Chuyên đề Hóa vô cơ
1. Nhôm clorua khi hoà tan vào một sốdung môi hoặc khi bay hơi ởnhiệt độkhông quá
cao thì tồn tại ởdạng dime (Al2Cl6). Ởnhiệt độcao (7000C) dime bịphân li thành monome (AlCl3). Viết
công thức cấu tạo Lewis của phân tửdime và monome; Cho biết kiểu lai hoá của nguyên tửnhôm, kiểu
liên kết trong mỗi phân tử; Mô tảcấu trúc hình học của các phân tử đó.
2. Phẩn tửHF và phân tửH2O có momen lưỡng cực, phân tửkhối gần bằng nhau (HF 1,91
Debye, H2O 1,84 Debye, MHF20, 18); nhưng nhiệt độnóng chảy của hidroflorua là 2 HO M– 830C thấp hơn nhiều so với nhiệt độnóng chảy của nước đá là 00C, hãy giải thích vì sao?
4)2CO3.H2O = 2NH3 + CO2 + H2O Muối ăn không phân ly. Dựa vào định luật khí ta có thể tính được toàn bộ lượng các chất khí hình thành NH3 và CO2. Phép chuẩn độ cho ta lượng Fe2+ và như vậy là cả lượng cacbon dioxit hình thành từ sắt cacbonat. Lấy tổng lượng các chất khí hình thành trừ đi lượng chất này ta sẽ được lượng các chất khí hình thành từ amoni cacbonat hydrat (bao gồm 2/3 là NH3 và 1/3 là CO2). 1/3 lượng chất còn lại này là lượng chất amoni cacbonat hydrat. Bằng cách nhân với các khối lượng. Bằng cách nhân với các khối lượng mol tương ứng ta được khối lượng của các chất cần tìm. Tổng lượng các chất khí được hình thành được tính theo pV = nRT ⇒ n = 5,16mol Chuẩn độ: 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+(nước) = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O Lượng chất dicromat trong một mẫu thử: 2,72.10-3 mol Lượng chất sắt trong một mẫu thử: 6.2,72.10-3 = 1,632.10-2 mol Tổng lượng chất sắt: 1,632mol Tổng khối lượng sắt cacbonat: 1,632.115,86 = 189,1g Lượng chất khí hình thành từ amoni cacboant hydrat = 3,53mol Lượng chất amoni cacbonat hydrat = 3,53: 3 = 1,18 mol Tổng khối lượng amoni cacbonat hydrat = 134,2g Tổng khối lượng muối ăn = 96,7g OLYMPIC HÓA HỌC ÚC 2000: Chì được sản xuất từ loại quặng hay gặp nhất trong thiên nhiên của nó: galen. Thành phần chính của galen là chì (II) sunfua nhưng trong quặng vẫn còn nhiều thành phần kim loại khác trong đó có chì nguyên tố. Điều này rất cần thiết để xác định độ tinh khiết của mẫu quặng, nó được tính bởi tỉ lệ của lượng chì có mặt ở dạng nguyên tố so với tổng lượng chì có mặt trong quặng. Việc sản xuất chì từ quặng galen được bắt đầu từ việc nung chảy galen trong một lượng giới hạn không khí để tạo ra chì (II) oxit và giải phóng ra lưư huỳnh dioxit. a) Viết phương trình phản ứng. b) Tại sao việc phản ứng xảy ra với một lượng giới hạn không khí lại quan trọng? c) Với chì nguyên tố thì trong điều kiện đó chuyện gì sẽ xảy ra?. Hãy viết tất các phản ứng liên quan. d) Hãy viết phương trình biểu diễn sự phụ thuộc lượng chì có mặt trong galen (dạng PbS) so với lượng SO2 thoát ra (đo ở 298K và 101,3kPa) Chì (II) oxit hình thành trong điều kiện trên lại tiếp tục được khử bằng galen ở nhiệt độ cao để sinh ra chì lỏng và lại tiếp tục giải phóng lưu huỳnh dioxit. e) Viết phương trình phản ứng xảy ra. f) Chỉ rõ chất oxy hóa. Một mẫu gồm 10,45g quặng giàu galen được phân tích để xác định hàm lượng chì. 2/3 mẫu được nung chảy với một lượng giới hạn không khí để sinh ra PbO và giải phóng 66,2mL SO2 (đo ở 298K và 101,3kPa). g) Tính số mol chì sunfua có trong mẫu galen ban đầu. h) Tính độ tinh khiết của galen. i) Tính khối lượng chì oxit sinh ra. Lượng chì oxit này được nung chảy với 1/3 lượng galen còn lại. Chì lỏng sinh ra được làm lạnh và đem cân được 0,8663g j) Tính % chì nguyên tố trong mẫu. 100,0mL dung dịch chì nitrat được pha chế chính xác bằng số mol chì có trong mẫu galen được đề cập ở trên. Sau đó ta thêm dung dịch NaOH 0,200M. Sau khi thêm vào thì chì hydroxit được kết tủa và khi thêm lượng dư NaOH thì kết tủa bị hòa tan trở lại. Sau khi kết tủa bị hoà tan hoàn toàn ta thấy tốn hết 83,3mL dung dịch NaOH. k) Bằng những dữ kiện đã cho. Hãy sử dụng để xác định công thức cấu tạo của phức chì. BÀI GIẢI: a) 2PbS(r) + 3SO2(k) = 2PbO(r) + 2SO2(k) b) Để tránh bị oxy hóa xa hơn. c) 2PbO(r) + O2(k) = 2PbO2(r) d) n(PbS) = 0,0409.V(SO2) e) 2PbO(r) + PbS(r) = 3Pb(r) + SO2(k) f) Pb2+ là tác nhân oxy hóa. g) 4,06.10-3mol h) 92,9% (93%) i) 0,605g j) 2,9% k) [Pb(OH)4]2- (n(Pb2+) : n(OH-) = 1 : 4) OLYMPIC HÓA HỌC ÚC 2001: Sự khử toàn phần là một phần rất quan trọng trong hóa vô cơ, các tiểu phân hữu cơ như etanol và andehit tương ứng của nó là etanal có thể tham gia vào phản ứng khử. Axit hóa dung dịch có chứa ion dicromat có thể oxy hóa cả hai chất trên thành axit etanoic trong khi đó anion dicromat chuyển về dạng Cr3+. Dung dịch bạc nitrat trong amoniac chỉ có thể oxy hoá etanal để tạo ra axit etanoic và trong qúa trình này ion Ag+ bị khử hóa về Ag. Một nhà hóa học trẻ chuẩn bị 500,0mL dung dịch hỗn hợp gồm etanol và etanal (chưa biết cụ thể lượng của mỗi chất). Để xác định hàm lượng của từng chất trong hỗn hợp thì anh ta truớc tiên phải tiêu chuẩn hóa dung dịch K2Cr2O7 0,05M sau đó axit hoá bằng cách chuẩn độ nó với dung dịch sắt (II) sunfat. Dung dịch sắt (II) sunfat này được chuẩn bị bằng cách hoà tan 7,43g FeSO4.7H2O vào lượng chính xác 100,0mL nước. 25,0mL dung dịch này phản ứng hết với 23,12mL dung dịch dicromat và 22,45mL dung dịch dicromat này sau khi được tiêu chuẩn hóa thì phản ứng hết với 50,0mL hỗn hợp etanol và etanal. Cuối cùng, một lượng dư dung dịch bạc nitrat trong amoniac được thêm vào 50,0mL dung dịch hỗn hợp etanol/etanal khác và nhà hóa học này nhận thấy rằng kết tủa bạc kim loại thu được là 0,234g. Người này nhận thấy rằng bây giờ đã có đủ dữ kiện để xác định được hàm lượng etanol và etanal trong dung dịch hỗn hợp. a) Viết nửa phản ứng của các qúa trình: i. Sự khử Cr2O72-. ii. Sự oxy hóa etanol. iii. Sự oxy hóa etanal. iv. Sự khử Ag+ v. Sự oxy hóa Fe2+. b) Sử dụng các dữ kiện ở phần trên hãy cân bằng các phản ứng sau: i. Cr2O72- với etanol. ii. Cr2O72- với etanal. iii. Cr2O72- với Fe2+ iv. Ag+ với etanal. c) Tại sao ta buộc phải axit hóa dung dịch dicromat? d) Tính nồng độ của dung dịch K2Cr2O7 sử dụng trong phép phân tích trên. e) Tính số mol bạc nitrat cần tìm để oxy hóa etanal trong dung dịch hỗn hợp và từ đó tính số mol của etanal trong 50,0mL dung dịch hỗn hợp này. f) Sử dụng câu e hãy tính nồng độ của ion dicromat cần thiết để oxy hóa etanol trong 50,0mL dung dịch hỗn hợp. g) Tính hàm lượng của etanol và etanal trong 500,0mL dung dịch ban đầu. BÀI GIẢI: a) i. Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O ii. CH3CH2OH + H2O = CH3COOH + 4e + 4H+. iii. CH3CHO + H2O = CH3COOH + 2e + 2H+ iv. Ag+ + e = Ag v. Fe2+ = Fe3+ + e b) i. 2Cr2O72- + 3CH3CH2OH + 16H+ = 4Cr3+ + 3CH3COOH + 11H2O ii. Cr2O72- + 3CH3CHO + 8H+ = 2Cr3+ + 3CH3COOH + 4H2O iii. Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O iv. CH3CHO + 2Ag+ + H2O = CH3COOH + 2Ag(r) + 2H+ c) Cân bằng của các phản ứng có sự tham gia của proton chuyển dịch về phía trái. Chính vì vậy, việc tăng thêm nồng độ proton làm chuyển dịch cân bằng về phía phải. d) 0,0482M e) 0,00108mol f) 0,000720mol g) netanol = netanal = 0,0108mol OLYMPIC HÓA HỌC ÚC 2001: Oxit có thể được phân loại thành oxit axit, oxit bazơ hay oxit lưỡng tính. Các oxit ion đều là oxit bazơ, nó phản ứng với nước để cho ra dung dịch bazơ. Ví dụ như Li2O: Li2O(r) + H2O(l) = 2Li+(aq) + 2OH-(aq) Điều này được giải thích là anion O2-(aq) có tính oxy hóa rất mạnh và nó dễ dàng phản ứng với nước để sinh ra ion OH- O2-(aq) + H2O(l) = 2OH-(aq) Oxit của các phi kim là các oxit axit: Ví dụ: CO2. CO2(aq) + H2O(l) = H2CO3(aq) Oxit chứa các nguyên tố có trạng thái chuyển tiếp âm điện đều là những oxit lưỡng tính. Nó có đầy đủ tính chất của oxit axit và oxit bazơ. Ví dụ: Al2O3. Al2O3(r) + 6H+(aq) = 2Al3+(aq) + 3H2O(l). Al2O3(r) + 2OH-(aq) + 3H2O(l) = 2[Al(OH)4]-(aq) a) Viết các phản ứng của bari oxit và indi oxit với nước (đây là các oxit bazơ). b) Lưư huỳnh dioxit và trioxit đều là những oxit axit. Viết các phương trình phản ứng của các oxit này với nước. c) Trong câu b thì axit nào sẽ có tính axit mạnh hơn. Hãy nêu ra quy luật. d) Hãy sắp xếp các oxyaxit của clo theo chiều tăng dần tính axit. e) Trong hai oxit của thiếc là SnO và SnO2 thì oxit nào có tính bazơ mạnh hơn. Giải thích. f) Beri oxit và asen(III)oxit đều là những oxit lưỡng tính. Hãy viết các cân bằng axit và bazơ cho mỗi chất. Các peroxit(O22-), supeoxit(O2-) và nitrua (N3-) ion (của kim loại) thể hiện tính bazơ rất mạnh khi chúng phản ứng với nước vì trong mỗi trường hơp chúng đều sinh ra dung dịch kiềm. Hydro peoxit là sản phẩm sinh ra khi cho peoxit và supeoxit phản ứng với nước, sản phẩm phụ là oxy. g) Viết các phản ứng xảy ra khi cho bari peoxit và kali supeoxit phản ứng với nước. h) Khi các nitrin phản ứng với nước thì ngoài dung dịch kiềm ra còn thu được chất nào? i) Tương tự như vậy với trường hợp của photphin. j) Trong hai sản phẩm ở hai câu h và i thì sản phẩm nào có tính bazơ mạnh hơn. Giải thích. BÀI GIẢI: a) BaO(r) + H2O(l) = Ba2+(aq) + 2OH-(aq) In2O3 + 3H2O(l) = 2In3+ + 6OH-(aq) (hay In(OH)3(r)) b) SO2(aq) + H2O(l) = H2SO3(aq) SO3(aq) + H2O(l) = H2SO4(aq) c) SO3 có tính axit mạnh hơn, như vậy H2SO4 có tính axit mạnh hơn. Đối với một dãy các axit thì axit mạnh hơn sẽ là axit có nhiều nguyên tử oxy gắn với nguyên tử trung tâm hơn. Zumdahl đã giả thiết rằng điều này xảy ra do nguyên tử oxy có tính âm điện cao thì có khả năng rút electron ra khỏi nguyên tử trung tâm và cả liên kết O – H. Kết qủa là liên kết O – H trở nên phân cực hơn và yếu đi. Chính điều đó làm tăng tính axit của các axit có chứa nhiều nguyên tử oxy liên kết với nguyên tử trung tâm. Cũng có thể giải thích như sau: S có số oxy hóa +6 trong SO3 và H2SO4 còn trong SO2 và H2SO3 thì lưu huỳnh có số oxy hóa +4. Ở trạng thái oxy hóa +6 thì lưu huỳng có khả năng hút electron từ các nguyên tử O lân cận. Như vậy liên kết O – H sẽ bị yếu đi và tính axit sẽ tăng lên. d) HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4. e) SnO có tính bazơ mạnh hơn. Do ở trạng thái oxy hóa +2 thì Sn ít có khả năng hút e ở các nguyên tử O lân cận hơn là khi ở trạng thái có số oxy hóa +4. f) BeO(r) + 2H+(aq) = Be2+(aq) + H2O(l) BeO + 2OH-(aq) + H2O(l) = [Be(OH)4]2-(aq) As2O3(r) + 6H+(aq) = 2As3+(aq) + 3H2O(l). Al2O3(r) + 6OH-(aq) = 2AsO33-(aq) + 3H2O(l) g) BaO2(r) + 2H2O = Ba2+(aq) + 2OH-(aq) + H2O2(aq) + O2(k) 2KO2(r) + 2H2O(l) = 2K+(aq) + 2OH-(aq) + H2O2(aq) + O2(k) h) Mg3N2(r) + 6H2O(l) = 3Mg2+(aq) + 6OH-(aq) + 2NH3(aq) i) Na3P(r) + 3H2O(l) = 3Na+(aq) + OH-(aq) + PH3(k) j) NH3 là bazơ mạnh hơn, N có độ âm điện lớn hơn P nên nguyên tử N trong NH3 sẽ kết hợp với proton dễ dàng hơn nguyên tử P trong PH3.
File đính kèm:
- Chuyên đề Hóa vô cơ.pdf