Chương trình bồi dưỡng HS giỏi quốc giakontum pt

Nếu như người ta sử dụng một chất chỉ thị oxi hóa - khử In với Eo = thế củadung dịch tại điểm tương đương để nhận biết điểm kết thúc của việc chuẩn độ đó thìsẽ không có vấn đề gì về độ c

Chương trình bồi dưỡng HS giỏi Quốc gia (Tỉnh KonTum)

Câu 1: Ion Fe(SCN)2+ có màu đỏ ở nồng độ bằng hoặc lớn hơn 10-5M Hằng số điện li của

nó là 10-2

Câu 2: Dung dịch X gồm Na 2 S 0,010M, KI 0,060M,

Na 2 SO 4 0,050M (a) Tính pH của dung dịch X.

(b) Thêm dần Pb(NO 3 ) 2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thu được kết tủa A và dung dịch B.

1.Cho biết thành phần hoá học của kết tủa A và dung dịch B.

2.Tính nồng độ các ion trong dung dịch B (không kể sự thuỷ phân của các ion, coi thể tích dung dịch không thay đổi khi thêm Pb(NO 3 ) 2 ).

3.Nhận biết các chất có trong kết tủa A bằng phương pháp hoá học, viết các phương trình phản ứng (nếu có).

1

Câu3:

Câu 4:

Bài giải:

3

Câu 5:

Bằng dung dịch NH 3 , người ta có thể làm kết tủa hoàn toàn ion Al 3+ trong dung dịch nước ở dạng hydroxit, nhưng chỉ làm kết tủa được một phần ion Mg 2+ trong dung dịch nước ở dạng hydroxit.

Hãy làm sáng tỏ điều nói trên bằng các phép tính cụ thể.

Câu 6:

7

3) Tính thế điện cực chuẩn Eo(H3PO3/H3PO2) nếu biết Eo(H3PO4/H3PO2) = 1,087V

Cho biết các số liệu sau ở 298K:

2) Sử dụng tính toán để xác định xem Cu có tác dụng được với HI để giải phóngkhí H2 hay không?

3) Muối Cu2SO4 có bền trong nước hay không? Giải thích

1) Viết nửa phản ứng của hai cặp NO3-/HNO2 và HNO2/NO trong môi trường axit Chứng minh rằng HNO2 bị phân hủy trong môi trường pH = 0 đến 6.2) Ở pH = 7, nồng độ NO3- là 10-2M Viết phản ứng giữa Cd và NO3- Hỏi NO3-

có bị khử hoàn toàn ở 25oC trong điều kiện này không? Tính nồng độ NO3

-còn lại trong nước khi cân bằng

3) Tính thế khử (thế oxy hóa - khử) chuẩn của cặp NO3-/NO2- ở pH = 14 và 25oCCho biết các số liệu sau ở 25oC: Eo(NO3-/HNO2) = 0,94V; Eo(HNO2/NO) = 0,98V; Eo(Cd2+/Cd) = -0,40V; Ka(HNO2) = 5.10-4; Ks(Cd(OH)2) = 1,2.10-14

-Giả thiết phản ứng là hoàn toàn thì [Cd2+] = [NO3-]bđ = 10-2M

Ở pH = 7 thì [Cd2+] = Ks/[OH-]2 = 1,2M Nồng độ Cd2+ sau phản ứng nhỏ hơnnhiều so với 1,2M nên không có kết tủa Cd(OH)2

Để tính [NO3-] khi cân bằng cân tính hằng số cân bằng K của phản ứng trên:

Nđcb: (10-2 – x) =  x = 10-2 x = 10-2 10 7

Cho biết nguyên tử khối của Ag = 107,88; hằng số điện li bazơ của amoniac

là Kb = 1,74.10-5; các hằng số bền của phức [Ag(NH3)i]+ tương ứng là: lg1 = 3,32(i

= 1) và lg2 = 6,23(i = 2)

Các thế khử (thế oxy hóa - khử) chuẩn ở 25oC: Eo(Ag+/Ag) = 0,799V;

Eo(O2/OH-) = 0,401V Áp suất riêng phần của oxy trong không khí là 0,2095atm Phản ứng được thực hiện ở 25oC

BÀI GIẢI:

NAg = 0,100 : 107,88 = 9,27.10-4mol

Số mol cực đại của NH3 cần để tạo phức là: 9,27.10-4 2 = 1,854.10-3M nghĩa

là nhỏ hơn nhiều so với số mol NH3 có trong dung dịch (10-2M) Vậy NH3 rất dư để hoà tan lượng Ag nếu xảy ra phản ứng

Chúng ta sẽ kiểm tra khả năng hoà tan theo quan điểm điện hóa và nhiệt động:

Vì E2 = E1 nên từ tính toán ta có thể suy ra được [Ag+] = 9,12.10-5M

Nồng độ tổng cộng của Ag+ trong dung dịch:

[Ag+]o= [Ag+] + [Ag(NH3)+] + [Ag(NH3)2+]

= [Ag+](1 + 1[NH3] + 12[NH3]2) = 15,5MGiá trị này lớn hơn nhiều so với lượng Ag dùng cho phản ứng Vì vậy các điều kiện điện hóa và nhiệt động thuận lợi cho việc hoà tan 0,100g Ag

Câu 11:

1) Trộn hai thể tích bằng nhau của hai dung dịch SnCl2 0,100M và FeCl3

0,100M Xác định nồng độ các ion thiếc và sắt khi cân bằng ở 25oC Tính thế của các cặp oxy hóa - khử khi cân bằng

2) Nhúng một sợi Ag vào dung dịch Fe2(SO4)3 2,5.10-2M Xác định nồng độ của

Fe3+; Fe2+ và Ag+ khi cân bằng ở 25oC Tính thế của các cặp oxy hóa - khử khi cân bằng

Cho biết Eo(Sn4+/Sn2+) = 0,15V; Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77V; Eo(Ag+/Ag) = 0,80V

1 Biết thế oxi hóa-khử tiêu chuẩn :

EoCu2+/Cu+ = +0,16V, EoCu+/Cu = +0,52V, Eo Fe3+/Fe2+ = +0,77V, EoFe2+/Fe = 0,44V

-Hãy cho biết hiện tượng gì xảy ra trong các trường hợp sau:

(a) Cho bột sắt vào dung dịch Fe2(SO4)3 0,5M

(b) Cho bột đồng vào dung dịch CuSO4 1M

2 Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M

Axit hoá chậm dung dịch X đến pH = 0 Thêm FeCl3 cho đến nồng độ 0,10M

a Tính thế của cực platin nhúng trong dung dịch thu được so với cực

calomen bão hoà (Hg2Cl2/2Hg,2Cl-)

b Biểu diễn sơ đồ pin, viết phương trình phản ứng xảy ra tại các điện cực và

phản ứng tổng quát khi pin hoạt động

Cho : axit có H2S pK1 = 7,00, pK2 = 12,90; HSO4- có pK = 2,00; Tích số tancủa PbS = 10-26 ; PbSO4 = 10-7,8 ; PbI2 = 10-7,6

Eo Fe3+/Fe2+ = 0,77 V ; Eo S/H2S = 0,14V ; Eo I2/2I- = 0,54V ; Ecal b·o hoµ = 0,244V

BÀI GIẢI:

13

b) Eo Cu+/Cu = + 0,52 V > Eo Cu2+/Cu+ = + 0,16 V nên:

Tính oxi hoá: Cu+ mạnh hơn Cu2+

Tính khử: Cu+ mạnh hơn Cu

Do đó phản ứng tự phát xảy ra giữaa 2 cặp là: Cu+ + Cu+  Cu2+ + CuPhản ứng nghịch (Cu2+ phản ứng với Cu tạo thành ion Cu+) không xảy ra Do đó khi

bỏ bột đồng vào dung dịch CuSO4 không xảy ra phản ứng và quan sát không thấy hiện tượng gì

2 Axit hoá dung dịch X:

S2- + 2H+  H2S (C H2S = 0,010 < S H2S nên H2S chưa bão hoà, không thoát rakhỏi dung dịch)

1 Cho biết muối của kim loại nào bị điện phân? Biết rằng 5,18 gam của kim loại đó

đẩy được 1,59 gam Cu từ dung dịch đồng sunfat

2 Cho biết muối của axit hữu cơ nào bị điện phân?

3 Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực.

BÀI GIẢI:

+

1 Điện lượng Q = It = 0,5 x 2 x 3600 = 3600 coulomb dùng để tạo ra 3,865 g kimloại Từ định luật Faraday, đương lượng

Khối lượng mol của kim loại: A = n  Vì kim loại này đẩy đồng ra khỏi dung dịch nên đương lượng của Cu:

Cho biết nguyên tử khối của Ag = 107,88; hằng số điện li bazơ của amoniac

là Kb = 1,74.10-5; các hằng số bền của phức [Ag(NH3)i]+ tương ứng là: lg1 = 3,32(i

= 1) và lg2 = 6,23(i = 2)

Các thế khử (thế oxy hóa - khử) chuẩn ở 25oC: Eo(Ag+/Ag) = 0,799V;

Eo(O2/OH-) = 0,401V Áp suất riêng phần của oxy trong không khí là 0,2095atm Phản ứng được thực hiện ở 25oC

BÀI GIẢI:

NAg = 0,100 : 107,88 = 9,27.10-4mol

Số mol cực đại của NH3 cần để tạo phức là: 9,27.10-4 2 = 1,854.10-3M nghĩa

là nhỏ hơn nhiều so với số mol NH3 có trong dung dịch (10-2M) Vậy NH3 rất dư để hoà tan lượng Ag nếu xảy ra phản ứng

15

Chúng ta sẽ kiểm tra khả năng hoà tan theo quan điểm điện hóa và nhiệt động:

Vì E2 = E1 nên từ tính toán ta có thể suy ra được [Ag+] = 9,12.10-5M

Nồng độ tổng cộng của Ag+ trong dung dịch:

[Ag+]o= [Ag+] + [Ag(NH3)+] + [Ag(NH3)2 ]

= [Ag+](1 + 1[NH3] + 12[NH3]2) = 15,5MGiá trị này lớn hơn nhiều so với lượng Ag dùng cho phản ứng Vì vậy các điều kiện điện hóa và nhiệt động thuận lợi cho việc hoà tan 0,100g Ag

+ 0,2228g natri oxalat dùng hết 28,74cm3 dung dịch kali pemanganat

+ 25,00cm3 dung dịch sắt (II) sunfat dùng hết 24,03cm3 dung dịch kali

pemanganat

+ 25,00cm3 dung dịch sắt (II) sunfat dùng hết 22,17cm3 dung dịch ceri (IV) sunfat

1 Viết các phương trình phản ứng của ba lần chuẩn độ

2 Hãy tính nồng độ của dung dịch ceri (IV) sunfat

Người ta áp dụng các thế điện cực tiêu chuẩn sau đây:

4 Hãy tính tỉ số: tại điểm tương đương

5 Hãy tính thế của dung dịch tại điểm tương đương

Nếu như người ta sử dụng một chất chỉ thị oxi hóa - khử (In) với Eo = thế củadung dịch tại điểm tương đương để nhận biết điểm kết thúc của việc chuẩn độ đó thì

sẽ không có vấn đề gì về độ chính xác của việc nhận biết điểm kết thúc

Nhưng đối với chất chỉ thị sau đây thì:

InOx + 2e = In

2-kh Eo = 0,80V

Sự chuyển màu sẽ thể hiện rõ khi:

6 Hãy tính tại điểm chuyển màu của chất chỉ thị này và cho biết sai sốphần trăm trong lần chuẩn độ đã tiến hành

4 Tại điểm tương đương thì lượng chất đã cho vào n(Ce4+) = no(Fe2+) Với mỗi

ion Ce3+ mới hình thành thì cũng hình thành một ion Fe3+, tức là [Ce3+] = [Fe3+] và cả [Ce4+] = [Fe3+]

Ta có:

5 Đưa gía trị mới tìm được vào phương trình Nernst đối với thế của sắt người

ta thu được: E = 1,19V

(Cũng tương tự như vậy người ta có thể đưa gía trị [Ce4+]/[Ce3+] = (1,27.10-7)

-1 vào phương trình Nernst đối với thế của ceri)

6 Thế của dung dịch tại điểm chuyển màu là:

E = 0,80 + RT/2F(ln10) = 0,83V

Đưa gía trị này vào phương trình Nernst đối với sắt:

Như vậy sai số sẽ là: (11,2)-1.100% = 8,95%

Câu 16:

Cho các thế chuẩn sau đây:

17

AgBr(r) + e → Ag + Br- Eo

1 = 0,0713V

a) Trên cơ sở đó hãy tính TAgBr ở 25oC

b) Từ đó hãy tính ∆Go đối với qúa trình: AgCl(r) ⇌ Ag+

b) Từ độ hoà tan ta có: [Ag+] = [Cl-] = 1,274.10-5M và như vậy là tích số hoà tan

T = (1,274.10-5)2 T cũng là hằng số cân bằng KC đối với phản ứng: AgCl(r) ⇌

Câu 19:

Câu 20:

Câu 21:

21

Câu 22:

Bài giải

Câu 23:

23

tăng 1 đơn vị.

3 So với nồng độ của phân tử CH3COOH trong dung dịch CH3COOH 0,1 M thìnồng độ phân tử CH3COOH trong dung dịch thứ nhất và thứ hai đã thay đổi theonhững tỷ số nào? (Có thể tính gần đúng) Cho Ka(CH3COOH)= 1,8.10-5

Giải :

CH3COONa CH3COO- + Na+

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

Đối với dung dịch axít axetic tinh khiết ban đầu :

[CH3COO-] = [H+] ; [CH3COOH] ≈ Caxít axetic ban dầu = 0,1 M

 Theo giả thiết thì pH tăng 1 đơn vị tương ứng với tỉ số lg giảm đi

10 lần tức là =1 hay [CH3COOH]= [CH3COO-] = = 0,055 M

 Số mol của NaOH cho vào trong 1 lít là 0,055-0.01=0,045 mol

 Khối lượng NaOH cho vào là : 0,045.40=1,8 g

3 Nồng độ phân tử CH3COOH trong dung dịch ban đầu và khi thêm CH3COO

-thì không thay đổi đáng kể và ≈ 1

Đối với dung dịch khi thêm NaOH vào thì [CH3COOH]= 0,055 M tức là giảm đi0,55 lần

Câu 1 : Viết phương trình ion của 4 phản ứng trên.

Phân tích những mẫu nước sông “Schwechat” cho kết quả sau:

1 Chuẩn hoá dung dịch natri thiosunfat Na2S2O3 : dùng KIO3 trong môi trườngaxit, khi đó ion iođat bị khử thành ion iodua Với 25,00mL dung dịch KIO3

((KIO3) = 174,8mg/L) đã phải dùng hết 12,45mL dung dịch Na2S2O3.

2 Ngay sau khi lấy mẫu nước, lượng oxy của nó được xác định theo phươngpháp Winkler Đã phải dùng 11,80mL dung dịch Na2S2O3 trên cho 103,50mL mẫunước ở 20,0oC Nồng độ oxy bão hoà trong nước ở 20,0oC là 9,08mg/L

3 Mẫu thứ hai (V = 102,20mL, T = 20,0oC) được ủ trong 5 ngày ở nhiệt độ20,0oC, ứng với 6,75mL dung dịch Na2S2O3

Câu 2 :

a) Viết phương trình ion của phản ứng chuẩn hoá dung dịch thiosunfat

b) Tính nồng độ M của dung dịch thiosunfat

c) Tính hàm lượng oxy (mg/L) của mẫu nước ngay sau khi lấy mẫu

d) Tính chỉ số bão hoà oxy của mẫu nước này

e) Tính hàm lượng oxy của mẫu nước này sau khi ủ 5 ngày

f) Từ các kết qủa trên có thể xác định được các thông số đặc trưng nào? Giá trịcủa nó là bao nhiêu?

d Chỉ số bão hoà oxy OSI = 100% = 98,85%

C2H5OH C2H5OH2+ + C2H5O

- Axit là những chất nào làm tăng nồng độ [C2H5OH2 ] và bazơ là những chấtnào làm tăng [C2H5O-] Khi đó phản ứng trung hoà là phản ứng trong đó một axítphản ứng với một bazơ tạo thành một muối và một dung môi

Theo lý thuyết này thì pH = -lg[H2B+] (Lý thuyết này cũng có thể áp dụngđược cho các dung môi “phi proton”)

1) Hãy đơn cử một ví dụ về một axit và một bazơ trong dung môi amoniac lỏng.2) Tích số ion của amoniac là 1,0.10-29 (mol/L)2 Hỏi amoniac lỏng nguyên chất

có độ pH nào?

3) Nước là một axit hay là bazơ trong amoniac lỏng? Giải thích

4) Hãy lý giải tại sao CH3COOH là một axit trong amoniac lỏng Nó mạnh hơnhay yếu hơn trong dung dịch nước

5) Một hợp chất là một axit mạnh trong nước có thể là một bazơ yếu trongamoniac lỏng hay không? Nếu có thì hãy cho ví dụ còn nếu không thì hãy giải thích.6) Hãy chỉ ra rằng NaOH là một muối trong NH3 lỏng Hãy cho ví dụ về mộtphản ứng mà ở đó nó được tạo ra trong môi trường amoniac lỏng

7) Có hợp chất nào là một bazơ trong nước mà lại là một axit trong NH3 lỏngkhông? Nếu có thì hãy cho ví dụ còn nếu không thì hãy giải thích

8) Hãy từ bỏ NH3 Liệu có một dung môi nào đó mà nước là một bazơ không?.Nếu có thì hãy cho ví dụ còn nếu không thì hãy giải thích

9) Trong CCl4 có axit hay bazơ không? Nếu có thì hãy cho ví dụ còn nếu khôngthì hãy giải thích

Lưu ý: Tất cả các khái niệm dùng trong bài tập đều liên hệ với lý thuyết về các

hệ dung môi đã được giải thích ở trên.

Vậy amoniac lỏng nguyên chất có pH= 14,5.

3 Trong amoniac lỏng, nước phản ứng phân ly như sau :

H2O + NH3 NH4 + OH

-→ Làm tăng [NH4+]→ nó là một axít trong amoniac lỏng

4 Trong amoniac lỏng, CH3COOH phản ứng như sau :

CH3COOH + NH3 NH4 + CH3COO

- Làm tăng [NH4+] nên nó là axít

 Vì NH3 là phần tử cho cặp điện tử mạnh hơn nước cho nên sự hoà tan axítaxetic trong amoniac lớn hơn trong nước và tính axít mạnh hơn trong nước

5 NH3 là phần tử cho cặp điện tử mạnh hơn H2O (NH4+ hình thành dễ hơn

H3O+) Như vậy thì sự hoà tan mọi axít trong ammoniac đều mạnh hơn trong nước

Vì vậy, một axít trong hệ dung môi là nước không thể là một bazơ trong hệ dungmôi là ammoniac

6 Xét phản ứng sau :

H2O + NaNH2 NaOH + NH3

axít bazơ muối dung môi

 Theo định nghĩa thì đó là phản ứng trung hoà và NaOH là một muối trongdung môi là ammoniac lỏng

7 Một hợp chất như vậy cần phải tạo thành OH- ở trong nước và NH4 trongammoniac lỏng Có thể đó là một hợp chất có hai chức năng, với một chức năngbazơ yếu hơn ammoniac ở trong nước và một nhóm axít yếu hơn nhóm axít liên hợpvới chức năng bazơ ở trong dung dịch nước

Chất chưa biết cần chứa ít nhất là một H có khả năng tách ra thành proton,

 Một ví dụ ở đây là hiđrôxiamin NH2OH Ở trong nước sẽ hình thành cânbằng :

H2NOH + H2O H3N+OH + OH

- H2NOH là một bazơ trong nước

Ở trong ammoniac lỏng thì cân bằng chiếm ưu thế là :

H2NOH + NH3 H2NO- + NH4+

 H2NOH là một axít trong NH3

8 Các phần tử là axít trong nước thì nước đóng vai trò là bazơ

Xét quá trình tự proton hoá trong dung môi H2SO4 nguyên chất :

 Nước làm tăng [HSO4-], như vậy nước là một bazơ

9 Trong dung môi là CCl4, nó không có khả năng tự phân ly nên không có axít, bazơtrong hệ dung môi này

Câu 28:

(Vòng 4).

Một dung dịch ceri (IV) sunfat cần được chuẩn hóa Cho các dung dịch và

31

 Chuẩn độ lần 2 : 25,00cm3 dung dịch sắt (II) sunfat dùng hết 24,03 cm3

dung dịch kali pemanganat

 Chuẩn độ lần 3 : 25,00cm3 dung dịch sắt (II) sunfat dùng hết 22,17 cm3

dung dịch ceri (IV) sunfat

1 Viết các phương trình phản ứng của ba lần chuẩn độ

2 Hãy tính nồng độ của dung dịch ceri (IV) sunfat.Người ta áp dụng các thếđiện cực tiêu chuẩn sau đây :

4 Hãy tính tỉ số tại điểm tương đương

5 Hãy tính thế của dung dịch tại điểm tương đương

 Nếu như người ta sử dụng một chất chỉ thị oxi hóa - khử (In) với Eo = thế củadung dịch tại điểm tương đương để nhận biết điểm kết thúc của việc chuẩn độ đó thì

sẽ không có vấn đề gì về độ chính xác của việc nhận biết điểm kết thúc

 Nhưng đối với chất chỉ thị sau đây thì:

InOx + 2e In

 Sự chuyển màu thể hiện rõ khi

6 Hãy tính tại điểm chuyển màu của chất chỉ thị này và cho biết sai sốphần trăm trong lần chuẩn độ đã tiến hành

 Khi cân bằng ta có : Go=-RTlnKC =F(Eo

1-Eo

2)(Với R=8,314 ;T=298; F=96500)

Với hằng số cân bằng: Kd =

 Tìm hệ số phân bố Kd tại 25oC

Nhưng iôt hoà tan rất ít trong nước và việc xác định nồng độ rất không chínhxác Thế nhưng, nếu người ta cho thêm iôđua vào thì sẽ có cân bằng sau đây:

I2(nước) + I-(nước) I3-(nước)

Với hằng số cân bằng: K= = 724,0(mol/L)-1

Bằng cách này có thể hoà tan được trong nước nhiều iôt hơn và sự xác địnhnồng độ iôt chính xác hơn

Trong một bình đong có dung tích 250,0 mL, người ta hoà tan 4,033 g kaliiođua và khoảng 1 g iôt; sau đó người ta cho thêm nước vào bình đến đúng 250,0

mL Rồi người ta lấy từ đó 100,0 mL và đưa cùng với 100,00mL heptan vào mộtphễu chiết, lắc liên tục cho đến khi đạt đến cân bằng – sau đó phễu chiết được nhúngvào một máy điều nhiệt cho đến khi các lớp (pha) hoàn toàn tách ra khỏi nhau Tiếptheo đó, các mẫu của từng lớp một được chuẩn độ bằng dung dịch natrithiosunfat(c= 0,0100 mol/L) Qua đó thu được các giá trị trung bình sau đây:

20,00 mL của lớp heptan cần 18,15 mL dung dịch natrithiosunfat

10,00 mL của lớp nước cần 16,88 mL dung dịch natrithiosunfat

1 Viết phương trình đã cân bằng cho phản ứng đã chuẩn độ

2 Tính nồng độ iôt trong heptan

3 Tính nồng độ tổng quát của iốt trong lớp nước và từ đó tính ra C(I2/nước)

4 Xác định hệ số phân bố Kd

Giải :

1 2S2O32- + I2 2I- + S4O6

2-35