Đang tải... (xem toàn văn)
Trong N2H4, cả hai nguyên tử N đều ở trạng thái lai hóa sp3, phân tử N2H4 có thể coi là sản phẩm thế một nguyên tử H trong NH3 bằng nhóm NH2 b Dựa vào đặc điểm cấu tạo, so sánh tính bazơ[r]
(1)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA THPT NĂM 2014 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC Ngày thi thứ nhất: 03/01/2014 Câu I (3,0 điểm) Nhiệt phân hoàn toàn x gam KClO3 (có MnO2 xúc tác), khí thoát thu qua chậu đựng dung dịch H2SO4 loãng (D = 1,15 g/mL) vào ống nghiệm úp ngược (như hình vẽ) Các kiện thí nghiệm: Nhiệt độ 17oC; áp suất khí 752 mm Hg; thể tích khí thu ống nghiệm V = 238 cm3; khoảng cách mặt thoáng h = 27 cm; khối lượng riêng Hg là 13,6 g/cm3; áp suất nước ống nghiệm là 13,068 mm Hg Tính x Nung nóng thời gian hỗn hợp A gồm 10x gam KClO3 (giá trị x thu trên) và y gam KMnO4, thu chất rắn B và 3,584 lít khí O2 (đktc) Cho B tác dụng hết với dung dịch HCl đặc, nóng, dư, thu 6,272 lít khí Cl2 (đktc) Viết tất các phương trình phản ứng có thể xảy và tính y Hướng dẫn chấm Vì P(khí quyển) = P(O2) + P(cột dung dịch) + P(hơi nước) P(O2) = 752 - (27.10.1,15/13,6) - 13,068 = 716,102 mm Hg n(O2) = PV/RT = (716,102/760)0,238/0,082.290 = 9,43.10-3 mol to 2KCl+3O , Theo phương trình phản ứng 2KClO3 MnO ta dễ dàng tính x = (2/3).9,43.10-3.122,5 = 0,77 g KClO3 Các phương trình phản ứng có thể xảy ra: - Phản ứng nhiệt phân hỗn hợp A: to 2KClO3 2KCl+3O MnO (1) o t 2KMnO K MnO +MnO +O (2) - Rắn B phản ứng với HCl đặc: KClO3 + 6HCl KCl + 3Cl2 + 3H2O (3) 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O (4) K2MnO4 + 8HCl 2KCl + MnCl2 + 2Cl2 + 4H2O (5) MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O (6) Gọi a là số mol KMnO4, n(O2) = 3,584/22,4 = 0,16 mol, n(Cl2) = 6,272/22,4 = 0,28 mol, n(KClO3) = 7,7/122,5 = 0,063 mol Thực tế không có phản ứng (3) vì KClO3 dễ bị nhiệt phân với xúc tác là MnO2 và số mol O2 thu (0,16 mol) ? số mol O2 sinh từ KClO3 (9,43.10-3 mol) Do đó, theo bảo toàn electron ta có: 0,063.6 + 5a = 0,16.4 + 0,28.2 2(từ KClO3) (từ KMnO4) O cho Cl- cho a = 0,164 mol, y = 0,164.158 = 25,912 g KMnO4 trang 1/11 DeThi.edu.vn (2) Câu II (4,0 điểm) Cho các ion sau đây: He+, Li2+, Be3+ a) Áp dụng biểu thức tính lượng: En = -13,6(Z2/n2) (có đơn vị là eV); n là số lượng tử chính, Z là số điện tích hạt nhân, hãy tính lượng E2 theo đơn vị kJ/mol cho ion trên (trong đáp số có chữ số thập phân) b) Có thể dùng trị số nào các trị số lượng tính trên để tính lượng ion hóa hệ tương ứng? Tại sao? c) Ở trạng thái bản, số các ion trên, ion nào bền nhất, ion nào kém bền nhất? Tại sao? Thực nghiệm cho biết đồng tinh thể có khối lượng riêng D = 8,93 g/cm3; bán kính nguyên tử đồng là 128 pm Đồng kết tinh theo mạng tinh thể lập phương đơn giản hay lập phương tâm diện? Tại sao? 130 Đồng vị 131 53 I dùng y học thường điều chế cách bắn phá bia chứa 52Te nơtron lò phản ứng hạt nhân Trong phương pháp này, trước tiên hóa thành Te , đồng vị này phân rã - tạo thành 131 52 131 53 - Tính nồng độ ban đầu 131 53 131 53 131 53 I I ban đầu phát 1,08.1014 hạt - I dung dịch theo đơn vị mol/L - Sau bao nhiêu ngày, hoạt độ phóng xạ riêng dung dịch Biết chu kì bán rã 131 53 Te nhận nơtron chuyển I a) Viết phương trình các phản ứng hạt nhân xảy điều chế b) Trong thời gian giờ, mL dung dịch 130 52 131 53 I còn 103 Bq/mL? I là 8,02 ngày Hướng dẫn chấm a) Áp dụng biểu thức En = -13,6(Z2/n2) E2 = -3,4Z2 (eV) = -328,0063Z2 kJ/mol - Đối với He+: Z = E2 = -1312, 0252 kJ/mol - Đối với Li2+: Z = E2 = -2952, 0567 kJ/mol - Đối với Be3+: Z = E2 = -5248, 1008 kJ/mol b) Theo định nghĩa, lượng ion hóa là lượng ít để tách electron khỏi hệ trạng thái Với ion trên, trạng thái ứng với n = Các trị số lượng tính trên ứng với trạng thái kích thích n = 2, không thể dùng trị số E2 nào để tính lượng ion hóa c) Mỗi ion có electron, cùng trạng thái bản, ion có số điện tích hạt nhân Z càng lớn thì lực hút hạt nhân tác dụng vào electron càng mạnh, ion càng bền và ngược lại Như ion Be3+ có Z = (lớn nhất) bền và ion He+ có Z = (bé nhất) kém bền số ion đã cho Số nguyên tử n ô mạng sở/tế bào: n = (D.NA.a3)/M (1) -8 Theo đề bài: rCu = 1,28.10 cm; D = 8,93 g/cm3; NA = 6,022.1023; M = 63,54; a là độ dài cạnh tế bào (lập phương) - Nếu Cu kết tinh theo mạng lập phương đơn giản thì: a = 2rCu a3 = 8(1,28.10-8cm)3 (2) Đưa (2) và các kiện đề bài vào (1), tìm n = 1,4 nguyên tử giả thiết sai - Nếu Cu kết tinh theo mạng lập phương tâm diện thì: a rCu a ( 8.1, 28.108 cm)3 (3) trang 2/11 DeThi.edu.vn (3) Đưa (3) và các kiện đề bài vào (1) tìm n = nguyên tử phù hợp với kết thực nghiệm mạng lập phương tâm diện Vậy đồng tinh thể kết tinh dạng lập phương tâm diện a) Te 131 53 I Te 01n 131 52Te ; 130 52 b) Gọi N0 là số nguyên tử 131 53 131 52 I có mL dung dịch ban đầu Số nguyên tử 131 53 I có mL dung dịch sau thời gian t là N = N0 Với = 0,693/(8,02.24.60) = - Số hạt phát thời gian t = 3.60 = 180 phút là N0 - N = N0(1 - e-t) = 1,08.1014 N0 = 16 23 1.1016 nguyên tử Nồng độ ban đầu 131 53 I = (1.10 /6,022.10 )/0,001 = 16,6 mol/L - Hoạt độ phóng xạ riêng (tính cho mL dung dịch) ban đầu: Aso = N0 = (6,0.10-5.1.1016)/60 = 1.1010 Bq/mL As/Aso = (1/ 2)t / t1/2 = 103/1010 = 10-7 (t/t1/2)lg(1/2) = -7 t = 186,49 ngày .e-t 6,0.10-5 phút-1 Câu III (4,5 điểm) Cho phản ứng: 2A + B → C + D Thực nghiệm cho biết phương trình động học tốc độ phản ứng có dạng sau: [A]2 [B] v=k [C] Giản đồ lượng phản ứng có dạng hình vẽ Thực nghiệm cho biết phản ứng xảy qua giai đoạn, giai đoạn đó là E thuận nghịch a) Đề xuất chế phản ứng cho phù hợp với phương trình động học và giản đồ lượng đã cho b) Trên sở chế phản ứng, hãy tìm hệ thức liên Ea2 hệ số tốc độ chung phản ứng với các số tốc độ các giai đoạn Ea-1 Ea1 c) Tìm hệ thức liên hệ lượng hoạt hóa C+M+B chung (Ea) phản ứng với các giá trị Ea1, Ea–1 và 2A + B Ea2 Biết rằng, lượng hoạt hóa E phụ thuộc vào C+D số tốc độ phản ứng k theo phương trình: dlnk Đối với phản ứng đề hiđro hóa etan: dT C2H6 (k) ƒ C2H4 (k) + H2 (k) (1) o -1 có các số liệu sau: ΔG 900K = 22,39 kJ.mol và các giá trị entropy ghi bảng đây: E = RT o 900K S Chất [J.mol-1.K-1] H2 163,0 C2H6 319,7 C2H4 291,7 a) Tính Kp phản ứng (1) 900K o b) Tính ΔH 900K phản ứng C2H4 (k) + H2 (k) C2H6 (k) trang 3/11 DeThi.edu.vn (4) c) Tính Kp 600K phản ứng (1), giả thiết khoảng nhiệt độ từ 600K đến 900K thì ΔH o và ΔSo không thay đổi Ở 1396K và áp suất 1,0133.105 N.m-2, độ phân li nước thành hiđro và oxi là 0,567.10-4; độ phân li cacbon đioxit thành cacbon oxit và oxi là 1,551.10-4 Hãy xác định thành phần hỗn hợp khí (ở trạng thái cân bằng) tạo thành theo phản ứng: CO + H2O ƒ H2 + CO2 từ hai thể tích cacbon oxit và nước điều kiện trên Hướng dẫn chấm a) Cơ chế đề nghị: k A+A ‡ˆ ˆk 1ˆ† ˆˆ C+M -1 (a) k2 (b) M+B D b) Từ giản đồ lượng cho thấy cân (a) xảy nhanh (Ea-1 và Ea1 nhỏ) và M chuyển hóa chậm thành sản phẩm cuối ( Ea2 lớn) Do đó tốc độ phản ứng định giai đoạn 2: v=k [M][B] (1) Mặt khác vì giai đoạn xảy nhanh: k1[A]2 k1[A] =k -1[C][M] [M]= , vào (1) có: k -1[C] kk k1k [A]2 [B] [A]2 [B] v= =k với k= k -1 k -1 [C] [C] (2) c) Từ biểu thức (2) ta có: lnk=lnk1 +lnk -lnk -1 E a =RT dlnk1 dlnk dlnk -1 dlnk =RT ( + )=E a1 +E a2 -E a-1 dT dT dT dT a) Áp dụng công thức ΔG o =-RTlnK p lnK p =- ΔG 22390J/mol == -2,99 RT 8,314(J/mol.K)900K Kp = 5,03.10-2 atm 0 =ΔH 900K -TΔS900K b) Áp dụng ΔG 900K , Đối với phản ứng: C2H4 (k) + H2 (k) C2H6 (k) ΔG 900K =-22,39kJ/mol (2) ΔS900K =SC0 H6 -(SC0 H4 +S0H2 ) = -135 J/mol.K 0 Ta có: ΔH 900K = ΔG 900K + T ΔS900K =-143,890 kJ/mol cho phản ứng (2) c) Kp 600K, Áp dụng K 900K ΔH 1 ln =( ) , thay K 900K = 5,03.10-2 và ΔH = 143890 J/mol K 600K R 900 600 tìm K 600K = 3,35.10-6 atm Theo phương trình phản ứng: CO + H2O ƒ H2 + CO2, ta có số cân bằng: PCO2 PH2 Kp = (a) PCO PH2O trang 4/11 DeThi.edu.vn (5) Giá trị số cân phản ứng này có thể tính từ số phân li nước và số phân li cacbon đioxit: PO2 PH2 K p,H2O = 2H2O ƒ 2H2 + O2 (b) PH2O 2CO2 ƒ 2CO + O2 K p,CO2 = PO2 PCO PCO (c) Chia vế (b) cho (c), dễ dàng suy Kp = K p,H2O (d) K p,CO2 * Xác định các số cân bằng: (i) K p , H 2O Gọi độ phân li nước là 1 = 0,567.10-4; 2H2O ƒ Ban đầu Phân li 21 Cân 2(1 - 1) 2H2 + 21 21 O2 (mol) 1 1 Tổng số mol hỗn hợp trạng thái cân bằng: + 1 2(1-α1 ) 2α1 α PH2O =P , PH2 =P , PO2 =P (e) 2+α1 2+α1 2+α1 Thay (e) vào (a) với lưu ý 1 = , sau vài phép biến đổi đơn giản, cuối cùng nhận được: K p,H2O = Pα31 = 1, 0133.105 (0,567.104 )3 = 0,923.10-8 (ii) K p ,CO2 Với cách tính hoàn toàn tương tự nhận được: Pα32 1, 0133.105 (1,551.104 )3 K p,CO2 = = =18,90.10-8 2 Thay các giá trị K p,H2O và K p,CO2 vừa tính vào (d), có Kp = 0,221 * Xác định thành phần hỗn hợp khí theo Kp Vì phản ứng tạo hỗn hợp khí xảy điều kiện thể tích không đổi nên nồng độ các chất phản ứng có thể biểu diễn bất kì đơn vị nào Trong trường hợp này, thuận tiện là biểu diễn nồng độ phần trăm thể tích Phần trăm thể tích ban đầu CO và H2O 50% Gọi x % là phần trăm thể tích H2 và CO2 sinh trạng thái cân bằng, theo phản ứng: CO + H2O ƒ H2 + CO2 ta có: x2 0, 221 x = 15,99% (50 x) Câu IV (4,5 điểm) Chất A là hợp chất có thành phần gồm nitơ và hiđro Chất A sử dụng làm nhiên liệu cho tên lửa Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, thể tích A có khối lượng khối lượng cùng thể tích khí oxi a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo A và cho biết trạng thái lai hóa nitơ A b) Dựa vào đặc điểm cấu tạo, hãy so sánh tính bazơ và tính khử A với NH3 Giải thích trang 5/11 DeThi.edu.vn (6) c) Người ta thực thí nghiệm sau: cho 25,00 mL dung dịch A nồng độ 0,025M vào dung dịch Fe2(SO4)3 dư, đun nóng, thu dung dịch B và chất khí X Chuẩn độ 1/2 dung dịch B môi trường axit, cần vừa đủ 12,40 mL dung dịch KMnO4 Biết chuẩn độ 10,00 mL dung dịch H2C2O4 0,05M (trong môi trường axit H2SO4) cần vừa đủ 9,95 mL dung dịch KMnO4 trên Xác định chất X Năm 1965, các nhà khoa học đã tìm phương pháp cố định nitơ nhiệt độ phòng cách dẫn khí nitơ qua dung dịch pentaaminoaquơruteni(II) (A1) Khi đó, nitơ thay nước cầu nội A1 tạo phức chất A2 Phức chất A2 có tính thuận từ a) Viết phương trình phản ứng xảy b) Áp dụng thuyết liên kết hóa trị (VB), hãy mô tả liên kết phức A2 và dự đoán cấu trúc hình học nó Xác định hóa trị và số oxi hóa ruteni phức chất A2 Trong dung dịch OH- 1,0M [Co(NH3)5Cl]2+ tồn cân bằng: [Co(NH3)5Cl]2+ + OH- ƒ [Co(NH3)4(NH2)Cl]+ + H2O o Ở 25 C, thời điểm cân xác định ít 95% phức chất tồn dạng axit [Co(NH3)5Cl]2+ Chứng minh [Co(NH3)5Cl]2+ là axit yếu có K a 5,26.10-16 NH3 có khả phản ứng với nhiều ion kim loại chuyển tiếp Alfred Werner (được giải Nobel hóa học năm 1913) đã phân lập thành công số phức chất CoCl3 và NH3, đó có phức chất bát diện với công thức phân tử là CoCl34NH3 Tùy thuộc vào điều kiện tổng hợp, phức chất này có màu tím màu xanh Khi cho lượng dư dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch chứa mol phức chất này thu mol AgCl kết tủa Hãy xác định các công thức có thể có phức chất nêu trên Hướng dẫn chấm a) Gọi công thức chất A là NxHy Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, thể tích khí A có khối lượng khối lượng cùng thể tích khí oxi M A = M O2 = 32 14x + y.1 = 32 x= 2, y= chất A là N2H4 ( hiđrazin) Công thức cấu tạo N2H4: H H N N H H Trong N2H4, hai nguyên tử N trạng thái lai hóa sp3, phân tử N2H4 có thể coi là sản phẩm nguyên tử H NH3 nhóm NH2 b) Dựa vào đặc điểm cấu tạo, so sánh tính bazơ, tính khử N2H4 và NH3: - Tính bazơ NH3 lớn N2H4 phân tử N2H4 có thể coi là sản phẩm nguyên tử H NH3 nhóm NH2, nguyên tử N có độ âm điện lớn, nhóm NH2 hút electron làm giảm mật độ electron trên nguyên tử nitơ N2H4 so với NH3 tính bazơ N2H4 yếu NH3 - Tính khử N2H4 mạnh NH3 vì phân tử N2H4 có liên kết N-N kém bền ( lực đẩy cặp electron chưa liên kết trên nguyên tử N) phân tử N2H4 kém bền nên thể tính khử mạnh NH3 trang 6/11 DeThi.edu.vn (7) Do N2H4 có tính khử mạnh, phản ứng đốt cháy N2H4 tỏa nhiệt lượng lớn nên hiđrazin sử dụng làm nhiên liệu cho tên lửa c) Tính nồng độ dung dịch KMnO4: - phản ứng chuẩn độ: C2 O 42- + MnO-4 + 16 H+ → 10 CO2 + Mn2+ + H2O CM(dd KMnO4 ) 10 0, 05 = 0,0201 (M) 9,95 N2H4 + Fe2(SO4)3 dung dịch B + chất khí X Do N2H4 có tính khử, Fe3+ bị khử Fe2+ dung dịch B có chứa Fe2+, chất khí X là hợp chất chứa N với số oxi hóa là x Phản ứng dung dịch B với KMnO4: Fe2+ + MnO-4 + H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + H2O - Số mol Fe2+ dung dịch B là: nFe2+ 12, 40.103 0, 0201 = 2,492.10-3 (mol) Số mol N2H4 = 25.10-3 0,025= 0,625.10-3 (mol) Trong phản ứng N2H4 + Fe2(SO4)3 dung dịch B + chất khí X Quá trình nhận electron Fe3+ + 1e Quá trình nhường electron Fe2+ 2,492.10-3 mol 2,492.10-3 mol 2N-2 2Nx 2.0,625.10-3mol + (2+x) e 2.0,625.10-3 (2+x) mol Áp dụng bảo toàn electron: phản ứng oxi hóa khử số mol e nhận = số mol e nhường 2,492.10-3 = 2.0,625.10-3 (2+x) 2+ x x= N-2 N0 + 2e chất khí X là N2 2) a) Pentaaminoaquơruteni(II) - [Ru(NH3)5H2O]2+ phản ứng với nitơ: [Ru(NH3)5H2O]2+ + N2 = [Ru(NH3)5(N2)]2+ + H2O b) Ru: [Kr]4d75s1 Ru – 2e → Ru2+ 4d75s1 4d6 Vì phức chất thuận từ, nên phân bố e AO 4d Ru là: AO 5s, các AO 5p và AO 5d Ru2+ tham gia lai hóa sp3d2 Trên nguyên tử N năm phân tử NH3 và phân tử N2 có cặp e tự do, tham gia hình thành liên kết cho nhận với Ru2+ Các AO sp3d2: trang 7/11 DeThi.edu.vn (8) NH3 NH3 NH3 NH3 NH3 N2 Cấu trúc hình học A2: 2+ NH3 NH3 H3N Ru N N NH3 NH3 Phức chất A2 có dạng bát diện Ruteni có hóa trị và số oxi hóa là +2 [Co(NH3)5Cl]2+ (kí hiệu A) và [Co(NH3)4(NH2)Cl]+ (kí hiệu B) là axit và bazơ liên hợp: [Co(NH3)5Cl]2+ + H2O ƒ [Co(NH3)4(NH2)Cl]+ + H3Ợ [B][H 3O + ] Ka = [A] (1) → Ka [B] = [A] [H 3O + ] (2) [Co(NH3)5Cl]2+ + OH- ƒ [Co(NH3)4(NH2)Cl]+ + H2O K = [B] [A][OH - ] (*) (3) Thế (2) vào (3) nhận được: K = K [B] = a [A][OH ] K W (4) Theo giả thiết, với cân (*) [OH-] = 1,0M có ít 95% phức tồn dạng axit, có: K [B] 0, 05 → K a 5,26.10-16 K = a [A][OH ] K W 0,95.1, Vì mol phức CoCl3.4NH3 tác dụng dung dịch AgNO3 (dư) tạo mol AgCl → có Cl- cầu ngoại phân tử phức: [Co(NH3)4Cl2]Cl Do phức [Co(NH3)4Cl2]+ có cấu trúc bát diện nên có đồng phân: NH3 Cl Cl Co Cl H 3N NH3 NH3 H3N NH3 Dạng cis Hai đồng phân này có màu sắc khác (xanh và tím) Co NH3 NH3 Cl Dạng trans trang 8/11 DeThi.edu.vn (9) Câu V (4,0 điểm) Tính số cân phản ứng: Cr2O72- + H2O ƒ 2CrO42- + 2H+ Trộn 10,00 mL dung dịch K2Cr2O7 0,80M với 10,00 mL dung dịch A gồm BaCl2 0,08M và SrCl2 0,08M thu hỗn hợp B Hãy cho biết tượng xảy và thành phần hỗn hợp B Tính khối lượng CH3COONa cần cho vào hỗn hợp B, có mặt C6H5COOH 0,02M để bắt đầu có kết tủa SrCrO4 tách (bỏ qua tăng thể tích thêm CH3COONa) Tính khoảng pH cần thiết lập để có thể tách hoàn toàn ion Ba2+ khỏi ion Sr2+ K2Cr2O7 trộn 10,00 mL dung dịch K2Cr2O7 0,80M với 10,00 mL dung dịch A (coi Ba2+ tách hoàn toàn nồng độ còn lại Ba2+ dung dịch nhỏ 1,0.10-6M) Cho: CrO42- + H2O ƒ HCrO4- + OH- Kb = 10-7,5 Cr2O72- + H2O ƒ 2HCrO4K = 10-1,64 pKa(CH3COOH) = 4,76; pKa(C6H5COOH) = 4,20; pKw(H2O) = 14,0; pKs(BaCrO4) = 9,93; pKs(SrCrO4) = 4,65 Hướng dẫn chấm Cr2O72- + H2O ƒ HCrO-4 K1 = 10-1,64 HCrO-4 + OH- ƒ CrO2Kb-1 = 107,5 + H2O H2O ƒ H+ + OHKw = 10-14 + Cr2O72- + H2O ƒ CrO24 + 2H K2 = 10-14,64 Cr2O72- + H2O ƒ HCrO-4 + Cr2O72- + H2O ƒ CrO24 + 2H K1 = 10-1,64 (1) K2 = 10-14,64 (2) Sau trộn: C(Cr2O72-) = 0,4M; C(Sr2+) = 0,04M; C(Ba2+) = 0,04M Trong dung dịch, crom tồn dạng là Cr2O72-, HCrO4- và CrO42- Từ (1) và (2) ta thấy: K1 ? K2 tính C'HCrO- theo (1): Cr2O72- + H2O ƒ 0,4 – x HCrO-4 K1 = 10-1,64 x = 0,045 C'HCrO- = 0,09 M 2x + Thay vào cân bằng: HCrO-4 ƒ CrO24 + H 0,09 – y CCrO2- = y = ' 1,685.10-4 M y 1,7.10-4 Ka = Kw 106,5 (3) Kb y M ' ' -4 -6 ? K -9,93 CCrO 2- C Ba 2+ = 1,7.10 0,04 = 6,8.10 S(BaCrO ) = 10 4 có kết tủa BaCrO4 vàng theo phản ứng (K = BaCrO + 2H+ Cr2O72- + Ba2+ + H2O 105,22 ): 0,4 0,38 0,04 - (4) 0,04 trang 9/11 DeThi.edu.vn (10) " Vì sau phản ứng (4), CCrO2-4 < 1,7.10-4 M, đó: ' 4 6 C"CrO2- CSr K S(SrCrO ) 104,65 không có kết tủa SrCrO tách 2+ 1.7.10 0, 04 6,8.10 4 B: Vậy hỗn hợp B thu gồm kết tủa BaCrO4; Cr2O72-dư; Sr2+; H+ tạo thành (K+; Cl-) Đặt a là số gam CH3COONa cần lấy Để bắt đầu có kết tủa SrCrO4 tách hỗn hợp K s(SrCrO4 ) 10-4,65 [CrO ] = = = 5,6.10-4 Đặt h = [H+] C' 2+ 0,04 2 Sr Theo định luật bảo toàn nồng độ: CCr O2- = [Cr2O72-] + 0,5 [HCrO4-] + 0,5 [CrO42-] Kết hợp với (2) và (3) ta có: C 2- = Cr2O7 2 [CrO 2[CrO 24 ] h ].h + 0,5 + 0,5.[CrO 24 ] K2 Ka (5) Thay [CrO 24 ] = 5,6.10-4 M vào (5): 0,38 = (5,6.10-4)2.1014,64.h2 + 0,5 5,6.10-4.106,5.h + 0,5.5,6.10-4 [H+] = h = 4,955.10-5 = 10-4,3 pH = 4,3 Khi cho CH3COO- (C = 1000.a 25.a = ) vào hỗn hợp B, có phản ứng trung hòa với H+ 82 20 41 sinh từ (4): Tại pH = 4,3: [CH3COO ] 10-4,76 = 0,26 = 26% sau [CH3COO- ]+[CH3COOH] 10-4,76 10-4,3 trung hòa, dư CH3COO-: CH3COO- + 25.a - 0,04 41 H+ CH3COOH - 0,04 Cũng pH = 4,3: [C6 H5COO ] 10-4,2 = 0,557 = 55,7% chứng [C6 H5COO- ]+[C6 H5COOH] 10-4,2 104,3 tỏ lượng dư CH3COO- đã có phản ứng với C6H5COOH, tạo thành C6H5COO- theo phản ứng sau, với [C6H5COO-] = 0,02 104,2 0,011 M: 104,2 104,3 CH3COO+ C6H5COOH ƒ 25.a C - 0,04 41 25.a [] - 0,04 – 0,011 0,02 – 0,011 41 a = 0,1118 (gam) Để BaCrO4 kết tủa hoàn toàn: [Ba2+] 10-6 M [CrO ] 2 K = 100,56 0,04 0,04 + 0,011 Ks(BaCrO 106 Và không có kết tủa SrCrO4 tách ra: [CrO 24 ] + C6H5COO- CH3COOH 4) = 0,011 10- 9,93 = 10- 3,93 M 6 10 K s(SrCrO4 ) 10-4,65 = = 5,6.10-4 M C'Sr2+ 0,04 Vậy điều kiện để có thể tách hoàn toàn ion Ba2+ khỏi ion Sr2+ K2Cr2O7 là: trang 10/11 DeThi.edu.vn (11) 103,93 [CrO 24 ] < 5,6.10-4 M Thay [CrO 24 ]1 10-3,93M và [CrO 24 ]2 < 5,6.10-4 M tính và h1 10- 3,61; h2 >10- 4,3 Vậy cần phải khống chế khu vực 3,61 pH < 4,3 để có thể tách hoàn toàn ion Ba2+ khỏi ion Sr2+ K2Cr2O7 (Thí sinh có thể tính C' 2- ý và tính [H+], pH ý và theo (2), cho đủ điểm) CrO4 HẾT -(Nếu thí sinh làm theo cách khác mà đúng, cho đủ điểm theo biểu điểm) trang 11/11 DeThi.edu.vn (12)