cd8 5 25 phương pháp xác định vị trí cấu tạo của kim loại (đề 1)

Trong tinh thể Au, các nguyên tử Au là những hình cầu chiếm 75% thể tích toàn khối tinh thể, phần còn lại là các khe rỗng giữa các quả cầu... Giả thiết rằng trong tinh thể các nguyên tử

Câu 1 Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử sắt là những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể, phần còn lại là các

khe rỗng giữa các quả cầu, cho khối lượng mol nguyên tử của Fe là 55,85 và ở

o

20 C khối lượng riêng của Fe là

7,78 g/

3

cm

Bán kính nguyên tử gần đúng của Fe là:

A

8

1, 44.10−

cm

B

8

1,35.10−

cm

*C

8

1, 29.10−

cm

D

8

1,78.10−

cm

$ 1 mol Fe có thể tích

Fe

55,85 V

7,78

=

= 7,18

3 cm

Thể tích của 1 nguyên tử Fe:

Fe

7,56.0,75 6,023.10 = 9, 42.10−24

(

3 cm )

Bán kính nguyên tử: r =

8 Fe

33V

1, 29.10 4

−

= π

Câu 2 Ở

o

20 C

khối lượng riêng của Au là 19,32 g/

3 cm Trong tinh thể Au, các nguyên tử Au là những hình cầu chiếm 75% thể tích toàn khối tinh thể, phần còn lại là các khe rỗng giữa các quả cầu Khối lượng mol của Au là

196,97 Bán kính nguyên tử gần đúng của Au ở

o

20 C là:

A

8

1, 28.10−

cm

*B

8

1, 44.10−

cm

C

8

1,59.10−

cm

D

8

1,75.10−

cm

$ Xét trong 1 mol Au

Thể tích của tinh thể

196,97 V

19,32

=

= 10,195

3 cm

Thể tích thực của 1 mol Au:

thuc V = 10,195.0,75 = 7,646

3 cm

Thể tích môôt nguyên tử:

23

7,646 6,023.10

=

23

1, 27.10−

Bán kính nguyên tử:

3

4 R V 3

π

= → R =

8

1, 44.10−

cm

Câu 3 Ở

20 C

khối lượng riêng của Fe và Cr là 7,87 g/

cm

và 7,19 g/

cm

Giả thiết rằng trong tinh thể các nguyên tử Fe và Cr là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng giữa các quả cầu Thể tích nguyên tử gần đúng của Fe và Cr tại nhiệt độ đó là (cho nguyên tử khối của Fe và Cr lần lượt là 55,85 và 52,00)

A

24

8,72.10− cm3

và

23

1, 2.10− cm3

B

23

1,18.10− cm3

và

23

1, 2.10− cm3

*C

24

8,72.10− cm3

và

24 8,89.10− cm3

D

23

1,18.10− cm3

và

24 8,89.10− cm3

$ Ở

o

20 C

, khối lượng riêng của Fe là 7,87 g/

3 cm

Nghĩa là 7,87 gam tinh thể Fe có thể tích tinh thể là 1

3 cm

hay 7,87 ÷ 55,85 × 6,023 ×

23 10

hạt nguyên tử chiếm thể tích

6

10− m3

Tuy nhiên, thực tế, các nguyên tử Fe chỉ chiếm 74 % thể tích tinh thể, còn lại là khe rỗng,

nói cách khác: 7,87 ÷ 55,85 × 6,023 ×

23 10

hạt nguyên tử chỉ chiếm đúng thể tích là 0,74 ×

6

10− m3

→ thể tích của một nguyên tử sắt Fe là

V = 0,74 ×

6

10−

÷ (7,87 ÷ 55,85 × 6,023 ×

23 10

) ≈ 8,72 ×

30

10− m3

= 8,72 ×

24

10− cm3

Tương tự với Cr, có

Cr V

≈ 8,89 ×

24

10− cm3

Câu 4 Kim loại Na có cấu trúc mạng tinh thể theo kiểu lập phương tâm khối với độ dài mỗi cạnh hình lập phương

là a = 0,429 nm Bán kính nguyên tử của Na là (cho Na = 23)

A 0,144 nm

B 0,155 nm

*C 0,186 nm

D 0,196 nm

$ Vì Na cấu tạo lập phương tâm khối nên trong 1 ô cơ sở có 2 đơn vị nguyên tử nằm vừa đủ trên đường chéo chính

Độ dài của cạnh lập phương là a → độ dài của đường chéo chính là

3

a = 4r

→ r =

0, 429

3.

4

= 0,186nm Câu 5 Kim loại Ni có cấu trúc mạng tinh thể theo kiểu lập phương tâm diện, độ đặc khít 74% Bán kính nguyên tử của Ni là 0,124 nm Khối lượng riêng của niken là (Cho Ni = 58,7)

A 7,19 g/

3

cm

B 7,87 g/

3

cm

C 8,90 g/

3

cm

*D 9,03 g/

cm

$ R = 0,124nm =

8

1, 24.10−

cm 3

1

3

4

= π

→

2

4

V 6,023.10 R

3

Ni có cấu trúc mạng tinh thể theo kiểu lập phương tâm diện nên độ đặc khít là 74%

→ V =

2

V

0,74

d =

m

V

=

58,7

9,06 4

6,023.10 R

3 0,74

= π

(g/

3 cm ) Câu 6 Nguyên tử Al có bán kính 1,43 và có nguyên tử khối là 27u Khối lượng riêng của Al bằng bao nhiêu (biết rằng trong tinh thể nhôm các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là các khe trống) ?

A 2,6 g/

3

cm

*B 2,7 g/

3

cm

C 2,8 g/

3

cm

D 2,9 g/

3

cm

$ Thể tích thực của mạng lập phương này: V =

4 (1, 43.10 ) 6,023.10

3.0,74

−

π

= 9,96

Khối lượng riêng: d =

m V =

27 9,96 = 2,7 gam/

3 cm

Câu 7 Người ta đo được thể tích của 40g Ca là 25,87

3 cm Biết rằng trong tinh thể canxi, các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là các khe trống Bán kính nguyên tử gần đúng nhất của nguyên tử canxi là

A

10

1,97.10−

cm

B

9

1,97.10−

cm

*C

8

1,97.10−

cm

D

7

1,97.10−

cm

$ 1 mol Ca có thể tích 25,87

cm

Thể tích của 1 nguyên tử Ca:

Ca V =

23

25,87.0,74 6,023.10

=

23 3,178.10−

Bán kính nguyên tử: r =

Ca

3 3V

4 π =

8 1,97.10−

Câu 8 Nguyên tử kẽm (Zn) có nguyên tử khối bằng 65u Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung

ở hạt nhân, với bán kính gần đúng r = 2.10 - 15m Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm là

*A 3,22.109 tấn/

3 cm

B 3,22.108 tấn/

3 cm

C 3,22.107 tấn/

3 cm

D 3,22.106 tấn/

3 cm

$ d =

m

V

=

23 3

M 4 6,023.10 R

3 π

=

23 13 3

65

4

6, 023.10 (2.10 )

3

− π

=

15

3, 22.10

g/

3 cm =

9

3, 22.10

tấn/

3 cm

Câu 9 Sắt có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm diện, với độ đặc khít là 74%, có giá trị bán kính nguyên tử bằng 1,26 angstrom và

A N = 6,023

23 10 thì khối lượng riêng của sắt bằng

*A 8,21 gam/

3 cm

B 3,44 gam/

3

cm

C 7,67 gam/

3

cm

D 5,73 gam/

3

cm

$ D =

m

V

=

23 3

55,85.0, 75

4 6,023.10 r

3 π

= 8,21 gam/

3 cm Câu 10 Ở điều kiện thường Crom có cấu trúc mạng lập phương tâm khối trong đó thể tích các nguyên tử chiếm

68% thể tích tinh thể Khối lượng riêng của Cr là 7,2 g/

3 cm Nếu coi nguyên tử Cr có dạng hình cầu thì bán kính gần đúng của nó là

A 0,155nm

*B 0.125nm

C 0,134nm

D 0,165nm

$ Khối lượng riêng của Cr là 7,2 g/

3 cm nghĩa là 7,2 gam Cr → 7,2 ÷ 52 × 6,023 ×

23 10 hạt nguyên tử Cr chiếm thể

tích là 1

3

cm

=

6

10− m3

Lại để ý: mỗi nguyên tử chỉ chiếm 68% thể tích tinh thể (còn lại là rỗng), nghĩa là thể tích thực của mỗi nguyên tử

Crom là:

1nguyentu

V

=

6

10−

× 0,68 ÷ (7,2 ÷ 52 × 6,023 ×

23 10 ) = 4 ÷

3

3 r π

→ r = 1,25 ×

10

10−

m = 0,125 nm

Câu 11 Một ion

2

X+

có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 92, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 20 Số hạt nơtron và electron trong ion

2

X+

lần lượt là

*A 36 và 27

B 36 và 29

C 29 và 36

D 27 và 36

$ Số hạt mang điện của ion

2

X+ là:

92 20 2

+

= 56

→ Số hạt mang điện của X là: 58

→ Số electron của X là:

58 2 = 29

Số notron của

2

X+

= Số notron của X =

92 20 2

−

= 36

Số electron của

2

X +

là: 29 - 2 = 27

Câu 12 Hợp chất H có công thức

2 MX trong đó M chiếm

140 3 % về khối lượng, X là phi kim ở chu kỳ 3, trong hạt nhân của M có số proton ít hơn số nơtron là 4; trong hạt nhân của X có số proton bằng số nơtron Tổng số proton trong 1 phân tử H là 58 Cấu hình electron hóa trị của M là

A

10 1

3d 4s

B

2 4

3s 3p

*C

6 2

3d 4s

D

2 4

2s 2p

$ Tổng số proton trong

2 MX

là 58 hạt →

M Z + 2

X Z = 58

Trong hạt nhân M có số notron nhiều hơn số hạt proton là 4 hạt → -

M Z + M N = 4

Trong hạt nhân X, số notron bằng số proton →

X Z = X N A

M

=

M

Z

+

M

N

+ 2

X Z + 2

X N = ( M Z + 2

X Z ) + M N + 2 X N = 58 +

M N + 58 -

M Z = 116 +

M N

- M Z

M chiếm 46,67% về khối lượng →

M Z + M N =

7 15 (116 +

M N

- M Z ) → 22

M Z + 8 M N = 812

Ta có hệ:

M M





→

M N

=





→ M là Fe

→

X

Z

=

58 26

2

−

= 16 → X là S

Cấu hình electron của M là

6 2 [Ar]3d 4s

Câu 13 Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử nguyên tố X là 76 Tỷ số giữa các hạt không mang điện đối với hạt mang điện trong hạt nhân của nguyên tử nguyên tố X là 1,167 Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố X là

A

2 1

[Ne]3s 3p

*B

5 1

[Ar]3d 4s

C

6 2

[Ar]3d 4s

D

2

[Ar]4s

$ Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử nguyên tố X là 76 → 2p + n = 76

Tỷ số giữa các hạt không mang điện đối với hạt mang điện trong hạt nhân của nguyên tử nguyên tố X là 1,167→ n = 1,167p

Giải hệ → p = 24 và n = 28

Cấu hình electron của nguyên tố X là

5 1 [Ar]3d 4s

Câu 14 Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong hai nguyên tử kim loại X và Y là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 42 Số hạt mang điện của nguyên tử Y nhiều hơn của X là 12 Hai kim loại X, Y lần lượt là

A Na, K

B K, Ca

C Mg, Fe

*D Ca, Fe

$ Ta có hệ:







→

X Y

=





Vậy, kim loại X là Ca, Y là Fe

Câu 15 Nguyên tử của nguyên tố M có số hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện 22 hạt; tỉ số giữa hạt không mang điện và mang điện trong hạt nhân là 1,154 Xác định phát biểu đúng liên quan đến M

A Ion bền của M là

3

M+

, do

3

M +

có cấu hình giống khí hiếm gần kề

B M thuộc khối s của bảng hệ thống tuần hoàn

C Nguyên tử M không có electron độc thân

*D Bán kính M lớn hơn bán kính ion

2

M +

do nguyên tử M có số lớp electron nhiều hơn

$ Nguyên tử của nguyên tố M có số hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện 22 hạt → 2p - n = 22

Tỉ số giữa hạt không mang điện và mang điện trong hạt nhân là 1,154 → n = 1,154p

Giải hệ →p = 26, n = 30

Cấu hình của

3

M+

là

5 [Ar]3d

Cấu hình của M là

6 2 [Ar]3d 4s

→ M có 4 electron độc thân trên obitan d, và thuộc nguyên tố khối d Câu 16 Một cation đơn nguyên tử có tổng số ba loại hạt cơ bản là 78, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18, tổng số hạt trong hạt nhân là 55 Cấu hình electron của cation đó là

*A

1s 2s 2p 3s 3p 3d

B

1s 2s 2p 3s 3p 3d

C

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s

D

1s 2s 2p 3s 3p

$ Ta có hệ:

2p n x 78

2p x n 18

+ − =



 − − =



→

n 30 2p x 48

=



 − =



Mà p + n = 55 → p = 25 → x = 2

Cấu hình electron của cation đó là

2

Mn+

:

1s 2s 2p 3s 3p 3d

Câu 17 Khối lượng riêng của tinh thể Na là 0,97 g/

3 cm Thể tích của một nguyên tử Na là

A

23

23, 71.10− cm3

B

23

2,94.10− cm3

*C

23

2,68.10− cm3

D

23

3,94.10− cm3

$ 1 nguyên tử Na có khối lượng là 23 1,6605

24

10−

gam Chú ý Na thuộc mạng tinh thể lập phương tâm khối nên độ đặc khít là 68%

Thể tích của một nguyên tử Na là V =

m d =

24 23.1,6605.10 0,97

−

x 0,68 =

23 2,68.10−

cm

Câu 18 Một kim loại M kết tinh theo mạng lập phương tâm khối có cạnh hình lập phương là 2,866 Angstrom, độ đặc khít 68%, khối lượng riêng của M ở trạng thái tinh thể là 7,9 g/

3 cm

M là

A Cu

*B Fe

C Cr

D Mn

$ Vì M cấu tạo lập phương tâm khối nên trong 1 ô cơ sở có 2 đơn vị nguyên tử nằm vừa đủ trên đường chéo chính

Độ dài của cạnh lập phương là a → độ dài của đường chéo chính là

3

a = 4r → r =

8 2,866.10 3.

4

−

Giả sử 1 mol nguyên tử M

Thể tích của 1 nguyên tử M là

M V

=

23

M.0,68 7,9.6,023.10

→

3

4

R

3 π

=

23

M.0,68

7,9.6,023.10

→

8 3

4 2,866.10

−

π

=

23

M.0,68 7,9.6,023.10

→ M = 55, 99 ≈ 56 Vậy M là Fe

Câu 19 Một kim loại M kết tinh theo mạng lập phương tâm khối có cạnh hình lập phương là 5,32 Angstrom, độ đặc khít 68%, khối lượng riêng của M ở trạng thái tinh thể là 0,86 g/

3 cm

M là

*A K

B Li

C Na

D Rb

$ Vì M cấu tạo lập phương tâm khối nên trong 1 ô cơ sở có 2 đơn vị nguyên tử nằm vừa đủ trên đường chéo chính

Độ dài của cạnh lập phương là a → độ dài của đường chéo chính là

3

a = 4r → r =

8 5,32.10 3.

4

−

Giả sử 1 mol nguyên tử M

Thể tích của 1 nguyên tử M là

M V

=

23

M.0,68 0,86.6,023.10

→

3

4

R

3 π

=

23

M.0,68 0,86.6,023.10

→

8 3

4 .[ 3. 5,32.10 ]

−

π

=

23

M.0,68 0,86.6,023.10

→ M = 38, 99 ≈ 39 Vậy M là K

Câu 20 Biết thể tích 1 mol của mỗi kim loại Al, Li, K tương ứng là 10 (

3 cm ); 13,2 (

3 cm ); 45,35 (

3 cm ), có thể tính được khối lượng riêng của mỗi kim loại trên lần lượt là

A 2,7 (g/

3

cm

); 1,54 (g/

3 cm ); 0,86 (g/

3 cm )

B 2,7 (g/

3

cm

); 0,86 (g/

3 cm ); 0,53 (g/

3 cm )

C 0,53 (g/

3

cm

); 0,86 (g/

3 cm ); 2,7 (g/

3 cm )

*D 2,7 (g/

3

cm

); 0,53 (g/

3 cm ) ; 0,86 (g/

3 cm )

$ Khối lượng riêng của Al là d =

m V =

27 10 = 2,7 g/

3 cm

Khối lượng riêng của Li là d =

m V =

7

13, 2 = 0,53 g/

3 cm

Khối lượng riêng của K là d =

m V =

39 45,35 = 0,86 g/

3 cm

Câu 21 Cho nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron ở trạng thái cơ bản là

10 2 [Ar]3d 4s

Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về X ?

A X là nguyên tố thuộc chu kỳ 4

*B Ion

2

X+

có 10 electron ở lớp ngoài cùng

C X là kim loại tan được cả trong dung dịch HCl và dung dịch NaOH

D X là kim loại chuyển tiếp

$

2

X+

có 10e ở phân lớp ngoài cùng, còn ở lớp ngoài cùng có 18e (ở cả 3 phân lớp s, p, d)

Chú ý: X là Zn, tan được cả ở trong dung dịch NaOH và HCl

Câu 22 Phân tử

3 MX

có tổng số hạt bằng 196, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60

hạt Số hạt mang điện trong nguyên tử M ít hơn số hạt mang điện trong X là 8 hạt Xác định công thức của

3 MX

*A

3

AlCl

B

3

FeCl

C

3

AlBr

D

3

FeBr

$ Tổng số các hạt trong phân tử

3 MX

là 196 → 2

M Z + X N + 3 ( 2

X Z + X N ) = 196 (1)

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60 hạt → 2

M Z + 3 2

X Z

- M N

- 3

X N = 60 (2)

Giải hệ (1), (2) → 2

M Z + 3 2 X Z = 128,

M N + 3

X N = 68

Số hạt mang điện trong nguyên tử M ít hơn số hạt mang điện trong X là 8 hạt → 2

X Z

- 2 M Z = 8

Ta có hệ





→

M X

=





→ M là Al và X là Cl

Vậy công thức của

3 MX

là 3 AlCl

Câu 23 Cấu trúc electron nào sau đây là của ion

Cu+

A

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s

B

1s 2s 2p 3s 3p 3d

C

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s

*D

2 2 6 2 6 10

1s 2s 2p 3s 3p 3d

$ Cấu hình electron của Cu là

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s

Cấu hình electron của

Cu+

là

2 2 6 2 6 10 1s 2s 2p 3s 3p 3d

Câu 24 Cấu hình electron của

2

Mg+ (Z = 12) là:

A

1s 2s 2p 3s

B

1s 2s 2p 3s 3p

C

1s 2s 2p 3s 3p

*D

1s 2s 2p

$ Cấu hình electron của

2

Mg+ (Z = 12) là

1s 2s 2p

Câu 25 Kim loại M có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm diện trong đó các quả cầu kim loại chiếm 75,1% thể

tích tinh thể M có bán kính nguyên tử là 1,283 angstrom và khối lượng riêng 7,87 gam/

3 cm Kim loại M là

A Ag

B Au

*C Fe

D Cu

$ Thể tích của 1 mol nguyên tử M là

V =

3.0,751 π

=

23 4 6,02.10

3.0,751 π (1, 283.10 )− 8 3

= 7,087

3 cm Khối lượng của 1 mol nguyên tử M là →

M m = d V = 7,87 7, 087 ≈ 55,8 (Fe)