Bài tập Hóa vô cơ

Chöông III : Caáu taïo chaát vaø phaûn öùng trung hoøa

Caùc thuyeát axit- bazô

46. Trong caùc tieåu phaân sau ñaây, tieåu phaân naøo laø acid, baz, löôõng tính theo thuyeát axit-bazô

Bronsted

F^-; S^2-; HS^-; Ag⁺_aq; Fe²⁺_aq; H₂O ; HCl ; NH₃

Giaûi thích roõ lyù do döï ñoaùn. haõy cho bieát daïng acid vaø baz lieân hôïp cuûa chuùng.

47. Haõy cho bieát chaát naøo coù tính acid Bronsted maïnh hôn giöõa caùc caëp ion sau ñaây ? Taïi sao ?

a) Na⁺vaø Mg²⁺

aq

b) Al³⁺vaø Fe³⁺

aq

c) Mg²⁺vaø Co²⁺

aq

48. Chaát naøo coù tính baz Bronsted maïnh hôn ? Giaûi thích.

a) F^-vaø Cl^-

b) OH^-vaø H₂O

e) Cl^-vaø S^2-

c) O^2-vaø OH^-

f) PH₃vaø (CH₃)₃P

d) NH₃vaø NF₃

49. Trong dung dòch nöôùc CH₃COOH laø moät acid Bronsted yeáu. Tính acid cuûa CH₃COOH seõ

thay ñoåi nhö theá naøo khi dung moâi hoøa tan laø:

a) NH₃loûng

b) HF loûng

50. Haõy xaùc ñònh axit, bazô Lewis trong caùc phaûn öùng sau:

a) CuCl + NaCl = Na[CuCl₂]

b) AgBr + 2Na₂S₂O₃= Na₃[Ag(S₂O₃)] + NaBr

c) NiCl₂+ H₂O = [Ni(H₂O)₆]Cl₂

d) Al(OH)₃+ 3NaOH = Na₃[Al(OH)]₆

e) FeCl₃+ 6NaSCN = Na₃[Fe(SCN)₆] + 3NaCl

f) Na₃[Co(SCN)₆] + 6H₂O = [Co(H₂O]₆](SCN)₃+ 3NaSCN

51. Haõy xaùc ñònh axit-bazô Usanovich trong caùc phaûn öùng sau:

a) CaO + SiO₂= CaSiO₃

b) Al₂O₃+ SiO₂= Al₂SiO₅

c) Al(OH)₃+ NaOH = NaAlO₂+ 2H₂O

d) 2Al(OH)₃+ P₂O₅= 2AlPO₄+ 3H₂O

e) 2NaH + B₂H₆= 2Na[BH₄]

52. Phaûn öùng naøo trong caùc phaûn öùng ôû caâu 52 coù theå giaûi thích baèng thuyeát axit-bazô Bronsted

hoaëc thyeát axit-bazô Lewis.

53. Haõy cho bieát nhöõng chaát sau ñaây, chaát naøo laø acid hoaëc baz Bronsted , Lewis hay

Usanovich trong HF loûng : BF₃; SbF₅; H₂O.

54. Söï khaùc nhau vaø gioáng nhau cuûa caùc thuyeát axít-bazô Bronstrd, Lewis vaø Usanovich? Neâu

lónh vöïc söû duïng chuùng?

55. Trình baøy khaùi nieäm axit-bazô löôõng tính theo caùc thuyeát Bronsted, Lewis vaø Usanovich.

Cho thí duï minh hoïa. Nhöõng chaát nhö theá naøo coù tính löôõng tính? Vò trí cuûa caùc nguyeân toá taïo

chaát chaát löôõng tính trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn.

56. Cho caùc axít:

H₃PO₄, H₃PO₃, H₂SiO₃, H₄SiO₄, H₂SO₄, HClO₄, H₂SO₃, H₂S₂O₃, HO₂, HIO₃,H₅IO₆,

HNO₂, HClO, H₃BO₃, HMnO₄, H₂CrO₄, H₂O₂

Döïa treân caáu taïo cuûa axít vaø baûn chaát cuûa nguyeân töû trung taâm, giaûi thích caùc tröôøng hôïp traùi

quy taéc Paolinh veà ñoä maïnh cuûa axít chöùa oxy.

a) Caùc axít maïnh : H₂SO₄( K₂= 10^-1,94) , HClO₄, HMnO₄

b) Caùc axít coù ñoä maïnh trung bình :H₃PO₄( K₁= 10^-2,12, K₂= 10^-7,21, K₃= 10^-12,38) ,

H₂SO₃( K₁= 10^-1,76, K₂= 10^-7,2) HIO₃( K = 10^-0,79) , H₃PO₃( K₁= 10^-1,80, K_{2= =}

^6,70) H₂CrO₄( K₁= 01^-0,98, K₂= 10^-6,50) , HO₂( K = 10^-2,2) , H₅IO₆( K = 10^-1,55, K₂=

10

10^-8,27, K₃= 10^-14,98), H₂S₂O₃( K₁= 10^-0,60, K₂= 10^1,72), HNO₂( K = 10^-3,29

)

c) Caùc axit yeáu : H₄SiO₄( K = 10^-9,9, K₂= 10^-11,8, K₃= 10^-13,7) ,H₂SiO₃(haàu nhö khoâng

ñieän ly), H₂O₂(K = 10^-11,70),HClO (K = 10^-7,30), HIO (K = 10^-10,64), H₃BO₃( K = 10^-

9,24

)

57. Tính axít Bronsted cuûa caùc daõy hôïp chaát HF – HCl – HBr – HI; H₂O – H₂S – H₂Se – H₂Te

taêng daàn töø traùi qua phaûi. Giaûi thích?

Caùc haèng soá axít trong dung dòch nöôùc:

HF

HCl

HBr

HI

K

10^-3,17

10⁷

10⁹

10¹¹

H₂S

H₂Se

10^-3,89

10^-11,0

H₂Te

10^-2,64

10^-11

K₁

K₂

10^-6,99

10^-12,89

Phaûn öùng trung hoøa

58. Haõy vieát caùc phöông trình phaûn öùng coù theå xaûy ra. Tính haèng soá caân baèng vaø ΔG^o

cuûa

298,tt

caùc phaûn öùng ñoù. Töø caùc soá lieäu thu ñöôïc, cho bieát trong nhöõng tröôøng hôïp naøo thì khoâng theå

ñoàng thôøi coù söï toàn taïi cuûa axít vaø bazô trong moät heä.

a) H₂SO₄+ NH₄OH

b) HClO₄+ NaOH

c) H₃BO₃+ NH₄OH

d) H₃PO₄+ KOH

Caùc haèng soá ñieän ly cuûa axít laáy trong baøi 57.

KOH vaø NaOH laø caùc bazô maïnh. NH₄OH (K = 10^-4,755

59. Cho caùc phaûn öùng trung hoøa trong dung dòch nöôùc:

a) NaOH + H₂SO₄= NaHSO₄+ H₂O

)

b) NaOH + NaHSO₄= Na₂SO₄+ H₂O

c) NH₄OH + H₂SO₄= NH₄HSO₄+ H₂O

d) NH₄HSO₄+ NH₄OH = (NH₄)₂SO₄+ H₂O

e) CsOH + HBr = CsBr + H₂O

a) Vieát phöông trình ion – phaân töû vaø cho nhaän xeùt veà baûn chaát cuûa phaûn öùng giöõa moät

bazô maïnh vaø moät axít maïnh.

b) Tính hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùng.

c) Tính theá ñaúng aùp taïo thaønh tieâu chuaån (ΔG^o_298,tt) cuûa caùc phaûn öùng c vaø d, so saùnh

vôùi caùc keát quûa ΔG^o_298,tttính ñöôïc trong baøi 59, ruùt nhaän xeùt.

Nhieät taïo thaønh tieâu chuaån cuûa caùc ion vaø phaân töû (kJ/mol) :

-

2-

OH^-_aq

-230

-11

H⁺

0,00

HSO_{4 aq}

-889

+124

H₂O

-286

+70

SO₄

aq

ΔΗ^o

(kJ/mol)

-909

+18

298,tt

S^o(J/mol)

298

+

NH₄OH_aq

NH_{4 aq}

ΔΗ^o

(kJ/mol)

-366

-133

298,tt

S^o(J/mol)

+179

+111

298

60. Cho 4 dung dòch , moãi dung dòch chöùa moät trong boán axít HNO₃, HClO₄, HCl vaø HI ñeàu

coù cuøng noàng ñoä 1N. Hoûi dung dòch naøo coù noàng ñoä H⁺lôùn nhaát? Cho nhaän xeùt veà vieäc so

saùnh ñoä maïnh cuûa caùc axít maïnh trong dung dòch nöôùc? Aùp duïng nhaän xeùt naøy cho dung dòch

nöôùc cuûa caùc bazô maïnh coù cuøng noàng ñoä ( NaOH , KOH, RbOH , CsOH).

Phaûn öùng thuûy phaân

61. Haèng soá thuûy phaân naác thöù nhaát cuûa moät soá cation ñöôïc cho döôùi ñaây:

ion

Na⁺Mg²⁺Ca²⁺Ba²⁺Al³⁺Fe²⁺Fe³⁺Ag⁺

0,98 0,74 1,04 1,38 0,57 0,80 0,67 1,13

10^-1510^-11,210^-12,610^-13,210^-5,110^-9,510^-2,210^-6,2

r_ion(A^o)

K_tp

a) Giaûi thích nguyeân nhaân gaây ra cöôøng ñoä thuûy phaân taêng daàn theo daõy Na⁺, Ba²⁺,

Ca²⁺, Mg²⁺, Al³⁺

b) Vì sao Fe²⁺thuûy phaân maïnh hôn Mg²⁺maëc duø caû hai ion coù cuøng ñieän tích +2 vaø

Fe²⁺coù baùn kính ion lôùn hôn Mg²⁺?

c) Giaûi thích töông töï cho tröôøng hôïp so saùnh haèng soá thuûy phaân naác thöù nhaát giöõa Al³⁺

vaø Fe³⁺vaø giöõa Mg²⁺vaø Ag⁺.

62. Coù dung dòch cuøng noàng ñoä mol cuûa caùc chaát sau ñaây:

a) Na₂S

b) NaCH₃COO

c) Na₃PO₄

Dung dòch naøo coù pH lôùn nhaát ? Nhoû nhaát ? Taïi sao ? Tính pH cuûa caùc dung dòch ôû noàng

ñoä 0,1M

Bieát pK_acuûa caùc acid trong dung dòch nöôùc ôû 25^oC :

Acid

pK₁

pK₂

pK₃

H₂S

6,99

12,89

-

CH₃COOH

4,74

-

H₃PO₄

2,12

7,21

12,38

63. Tính haèng soá thuûy phaân töøng naác vaø toaøn phaàn khi hoøa tan FeCl₃hoaëc FeCl₂vaøo nöôùc.

Cho bieát tích soá tan töøng naác vaø toaøn phaàn cuûa Fe(OH)₃vaø Fe(OH)₂laø:

Hôïp chaát

T

Hôïp chaát

T

Fe(OH)₂

Fe(OH)₃

(Fe²⁺, 2OH^-)

(FeOH⁺, OH^-)

10^-15,0

(Fe³⁺, 3OH^-)

(FeOH²⁺, 2OH^-)

10^-37,50

10^-25,70

10^16,40

10^-9,3

+

(Fe(OH)₂, OH^-)

64. Tính pH taïi ñoù dung dòch 1M FeCl₂vaø dung dòch 1M FeCl₃thuûy phaân ñeán naác cuoái cuøng

ñöôïc 10%. Töø keát quûa tính ñöôïc giaûi thích taïi sao khi hoøa tan caùc muoái hoùa trò hai cuûa moät

soá caùc kim loaïi naëng ( Fe, Pb, Sn …) vaø muoái hoùa trò ba cuûa taát caû caùc kim loaïi (Al ,Fe,

Cr…) vaøo nöôùc ngöôøi ta phaûi axít hoùa tröôùc nöôùc baèng axít HCl hoaëc H₂SO₄.

65. Ngöôøi ta thöôøng söû duïng sulfat nhoâm ( pheøn nhoâm ñôn) ñeå laøm trong nöôùc. Hoaït löïc toát

nhaát cuûa söï keo tuï ñoái vôùi pheøn nhoâm dieãn ra ôû pH ≈ 5. Haõy tính noàng ñoä nhoâm coøn trong

dung dòch sau khi keát thuùc söï keo tuï ôû pH naøy. Nöôùc naøy coù ñoäc haïi vôùi ngöôøi khoâng, bieát

raèng noàng ñoä nhoâm cho pheùp vôùi nöôùc sinh hoaït laø > 0,2 mg/lit. Coù theå duøng bieän phaùp gì

ñeå haï noàng ñoä nhoâm xuoáng döôùi möùc cho pheùp? Trong thöïc teá ngöôøi ta söû duïng bieän phaùp

naøo? Taïi sao?

Tích soá tan toaøn phaàn cuûa Al(OH)₃T = 10^-32,0

66. Laøm theá naøo ñeå phaân bieät ñöôïc dung dòch nöôùc cuûa caùc chaát sau ñaây:

a) NaNO₂, Na₂SO₃, Na₂SO₄

b) NaCl , NaI , Na₂S₂O₃, NaNO₃

c) Na₃PO₄, NaH₂PO₄, NaClO

( söû duïng caùc haèng soá ñieän ly axit trong baøi taäp 57)

Phaûn öùng taïo phöùc

67. Cho bieát caùc giaù trò haèng soá khoâng beàn cuûa phöùc thiosulfatoargentat (I) trong dung dòch

nöôùc nhö sau:

2-

[Ag(S₂O₃)^-] ⇌ Ag⁺+ S₂O₃

pK₁= 8,82

[Ag(S₂O₃)₂] ⇌ Ag⁺+ 2S₂O₃

[Ag(S₂O₃)₃] ⇌ Ag⁺+ 3S₂O₃

pK_1,2= 13,46

3-

2-

5-

Pk_1,2,3= 14,15 (vôùi pK = -lgK)

a) Tính haèng soá khoâng beàn cuûa caùc caân baèng sau:

5-

3-

2-

[Ag(S₂O₃)₃] ⇌ [Ag(S₂O₃)₂] + S₂O₃

3-

2-

[Ag(S₂O₃)₂] ⇌ [Ag(S₂O₃)^-] + S₂O₃

b) Xaùc ñònh tyû leä noàng ñoä [Ag(S₂O₃)₂]/[Ag(S₂O₃)₃] vaø [Ag(S₂O₃)^-]/ [Ag(S₂O₃)₂]

trong caùc tröôøng hôïp noàng ñoä ion thiosulfat 0,01 vaø 1 iong/lit. Töø keát quûa naøy nhaän

xeùt daïng phöùc thiosulfatoargentat (I) naøo beàn nhaát trong 3 daïng treân.

3-

5-

3-

68. Quaëng bauxit laø quaëng chöùa nhoâm phoå bieán nhaát treân traùi ñaát. Nöôùc ta laø nöôùc coù tröõ löôïng

quaëng Bauxit nhieàu nhaát theá giôùi. Quaëng naøy chöùa caùc khoaùng hydroxit nhoâm (Gibxite

Al(OH)₃; Boehmite γ-AlOOH hoaëc diaspor α-AlOOH). Phöông phaùp phoå bieán nhaát hieän nay

ñeå xöû lyù quaëng bauxit laø phöông phaùp Bayer. Cô sôû cuûa phöông phaùp laø khaû naêng cuûa ion Al³⁺

taïo vôùi hydroxyt phöùc tetrahydroxoaluminat (III) khaù beàn ( K_kb= 10^-33). Khoaùng hydroxyt nhoâm

tan trong dung dòch xuùt noùng taïo thaønh dung dòch aluminat. Dung dòch naøy ñöôïc taùch ra, ñeå

nguoäi, pha loaõng baèng nöôùc ñeå hydroxyt nhoâm keát tuaû. Phaàn dung dòch coøn laïi ñöôïc coâ ñaëc, boå

sung theâm xuùt vaø ñöa trôû laïi hoaø taùch khoaùng nhoâm.

a) Tính löôïng nhoâm toái ña coù theå coù trong 1 lít dung dòch aluminat coù noàng ñoä NaOH

200g/lit

b) Vieát caùc phöông trình phaûn öùng chính ñaày ñuû vaø ion-phaân töû cuûa quy trình Bayer.

Ñaây laø caùc phaûn öùng gì?

69. Clorua ñoàng (I) laø nguyeân lieäu duøng ñieàu cheá thuoác tröø naám cho caây troàng ( oxyclorua

ñoàng) vaø boät maøu xanh ftalocyanin ñoàng duøng nhieàu trong sôn vaø vaät lieäu xaây döïng. Moät quy

trình saûn xuaát clorua ñoàng (I) nhö sau: Troän 1 phaàn ( khoái löôïng) CuSO₄.5H₂O , 2 phaàn NaCl , 1

phaàn Cu kim loaïi vaø 10 phaàn nöôùc. Ñun hoãn hôïp treân trong bình kín cho ñeán khi dung dòch trôû

neân khoâng khoâng coù maøu (dung dòch A). Taùch dung dòch A khoûi phaàn caën, Pha loaõng dung dòch

A baèng nöôùc, CuCl keát tinh.

a) Vieát caùc phaûn öùng chính coù trong quy trình (phöông trình ñaày ñuû vaø phöông trình

phaân töû-ion). Giaûi thích cô sôû cuûa quy trình saûn xuaát treân.

b) Tính löôïng clorua ñoàng (I) coù theå coù toái ña trong moät lít dung dòch A.

Cho bieát: Tích soá tan cuûa CuCl T = 10^-5,92

.

Haèng soá khoâng beàn cuûa phöùc triclorocuprat(I) K = 10^-5,63vaø khoâng coù maøu.

Phöùc tetraaquoñoàng(II) coù maøu xanh.

Phaûn öùng phaân huûy

70. Nhieät ñoä phaân huûy cuûa caùc hôïp chaát carbonat cho trong baûng döôùi ñaây:

Hôïp chaát

MgCO₃

CaCO₃

≈ 900

SrCO₃

> 1200

BaCO₃

> 1200

FeCO₃

> 490

Li₂CO₃

> 600

t^o_{phaân huûy}(^oC) > 400

Na₂CO₃: Noùng chaûy chöa phaân huûy. Chæ phaân huûy ôû nhieät ñoä raát cao.

H₂CO₃: chæ bieát trong dung dòch nöôùc, thöïc teá naèm döôùi daïng H₂O.CO₂.

Söû duïng hieäu öùng phaân cöïc cation, giaûi thích ñoä beàn nhieät cuûa caùc chaát treân.

(Baùn kính Li⁺= 0,68A^o.. Giaù trò baùn kính cuûa caùc ion khaùc cho trong baøi 62.)

71. Söû duïng theá ñaúng aùp taïo thaønh tieâu chuaån (ΔG^o_T,tt) ñeå ñaùnh giaù veà ñoä beàn nhieät cuûa caùc

hôïp chaát carbonat trong baøi 70.

a) Tính nhieät ñoä taïi ñoù ΔG^o_T,tt= 0 khi boû qua söï phuï thuoäc nhieät ñoä cuûa ΔΗ_pövaø ΔS_pö.

Coù theå duøng caùc keát quûa tính toaùn naøy ñeå döï ñoaùn ñoä beàn nhieät cuûa chuùng khoâng?

b) Vì sao giaù trò nhieät ñoä phaân huûy cuûa Li₂CO₃vaø giaù trò nhieät ñoä öùng vôùi ΔG^o= 0

T,tt

cuûa noù caùch nhau quaù xa?

c) Tính nhieät ñoä taïi ñoù ΔG^o_T,tt= 0 cho Li₂CO₃, FeCO₃, MgCO₃vaø CaCO₃coù keå ñeán söï

phuï thuoäc nhieät ñoä cuûa ΔΗ_pövaø ΔS_pö.. So saùnh vôùi caùc keát quaû caâu a. Nhaän xeùt.

Caùc giaù trò nhieät ñoäng trong baûng sau:

Hôïp chaát

ΔΗ^o

S^o

C_p

(kJ/mol) (J/mol) (J/mol.ñoä)

Hôïp chaát

ΔΗ^o

S^o

C_p

298,tt

298

298,tt

298

(kJ/mol) (J/mol) (J/mol.ñoä

)

Na₂CO₃(r)

H₂CO_3aq

-1132

-700

135

187

88

112

97

66

90

96

214

113,5

Na₂O (r)

H₂O (l)

CaO (r)

BaO (r)

SrO (r)

Li₂O (r)

FeO (r)

MgO (r)

-418

-286

-635

-538

-604

-599

-265

-393

75

70

40

70

54

38

61

27

58,1

75,4

49,6

53,3

50,8

62,5

48,8

57,4

CaCO₃(r)

BaCO₃(r)

SrCO₃(r)

MgCO₃(r)

Li₂CO₃(r)

FeCO₃(r)

CO₂(k)

-1207

-1201

-1232

-1096

-1213

-753

87,8

86,9

89,6

77,9

16,0

48,7

44,1

-393

72. Caùc hôïp chaát CaSiO₃, LiAlO₂, CaAl₂O₄, BaTiO₃ñöôïc taïo thaønh baø beàn ôû nhieät ñoä cao.

a) Vieát caùc phaûn öùng taïo thaønh caùc hôïp chaát naøy töø oxyt ñôn giaûn. Cho bieát chaát ñoùng

vai troø axit vaø bazô theo Usanovich.

b) Tính ΔΗ^o₂₉₈,_pövaø ΔS^o_298,pö. Töø keát quaû thu ñöôïc ruùt nhaän nhaän xeùt chung veà ñieàu

kieän nhieät ñoäng ñeå caùc chaát coù ñoä beàn nhieät cao vaø coù theå taïo thaønh ôû nhieät ñoä cao?

Caùc giaù trò nhieät ñoäng trong baûng sau:

Hôïp chaát

ΔΗ^o

S^o

(J/mol)

82

53

24

114

Hôïp chaát

ΔΗ^o

(kJ/mol)

-599

-938

-908

S^o

(J/mol)

298,tt

298

298,tt

298

(kJ/mol)

-1635

-1190

-1641

-2326

CaSiO₃(r)

LiAlO₂(r)

BaTiO₃(r)

CaAl₂O₄(r)

Li₂O (r)

TiO₂(r)

SiO₂(r)

(α-

38

50

43

cristobalit)

Baøi luyeän taäp

73. Caùc phaûn öùng döôùi ñaây coù xaûy ra hay khoâng vaø xaûy ra trong nhöõng ñieàu kieän naøo? Giaûi

thích theo hai caùch: 1) Caên cöù treân caùc döõ lieäu nhieät ñoäng hoùa hoïc vaø vaät lyù , 2) Döïa vaøo tính

chaát axit-bazô. Vieát caùc phöông trình phaûn öùng xaûy ra.

a) H₂O (l) + SO₃(r)

c) H₂S_aq+ NaCl_aq

b) H₂O (k) + SO₃(k)

d) CaO (r) + CO₂(k)

e) CaS_aq+ H₂O (l)

f) Na₂CO_3aq+ AlCl_3aq

h) NaCl_aq+ H₂SO_4aq

k) NiO (r) + NH_3aq

g) CaCO₃(r) + BaCl_2aq

i) NiO (r) + H₂O (l)

l) Na₂[CuCl₃]_aq+ NaCN_aq

n) NaCl (r) + H₂SO_{4 ñaëc}

m) FeO (r) + TiO₂(r) → FeTiO₃(r)

Cho bieát:

Hôïp chaát

ΔΗ^o

S^o

Nhieät ñoä

soâi (S)

Hôïp chaát

ΔΗ^o

S^o

Nhieät ñoä

soâi (S)

298,tt

298

298,tt

298

(kJ/mol) (J/mol)

noùng chaûy

(n) (^oC)

H₂O (l)

H₂O (k)

SO₃(k)

SO₃(r)

FeO (r)

TiO₂(r)

-286

-242

-396

-455

-265

-938

70

NaCl (r)

H₂SO₄(l)

HCl (k)

Na₂SO₄(r) -1388

NaHSO₄(r) -1132

-411

-814

-92

72

800,8 (n)

296 (s-ph)^*

-85,08 (s)

884 (n)

189

257

52

61

50

157

187

149

125

80

62 (n)

1368 (n)

1870 (n)

186 (n)

Ni(O

(r)

H)₂-544

FeTiO₃(r) -1236

104

1668 (n)

NiO (r)

-240

38

Tích soá tan cuûa Ni(OH)₂, Al(OH)₃, CaCO₃, BaCO₃laàn löôït laø: 10^-14,7, 10^-32, 10^-8,32, 10^-8,29

Haèng soá khoâng beàn cuûa phöùc [Ni(NH₃)₄]²⁺, [Cu(CN)₄]^2-, [CuCl₃]^2-laàn löôït laø: 10^-7,47, 10^-30,3

vaø 10^-5,63

.

Ñoä tan (g/100g H₂O) cuûa CO₂trong nöôùc laø: 0,1688(20^oC) , 0,1257 (30^oC) , 0,0576 (60^oC) ,

Chöông IV: Caáu taïo chaát vaø phaûn öùng oxy hoùa khöû

Theá oxy hoùa - khöû vaø daõy Latimer

74. Theá oxy hoùa – khöû tieâu chuaån cuûa moät soá caëp oxy hoùa khöû ñöôïc cho trong baûng sau ñaây:

Quaù trình khöû

ϕ^o_oxh/kh(V)

1,36

0,536

Quaù trình khöû

ϕ^o_oxh/kh(V)

1,087

0,771

Cl₂↑ + 2e → 2Cl^-

I_2↓+ 2e → 2I^-

Fe²⁺+ 2e → Fe↓

Br₂+ 2e → 2Br^-

Fe³⁺+ 1e → Fe²⁺

-0,440

Haõy cho bieát nhöõng chaát ( tieåu phaân ) naøo laø chaát khöû ? Haõy xeáp caùc chaát khöû theo tính khöû

taêng daàn. Nhöõng tieåu phaân naøo laø chaát oxy hoùa ? Haõy xeáp caùc chaát oxy hoùa theo tính oxy hoùa

taêng daàn.

Anh ( chò) coù nhaän xeùt gì veà moái quan heä giöõa tính oxy hoùa cuûa daïng oxy hoùa vôùi tính khöû cuûa

daïng khöû lieân hôïp vôùi noù ?

75. Caùc phaûn öùng naøo trong caùc phaûn öùng döôùi ñaây coù theå xaûy ra trong dung dòch nöôùc. Vieát

caùc phaûn öùng xaûy ra.

a) KMnO₄+ KCl + H₂SO₄→

b) KMnO₄+ KCl ( trong moâi tröôøng kieàm ñaäm ñaëc) → K₂MnO₄+ …

c) K₂CrO₄+ Na₂S + H₂O →

d) K₂Cr₂O₇+ KCl + H₂SO₄→

e) Br₂+ Cl₂+ H₂O →

Cho bieát theá oxy hoùa khöû :

ϕ^o(V)

2-

Cr₂O₇+ 14H⁺+ 3e = 2Cr³⁺+ 7H₂O

+1,33

-0,13

+1,359

+ 1,51

+ 0,56

-0,48

2-

CrO₄+ 4H₂O + 3e = Cr(OH)₃(r) + 5OH^-

Cl₂(k) + 2e = 2Cl^-

2-

MnO₄+ 8H⁺+ 5e = Mn²⁺+ 4H₂O

2-

MnO₄^2-+ e = MnO₄

S (r) +2e = S^2-

Br₂+ 2e = 2Br^-

+1,087

2BrO₃+ 12H⁺+ 10e = Br₂+ 6H₂O

+1,52

+1,47

-

2ClO₃+ 12H⁺+ 10e = Cl₂(k) + 6H₂O

76. Theá oxyhoùa khöû tieâu chuaån cuûa caùc hôïp chaát cuûa mangan trong moâi tröôøng acid ( pH = 0)

vaø trong moâi tröôøng baz (pH = 14) coù giaù trò nhö sau :

a) [H⁺] = 1iong/lit

+1,51

Mn³⁺

Mn²⁺

Mn

-

+0,564

2- +2,26

+0,95

+1,51

-1,19

MnO₄

MnO₂

+1,70

+1,23

b) [H⁺] = 1.10^-14iong/lit

-

+0,564

2- +0,60

-0,15

+0,1

-1,56

MnO₄

MnO₂

Mn(OH)₃

Mn(OH)₂

Mn

+0,60

_-0,025

Töø caùc giaù trò theá ñaõ cho haõy nhaän xeùt :

-

Hôïp chaát naøo cuûa mangan khoâng beàn, deã bò phaân huûy?

Tính chaát oxyhoùa khöû cuûa caùc hôïp chaát cuûa mangan thay ñoåi nhö theá naøo khi pH moâi

-

tröôøng thay ñoåi?

-

Hôïp chaát naøo cuûa mangan khoâng beàn trong khí quyeån cuûa traùi ñaát?

Caùc möùc oxy hoùa beàn cuûa mangan trong moâi tröôøng axit, moâi tröôøng bazô ?

-

Cho bieát theá oxyhoùa khöû cuûa oxy trong caùc moâi tröôøng coù pH khaùc nhau : pH = 0 (

+1,229V ) ;

1. 77. hoùa Theá oxy khöû cuûa caùc quaù trình oxy hoùa khöû cuûa moät soá hôïp chaát cuûa nitô coù giaù trò

nhö sau : Trong moâi tröôøng acid ( pH = 0 )

pH = 7 ( + 0,815V) ; pH = 14 ( +0,401V).

-

+0,94V

+1,0V

NO₃

HNO₂

NO

b.

+0,96V

Trong moâi tröôøng kieàm (pH = 14)

-

+0,01V

-

-0,46V

NO₃

NO₂

NO

+0,15V

Töø caùc soá lieäu ñoù haõy cho bieát :

-

a) NO₃theå hieän tính oxy hoùa trong moâi tröôøng naøo maïnh hôn ?

-

b) NO₂theå hieän tính khöû trong moâi tröôøng naøo maïnh hôn ?

d) Trong moâi tröôøng naøo caùc hôïp chaát cuûa N(+3) beàn. Trong moâi tröôøng naøo khoâng beàn

?

Vieát phöông trình phaûn öùng xaûy ra neáu hôïp chaát khoâng beàn.

Aûnh höôûng cuûa moâi tröôøng ñeán khaû naêng oxy hoùa vaø khöû cuøa caùc chaát. Phöông trình nerst

78. Theá oxy hoùa – khöû tieâu chuaån cuûa moät soá caëp oxy hoùa khöû ñöôïc cho döôùi ñaây:

Quaù trình khöû

ϕ^o_oxh/kh(V)

0,521

Cu⁺+ 1e → Cu↓

Haõy tính theá oxy hoùa-khöû tieâu chuaån cuûa caùc baùn phaûn öùng khöû sau :

CuCl↓ + 1e → Cu↓ + Cl^-

CuBr↓ + 1e → Cu↓ + Br^-

CuI↓ + 1e → Cu ↓ + I^-

Töø caùc keát quaû tính ñöôïc , caùc anh chò cho nhaän xeùt :

+ Coù moái lieân heä gì khoâng giöõa khaû naêng nhaän ñieän töû cuûa Cu(I) trong caùc hôïp chaát vôùi tính

tan cuûa caùc hôïp chaát ñoù ? Cho bieát tích soá tan cuûa clorua ñoàng(I), bromua ñoàng(I) vaø iodua

ñoàng(I) coù caùc giaù trò nhö sau:

T

_CuCl= 1,2.10^-6

T_CuBr= 5,2.10^-9

T_CuI= 1,1.10^-12

79. Cho bieát:

Quaù trình khöû

ϕ^o_oxh/kh(V)

1,50

Au³⁺+ 3e → Au↓

Tính theá oxy hoùa – khöû tieâu chuaån cuûa caùc baùn phaûn öùng khöû sau

-

AuCl₄+ 3e → Au↓ + 4Cl^-

-

AuBr₄+ 3e → Au↓ + 4Br^-

-

Au(SCN)₄+ 3e → Au↓ + 4SCN^-

Töø caùc keát quûa thu ñöôïc ruùt ra moái lieân heä giöõa khaû naêng nhaän electron cuûa Au(III) vôùi ñoä

beàn cuûa phöùc chaát cuûa Au(III).

-

Bieát raèng : haèng soá khoâng beàn toaøn phaàn cuûa caùc phöùc AuX₄coù caùc giaù trò nhö sau :

-

[AuCl₄] = 2.10^-21,3[AuBr₄] = 1.10^-31,5[Au(SCN)₄] = 1.10^-42

80. Caân baèng caùc quaù trình trao ñoåi electron sau ñaây:

ϕ^o_oxh/kh(V)

1,47

ϕ^o_oxh/kh(V)

0,94

-

a) ClO₃→ Cl₂

b) NO₃→ HNO₂

-

c) NO₃→ N₂

1,24

d) MnO₄→ MnO₂↓

1,69

Haõy söû duïng bieåu thöùc Nerst tính ϕ^ocuûa caùc caëp oxy hoùa khöû treân ôû pH = 14. Anh (chò) coù

-

nhaän xeùt gì veà aûnh höôûng cuûa noàng ñoä cuûa ion hydro cuûa dd ñeán tính oxy hoùa cuûa ClO₃, NO₃,

-

MnO₄noùi rieâng vaø cuûa caùc chaát oxy hoùa laø anion coù chöùa oxy nhieàu hôn so vôùi daïng khöû lieân

hôïp cuûa noù ?

Töø caùc baøi taäp 27,28,29 coù theå ruùt ra nhaän xeùt toång quaùt gì veà aûnh höôûng cuûa moâi tröôøng ñeán

khaû naêng trao ñoåi electron cuûa caùc chaát oxy hoùa vaø chaát khöû lieân hôïp.

81. Haõy giaûi thích taïi sao ion Co³⁺oxy hoùa nöùôùc giaûi phoùng oxy ,trong khi ñoù neáu coù maët

amoniac vôùi noàng ñoä ñaäm ñaëc thì Co²⁺deã daøng bò oxy khoâng khí oxyhoùa leân Co³⁺?

Cho bieát : Theá oxyhoùa khöû cuûa caùc caëp oxyhoùa khöû lieân hôïp baèng :

Quaù trình khöû

ϕ^o_ox/kh(V)

+1,84

+1,23

Chuù thích

pH = 0

Co³⁺+ e = Co²⁺

O₂(k) + 4H⁺+ 4e = 2H₂O

O₂(k) + 2H₂O + 4e = 4OH^-

Vaø haèng soá khoâng beàn cuûa caùc phöùc chaát :

+0,401

pH = 14

K_kb[Co(NH₃)₆]²⁺= 1.10^-4,39; K_kb[Co(NH₃)₆]³⁺= 1.10^-35,21

Töø caùc baøi taäp 78 –81 ruùt ra nhaän xeùt toång quaùt veà aûnh höôûng cuûa moâi tröôøng ñeán khaû naêng

trao ñoåi electron cuûa caùc chaát oxy hoùa vaø chaát khöû lieân hôïp.

82. Ngöôøi ta coù nhaän xeùt raèng tính oxy hoùa cuûa moät chaát thöôøng taêng khi tính axít cuûa heä taêng

vaø giaûm khi tính axít cuûa heä giaûm. Ngöôïc laïi, tính khöû cuûa moät chaát thöôøng giaûm khi tính axít

cuûa heä taêng vaø taêng khi tính axít cuûa heä giaûm.

a) Anh chò haõy giaûi thích nguyeân nhaân cuûa hieän töôïng treân döïa treân caùc keát luaän thu

ñöôïc töø caùc baøi taäp 78-81. Döôùi ñaây laø caùc moät soá theá oxy hoùa khöû minh hoïa cho nhaän

xeùt treân:

Baùn phaûn öùng khöû

ϕ^o_ox/kh(V)

+0,771

-0,56

+1,69

+0,60

Fe³⁺+ e = Fe²⁺

Fe(OH)₃(r) + e = Fe(OH)₂(r) + OH^-

MnO₄+ 4H⁺+ 3e = MnO₂(r) + 2H₂O

-

MnO₄+ 2H₂O + 3e = MnO₂(r) + 4OH^-

-

ClO₃+ 6H⁺+ 6e = Cl^-+ 3H₂O

+1,47

+0,63

-

ClO₃+ 3H₂O + 6e = Cl^-+ 6OH^-

-

b) Nhaän xeùt naøy coù ñuùng ñoái vôùi heä phaûn öùng ôû baát cöù moâi tröôøng naøo?

Moái quan heä giöõa caáu hình electron nguyeân töû vaø vò trí nguyeân toá trong baûng heä thoáng

tuaàn hoaøn vôùi tính chaát oxy hoùa khöû cuûa nguyeân toá.

83. Haõy vieát caáu hình electron cuûa caùc nguyeân toá phaân nhoùm IA vaø VIIA. Töø caáu truùc ñoù coù

nhaän xeùt :

a) Khaû naêng nhöôøng vaø nhaän electron cuûa caùc nguyeân toá phaân nhoùm IA & VIIA?

b) Ñaïi löôïng naøo bieåu thò cho khaû naêng nhöôøng electron hoaëc nhaän electron cuûa

nguyeân töû trung hoøa?

c) Nhaän xeùt veà khaû naêng nhöôøng hoaëc nhaän electron cuûa caùc ion M⁺( M: kim loaïi

kieàm) vaø ion X^-( X halogen).

d) Trong daõy X^-töø treân xuoáng tính khöû taêng hay giaûm daàn? Coù chaát naøo oxy hoùa ñöôïc

ion F^-hay khoâng?

Giaù trò theá ion hoùa (I) , aùi löïc electron (F), ñoä aâm ñieän (χ) baùn kính nguyeân töû vaø ion M⁺vaø X^-

Li

Na

K

Rb

Cs

Fr

H

F

Cl

Br

I

I₁(kJ/mol) 520 496 419 403 376 384 1312 1681 1251 1142 1008

I₂(kJ/mol) 7298 4564 3070 2650 2420

-

73

3376 2296 2103 1843

333 349 325 297

F (kJ/mol) 57

30

48

60

38

χ

1,0

0,9

0,8

0,75 0,7

2,1

4,0

3,0

2,8

2,6

r

_NT(A^o)

1,55 1,89 2,36 2,48 2,68 2,80 0,30^*0,64^*0,99^*01,14^*1,33^*

_ion(A^o)

0,68 0,98 1,33 1,49 1,65

-

0,000^**1,33 1,81 1,96 2,2

* Baùn kính coäng hoùa trò. Caùc giaù trò cuûa kim loaïi kieàm laø baùn kính kim loaïi.

** baùn kính ion H⁺, baùn kính ion H^-= 1,36 A^o.

84. NaH laø moät chaát tham gia raát maïnh vaøo phaûn öùng oxy hoùa khöû. Theo anh chò, nguyeân töû

cuûa nguyeân toá naøo trong hôïp chaát ñoù seõ bò thay ñoåi soá oxy hoùa khi tham gia phaûn öùng oxy hoùa

khöû; NaH laø chaát khöû maïnh hay chaát oxy hoùa maïnh?

85. Löu huyønh coù theå taïo thaønh caùc hôïp chaát trong ñoù noù coù caùc soá oxy hoùa sau ñaây: -2 , 0, +2,

+4, +6. Theo anh chò :

a) Hôïp chaát chöùa löu huyønh ôû soá oxy hoùa naøo keùm beàn vöõng nhaát?

b) Nguyeân töû löu huyønh trong nhöõng hôïp chaát sau ñaây coù theå ñoùng vai troø chaát nhöôøng,

nhaän electron hay khoâng? Hôïp chaát luùc ñoù seõ ñoùng vai troø chaát oxy hoùa hay chaát

khöû? H₂S, S₈, SF₂, SO₂,H₂SO₄

86. Phot pho vaø chì coù taïo nhieàu hôïp chaát hoùa hoïc vôùi caùc nguyeân toá khaùc ôû nhöõng soá oxy hoùa

naøo?

87. Coù theå döïa vaøo ñaëc ñieåm naøo cuûa nguyeân töû ñeå giaûi thích quy taéc chaün leû Mendeleev cho

caùc nguyeân toá khoâng chuyeån tieáp. Quy taéc naøy coù ñuùng cho nguyeân toá chuyeån tieáp hay khoâng?

88. Theá oxy hoùa khöû tieâu chuaån cuûa caùc caëp lieân hôïp Xⁿ⁺/ X^(n-2)+ôû pH = 0 cuûa caùc nguyeân toá

phaân nhoùm VIIA, VIA & VA coù giaù trò nhö sau:

Chu kyø

Quaù trình khöû

ϕ^o_oxh/kh(V)

Phaân nhoùm VIIA

-

3

4

5

6

BrO₄+ 2H⁺+ 2e → BrO₃+ H₂O

1,763

1,64

1,19

-

H₅IO₆+ H⁺+ 2e → IO₃+ 3H₂O

-

ClO₄+ 2H⁺+ 2e → ClO₃+ H₂O

Hôïp chaát cuûa At ôû soá oxy hoùa +7 khoâng toàn taïi trong dung dòch nöôùc

vì coù tính oxy hoùa raát maïnh.

Phaân nhoùm VIA

2-

3

SO₄+ 4H⁺+ 2e = H₂SO₃+ H₂O

+0,17

2-

4

5

6

SeO₄+ 4H⁺+ 2e = H₂SeO₃+ H₂O

+1,15

+ 1,02

H₆TeO₆+ 2H⁺+ 2e = TeO₂(r) + 4H₂O

Hôïp chaát cuûa Po ôû soá oxy hoùa +6 khoâng toàn taïi trong dung dòch nöôùc

vì coù tính oxy hoùa quaù maïnh.

Phaân nhoùm VA

3

4

5

6

H₃PO₄+ 2H⁺+ 2e = H₃PO₃+ H₂O

H₃AsO₄+ 2H⁺+ 2e = HAsO₂+ 2H₂O

Sb₂O₅(r) + 6H⁺+ 2e = 2SbO⁺+ 3H₂O

NaBiO₃(r) + 4H⁺+ 2e = BiO⁺+ Na⁺+ 2H₂O

Phaân nhoùm IVA

-0,276

+0,56

+0,58

> +1,8

3

Hôïp chaát cuûa Si ôû soá oxy hoùa +2 khoâng toàn taïi trong dung dòch nöôùc

vì coù tính khöû quaù maïnh.

4

5

6

GeO₂(r) + 2H⁺+ 2e = GeO (r) + H₂O

SnO₂(r) + 2H⁺+ 2e = SnO (r) + H₂O

PbO₂(r) + 4H⁺+ 2e = Pb²⁺+ 2H₂O

Phaân nhoùm IIIA

-0,12

-0,088

+1,455

3

4

5

Hôïp chaát cuûa Al ôû soá oxy hoùa +1 khoâng toàn taïi trong dung dòch nöôùc

vì coù tính khöû quaù maïnh.

Hôïp chaát cuûa Ga ôû soá oxy hoùa +1 khoâng toàn taïi trong dung dòch nöôùc

vì coù tính khöû quaù maïnh.

In³⁺+ 2e = In⁺

-0,444

+1,28

Tl³⁺+ 2e = Tl⁺

a) Anh chò haõy söû duïng caáu truùc electron cuûa caùc nguyeân toá ñeå giaûi thích quy luaät taêng

tính oxy hoùa cuûa caùc hôïp chaát chöùa caùc nguyeân toá khoâng chuyeån tieáp ôû möùc oxy hoùa

döông cao nhaát ôû caùc chu kyø IVA vaø VIA. ( Quy luaät tuaàn hoaøn thöù caáp).

b) Trong moät chu kyø töø traùi qua phaûi tính oxy hoùa cuûa caùc hôïp chaát chöùa nguyeân toá

khoâng chuyeån tieáp ôû möùc oxy hoùa döông cao nhaát ( n+) taêng hay giaûm daàn? Noù coù

tính quy luaät khoâng?

c) Trong moät chu kyø töø traùi qua phaûi tính khöû cuûa caùc hôïp chaát chöùa nguyeân toá khoâng

chuyeån tieáp p ôû möùc oxy hoùa döông nhoû hôn möùc cao nhaát hai ñôn vò ( (n-2)+) thay

ñoåi nhö theá naøo ? coù tính quy luaät khoâng?

Bài tập Hóa vô cơ - Chương 3+4