Tổng hợp đề thi hóa vô cơ HVC DADT lan 2

ĐÁP ÁN ĐỀ THI HÓA VÔ CƠ CUỐI MÔN HỌC
Ngày thi : 4/1/2005 Lớp HC02 & VL02
Câu 1:
a) Các hợp chất của Brom (V) và Iod (V) có tính oxy hóa hay tính khử đặc
trưng?(2đ). Vì sao anh (chò) đưa ra kết luận như thế? (2đ). Hợp chất của chúng
có tính chất đặc trưng là acid, là baz hay tùy thuộc vào hợp chất cụ thể mới có
thể đưa ra kết luận? (2đ). Vì sao? (2đ)
Lời giải:
Các hợp chất của Br(V) và I(V) có tính oxy hóa đặc trưng vì Brom và Iod
đơn chất có tính oxy hóa đặc trưng. Tùy thuộc vào hợp chất cụ thể mà chúng
có tính chất acid hay baz khác nhau. Các hợp chất bậc hai của brom(V) và
I(V) có tính acid vì chúng chỉ liên kết với phi kim loại nên liên kết luôn có
tính cộng hóa trò. Tuy nhiên với các hợp chất bậc ba thì tính acid – baz còn
phụ thuộc vào trường hợp cụ thể. Ví dụ NaBrO3 và NaIO3 trong dung dòch
nước cho môi trường hơi baz trong khi HBrO3 và HIO3 là acid khá mạnh (pK
 1).
b) Atatin đơn chất rắn có mạng tinh thể gì? (2đ) Vì sao anh (chò) lại cho rằng At
có mạng tinh thể đó? (3đ)
Lời giải:
Atatin đơn chất ở trạng thái rắn có mạng tinh thể phân tử, vì với cấu hình
electron hóa trò của nguyên tử là 6s26p5 , Atatin đơn chất có thành phần là
các phân tử hữu hạn 2 nguyên tử At2.
c) Vì sao nước Javen là chất oxy hóa mạnh trong môi trường kiềm trong khi Kali
Clorat, Kali Bicromat hay Kali Permanganat đều trở thành chất oxy hóa yếu
trong môi trường kiềm. (4đ). Nhiệt độ có ảnh hưởng đến khả năng oxy hóa của
nước Javen không?(2đ). Vì sao anh (chò) lại chọn câu trả lời như vậy?(3đ)
Lời giải:
Theo quy luật chung khi dạng oxy hóa chứa nhiều nguyên tử oxy hơn dạng
khử thì tính oxy hóa của nó giảm nhanh khi tăng pH của môi trường. Đây là
điều xảy ra cho các trường hợp của Clorat, Permanganat... tuy nhiên nước
Javen là ngoại lệ vì Acid Hypoclorơ dễ bò phân hủy thành oxy phân tử dưới

tác dụng của ánh sáng.
ClO- + H2O = HClO + OHHClO = HCl + O
(Hay chỉ viết phản ứng tổng cộng : ClO- = Cl- + O)
Nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến khả năng oxy hóa của nước Javen vì ở nhiệt
độ trên 60oC phản ứng 3ClO- = ClO3- + 2Cl- xảy ra với tốc độ nhanh.
Ion Clorat bền trong dung dòch nước.
d) Vì sao trong cùng điều kiện, thế khử của cặp BiO3-/Bi3+ lớn hơn nhiều so với
thế khử của cặp SbO3-/Sb3+? (2đ). Thế khử của cặp H3AtO62-/AtO3- có lớn hơn
thế khử của cặp H3IO62-/IO3- trong cùng điều kiện không? (giả thiết rằng có
thể đo được chúng) (2đ) vì sao anh (chò) lại cho như vậy?(3đ)
Lời giải:

1


Thế khử của cặp BiO3-/Bi3+ lớn hơn nhiều so với thế khử của cặp SbO3-/Sb3+
vì khác với Sb, lớp vỏ electron của Bi có phân lớp 4f chứa đầy electron. Do đó
hạt nhân Bi có thêm một lượng lớn proton, đưa đến lực hút cùa hạt nhân Bi
với các electron 6s và 6p tăng lên. Vì hiệu ứng đâm xuyên của các electron 6s
lớn hơn của các electron 6p nên mức độ chênh lệch năng lượng giữa hai phân
lớp 6s và 6p tăng lên. Đây là nguyên nhân làm tính oxy hóa của Bi(V) tăng
mạnh so với Sb(V).
Thế khử của cặp H3AtO62-/AtO3- lớn hơn nhiều so với thế khử của cặp H3IO62/IO3- với cùng nguyên nhân nêu trên.
Câu 2:
a) Để điều chế khí Carbonic trong phòng thí nghiệm, người ta thường cho đá vôi
(thành phần chính là Canxi Carbonat) tác dụng với một acid vô cơ mạnh. Đây
là lọai phản ứng gì? (3đ).Viết phương trình ion – phân tử cho phản ứng này
(2đ). Trong thực tế, trong số các acid vô cơ mạnh sau: acid Sulfuric, acid
Clohydric, acid Nitric, acid nào được sử dụng để điều chế khí Carbonic? (2đ).
Vì sao?(4đ).

Lời giải:
Phản ứng điều chế khí CO2 này là phản ứng trao đổi ion, acid mạnh đẩy acid
yếu ra khỏi muối của nó : Đối với HCl và HNO3:
2H+ + CaCO3 = CO2 + H2O + Ca2+
Đối với H2SO4 :
H+ + H SO4- + CaCO3 = CaSO4 (r) + CO2 + H2O
(Có thể viết cách khác:
2H+ + SO42- + CaCO3 = CaSO4 (r) + CO2 + H2O)
Trong thực tế người ta sử dụng acid clohydric.
Đối với H2SO4 sản phẩm canxi sulfat ít tan che phủ bề mặt đá vôi làm phản
ứng sớm dừng lại.
Đối với HNO3 có thêm sự phân hủy theo phản ứng :
4HNO3 = O2 + 4NO2 + 2H2O
tạo ra khí Nitơ Dioxyt làm bẩn khí CO2. Thêm vào đó Acid Nitric đắt hơn
nhiều so với Acid Clohydric.
b) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:
KMnO4(dd) + H2S(k) + H2SO4(dd) (3đ)
Na2S(dd) + NaOCl (dd) (3đ)
H2S (k) + O2(k) (3đ) (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao)
Lời giải:
2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Na2S + 4NaOCl = Na2SO4 + 4NaCl
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
c) Số phối trí của nguyên tố phân nhóm VIA thay đổi như thế nào trong dãy SO3
– SeO3 – TeO3 – PoO3? (tăng; giảm; hay không thay đổi) (2đ). Quy luật biến
đổi như trên có đúng với các phân nhóm khác không?(2đ). Vì sao vậy?(3đ).
Lời giải:

2

Số phối trí của nguyên tố phân nhóm VIA tăng theo dãy SO3 – SeO3 – TeO3
– PoO3. Quy luật này cũng đúng cho các phân nhóm khác. Nguyên nhân là số
phối trí của nguyên tử trung tâm liên quan mật thiết với trạng thái lai hóa
của nó. Điều kiện lai hóa bền là mật độ electron lớn và sự chênh lệch năng
lượng giữa các phân lớp nhỏ. Khi đi từ trên xuống trong một phân nhóm mật
độ electron giảm nhưng sự chênh lệch năng lượng giữa các phân lớp cũng
giảm, do đó các nguyên tố ở các chu kỳ lớn để lai hóa bền cần thiết có sự lai
hóa của các AO giữa nhiều phân lớp, dẫn đến làm tăng số phối trí của
nguyên tử trung tâm.
d) Trong phòng thí nghiệm thường dùng phản ứng giữa Mangan Dioxit và acid
clohidric đậm đặc, nóng. Viết phương trình ion – phân tử (2đ) và tính sức điện
động tiêu chuẩn ở 25oC của phản ứng trên(2đ). Vì sao với giá trò sức điện động
tiêu chuẩn như vậy, phản ứng này vẫn xảy ra đến mức có ứng dụng trong thực
tế (6đ). Vì sao phương pháp này không được dùng trong công nghiệp sản xuất
khí Clo?(2đ) (cho biết acid Clohidric đậm đặc có nồng độ khoảng 8 mol/l)
Lời giải:
MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2 + 2H2O
o = 1,23 – 1,358 = -0,128 V
(Tính ra Go298,pư = -2 x 96500 x (-0,128) = 24,7 kJ)
phản ứng này có  o < 0 nhưng diễn ra khá lớn theo chiều thuận vì căn cứ
trên phương trình Nersnt :
   o 

RT
[ H  ] 4 [Cl  ] 2
Ln
nF
[ Mn 2 ]PCl 2

các điều kiện tiến hành phản ứng làm cân bằng chuyển dòch mạnh theo chiều
thuận:
- Nồng độ H+ cao (Acid clohydric đậm đặc)
- Nhiệt độ cao
- Nồng độ khí Clo trong hệ phản ứng nhỏ vì phân tử Cl2 không có cực
và độ tan giảm khi nhiệt độ tăng. Hơn nữa hệ phản ứng hở nghóa là
khí Clo được liên tục lấy ra khỏi hệ.
Phương pháp này không được dùng trong công nghiệp vì lý do kinh tế:
- Đây là phản ứng thuận nghòch nên sẽ có một lượng đáng kể chất
đầu không phản ứng.
- Quan trọng hơn là phương pháp điều chế khí Clo bằng điện phân
dung dòch muối ăn kinh tế hơn hẳn phương pháp trên.
Câu 3:
a) Phức nào bền hơn : Hexaaquacrom(II) hay Tetraaquacrom(II)?(2đ). Giải thích
kết luận của anh (chò) (3đ).
Lời giải:
Phức hexaaquacrom(II) bền hơn phức Tetraaquacrom(II).
Có thể dễ dàng rút ra kết luận này khi so sánh hai sơ đồ của hai phức trên
theo thuyết trường tinh thể:

3


Hexaaquacrom(II)


Tetraaquacrom(II)












 
H = -2/5H  3 + 3/5H = -0,6H
ET = --3/5T  2 + 2/5T 2 = -0,4T
Với T  4/9H
b) Hợp chất sắt (VI) có tính chất oxy hóa – khử gì đặc trưng?(2đ). Điều chế hợp
chất của Sắt(III) trong môi trường nào thích hợp hơn (môi trường acid; môi
trường trung tính ; hay môi trường baz)(2đ)? Vì sao?(3đ) Tính chất acid – baz
của hợp chất Sắt(VI) như thế nào? (2đ). Vì sao anh (chò) lại nhận xét như
thế(3đ).
Lời giải:
Hợp chất Sắt (VI) có tính oxy hóa đặc trưng. Từ các giá trò thế khử tiêu
chuẩn ở 25oC của cặp oxy hóa khử liên hợp Fe3+/Fe2+ ở môi trường acid
(0,771V) và Fe(OH)3/Fe(OH)2,OH- ở môi trường kiềm (-0,56V) có thể thấy
môi trường baz dễ dàng oxy hóa sắt (II) thành sắt (III) hơn trong môi trường
acid. (Trong thực tế thích hợp nhất là pH bắt đầu có sự thủy phân của ion Fe2+(pH
5) vì về phương diện động học việc oxy hóa trực tiếp từ ion Fe2+ rất khó khăn, còn
trong môi trường kiểm khi toàn bộ ion sắt (II) chuyển thành hydroxyt không tan thì
có một phần hydroxyt sắt (II) sẽ rất khó chuyển thành hydroxyt sắt (III) vì nó bò che
phủ bởi sắt (III) hydroxyt rắn).
Ion Sắt(VI) có q/r rất nhỏ nên khả năng phân cực rất lớn, vì vậy các hợp
chất bậc 2 đều mang tính acid đặc trưng. Đối với hợp chất bậc ba thì sắt(VI)

nằm dưới dạng anion nên tính chất acid – baz còn phụ thuộc vào cation của
hợp chất: H2FeO4 là một acid mạnh, Na2FeO4 trung tính.
c) So sánh khả năng tạo phức anion của: Co(II) so với Co(III) (2đ) ; Mn(II) so
với Mn(IV) (2đ) ; Cu (I) so với Cu(II) (2đ). Vì sao anh (chò) có nhận xét như
thế (4đ).
Lời giải: Theo quy luật đối với cùng một nguyên tố, sự tăng số oxy hóa dẫn
đến sự tăng khả năng phân cực hóa của cation vì q tăng đồng thời r giảm.
Điều này dẫn đến tạo phức anion đặc trưng hơn. Quy luật này đúng với
trường hợp của Coban và Mangan. Riêng trường hợp của Đồng có hiện
tượng ngược lại: Cu(I) tạo phức anion đặc trưng hơn Cu(II). Ở đây nguyên
nhân là Cu+ có cấu hình 18e. Đây là cấu hình làm tăng khả năng phân cực
của cation.
d) Trong số các hợp chất này, những hợp chất nào dễ tan trong acid (4đ). Vì sao
nhận xét như vậy(3đ) :
Ti2O3, FeOOH, CoO, TiO(OH)2, VO
Lời giải: CoO và VO dễ tan trong acid vì hầu hết các hợp chất bậc hai của
kim loại số oxy hóa II đều có tính baz trội hơn hẳn tính acid.

4