> [H2PO4-] + [HPO42-] = b/2
=> [HPO42-] + 1,5[HPO42-] = b/2
=> [HPO42-] = 0,2b => [H2PO4-] = 0,3b
Ta có các phản ứng xảy ra:
H+ + OH- H2O a/2 a/2
H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O 0,3b 0,3b 0,3b
H3PO4 + 2 OH- HPO42- + 2H2O 0,2b 0,4b 0,2b
=> 0,5a + 0,7b = 0,05M (II) Giải hệ (I) và (II) ta có: a = 0,0182M và b = 0,0584M
0,5 đ
0,5 đ
Câu 7 (2 điểm): Cân bằng hòa tan
Một dung dịch X chứa HClO 4 0,005M, Fe(ClO 4 ) 3 0,03M, MgCl 2 0,01M.
Cho 100ml dung dịch NH 3 0,1M vào 100ml dung dịch X thì thu được kết tủa A và dung dịch B Xác định kết tủa A và pH của dung dịch B.
Cho biết:
NH4+ (pKa = 9,24); Mg(OH)2 (pKS = 11); Fe(OH)3 (pKS = 37).
Fe 3+ + H2O Fe(OH) 2+ + H + K1 = 10 -2,17
Mg 2+ + H2O Mg(OH) 2+ + H + K2 = 10 -12,8
Hướng dẫn
Câu 7: Tính lại nồng độ sau khi trộn:
3
NH
C = 0,05M; C Mg2 = 0,005M; C Fe3 = 0,015M;
4
( )
Có các quá trình sau:
3NH3 + 3H2O + Fe 3+ Fe(OH) 3 + 3NH4+ K3 = 10 22,72 (3)
2NH 3 + 2H 2 O + Mg 2+ Mg(OH) 2 + 2NH 4+ K 4 = 10 1,48 (4)
NH3 + H + NH4+ K5 = 10 9,24 (5)
Do K3, K5 >>K4 nên coi như phản ứng (3), (5) xảy ra hoàn toàn
3NH3 + 3H2O + Fe 3+ Fe(OH) 3 + 3NH4+
0,05M 0,015M
0,005M - 0,045M
0,5
0,5
0,5
Trang 10NH 3 + H + NH 4+
0,005M 0,0025M 0,045M
0,0025M - 0,0475M
TPGH gồm: NH 3 (0,0025M); NH4+ (0,0475M); Mg 2+ (0,005M); H2O
Tính gần đúng pH của dung dịch B theo hệ đệm:
0, 0025
0, 0475
b a
a
C
pH pK
C
Hoặc tính theo cân bằng:
NH3 + H2O NH4+ + OH - Kb = 10 -4,76
Mặt khác [Mg 2+ ].[OH - ] 2 = 4,16.10 -15 <
2
( ( ) )
S Mg OH
tủa A là Fe(OH) 3
0,5
Câu 8: (2 điểm) (Phản ứng oxi hóa khử và pin điện)
Một pin điện tạo bởi : một điện cực gồm tấm Cu nhúng trong dung dịch CuSO4 0,5 M, điện cực thứ hai là một dây Pt nhúng trong dung dịch Fe2+, Fe3+ với lượng [Fe3+] = 2[Fe2+]
và một dây dẫn nối Cu với Pt
a) Viết sơ đồ pin, phản ứng điện cực và tính sức điện động ban đầu của pin
b) Cho rằng thể tích dung dịch CuSO4 khá lớn, xác định tỷ số
3 2
Fe Fe
khi pin ngừng hoạt động
c) Trộn ba dung dịch: 25 ml Fe(NO3)2 0,1 M ; 25 ml Fe(NO3)3 1,0 M ; 50 ml AgNO3 0,6 M
và thêm một số mảnh Ag vụn Xác định chiều phản ứng và tính giá trị tối thiểu của tỷ số 3
2
Fe
Fe
để phản ứng đổi chiều?
Cho : E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V ; E0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V ; E0(Ag+/Ag) = 0,8 V
Câu 8: (Phản ứng oxi hóa khử và pin điện)
a) Theo phương trình Nernst: E(Cu2+
/Cu) = 0,34 + 0,059
2 lg [Cu
2+
] = 0,331 V
E(Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059
2 lg
3 2
Fe Fe
= 0,788 V
So sánh thấy E(Fe3+/Fe2+) > E(Cu2+/Cu) Cực Pt là cực dương, cực Cu là cực âm
Sơ đồ pin : () Cu Cu2+ (0,5 M) Fe2+
; Fe3+ Pt (+) Phản ứng điện cực : - ở cực Cu xảy ra sự oxihóa : Cu Cu2+
+ 2e
- ở cực Pt xảy ra sự khử : Fe3+ + e Fe2+
Phản ứng chung : Cu + 2Fe3+ Cu2+
+ 2Fe2+
b) Khi pin ngừng hoạt động thì sức điện động E = E(Fe3+
/Fe2+) E(Cu2+
/Cu) = 0
Do thể tích dung dịch CuSO4 khá lớn nên coi nồng độ Cu2+
không đổi và = 0,5M