Bài tập về Đồng vị
I. Kiến thức lý thuyết về Đồng vị
Đồng vị là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số notron, do đó số khối của chúng khác nhau.
Ví dụ: Nguyên tố O có 3 đồng vị là
Nguyên tử khối trung bình Công thức:
Trong đó A1, A2, A3,… là số khối của các đồng vị.
- x, y, z,… là thành phần % của các đồng vị.
DẠNG I. TÍNH % KHỐI LƯỢNG CỦA MỘT ĐỒNG VỊ TRONG PHÂN TỬ
1. Phương pháp giải
Hầu hết các nguyên tố có mặt trong tự nhiên là hỗn hợp các đồng vị bền Áp dụng công thức:
- Trong đó A1, A2, A3,… là số khối của các đồng vị.
- x1,x2,x3,… là thành phần % của các đồng vị. 2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Trong tự nhiên nguyên tố Brom có 2 đồng vị, trong đó đồng vị chiếm 54,5% về số
lượng. Số khối của đồng vị còn lại là? Gợi ý đáp án
Đặt A2 là số khối của đồng vị thứ hai.
Phần trăm số lương của nó là: 100 - 54,5 = 45,5 Ta có:
DẠNG II. TÍNH SỐ NGUYÊN TỬ CỦA ĐỒNG VỊ TRONG MỘT LƯỢNG CHẤT 1. Ví dụ minh họa
Ví dụ: Khối lượng nguyên tử trung bình cả Bo (B) là 10,812u. Số nguyên tử khi có 94 nguyên tử là bao nhiêu? Gợi ý đáp án
Suy ra phần trăm số lượng của là: 100% - 18,8% = 81,2% Do đó, số nguyên tử khi có 94 nguyên tử là:
94.81,2/18,8 = 406 nguyên tử
II. Bài tập về đồng vị
Câu 1. Khối lượng nguyên tử của B bằng 10,81. B trong tự nhiên gồm hai đồng vị 10B và 11B.
Hỏi có bao nhiêu phần trăm 11B trong axit boric H3BO3. Cho H3BO3 = 61,81. Gợi ý đáp án
Giả sử % của 10B và 11B trong tự nhiên lần lượt là x, y. Ta có hệ phương trình:
Câu 2. Trong tự nhiên đồng vị 37Cl chiếm 24,23,% số nguyên tử clo. Tính thành phần phần
trăm về khối lượng 37Cl có trong HClO4 (với hidro là đồng vị 1H, oxi là đồng vị 16O). Cho khối
lượng nguyên tử trung bình của Clo là 35,5 Gợi ý đáp án
Đặt số mol HClO4 là 1 mol thì có 0,2423 mol 37Cl
Câu 3. Trong tự nhiên Brom có 2 đồng vị là 79Br và 81Br có nguyên tử khối trung bình là 79,92.
Thành phần phần trăm về khối lượng của 81Br trong NaBr là bao nhiêu. Cho MNa = 23 Gợi ý đáp án
Gọi phần trằm đồng vị 79Br là a%
=> Phần trăm của đồng vị 81Br là 100% - a%
Nguyên tử khối trung bình của Br:
Câu 4. Cho hợp chất XY2 tạo bởi hai nguyên tố X, Y. Y có hai đồng vị 79Y: chiếm 55% số
nguyên tử Y và đồng vị 81Y. Trong XY2, phần trăm khối lượng của X là bằng 28,51%. Tính
nguyên tử khối trung bình của X, Y. Gợi ý đáp án X = 63,73 Y = 79,
Giải thích các bước giải:
Phần trăm số nguyên tử của 81Y = 100%−55% = 45%
Suy ra, nguyên tử khối trung bình của Y là : = 79.55% + 81.45% = 79,9 Ta có :
% X= (X/X+2Y).100% = (X/X+79,9.2).100%= 28,51% ⇒ X = 63,73
Câu 5. Trong tự nhiên Cu có 2 đồng vị là là 63Cu và 65Cu. Khối lượng nguyên tử trung bình
của Cu là 63,54. Thành phần phần trăm về khối lượng của là 63Cu trong CuCl2 là bao nhiêu (biết M Cl = 35,5) Gợi ý đáp án
Giả sử % nguyên tử 65Cu và 63Cu trong tự nhiên lần lượt là x, y Ta có hệ phương trình
Phần trăm khối lượng của 63Cu trong CuCl2 là:
Câu 6. Trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền là 37Cl và 35Cl. Tính thành phần phần trăm về
khối lượng 37Cl có trong KClO3 (với kiện là đồng vị 39K, oxi là đồng vị 16O). Cho khối lượng
nguyên tử trung bình của Clo là 35,5. Gợi ý đáp án
Giả sử % nguyên tử 35Cl và 37Cl trong tự nhiên lần lượt là x, y.
Phần trăm khối lượng của 37Cl trong KClO3 là:
Câu 7. Cacbon có hai đồng vị bền là 126C và 136C, và AC bằng 12, 01. Tính % khối lượng của
trong hợp chất CO2 (cho MNa = 23; MO = 16) Gợi ý đáp án
Gọi % số nguyên tử của đvị 12C và 13C lần lượt là x và y Ta có hệ:
Xét 1 mol CO2 1 mol C => mC = 12,01 2 mol O => mO = 32
Ta biết % số nguyên tử = % số mol nên
Số mol của 12C là: 0,99.1 = 0,99 mol
%m12C = (0,99.12.100)/(12,01+ 32) = 27
Câu 9. Nguyên tố Bạc có 2 đồng vị trong tự nhiên là 107Ag chiếm 51,839% số nguyên tử. Tính
số khối của đồng vị còn lại biết trong AgCl bạc chiếm 75,254% về khố lượng. Cho Cl = 35,5 Gợi ý đáp án
Gọi nguyên tử khối của bình của Ag là M. →%mAg =M/(M+35,5) = 75,254% →M = 107,9575
Gọi số khối của đồng vị còn lại là x, đồng vị này chiếm 48,161%
→ 107.51,839% + x.48,161% = 107,9575 → x = 109 Đáp số: 109
Câu 10. Trong tự nhiên, X có hai đồng vị 35X và 37X, chiếm lần lượt 75,77% và 24,23% số
nguyên tử X. Y có hai đông vị à 11Y và 12Y, chiếm lần lượt 99,2% và 0,8% số nguyên tử Y.
a) Trong tự nhiên có bao nhiêu loại phân tử XY?
b) Phân tử khối trung bình của XY là Gợi ý đáp án
X có hai đồng vị 35X và 37X => Đây là Cl
Y có hai đồng vị 1Y và 2Y => => Đây là H
1 nguyên tử H gắn với 1 nguyên tử Cl
+ Số cách chọn nguyên tử Cl ứng với 2 cách chọn tương đương 2 đồng vị
+ Số cách chọn nguyên tử H: 2 cách chọn tương đương 2 đồng vị => có 2.2 = 4 cách chọn
Câu 12. Nguyên tố clo có hai đồng vị bền 35Cl chiếm 75,77% và 37Cl chiếm 24,23%. Tính
nguyên tử khối trung của clo?
Câu 13. Trong tự nhiên Cu có 2 đồng vị là 63Cu và 65Cu. Nguyên tử trung bình của Cu là
63,546. Số nguyên tử 63Cu có trong 31,773g Cu là bao nhiêu? Gợi ý đáp án
Giả sử % của 63Cu và 65Cu trong tự nhiên lần lượt là x, y. Ta có hệ phương trình:
Câu 14. Trong tự nhiên Clo có 2 đồng vị là 35Cl và 37Cl có nguyên tử khối trung bình là 35,5.
Tính số nguyên tử của đồng vị 37Cl, trong 3,65 g HCl (cho khối lượng mol của H = 1). Gợi ý đáp án
Ta có tỉ lệ nguyên tử 35Cl:37Cl = 1,5:0,5 = 3:1 nHCl = 0,1 => nCl = 0,1
Số mol 37Cl = 0,1.1/(1+3) = 0,025
=> Số nguyên tử 37Cl = 0,025.6,02.1023
Số nguyên tử 37Cl = 0,025.6,02.1023 = 1,505.1022
Câu 15. Hidro có nguyên tử khối trung bình là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị
2H trong 9 gam nước (cho rằng trong nước chỉ có đồng vị 1H và 2H, cho MH2O = 18). Gợi ý đáp án
1ml có khối lượng là 1gam. Số mol H2O = 1/18 = 0,056 mol H2O -> 2H + O
Nên số mol H = 2.0056 = 0,112 mol. Số nguyên tử H là 0,122.6,023.1023 = 674576.1017
Gọi a, b tương ứng là tỉ lệ % của 1H và 2H Ta có: a + 2b = 1,008
a + b = 1 => b = 0,008 (0,8%) =>a = (99,2%)