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 Thời 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 X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron của nguyên tử. 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. So sánh độ lớn góc liên kết trong các phân tử PX3 (X: F, Cl, Br, I). Giải thích? Câu 3 (2,0 điểm) Nhiệt động học Cho phản ứng : Zn (r) + Cu2+ (aq) à Zn2+(aq) + Cu (r). diễn ra trong điều kiện chuẩn ở 250C a) Tính W, Q, DU, DH, DG, DS của phản ứng ở điều kiện trên? Biết : Zn (r) Cu2+ (aq) Zn2+(aq) Cu (r) DH0s,298 (KJ.mol-1) 0 64,39 -152,4 0 S0298 (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) 1 25 0,25 0,75 4,0.10–4 2 25 0,75 0,75 1,2.10–3 3 55 0,25 1,50 6,4.10–3 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) 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 a và áp suất P. 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 a và Kp. Trong một thí nghiệm khác giữ nguyên lượng PCl5 như 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 a. 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 (a) 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 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 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) Bạc 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 Thời 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? Hướng dẫn (0,5đ)Theo bài ta có các phương trình đại số: 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 => Thế 4 vào 6 => (0,5đ)Lập bảng: A 1 2 3 4 5 Z 15 7,25 4,67 3,375 2,8 B 5 4 3 2 1 Z' 17 Kết luận Nhận Loại Loại Loại Loại (0,5đ)Kết luận: X là P; Y là Cl; chất A là PCl5 Câu 2 (2 điểm): Liên kết hóa học và cấu trúc phân tử X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron của nguyên tử. 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. So sánh độ lớn góc liên kết trong các phân tử PX3 (X: F, Cl, Br, I). Giải thích? Hướng dẫn Nội dung Điểm 1.a/ Với hợp chất hidro có dạng XH3 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, ms = +1/2 . mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 4. Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 (Ga) TH2: X thuộc nhóm VA, ta có sự phân bố e theo obitan: . Vậy e cuối cùng có: l=1, m= 1, ms = +1/2 . mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 2. Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p3 (N). b/ Ở đk thường XH3 là chất khí nên nguyên tố phù hợp là Nitơ. Công thức cấu tạo các hợp chất: Nguyên tử N có trạng thái lai hóa sp3 Oxit cao nhất: Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2. Hidroxit với hóa trị cao nhất: Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2. 2/ Độ lớn góc liên kết trong các phân tử PX3 biến đổi như sau: PF3 > 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 PX3 giảm dần từ PF3 → PI3. Nên PF3 có góc liên kết lớn nhất, PI3 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) + Cu2+ (aq) à Zn2+(aq) + Cu (r). diễn ra trong điều kiện chuẩn ở 250C a) Tính W, Q, DU, DH, DG, DS của phản ứng ở điều kiện trên? Biết : Zn (r) Cu2+ (aq) Zn2+(aq) Cu (r) DH0s,298 (KJ.mol-1) 0 64,39 -152,4 0 S0298 (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 1 Zn (r)+ Cu2+(aq) → Cu(r) + Zn2+(aq) ∆H0pư = ∆H0s, Cu + ∆H0s, Zn2+(aq) - ∆H0s, Zn (r) - ∆H0s,Cu2+(aq) = -216,79 KJ ∆S0pư = ∆S0s, Cu + ∆S0s, Zn2+(aq) - ∆S0s, Zn (r) - ∆S0s,Cu2+(aq) = -16,1 J/K. ∆G0pu = ∆H0pư – T. ∆S0pư = -216,79 + 298,15. 16,1.10-3 = -211,99 KJ Do ∆V = 0 (vì thể tích coi như không đổi) nên Wtt = 0; Trong quá trình bất thuận nghịch thì W’ = 0 Do đó ∆U0 = Q = ∆H0pư = -216,79 KJ 0,5 điểm 0,5 điểm 2 Cách 1: Phản ứng trên có ∆G0pu = -211,99 KJ << 0 nên có thể tự xảy ra. Cách 2: ∆S0hệ pư = -16,1 (J/K ) ∆S0mt = Qmt / T = -∆H0pư /T = 216,79.103 / 298,15 = 727,12 (J/K) ∆Svũ trụ = ∆Spư + ∆Smt = 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) 1 25 0,25 0,75 4,0.10–4 2 25 0,75 0,75 1,2.10–3 3 55 0,25 1,50 6,4.10–3 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 Câu 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. 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. Chia 2 vế cho nhau ta có : 3x = 3 x = 1 y = 1 k = = 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’ = = 1,7 . 10–2 = 8k Áp dụng : 8 = = l3 = 23 l = 2 0,5đ (1 đ) 0,5đ Câu 5 (2 điểm): Cân bằng hóa học Cho cân bằng: PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K) 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 a và áp suất P. 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 a và Kp. Trong một thí nghiệm khác giữ nguyên lượng PCl5 như 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 a. 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-a a a Áp suất: Ta có: Kp = Vậy: Kp = 2) Theo đề: ban đầu = mol, P = 2,7atm Tổng số mol khí của hỗn hợp tại TTCB: nS. = 69,5 Þ = 69,2.2 = 139. Áp dụng BTKL: mS = ban đầu = 83,4 (g) Þ nS = = 0,6 mol. PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K) BĐ 0,4 TTCB (0,4-x) x x nS = 0,4 - x + x + x = 0,6 Þ x = 0,2. Do đó: a = = 0,5. Vậy: Kp = = 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: Þ Þ n2 = = 0,48. PCl5 (K) PCl3(K) + Cl2(K) BĐ 0,4 TTCB(0,4-x¢) x¢ x¢ n2 = 0,4 - x¢ + x¢ + x¢ = 0,48 Þ x = 0,08. Do đó: a¢ = = 0,2. Vậy: Kp¢ = = Vì giảm nhiệt độ thì độ phân li PCl5 giảm, do đó phản ứng phân li PCl5 là phản ứng thu nhiệt. 0,5 0,75 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 (a) 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 Ý Nội dung Điểm 1 Trong dung dịch X có các quá trình sau: HCl ® H+ + Cl- H3PO4 D H+ + H2PO4- Ka1 = 10-2,15 H2PO4- D H+ + HPO42- Ka2 = 10-7,21 HPO42- D H+ + PO43- Ka3 = 10-12,32 H2O D H+ + OH- Kw = 10-14 Tại pH = 1,53 => Môi trường axit mạnh bỏ qua sự phân ly của nước. = 0,24 => Độ điện ly của H3PO4 là a = 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 => = 104,884 >> 1 => Lượng H3PO4 không đáng kể so với H2PO4-. => = 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 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 Hướng dẫn Câu 7: Tính lại nồng độ sau khi trộn: = 0,05M; = 0,005M; = 0,015M; = 0,0025M Có các quá trình sau: 3NH3 + 3H2O + Fe3+ Fe(OH)3 + 3NH4+ K3 = 1022,72 (3) 2NH3 + 2H2O + Mg2+ Mg(OH)2 + 2NH4+ K4 = 101,48 (4) NH3 + H+ NH4+ K5 = 109,24 (5) Do K3, K5 >>K4 nên coi như phản ứng (3), (5) xảy ra hoàn toàn 3NH3 + 3H2O + Fe3+ ® Fe(OH)3 + 3NH4+ 0,05M 0,015M 0,005M - 0,045M NH3 + H+ ® NH4+ 0,005M 0,0025M 0,045M 0,0025M - 0,0475M TPGH gồm: NH3 (0,0025M); NH4+ (0,0475M); Mg2+ (0,005M); H2O Tính gần đúng pH của dung dịch B theo hệ đệm: Hoặc tính theo cân bằng: NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb = 10-4,76 Mặt khác [Mg2+].[OH-]2 = 4,16.10-15 < nên không có kết tủa Mg(OH)2. Vậy kết tủa A là Fe(OH)3 0,5 0,5 0,5 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 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 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 + lg [Cu2+] = 0,331 V E(Fe3+/Fe2+) = 0,77 + lg = 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 ç Cu2+ (0,5 M) çç Fe2+ ; Fe3+ ç 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+. Sức điện động của pin = 0,788 - 0,331 = 0,457 V 0,75đ 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. Khi đó 0,77 + 0,059lg = E(Cu2+/Cu) = 0,331 V ® = 4,8. 10-8. 0,5đ c) Tổng thể tích = 100 mL ® [Fe2+] = 0,025 M ; [Fe3+] = 0,25M; [Ag+] = 0,3 M E(Fe3+/Fe2+) = 0,77 + 0,059 lg= 0,829 V E(Ag+/Ag) = 0,8 + 0,059 lg 0,3 = 0,769 V. So sánh thấy E(Fe3+/Fe2+) > E(Ag+/Ag) . nên phản ứng xảy ra theo chiều Fe3+ + Ag ® Fe2+ + Ag+ . Để đổi chiều phản ứng phải có E(Fe3+/Fe2+) < E(Ag+/Ag) ® 0,77 + 0,059 lg 0,9617 0,75đ Câu 9: (2 điểm) (Tinh thể) Bạc 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 Hướng dẫn a) - Ở mỗi đỉnh và ở tâm mỗi mặt đều có một nguyên tử Ag - Nguyên tử Ag ở đỉnh, thuộc 8 ô mạng cơ sở - Nguyên tử Ag ở tâm của mỗi mặt, thuộc 2 ô mạng cơ sở - Khối lập phương có 8 đỉnh, 6 mặt Þ Số nguyên tử Ag có trong 1 ô cơ số là 8 . + 6 . = 4 0,25 d d b) Gọi d là độ dài đường chéo của mỗi mặt, a là độ dài mỗi cạnh của một ô mạng cơ sở a a Từ hình vẽ một mặt của khối lập phương tâm diện, ta có: d = a = 4RAg Þ a = 2RAg. = 2,144. = 407 (pm) Þ Khối lượng riêng của Ag là: c) Số nguyên tử Au, Ag có trong một ô mang cơ số là x và (4 - x) Þ Nguyên tử khối trung bình của mẫu hợp kim là: Bán kính nguyên tử trung bình của hợp kim là Þ Độ dài cạnh của ô mạng cơ sở trong hợp kim là: Þ Khối lượng riêng của mẫu hợp kim là: 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 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) Hướng dẫn Điểm 1) TÝnh nång ®é mol/1Ýt cña dung dÞch H2SO4 vµ m (g) muèi. Gọi công thức muối halozen: MR. Theo đầu bài khí X có mùi đặc biệt, phản ứng với Pb(NO3)2 tạo kết tủa đen, khí X sinh ra do phản ứng của H2SO4 đặc. Vậy X là H2S. Các phương trình phản ứng: 8MR + 5H2SO4 = 4M2SO4 + 4R2 + H2S + 4H2O. (1) 0,8 0,5 0,4 0,4 0,1 H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3. (2) 0,1 0,1 BaCl2 + M2SO4 = 2MCl2 + BaSO4 (3) Theo (2): nH2S = nPbS = 23,9: 239 = 0,1(mol) theo (1): nM2SO4 = 4nH2S = 0,4(mol) = nR2 nH2SO4(pư) = 5nH2S = 0,5(mol) Khối lượng R2 = 171,2 - 69,6 = 101,6 (g) Theo (3): nBaSO4 = (1,674. 69,6): 233 = 0,5(mol) ® Vậy số mol H2SO4 dư: 0,5- 0,4= 0,1(mol) Nồng độ mol/l của axit là: (0,5+ 0,1): 0,2= 3(M) Khối lượng m(g)= mM+ mR (với mM= 69,6- 0,4. 96= 31,2 gam ) m(g)= 31,2+ (171,2- 69,6)= 132,8(g) 2) X¸c ®Þnh kim lo¹i kiÒm vµ halogen. + Tìm Halogen: 101,6 : 0,4 = 2. MR ® MR = 127 (Iot) + Tìm kim loại: 0,8.(M + 127) = 132,8 ® MM =39 (Kali) 3) Trạng thái lai hóa và dạng hình học của I3-: sp3d và dạng đường thẳng 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5
Tài liệu đính kèm: