CÁC DẠNG BÀI TOÁN ÔN THI HSG HÓA HỌC THPT

4 dạng bài toán ôn thi HSG Hóa học THPT đã được chọn lọc 1. Dạng pH và tổng hợp dạng pH và tích số tan 2. Dạng tích số tan và kết tủa 3. Dạng bài toán điện hóa 4. Dạng bài toán nhận biết chất với tài liệu này các bạn sẽ có được kiến thức sâu hơn để phục vụ cho việc ôn luyện HSG ở các kỳ thi HSG và tuyển chon HS vào các lớp chuyên Chúc các bạn thành công và hài lòng với tài liệu này

Trang 1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

I DẠNG BÀI TẬP VỀ pH 3

Câu 1 (Đề thi tuyển chọn HSG tỉnh Sóc Trăng năm 2018) 3

Câu 2 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm 2017) 4

Câu 3 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm học 2015-2016) 4

Câu 6 7

Câu 7 (Chọn học sinh giỏi Quốc gia năm 2002 , Bảng A) 8

Câu 8 (Olympic Hóa Học Quốc Tế lần thứ 33) 10

Câu 9 (Olympic hóa học quốc tế lần thứ 33) 11

Câu 10 (Olympic Hóa Học Quốc Tế lần thứ 32) 12

Câu 11 (Olympic Hóa Học Quốc Tến lần thứ 3) 13

II DẠNG BÀI TẬP VỀ TÍCH SỐ TAN 14

Câu 7 18

Câu 8 19

Câu 9 (Olympic 30/4 – 2017 – Tr144 – 486) 20

Câu 10 21

Câu 11 (Olympic 30/4 – 2017 – Tr144 – 486) 22

Câu 12 (Olympic hóa học Bungari 1998) 22

Câu 13 (Olympic hóa học quốc tế lần thứ 34) 23

Trang 2

III DẠNG BÀI TẬP VỀ ĐIỆN HÓA 25

Câu 6 30

Câu 7 33

Câu 8 (HGS QG 2002) 34

IV DẠNG BÀI TẬP NHẬN BIẾT 35

Trang 3

I DẠNG BÀI TẬP VỀ pH

Câu 1 (Đề thi tuyển chọn HSG tỉnh Sóc Trăng năm 2018)

Dung dịch A gồm Na2S và CH3COONa có pHA = 12,50 Thêm một lượng

Na3PO4 vào dung dịch A sao cho độ điện li của ion S2- giảm 20% (coi thể tíchdung dịch không đổi) Tính nồng độ của Na3PO4 trong dung dịch A

(pK a1(H S) 2 7,02; pKa2(H S)2 12,9; pKa1(H PO )3 4 2,15;

Gọi nồng độ của Na2S và CH3COONa trong dung dịch A là C1 (M) và C2

(M) Khi chưa thêm Na3PO4, trong dung dịch xảy ra các quá trình:

2-4

HPO

4

2

-S

[HS ] C

2-S

Trang 4

Từ (1)  [OH-] = = 0,0593 (M).

So sánh các cân bằng (1)  (7), ta thấy (1) và (5) quyết định pH của hệ:

[OH-] = [HS-] + [ ][ ] = [OH-] - [HS-] = 0,0593 – 0,0253 = 0,0340 (M)

0,0965 + 0,0340 = 0,1305 (M)

Câu 2 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm 2017)

Tính hằng số Kb và pH của dung dịch amoniac Biết ở 250C, độ điện li củadung dịch amoniac 1,0 M là 0,43%

2

≈ 1

) 10 3 , 4 (  3 2

= 1,85 10-5

 [ H+] = 3

14

10 3 , 4



4

2-4

HPO

4

3-PO

2- 4

[HPO ][OH ] 0, 0340.0, 0593

4

3-PO

Trang 5

Bài giải

 1

2

7 2

2 2

Câu 4 (Đề thi HSG tỉnh Sóc Trăng năm học 2013-2014)

Trộn V ml dung dịch CH3COOH 0,1M vào 100 mL dung dịch CH3COONa 0,1M thu được dung dịch có pH = 4,74 Tính V? biết 3

5 (CH COOH) 1,8.10

Trang 6

x x V k

V x V

Muối sắt (III) bị thuỷ phân theo phương trình hoá học sau:

Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ , Ka = 10-2,2

a) Xác định pH của dung dịch FeCl3 10– 3M

b) Tính nồng độ C (mol/L) của dung dịch FeCl3 bắt đầu gây ra kết tủaFe(OH)3 và tính pH của dung dịch lúc bắt đầu kết tủa Biết 3

38 Fe(OH)

x K

Trang 7

So sánh (4) và (1) ta được; 104.x3 = x2Ka-1 � x = [H3O+] = 10-1,8M

� pH= 1,8

Trang 8

Từ (4) ta có [Fe3+] = 104.x3 = 104(10-1,8)3 = 10-1,4M

Theo phản ứng (1): C = [Fe3+] + x = 10-1,4 + 10-1,8 = 5,56.10-2M

Trang 9

Câu 7 (Chọn học sinh giỏi Quốc gia năm 2002 , Bảng A)

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

a. Tính pH của dung dịch X

b. Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thuđược kết tủa A và dung dịch B

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

ii 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(NO3)2).iii Nhận biết các chất có trong kết tủa A bằng phương pháp hoá học,

viết các phương trình phản ứng (nếu có)

Trang 10

Pb2+ + SO42-  PbSO4 (Ks-1) = 107,8 0,08 0,05

0,03

Pb2+ + 2 I-  PbI2 (Ks-1) = 107,6.0,03 0,06

i Thành phần hỗn hợp: A : PbS, PbSO4, PbI2

10 2.10



= 5 1024 << [Pb2+]Các nồng độ SO42-, S2- đều rất bé so với nồng độ Pb2+, như vậy nồng độ Pb2+

do PbS và PbSO4 tan ra là không đáng kể nên cách giải gần đúng trên là hoàntoàn chính xác

iii Nhận biết các chất có trong kết tủa A: PbS; PbSO4; PbI2

Cho kết tủa hoà tan trong NaOH dư :  PbS không tan, có màu đen

Dung dịch có PbO22-, SO42-, I-, OH

PbSO4 + 4 OH-  PbO22- + SO42- + 2 H2O

PbI2 + 4 OH-  PbO22- + 2 I- + 2 H2ONhận ra ion SO42-: cho BaCl2 dư: có kết tủa trắng BaSO4, trong dung dịch

có PbO22-, OH-, Ba2+, I-

3 7,6 2,7

2

PbI : 10   10 

Trang 11

Nhận ra I-, Pb2+: axit hoá dung dịch bằng HNO3 dư sẽ có kết tủa vàng PbI2

xuất hiện:

OH- + H+  H2O

PbO22- + 4 H+  Pb2+ + 2H2O

Pb2+ + 2 I-  PbI2

Câu 8 (Olympic Hóa Học Quốc Tế lần thứ 33)

Một hợp chất nitro hữu cơ (RNO2) được khử bằng phương pháp điện hóa trong dung dịch đệm axetat có tổng nồng độ axetat (HOAc+ OAc-) là 0,500M và

có pH = 5,300mL dung dịch đệm chứa 0,01M RNO2 đem khử điện hóa hoàn toàn Axit axetic có Ka = 1,75.10-5 ở 25oC Phản ứng khử điện hóa hợp chất nitro xảy ra như sau:

Số mmol RNO2 bị khử sẽ là: 300.0,0100 = 3mmol

Từ phương trình bán phản ứng ta thấy rằng để khử hóa hoàn toàn 3mmolhợp chất nitro cần 12mmol H+ Số mmol H+ này nhận được từ sự phân ly củaHOAc

Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì:

Trang 12

Hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng lên độ tan của các muối khó tan là

pH và sự có mặt của tác nhân tạo phức Bạc oxalat là một ví dụ điển hình: Tích

số tan của nó trong nước là T = 2,06.10-4 tại pH=7 Độ tan của nó bị ảnh hưởngbởi pH khi anion oxalat phản ứng với ion hydroni và bằng tác nhân tạo phứcchẳng hạn như amoniac để tạo phức với cation bạc

a Tính độ tan của bạc oxalat trong dung dịch axit có pH = 5,0 Hai hằng số

phân li của axit oxalic lần lượt là: K1 = 5,6.10-2 và K2 = 6,2.10-6

và Ag(NH3)2+ Các hằng số tạo phức từng nấc tương ứng sẽ là 1 =1,59.103 và 2 = 6,76.103 Tính độ tan của bạc oxalat trong dung dịch chứa0,02M NH3 và có pH = 10,8

Tổng nồng độ [Ag+] trong dung dịch được xác định bởi phương trình

CAg = 2S = [Ag+] + [Ag(NH3)+] + [Ag(NH3)2+]

Trang 13

CAg = 2S = [Ag+](1 + 1[NH3] + 12[NH3]2)

Thay vào biểu thức của T ta tính được S = 5,47.10-2

Câu 10 (Olympic Hóa Học Quốc Tế lần thứ 32)

Một học sinh điều chế dung dịch bão hoà magie hydroxit trong nướctinh khiết tại 25oC Trị số pH của dung dịch bão hoà đó được tính bằng 10,5

a Dùng kết qủa này để tính độ tan của magie hydroxit trong nước Phải tính

độ tan theo mol.L-1 cũng như g/100mL

b Hãy tính tích số tan của magie hydroxit.

c Hãy tính độ tan của magie hydroxit trong dung dịch NaOH 0,010M tại

Mg(OH)2 (r) + 2H+ (aq)  Mg2+ (aq) + 2H2O (l)

Giả sử thể tích không đổi và bằng 100mL, phản ứng này tạo ra Mg2+ cónồng độ 0,050M

Rồi Mg(OH)2 hoà tan trong dung dịch [Mg2+] = 0,010 + x  0,050M

Trang 14

Câu 11 (Olympic Hóa Học Quốc Tến lần thứ 3)

a Axit photphoric, H3PO4 là một axit ba chức Nếu chuẩn độ một dung dịch

H3PO4 0,1000M với NaOH 0,1000M Hãy ước lượng pH tại các thời điểmsau:

i Giữa điểm bắt đầu và điểm tương đương thứ nhất

ii Tại điểm tương đương thứ hai

iii Tại sao rất khó xác định đường cong chuẩn độ sau điểm tương đương

thứ hai?

K1 = 7,1.10-3 K2 = 6,2.10-8 K3 = 4,4.10-13

b Một dung dịch chứa 530mmol Na2S2O3 và một lượng chưa xác định KI.Khi dung dịch này được chuẩn độ với AgNO3 thì đã dùng được 20,0mmolAgNO3 trước khi bắt đầu vẩn đục vì AgI kết tủa Có bao nhiêu mmol KI?.Biết thể tích sau cùng là 200mL

b Do hằng số tạo phức của Ag(S2O3)23-, Kf = (Kd)-1 = 1,667.1013 là rất lớn nên hầu hết Ag+ thêm vào sẽ tạo phức với S2O32- và:

[Ag(S2O3)23-] = 0,100M

số mmol S2O32-tự do = 530 – (2.20) = 490mmol

[S2O32-] = 2,450M

Nồng độ ion Ag+ tự do được tính từ Kd

Trang 15

Ag+ + I- → AgI

T = [Ag+][I-] = 8,5.10-17

 [I-] = 8,5.10-2M

mmol KI = 17,0mmol

II DẠNG BÀI TẬP VỀ TÍCH SỐ TAN

Độ tan của H2S trong dung dịch HClO4 0,003M là 0,1 mol/L Nếu thêm vàodung dịch này hai ion Mn2+ và Cu2+ có cùng nồng độ mol là 2.10-4M

a Chứng minh ion Cu2+ kết tủa còn ion Mn2+ không kết tủa dưới dạngsunfua

b Nếu giảm � �H của dung dịch đến 10-7 thì MnS có kết tủa được không? (T MnS 3.10 ;T14 CuS 8.1037; K1, K2 của H2S lần lượt là 10-7 và 1,2.10-13)

Bài giải

a Theo đề bài: H S2  0,1mol L/

H2S góp phần không đáng kể H+ so với HClO4 nên:

Trang 16

- Đối với CuS:

= 2,6.1020 8.1037

Như vậy: MnS không kết tủa, CuS kết tủa

2, 4.10  3.10 Nên MnS kết tủa được.

Dung dịch E chứa các ion: Ca2, Na, HCO 3 và Cl; trong đó, số mol củaionCl gấp đôi số mol của ion Na Cho một nửa dung dịch E phản ứng vớidung dịch NaOH (dư), thu được 4 gam kết tủa Cho một nửa dung dịch E còn lạiphản ứng với dung dịch Ca(OH)2 (dư), thu được 5 gam kết tủa Mặt khác, nếuđun sôi đến cạn dung dịch E thì thu được m gam chất rắn khan Xác định giá trịcủa m

Trang 17

3

CaCO Ca

3

3 CaCO HCO

 Số mol các ion trong dung dịch E:

: : : :

2

3

Ca 0,04 2 = 0,08 mol HCO 0,05 2 = 0,1 mol



m = 0,06(23)+ 0,08(40)+ 0,1(61) + 0,12(35,5) (44 + 18) = 11,84gam

Dung dịch A chứa hỗn hợp MgCl2 10M và FeCl3 10M Tìm trị số pH thíchhợp để tách Fe3+ ra khỏi dung dịch A dưới dạng kết tủa hidroxit (coi Fe3+ đượctách hoàn toàn khi nồng độ còn lại của Fe3+ trong dung dịch nhỏ hơn hoặc bằng1,0.10-6) Cho biết: 2

11 ( ) 1,12.10

6

3,162.10 10



= 3,162.10

Trang 18

 H  = 0,32.10  pH  3,5

Không có Mg(OH)2: Mg2+.OH-1,12.10

 OH-= 3,35.10 H >  pH  10,5

Vậy: 3,5  pH  10,5

Trong một cốc nước chứa a mol Ca2+, b mol Mg2+ và c mol HCO Nếu chỉdùng nước vôi trong, nồng độ Ca(OH)2 xM để làm giảm độ cứng của nước thìngười ta thấy khi thêm V lít nước vôi trong vào cốc thì độ cứng của nước trongcốc là nhỏ nhất Xác định biểu thức tính V theo a, b, x (biết 2

11 ( ) 1,12.10



Do độ tan của Mg(OH)2 (T = 5.10-12) nhỏ hơn nhiều so với MgCO3

(T=1.10-5) nên có sự ưu tiên tạo kết tủa Mg(OH)2

Hãy cho biết những hiện tượng gì xãy ra khi thêm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch chứa đồng thời ion Ba2+ 0,1M và ion Sr2+ 0,1M

Biết: 3

9 2,0.10

BaCO

T   ; T SrCO3  5, 2.10  10

Bài giải

Trang 19

Trong dung dịch xãy ra hai cân bằng sau:

BaCO3 � Ba2+ + CO3

2-SrCO3 � Sr2+ + CO3

2-3

2 3

= 5,2.10-9 (mol/L) lúc đó SrCO3 bắt đầu kết tủa, nếu khi ��CO32��

tăng lên đạt 2,0.10-8 (mol/L) thì cả SrCO3 và BaCO3cùng kết tủa

Cho biết độ tan của CaSO4 là 0,2 gam trong 100 gam nước Ở 20oC, khốilượng riêng của dung dịch CaSO4 bão hòa coi như bằng 1gam/mL Hỏi khi trộn

50 ml dung dịch CaCl2 0,012M với 150 mL dung dịch Na2SO4 0,004M ở 20oCthì có xuất hiện kết tủa không? Giải thích

được hay không? Biết khi nồng độ 10-6 trở xuống thì có thể xem ion đó đượctách hết hoàn toàn Cho biết TtAgNO 3

Trang 20

Điều kiện kết tủa AgCl:

3 3

Dung dịch X gồm BaCl2 0,01M và SrCl2 0,1M Thêm 1 mol K2Cr2O7 vào

1 lít dung dịch X (coi thể tích dung dịch không đổi)

Cho biết: Cr2O72- + H2O � 2CrO42- + 2H+ K a  2,3.10 15

Trang 21

Để không kết tủa SrCrO4:

SrCrO

Tt CrO

Áp dụng ĐLBTKL đối với (3), trong đó [CrO42-] tính theo (3) và

[Cr2O72-] ≈ 1M (vì dùng dư so với ion Ba2+ cần làm kết tủa)

Ta có: Cr2O72- + H2O � 2CrO42- + 2H+ K a  2,3.10 15

Với C là nồng độ của CrO42- tại 2 thời điểm

Như vậy muốn tách Ba2+ ra khỏi Sr2+ dưới dạng BaCrO4ta có:

Ion [Ag(NH3)2]+ là một phức chất gồm Ag+ là ion trung tâm và 2 phân tử

NH3 là các phối tử Độ tan của AgCl trong nước là 1,3.10-5M Tích số tan củaAgCl là 1,7.10-10 Hằng số bền của phức [Ag(NH3)2]+ (β2) có giá trị là 1,5.107.Chứng minh rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH3 1,0M lớn hơn trongnước

Trang 22

a Kết tủa nào xuất hiện trước?

b Có thể tách được hoàn toàn Ag+ khỏi Pb2+ bằng HCl không?

Cho AgCl có pKS = 9,75; PbCl2 có pK’S = 4,8 và coi thể tích dung dịchkhông thay đổi

Bài giải

a Điều kiện để xuất hiện kết tủa AgCl:

[Ag+ ].[Cl- ] > KS � [Cl-] > 10-7MĐiều kiện để xuất hiện kết tủa PbCl2:

[Pb2+ ].[Cl- ]2 > KS' � [Cl-] > 10-2,4M

Từ (2.9) và (2.10) ta thấy kết tủa AgCl xuất hiện trước

b Để tách được hoàn toàn Ag+ khỏi Pb2+ thì [Ag+] <10-6M còn Pb2+ chưa kết tủa

Điều kiện để kết tủa hoàn toàn Ag+

� [Ag+] < 10-6M � [Cl-] > 10-4M (1)

Điều kiện để chưa kết tủa PbCl2:

[Pb2+ ].[Cl- ]2 < KS'.[Cl-] < 10-2,4M (2)

Từ (1), (2) � Có thể tách được hoàn toàn Ag+ khỏi Pb2+

Để tách được cần khống chế [Cl-] trong khoảng 10-4M < [Cl-] < 10-2,4M

Trang 23

Câu 11 (Olympic 30/4 – 2017 – Tr144 – 486)

Ion [Ag(NH3)2]+ là một phức chất gồm Ag+ là ion trung tâm và 2 phân tử

NH3 là các phối tử Độ tan của AgCl trong nước là 1,3.10-5M Tích số tan củaAgCl là 1,7.10-10 Hằng số bền của phức [Ag(NH3)2]+ (β2) có giá trị là 1,5.107.Chứng minh rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH3 1,0M lớn hơn trongnước

Câu 12 (Olympic hóa học Bungari 1998)

Bạc clorua dễ dàng hoà tan trong dung dịch amoniac trong nước vì tạo ion phức:

Trang 24

Câu 13 (Olympic hóa học quốc tế lần thứ 34)

Độ tan là một thông số quan trọng để xác định được sự ô nhiễm môi trường

do các muối gây ra Độ tan của một chất được định nghĩa là lượng chất cầnthiết để có thể tan vào một lượng dung môi tạo ra được dung dịch bão hoà

Độ tan của các chất khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất của dung môi và chấttan cũng như của các điều kiện thí nghiệm, ví dụ như nhiệt độ và áp suất Độ

pH và khả năng tạo phức cũng ảnh hưởng đến độ tan

Một dung dịch chứa BaCl2 và SrCl2 đều ở nồng độ 0,01M Khi ta thêm mộtdung dịch bão hoà natri sunfat vào dung dịch thì 99,9% BaCl2 sẽ kết tủa dướidạng BaSO4 và SrSO4 chỉ có thể kết tủa nếu trong dung dịch còn dưới 0,1%BaSO4 Tích số tan của các chất được cho sau đây: T(BaSO4) = 10-10 vàT(SrSO4) = 3.10-7

a Viết các phương trình phản ứng tạo kết tủa

Tính nồng độ Ba2+ còn lại trong dung dịch khi SrSO4 bắt đầu kết tủa.Tính %Ba2+ và Sr2+ sau khi tách ra

Sự tạo phức gây nên một ảnh hưởng đáng kể đến độ tan Phức là một tiểuphân tích điện chứa một ion kim loại ở trung tâm liên kết với một hay nhiều phối

tử Ví dụ Ag(NH3)2+ là một phức chứa ion Ag+ là ion trung tâm và hai phân tử

NH3 là phối tử

Độ tan của AgCl trong nước cất là 1,3.10-5M

Tích số tan của AgCl là 1,7.10-10M

Hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức có gía trị bằng 1,5.107

Trang 25

b Sử dụng tính toán để cho thấy rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH3

1,0M thì cao hơn trong nước cất

T(BaSO4) = [Ba2+][SO42-] = [Ba2+].3.10-5  [Ba2+] = 0,333.10-5M

%Ba2+ còn lại tỏng dung dịch =

b Cân bằng tạo phức giữa AgCl và NH3 có thể được xem như là tổ hợp của hai cân bằng:

AgCl(r) ⇌ Ag+

(aq) + Cl

-(aq) T = 1,7.10-10

Ag+

(aq) + 2NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+ Kf = 1,5.107

AgCl(r) + 2NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+ + Cl

-(aq) K = T.Kf = 2,6.10-3

Cân bằng: (1,0 – 2x) x x

Do K rất bé nên hầu hết Ag+ đều tồn tại ở dạng phức:

Nếu vắng mặt NH3 thì ở cân bằng: [Ag+] = [Cl-]

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	571,83 KB
File đính kèm	BÀI TẬP HÓA PHÂN TÍCH ÔN THI HSG HÓA HỌC.rar (427 KB)