ĐÁP ÁN ĐỀ THI HÓA VÔ CƠ CUỐI MÔN HỌC Ngày thi : 4/1/2005 Lớp HC02 & VL02 Câu 1: a) Các hợp chất Brom (V) Iod (V) có tính oxy hóa hay tính khử đặc trưng?(2đ) Vì anh (chò) đưa kết luận thế? (2đ) Hợp chất chúng có tính chất đặc trưng acid, baz hay tùy thuộc vào hợp chất cụ thể đưa kết luận? (2đ) Vì sao? (2đ) Lời giải: Các hợp chất Br(V) I(V) có tính oxy hóa đặc trưng Brom Iod đơn chất có tính oxy hóa đặc trưng Tùy thuộc vào hợp chất cụ thể mà chúng có tính chất acid hay baz khác Các hợp chất bậc hai brom(V) I(V) có tính acid chúng liên kết với phi kim loại nên liên kết có tính cộng hóa trò Tuy nhiên với hợp chất bậc ba tính acid – baz phụ thuộc vào trường hợp cụ thể Ví dụ NaBrO3 NaIO3 dung dòch nước cho môi trường baz HBrO3 HIO3 acid mạnh (pK  1) b) Atatin đơn chất rắn có mạng tinh thể gì? (2đ) Vì anh (chò) lại cho At có mạng tinh thể đó? (3đ) Lời giải: Atatin đơn chất trạng thái rắn có mạng tinh thể phân tử, với cấu hình electron hóa trò nguyên tử 6s26p5 , Atatin đơn chất có thành phần phân tử hữu hạn nguyên tử At2 c) Vì nước Javen chất oxy hóa mạnh môi trường kiềm Kali Clorat, Kali Bicromat hay Kali Permanganat trở thành chất oxy hóa yếu môi trường kiềm (4đ) Nhiệt độ có ảnh hưởng đến khả oxy hóa nước Javen không?(2đ) Vì anh (chò) lại chọn câu trả lời vậy?(3đ) Lời giải: Theo quy luật chung dạng oxy hóa chứa nhiều nguyên tử oxy dạng khử tính oxy hóa giảm nhanh tăng pH môi trường Đây điều xảy cho trường hợp Clorat, Permanganat nhiên nước Javen ngoại lệ Acid Hypoclorơ dễ bò phân hủy thành oxy phân tử tác dụng ánh sáng ClO- + H2O = HClO + OHHClO = HCl + O (Hay viết phản ứng tổng cộng : ClO- = Cl- + O) Nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến khả oxy hóa nước Javen nhiệt độ 60oC phản ứng 3ClO- = ClO3- + 2Cl- xảy với tốc độ nhanh Ion Clorat bền dung dòch nước d) Vì điều kiện, khử cặp BiO3-/Bi3+ lớn nhiều so với khử cặp SbO3-/Sb3+? (2đ) Thế khử cặp H3AtO62-/AtO3- có lớn khử cặp H3IO62-/IO3- điều kiện không? (giả thiết đo chúng) (2đ) anh (chò) lại cho vậy?(3đ) Lời giải: Thế khử cặp BiO3-/Bi3+ lớn nhiều so với khử cặp SbO3-/Sb3+ khác với Sb, lớp vỏ electron Bi có phân lớp 4f chứa đầy electron Do hạt nhân Bi có thêm lượng lớn proton, đưa đến lực hút cùa hạt nhân Bi với electron 6s 6p tăng lên Vì hiệu ứng đâm xuyên electron 6s lớn electron 6p nên mức độ chênh lệch lượng hai phân lớp 6s 6p tăng lên Đây nguyên nhân làm tính oxy hóa Bi(V) tăng mạnh so với Sb(V) Thế khử cặp H3AtO62-/AtO3- lớn nhiều so với khử cặp H3IO62/IO3- với nguyên nhân nêu Câu 2: a) Để điều chế khí Carbonic phòng thí nghiệm, người ta thường cho đá vôi (thành phần Canxi Carbonat) tác dụng với acid vô mạnh Đây lọai phản ứng gì? (3đ).Viết phương trình ion – phân tử cho phản ứng (2đ) Trong thực tế, số acid vô mạnh sau: acid Sulfuric, acid Clohydric, acid Nitric, acid sử dụng để điều chế khí Carbonic? (2đ) Vì sao?(4đ) Lời giải: Phản ứng điều chế khí CO2 phản ứng trao đổi ion, acid mạnh đẩy acid yếu khỏi muối : Đối với HCl HNO3: 2H+ + CaCO3 = CO2 + H2O + Ca2+ Đối với H2SO4 : H+ + H SO4- + CaCO3 = CaSO4 (r) + CO2 + H2O (Có thể viết cách khác: 2H+ + SO42- + CaCO3 = CaSO4 (r) + CO2 + H2O) Trong thực tế người ta sử dụng acid clohydric Đối với H2SO4 sản phẩm canxi sulfat tan che phủ bề mặt đá vôi làm phản ứng sớm dừng lại Đối với HNO3 có thêm phân hủy theo phản ứng : 4HNO3 = O2 + 4NO2 + 2H2O tạo khí Nitơ Dioxyt làm bẩn khí CO2 Thêm vào Acid Nitric đắt nhiều so với Acid Clohydric b) Hoàn thành phương trình phản ứng sau: KMnO4(dd) + H2S(k) + H2SO4(dd) (3đ) Na2S(dd) + NaOCl (dd) (3đ) H2S (k) + O2(k) (3đ) (phản ứng xảy nhiệt độ cao) Lời giải: 2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Na2S + 4NaOCl = Na2SO4 + 4NaCl 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O c) Số phối trí nguyên tố phân nhóm VIA thay đổi dãy SO3 – SeO3 – TeO3 – PoO3? (tăng; giảm; hay không thay đổi) (2đ) Quy luật biến đổi có với phân nhóm khác không?(2đ) Vì vậy?(3đ) Lời giải: Số phối trí nguyên tố phân nhóm VIA tăng theo dãy SO3 – SeO3 – TeO3 – PoO3 Quy luật cho phân nhóm khác Nguyên nhân số phối trí nguyên tử trung tâm liên quan mật thiết với trạng thái lai hóa Điều kiện lai hóa bền mật độ electron lớn chênh lệch lượng phân lớp nhỏ Khi từ xuống phân nhóm mật độ electron giảm chênh lệch lượng phân lớp giảm, nguyên tố chu kỳ lớn để lai hóa bền cần thiết có lai hóa AO nhiều phân lớp, dẫn đến làm tăng số phối trí nguyên tử trung tâm d) Trong phòng thí nghiệm thường dùng phản ứng Mangan Dioxit acid clohidric đậm đặc, nóng Viết phương trình ion – phân tử (2đ) tính sức điện động tiêu chuẩn 25oC phản ứng trên(2đ) Vì với giá trò sức điện động tiêu chuẩn vậy, phản ứng xảy đến mức có ứng dụng thực tế (6đ) Vì phương pháp không dùng công nghiệp sản xuất khí Clo?(2đ) (cho biết acid Clohidric đậm đặc có nồng độ khoảng mol/l) Lời giải: MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2 + 2H2O o = 1,23 – 1,358 = -0,128 V (Tính Go298,pư = -2 x 96500 x (-0,128) = 24,7 kJ) phản ứng có  o < diễn lớn theo chiều thuận phương trình Nersnt :    o  RT [ H  ] [Cl  ] Ln nF [ Mn 2 ]PCl điều kiện tiến hành phản ứng làm cân chuyển dòch mạnh theo chiều thuận: - Nồng độ H+ cao (Acid clohydric đậm đặc) - Nhiệt độ cao - Nồng độ khí Clo hệ phản ứng nhỏ phân tử Cl2 cực độ tan giảm nhiệt độ tăng Hơn hệ phản ứng hở nghóa khí Clo liên tục lấy khỏi hệ Phương pháp không dùng công nghiệp lý kinh tế: - Đây phản ứng thuận nghòch nên có lượng đáng kể chất đầu không phản ứng - Quan trọng phương pháp điều chế khí Clo điện phân dung dòch muối ăn kinh tế hẳn phương pháp Câu 3: a) Phức bền : Hexaaquacrom(II) hay Tetraaquacrom(II)?(2đ) Giải thích kết luận anh (chò) (3đ) Lời giải: Phức hexaaquacrom(II) bền phức Tetraaquacrom(II) Có thể dễ dàng rút kết luận so sánh hai sơ đồ hai phức theo thuyết trường tinh thể: Hexaaquacrom(II)  Tetraaquacrom(II)          H = -2/5H  + 3/5H = -0,6H ET = 3/5T  + 2/5T = -0,4T Với T  4/9H b) Hợp chất sắt (VI) có tính chất oxy hóa – khử đặc trưng?(2đ) Điều chế hợp chất Sắt(III) môi trường thích hợp (môi trường acid; môi trường trung tính ; hay môi trường baz)(2đ)? Vì sao?(3đ) Tính chất acid – baz hợp chất Sắt(VI) nào? (2đ) Vì anh (chò) lại nhận xét thế(3đ) Lời giải: Hợp chất Sắt (VI) có tính oxy hóa đặc trưng Từ giá trò khử tiêu chuẩn 25oC cặp oxy hóa khử liên hợp Fe3+/Fe2+ môi trường acid (0,771V) Fe(OH)3/Fe(OH)2,OH- môi trường kiềm (-0,56V) thấy môi trường baz dễ dàng oxy hóa sắt (II) thành sắt (III) môi trường acid (Trong thực tế thích hợp pH bắt đầu có thủy phân ion Fe2+(pH 5) phương diện động học việc oxy hóa trực tiếp từ ion Fe2+ khó khăn, môi trường kiểm toàn ion sắt (II) chuyển thành hydroxyt không tan có phần hydroxyt sắt (II) khó chuyển thành hydroxyt sắt (III) bò che phủ sắt (III) hydroxyt rắn) Ion Sắt(VI) có q/r nhỏ nên khả phân cực lớn, hợp chất bậc mang tính acid đặc trưng Đối với hợp chất bậc ba sắt(VI) nằm dạng anion nên tính chất acid – baz phụ thuộc vào cation hợp chất: H2FeO4 acid mạnh, Na2FeO4 trung tính c) So sánh khả tạo phức anion của: Co(II) so với Co(III) (2đ) ; Mn(II) so với Mn(IV) (2đ) ; Cu (I) so với Cu(II) (2đ) Vì anh (chò) có nhận xét (4đ) Lời giải: Theo quy luật nguyên tố, tăng số oxy hóa dẫn đến tăng khả phân cực hóa cation q tăng đồng thời r giảm Điều dẫn đến tạo phức anion đặc trưng Quy luật với trường hợp Coban Mangan Riêng trường hợp Đồng có tượng ngược lại: Cu(I) tạo phức anion đặc trưng Cu(II) Ở nguyên nhân Cu+ có cấu hình 18e Đây cấu hình làm tăng khả phân cực cation d) Trong số hợp chất này, hợp chất dễ tan acid (4đ) Vì nhận xét vậy(3đ) : Ti2O3, FeOOH, CoO, TiO(OH)2, VO Lời giải: CoO VO dễ tan acid hầu hết hợp chất bậc hai kim loại số oxy hóa II có tính baz trội hẳn tính acid ... NaOCl (dd) (3đ) H2S (k) + O2(k) (3đ) (phản ứng xảy nhiệt độ cao) Lời giải: 2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Na2S + 4NaOCl = Na2SO4 + 4NaCl 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O c) Số phối... Clo? (2 ) (cho biết acid Clohidric đậm đặc có nồng độ khoảng mol/l) Lời giải: MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2 + 2H2O o = 1 ,23 – 1,358 = -0, 128 V (Tính Go298,pư = -2 x 96500 x (-0, 128 ) = 24 ,7... (r) + CO2 + H2O (Có thể viết cách khác: 2H+ + SO 42- + CaCO3 = CaSO4 (r) + CO2 + H2O) Trong thực tế người ta sử dụng acid clohydric Đối với H2SO4 sản phẩm canxi sulfat tan che phủ bề mặt đá vôi làm