Tuyển tập đề Olympic hóa học Việt Nam và quốc tế Hóa phân tích tập 3

Phần 3





I.

BàitậptrongcáckỳthiHSGQGViệtNam

KỳthichọnHSGQG2010



DungdịchAgồmFe(NO3)30,05M;Pb(NO3)20,10M;Zn(NO3)20,01M.
1. TínhpHcủadungdịchA.
2. SụckhíH2SvàodungdịchAđếnbãohồ([H2S]=0,10M),thuđượchỗnhợpB.Nhữngkếttủanàotáchra
từhỗnhợpB?
3. ThiếtlậpsơđồpinbaogồmđiệncựcchìnhúngtronghỗnhợpBvàđiệncựcplatinnhúngtrongdungdịch
CH3COONH41Mđượcbãohồbởikhíhiđrongunchấtởápsuất1,03atm.Viếtphảnứngxảyratrêntừng
điệncựcvàphảnứngtrongpinkhipinlàmviệc.



Cho:Fe3++H2O

FeOH2++H+lg*β1=-2,17

Pb2++H2O

PbOH++H+lg*β2=-7,80

Zn2++H2O

ZnOH++H+lg*β3=-8,96

E0





3+

Fe /Fe

2+ =

0
0,771 V; ES/H
= 0,141 V; E 0
2S

Pb

2+

/Pb

= -0,126 V ;ở25oC: 2,303

RT
ln = 0,0592lg
F

pKS(PbS)=26,6;pKS(ZnS)=21,6;pKS(FeS)=17,2.(pKS=-lgKS,vớiKSlàtíchsốtan).
pK a1(H S) = 7,02; pK a2(H S) = 12,90; pK
= 9,24; pKa(CH3COOH) = 4,76
2
2
a(NH+ )
4

Đápán:
1.Fe3++H2O

FeOH2++H+*β1=10-2,17(1)



Pb2++H2O

PbOH++H+*β2=10-7,80(2)



Zn2++H2O

ZnOH++H+*β3=10-8,96(3)



H2O

OH-+H+Kw=10-14(4)



Sosánh(1) ® (4):*β1. C



Fe3++H2O

Fe3+

>>*β2. C

Pb2+

>>*β3. C

Zn 2+

>>Kw ® tínhpHAtheo(1):

FeOH2++H+*β1=10-2,17(1)

C0,05
[]0,05-xxx




2.Do E0

Fe3+ /Fe2+





[H+]=x=0,0153M ® pHA=1,82.

0
= 0,141 V nên:
= 0,771 V > ES/H
2S



1/2Fe3++H2S ¾¾
® 2Fe2++S↓+2H+K1=1021,28

0,05





-0,050,05






2/Pb2++H2S ắắ
đ PbS+2H+K2=106,68
0,100,05
-0,25


3/Zn2++H2S

ZnS+2H+K3=101,68



4/Fe2++H2S

FeS+2H+K4=10-2,72

K3vK4nh,doúcnphikimtraiukinkttacaZnSvFeS:



Vỡmụitrngaxit đ C'



iviH2S,doKa2<
Zn 2+

doúchpnhn[H+]= C






H+

=0,25M ® tính C' 2- theocânbằng:
S

H2S

S2-+2H+Ka1.Ka2=10-19,92

C' 2- =Ka1.Ka2

= CZn2+ =0,010M; C'Fe2+ = CFe2+ = CFe3+ =0,050M.

S

0,1
[ H 2S]
-19,92
=10-19,72.
=10
(0,25) 2
[ H + ]2

. C' 2-


Tacó: C'



Tươngtự: C'



NhưvậytronghỗnhợpB,ngồiS,chỉcóPbSkếttủa.

Zn 2+

Fe2+

3. E PbS/Pb = E

EPt=

S

Pb

2+

. C' 2- S

0,0592 KS(PbS)
0,0592
lg 2- =-0,33V
lg [Pb2+]=-0,126+
2
2
[S ]

= E 0Pb2+ /Pb +
/Pb

E 2H+ /H =
2

0,0592 [H + ]2
,trongđó[H+]đượctínhnhưsau:
lg
2
pH2
+







CH3COONH4 ® NH 4 +CH3COO-















NH 4

CH3COO-+H2O



DoKa=Kbvà C



(cóthểtính[H+]theođiềukiệnprotonhoặctổhợp2cânbằng(5)và(6))



Vậy: E



11
+

+

2H /H 2

=

NH+4

NH3+H+Ka=10-9,24(5)
CH3COOH+OH-Kb=10-9,24(6)

= CCH COO- ® pH=7,00 ® [H+]=10-7
3

0,0592 [H + ]2
0,0592 10-14
lg
=
lg
= -0,415 V 2
pH2
2
1,03

® điệncựcchìlàcatot,điệncựcplatinlàanot.Sơđồpin:


+

(-)Pt(H2)│CH3COO-1M;NH 4 1M║S;PbS;H2S1M;H+0,25M;Fe2+0,05M;Zn2+0,01M│Pb(+)
(p=1,03atm)


Trêncatot:

PbS+2H++2e ® Pb↓+H2S



Trênanot:



H2 ® 2H++2e





2x H++CH3COO- ® CH3COOH



H2+2CH3COO- ® 2CH3COOH+2e


Phảnứngtrongpin:

PbS+H2 ® Pb↓+H2S

Kỳthilậpđộituyểnquốctế2010
Chogiảnđồqtrìnhkhử-thếkhử:qtrìnhkhửdiễnratheochiềumũitên,thếkhửchuẩnđượcghitrêncácmũi
tênvàđoởpH=0.
+0,293

Cr(VI)

(Cr2O27)

+0,55

Cr(V)

+1,34

0

Cr(IV)

Ex

3+

Cr

-0,408

2+

Cr

0

Ey

-0,744

Cr


1.Tính E 0x và E 0y .
2.Dựavàotínhtốn,chobiếtCr(IV)cóthểdịphânthànhCr3+vàCr(VI)đượckhơng?
3.Viếtqtrìnhxảyravớihệoxihóa–khử Cr2 O 72- /Cr3+vàtínhđộbiếnthiênthếcủahệởnhiệtđộ298K,khipH
tăng1đơnvịpH.
4.PhảnứnggiữaK2Cr2O7vớiH2O2trongmơitrườngaxit(lỗng)đượcdùngđểnhậnbiếtcromvìsảnphẩmtạo
thànhcómàuxanh.Viếtphươngtrìnhioncủaphảnứngxảyravàchobiếtphảnứngnàycóthuộcloạiphảnứng
oxihóa–khửhaykhơng?Vìsao?Ghisốoxihóatươngứngtrênmỗinguntố.
0

Cho: E Cr O2- /Cr3+ =1,33V;HằngsốkhíR=8,3145J.K–1.mol–1;HằngsốFarađayF=96485C.mol–1.
2 7


Đápán:
1.Từgiảnđồtacó:3.(-0,744)=-0,408+2 E 0y ® E 0y =-0,912(V)




0,55+1,34+ E 0x –3.0,744=6.0,293® E 0x =+2,1(V)

2.2Cr(IV)+2e®2Cr3+(1)
Cr(VI)+2e®Cr(IV)

E10 = E 0x =2,1V®

(2) E 02 =



DG10 =-n E10 F=-2.2,1.F

0,55 + 1,34
=0,945(V)® DG 02 =-n E 02 F=-2.0,945.F
2




Từ(1)và(2)tacó:3Cr(IV)®2Cr3++Cr(VI) DG 30





DG 30 = DG10 - DG 02 =-2.(2,1-0,945).F<0®Cr(IV)códịphân.

3.

Cr2 O 72- +14H++6e

2Cr3++7H2O

RT [Cr2 O72- ].(10-pH )14
E1 = 1,33 +
ln
6.F
[Cr 3+ ]2
RT [Cr2 O72- ].(10-(pH + 1) )14
E 2 = 1,33 +
ln
6.F
[Cr 3+ ]2

b.Độbiếnthiêncủathế: E 2 - E1 =



8,3145 . 298
.14ln10-1 = -0,138 (V).
6 . 96485

4.+6-2+1-1+1+6,-2/-1+1-2

Cr2 O 72- +4H2O2+2H+®2CrO5+5H2O

Phảnứngtrênkhơngphảilàphảnứngoxihóa-khửvìsốoxihóacủa

cácnguntốkhơngthayđổitrongqtrìnhphảnứng.TrongCrO
5 ,sốoxi

hóacủacromlà+6vàcủaoxilà-2,-1dopeoxitCrO5cócấutrúc:




Kỳthilậpđộituyểnquốctế2010
DungdịchAgồmNa2SvàCH3COONacópHA=12,50.

1.ThêmmộtlượngNa3PO4vàodungdịchAsaochođộđiệnlicủaionS2-giảm20%(coithểtíchdungdịchkhơng
đổi).TínhnồngđộcủaNa3PO4trongdungdịchA.
2.Chuẩnđộ20,00mldungdịchAbằngdungdịchHCl0,10M:
a.Khichỉthịmetyldacamđổimàu(pH=4,00)thìdùnghết19,40mldungdịchHCl.TínhnồngđộCH3COONatrong
dungdịchA.
b.Nếuchỉdùnghết17,68mlHClthìhệthuđượccópHlàbaonhiêu?
3.ĐểlâudungdịchAtrongkhơngkhí,mộtphầnNa2SbịoxihóathànhS.Tínhhằngsốcânbằngcủaphảnứngxảy
ra.
4.Hãytìmmộtthuốcthửđểnhậnbiếtđược3dungdịchriêngbiệt:H3PO4,Na3PO4,NaH2PO4.Giảithíchcáchiện
tượngxảyra.
Cho: pKa1(H2S) = 7,02; pKa2(H2S) = 12,9; pK a1(H3PO4 ) = 2,15; pK a2(H3PO4 ) = 7,21; pK a3(H3PO4 ) = 12,32;
0
0
pKa(CH3COOH) = 4,76; ES/H2S =0,14V; EO2/H2O =1,23V;ở25oC:2,303

RT
l n =0,0592lg.
F


Đápán:
1.GọinồngđộcủaNa2SvàCH3COONatrongdungdịchAlàC1(M)vàC2(M).KhichưathêmNa3PO4,trongdungdịch
xảyracácqtrình:









S2-+H2O

HS-+OH-10-1,1(1)

HS-+H2O

H2S+OH-10-6,98(2)





CH3COO-+H2O













H2O



CH3COOH+OH-10-9,24(3)
H++OH-10-14(4)

Sosánh4cânbằngtrên®tínhtheo(1):







S2-+H2O

HS-+OH-10-1,1

CC1




[]C1-10-1,510-1,510-1,5





® CS2- =C1=0,0442(M)vàđộđiệnli αS2- = α1 =

[HS- ] 10-1,5
=
= 0,7153

CS20,0442

KhithêmNa3PO4vàodungdịchA,ngồi4cânbằngtrên,tronghệcịncóthêm3cânbằngsau:






PO 3-4 +H2O

+OH-10-1,68(5)
HPO 24







HPO 2-4 +H2O

H 2 PO -4 +OH-10-6,79(6)

H 2 PO-4 +H2O

H 3 PO 4 +OH-10-11,85(7)

[HS- ]
®[HS-]=0,0442.0,57224=0,0253(M).
CS2-



Khiđó α, 2- = α 2 =0,7153.0,80=0,57224=
S



Vìmơitrườngbazơnên CS2- =[S2-]+[HS-]+[H2S] » [S2-]+[HS-]







Từ(1)®[OH-]=



Sosánhcáccânbằng(1)®(7),tathấy(1)và(5)quyếtđịnhpHcủahệ:

[OH-]=[HS-]+[ HPO 2]®[ HPO 2]=[OH-]-[HS-]=0,0593–0,0253=0,0340(M)
4
4



Từ(5)®[ PO 3]=
4











®[S2-]=0,0442–0,0253=0,0189(M)

10-1,1.0,0189
=0,0593(M).
0,0253

[HPO2-4 ][OH- ] 0,0340.0,0593
=0,0965(M).
=
10-1,68

10-1,68

® CPO3- = [ PO 3]+[ HPO 2]+[ H 2 PO -4 ]+[ H 3 PO 4 ] » [ PO 3]+[ HPO 2]
4
4
4
4
4









CPO3- = 0,0965+0,0340=0,1305(M).
4


2.KhichuẩnđộdungdịchAbằngHCl,cóthểxảyracácqtrìnhsau:

S2-+H+®HS-1012,9









HS-+H+®H2S107,02



CH3COO-+H+®CH3COOH104,76

[HS- ] 10-4,00
=
[S2- ] 10-12,90

TạipH=4,00:







NhưvậykhichuẩnđộđếnpH=4,00thìionS2-bịtrunghịahồntồnthànhH2Svà85,19%CH3COO-đãtham

[S2-];

[H 2S] 10-4,00
=
[HS- ] 10-7,02





1®[HS-]


1®[H2S]

[HS-];

[CH3COOH] 10-4,00
[CH3COOH]
100,76
0,76
»
10
1®
=
=
=
= 0,8519

[CH3COO- ] 10-4,76
[CH3COOH]+[CH3COO- ] 1 + 100,76

giaphảnứng:


®0,10.19,40=20,00.(2.0,0442+0,8519.C2)® CCH COO- =C2=0,010(M).
3



Khichuẩnđộhết17,68mlHCl,tathấy:







Vậyphảnứngxảyra:

nHCl=0,1.17,68=1,768(mmol); n S2- =20.0,0442=0,884(mmol)=0,5.nHCl
S2-+2H+®H2S

C0

HệthuđượcgồmH2S:



Cácqtrình:

0,884
1, 768


37, 68
37, 68

C

00

0,884

37, 68

0,884
0, 01.20
=0,02346(M)vàCH3COO-:
=5,308.10-3(M).
37, 68
37, 68

H2S

H++HS-10-7,02(8)









HS-

H++S2-10-12,9









H2O

H++OH-10-14(10)

CH3COO-+H2O



(9)

CH3COOH+OH-10-9,24(11)

pHcủahệđượctínhtheo(8)và(11):





h=[H+]=[HS-]–[CH3COOH]=









®h =

10-7,02.[H 2S]
-104,76.[CH3COO-].h
h

10-7,02 .[H 2S]
(12)
1 + 104,76 .[CH3COO- ]




Chấpnhận[H2S]1= C H 2S =0,02346(M)và[CH3COO-]1= CCH COO- =5,308.10-3(M),thayvào(12),tínhđượch1
3

=2,704.10-6=10-5,57(M).


10-5,57
=0,02266(M).
10-5,57 + 10-7,02

Kiểmtra:[H2S]2=0,02346.

[CH3COO-]2=5,308.10-3.

10-4,76
=4,596.10-3(M).
10-5,57 + 10-4,76

Thaygiátrị[H2S]2và[CH3COO-]2vào(12),tađượch2=2,855.10-6=10-5,54 » h1.



Kếtquảlặp,vậypH=5,54.

3.Vì pK a1(H3PO4 ) = 2,15; pK a2(H3PO4 ) = 7,21; pK a3(H3PO4 ) = 12,32®khoảngpHcủacácdungdịchnhưsau: pH (H3PO4 )
<3®trongdungdịchH3PO4chỉthịmetylđỏcómàuđỏ.
pH (Na 3PO4 ) > pH (Na
pH (NaH PO ) »
2
4

2 HPO4 )

»

pK a3 + pK a2
=9,765®dungdịchNa3PO4làmchỉthịmetylđỏchuyểnmàuvàng.
2

pK a1 + pK a2
=4,68 » 5,00®chỉthịmetylđỏcómàuhồngdacamtrongdungdịchNaH2PO4.Vậy
2

cóthểdungmetylđỏđểphânbiệt3dungdịchtrên.
4.OxihóaS2-bằngoxikhơngkhí:

2x



S2-







O2+2H2O+4e

S/S2-







4OH-

K 2 = 104E2 / 0,0592

0

0

0

và E 02 = E 0

O2 /OH-

S+2H++2e

H2S

K1-1 = 10-2E1 / 0,0592

2S ¯ +4OH- K = 104(E2 -E1 ) / 0,0592

2S2-+O2+2H2O
Trongđó E10 = E0

S ¯ +2e

0

đượctínhnhưsau:

H2S

0

K 3 = 102E3 / 0,0592

2H++S2-Ka1.Ka2=10-19,92
0

K1 = 102E1 / 0,0592







S+2e

S2-







® E10 = E 30 -

19,92.0, 0592

19,92.0, 0592
0
=-0,45V
= ES/
H 2S 2
2







O2+4H++4e







H2O



O2+2H2O+4e

2H2O

H++OH-
4OH-



® E 02 = E 04 -14.0,0592= E 0O

0

K 4 = 104E4 / 0,0592







Kw=10-14



K 2 = 104E2 / 0,0592

2 /H 2 O

0

-14.0,0592=0,4012V








0

0

Vậy K = 104(E2 -E1 ) / 0,0592 = 104(0,4012+0,45) / 0,0592 =1057,51.


Kỳthilậpđộituyểnquốctế2010
1.Uranidùnglàmngunliệucholịphảnứnghạtnhân.Đểtinhchếurani,ngườitahịatanmuốiuranylnitrat
UO2(NO3)2(kíhiệuUN)vàotrongnước,sauđóchiếtnhiềulầnvớitributylphotphat(TBP)phalỗngtrongdầuhỏa.
BiếtrằngTBPlàchấtlỏngkhóbayhơi.Ở25oC,TBPcókhốilượngriênglà972,7kg/m3,cịndầuhỏacókhốilượng
riêngtrongkhoảngtừ780-810kg/m3.
VìsaongườitaphảichiếtUNbằngTBPphalỗngtrongdầuhỏamàkhơngchiếtbằngTBPngunchất?
2.Hãytìmsốlầnchiếtthíchhợpđểcóthểchiếtđượctrên95%UNchứatrong90mlnước,sửdụng90mlTBP.
Cho:KD=

[UN]hc
=6;trongđóKDlàhằngsốphânbố,[UN]hcvà[UN]nclầnlượtlànồngđộcânbằng(mol/L)của
[UN]nc

UNtrongphahữucơvàphanước.

Đápán:
1.TBPcókhốilượngriêng972,7kg/m3gầnbằngkhốilượngriêngcủadungdịchnướcchứauranylnitrat.Nếuchiết
bằngTBPngunchất,sựtáchphahữucơvàphanướcsẽkhókhăn.Sựphalỗngphahữucơbằngdầuhỏacókhối
lượngriêngnằmtrongkhoảngtừ780kg/m3đến810kg/m3làmchokhốilượngriêngcủaphahữucơgiảmđi,sự
phânphatrongkhichiếttrởnêndễdànghơn.
2.GiảsửngườitatiếnhànhchiếtUNnlầnbằngnhữnglượngdungmơihữucơbằngnhau.
GọiVnclàthểtíchcủaphanước(ml).
Vhclàtổngthểtíchcủaphahữucơ(ml).
xolàhàmlượngbanđầucủaUNtrongphanước(mmol).
xi(i=1,2,...n)làhàmlượngcịnlạicủaUNtrongphanướcsaulầnchiếtthứi(mmol).
Khiđó:thểtíchphahữucơsửdụngtrongmỗilầnchiếtsẽlàVhc/n.

( xo - x1 )n
Vhc
1
Saulầnchiếtthứnhất,tacó:KD=
.Rútra:x1=xo.

Vhc
x1
1+ KD
nV
. nc
Vnc
Theobàira,Vhc=Vnc(=90ml),vìvậyx1=x0.

1

KD
1+
n


ổ
ỗ 1
1
Saulnchitth2:x2=x1.
=xo. ỗ
K
ỗ 1+ KD
1+ D
n
n
ố

2
ử
ổ
ữ
ỗ 1
ữ .Tngt,saulnchitthn:xn=xo. ỗ
ữ
ỗ 1+ KD
n
ứ
ố

ổ
ỗ 1
x
Vy%UNcũnlitrongphancsaulnchitthnl: n .100= ỗ
xo
ỗ 1+ KD
n
ố

n
ử
ữ
ữ .
ữ
ứ

n
ử
ữ
ữ .100
ữ
ứ

ổ
ỗ 1
chitchn95%UNvophahucthỡ%UNcũnlitrongphancphinhhn5%,nghal: ç
ç 1+ KD
n
è

n
ư
÷
÷
÷
ø

<0,05.
Lậpbảngbiếnthiên[1/(1+KD/n)]ntheon(ởđâyKD=6),tacó:
n

1

2

3

[1/(1+KD/n)]n

0,1428

0,0625

0,0370

Từsốliệubảngtrên,nhậnthấy:từsaulầnchiếtthứ3,hàmlượngUNcịnlạitrongnướcnhỏhơn5%.
Kếtluận:Đểchiếtđượctrên95%UNvàophahữucơ,ngườitacóthểchia90mldungmơihữucơthành3phần
bằngnhauvàtiếnhànhchiếtlàm3lần.

KỳthiOlympicHóahọcSinhviêntồnquốcnăm2010BảngA
MộttrongcácphươngphápđểtáchloạiCr(VI)trongnướctahircủaqtrìnhmạđiệnlàkhửCr(VI)về
Cr(III)trongmơitrườngaxit,sauđóđiềuchỉnhpHbằngkiềmđểkếttủaCr(OH)3.


NếunồngđộbanđầuCr3+trongnướcthải(saukhiđãkhửCr(VI)vềCr(III)là10-3M.KhităngpHcủadung

dịch(coithểtíchdungdịchkhơngđổi),banđầusẽtạothànhkếttủaCr(OH)3cótíchsốtanbằng10-30.,sauđókết
tủaCr(OH)3sẽtanradotạothànhionCr(OH)4-theophảnứngsau:


Cr(OH)3+OH-⇄[Cr(OH)4]-cópK=0,4

GiảthiếtCr(III)chỉtồntạiở3dạng:dạngtanlàCr3+vàCr(OH)4-;dạngkếttủalàCr(OH)3.Hãyxácđịnh:
a)pHcủadungdịchkhibắtđầuxuấthiệnkếttủaCr(OH)3.
b)pHcủadungdịchkhikếttủaCr(OH)3tanhồntồnthànhCr(OH)4-
c)pHcủadungdịchmàtạiđóđộtancủaCr(III)lànhỏnhất.TínhđộtancủaCr(III)tạipHnày.

Đápán:
a)pH1bắtđầukếttủaCr(OH)3


-

TCr (OH)3

10 -30
=
= 10 -9
-3

10



[OH] =



[H+]=10-5ÞpH1=5

[Cr 3+ ]

b)pH2khikếttủaCr(OH)3tanhồntồnthànhCr(OH)4-
Khiđócóthểxem[Cr(OH)4-]=[Cr3+]=10-3M
-

[Cr(OH) 4 ]
10 -3
@ -0, 4 = 10 - 2,6
K
10



[OH-]=



[H+]=10-11,4ÞpH2=11,4

c)


S (Cr( III) = [Cr 3+ ][Cr(OH) -4 ]



Thay[Cr3+]=



Và[Cr(OH)4-]=K[OH-]=

S Cr ( III) =


Sminkhi

TCr (OH)3
[OH - ]

=

TCr (OH)3 ´ [H + ]
K H 2O

K ´ K H 2O
[H + ]

3TCr (OH)3 ´ [H + ]3

K 3H 2O

+





K ´ K H 2O
[H + ]



dS
= 0
d[H + ]

3TCr (OH)3 ´ [H + ]2 K ´ K H 2O
dS

@
d[H + ]
K 3H 2O
[H + ] 2

K ´ K 4H 2O
3TCr (OH)3 ´ [H + ]2 K ´ K H 2O
dS
+ 4
Khi

=0Þ
=
Þ [H ]min =
[H + ] 2
d[H + ]
K 3H 2O
[H + ] 2


4lg[H+]= lg K + 4 lg K H 2O - lg TCr ( OH )3 - lg 3



lg[H+]=

1
1
1
lg K + lg K H 2O - lg TCr (OH)3 - lg 3
4
4
4



pHmin=

1
1

1
1
1
1
pK + pH H 2O + lg TCr (OH)3 + lg 3 = ´ 0,4 + 14 + lg10 -30 + ´ 0,477 = 6,72
4
4
4
4
4
4



Smin=



10 -30 (10 -6,72 ) 3 10 -0, 4 ´ 10 -14
+
@ 2,78 ´ 10 -8 (M)
(10 -14 ) 3
10 -6,72


KthiOlympicHúahcSinhviờntonqucnm2010BngA
a)ThitlpmtpinnngtdungdchCuSO41MvdungdchCuSO40,1M


+Vitcỏcnaphnngticatot,anotvspin.

+Tớnhscinng250Ccapin.

b)inphõn50mLdungdchHNO3cúpH=5,0viinccthanchỡtrongvũng30gi,dũngincúcng
1A


+Vitnaphnngticỏcinccvphngtrỡnhphnngchung.



+TớnhpHcadungdchsaukhiinphõn.

Ghichỳ:
Giỏtrcỏchngsdựngchocỏcphộptớnh:R=8,314J.K-1.mol-1
F=96,5.103C.mol-1

ỏpỏn:
a)

Naphnngoxihúaanot:Cu-2eđCu2+



Naphnngkhcatot:Cu2++2eđCu

Cụngthccapin:



(Anot)CuẵddCuSO40,1MẵẵddCuSO41,0MẵCu(catot)



0,0591 [Cu 2+ ]catot 0,0591 1,0M
Scinng:E(tb)=EcatotEanot=
lg
=
lg
@ 0,3V
2
2
0,1M
[Cu 2+ ]anot

b)

Naphnngoxihúaanot:H2O-2eđ2H++1/2O2



Naphnngkhcatot:2H++2eđH2

TớnhpHcadungdchsaukhiinphõn



Q=1A30gi3600s=10800(Culụng)



SFaraday:



Suyra nH 2 =



Smolncbinphõn=0,556mol



Khilngncbinphõn=0,556molx18g/mol=10,074g



Khilngdungdchtrcinphõnl50g

Khilngdungdchsauinphõn=50g-10,074g=39,926gằ40g



Thtớchdungdchsauinphõn=40g:1g/ml=40ml=0,04L









H2OđH2+ẵO2

10800C
= 1,11917 F
96500C / F
1,11917 F
= 0,559588 mol @ 0,556 mol
2F / mol




SốmolHNO3=0,051x10-5=5.10-7(mol)

CM(HNO3)=[H+]=5.10-7(mol):0,04L=1,25.10-5M



pH=-lg[H+]=-lg(1,25.10-5)=4,903»4,9

KỳthichọnHSGQG2011
Trongmơitrườngaxit,H2C2O4bịKMnO4oxyhóathànhCO2.Trộn50,00mLdungdịchKMnO40,0080M
với25,00mLH2C2O40,20Mvà25,00mLdungdịchHClO40,80MđượcdungdịchA.
1. Viếtphươngtrìnhphảnứngxảyra.Tínhhằngsốcânbằngcủaphảnứngvàxácđịnhthànhphầncủadung
dịchA.
2. Trộn100,00mLdungdịchAvới10,00mLdungdịchBgồmCa(NO3)20,020MvàBa(NO3)20,10M.Cókết
tủanàotáchra?
Chấpnhậnsựcộngkếtlàkhơngđángkể;thểtíchdungdịchtạothànhkhiphatrộnbằngtổngthểtíchcác
dungdịchthànhphần.
Cho: E o

MnO4- , H + / Mn2+

o
= -0, 49V ;ở25oC: 2,303
= 1,51V ; ECO
2 / H 2C2O4

RT
= 0, 0592
F

pKa1(H2C2O4)=1,25;pKa2(H2C2O4)=4,27;pKa1(H2O+CO2)=6,35;pKa2(H2O+CO2)=10,33

pKs(CaC2O4)=8,75;pKs(CaCO3)=8,35;pKs(BaC2O4)=6,80;pKs(BaCO3)=8,30
(pKs=-lgKs,vớiKslàtíchsốtan;pKa=-lgKa,vớiKalàhằngsốphânlyaxit).
ĐộtancủaCO2trongnướcở25oClàL(CO2)=0,030M.

Đápán:
1) Saukhitrộn: C

MnO-4

=0,0040M; CH C O =0,050M; C + =0,20M
2 2 4
H

Phảnứng:2× MnO-4 +8H++5e




5×H2C2O4

Mn2++4H2O

2CO2+2H++2e

2 MnO-4 +5H2C2O4+6H+ ắắ
đ 2Mn2++10CO2+8H2OK=10337,84


0,00400,0500,20

-0,0400,1880,00400,020
TPGH:H2C2O40,040M;H+0,188M;CO20,020M(< LCO =0,030M);Mn2+0,0040M.
2

TrndungdchAvdungdchB:
CH C O =0,020M; C + =0,094M; CCO =0,010M; C 2+ =0,0020M;
2 2 4
2
H
Mn
C

Ca 2+

=0,010M; C

Ba 2+

=0,050M.




Vìsựphânlicủaaxitcacbonic(hỗnhợpH2O+CO2)khơngđángkểtrongmơitrườngaxit,dođócóthểcoi[CO2]≈

0,010Mvàkhảnăngchỉxuấthiệnkếttủaoxalat(nếucó).
Xétthứtựkếttủa:
- ĐểcókếttủaCaC2O4: C'

³

Ks(CaC2O4 )

- ĐểcókếttủaBaC2O4: C'

³

Ks(BaC2O4 )

C2O42- (1)

C2O42- (2)

Vì C'

C2O24 (1)

< C '

C 2 O 42- (2)

C'Ca 2+
C'Ba 2+

10-8,75
=
= 10-6,75 M
0,01
=

10-6,8
= 10-5,5 M
0,05

→CaC2O4sẽkếttủatrước.Do Ka1(H C O )
2 2 4

Ka2(H2C2O4 ) nênnồngđộcáccấutửđượctính

theocânbằng:


H2C2O4

H++ HC2O-4 K a1 = 10-1,25

C' 0,020–x0,094+xx
=0,1012M→ C' 2C2O 4

C'HC O-



→ C'
=x=7,15.10-3M; C' +
HC 2 O-4
H

C'Ca 2+ . C'C O 2- =0,01.10-5,42=10-7,42>10-8,75= Ks(CaC2O4 ) →cóCaC2O4kếttủatheophảnứng:



Ca2++H2C2O4 ¾¾
® CaC2O4↓+2H+K=103,23



0,0100,0200,094

2

= K a2

2

C'H+

4

=10-5,42M

4

-0,0100,114


ĐánhgiákhảnăngkếttủaBaC2O4từlượngdưH2C2O4:

Tươngtự:

H2C2O4

H++ HC2O-4 K a1 = 10-1,25

C' 0,010–y0,114+yy


→ C'



C'

Ba 2+

HC 2 O-4

. C'

C 2 O 42-

Khiđó C'Ca 2+

=

C,C O22

→ C'

Ca 2+

H+

=0,117M→ C '

C 2 O 42-

=10-5,83M

=0,05.10-5,83=10-7,13<10-6,8= Ks(BaC O ) →khơngcóBaC2O4kếttủa.
2 4

K s(CaC2O4 )

Kiểmtra: C' 2CO3

=y=3,24.10-3M; C'

4

10-8,75
= -5,83 = 10-2,92 (M)
10

'
K 'a1.K a2

.[CO 2 ] 10-16,68.0, 01
=1,53.10-17(M)
=
=
[H + ]2
(0,117) 2

'
.C'CO2- < K s(CaCO3 ) ;C'Ba 2+ .CCO
2- < K s(BaCO ) →khơngcóCaCO3vàBaCO3táchra.
3
3

3





KỳthichọnHSGQG2011
o
o
= 1,51V ; EMnO
= 2, 26V ; EMnO
= 1, 23V
2, H + / MnO
, H + / Mn2+

1. Cho: E o

MnO4- , H + / Mn2+

4

a) Tính E o

MnO4- , H 2O / MnO2

và E o

MnO4- / MnO42-

2

2



b) NhậnxétvềkhảnăngoxyhóacủaMnO4-trongmơitrườngaxit,trungtínhvàbazơ.Giảithích
2. ViếtphươngtrìnhioncủaphảnứngđểminhhọakhảnăngoxyhóacủaionpemanganatphụthuộcvàopH
củamơitrường

Đápán:
1.
a)Tính E 0

MnO-4 , H 2O/MnO2

và E 0

MnO-4 /MnO24





MnO-4 +8H++5e



Mn2++2H2O

MnO2↓+4H++2e

-2.1,23/ 0,0592

K-1
2 = 10



MnO2↓+2H2O

+
MnO24 +4H +2e

K3-1 = 10-2.2,26 / 0,0592

Mn2++4H2O

(E0

MnO-4 +e

MnO24 K 4 = 10

-1
K 4 = K1.K -1
→ E 0
2 .K 3

MnO-4 /MnO24



MnO-4 +8H++5e



Mn2++2H2O

Mn2++4H2O

OH-+H+

MnO-4 +2H2O+3e

=
MnO-4 , H 2O/MnO2

> E 0



K1 = 105.1,51/ 0,0592
-2.1,23/ 0,0592

K-1
2 = 10

K w = 10-14

MnO2↓+4OH-

4
K 5 = K1.K -1
→ E 0
2 .K w

MnO-4 , H+ /Mn 2+

) / 0,0592
MnO-4 /MnO24

=5.1,51–2.(1,23+2,26)=0,57(V)

MnO2↓+4H++2e

4×H2O

b) E 0

K1 = 105.1,51/ 0,0592

MnO-4 , H 2O/MnO2

K 5 = 10

(3E0

MnO-4 /MnO2

) / 0,0592



5.1,51 - 2.1, 23 - 14.4.0, 0592
=0,59(V)
3

> E 0

MnO-4 /MnO24

trườngaxitvàyếunhấttrongmơitrườngbazơ,bởivì:

→ khả năng oxi hóa của MnO-4 mạnh nhất trong mơi


E

MnO-4 , H+ /Mn 2+

= E°

MnO-4 , H+ /Mn

2+ +

0,0592 [MnO-4 ][H+ ]8

lg
5
[Mn 2+ ]

dođókhipHtăng,[H+]giảm,tínhoxihóacủa MnO-4 giảm.
2) CácphảnứngminhhọakhảnăngoxihóacủaionpemanganatphụthuộcvàopHcủamơitrường:
MnO-4 +5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O


2 MnO-4 +3 Mn 2+ +2H2O ắắ
đ5MnO2+4H+



22 MnO-4 + SO32- +2OH-2 MnO24 + SO4 +H2O

t

Kỳthilậpđộituyểnquốctế2011
Có4lọhóachất(A,B,C,D)bịmấtnhãn,mỗilọchứacóthểlàdungdịchcủamộttrongcácchất:HCl,H3AsO4,
NaH2AsO4,cũngcóthểlàdungdịchhỗnhợpcủachúng.Đểxácđịnhcáclọhóachấttrên,ngườitatiếnhànhchuẩn
độ10,00mlmỗidungdịchbằngdungdịchNaOH0,120M,lầnlượtvớitừngchấtchỉthịmetyldacam(pH=4,40),
phenolphtalein(pH=9,00)riêngrẽ.
Kếtquảchuẩnđộthuđượcnhưsau:
Dungdịch

VNaOH=V1(ml)

VNaOH=V2(ml)

chuẩnđộ

Dùngchỉthịmetyldacam

Dùngchỉthịphenolphtalein

A

12,50

18,20

B

11,82

23,60

C

10,75

30,00

D

0,00

13,15

1.HãybiệnluậnđểxácđịnhthànhphầnđịnhtínhcủatừngdungdịchA,B,C,D.
2.a)TínhnồngđộbanđầucủachấttantrongdungdịchC.
b)TínhsốmolNa3AsO4cầnchovào10,00mldungdịchCđểthuđượchỗnhợpcópH=6,50(coithểtíchcủadung
dịchkhơngthayđổikhithêmNa3AsO4vàbỏquasựphânlicủanước).
3.Chohaicặpoxihóa–khử:H3AsO4/H3AsO3và I3- /I- .
a)Bằngtínhtốn,hãychobiếtchiềuphảnứngxảyraởpH=0vàpH=14.

b)TừgiátrịpHnàothì I3 cókhảnăngoxihóađượcAs(III)?
c)Viếtphươngtrìnhionxảyratrongdungdịchở:pH=0,pH=14vàpHtínhđượctừb).


Cho: pKai(H AsO ) = 2,13; 6,94; 11,50; pKa(H AsO ) = 9,29 (pKa = -lgKa, với Ka là hằng số phân li axit);
3
4
3
3

E 0H

=
3AsO 4 /H3AsO3

0,56 V; E0I-/3I- = 0,5355 V; Ở25oC: 2,303
3

RT
= 0,0592;
F

[H3AsO4]=[H3AsO3]=1M.


Đápán:
1.Biệnluậnhệ:H3AsO4làaxit3chức,nhưngchỉcókhảnăngchuẩnđộriêngđượcnấc1vànấc2vìKa3=10–11,50
rấtnhỏ.

pH H

2 AsO4

»

pK a1 + pK a2
=4,535 » 4,40→nếudùngchỉthịmetyldacam(pH=4,40)thìchuẩnđộhết
2

nấc1củaH3AsO4.
Tương tự, pH

HAsO24

»

pK a2 + pK a3
= 9,22 » 9,00 → nếu dùng chỉ thị phenolphtalein (pH = 9,00) thì
2

chuẩnđộđến HAsO 24- ,dođó:
-NếudungdịchchuẩnđộlàdungdịchHClthìV2 » V1
-NếudungdịchchuẩnđộlàH3AsO4thìV2 » 2V1
-Nếudungdịchchuẩnđộlà H 2 AsO4- thìV1=0-NếudungdịchchuẩnđộlàhỗnhợpcủaH3AsO4vàHClthìnấc1chuẩnđộđồngthờiHClvà1nấccủa
H3AsO4,nấc2chỉchuẩnđộ1nấccủaH3AsO4,dođóV1-NếudungdịchchuẩnđộlàhỗnhợpcủaH3AsO4và H 2 AsO4- thìV2>2V1.Nhưvậycăncứvàokếtquảchuẩn
độ,suyra:DungdịchAgồmH3AsO4vàHCl;DungdịchBchỉgồmH3AsO4;DungdịchCgồmH3AsO4và H 2 AsO4- và
dungdịchDlàdungdịch H 2 AsO4- .
2.a)GọinồngđộbanđầucủaH3AsO4và H 2 AsO4- trongdungdịchClầnlượtlàC1vàC2,tacó:


Tạithờiđiểmmetyldacamchuyểnmàu,thànhphầnchínhcủahệlà H 2 AsO4- ,cóthểcoichuẩnđộhếtnấc1

củaH3AsO4:
H3AsO4+OH–®H2O+ H 2 AsO4-
→10,00.C1 » 10,75.0,120(1)


Tươngtự,tạithờiđiểmchuyểnmàucủaphenolphtalein,sảnphẩmchínhcủadungdịchlà HAsO 24- ,cóthểchấp
nhậnlượngNaOHchovàotrunghịahết2nấccủaH3AsO4và1nấccủa H 2 AsO4- :

H3AsO4+2OH–®2H2O+ HAsO 24-

H 2 AsO4- +OH-®H2O+ HAsO24-


→10,00.(2C1+C2) » 30,00.0,120



Từ(1)và(2)→C1 » 0,129(M)vàC2 » 0,102(M)

(2)

b)GọisốmolNa3AsO4cầnchovào10,00mldungdịchClàx→ C


AsO34

=100x(M)

TạipH=6,50:

[H3AsO4 ] [H + ] 10-6,50
=
=
[H 2 AsO-4 ] K a1 10-2,13

1→[H3AsO4]

[ H 2 AsO4- ]→H3AsO4đãthamgiaphảnứnghết.

[H 2 AsO4- ] [H + ] 10-6,50
=
= -6,94 = 100,44 » 1→[ H 2 AsO4- ] » [ HAsO24- ]
2[HAsO4 ] K a2 10
[HAsO24- ] [H + ] 10-6,50
=
=
K a3 10-11,50
[AsO34- ]


1→Na3AsO4cũngthamgiaphảnứnghết.

Vậythànhphầnchínhcủahệlà H 2 AsO4- v HAsO 24- .Cỏcquỏtrỡnhxyra:
H3AsO4+ AsO34- ắắđ H 2 AsO4- + HAsO 24-

K1=109,37(3)

0,129100x0,102
0,129-100x00,102+100x100x
H3AsO4+ HAsO 24- ắắđ 2 H 2 AsO4- K2=104,81(4)
0,129-100x100x0,102+100x
0200x-0,1290,36-100x


Vỡ

CH AsO[H 2 AsO-4 ]
0,44

2
4
=
10
®
» 100,44 →0,36-100x=100,44(200x-0,129)
2CHAsO2[HAsO4 ]
4









Kiểmtra:



100x=0,1099<0,129→trongphảnứng(3), AsO34- hếttrướclàhợplí.

C

H2AsO-4



→x=1,099.10–3(mol).

=0,36-100x=0,2501

[H+]và C

HAsO24

=200x-0,129=0,0908

[H+]


» [ H2AsO4- ]và C

→ C

H2AsO-4



HAsO24

» [ HAsO24- ]làphùhợp.

VậysốmolNa3AsO4cầnchovào10,00mldungdịchCđểpH=6,50là1,099.10–3mol.

3.a)ỞpH=0: E0H AsO /H AsO = 0,56 V> E 0- - = 0,5355 V,nênphảnứngsẽxảyratheochiềuH3AsO4oxihóaI–
3
4 3
3

I3/3I
-

thànhH3AsO3và I3 .


TheobàiraH3AsO3đượccoinhưlàaxitđơnchức,nênởpH=14:







[HAsO2] [H + ]
10-14
4
Tươngtự:
=
= -11,50
K a3
[AsO310
4 ]

[H3AsO3 ] [H + ]
10-14
=
= -9,29
Ka
[H 2 AsO3- ]

10

1 →dạngtồntạicủaAs(III)là H 2 AsO3- .
1→dạngtồntạicủaAs(IV)là AsO34- .Vậycặpoxihóa–khử

là AsO34- / H 2 AsO3- .

AsO34- +3H+







H3AsO4+2H++2e





H3AsO3+H2O K1 = 102 . 0,56/0,0592
H 2 AsO3- +H+Ka=10–9,29

H3AsO3

4H2O


H3AsO4(Ka1Ka2Ka3)–1=1020,57

AsO34- +3H2O+2e

OH–+H+Kw=10–14
H 2 AsO3- +4OH– K 2

K2 = (Ka1Ka2Ka3)–1K1Ka (Kw)4 ® E 0

AsO34 /H 2 AsO3

= 10

2(E0

- )/0,0592
AsO34 /H2AsO3



= - 0,76 (V) < E 0I- /3I- = 0,5355 (V), nên phản ứng sẽ xảy ra theo
3

chiềungượclại: I3 oxihóa H 2 AsO3- thành AsO34- vàI–.
-

-

b)Vìsựchênhlệchthếcủa2cặpH3AsO4/H3AsO3và I3- /I- nhỏ,nên I3 cókhảnăngoxihóađượcAs(III)ngaytrong
mơitrườngaxit.Khiđó:

0,0592 [H3AsO 4 ][H + ]2
< E 0- - = 0,5355
= 0,56 +
lg
I3/3I
2
[H3AsO3 ]



E H3AsO4 /H3AsO3







VậytừgiátrịpH>0,41thì I3 cókhảnăngoxihóađượcAs(III).

c)



H3AsO4+3I–+2H+

H 2 AsO3- + I3- +4OH–

=0,56–0,0592pH<0,5355 ® pH>0,41.

-

H3AsO3+ I3 +H2O(pH=0)
AsO34- +3I–+3H2O(pH=14)








-

H3AsO3+ I3 +H2O

H3AsO4+3I–+2H+(pH>0,41)


Kỳthilậpđộituyểnquốctế2011
1.Hãytrìnhbàycáchthiếtlậpsơđồpinsaochokhipinhoạtđộngthìxảyraphảnứng:
H3AsO4+NH3→ H 2 AsO-4 + NH +4
2.Tínhsứcđiệnđộngcủapinởđiềukiệntiêuchuẩn( E pin ).
3.Biết CH AsO =0,025M; CNH =0,010M.
3
4

3
a)Tínhsứcđiệnđộngcủapin.
b)Tínhthếcủatừngđiệncựckhihệđạttrạngtháicânbằng.


Cho: pKai(H AsO ) =2,13;6,94;11,50; pK
= 9, 24 (pKa=-lgKa,vớiKalàhằngsốphânliaxit).
3
4
a(NH+4 )

pH = 1atm;ở25oC: 2,303
2

RT
= 0, 0592.
F


Đápán:
1.Phảnứngxảyratrongpinđượctổhợptừcáccânbằngsau:


H3AsO4

H++ H 2 AsO-4



NH3+H+

NH +4





H3AsO4+NH3

H 2 AsO-4 + NH +4 K(*)

Nhưvậycáccânbằngtrênđềuliênquanđếnqtrìnhcho-nhậnH+,dođócóthểchọnđiệncựchiđrođểthiết
lậppin.Vìgiátrịthếcủađiệncựchiđro( E
E

2H + /H 2

=

2H+ /H2

)phụthuộcvào[H+]:

0,0592 [H + ]2

lg
2
pH2

nênđiệncựcplatinnhúngtrongdungdịchH3AsO4(có[H+]lớnhơn)cóthếdươnghơn,sẽlàcatot.Ngược
lạiđiệncựcplatinnhúngtrongdungdịchNH3sẽlàanot.Vậytacósơđồpin:
(-)Pt(H2)│NH3(aq)║H3AsO4(aq)│Pt(H2)(+)




p H 2 =1atm p H 2 =1atm

2.Qtrìnhoxihóaxảyratrênanot:
H2

2H++2eK=1


2NH3+H+



2
9,24 2
NH +4 (K -1
a ) =(10 )

2NH3+H2

® E 0a =

2

0

NH +4 +2e K1 =10-2.Ea /0,0592

(1)

9,24 . 2 . 0,0592
=-0,547(V)
-2



Quátrìnhkhửxảyratrêncatot:




H++ H 2 AsO-4 (K a1 ) 2 =(10-2,13)2

2H3AsO4

2H++2e

H2K=1
0

H2+2 H 2 AsO-4 K 2 =102.Ec /0,0592 (2)

2H3AsO4+2e

® E 0c =

-2,13 . 2 . 0,0592
=-0,126(V)
2

Vậy E pin = E 0c - E 0a =0,421(V).
(Hoặctừ(*)tacó:K=Ka1.(Ka)-1=10E/0,0592®E0pin=E=0,421(V))
3.DosựphânlicủanướctrongdungdịchNH30,010MvàtrongdungdịchH3AsO40,025Mkhơngđángkể,nên:
a)Tạidungdịchcủanửapintrái:




NH3+H2O





NH +4 +OH-Kb=10-4,76

[]0,010-xxx

® [ NH+4 ]=[OH-]=x=4,08.10-4(M);[NH3]=9,59.10-3(M);[H+]=2,45.10-11(M)
0, 0592
Từ(1),tacó:Ea= E 0a +
lg
2

[NH +4 ]2

[NH3 ]2 .p H 2


2

Vỡ pH

2

0, 0592 ổ 4, 08.10-4 ử
=-0,63(V)
lg ỗ
= 1atmnờn:Ea=-0,547+
ỗ 9,59.10-3 ữữ
2
ố
ứ

(HocEa=0,0592.lg[H+])
iviH3AsO4,vỡKa1


H3AsO4

Ka2

Ka3nờntidungdchcanapinphi:

H++ H 2 AsO-4 Ka1=10-2,13

[]0,025-xxx

đ [ H2AsO-4 ]=[H+]=x=0,0104(M);[H3AsO4]=0,0146(M)


Từ(2),tacó:Ec= E 0c +

® Ec=-0,126+

[H3AsO4 ]2
0, 0592

lg
2
[H 2 AsO4- ]2 .p H 2
2

0, 0592 ổ 0, 0146 ử
lg ỗ
ữ ằ -0,12(V)
2
ố 0, 0104 ứ

(HocEc=0,0592.lg[H+])

đ Epin=-0,12+0,63=0,51(V)
b)Khihttrngthỏicõnbngthỡthca2inccbngnhau:Ec=Ea

H3AsO4+NH3 ắắđ H 2 AsO-4 + NH +4 K=107,11
0,0250,010
0,015-0,0100,010
Hệthuđượcgồm: NH +4 0,010M; H 2 AsO-4 0,010M;H3AsO40,015M.Dosựphânlicủa NH +4 vàcủanước
khơngđángkể,dođópHcủahệđượctínhtheocânbằng:




H3AsO4

H++ H 2 AsO-4 K a1 =10-2,13

[]0,015-xx0,010+x

® [H+]=x=4,97.10-3(M);[H3AsO4] » 0,010(M);[ H2AsO-4 ] » 0,015(M).
® Ea=Ec= E 0c +


2

[H3AsO4 ]2
0, 0592
0, 0592 ỉ 0, 01 ư
=-0,126+
lg
lg ç
÷ » -0,136(V)
2
2

[H 2 AsO4- ]2 .p H 2
è 0, 015 ø

(HoặcEa=Ec=0,0592.lg[H+])


KỳthichọnHSGQG2012
DungdịchXgồmK2Cr2O70,010M;KMnO40,010M;Fe2(SO4)30,0050MvàH2SO4(pHcủadungdịchbằng0).Thêm
dungdịchKIvàodungdịchXchođếnnồngđộcủaKIlà0,50M,đượcdungdịchY(coithểtíchkhơngthayđổikhi
thêmKIvàodungdịchX).
a)HãymơtảcácqtrìnhxảyravàchobiếtthànhphầncủadungdịchY.
b)TínhthếcủađiệncựcplatinnhúngtrongdungdịchY.
c)ChobiếtkhảnăngphảnứngcủaCu2+vớiI-(dư)ởđiềukiệntiêuchuẩn.Giảithích.
d)ViếtsơđồpinđượcghépbởiđiệncựcplatinnhúngtrongdungdịchYvàđiệncựcplatinnhúngtrongdungdịch
gồmCu2+,I-(cùngnồngđộ1M)vàchấtrắnCuI.Viếtphươngtrìnhhốhọccủacácphảnứngxảyratrêntừngđiện
cựcvàxảyratrongpinkhipinhoạtđộng.


Cho: E
E

0
2-

Cr2O7

0
Cu

2+

/Cu

/Cr 3+

+

= 1,330 V; E

0
-

MnO4 /Mn

2+

= 1,510 V; E

0

0

3+

Fe /Fe

= 0,153 V; pK s(CuI) = 12; ở25oC: 2,303

2+

= 0,771 V; E - - = 0,5355 V
I3 /I

RT
= 0,0592; Cr(z=24).
F


Đápán:
a) Do E

0
2+
MnO4 /Mn

= 1,51 V > E

0
23+
Cr2O7 /Cr

= 1,33 V > E

0

0

3+

Fe /Fe

2+

= 0,771V > E -

I3 /I

-

= 0,5355 V, nêncácqtrìnhxảy

ranhưsau:
-

-

2 MnO4 +16H++15I- ® 2Mn2++5 I3 +8H2O
0,010,5
-0,4250,010,025
2-

Cr2O7 +14H++9I- ® 2Cr3++3 I3 +7H2O
-

0,010,4250,025
-0,3350,020,055
-

2Fe3++3I- ® 2Fe2++ I 3
0,010,3350,055

-0,320,010,06
-

ThànhphầncủadungdịchY: I 3 0,060M;I-0,32M;Mn2+0,01M;Cr3+0,02M;Fe2+0,01M.
b)





-

I3 +2e ® 3I-



E - - = 0,5355 +

0,0592

I3 /I

Do E

0
- I3 /I

= 0,5355 V > E 0

Cu

2+

/Cu +

2

.log

0,06
(0,32)

3

=0,54V.

= 0,153 V nênvềnguntắcCu2+khơngoxihóađượcI-vàphảnứng:2Cu2++3

I- ® 2Cu++ I 3 hầunhưxảyratheochiềunghịch.
-

NhưngnếudưI-thìsẽtạokếttủaCuI.Khiđó E

Nhưvậy E




0
Cu

2+

/CuI



=0,863V> E

0
- I3 /I

0
Cu

2+

/CuI

=E

0
Cu

2+

/Cu

+

+ 0,0592.log

1
K S(CuI)

» 0,863V.

= 0,5355 V ® Cu2+sẽoxihóađượcI-dotạothànhCuI:

2Cu2++5I- ® 2CuI ¯ + I 3
-


d)Vì E

0
Cu

2+

/CuI

=0,863V> E

- -

I3 /I

=0,54V ® điệncựcPtnhúngtrongdungdịchYlàanot,điệncựcPtnhúngtrong

dungdịchgồmCu2+,I-(cùngnồngđộ1M),cóchứakếttủaCuIlàcatot.Vậysơđồpinnhưsau:
-

(-)Pt│ I 3 0,060M;I-0,32M║CuI;Cu2+1M;I-1M│Pt(+)
Trêncatot:Cu2++I-+e ® CuI ¯
-

Trênanot:3I- ® I 3 +2e
-

Phảnứngtrongpin:2Cu2++5I- ® 2CuI ¯ + I 3
KỳthichọnHSGQG2012
1.Hồtanhồntồn0,8120gammộtmẫuquặngsắtgồmFeO,Fe2O3và35%tạpchấttrơtrongdungdịchHCl(dư),
thuđượcdungdịchX.SụckhíSO2vàodungdịchX,thuđượcdungdịchY.DungdịchYphảnứngvừađủvới22,21ml
dungdịchKMnO40,10M.Mặtkhác,hồtanhết1,2180gammẫuquặngtrêntrongdungdịchHCl(dư)rồithêmngay
dungdịchKMnO40,10Mvàodungdịchthuđượcchođếnkhiphảnứngxảyrahồntồn,thìhết15,26mldungdịch
KMnO40,10M.
a)Viếtphươngtrìnhhóahọccủacácphảnứngxảyra.
b)TínhthểtíchSO2(ởđiềukiệntiêuchuẩn)đãdùngvàthànhphầnphầntrămtheokhốilượngcủaFeO,Fe2O3có
trongmẫuquặng.
2.a)TínhpHcủadungdịchNa2A0,022M.
b)TínhđộđiệnlicủaionA2-trongdungdịchNa2A0,022MkhicómặtNH4HSO40,001M.
Cho: pK

-

a(HSO 4 )

=2,00; pK

+

a(NH 4 )

=9,24; pK a1(H

2 A)

=5,30; pK a2(H

2 A)

=12,60.


Đápán:
1.a)



FeO+2HCl ® FeCl2+H2O





(1)

Fe2O3+6HCl ® 2FeCl3+3H2O

(2)



(3)

2FeCl3+2H2O+SO2 ® 2FeCl2+H2SO4+2HCl

5FeCl2+KMnO4+8HCl ® 5FeCl3+MnCl2+KCl+4H2O

(4)

5SO2+2KMnO4+2H2O ® 2H2SO4+2MnSO4+K2SO4

(5)



(LượngHCldùngđểhịatanquặngkhơngđượcchoqdư,chỉđủđểlàmmơitrườngchophảnứng(4))
b)Từ(1)và(4)tacó:



nFeO(trong1,2180gammẫu)= n

Fe2+

=5. n MnO- =5.0,10.15,26.10-3=7,63.10-3(mol)
4

7,63.10-3 . 0,8120
® nFeO(trong0,8120gammẫu)=
= 5,087.10-3(mol)
1,2180