MỤC LỤC A.MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa học phân tích môn khoa học có vai trò to lớn, chiếm vị trí quan trọng trình giảng dạy môn hóa học trường trung học phổ thông, đặc biệt trường chuyên luyện thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế Trong năm gần có số công trình nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết hóa học phân tích phản ứng oxi hóa – khử, phản ứng axit – bazơ, phản ứng tạo thành hợp chất tan giảng dạy học sinh trường chuyên bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế Thực trạng đặt lúc nhiều học sinh sinh viên gặp khó khăn vấn đề tự tìm tài liệu, chọn giáo trình phù hợp, tốn nhiều thời gian việc tìm kiếm, phải tự xoay sở để chiếm lĩnh kiến thức kĩ giải tập hóa học nói chung đặc biệt chuyên đề hóa học phân tích định tính trình học tập Xuất phát từ vấn đề cấp bách trên, với cương vị sinh viên khoa hóa, em mong mỏi có nguồn tài liệu có giá trị phù hợp kì thi Quốc gia, Quốc tế Bên cạnh cung cấp tài liệu tham khảo học tập cho thân bạn học sinh, sinh viên Tất lí đó, em lựa chọn đề tài : “ Tìm hiểu tập hóa học phân tích định tính kỳ thi học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế ” để nghiên cứu II III IV V MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xây dựng nguồn tài liệu tập hóa học phân tích cho kì thi Olympic cấp Quốc gia, Quốc tế ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Hệ thống tập hóa học phân tích dùng học tập hóa học phân tích định tính cho kì thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu chương trình hóa học phổ thông nâng cao, chuyên hóa học chương trình bậc đại học chuyên ngành hóa học Phân tích đề thi học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế sâu nội dung hóa học phân tích định tính Xây dựng hệ thống tập hóa học phân tích dùng cho học sinh chuyên hóa, sinh viên chuyên ngành hóa Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống tập thích hợp PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Đọc, thu thập tài liệu - Tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn Xử lý, tổng hợp PHẠM VI NGHIÊN CỨU Bài tập phần hóa học phân tích định tính - VI B NỘI DUNG BÀI : Bạc clorua dễ dàng hòa tan dung dịch amoniac nước tạo ion phức: AgCl(r) + NH3 Ag(NH3)2+ + Cla) Một lít dung dịch amoniac 1M hòa tan gam AgCl? Biết: AgCl(r) Ag+ + ClT = 1,8.10-10 Ag(NH3)2+ Ag+ + NH3 K = 1,7.10-7 b) Xác định tích số tan T AgBr Biết 0,33 g AgBr tan dung dịch amoniac 1M (ĐỀ THI OLYMPIC HÓA HỌC BUNGARI NĂM 1998) Bài giải a) Ta có : K = = 1,7.10-7 T = [Ag+][Cl-] = 1,8.10-10 Vì [Ag+] > Ks Vậy có kết tủa Cu(OH)2 tạo thành Cu(OH)2 Cu2+ + 2OHCu2+ + 4NH3 Cu(OH)2 + 4NH3 Cu(NH3)42+ Cu(NH3)42+ + Ks = 2,2.10-20 Kb = 2,1.10-13 2OH- K K = Ks.Kb = (2,2.10-20).(2,1.10-13) = 4,6.10-7 = = = 0,00103 (mol) Nồng độ lít nước 0,00102 M Nồng độ OH- 0,00206M nồng độ Cu(NH3)42+ 0,00103M Ta có K = = = = 0,00950 [NH3] = 0,312 (M) Khi thêm dung dịch NH3 vào ban đầu tạo thành chất kết tủa màu xanh Sau kết tủa dần hòa tan tạo thành phức màu xanh đậm BÀI : Lượng canxi mẫu xác định cách sau: Bước : Thêm vài giọt thị metyl đỏ vào dung dịch mẫu axit hóa sau trộn với dung dịch Na2C2O4 Bước : Thêm ure (NH2)2CO đun sôi dung dịch đến thị chuyển sang màu vàng ( việc 15 phút) Kết tủa CaC2O4 xuất Bước :Dung dịch nóng lọc kết tủa CaC2O4 rửa nước lạnh để loại bỏ lượng dư ion C2O42- Bước : Chất rắn không tan CaC2O4 hòa tan vào dung dịch H2SO4 0,1M để sinh ion Ca2+ H2C2O4 Dung dịch H2C2O4 chuẩn độ với dung dịch KMnO4 đến dung dịch có màu hồng ngừng Các phản ứng xảy số cân bằng: CaC2O4 (s) Ca2+(aq) + C2O42- (aq) Ca(OH)2 (s) Ca2+(aq) H2C2O4 (aq) HC2O4- (aq) HC2O4- (aq) H2O C2O42- (aq) + H+(aq) + OH- (aq) = 1,3.10-8 OH- (aq) = 6,5.10-6 + + H+(aq) H+(aq) Ka1 = 5,6.10-2 Ka2 = 5,42.10-5 Kw = 1,00.10-14 Viết cân phương trình phản ứng xảy bước 2 25,00 ml dung dịch mẫu canxi xác định phương pháp sử dụng hết 27,41 ml dung dịch KMnO4 2,50.10-3 M bước cuối Xác định nồng độ Ca2+ mẫu Tính T CaC2O4 dung dịch đệm có pH = (bỏ qua hệ số hoạt độ) Trong phép phân tích ta bỏ qua nguyên nhân quan trọng gây nên sai số Sự kết tủa CaC2O4 bước không hoàn toàn ta thêm lượng dư C2O42- phản ứng sau: Ca2+(aq) + C2O42- (aq) CaC2O4 (aq) Kf1 = 1,00.103 22CaC2O4 (aq) + C2O4 (aq) Ca(C2O4)2 (aq) Kf2 = 10 2+ 24 Tính nồng độ cân Ca C2O4 dung dịch sau tạo thành lượng kết tủa tối đa CaC2O4 Tính nồng độ ion H+ Ca2+ dung dịch bão hòa CaC2O4 (bỏ qua hệ số hoạt độ) (ĐỀ THI CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2005) Bài giải (NH2)2CO + H2O 2NH3 + CO2 [Ca2+] = 6,85.10-3M [Ca2+] = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4] = [C2O42-] Vậy [C2O42-] = (1) Thay vào (1) vào biểu thức tích số tan: T = [Ca2+][C2O42-] ta tính [C2O42-] = 1,92.10-4M Ta có : CCa = [Ca2+] + [CaC2O4 (aq)] + [Ca(C2O4)22-] =T = -T + T = [C2O42-] = 1,00.10-2M [Ca2+] = 1,3.10-6M 2+ Cân điện tích : 2[Ca ] + = + [HC2O4-] + [OH-] (1) Cân khối lượng : [Ca2+] = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4] (2) Vì Kb2 nhỏ nên nồng độ H2C2O4 bỏ qua Kết hợp (1) (2) ta có : [HC2O4-] = (3) 2[C2O4 ] = (4) [Ca2+] = = (5) Thay (3), (4), (5) vào (2) giải phương trình ta = 5,5.10-8M [Ca2+] = 1,04.10-4M Bài : Ag+(aq) + e– → Ag(s) AgBr(s) + e– → Ag(s) + Br–(aq) ΔGf°(NH3(aq)) = –26,50 kJ/mol ΔGf°(Ag(NH3)2+(aq)) = –17,12 kJ/mol E° = 0,7996 V E° = 0,0713 V +1,441 V BrO3–(aq) +1.491 V   → HOBr +1.584 V   → Br2(aq) ?  → Br–(aq) Tính ΔGf°(Ag+(aq)) Tính số cân phản ứng sau 25°C Ag+(aq) + 2NH3(aq) → Ag(NH3)2+(aq) Tính KSP AgBr(s) 25°C Tính độ tan tương tự dung dịch nước 0,100 M amoniac 25°C Một tế bào mạ cách sử dụng điện cực hydro tiêu chuẩn làm anot có phản ứng chung Br2(l) + H2(g) + H2O(l) → Br–(aq) + H3O+(aq) Ion bạc thêm vào t ương t ự kết tủa cực âm [ Ag + ] đạt 0,0600 M sau áp di động đo 1,721 V Tính ΔE ° cho tế bào mạ Xác định độ tan brom dạng Br2 (aq) nước 25°C ( ĐỀ THI CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2006) Bài giải Ag (aq) + e → Ag(s) + – E° = 0,7996 V ΔG° = ΔGf°(Ag(s)) + ΔGf°(e–) – ΔGf°(Ag+(aq)) = – ΔGf°(Ag+(aq)) = – FΔE° Do đó, ΔGf°(Ag+(aq)) = FΔE° = 77,15 kJ/mol Ag+(aq) + NH3(aq) → Ag(NH3)2+(aq) ΔG° = ΔGf°(Ag(NH3)2+(aq)) – ΔGf°(Ag+(aq)) – ΔGf°(NH3(aq)) = –17,12 kJ – 77,15 kJ – (2)(–26,50) kJ = – 41,27 kJ ln Kf = −∆G° RT [Ag(NH )2+ ] = 16,65 AgBr(s) → Ag+(aq) + Br–(aq) lnK sp = −∆G° RT = nF∆E o RT Kf = [Ag+ ] [NH ]2 = e16,65 = 1,7.107 ΔE° = (0,0713 – 0,7996) V = – 0,7283 V = – 28,17 Ksp = [Ag+].[Br–] = e–28.347 = 4,89.10–13 Giả sử [Ag+] [...]... brom trong dung dịch? + 4 Lặp lại các phép tính trong câu 1 và câu 2 giả định rằng nồng độ của dung dịch Ag -3 là 1,01.10 M + 5 Lặp lại các phép tính trong câu 2 và câu 3 giả định rằng nồng độ của dung dịch Ag là 1,01.10-3 M Giả định rằng 1,0.10-3M Ag+ thêm từ từ khuấy liên tục đến một 0,100 L chứa cả Cl và Br- tại 1,00.10-3 M ( ĐỀ THI CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2006) Bài giải 3 1 AgCl(s) → Ag+(aq)... mol/l Tính pH mà kết tủa PbO bắt đầu hình thành 2 Dùng giá trị đã cho ở câu a, khi pH tăng lên đến giá tị nào đó thì kết tủa tan trở lại Ở pH bằng bao nhiêu thì kết tủa tan hết? 3 Viết biểu thức tính độ tan S của PbO? 4 Theo lí thuyết, PbO tan hết ở pH = 9,4 Tính nồng độ các ion trong dung dịch và độ tan của PbO ở pH đó Tính khoảng pH khi mà nồng độ dung dịch là 1,0.10-3 mol/l hay thấp hơn 5 ( ĐỀ THI. .. Kw = 1,0.10-14, K2 = 1,2.10-2 ở 250C) Ban có thể sử dụng phương trình cân bằng và các hằng số cân bằng để tính 2 Tính thể tích 0,80M NaOH được thêm vào 250 cm3 dung dịch chứa 3,48 cm3 H3PO4 đậm đặc để được pH = 7,4 đệm (H3PO4)(aq) có độ tinh khiết bằng 85% thể tích, d = 1,69 g/cm3, Mr = 98,00), (pK1 = 2,15 ; pK2 = 7,20 ; pK3 = 12,44) ( ĐỀ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2006) Bài giải 1 H2SO4 H+ + HSO4- HSO4-... Cd(CN)3- + CN-(aq) Cd(CN)3- K3 = 104,63 Cd(CN)42-(aq) K4 = 103,65 c) Hãy tính độ tan của Cd(OH)2 trong nước có chứa ion CN- Nồng độ cân bằng là [CN-] = 1,00.10-3 M d) Giả thi t rằng chỉ tạo thành phức Cd(CN)42-, hãy tính phần trăm sai lệch độ tan so với độ tan tìm được ở câu c Biết = 5,9.10-15 (ĐỀ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2000) Bài giải Cd2+ + 2OHS 2S 2 -15 = S.(2S) = 5,9.10 ⇒ S = 1,14.10-5 M 2+ b) Cd(OH)2... tủa nếu trong dung dịch còn dưới 0,1% BaSO4 Tích số tan của các chất được cho sau đây: = 10-10 và = 3.10-7 1) Viết các phương trình phản ứng tạo kết tủa Tính nồng độ Ba2+ còn lại trong dung dịch khi SrSO4 bắt đầu kết tủa Tính %Ba2+ và Sr2+ sau khi tách ra Sự tạo phức gây nên một ảnh hưởng đáng kể đến độ tan Phức là một tiểu phân tích điện chứa một ion kim loại ở trung tâm liên kết với một hay nhiều phối... vấn đề này, giả định rằng nồng độ của Ca2+ (aq) = 40,1M để tính toán 7 Tìm độ kiềm của dung dịch trên 8 Trong một hồ nước ngầm chứa CaCO3 hòa tan thì nước có hàm lượng CO2 rất cao Nồng độ của Ca2+ trong hồ cao đến 100 mg dm-3 Giả thi t hồ nước và không khí bên trên là một hệ kín, tính hoạt áp của CO2 (Pa) trong không khí nằm cân bằng với Ca2+ trên (ĐỀ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2005) Bài giải 1 [H+] =... theo mol.L-1 cũng như g/100mL b) Hãy tính tích số tan của magie hiđroxit c) Hãy tính độ tan của magie hiđroxit trong dung dịch NaOH 0,010M tại 25oC d) Khuấy trộn một hỗn hợp gồm 10 g Mg(OH)2 và 100mL dung dịch HCl 0,100M bằng máy khuấy từ tính trong một thời gian tại 25oC Hãy tính pH của pha lỏng khi hệ đạt trạng thái cân bằng (ĐỀ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2000) Bài giải a) Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH- pOH =... Giả thi t rằng thể tích bằng 110mL, và bỏ qua axit yếu NH4+ ta có: [H+] = 0,0333M ⇒ pH = 1,48 d) Trong dung dịch axit mạnh [NH3] sẽ rất nhỏ: [NH4+] = 0,170M [] = Ka = 2,9.10-9 M BÀI 14 : Một học sinh điều chế dung dịch bão hoà magie hydroxit trong nước tinh khiết tại 25oC Trị số pH của dung dịch bão hoà đó được tính bằng 10,5 a) Dùng kết qủa này để tính độ tan của magie hydroxit trong nước Phải tính. .. phức chứa ion Ag+ là ion trung tâm và hai phân tử NH3 là phối tử Độ tan của AgCl trong nước cất là 1,3.10-5 M Tích số tan của AgCl là 1,7.10-10 Hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức có gía trị bằng 1,5.107 2) Sử dụng tính toán để cho thấy rằng độ tan của AgCl trong dung dịch NH3 1,0M thì cao hơn trong nước cất (ĐỀ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2002) Bài giải 1) Các phản ứng tạo kết tủa: Ba2+ + SO42⇌ BaSO4... Có kết tủa xuất hiện không? Tính khối lượng kết tủa (nếu có)? Biết sự thủy phân của Mg2+ được bỏ qua và kết tủa NH4MgPO4 được thừa nhận là chủ yếu, biết KS = 2,5.10-13 4 Tính nồng độ các cấu tử trong dung dịch Ca3(PO4)2 biết KS = 2,22.10-25 Cho rằng sự thủy phân của Ca2+ không đáng kể ( ĐỀ THI CHUẨN BỊ OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2011) Bài giải H+ + H2PO4- 1 H3PO4 H2PO4HPO42- H+ + HPO42- H+ + PO43- K a1 = 7,5.10-3 ... Tứ http://scienceolympiadsbd.blogspot.com/2014/10/international-chemistryolympiad.html www.dayhoahoc.com www.violet.vn ... học phân tích định tính trình học tập Xuất phát từ vấn đề cấp bách trên, với cương vị sinh viên khoa hóa, em mong mỏi có nguồn tài liệu có giá trị phù hợp kì thi Quốc gia, Quốc tế Bên cạnh cung...MỤC LỤC A.MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa học phân tích môn khoa học có vai trò to lớn, chiếm vị trí quan trọng trình giảng dạy môn hóa học trường trung học