Boi duong Casio Hoa

Tính khối lượng riêng của sắt ở 1250K bỏ qua ảnh hưởng không đáng kể do sự dãn nở nhiệt Thép là hợp kim của sắt và cacbon, trong đó một số khoảng trống giữa các nguyên tử sắt bị chiếm bở[r]

Trang 1

Câu 1 Mạng lưới tinh thể của KCl giống như mạng lưới tinh thể của NaCl Ở 18oC, khối lượng riêng của KCl bằng 1,9893 g/cm3, độ dài cạnh ô mạng cơ sở (xác định bằng thực nghiệm) là 6,29082 Å Dùng các giá trị của nguyên tử khối để xác định số Avogadro Cho biết K = 39,098; Cl = 35,453

Hướng dẫn Xét một ô mạng cơ sở

Trong một ô mạng cơ sở có số ion K+ (hoặc Cl-) là: 8 18 + 6 12 = 4

Như vậy, trong một ô mạng cơ sở có 4 phân tử KCl

Xét 1 mol tinh thể KCl, khi đó: Khối lượng KCl là: 39,098 + 35,453 = 74,551 (g)

Thể tích tinh thể KCl là: 74,551 : 1,9893 = 37,476 (cm3)

Thể tích một ô mạng cơ sở là: (6,29082.10-8)3 = 2,4896.10-22 (cm3)

 Số ô mạng cơ sở là: 37,476 : (2,4896.10-22) = 1,5053.1023

 Số phân tử KCl có trong 1 mol tinh thể KCl là: 1,5053.1023 4 = 6,0212.1023

Do đó, số Avogadro theo kết quả thực nghiệm trên là 6,0212.1023

Câu 2 Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện Ô mạng cơ sở có

độ dài mỗi cạnh là 5,14.10-10 m Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức có thể xảy ra

tiếp xúc anion - anion và ion Li+ được xếp khít vào khe giữa các ion Cl- Hãy

tính độ dài bán kính của mỗi ion Li+ , Cl- trong mạng tinh thể theo picomet

(pm)

Hướng dẫn Mỗi loại ion tạo ra một mạng lập phương tâm mặt Hai mạng đó lồng vào nhau, khoảng cách hai

mạng là a/2 Hình bên mô tả một mặt của cả mạng LiCl

Tam giác tạo bởi hai cạnh góc vuông a, a; cạnh huyền là đường chéo d, khi đó

d2 = 2a2  d = a 2 và d = 4rCl

→

10

Cl

Xét một cạnh a: a =

-Cl

2r

+ + Li

2r

nên + Li

r

=

-Cl

Câu 3 Thực nghiệm cho biết ở pha rắn, vàng (Au) có khối lượng riêng là 19,4g/cm3 và có mạng lưới lập phương tâm diện Độ dài cạnh của ô mạng đơn vị là 4,070.10-10m Khối lượng mol nguyên tử của Au là 196,97g/mol

a Tính phần trăm thể tích không gian trống trong mạng lưới tinh thể của Au

b Xác định trị số của số Avogadro

Hướng dẫn a Cạnh hình lập phương = a, khoảng cách hai đỉnh kề nhau:

a = 4,070.10-10m

Khoảng cách từ đỉnh đến tâm mặt lập phương là nửa đường chéocủa mỗi mặt vuông: ½ (a 2) = a/ 2< a

đó là khoảng cách gần nhất giữa hai nguyên tử bằng hai lần bán kính nguyên tử Au

4,070 X10-10m : 2= 2,878.10-10m = 2r r : bán kính nguyên tử Au = 1,439.10-10m

Mỗi ô mạng đơn vị có thể tích là: a3 = (4,070 10-10 m)3 = 67, 419143.10-30 m3và có

chứa 4 nguyên tử Au

Thể tích 4 nguyên tử Au là 4 nguyên tử x 4/3 πr3 = 4 43 (3,1416) (1,439 10-10)3 = 49, 927.10-30m3

Độ đặc khít = (49,927.10-30m3)/ (67,419.10-30 m3) = 0,74054 = 74,054%

Độ trống = 100% -74,054% = 25,946%

b) Tính số Avogadro

1 mol Au = NA nguyên tử Au có khối lượng 196,97 gam

1 nguyên tử Au có khối lượng = A

196,97

(g) N

Trang 2

Tỉ khối của Au rắn: d (Au) = 19,4 g/cm3 =

Au

3 A

=

19,4 g/cm3 = 4 x A

196,97(g)

1

67 , 4191 x 10 − 30 m3 106cm3/m3 → NA = 6,02386.1023

Câu 4 Một tinh thể vàng hình lập phương, cạnh ao = 1,000cm(Khi chiếu tia X có bước sóng 

=154,05.10-12m (154,05pm) vào tinh thể đó, thực nghiệm cho thấy với góc tới  = 10,89o có vết xạ bậc

1 cường độ lớn biết rằng Au=196,97

1 Hãy tính số nguyên tử vàng trong hình lập phương đó

2 Hãy tính khối lượng của tế bào sơ đẳng

3 Hãy tính khối lượng riêng của Au

Biết rằng Au kết tinh ở dạng lập phương tâm diện

Hướng dẫn 1 Theo phương trình Bragg: 2dsin = n

n = 1 (phản xạ bậc 1) d = a cạnh tế bào lập phương

m 10 077 , 4 ) 89 , 10 sin(

2

10 05 , 154 1 sin 2

1

12











Thể tích của tế bào sơ đẳng là: V = a3 = (4,077 10-10)3 = 6,777 10-29m3

Số tế bào trong 1cm3: N =

22 29

3

10 476 , 1 10

77 , 6

10





Số nguyên tử trong 1cm3: NAu = 1,476 1022 4 = 5,904 1022

2 Khối lượng một nguyên tử Au = 6 , 02 . 1023

97 , 196

= 3,271 10-22g Khối lượng một tế bào sơ đẳng: 4 x 3,271 10-22 = 1,308 10-21g

3 Khối lượng riêng của Au:

3 22

21

cm / g 3 , 19 10

777 , 6

10 308 , 1





Câu 5 1 Bạc kim loại có thể tác dụng với dung dịch HI 1M giải phóng khí H2 hay không? Biết TAgI

=8,3 10-17

2 Bạc kim loại có thể tan trong dung dịch HCN đặc giải phóng khí H2 hay không? Biết ion Ag+ có khả năng kết hợp với ion CN- tạo nên anion phức [Ag(CN)2]- (tan được) có hằng số không bền là 10-21

3 Cho biết Cu có tan được trong môi trường axit, môi trường kiềm với sự có mặt của O2 không?

Biết Eo O2 + 4H/2H2 O = + 1,23 V; E o O2 + 2H2O/4OH = + 0,4V

Eo

Cu2/Cu = + 0,34V

Hướng dẫn 1 Tính thế điện cực trong điều kiện này như sau:

AgI  Ag+ + I- TAgI = 8,3 10-17

[I-] [Ag+] = 8,3 10-1  [Ag+] =

17 7

10 3 , 8 1

10 3 ,





Ag /Ag Ag /Ag

= -0,103V

Do đó 2Ag + HI  2AgI + H2 E = 0,103

Vậy Ag có thể đẩy được H2 ra khỏi dung dịch HI trong điều kiện đó

2 Ag - 1e  Ag+ K1 = 0,059

794 , 0

10



2x │ HCN  H+ + CN- K’ = 10-9,35

H+ + e  2

1

Ag+ + 2CN-  [Ag(CN)2]-  = 1021

Trang 3

Ag + 2HCN  H[Ag(CN)2]- + 2 H2

1

K = K1 (K')2 K2  = 10-13,5 10-18,7 1 1021 = 10-11,2 Như vậy Ag khó tan trong dung dịch HCN

3 Cu - 2e  Cu2+ E = -0,34

O2 + 4H+ + 2e  2H2O E0 = +1,23

Cu + O2 + 4H+  Cu2+ + 2H2O E = 0,89 > 0

 Như vậy Cu tan được trong môi trường axít khi có mặt oxi

2 x Cu - 2e  Cu2+ E0= -0,34V

O2 + 2H2O + 2e  4OH- E0 = 0,4V

2Cu + O2 + 2H2O  Cu (OH)2 + 2OH- E = 0,06 (V) > O

tương tự Cu cũng tan được trong môi trường kiềm khi có mặt oxi

Câu 6Từ nhiệt độ phòng đến 1185K sắt tồn tại ở dạng Fe với cấu trúc lập phương tâm khối, từ 1185K đến

1667K ở dạng Fe với cấu trúc lập phương tâm diện ở 293K sắt có khối lượng riêng d = 7,874g/cm3

1 Hãy tính bán kính của nguyên tử Fe

2 Tính khối lượng riêng của sắt ở 1250K (bỏ qua ảnh hưởng không đáng kể do sự dãn nở nhiệt)

Thép là hợp kim của sắt và cacbon, trong đó một số khoảng trống giữa các nguyên tử sắt bị chiếm bởi nguyên

tử cácbon trong lò luyện thép (lò thổi) sắt dễ nóng chảy khi chứa 4,3% cacbon về khối lượng Nếu được làm lạnh nhanh thì các nguyên tử cacbon vẫn được phân tán trong mạng lưới lập phương nội tâm, hợp kim được gọi

là martensite cứng và dòn Kích thước của tế bào sơ đẳng của Fe không đổi

3 Hãy tính số nguyên tử trung bình của C trong mỗi tế bào sơ đẳng của Fe với hàm lượng của C là 4,3%

4 Hãy tính khối lượng riêng của martensite (cho Fe = 55,847; C = 12,011; số N = 6,022 1023 )

Hướng dẫn

1 Khối lượng mol nguyên tử Fe = 55,847 g/mol và khối lượng riêng d = 7,874 g/ cm3 (ở 293K) Vậy 1 mol Fe

có thể tích là: V =

d  7,874 = 7,093 g/cm3 Mỗi tế bào lập phương có 2 nguyên tử Fe nên thể tích tế bào sơ đẳng là:

7,093 2 6,022 10



 = 2,356 10-23 cm3 Cạnh a của tế bào lập phương nội tâm :

a3 = V  a = (2,356 10-23)1/3 = 2,867 10-8 cm

Ta đã biết với cấu trúc lập phương nội tâm (kim loại): đường chéo của lập phương

AC = a 3= 4r Vậy bán kính nguyên tử r của Fe: r =

8





= 1,241 10-8 cm

2 Ở 1250K sắt ở dạng Fe với cấu trúc lập phương mặt tâm

Khi đó đường chéo của một mặt là:

a’ 2= 4r  a’ =

4r

2 =

8

4 1, 241 10

1, 414



= 3,511 10-8 cm

Thể tích tế bào sơ đẳng: V’= a’3 = (3,511 10-8)3 = 4,327 10-23 cm3

Với cấu trúc lập phương tâm mặt mỗi tế bào có 4 nguyên tử Fe, do đó khối lượng riêng:





  = 8,572 g/cm3

3 Trong 100 gam martensite có : 4,3 g C (0,36 mol) và 95,7 g Fe (1,71 mol)

Nghĩa là ứng với 1 nguyên tử Fe có 0,36 : 1,71 = 0,21 nguyên tử C

4 Mỗi tế bào sơ đẳng Fe có 2 nguyên tử Fe tức là có trung bình 0,21 2 = 0,42 nguyên tử C

Vì nguyên tử không chia sẻ được nên một cách hợp lý hơn ta nói cứ 12 tế bào sơ đẳng có :

(0,42 12) = 5 nguyên tử C

Trang 4

Khối lượng mỗi tế bào sơ đẳng = tổng khối lượng của 2 nguyên tử Fe và 0,42 nguyên tử C.



  = 1,938 10-23 gam

Tỷ khối của martensite: d =

22 23







 = 8,228 g/cm3

Câu 1 Mạng lưới tinh thể của KCl giống như mạng lưới tinh thể của NaCl Ở 18oC, khối

lượng riêng của KCl bằng 1,9893 g/cm3, độ dài cạnh ô mạng cơ sở (xác định bằng thực

nghiệm) là 6,29082 Å Dùng các giá trị của nguyên tử khối để xác định số Avogadro

Cho biết K = 39,098; Cl = 35,453

Câu 2 Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện Ô mạng cơ sở có độ dài mỗi

cạnh là 5,14.10-10 m Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức có thể xảy ra tiếp xúc anion - anion và

ion Li+ được xếp khít vào khe giữa các ion Cl- Hãy tính độ dài bán kính của

mỗi ion Li+ , Cl- trong mạng tinh thể theo picomet (pm)

Câu 3 Thực nghiệm cho biết ở pha rắn, vàng (Au) có khối lượng riêng là

19,4g/cm3 và có mạng lưới lập phương tâm diện Độ dài cạnh của ô mạng

đơn vị là 4,070.10-10m Khối lượng mol nguyên tử của Au là 196,97g/mol

a Tính phần trăm thể tích không gian trống trong mạng lưới tinh thể của

Au