ĐÁP ÁN HSG 11

ĐÁP ÁN HSG HOÁ 11

Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M. Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5.
Phèn là muối sunfat kép của một cation hóa trị một (như K+ hay NH4+) và một cation hóa trị ba (như Al3+, Fe3+ hay Cr3+). Phèn sắt amoni có công thức (NH4)aFe(SO4)b.nH2O. Hòa tan 1,00 gam mẫu phèn sắt vào 100 cm3 H2O, rồi chia dung dịch thu được thành hai phần bằng nhau. Thêm dung dịch NaOH dư vào phần một và đun sôi dung dịch. Lượng NH3 thoát ra phản ứng vừa đủ với 10,37 cm3 dung dịch HCl 0,100 M. Dùng kẽm kim loại khử hết Fe3+ ở phần hai thành Fe2+. Để oxi hóa ion Fe2+ thành ion Fe3+ trở lại, cần 20,74 cm3 dung dịch KMnO4 0,0100 M trong môi trường axit.
Viết các phương trình phản ứng dạng ion thu gọn và xác định các giá trị a, b, n.
Tại sao các phèn khi tan trong nước đều tạo môi trường axit ?

ĐÁP ÁN
ĐIỂM


;

NH4Cl + NaOH ( NaCl + NH3 + H2O
0,08 0,06
0,06 0,06 0,06
0,02 0 0,06
Xét cân bằng :
NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH-
0,06 0,02
x x x
0,06–x 0,02+x x

, gần đúng

(

















(a) Đặt số mol của phèn sắt (NH4)aFe(SO4)b.nH2O trong mỗi phần là x mol.
Phương trình phản ứng phần một :
NH4+ + OH- ( NH3 + H2O
ax
ax
Fe3+ + 3OH- ( Fe(OH)3
NH3 + H+ ( NH4+
ax ax
Phương trình phản ứng phần hai :
Zn + 2Fe3+ ( Zn2+ + 2Fe2+
x
0 x
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ ( 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
x x/5





Ta có :



( a = 1
Công thức của phèn được viết lại là NH4+Fe3+(SO42-)b.nH2O
( b = 2
Từ M = 18 + 56 + 96.2 + 18n =

( n = 12
Công thức của phèn sắt – amoni là NH4Fe(SO4)2.12H2O



(b) Phèn tan trong nước tạo môi trường axit vì các ion NH4+, Al3+, Fe3+ và Cr3+ đều những ion axit (các ion K+ có tính trung tính, còn SO42- có tính bazơ rất yếu).
NH4+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+
M3+ + H2O ⇄ M(OH)2+ + H+





Xét hợp chất với hidro của các nguyên tố nhóm VA. Góc liên kết HXH (X là kí hiệu nguyên tố nhóm VA) và nhiệt độ sôi được cho trong bảng dưới đây.
Đặc điểm
NH3
PH3
AsH3
SbH3

Góc HXH
107o
93o
92o
91o

Nhiệt độ sôi (oC)
-33,0
-87,7
-62,0
-18,0

So sánh và giải thích sự khác biệt giá trị góc liên kết và nhiệt độ sôi của các chất này.
Khi cho NH3 vào dung dịch AgNO3 thì thấy có vẩn đục màu trắng tan lại ngay trong NH3 dư, nhưng khi thêm AsH3 vào dung dịch AgNO3 thì lại thấy xuất hiện kết tủa Ag và dung dịch thu được có chứa axit asenơ. Viết phương trình phản ứng và giải thích tại sao có sự khác biệt này.
Xét phản ứng tổng hợp amoniac : N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)
Ở 450oC hằng số cân bằng của phản ứng này là KP = 1,5.10-5. Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 nếu ban đầu trộn N2 và H2 theo tỉ lệ 1:3 về thể tích và áp suất hệ bằng 500 atm.

ĐÁP ÁN
ĐIỂM

Từ N đến Sb bán kính nguyên tử tăng dần, đặc trưng lai hóa sp3 của nguyên tử X trong phân tử XH3 giảm dần, nên góc liên kết trở về gần với góc giữa hai obitan p thuần khiết. (Cũng có thể giải thích là từ Sb đến N độ âm điện của nguyên tử trung tâm tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần, làm khoảng cách giữa các cặp electron liên kết giảm,