Tải bản đầy đủ

Đề thi cuối môn học hóa vô cơ

ĐỀ THI HÓA VÔ CƠ CUỐI MÔN HỌC
Lớp: dự thính hè 2006
Thời gian thi: 85 phút
Ngày thi :
25/08/2006
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu
Câu 1:
a) Các hợp chất của Mn (VII) và Re(VII) có tính oxy hóa như thế nào trong môi
trường axit, môi trường bazơ? (4đ). Vì sao anh (chò) đưa ra kết luận như thế? (4đ).
Các axit HMnO4 và HReO4 có độ mạnh ở mức nào? (2đ). Vì sao? (2đ)
b) Lưu huỳnh đơn tà và lưu hùynh tà phương rắn có mạng tinh thể gì? (2đ) Vì sao
Clo ở liền ngay sau lưu huỳnh trong một chu kỳ và có cùng loại mạng tinh thể
nhưng nhiệt độ nóng chảy rất khác biệt nhau? (3đ) (tonc của Clo là -101,03oC, của
Lưu huỳnh đơn tà là 119,3oC.) (2đ)
c) Có thể dùng kali clorat làm chất oxy hóa trong môi trường kiềm không(2đ)?Vì
sao? (3đ).
d) Vì sao Tali có rất nhiều hợp chất trong đó nó ở mức hóa trò (I) trong khi Indi rất
hiếm gặp hợp chất ở hóa trò (I) (4đ). Có thể vận dụng lí luận cho trường hợp trên
để giải thích về tính khử của Sn2+ mạnh hơn Pb2+ trong cùng điều kiện không?
(2đ) vì sao anh (chò) lại cho như vậy?(3đ)
Câu 2:

a) Để điều chế khí hydro sulfua trong phòng thí nghiệm từ natri sulfua, người ta cho
natri sulfua 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). Có thể sử dụng axit nào trong
số các acid vô cơ mạnh sau cho việc điều chế khí hydro sulfua sạch: acid Sulfuric,
acid Clohydric, acid Nitric.(2đ). Vì sao?(4đ).
b) Viết các phương trình phản ứng sau:
Na2CrO4(dd) + H2S(k) + H2SO4(dd) (3đ)
Na2S(dd) + Na2SO3(dd) (6đ) (dư Na2SO3 trong môi trường kiềm NaOH nóng)
H2S (k) + O2(k) (3đ) (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)
c) Số phối trí của nguyên tố phân nhóm IVA thay đổi như thế nào trong dãy CO2 –
SiO2 – GeO2 – SnO2 – PbO2? (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).
Câu 3:
a) Phức tetratiocyanatoferrat(III) có hằng số không bền bằng 1.10 -4,53, trong khi
phức hexatiocyanatoferrat(III) có hằng số không bền bằng 1.10-3,23. Hãy dùng lý


thuyết MO phức chất giải thích nguyên nhân phức tứ diện bền hơn phức bát diện
trong trường hợp trên. Biết rằng phức bát diện này là phức spin thấp.(4đ)
b) Hợp chất NiO2 có tính khử đặc trưng hay không?(2đ) Giải thích(3đ). Điều chế hợp
chất của Ni(IV) trong môi trường nào thích hợp hơn (môi trường acid; môi trường
trung tính ; hay môi trường baz; có nước hay khan nước)(4đ)? Vì sao?(3đ) Tính
chất acid – baz của hợp chất Ni(IV) như thế nào? (2đ). Vì sao anh (chò) lại nhận
xét như thế(3đ).
c) Khí Clo có thể oxy hoá crom(III) hydroxyt thành natri cromat(VI) được
không(2đ). Phản ứng xảy ra trong điều kiện nào?(3đ) Viết phản ứng(3đ). Phản
ứng ngược lại giữa natri cromat(VI) và natri clorua có thể xảy ra hay không? Nếu
xảy ra thì cho biết điều kiện phản ứng và viết phản ứng(4đ).
d) Cho các oxyt sau: SO3, SiO2 , Al2O3, CaO, Li2O. Hãy cho biết các oxyt nào có thể
dễ dàng tác dụng với nhau (4đ)? Giải thích(4đ). Viết các phản ứng xảy ra(8đ).
Một số tài liệu tham khảo (sinh viên có thể không cần sử dụng đến)
1) Một số thế khử tiêu chuẩn:
Dạng oxy hóa
+ne
Dạng khử
 o, V
MnO4+1e MnO42+0,56
MnO4 + 2H2O
+3e MnO2 + 4OH
+0,60

+
MnO4 + 4H
+3e MnO2 + 2H2O
+1,69
+
2+
MnO4 + 8H
+5e Mn + 4H2O
+1,51
ReO4 + 2H2O
+3e ReO2 + 4OH
-0,595
ReO4 + 4H2O
+7e Re + 8OH
-0,584
+
ReO4 + 2H
+e
ReO3 + H2O
+0,77
+
ReO4 + 4H
+3e ReO2 + 2H2O
+0,51
+
ReO4 + 8H
+7e Re + 4H2O
+0,37
ClO3 + 3H2O
+6e Cl + 6OH
+0,63
+
ClO3 + 6H
+6e Cl + 3H2O
+1,45
ClO3 + H2O
+2e ClO2 + 2OH
+0,33
+
ClO3 + 3H
+2e HClO2 + H2O
+1,21
Cl2
+2e 2Cl
+1,359
2+
3+
Cr2O7 + 14H
+6e 2Cr + 7H2O
+1,33
2CrO4 + 4H2O
+3e Cr(OH)3 + 5OH
-0,13
Tích số tan của Cr(OH)3 : T = 1.10-17

Câu 1:


a) Các hợp chất của Mn (VII) và Re(VII) có tính oxy hóa như thế nào trong
môi trường axit, môi trường bazơ? (4đ). Vì sao anh (chò) đưa ra kết luận như
thế? (4đ). Các axit HMnO4 và HReO4 có độ mạnh ở mức nào? (2đ). Vì sao?
(2đ)
Đa số các hợp chất của Mn(VII) có tính oxy hóa mạnh trong môi trường axit, yếu
trong môi trường bazơ. Đa số các hợp chất của Re(VII) có tính oxy hóa yếu trong môi
trường axit và rất yếu trong môi trường bazơ. Dựa trên quy luật độ bền của trạng thái
hóa trò cao giảm dần trong chu kỳ, Mn là nguyên tố 3d, nằm ở phân nhóm VIIB, chu
kỳ 4 và VII là trạng thái hóa trò cao nhất của Mn, có thể dự đoán được như trên. Dựa
trên quy luật trong phân nhóm phụ, từ trên xuống, độ bền của trạng thái hóa trò cao
tăng dần có thể nhận xét như trên đối với hợp chất Re(VII) dựa vào vò trí của Re
trong bảng tuần hoàn: nguyên tố 5d, phân nhóm VIIB, chu kỳ 6. Ở các trạng thái hóa
trò thấp hơn, tỷ số nguyên tử O/Me (Me là Mn, Re) giảm dần dẫn đến kết luận là khi
tính bazơ của môi trường tăng thì tính oxy hóa của Mn(VII) và Re(VII) giảm. Theo
quy tắc paoling, số nguyên tử oxy không liên kết với hydro trong các axit HMnO4 và
HReO4 bằng 3 nên chúng là axit mạnh.
b) Lưu huỳnh đơn tà và lưu hùynh tà phương rắn có mạng tinh thể gì? (2đ) Vì
sao Clo ở liền ngay sau lưu huỳnh trong một chu kỳ và có cùng loại mạng tinh
thể nhưng nhiệt độ nóng chảy rất khác biệt nhau? (3đ) (tonc của Clo là
-101,03oC, của Lưu huỳnh đơn tà là 119,3oC.) (2đ)
Lưu huỳnh đơn tà và lưu hùynh tà phương đều có mạng tinh thể phân tử. Sự khác biệt
lớn giữa clo và lưu huỳnh đơn tà là do lưu huỳnh đơn tà có khối lượng phân tử (S8) lớn
hơn nhiều so với khối lượng phân tử clo rắn (Cl2), nên có lực Van der Waals mạnh
hơn.
c) Có thể dùng kali clorat làm chất oxy hóa trong môi trường kiềm
không(2đ)?Vì sao? (3đ).
Không được. Vì các dạng khử liên hợp của ClO3- đều có tỷ số O/Cl thấp hơn nên tính
oxy hóa của Clorat giảm rất nhanh khi tăng nồng độ OH- của môi trường và nó là chất
oxy hóa yếu trong môi trường bazơ.
d) Vì sao Tali có rất nhiều hợp chất trong đó nó ở mức hóa trò (I) trong khi Indi
rất hiếm gặp hợp chất ở hóa trò (I) (4đ). Có thể vận dụng lí luận cho trường
hợp trên để giải thích về tính khử của Sn2+ mạnh hơn Pb2+ trong cùng điều
kiện không? (2đ) vì sao anh (chò) lại cho như vậy?(3đ)
Vì tali nằm ở chu kỳ 6 nên cặp electron 6s bền do hiệu ứng co 4f.
In nằm ở chu kỳ 5, phân nhóm IIIA nên mặc dù có chòu tác dụng của co 5d, sự chênh
lệch năng lượng giữa phân nhóm 5s và 5p nhỏ nên trạng thái hóa trò (I) của indi rất
kém bền.
Câu 2:
a) Để điều chế khí hydro sulfua trong phòng thí nghiệm từ natri sulfua, người ta
cho natri sulfua 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). Có thể sử dụng
axit nào trong số các acid vô cơ mạnh sau cho việc điều chế khí hydro sulfua
sạch: acid Sulfuric, acid Clohydric, acid Nitric.(2đ). Vì sao?(4đ).
Phản ứng tạo H2S từ Na2S và một axit mạnh là lọai phản ứng không thay đổi số oxy
hóa (phản ứng trao đổi ion), axit mạnh dẩy axit yếu khỏi muối của nó.
S2- + 2H+ = H2S 
Vì H2S là khí có tính khử nên không thể dùng HNO3 và HCl. HNO3 oxy hóa H2S đến
S hay SO2. HCl bay cùng với H2S nên nếu dùng nó phải thêm thiết bò lọc HCl. Dùng
H2SO4 lõang là tốt nhất. (Kh6ng thể dùng H2SO4 đặc vì nó cũng ôxy hóa H2S).
b) Viết các phương trình phản ứng sau:
Na2CrO4(dd) + H2S(k) + H2SO4(dd) (3đ)
Na2S(dd) + Na2SO3(dd) (6đ) (dư Na2SO3 trong môi trường kiềm NaOH nóng)
H2S (k) + O2(k) (3đ) (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)
* Ở nhiệt độ thường:
2Na2CrO4 + 3H2S + 5H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3S + 2Na2SO4 + 8H2O
Ở nhiệt độ > 119oC:
6Na2CrO4 + H2S + 5H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 2Na2SO4 + 8H2O (Không viết
được phương trình này vẫn được nguyên điểm)
* Trong điều kiện đã cho phản ứng giữa Na2S và Na2SO3 không xảy ra.
(vì
S tan trong dung dòch NaOH nóng tạo Na2S và Na2SO3)
* 2H2S + O2 = 2S + 2H2O
c) Số phối trí của nguyên tố phân nhóm IVA thay đổi như thế nào trong dãy
CO2 – SiO2 – GeO2 – SnO2 – PbO2? (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).
Số phối trí tăng dần trong dãy CO2 – SiO2 – GeO2 – SnO2 – PbO2 . Quy luật trên
cũng đúng cho các phân nhóm chính khác. Nguyên nhân là do bán kính nguyên tử
trong phân nhóm chính tăng và cácv trạng thái lai hóa với sự tham gia của các
orbital d và f của các nguyên tố chu kỳ 4, 5 và 6 ngày càng bền vững hơn.
Câu 3:
a) Phức tetratiocyanatoferrat(III) có hằng số không bền bằng 1.10-4,53, trong
khi phức hexatiocyanatoferrat(III) có hằng số không bền bằng 1.10 -3,23. Hãy
dùng lý thuyết MO phức chất giải thích nguyên nhân phức tứ diện bền hơn
phức bát diện trong trường hợp trên. Biết rằng phức bát diện này là phức
spin thấp.(4đ)
Nguyên nhân ở phần các MO ảnh hưởng đến năng lượng ổn đònh trường tinh thể, cấu
hình của [Fe(SCN)4]- đạt trạng thái bán bão hòa trong khi cấu hình của [Fe(SCN)6]3nằm ở trạng thái phân lớp dxydyzdzx thiếu 1 electron so với trạng thái bão hòa. (Sinh
viên dùng thuyết trường tinh thể cũng cho điểm)


b) Hợp chất NiO2 có tính khử đặc trưng hay không?(2đ) Giải thích(3đ). Điều chế
hợp chất của Ni(IV) trong môi trường nào thích hợp hơn (môi trường acid;
môi trường trung tính ; hay môi trường baz; có nước hay khan nước)(4đ)? Vì
sao?(3đ) Tính chất acid – baz của hợp chất Ni(IV) như thế nào? (2đ). Vì sao
anh (chò) lại nhận xét như thế(3đ).
Hợp chất NiO2 là chất oxy hóa rất mạnh nên không có tính khử đặc trưng. Vì Ni chỉ
có một trạng thái hóa trò bền (II). Vì trạng thái hóa trò (IV) của Ni rất kém bền, có
tính oxy hóa mạnh nên cần điều chế trong môi trường kiềm đậm đặc, khan nước. Do
số oxy hóa của Ni(IV) khá cao nên hợp chất Ni(IV) có tính axit trội hơn tính bazơ,
nhưng cả hai tính đều yếu.
c) Khí Clo có thể oxy hoá crom(III) hydroxyt thành natri cromat(VI) được
không(2đ). Phản ứng xảy ra trong điều kiện nào?(3đ) Viết phản ứng(3đ).
Phản ứng ngược lại giữa natri cromat(VI) và natri clorua có thể xảy ra hay
không? Nếu xảy ra thì cho biết điều kiện phản ứng và viết phản ứng(4đ).
Căn cứ vào thế khử của các cặp Cl2/Cl- ; CrO42-/Cr3+ trong môi trường axit và bazơ,
Clo có thể oxy hóa Cr(OH)3 lên cromat trong cả môi trường axit và môi trường kiềm,
trong đó môi trường kiềm thích hợp hơn.
3Cl2 + 2Cr(OH)3 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 8H2O + 6NaCl
3Cl2 + 2Cr(OH)3 + 4H2O = H2Cr2O7 + 6HCl
Phản ứng :
6NaCl + Na2Cr2O7 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Cl2 + 4Na2SO4 + 7H2O
Có o = 1,33 – 1,359 = -0,029V , suy ra Gopư = -nFo = 16,79 kJ, nên phản ứng
thuận nghòch. Vì giá trò Gopư > 0 nên để phản ứng xảy ra cần nồng độ H+, nồng độ
Cl- và nồng độ Cr2O72- lớn hơn đơn vò rất nhiều.
d) Cho các oxyt sau: SO3, SiO2 , Al2O3, CaO, Li2O. Hãy cho biết các oxyt nào có
thể dễ dàng tác dụng với nhau (4đ)? Giải thích(4đ). Viết các phản ứng xảy
ra(8đ).
Nhận xét: SO3 là axit mạnh, SiO2 là axit rất yếu, Al2O3 là oxyt lưỡng tính, tính axit
và tính bazơ đều yếu, CaO và Li2O là bazơ mạnh. Rút ra:
SO3 tác dụng dễ dàng với CaO và Li2O ngay ở nhiệt độ thường.
SiO2 ,Al2O3 hầu như không tác dụng (tác dụng rất chậm) với Li2O và CaO ở nhiệt
độ thường, nhưng tác dụng nhanh khi đun nóng.
Phản ứng giữa SiO2 và Al2O3 chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao.
SO3 + CaO = CaSO4
SO3 + Li2O = Li2SO4
Al2O3 + SO3 = Al2(SO4)3
CaO + Al2O3 = Ca(AlO2)2
Li2O + Al2O3 = LiAlO2
CaO + SiO2 = CaSiO3
Li2O + SiO2 = Li2SiO3
2Al2O3 + SiO2 = Al4SiO8 (nếu viết Al2SiO5 , Al2Si2O7, Al2Si3O9 cũng cho điểm)




Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×