Đáp án:
a. $T = 1,{58.10^{ - 11}}$
b. $pH = 7$
Giải thích các bước giải:
a. Dung dịch bão hòa có
$\begin{gathered} pH = 10,5 \to pOH = 14 - 10,5 = 3,5 \hfill \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to {\text{[}}O{H^ - }{\text{]}} = {10^{ - 3,5}}M \hfill \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to {\text{[}}M{g^{2 + }}{\text{]}} = \frac{{{{10}^{ - 3,5}}}}{2}M \hfill \\ \end{gathered} $
Tích số tan:
$T = {\text{[}}M{g^{2 + }}{\text{]}}.{{\text{[}}O{H^ - }{\text{]}}^2} = \frac{{{{10}^{ - 3,5}}}}{2}.{[{10^{ - 3.5}}]^2} = 1,{58.10^{ - 11}}$
b.
$\begin{gathered} {n_{Mg{{[OH]}_2}}} = 0,02\,\,mol \hfill \\ {n_{HCl}} = 0,002\,\,mol\,\,\,\,\,\,\,\,\, \hfill \\
\end{gathered} $
Phương trình hóa học:
$\begin{gathered} Mg{[OH]_2} + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \hfill \\ 0,001\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow 0,02\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} $
Trong dung dịch chứa
${n_{M{g^{2 + }}}} = 0,001\,\,mol \to {\text{[}}M{g^{2 + }}{\text{]}} = 0,01M$
Ta có:
$\begin{gathered} {T_{Mg{{[OH]}_2}}} = {\text{[}}M{g^{2 + }}{\text{][}}O{H^ - }{{\text{]}}^2} = 1,{58.10^{ - 11}} \hfill \\ \to {{\text{[}}OH]^ - } = \sqrt {\frac{{1,{{58.10}^{ - 11}}}}{{0,01}}} = 3,{97.10^{ - 5}} \hfill \\ \end{gathered} $
$pH = 14 + \log [O{H^ - }] = 9,6$
You're Reading a Free Preview
Pages 8 to 18 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 7 to 15 are not shown in this preview.
Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
MỤC LỤCA.MỞ ĐẦUI.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀIHóa học phân tích là môn khoa học có vai trò to lớn, chiếm một vị trí quan trọngtrong quá trình giảng dạy môn hóa học ở trường trung học phổ thông, đặc biệt đối vớitrường chuyên và luyện thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế. Trong những năm gần đâyđã có một số công trình nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết hóa học phân tích về phảnứng oxi hóa – khử, phản ứng axit – bazơ, phản ứng tạo thành hợp chất ít tan trong giảngdạy học sinh trường chuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế.Thực trạng đặt ra lúc này là nhiều học sinh và sinh viên gặp khó khăn trong vấn đề tựtìm tài liệu, chọn giáo trình phù hợp, tốn nhiều thời gian trong việc tìm kiếm, phải tựxoay sở để chiếm lĩnh kiến thức và kĩ năng giải bài tập hóa học nói chung và đặc biệt làchuyên đề hóa học phân tích định tính trong quá trình học tập.Xuất phát từ những vấn đề cấp bách trên, với cương vị là một sinh viên khoa hóa, emrất mong mỏi có được một nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp trong các kì thi Quốc gia,Quốc tế. Bên cạnh đó có thể cung cấp được tài liệu tham khảo học tập cho bản thân cũngnhư các bạn học sinh, sinh viên. Tất cả lí do đó, em lựa chọn đề tài : “ Tìm hiểu bài tậphóa học phân tích định tính ở các kỳ thi học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế ” để nghiêncứu.II.III.IV.V.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨUXây dựng nguồn tài liệu về bài tập hóa học phân tích cho các kì thi Olympic cấpQuốc gia, Quốc tế.ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨUHệ thống bài tập hóa học phân tích dùng trong học tập hóa học phân tích định tínhvà cho các kì thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế.NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨUNghiên cứu chương trình hóa học phổ thông nâng cao, chuyên hóa học vàchương trình ở bậc đại học chuyên ngành hóa học. Phân tích các đề thi học sinhgiỏi cấp quốc gia, quốc tế và đi sâu nội dung hóa học phân tích định tính.Xây dựng hệ thống bài tập hóa học phân tích dùng cho học sinh chuyênhóa, sinh viên chuyên ngành hóa.Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài tập thích hợp.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU- Đọc, thu thập tài liệu- Tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫnXử lý, tổng hợp.PHẠM VI NGHIÊN CỨUBài tập phần hóa học phân tích định tính.-VI.B.NỘI DUNGBÀI 1 :Bạc clorua dễ dàng hòa tan trong dung dịch amoniac trong nước vì tạo ion phức:AgCl[r] + 2 NH3Ag[NH3]2+ + Cla] Một lít dung dịch amoniac 1M hòa tan được bao nhiêu gam AgCl? Biết:AgCl[r]Ag+ + ClT = 1,8.10-10Ag[NH3]2+ Ag+ + 2 NH3K = 1,7.10-7b] Xác định tích số tan T của AgBr. Biết rằng 0,33 g AgBr có thể tan được trongdung dịch amoniac 1M.[ĐỀ THI OLYMPIC HÓA HỌC BUNGARI NĂM 1998]Bài giảia] Ta có :K = = 1,7.10-7T = [Ag+][Cl-] = 1,8.10-10Vì [Ag+] > KsVậy có kết tủa Cu[OH]2 tạo thành.3. Cu[OH]2Cu2+ + 2OHCu2+ + 4NH3Cu[OH]2 + 4NH3Cu[NH3]42+Cu[NH3]42+ +Ks = 2,2.10-20Kb = 2,1.10-132OH-KK = Ks.Kb = [2,2.10-20].[2,1.10-13] = 4,6.10-74.= = = 0,00103 [mol]Nồng độ trong 1 lít nước là 0,00102 M.Nồng độ OH- là 0,00206M và nồng độ Cu[NH3]42+ là 0,00103M.Ta có K === = 0,00950[NH3] = 0,312 [M]Khi thêm dung dịch NH3 vào thì ban đầu tạo thành chất kết tủa màu xanh. Sau đókết tủa dần hòa tan và tạo thành phức màu xanh đậm.BÀI 6 :Lượng canxi trong mẫu có thể được xác định bởi cách sau:Bước 1 : Thêm một vài giọt chỉ thị metyl đỏ vào dung dịch mẫu đã được axit hóa vàsau đó là trộn với dung dịch Na2C2O4.Bước 2 : Thêm ure [NH2]2CO và đun sôi dung dịch đến chỉ thị chuyển sang màuvàng [ việc này mất 15 phút]. Kết tủa CaC2O4 xuất hiện.Bước 3 :Dung dịch nóng được lọc và kết tủa CaC2O4 được rửa bằng nước lạnh đểloại bỏ lượng dư ion C2O42-.Bước 4 : Chất rắn không tan CaC2O4 được hòa tan vào dung dịch H2SO4 0,1M đểsinh ra ion Ca2+ và H2C2O4. Dung dịch H2C2O4 được chuẩn độ với dung dịch KMnO4đến khi dung dịch có màu hồng thì ngừng.Các phản ứng xảy ra và các hằng số cân bằng:CaC2O4 [s]Ca2+[aq] + C2O42- [aq]Ca[OH]2 [s]Ca2+[aq]H2C2O4 [aq]HC2O4- [aq]HC2O4- [aq]H2OC2O42- [aq] +H+[aq] +OH- [aq]= 1,3.10-82 OH- [aq] = 6,5.10-6++H+[aq]H+[aq]Ka1 = 5,6.10-2Ka2 = 5,42.10-5Kw = 1,00.10-141. Viết và cân bằng các phương trình phản ứng xảy ra ở bước 2.2. 25,00 ml dung dịch mẫu canxi được xác định bằng phương pháp trên và đãsử dụng hết 27,41 ml dung dịch KMnO4 2,50.10-3 M ở bước cuối cùng. Xácđịnh nồng độ Ca2+ trong mẫu.3. Tính T của CaC2O4 trong một dung dịch đệm có pH = 4. [bỏ qua hệ số hoạtđộ]Trong phép phân tích trên thì ta đã bỏ qua một nguyên nhân quan trọng gâynên sai số. Sự kết tủa CaC2O4 ở bước 1 sẽ không hoàn toàn nếu ta thêm mộtlượng dư C2O42- do phản ứng sau:Ca2+[aq] + C2O42- [aq]CaC2O4 [aq]Kf1 = 1,00.10322CaC2O4 [aq] + C2O4 [aq]Ca[C2O4]2 [aq]Kf2 = 102+24. Tính nồng độ cân bằng của Ca và C2O4 trong dung dịch sau khi tạo thànhlượng kết tủa tối đa của CaC2O4.5. Tính nồng độ ion H+ và Ca2+ trong dung dịch bão hòa CaC2O4 [bỏ qua hệ sốhoạt độ][ĐỀ THI CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2005]Bài giải1. [NH2]2CO + H2O 2NH3 + CO22. [Ca2+] = 6,85.10-3M3. [Ca2+] = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4]4.5.6.7.8.= [C2O42-].Vậy [C2O42-] = [1]Thay vào [1] vào biểu thức tích số tan: T = [Ca2+][C2O42-] ta tính được[C2O42-] = 1,92.10-4MTa có :CCa = [Ca2+] + [CaC2O4 [aq]] + [Ca[C2O4]22-]=T= -T + T = 0[C2O42-] = 1,00.10-2M[Ca2+] = 1,3.10-6M2+Cân bằng điện tích : 2[Ca ] + = 2 + [HC2O4-] + [OH-] [1]Cân bằng khối lượng : [Ca2+] = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4][2]Vì Kb2 rất nhỏ nên nồng độ của H2C2O4 có thể bỏ qua.Kết hợp [1] và [2] ta có : [HC2O4-] =[3]2[C2O4 ] = [4][Ca2+] = =[5]Thay [3], [4], [5] vào [2] và giải phương trình ta được = 5,5.10-8M[Ca2+] = 1,04.10-4MBài 7 :Ag+[aq] + e– → Ag[s]AgBr[s] + e– → Ag[s] + Br–[aq]ΔGf°[NH3[aq]] = –26,50 kJ/molΔGf°[Ag[NH3]2+[aq]] = –17,12 kJ/molE° = 0,7996 VE° = 0,0713 V+1,441 VBrO3–[aq]+1.491 V →HOBr+1.584 V →Br2[aq]?→Br–[aq]1. Tính ΔGf°[Ag+[aq]].2. Tính hằng số cân bằng của phản ứng sau ở 25°C.Ag+[aq] + 2NH3[aq] → Ag[NH3]2+[aq]3. Tính KSP của AgBr[s] ở 25°C.4 . Tính độ tan của tương tự trong một dung dịch nước 0,100 M amoniac ở 25°C .5 . Một tế bào mạ bằng cách sử dụng các điện cực hydro tiêu chuẩn làm anot có phảnứng chung là Br2[l] + H2[g] + 2 H2O[l] → 2 Br–[aq] + 2 H3O+[aq].Ion bạc được thêm vào cho đến t ương t ự kết tủa ở cực âm và [ Ag + ] đạt 0,0600 M.sau đó áp di động được đo được 1,721 V. Tính ΔE ° cho các tế bào mạ .6 . Xác định độ tan của brom ở dạng Br2 [aq] trong nước ở 25°C .[ ĐỀ THI CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2006]1.Bài giảiAg [aq] + e → Ag[s]+–E° = 0,7996 VΔG° = ΔGf°[Ag[s]] + ΔGf°[e–] – ΔGf°[Ag+[aq]] = – ΔGf°[Ag+[aq]] = – FΔE°Do đó, ΔGf°[Ag+[aq]] = FΔE° = 77,15 kJ/mol2. Ag+[aq] + 2 NH3[aq] → Ag[NH3]2+[aq]ΔG° = ΔGf°[Ag[NH3]2+[aq]] – ΔGf°[Ag+[aq]] – 2 ΔGf°[NH3[aq]]= –17,12 kJ – 77,15 kJ – [2][–26,50] kJ = – 41,27 kJln Kf =−∆G°RT[Ag[NH 3 ]2+ ]= 16,653. AgBr[s] → Ag+[aq] + Br–[aq]lnK sp =−∆G°RT=nF∆E oRTKf =[Ag+ ] [NH 3 ]2= e16,65 = 1,7.107ΔE° = [0,0713 – 0,7996] V = – 0,7283 V= – 28,17Ksp = [Ag+].[Br–] = e–28.347 = 4,89.10–134. Giả sử [Ag+]