ÔN ĐỘI TUYỂN HSGQG B4 [PDF]

Zitiervorschau

ÔN ĐỘI TUYỂN HSGQG – HÓA PHÂN TÍCH (BUỔI 4) Câu 1: 1) Theo phương pháp chuẩn độ oxi hóa - khử, thêm một lượng dư dung dịch ZnCl2 vào 40.00 mL dung dịch X. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc bỏ kết tủa và định mức dung dịch nước lọc bằng nước cất đến 100 mL, được dung dịch Y. Trộn 20.00 mL dung dịch Y với 12.00 mL dung dịch KI3 0.020M. Thêm tiếp acetic acid để duy trì pH ≈ 5. Chuẩn độ ngay hỗn hợp thu được, vừa hết 27.20 mL dung dịch Na2S2O3 0.010M. Thêm 22.00 mL dung dịch KI3 0.020M vào 10.00 mL dung dịch X (và cũng duy trì pH như trên) rồi chuẩn độ ngay hỗn hợp thu được bằng dung dịch Na2S2O3 0.010M thì tiêu thụ hết 30.00 mL. a) Viết phương trình ion các phản ứng xảy ra. b) Tính nồng độ của ion S2- và SO32- trong dung dịch X. c) Kết quả tính nồng độ SO32- sẽ tăng hay giảm so với kết quả ở câu b) nếu dung dịch trước khi chuẩn độ có: - Môi trường base. - Môi trường acid mạnh và thêm nhanh dung dịch Na2S2O3 khi chuẩn độ. Giải thích bằng các phương trình ion. 2) Giả thiết sử dụng phương pháp chuẩn độ acid - base theo quy trình như sau: lấy 10.00 mL dung dịch X vào bình nón. Thêm tiếp 3 giọt chất chỉ thị thymolphthalein. Chuẩn độ hỗn hợp thu được bằng dung dịch HCl 0.020M đến khi dung dịch mất màu xanh (lúc này pH = 9,40) thì sẽ hết V1 mL dung dịch HCl. Nếu cũng tiến hành chuẩn độ 10.00 mL dung dịch X trên bằng dung dịch HCl 0.020M nhưng thay thymolphthalein bằng chất chỉ thị chlorophenol đỏ, khi dung dịch chuyển sang màu vàng (pH = 4.80) thì sẽ dùng hết V2 mL HCl 0.020M. a) Lập luận để xác định thành phần chính của hệ tại các thời điểm dung dịch chuyển màu. b) Giả thiết kết quả xác định nồng độ của S2- và SO32- trong dung dịch X theo phương pháp chuẩn độ oxi hóa - khử nêu trên là chính xác, tính pH tại các điểm tương đương (pHTĐ) trong phương pháp chuẩn độ acid-base trên. c) Từ các giá trị pHTĐ tính được, chỉ bằng lập luận, cho biết nồng độ của S2- và SO32- trong dung dịch X xác định được bằng phương pháp chuẩn độ acid-base tăng hay giảm so với kết quả tính ở câu 1b)? d) Tính các giá trị V1 và V2. Cho biết: pKa1(H2S) = 7.02; pKa2 (H2S) = 12.9 và pKa1(H2SO3 ) = 1.76; pKa2 (H2SO3 ) = 7.21 . Bỏ qua thể tích của các chất chỉ thị. O2(aq) + 2H+(aq) + 2e → H2O2 (aq) Eo = 0.70V O2(aq) + 4H+(aq) + 4e → 2H2O (l) Eo = 1.23V 1) Chứng minh rằng H2O2 kém bền ở điều kiện thường. Viết phương trình phản ứng xảy ra. 2) Thực tế, sự phân hủy H2O2 ở điều kiện thường xảy ra với tốc độ rất chậm. Để tăng tốc phản ứng, người ta thường thêm ion Fe3+ làm xúc tác. a) Viết phản ứng xảy ra kể từ khi xúc tác tiếp xúc với H2O2 đến lúc xúc tác được hoàn trả. b) Chứng minh các phản ứng ở câu a là thuận lợi về mặt nhiệt động ở điều kiện thường. c) Biết Fe3+ + 1e → Fe2+ Eo = 0.77V 3) Để phân tích định tích crom người ta cho dung dịch dicromat trong môi trường axit tác dụng với H 2O2 để tạo ra hợp chất X kém bền, màu xanh. Hợp chất này được bền hóa bằng cách chiết vào ete. Biết rằng X chỉ chứa hai nguyên tố trong đó Cr chiếm 39.394% về khối lượng. Viết phương trình phản ứng xảy ra và cho biết cấu tạo của X. Câu 2:

Ở 25oC:

Câu 3: Histidine là một amino acid thiết yếu trong cơ thể người, động thực vật. Cấu trúc phân tử của histidine khi đã bị proton hoá như sau: Ở dạng này, histidin được coi như một acid 3 lần acid (kí hiệu là H3A2+) có các hằng số phân li acid tương ứng: pKai = 1.82; 6.00 và 9.17.

1) Hòa tan hoàn toàn 4·10-4 mol H3ACl2 (có thể viết dạng HA·2HCl) trong nước, thu được 40.0 mL dung dịch A. Tính pH của dung dịch A. 2) Nếu dùng dung dịch NaOH 0.01 M để chuẩn độ dung dịch A thì pH của dung dịch thu được là bao nhiêu sau khi đã cho hết 40.0 mL dung dịch NaOH? 3) Điện tích trung bình trên toàn phân tử amino acid trong dung dịch nước có thể được tính theo điện tích của từng dạng tồn tại của các cấu tử trong dung dịch. Hãy tính điện tích trung bình của Histidine trong dung dịch khi pH của dung dịch là 6.0. 4) Trộn 50 mL dung dịch Cu(NO3)2 0.02 M với 50 mL dung dịch Histidine 0.20 M rồi điều chỉnh pH của dung dịch thu được bằng 6.0 thu được 100,0 mL dung dịch B. Biết Cu2+ và Histidine có thể tạo ra hai phức bền CuA+, β1 = 2.0·108 và CuA2, β 2 = 8.0·1018 . β*Cu2+ = 10-8. Tính nồng độ cân bằng của Cu2+ tự do trong dung dịch B. Câu 4: Quy trình chuẩn độ dung dịch A gồm Na2CO3 0,040 M và NaHCO3 0,040 M như sau: Lấy 10,0 mL dung dịch trên cho vào bình nón, thêm vài giọt chất chỉ thị X và chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,040 M đến khi dung dịch đổi màu thì dừng lại. Thêm tiếp vài giọt chất chỉ thị Y vào dung dịch thu được ở trên. Chuẩn độ tiếp bằng dung dịch HCl 0,040 M đến khi dung dịch đổi màu. 1. Hãy tính pH tại điểm tương đương thứ nhất và thứ hai, từ đó chọn chất chỉ thị X, Y thích hợp từ những chất chỉ thị cho dưới đây. Cho biết CO2 tạo thành tan hoàn toàn trong dung dịch; Hỗn hợp H2O + CO2 có pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,33. Độ tan của CO2 là LCO2 = 0,03 M. Chất chỉ thị Khoảng pH đổi màu Chất chỉ thị Khoảng pH đổi màu Metyl lục 0,1-2,0 Bromthymol xanh 6,0-7,6 Metyl da cam 3,1-4,4 Phenolphtalein 8,0-10,0 Metyl đỏ 4,2-6,2 Alizarin vàng 10,1-12,1 2. Trong thực tế, khi chuẩn độ đến gần điểm tương đương thứ 2, người ta thường đun sôi dung dịch khoảng 2 phút, sau đó để nguội và chuẩn độ tiếp. Hãy cho biết mục đích của việc làm này? 3. Với mỗi trường hợp sau đây, hãy cho biết nồng độ Na2CO3 xác định được là cao hơn hay thấp hơn so với giá trị thực? Giải thích. a) Pipet dùng để lấy 10,0 mL dung dịch A chỉ lấy được 9,95 mL dung dịch. b) Dùng bromphenol đỏ (khoảng pH đổi màu: 5,0 – 6,8) để xác định điểm tương đương thứ nhất. c) Có bóng khí xuất hiện ở đầu buret trước khi tiến hành chuẩn độ, nhưng biến mất trong quá trình chuẩn độ nấc thứ nhất. d) Buret không được tráng bằng dung dịch HCl 0,040 M sau khi được rửa bằng nước cất. e) Sau khi tráng bình chuẩn độ bằng nước cất thì tráng lại bằng dung dịch Na2CO3 rồi mới hút 10,0 mL dung dịch Na2CO3 cho vào bình chuẩn độ.

Câu 5: Điện cực loại II được hình thành bằng cách phủ lên bề mặt khối kim loại một muối khó tan của chính kim loại ấy rồi nhúng chìm vào dung dịch chứa anion của muối khó tan đã dùng, Điện cực bạc/bạc chloride (Ag, AgCl/Cl-) và điện cực calomel (Hg, Hg2Cl2/Cl-) là những ví dụ điển hình. Sức điện động chuẩn (emf) của tế bào điện hóa được xây dựng dựa trên hai điện cực này (-) Ag, AgCl | Cl- ||Hg2Cl2 | Hg(+) là Eo = 0.0455 V ở T = 298 K. Hệ số nhiệt của pin dEo/dT = 3.38 · 10-4 V.K-1. 1. Viết phương trình phản ứng xảy ra ở hai cực và phản ứng chung của pin. 2. Tính năng lượng Gibbs (∆Go) của phản ứng xảy ra trong pin ở 298 K. Dấu của đại lượng này mang ý nghĩa gì? 3. Tính biến thiên enthalpy của quá trình xảy ra ở 298 K. 4. Biết rằng thế khử chuẩn của cặp Ag+/Ag là 0.799V và Ksp(AgCl) = 1.73 · 10-10. Hãy tính thế khử chuẩn của điện cực bạc / bạc chloride và đưa ra biểu thức thể hiện sự phụ thuộc giữa Eo(Ag+/Ag) và Eo(AgCl/Ag). 5. Tính tích số tan của muối Hg2Cl2 nếu biết rằng thế chuẩn của điện cực này là 0.798V Cho F = 96487 C.mol-1; R = 8.314 J.mol-1.K-1 Câu 6: 1. Người ta chuẩn độ 10,00 ml dung dịch hòa tan m gam hợp chất X ( Na2B4O7.10H2O) bằng ba cách: a) Dung dịch chuẩn là HCl 0,02274M. Vtương đương = 11,06ml. b) Dung dịch chuẩn là NaOH 0,02171M. Vtương đương = V1 ml. c) Dung dịch chuẩn là manitol ( ancol hai chức) 0,5M. Vtương đương = V2 ml. - Viết các p/ư xảy ra trong các cách chuẩn độ nói trên? Tính m; V1; V2? Tính pH của dung dịch đầu? Cho pKa của ax boric pKa = 9,18. Na2B4O7 được gọi là natriborat ( trong đời sống gọi là hàn the). - Tính pH của dung dịch hàn the 0,1M trong nước. 2−

2. a) Thiết lập sự phụ thuộc thế E theo pH của cặp CrO 4 / CrOH

2+

b) Tính giá trị pH để độ tan của Cr(OH)3 là cực tiểu (Smin) và tính Smin Cho:

E0

Cr2 O72− ,H + /2Cr 3+

0 = 1,33V ; Ở 25 C :

2,303.RT

= 0, 0592

F *

Cr3+ + H2O

Cr2O 72 − + H2O Cr(OH)3 + OH-

CrOH2+ + H+ 2−

2 CrO 4

+ 2H+

CrO −2 + 2H2O

β = 10- 3,80

K1 = 10-14,36 K2 = 1

2−

pK s(Cr(OH)3 ) = 29,8 ; Coi [ CrO 4 ] = [CrOH2+] Câu 7 1. Dung dịch X gồm H3PO4 C (M) và HA 0,01M có pHX = 2,05. Tính nồng độ của H3PO4 và hằng số cân bằng của HA biết độ điện li của axit HA trong dung dịch X là 1,95.10-3%. Cho pKa của H3PO4 lần lượt là 2,15; 7,21; 12,32. 2. Dung dịch A gồm Ba(NO3)2 0,060 M và AgNO3 0,012 M. a) Thêm từng giọt K2CrO4 vào dung dịch A cho đến dư. Có hiện tượng gì xảy ra? b) Thêm 50,0 ml K2CrO4 0,270 M vào 100,0 ml dung dịch A. Tính nồng độ các ion trong hỗn hợp thu được. Cho: BaCrO4 + H2O Ba2+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-17,43 Ag2CrO4 + H2O 2Ag+ + HCrO4- + OH - ; K = 10-19,50 pKa của HCrO4- bằng 6,50.

Câu 8: Nồng độ canxi trong dung dịch được xác định bằng cách kết tủa Ca2+ ở dạng CaC2O4, kết tủa sinh ra được lọc rửa và hòa tan bằng dung dịch H2SO4. H2C2O4 sinh ra được chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn KMnO4. Trong một thí nghiệm dung dịch C2O42- được thêm từ từ vào dung dịch Ca2+ cho đến khi lượng kết tủa đạt cực đại thì dừng lại, các quá trình xảy ra như sau: Ca2+ + C2O42CaC2O4 (r) Ks = 1,3 .10-8 Ca2+ + C2O42CaC2O4 (aq) K1 = 1,0 .103 CaC2O4 (aq) + C2O42Ca(C2O4)22K2 = 10,0 (CaC2O4 (r) là kết tủa, CaC2O4 (aq) là phức tan) Hãy tính nồng độ cân bằng của các ion Ca2+ và C2O42- trong dung dịch tại thời điểm lượng kết tủa đạt cực đại. Câu 9: Một trong các phương pháp tách loại asen khỏi nước ngầm là dùng oxi không khí đồng thời oxi hóa As(III) thành As(V) và Fe(II) thành kết tủa Fe(OH)3. Khi đó As(V) sẽ bị hấp phụ trên bề mặt của Fe(OH)3 và tách khỏi dung dịch nước. Biết rằng trên bề mặt Fe(OH)3 sẽ tích điện dương khi pH < 7 và tích điện âm khi pH > 7. Axit asenic H3AsO4 có pK1 = 2,2 ; pK2 = 6,9 ; pK3 = 11,5 . a) Nếu coi tổng nồng độ mol các dạng tồn tại của axit asenic trong dung dịch là 100%. Hãy tính xem các dạng H3AsO4 và H2AsO4- ở pH = pK1, các dạng H2AsO4- và HAsO42- ở pH = pK2, các dạng HAsO42- và AsO43- ở pH = pK3 chiếm bao nhiêu phần trăm (về số mol)? b) Cho biết As(V) sẽ được tách loại khỏi nước tốt nhất ở pH = pK1, pH = pK2 hay pH = pK3? Giải thích. Câu 10: 1. Axit xyanhydric là một axit yếu có hằng số phân ly Ka = 4.9310–10 a. Tìm pH của dung dịch HCN 1.00 M. b. 10 L nước tinh khiết bị lẫn NaCN do tai nạn. pH dung dịch được xác định là 7.40. Xác định nồng độ của các tiểu phân Na+, H+, OH–, CN–, HCN và từ đó tính khối lượng NaCN thêm vào. 2. Một trong các phương pháp để tách loại Cr( VI) trong nước tahir của quá trình mạ điện là khử Cr(VI) về Cr(III) trong môi trường axit, sau đó điều chỉnh pH bằng kiềm để kết tủa Cr(OH)3 . Nếu nồng độ ban đầu Cr3+ trong nước thải ( sau khi đã khử Cr(VI) về Cr(III) là 10-3M . Khi tăng pH của dung dịch ( coi thể tích dung dịch không đổi ) , ban đầu sẽ tạo thành kết tủa Cr(OH)3 có tích số tan bằng 10-30., sau đó kết tủa Cr(OH)3 sẽ tan ra do tạo thành ion Cr(OH)4- theo phản ứng sau : Cr(OH)3 + OH-⇄ [Cr(OH)4]- có pK = 0,4 Giả thiết Cr(III) chỉ tồn tại ở 3 dạng: dạng tan là Cr3+ và Cr(OH)4-; dạng kết tủa là Cr(OH)3 . Hãy xác định: a. pH của dung dịch khi kết tủa Cr(OH)3 tan hoàn toàn thành Cr(OH)4b. pH của dung dịch mà tại đó độ tan của Cr(III) là nhỏ nhất. Tính độ tan của Cr(III) tại pH này. 1. Trộn lẫn 100mL dung dịch KOH 0,050M; 200mL dung dịch HCl 0,075M, 50mL dung dịch Na3PO4, và 50 mL dung dịch NaCN 0,150M tạo dung dịch X. Tính thể tích dung dich HNO3 0,100M cần thêm vào X để được dung dịch Y có pH bằng 7,21. Biết H3PO4 có Ka1 = 7,5x10-3; Ka2= 6,2x10-8; và Ka3 =4,2x10-13; HCN có Ka = 4,9x10-10. 2. (a) Thiết lập phương trình liên hệ giữa độ tan (S) của Al(OH)3 với nồng độ ion [H3O+] , tích số tan (T), và hằng số cân bằng (K) phản ứng hòa tan Al(OH)3 trong OH− (giả thiết ngoài Al(OH)4− không tồn tại các phức hidroxo khác). (b) Biết T = 2x10-32 và K=40,0, tính độ tan của Al(OH)3 tại các giá trị pH bằng 4, 6, 8; nhận xét sự thay đổi độ tan phụ thuộc vào môi trường, giải thích.

Câu 11: 1. Một phần dung dịch thể tích 25 mL của axit một lần axit HX được chuẩn độ bởi dung dịch NaOH 0,064M thì đã dùng hết 18,22 mL để đạt tới điểm cuối. Giá trị pH của dung dịch thay đổi theo phần trăm của HX được chuẩn độ như sau: % HX được chuẩn độ 0% 33,3% 66,7% pHdd 3,39 5,14 5,74 Xác định nồng độ ban đầu của axit HX và giá trị hằng số Ka của nó. 2. Hydrazin(N2H4), một chất lỏng có mùi tương tự amoniac, thường được sử dụng làm nhiên liệu đẩy tên lửa. Trong nước, hydrazin là một bazơ yếu hai nấc. a. Tính các hằng số bazơ Kb1, Kb2 của hydrazin. b. Trộn 10,00 mL dung dịch H2SO4 0,400 M với 40,00 mL dung dịch N2H4 0,100 M rồi thêm vào vài giọt chỉ thị phenolphtalein. Tính thể tích NaOH 0,200 M cần để chuẩn độ hỗn hợp đến vừa xuất hiện màu đỏ tía (pH ~ 10). Cho biết: N2H62+ có pKa1 = 0,27, pKa2 = 7,94; HSO4- có pKa = 2,00; Kw = 1  10−14. Câu 12: Hòa tan riêng rẽ 2 phần borax (mỗi phần có cùng khối lượng m = 0,1910 g) và pha trong 2 bình định mức có dung tích 100 mL. Chuẩn độ phần 1 hết 9,90 mL dung dịch HCl; Chuẩn độ phần 2 hết 19,90 mL axit tactric (HOOC(CH2CH)2COOH) - Kí hiệu H2A 1/ Viết phương trình phản ứng chuẩn độ borax bằng H2A. Tính hằng số cân bằng của phản ứng. 2/ Không cần tính, hãy giải thích việc chọn chất chỉ thị thích hợp cho phép chuẩn độ borax bằng H2A. 3/ Từ 1/ và 2/ hãy đánh giá khả năng chuẩn độ borax bằng H2A. 4/ Tính CH2 A và CHCl 5/ Tính pHTĐ và chọn chất chỉ thị thích hợp cho phép chuẩn độ borax bằng HCl. 6/ Có thể dùng metyl da cam là chất chỉ thị cho phép chuẩn độ này được không? 7/ Tính sai số của phép chuẩn độ nếu sử dụng metyl da cam để xác định ĐCCĐ. Cho: pK a(H A) = 2,89; 4,52 2

Câu 13: Một axit hai chức, H2A, tham gia các phản ứng phân li sau: H2A HA- + H+; K1 = 4,50.10-7 HAA2- + H+ K2 = 4,7.10-11 Một mẫu 20,00 ml dung dịch chứa hỗn hợp Na2A và NaHA được chuẩn độ với axit clohidric 0,300 M. Quá trình chuẩn độ được thực hiện với một pH – kế điện cực thủy tinh.Hai điểm trên đường cong chuẩn độ như sau: Số ml HCl thêm vào pH 1,00 10,33 10,00 8,34 1/ Khi thêm 1,00 ml HCl, tiểu phân nào phản ứng trước hết và tạo sản phẩm gì? 2/ Lượng sản phẩm tạo thành (theo mmol) ở câu 1 là bao nhiêu? 3/ Viết cân bằng chính của sản phẩm ở câu 1 tác dụng với dung môi? 4/ Lượng (theo mmol) Na2A và NaHA có mặt lúc đầu? 5/ Tính tổng thể tích của HCl cần thiết để đạt đến điểm tương đương thứ hai

Câu 14: Có 4 lọ hóa chất (A, B, C, D) bị mất nhãn, mỗi lọ chứa có thể là dung dịch của một trong các chất: HCl, H3AsO4, NaH2AsO4, cũng có thể là dung dịch hỗn hợp của chúng. Để xác định các lọ hóa chất trên, người ta tiến hành chuẩn độ 10,00 ml mỗi dung dịch bằng dung dịch NaOH 0,120 M, lần lượt với từng chất chỉ thị metyl da cam (pH = 4,40), phenolphtalein (pH = 9,00) riêng rẽ. Kết quả chuẩn độ thu được như sau: Dung dịch VNaOH = V1 (ml) VNaOH = V2 (ml) chuẩn độ Dùng chỉ thị metyl da cam Dùng chỉ thị phenolphtalein A 12,50 18,20 B 11,82 23,60 C 10,75 30,00 D 0,00 13,15 1. Hãy biện luận để xác định thành phần định tính của từng dung dịch A, B, C, D. 2. a) Tính nồng độ ban đầu của chất tan trong dung dịch C. b) Tính số mol Na3AsO4 cần cho vào 10,00 ml dung dịch C để thu được hỗn hợp có pH = 6,50 (coi thể tích của dung dịch không thay đổi khi thêm Na3AsO4 và bỏ qua sự phân li của nước). 3. Cho hai cặp oxi hóa – khử: H3AsO4/H3AsO3 và I3- /I- . a) Bằng tính toán, hãy cho biết chiều phản ứng xảy ra ở pH = 0 và pH =14. b) Từ giá trị pH nào thì I 3- có khả năng oxi hóa được As(III)? c) Viết phương trình ion xảy ra trong dung dịch ở: pH = 0, pH = 14 và pH tính được từ b). Cho: pK ai(H3AsO4 ) = 2,13; 6,94; 11,50; pK a(H3AsO3 ) = 9,29 (pKa = -lgKa, với Ka là hằng số phân li axit); E 0H

= 3AsO 4 /H3AsO3

0,56 V; E 0I-/3I- = 0,5355 V; Ở 25 oC: 2,303

[H3AsO4] = [H3AsO3] = 1M.

3

RT = 0,0592; F