ÔN TẬP 2-2021-dap an [PDF]

Zitiervorschau

ÔN TẬP 2 Bài 1: Từ cát đến các chất bán dẫn. Hoá học tạo khả năng cho cuộc sống. Hoá học cũng làm giàu cho cuộc sống. Từ hàng nghìn năm, con người đã biết khai thác cát để sử dụng. Kính được chế tạo từ cát. Các thấu kính được làm từ kính và được sử dụng trong trong các loại kính viễn vọng, kính hiển vi, các loại mắt kính và đồ thuỷ tinh cho các thí nghiệm hoá học. Mới đây, cát trở thành vật liệu cơ sở cho các chất bán dẫn. Một trong các nguyên tố có nhiều nhất ở vỏ trái đất là silic, được tìm thấy trong các hợp chất chứa liên kết Si − O. Silic dioxit (SiO2) có mặt rất nhiều ở vỏ trái đất.

β-cristobalite, một dạng cấu trúc của Silic dioxit. 1. Có bao nhiêu nguyên tử Si và O tồn tại trong một ô mạng cơ sở của β-cristobalite. 2. Đề nghị trạng thái lai hoá obitan của Si trong cấu trúc này và dự đoán góc liên kết Si − O − Si. SiO2 rất kém hoạt động, nhưng nó lại phản ứng được với HF. Phản ứng với HF được sử dụng để khắc lên kính hoặc dùng trong việc chế tạo các chất bán dẫn. SiO2(r) + 6HF(dd) → A(dd) + 2H+(dd) + 2H2O(l) 3. Vẽ cấu trúc phân tử A. Silic có thể thu được khi đốt nóng silic dioxit và than cốc (dưới dạng cacbon) ở 3000oC trong lò hồ quang điện. 4. Viết phương trình cân bằng cho phản ứng của SiO2 với cacbon. Trong trường hợp này, giả thiết chỉ một loại khí được hình thành mà cấu trúc Lewis của nó có tích điện một cách quy ước. 5. Hãy phác họa obitan phân tử của khí tạo thành từ phản ứng trên. Để thu được silic siêu tinh khiết, silic thô được xử lý với khí Cl2 sinh ra "B" hoặc với khí HCl sinh ra "C". 6. Viết phương trình cân bằng cho phản ứng của silic với Cl2. 7. Dự đoán cấu trúc phân tử của "B". 8. Sản phẩm "C" tạo thành trong phản ứng (1) sau đây phân cực hay không phân cực? Vẽ cấu trúc ba chiều của C và phác thảo chiều momen lưỡng cực của nó (nếu có) Si(r) + 3HCl(k) → “C” (k) + H2(k) Đáp án: 1. Si : 1/8 × 8 + 1/2 × 6 + 1 × 4 = 8 O : 1 × 16 = 16 2.

sp3 ; 109.5o

3.

B¸t diÖn:

(1)

4.

V× cÊu t¹o Lewis cña khÝ ®· cho cã mang c¸c ®iÖn tÝch quy -íc, nã kh«ng thÓ lµ O=C=O, chØ trong :C≡O: , C mang ®iÖn tÝch quy -íc -1 vµ O cã ®iÖn tÝch quy -íc +1. Suy ra ph-¬ng tr×nh ®· c©n b»ng cña phÈn øng lµ SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g)

5.

6.

Si(s) + 2Cl2(g) → SiCl4(l)

7.

Tø diÖn

8.

C = SiHCl3 , ph©n cùc

momen l-ìng cùc thuÇn

Bài 2: Hoá học về túi khí bảo hiểm tai nạn. Một số phản ứng hoá học có thể bảo vệ cho con người trước những vết thương nặng hoặc sự tử vong. Một số phản ứng hoá học sau đây được dùng để tạo ra nhanh chóng một lượng lớn khí nitơ trong các túi khí an toàn trên ôtô. 2NaN3 → 2Na + 3N2(k) 10Na + 2 KNO3 → K2O + 5Na2O + N2(k) K2O + Na2O + SiO2 → Silicat kiềm (“thuỷ tinh") 1. Hãy viết cấu trúc của anion azit và phân tử nitơ.

(1) (2) (3)

2. Cần bao nhiêu gam natri azit và kali nitrat để tạo ra nitơ đủ nạp đầy túi khí an toàn 15 lít ở 50oC và 1,25 atm. 3. Hãy viết một phương trình cân bằng riêng biệt cho sự phân huỷ nitro glyxerin. Sau đó, viết một phương trình cân bằng cho sự phân huỷ chì azit dùng trong sự nổ. Nêu điểm giống nhau trong các phản ứng của natri azit, nitro glyxerin và chì azit. 4. Hãy viết phương trình cân bằng cho phản ứng giữa natri azit và axit sunfuric để tạo ra axit hydrazoic (HN3) và natri sunfat. 5. Khi 60 gam natri azit phản ứng với 100mL axit sunfuric 3 M thì có bao nhiêu gam axit hydrazoic tạo thành? Đáp án:

2.

Số mol N2 = PV/RT

3.

= (1,25 atm)(15L)/(0,08206 L atm K-1mol-1)(323K) = 0,707 2 mol natri azid sinh ra 3,2 mol nitơ. Khối lượng natri azid cần để sinh ra 0,707 mol nitơ = (2)(0,707/3,2)(65g) = 29 g 4 C3H5(NO3)3 → 6 N2 + O2 + 12 CO2 + 10 H2O

:

_ + _ :N N N: :

1.

:N

N:

Pb(N3)2 → Pb + 3N2 Trong cả 3 phản ứng, các chất tham gia phản ứng đều là chất rắn hoặc chất lỏng có thể tích nhỏ. Một thể tích lớn nitơ được sinh ra. Nitroglycerin sinh ra cả những khí khác nữa. Các phân tử khí nitơ có liên kết 3 nên rất bền. Vì các phản ứng đều toả nhiệt mạnh, các khí sinh ra dãn nở nhanh. 4. 2 NaN3+ H2SO4 → 2 HN3 + Na2SO4 5.

NaN3 = 60g / (65g/mol) = 0,923 mol

H2SO4 = 3 mol/L  0,1 L = 0,3 mol HN3 = (2)(0,3 mol)(43,0 g/mol) = 26 g Bài 3. Các hợp chất của lưu huỳnh Hãy cho biết và mô tả cấu trúc các hợp chất từ A đến D trong sơ đồ chuyển hóa dưới đây với giả thiết thích hợp. O2 Cl2 Cl2 → C+D S ⎯⎯⎯ → B ⎯⎯ → A ⎯⎯⎯ Fe ( III ) 130o C Có thể tham khảo các giả thiết cho thêm dưới đây: Hợp chất A là chất lỏng màu vàng chứa 52.5% Cl và 47.5% S. Hợp chất B là chất lỏng màu đỏ, dễ hút ẩm. Hợp chất C là chất lỏng không màu chứa 59.6% Cl, 26.95% S và 13.45% O. Hợp chất D có khối lượng mol phân tử tương đối là 134.96 g mol–1. Hợp chất D có thể thu được bằng phản ứng trực tiếp của C với O2. Đáp án: A S2Cl2

B SCl2

C SOCl2

D SO2Cl2

Bài 4. Định lượng lưu huỳnh Các hợp chất trong đó lưu huỳnh ở trạng thái oxi hóa thấp có trong rất nhiều chất thải công nghiệp (luyện kim, sản xuất giấy, hóa chất) và đó là những chất độc sinh thái nguy hiểm. Các dạng thường gặp trong dung dịch là các ion S 2 − , SO32− và S 2 O32 − . Có thể xác định hàm lượng của chúng bằng cách chuẩn độ oxi hóa khử trong những điều kiện khác nhau. 1. Thêm vào 20,00 mL dung dịch mẫu chứa S 2 − , SO32− và S 2 O32 − một lượng dư huyền phù ZnCO3 trong nước. Sau khi phản ứng kết thúc, dung dịch được lọc vào bình định mức 50,00 mL, sau đó thêm nước cất đến vạch mức. Thêm vào 20,00 mL dung dịch nước lọc lượng dư dung dịch fomandehit. Axit hóa hỗn hợp thu được bằng axi axetic, sau đó đem chuẩn độ với 5,20 mL dung dịch iot chuẩn 0,01000 M. a) Viết các phương trình ion của các phản ứng xảy ra trong quá trình phân tích. b) Phương pháp trên có thể định lượng được ion nào trong các ion S 2 − , SO32− và S 2 O32 − ? c) Xác định nồng độ ion đó trong dung dịch ban đầu theo ppm. 2. Axit hóa 20,00 mL dung dịch iot 0,01000 M bằng axit axetic, sau đó cho phản ứng với 15,00 mL dung dịch nước lọc nói trên. Hỗn hợp được chuẩn độ với 6,43 mL dung dịch chuẩn natri thiosunfat 0,01000 M. a) Viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra trong quá trình phân tích. b) Với kết quả đã có của thí nghiệm trước, ion nào trong số các ion S 2 − , SO32− và S 2 O32 − có thể được định lượng bằng phương pháp này? c) Xác định nồng độ ion đó trong dung dịch ban đầu theo ppm. 3. Axit hóa 10,00 mL dung dịch iot 0,01000 M bằng axit axetic, sau đó thêm vào 10,00 mL mẫu dung dịch ban đầu chứa S 2 − , SO32− và S 2 O32 − . Hỗn hợp được chuẩn độ với 4,12 mL dung dịch chuẩn natri thiosunfat 0,05000 M. a) Viết các phương trình ion của các phản ứng xảy ra trong quá trình phân tích. b) Với kết quả của hai thí nghiệm trước, ion nào trong số các ion S 2 − , SO32− và S 2 O32 − có thể được định lượng bởi phương pháp này? c) Xác định nồng độ ion đó trong dung dịch ban đầu theo ppm. ĐÁP ÁN 1. a)

ZnCO3(s) + S2– → ZnS(s) + CO32– SO32– + CH2O + H+ → CH2(OH)SO3– 2 S2O32– + I2 → S4O62– + 2I– b) S2O32– c) n(S2O32–) = 2  5.20  0.01000 = 0.104 mmol (in 20.00 mL n-íc läc) c(S2O32–) = 0.104 / 20.00  50.00 / 20.00 = 0.0130 mol/L (lóc ban ®Çu) = 0.01300112.13 g/L = 1.46 g/L (1460 ppm)

2.

3.

2 S2O32– + I2 → S4O62– + 2I– SO32– + I2 + H2O → SO42– + 2 H+ + 2I– b) SO32– c) n(I2) ban ®Çu = 20.00  0.01000 = 0.2000 mmol n(I2) thõa = (1/2) 6.43  0.01000 = 0.0322 mmol n(SO32–) + (1/2)n(S2O32–) = 0.2000 – 0.03215 = 0.1679 mmol (trong 15.00 mL n-íc läc) n(SO32–) = 0.1679 – ½  0.1040 / 20.00  15.00 = 0.1289 mmol (trong 15.00 mL n-íc läc) c(SO32–) = 0.1289 / 15.00  50.00 / 20.00 = 0.02148 mol/L (ban ®Çu) = 0.0214880.07 g/L = 1.720 g/L (1720 ppm) a) 2 S2O32– + I2 → S4O62– + 2I– SO32– + I2 + H2O → SO42– + 2 H+ + 2I– S2– + I2 → S + 2 I– b) S2– a)

n(I2) ban ®Çu = 10.00  0.05000 = 0.5000 mmol n(I2) d- = ½  4.12  0.05000 = 0.103 mmol 2– n(S ) + n(SO32–) + ½ n(S2O32–) = 0.5000 - 0.1030 = 0.3970 mmol (trong 10.00 mL ®Çu) n(S2–) = 0.3970 -10.000.02148 - 10.00 ½ 0.01300 = 0.1172 mmol (trong 10.00 mL ®Çu) c(S2–) = 0.1172 / 10.00 = 0.01172 mol/L = 0.0117232.07 g/L = 0.376 g/L (376 ppm) c)

Bài 5. Hợp chất của clo Tất cả các hợp chất từ A đến I đều chứa clo

a) Xác định các chất từ A đến I và viết phương trình hóa học cho các phản ứng sau: A + H2O C + HCl

B + H2O

C

C

D + HCl

E

F+G

b) Dự đoán cấu trúc của B, D, F và H, hãy nhận xét điểm đặc biệt trong cấu trúc của H. c) Hãy nhận xét các điều kiện đã dùng trong các phản ứng :

A + H2O C E

25°C 70°C heat

Đáp án: A Cl2 E Ba(ClO3)2 b) Cl2 (A) + H2O Cl2O (B) + H2O 3HClO (C) 4Ba(ClO3)2 (E)

C + HCl D + HCl F+G

B Cl2O F BaCl2

C HClO G Ba(ClO4)2 HClO (C) + HCl 2HClO (C) HClO3 (D) + 2HCl BaCl2 (F) + 3Ba(ClO4)2 (G)

D HClO3 H ClO2(?)

Bài 6. Clo dioxit là một phân tử khá đặc biệt do nó có một electron độc thân. a) Vẽ công thức Lewis của clo dioxit. b) Xác định ít nhất hai phân tử bền vững khác không chứa kim loại mà có số lẻ electron. Clo dioxit được sử dụng với lượng ngày càng cao trong xử lý nước. Người ta đã nghiên cứu phản ứng của clo dioxit với iot trong dung dịch nước. Ánh sáng làm tăng mạnh tốc độ phản ứng, ở đây sản phẩm cuối là ion clorua và iodat. c) Viết và cân bằng phản ứng xảy ra. Thực nghiệm xác định rằng tỉ lệ độ giảm nồng độ của clo dioxit và iot là 2:3. d) Phản ứng phụ nào có thể gây ra sự sai lệch khỏi hệ số tỉ lượng? ĐÁP ÁN a)

b) NO, NO2 c) 2ClO2 + I2 + 2H2O = 2Cl- + 2IO3- + 4H+ d) Phản ứng phụ xảy ra chính là phản ứng dị phân ClO2: 6ClO2 + 3H2O = Cl- + 5ClO3- + 6H+ Một khả năng khác có thể xảy ra là một kiểu dị phân khác của ClO2: 8ClO2 + 4H2O = 3Cl- + 5ClO4- + 8H+ Hay sự tạo thành ion iodat trong phản ứng khử sau: 14ClO2 + 5I2 + 12H2O = 14Cl- + 10IO4- + 24H+ Bài 7. Khi phân tích nguyên tố các tinh thể ngậm nước của một muối tan A của kim loại X, người ta thu được các số liệu sau: N nguyên tố cacbon oxi lưu huỳnh nitơ hiđro % khối lượng trong muối 0,00 57,38 14,38 0,00 3,62 Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước khi bị phân hủy hoàn toàn, A đã mất 32% khối lượng. Trong dung dịch nước, A phản ứng được với hỗn hợp gồm PbO2 và HNO3 (nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan trong HCl.

Hãy xác định kim loại X, muối A và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Biết X không thuộc họ Lantan và không phóng xạ. Hướng dẫn chấm: Biện luận được X là Mn; A là MnSO4.4H2O (1,5đ) Viết phương trình phản ứng (0,5đ) 2MnSO4 + 5PbO2+ 6HNO3 →2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O MnSO4 + BaCl2 → BaSO4 + MnCl2