TOP 9 đề thi học phần Hoá phân tích năm 2024 - 2025 | Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Tài liệu TOP 9 đề thi học phần Hoá phân tích năm 2024 - 2025 được sưu tầm và biên soạn dưới dạng PDF gồm 33 trang. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đón xem.
Môn: Hoá phân tích (HCMUS) 16 tài liệu
Trường: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 1 K tài liệu
Tác giả:
Preview text:
ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH (2014-2015) Câu 1:
a) Phản ứng hóa học dùng trong phương pháp phân tích thể tích phải thỏa mãn những yêu cầu nào ?
b) Ý nghĩa của đường cong chuẩn độ ?
Giải : a) Phản ứng hóa học dùng cho phân tích thể tích phải thỏa mãn các yêu cầu :
-Chất X phải phản ứng hoàn toàn với thuốc thử theo phản ứng xác định
- Phản ứng xảy ra nhanh, phản ứng chậm cần tăng tốc độ
- Phản ứng phải chọn lọc
- Có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuối với sai số chấp nhận được.
b) Ý nghĩa của đường cong chuẩn độ :
+) Xác định điểm tương đương
+) Xác định khoảng bước nhảy
=>Chọn chất chỉ thị phù hợp có pT trong khoảng bước nhảy, càng gần điểm tương đương càng tốt
Câu 2: Tính pH của dung dịch axit axetic , biết C = 10-3 (M), pKa = 4,76 Giải :
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76
Công thức nồng độ H+ của 1 axit yếu đơn chức :
𝑪𝒂−[𝑯+]+[𝑶𝑯−] [H+] = Ka [𝑯+]− [𝑶𝑯−] +) [H+]
gđ = √𝐾𝑎. 𝐶𝑎 = 1.32.10-4 => [OH-]gđ = 7.6.10-11 1 1 +) Vì [OH-]gđ << [H+]gđ và [H+]gđ >> C 100 100 a 𝐶𝑎−[𝐻+] [H+] = Ka [𝐻+]
[H+] = 1,234.10-4 => pH = 3,91 1
Câu 3: Cần bao nhiêm gam NH4Cl và bao nhiêu ml dung dịch NH3 để pha 1L dung
dịch đệm có pH = 10, nồng độ đệm C = 0,5 (M). Biết NH +
4 có pKa = 9,25; M𝑁𝐻4𝐶𝑙 =
53,49 g/mol ; 𝑀𝑁𝐻 = 17,03 g/mol, dung dịch NH 3
3 có C% = 25%, d=0,91 (g/mol).
Tính đệm năng của dung dịch trên ?
Giải : Các phương trình hóa học xảy ra : NH + 3 + H+ NH4 Ta có C = Ca + Cb = 0,5
Mặt khác : pH = pKa + log Cb/Ca 𝐶𝑎 + 𝐶𝑏 = 0,5 𝐶 { 𝑎 = 0,0755 (𝑀) 𝐶𝑏 = 100,75 => { 𝐶 𝐶 𝑏 = 0,4245 (𝑀) 𝑎 Đệm năng : 𝑪
𝝅 = 2.3 𝒂.𝑪𝒃 = 0,1474 𝑪𝒂+𝑪𝒃
𝑚𝑁𝐻 = 0,0755 * 1 * 17,03 = 7,229 (g) 3
𝑚𝑑𝑑𝑁𝐻 = 28,92 ( gam ) 3 𝑚 28,92 𝑽 𝑑𝑑𝑁𝐻3 𝒅𝒅𝑵𝑯 = = = 31,78 (ml) 𝟑 𝑑 0,91
Câu 4: Tính hằng số bền điều kiện ϐ’ZnY của phức ZnY2- tại pH = 10. Biết ϐZnY =
1016,5 . Giá trị của αY(H)= 10-0,46 tại pH =10 và Zn2+ tham gia phản ứng phụ với OH- có
các hằng số bền như sau β1 = 105, β2 = 106,1, β3 = 102,5, β4= 101,2 Giải : Cân bằng chính :
Zn2+ + Y4- ZnY2-
Các cần bằng phụ :của Y4- phản ứng với H+
Y4- + H+ HY3- , K4
HY3- + H+ H2Y2- K3
H2Y2- + H+ H3Y- K2 2
H3Y- + H+ H4Y K1
Phản ứng của Zn2+ với OH-
Zn2+ + OH- ZnOH+ , β1
ZnOH+ + OH- [Zn(OH)2], β2
[Zn(OH)2] + OH- [Zn(OH)3]- , β3
[Zn(OH)3]- + OH- [Zn(OH)4]2- , β4
Hằng số bền điều kiện : 𝜷 ϐ’ 𝒁𝒏𝒀 ZnY =
𝜶𝒀(𝑯).𝜶𝒁𝒏(𝑶𝑯)
Tại pH = 10 => [OH-]= 10-4 (M)
𝛼𝑍𝑛(𝑂𝐻)= 1 + β1*[OH-] + β1* β2 [OH-]2 + β1*β2*β3[OH-]3 + β1*β2*β3*β4[OH-]4 = 1309,799 1016,5 ϐ’ ZnY = 1309,799∗10−0,46
Câu 5: Để xác định độ cứng của mẫu nước , ta thực hiện chu trình sau: Hút V1 =
50,00 ml nước cho vào erlen, thêm 10ml dung dịch đệm pH = 10; 10 giọt KCN 10%,
10 giọt NH2OH/HCl 1M và chỉ thị NET. Tiến hành chuẩn độ bằng EDTA có nồng
độ C = 0,010 M đến điểm tương đương thể tích EDTA tiêu tốn V2 = 10,10 ml . Lặp
lại thí nghiệm tương tự cho mẫu trắng thể tích EDTA tiêu tốn V3 = 1,10 ml . Biết MCaCO3 = 100g/mol
a)Lập công thức tính độ cứng của mẫu nước trên ?
b)Tính độ cứng của mẫu nước trên ?
Giải : a) Công thức tính độ cứng của mẫu nước : (𝑽 ∗𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎
𝟐−𝑽𝟑)∗𝑪𝑬𝑫𝑻𝑨∗𝑴𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑
𝑪𝒂𝑪𝑶 (𝒎𝒈/𝑳)= 𝟑 𝑽𝟏
b)Tính độ cứng của mẫu nước trên : 3
(10,10−1,10)∗0,010∗100∗1000
𝑚𝐶𝑎𝐶𝑂 (𝑚𝑔/𝐿)= = 180 (mg/L) 3 50,00
ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH (2014-2015)
Câu 1: a)Nêu các yêu cầu của 1 chất chuẩn độ gốc? Lấy ví dụ về 1 số chất chuẩn độ gốc hay gặp?
b)Axit oxalic (H2C2O4) là axit yếu 2 chức có pKa1 = 1,25, pKa2 = 4,27 được xem là
chất chuẩn gốc trong chuẩn độ axit – bazơ. Chuẩn độ H2C2O4 0,1N bằng NaOH 0,1N.
Xác định pH khoảng bước nhảy và pH tại điểm tương đương. Biết pT của các chất
chỉ thị sau: Phenolphtalein :9; Brom Cresol xanh: 7,1 ; Tashiro: 8,3 ; Metyl đỏ : 5,5.
Trong bốn chất chỉ thị trên, chất chỉ thị nào cho kết quả ít sai số nhất? Giải :
a)Nêu các yêu cầu của 1 chất chuẩn gốc :
- Chất tinh khiết hóa học ( độ tinh khiết 99,9%)
- Thành phần hóa học đúng với công thức
- Bền khi bảo quản ở trạng thái rắn và khi đã pha thành dung dịch ( rất khó phản ứng với chất khác)
- Phân tử lượng càng lớn càng tốt để giảm sai số khi cân
Vd: H2C2O4.2H2O; K2Cr2O7, EDTA, ..
b)Điều kiện chuẩn độ : pKa2 – pKa1 = 3,02 < 4 , chỉ chuẩn độ nấc 2
+)Lúc chưa chuẩn độ : Xem như 1 đơn axit HC - 2O4 [H+] = √𝐾𝑎 . 𝐶 1
𝑎 = √10−1,25. 0,05 = 0,053 (M) 𝑉 10.0,1.1,99 +) F = 1,99 => V 0𝐶0.𝐹 F = = = 19,9 (mL) 𝐶 0,1 [𝐶 2− ]
𝑛𝑂𝐻−−𝑛𝐻𝐶 − 𝐶𝑉−𝐶 pH = pK 2𝑂4 2𝑂4 0𝑉0 a2 + log = pK = pK [𝐻𝐶 − a2 + log a2 + log 2𝑂4 ] 2𝑛𝐻𝐶 −−𝑛 2𝐶 2𝑂4 𝑂𝐻− 0𝑉0−𝐶𝑉 (1,99−1) = 4,27 + log = 6,265 (2−1,99) 4 2𝑉 2.10.0,1
+) Tại điểm tương đương : F = 2 => V 0𝐶0.𝐹 F = = = 20 𝐶 0,1 Dung dịch gồm C 2- 2O4 ( bazơ yếu ) 10−14 0,1.10 [OH-] = √𝐾𝑏 𝐶 . = 2,50 .10-6 (M) 1 𝑏 = √ 𝐾𝑎 20+10 2 pH = 8,40 𝑉 10.0,1.2,01
+) Tại F = 2,01 => V 0𝐶0.𝐹 F = = = 20,1 𝐶 0,1
Dung dịch dư OH- và C 2- 2O4 𝐶𝑉−2𝐶 (0,1.20,1)−(2.0,1.10) [OH-] = 0𝑉0 = = 3,32 .10-4 (M) 𝑉𝑜+𝑉 10+20,1 pH = 10,52
Khoảng bước nhảy : 6,265 – 10,52
pH tại điểm tương đương ( F = 2) : là 8,40
Chỉ thị phù hợp là phenolphtalein với pT = 9
Câu 2: Cho axit HF có pKa = 3,17 và Ca = 0,01M
Tính pH của dung dịch trên?
Để loại trừ lượng HF có trong dung dịch trên, người ta sử dụng nhựa trao đổi ion (
Nhựa này chỉ giữ lại ion F-). Hãy tính giá trị pH sao cho loại trừ được 99,9% lượng
HF có trong mẫu ban đầu. Với giả thuyết rằng : hiệu suất bắt giữ ion F- trên nhựa trao đổi ion là 100% Giải : HF H+ + F- Ka = 10-3,17
𝑪𝒂−[𝑯+]+[𝑶𝑯−]
Tổng quát : [H+] = Ka [𝑯+]− [𝑶𝑯−] +) [H+]
gđ = √𝐾𝑎. 𝐶𝑎 = 2,6.10-3 => [OH-]gđ = 3,84 .10-12 1 1 +) Vì [OH-]gđ << [H+]gđ và [H+]gđ > C 100 100 a 5 𝐶𝑎−[𝐻+] [H+] = Ka [𝐻+]
[H+] = 2,284 .10-3 => pH = 2,64
Khi nhựa trao đổi ion trừ được 99,9% lượng HF trong mẫu, nghĩa là chỉ còn lại 0,1%
so với lượng HF ban đầu => nồng độ HF giảm còn lại 0,1% so với ban đầu Ca = 0,1% . 0,1 = 10-5
𝑪𝒂−[𝑯+]+[𝑶𝑯−]
Tổng quát : [H+] = Ka [𝑯+]− [𝑶𝑯−] +) [H+]
gđ = √𝐾𝑎. 𝐶𝑎 = 8,222.10-5 => [OH-]gđ = 1,216 .10-10 1 1 +) Vì [OH-]gđ << [H+]gđ và [H+]gđ > C 100 100 a 𝐶𝑎−[𝐻+] [H+] = Ka [𝐻+]
[H+] = 9,856.10-6 => pH = 5,006 Câu 3:
a)Tính khối lượng m (g) của CH3COONa và thể tích V (ml) của axit CH3COOH để
pha 2 (L) dung dịch đệm có pH = 5 , nồng độ đệm là 0,2M. Tính đệm năng của dung
dich? Biết phân tử lượng của CH3COONa là 82,048 gam/mol; axit CH3COOH có d
= 1,05 g/ml, C = 100% , Phân tử lượng là 60,05 gam/mol
b) Để xác định nồng đồ Pb2+ trong mẫu nước, hút 10,00 ml dung dịch Pb2+, thêm 10
ml dung dịch đêm trên. Chuẩn độ bằng EDTA ( Na2H2Y) có C = 0,02 M với chỉ thị
xylenol cam (XO) tới điểm tương đương , thể tích EDTA tiêu tốn là 5,00 ml. Tính
pH dung dịch tại điểm tương đương Giải : 𝐶𝑎 = 𝐶𝐶𝐻 a)Ta có hệ đệm CH 3𝐶𝑂𝑂𝐻 3COOH/CH3COO- với {
𝐶𝑏 = 𝐶𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂−
Ta có nồng độ đệm : C = Ca + Cb = 0,2 (M) (1) 𝐶 𝑪 pH = 5 mà pH = pK 𝑏 𝒃 a + log => = 100,24 (2) 𝐶𝑎 𝑪𝒂 6 𝑪
{ 𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟕𝟑 (𝑴)
𝑪𝒃 = 𝟎, 𝟏𝟐𝟕 (𝑴)
𝑚𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 = 𝑛𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 * 𝑀𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎
= Cb .V . 𝑀𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎
= 0,127 . 2. 82,048 = 20,840 (gam)
𝑚𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 = 𝑛𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 * 𝑀𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻
= 0,073 .2 .60,05 = 8,7673 (gam) 𝑚 𝑚
C% = 𝑐𝑡 . 100% => mdd = 𝑐𝑡.100% = 8,7673 (gam) 𝑚𝑑𝑑 𝐶%
𝑚𝑑𝑑= 𝑉𝑑𝑑 . d => 𝑉𝑑𝑑 = 8,3498 (mL) Đệm năng : 𝑪
𝝅 = 2.3 𝒂.𝑪𝒃 = 0,1066 𝑪𝒂+𝑪𝒃
b)Thêm 10 mL dung dịch Pb2+ + 10 mL dung dịch đệm trên + 5,00 mL dung dịch EDTA => 25 ml dung dịch
H2Y2- + Pb2+ PbY2- + 2H+ 𝑪 Ta có pH = pK 𝒃−[𝑯+ ] a + 𝐥𝐨𝐠 𝑪𝒂+[𝑯+ ]
nEDTA = (C.V)EDTA = 0,02 .5 = 0,1 (mmol) => 𝑛𝐻+= 0,1 .2 = 0,2 (mmol) na = 0,073 .10 = 0,73 (mmol) nb = 0,127 . 10 = 1,27 (mmol) 𝟏,𝟐𝟕−𝟎,𝟐
pH = 4,76 + 𝐥𝐨𝐠 = 4,82 𝟎,𝟕𝟑+𝟎,𝟐
Câu 4: Nước thải của 1 nhà máy dệt nhuộm có hàm lượng COD là 2500mg/L, vượt
quá tiêu chuẩn cho phép của nước thải loại B (80 mg/L). Nhân viên môi trường tư
vấn áp dụng công nghệ A xử lí nước thải, sau đó tiến hành thử nghiệm trên mô hình
pilot. Nước thải đầu ra được lấy 2,00ml đem đi phá mẫu bằng 5,00ml hỗn hợp
K2Cr2O7 0,02N và nung ở nhiệt độ 1500C trong 2h. Thể tích Fe(II) 0,02N dùng để 7
chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 0,02N là 3,5ml. Tiến hành phá mẫu và chuẩn độ song
song đối với mẫu trắng , thế tích Fe(II) 0,02N ghi được là 4,8 mL.
Bạn hãy cho biết công nghệ A có phù hợp cho việc xứ lí nước thải dệt nhuộm có giá
trị COD đạt tiêu chuẩn loại B hay không? Tính hiệu suất loại bỏ COD ( mg/L) của quá trình này .
(𝑽𝟎−𝑽)∗𝑵𝑭𝒆(𝑰𝑰)∗𝟖𝟎𝟎𝟎
(𝟒,𝟖−𝟑,𝟓)∗𝟎,𝟎𝟐∗𝟖𝟎𝟎𝟎 Giải : COD(mg/L) = =
= 104 (mg/L) => Vượt 𝑽𝒔𝒂𝒎𝒑𝒍𝒆 𝟐,𝟎𝟎 quá chuẩn loại B
𝟐𝟓𝟎𝟎−𝟏𝟎𝟒 H% = * 100 = 95,84% 𝟐𝟓𝟎𝟎
ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH ( 2013-2014)
Câu 1: Thế nào là chất chuẩn gốc ? Trong số các chất sau: K2Cr2O7, KOH,
H2C2O4.2H2O, KMnO4, muối Morh Fe(NH4)2SO4.6H2O, H2SO4 đậm đặc, chất nào
được xem là chất chuẩn gốc?
Giải : Chất chuẩn gốc:
+) chất tinh khiết hóa học ( độ tinh khiết 99,9%)
+) thành phần hóa học đúng với công thức
+) Bền khi bảo quản ở trạng thái rắn và khi đã pha thành dung dịch nước
+) Phân tử lượng càng lớn càng tốt để giảm sai số khi cân
Số chất thuốc chất chuẩn gốc là: K2Cr2O7; H2C2O4.2H2O; Fe(NH4)2SO4.6H2O
Câu 2: Cần bao nhiêu ml dung dịch H3PO4 85% có d = 1,685 g/ml và bao nhiêu gam
KOH để pha được 1 lít dung dịch đệm có pH = 7 và nồng độ đệm C = 0,25 M. Biết
phân tử lượng của H3PO4 98 gam/mol ; KOH là 56,106 gam/mol, acid phosphoric có
: pKa1 = 2,12 ; pKa2 = 7,2; pKa3 = 12,4 Giải :
Vì pH = 7 ~ pHa2 = 7,2 ( vì hệ đệm biểu thị khả năng chống lại sự thay đổi pH khi
thêm acid hay bazơ vào ) nên hệ đệm là : H - 2- 2PO4 / HPO4 8 𝑪𝒂 = 𝑪𝑲𝑯 { 𝟐𝑷𝑶𝟒
𝑪𝒃 = 𝑪𝑲𝟐𝑯𝑷𝑶𝟒 Ta có : Ca + Cb = 0,25 M (1) pH = pKa2 + log Cb /Ca
Cb / Ca = 107-7,20 = 10-0,2 (2)
Từ (1), (2) Giải hệ phương trình : 𝐶𝑎 = 𝐶𝐾𝐻 = 0,1533 = 𝑥 { 2𝑃𝑂4 𝐶𝑏 = 𝐶𝐾 = 0,0967 = 𝑦 2𝐻𝑃𝑂4 𝑛𝐾𝐻 = 0,1533.1 = 0,1533 (mol) 2𝑃𝑂4 𝑛𝐾 = 0,0967 . 1 = 0,0967 (mol) 2𝐻𝑃𝑂4
Phương trình phản ứng :
KOH + H3PO4 → KH2PO4 + H2O
2KOH + H3PO4 → K2HPO4 + H2O
𝑛𝐻3𝑃𝑂4= x + y = 0,25 (mol) 𝑚𝐻 = 0,25 * 98 = 24,5 ( gam) 3𝑃𝑂4
𝑚𝑑𝑑 = 24,5 *100/85 = 28,82 (gam) 𝑚 28,82 V = 𝑑𝑑 = = 17,11 (ml) 𝑑 1,685 mKOH = (x+y)*56 Đệm năng: 𝐶
𝝅 = 2,3 . 𝑎𝐶𝑏 = 0,1364 𝐶𝑎+𝐶𝑏
Câu 3: Cho dung dịch chứa 0,010 M Ce3+ và 0,010 M Ca2+ . Hỏi có thể kết tủa 99% Ce3+ bằng cách cho thêm C 2-
2O4 mà không kết tủa CaC2O4 ? Biết tích số tan của
Ce2(C2O4)3 là 3.10-29 và CaC2O4 là 1,3.10-8 Giải:
Ta có : Độ tan của CaC2O4 : S1 = √𝑇𝐶𝑎𝐶 = √1,3. 10−8 = 1,14. 10−4 2𝑂4 9 Độ 5 𝑇𝐶𝑒 tan của Ce 2(𝐶2𝑂4)3 2(C2O4)3 : S2 = √ = 7,74 .10-7 108
Vì độ tan S1 > S2 => Kết tủa CaC2O4 kết tủa trước rồi mới đến kết tủa Ce2(C2O4)3 CaC 2-
2O4 Ca2+ + C2O4 𝑻𝑪𝒂𝑪 𝟐𝑶𝟒 Ce 2-
2(C2O4)3 2Ce3+ + 3C2O4 𝑻𝑪𝒆 𝟐(𝑪𝟐𝑶𝟒)𝟑 𝑇 𝑇 2- 2- 𝐶𝑎𝐶2𝑂4 𝐶𝑎𝐶 = [Ca2+]*[C ] (1) => [C ] = 2𝑂4 2O4 2O4 [𝐶𝑎2+] 3 𝑇 𝑇 2- 𝐶𝑒2(𝐶2𝑂4)3 𝐶𝑒 = [Ce3+]2[C ] = √ 2(𝐶2𝑂4)3 2O4]3 (2) => [C2O4 [𝐶𝑒3+]2 𝑇𝐶𝑎𝐶 [𝐶𝑎2+] Từ (1) và (2) Ta có 2𝑂4 = 3 √ 3 𝑇𝐶𝑒2(𝐶2𝑂4)3 √[𝐶𝑒3+]2
Khi bắt đầu xuất hiện kết tủa CaC2O4 thì [Ca2+] = 0,010M [𝐶𝑎2+]∗ √ 3 𝑇𝐶𝑒 [Ce3+] = √(
2(𝐶2𝑂4)3 )3= 3,695.10-6 (M) 𝑇𝐶𝑎𝐶2𝑂4 0,01−(3,695.10−6) % Ce3+ = = 99,96 % 0,01
Vậy có thể kết tủa 99% Ce3+ mà không làm kết tủa CaC2O4
Câu 4: Cho các bán phản ứng sau:
Fe3+ + e- Fe2+ có 𝑬𝒐 = + 0,77 (V) 𝑭𝒆𝟑+𝑭𝒆𝟐+ MnO - 𝟎
4 + 5e + 8H+ Mn2+ + 4H2O có 𝑬 = + 1,507 (V) 𝑴𝒏𝑶−
𝟒 /𝑴𝒏𝟐+ ,𝑯𝟐𝑶
Hỏi phản ứng giữa Fe2+ và MnO -
4 trong môi trường acid có xảy ra hay không? Nếu
có hãy tính hằng số cân bằng của phản ứng trên ? phản ứng này có tính định lượng hay không ? Giải :
Theo quy tắc 𝛼 ta có chiều phản ứng sau : 10 5Fe2+ + MnO -
4 + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
Vậy phản ứng của Fe2+ và MnO -
4 trong môi trường axit có thể xảy ra
Kiểm định nhận định trên : Ta có : 𝐸𝑜 0 𝑜𝑥ℎ = 𝐸 − = + 1,507 (V) 1/𝑘ℎ1
𝑀𝑛𝑂4 /𝑀𝑛2+ ,𝐻2𝑂 𝐸𝑜 𝑜 𝑜𝑥ℎ = 𝐸 = + 0,77 (V) 2/𝑘ℎ2 𝐹𝑒3+𝐹𝑒2+
Biến thiên năng lượng Girb:
∆𝑮𝒐 = -n . ∆𝑬𝟎. 𝐹 = - 5 ( 1,507 – 0,77) . 96500 < 0
Nên phản ứng xảy ra theo chiều phản ứng trên ( chiều thuận )
K = 105∗(1.507−0,77)/0,0591 = 1062,35 > 106 nên phản ứng có tính định lượng
Câu 5: Để xác định độ mặn của mẫu nước bằng phương pháp Morh người ta thực
hiện quy trình sau : Lấy chính xác V1 = 25ml mẫu nước cho vào bình định mức có
thể tích V2 = 100,00 ml thêm nước cất đến vạch định mức . Dùng pipet bầu có thể
tích V3 = 10,00 ml rút dung dịch từ bình định mức cho vào Erlen, thêm 2ml dung
dịch đệm NaHCO3 và 10 giọt chỉ thị K2CrO4 5% rồi chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3
có nồng đồ CM = 0,01 (M) đến điểm tương đương , thể tích dung dịch AgNO3 tiêu
tốn là V4 = 10,45 ml
a)Viết các phương trình phản ứng xảy ra
b) Thiết lập công thức tính độ mặn của Cl- (mg/L) có trong mẫu ban đầu theo V1, V2, V
3, V4, MCl- = 35,453 g/mol và nồng độ CM của AgNO3. Tính nồng độ của Cl- (mg/L) với các thông số trên Giải:
a)Phương trình phản ứng :
Ag+ + Cl- AgCl Ag+ + CrO 2- 4 Ag2CrO4
*) Công thức tính độ mặn của Cl- (mg/L) có trong mẫu ban đầu theo V1, V2, V3, V4, M
Cl- = 35,453 g/mol và nồng độ CM của AgNO3 11 Độ 𝑪 𝑴 𝑽 0,01∗10,45 35,453 100,00
mặn ( mg/L) = 𝑴𝑽𝟒 ∗ 𝑪𝒍− ∗ 𝟐 ∗ 𝟏𝟎𝟎𝟎 = * * *1000 = 𝑽𝟑 𝟏 𝑽𝟏 10,00 1 25,00 1481,94 (mg/L)
ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH ( 2016-2017) Câu 1: (2đ)
a.Phản ứng dùng trong phân tích thể tích phải thỏa mãn những yêu cầu gì ?
b.Thế nào là điểm tương đương ? Điểm cuối chuẩn độ ?
Giải : a) Phản ứng hóa học dùng cho phân tích thể tích phải thỏa mãn các yêu cầu :
-Chất X phải phản ứng hoàn toàn với thuốc thử theo phản ứng xác định
- Phản ứng xảy ra nhanh, phản ứng chậm cần tăng tốc độ
- Phản ứng phải chọn lọc
- Có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuối với sai số chấp nhận được.
b)Điểm tương đương : là thời điểm lượng thuốc thử phản ứng vừa đủ với chất cần xác định
Điểm cuối chuẩn độ : Thời điểm kết thúc sự chuẩn độ → thường có sai số chuẩn độ
và không trùng với điểm tương đương Câu 2: (2đ)
a.Tính pH của dung dịch acid choloacetic ClCH2COOH có pKa = 2,87; nồng độ C=0,01M ?
b.Thêm 500 mL dung dịch NaOH có nồng độ 0,01M vào 1L dung dịch axit trên. Tính pH của dung dịch trên ? Giải : a.
ClCH2COOH ClCH2COO- + H+ Ka = 10-2,87
𝑪𝒂−[𝑯+]+[𝑶𝑯−]
Tổng quát : [H+] = Ka [𝑯+]− [𝑶𝑯−] +) [H+]
gđ = √𝐾𝑎. 𝐶𝑎 = 3,67.10-3 => [OH-]gđ = 2,72.10-12 12 1 1 +) Vì [OH-]gđ << [H+]gđ và [H+]gđ > C 100 100 a 𝐶𝑎−[𝐻+] [H+] = Ka [𝐻+]
[H+] = 3,06.10-3 => pH = 2,51
b. Ta có phản ứng : NaOH + ClCH2COOH → ClCH2COONa + H2O Bd: 5.10-3 0,01 Pứ: 5.10-3 5.10-3 5.10-3 Cb: 0 ( hết ) 5.10-3 5.10-3 5.10−3 [ClCH2COOH] = = 3,33.10-3 (M) 1,5 5.10−3 [ClCH2COO-]= = 3,33.10-3 1,5 (M)
Dung dịch đệm : ClCH2COOH/ClCH2COO-
pH = pKa + log Cb/Ca = 2,87 + log (1) = 2,87
Câu 3: (2đ) :Cho dung dịch chứa Ca2+ 0,050M và Ag+ 0,030M. Có thể loại trừ 99%
Ca2+ trong dung dịch trên bằng ion SO 2-
4 mà không làm kết tủa Ag2SO4? Biết 𝑇𝐶𝑎𝑆𝑂 = 4 10-4,62; 𝑇𝐴𝑔
= 10-4,83 . Tính nồng độ của Ca2+ khi Ag 2𝑆𝑂4
2SO4 bắt đầu kết tủa ? Giải : Ta có : 𝑇 2- 𝐶𝑎𝑆𝑂 = [Ca2+]*[SO ] = S2 => Độ tan S = 4,89.10-3 4 4 1 = √𝑇𝐶𝑎𝑆𝑂4 3 𝑇 𝑇 2- 𝐴𝑔2𝑆𝑂4 𝐴𝑔
= [Ag+]2[SO ]= 4S3 => Độ tan S = 15,46.10-3 2𝑆𝑂4 4 2 = √ 4
Vì độ tan S2 > S1 nên kết tủa Ag2SO4 kết tủa trước rồi mới đến kết tủa CaSO4 [𝐶𝑎2+] 𝑇 Ta có : = 𝐶𝑎𝑆𝑂4 =1,622 [𝐴𝑔+]2 𝑇𝐴𝑔2𝑆𝑂4
Khi 𝐴𝑔2𝑆𝑂4 bắt đầu kết tủa thì [Ag+]= 0,03 M [Ca2+] = 1,4598.10-3 0,050−(1,4598.10−3) %[Ca2+] = *100% = 97,08% < 99% 0,050 13
Vậy không thể kết tủa 99% Ca2+ mà không làm kết tủa Ag2SO4
Kiểm định lại :
Giả sử nếu có thể kết tủa 99% Ca2+ mà không làm kết tủa Ag+
Thì 1% Ca2+ chưa kết tủa => [Ca2+ ]= 1% . 0,050 = 5.10-4 𝑇 [𝑆𝑂2− 𝐶𝑎𝑆𝑂4 4 ] = = 0,239 (M) [𝐶𝑎2+]
Lúc này tích số tan của Ag ′ 2- 2SO4 là : 𝑇𝐴𝑔 = [Ag+]*[SO ]= 7,17.10-3 2𝑆𝑂4 4 Vì tích số tan : 𝑇′ 𝐴𝑔 > 𝑇
= 10-4,83 => đã có kết tủa Ag 2𝑆𝑂4 𝐴𝑔2𝑆𝑂4 2SO4 xuất hiện
Nên không thể loại trừ 99% kết tủa CaSO4 mà không làm kết tủa Ag2SO4
Câu 4 (2 điểm): Vẽ đường cong chuẩn độ 10ml dung dịch HNO3 0,10M bằng dung
dịch NaOH 0,10M tại các điểm F = 0;0,5;0,99;1;1,01;1,5?
Giải: Ta có phản ứng chuẩn độ :
H+ + OH- → H2O
+) Trước chuẩn độ : F= 0
Dung dịch chỉ chứa HNO3 0,10 M => pH = 1 𝑉 0,1.10.0,5
+) Tại F = 0,5 => V 0𝐶0.𝐹 F = = = 5 mL 𝐶 0,1 (10.0,1)−(10.0,5)
[H+] dư = 𝐶𝑜𝑉𝑜−𝐶𝑉𝐹 = = 1/30 => pH = 1,48 𝑉𝑜+𝑉𝐹 15 𝑉 0,1.10.0,99
+) Tại F = 0,99 => V 0𝐶0.𝐹 F = = = 9,9 𝐶 0,1 (10.0,1)−(10.0,99)
[H+] dư = 𝐶𝑜𝑉𝑜−𝐶𝑉𝐹 =
= 5,025.10-4 => pH = 3,29 𝑉𝑜+𝑉𝐹 10+9,9
+) Tại điểm tương đương : (F = 1) => pH = 7
+) Tại F = 1,01 => VF = 10,1 (10.1,01)−(10.0,1)
[OH-] dư = 𝐶𝑉𝐹− 𝐶𝑜𝑉𝑜 =
= 4,98.10-4 => pH = 10,69 𝑉0+𝑉𝐹 10+10,1 14
+) Tại F = 1,5 => VF = 15,0 (10.1,5)−(10.0,1)
[OH-] dư = 𝐶𝑉𝐹− 𝐶𝑜𝑉𝑜 =
= 0,02 => pH = 12,30 𝑉0+𝑉𝐹 15+10
-Khoảng bước nhảy từ F = 0,99 đến F=1,01 là 3,29-10,69
-Điểm tương đương có pH = 7
( Tự vẽ đường cong chuẩn độ với trục đứng là giá trị pH , trục ngang là giá trị VF)
Câu 5 (2 điểm): Để xác định độ cứng của mẫu nước ngầm , thực hiện quy trình sau
Hút V1 = 50,00 mL nước cho vào Erlen, thêm 10mL dung dịch đệm có pH =10; 10
giọt KCN 10%; 10 giọt hydroxylnamin 1% và chỉ thị NET. Tiến hành chuẩn độ bằng
EDTA có nồng độ C = 0,01 M đến điểm tương đương, thể tích EDTA tiêu tốn V2 =
15,50 mL. Lặp lại thí nghiệm tương tự cho mẫu trắng , thể tích EDTA tiêu tốn V3 =
1,30 mL . Biết 𝑀𝐶𝑎𝐶𝑂 =100 (g/mol) 3
a.Lập công thức tính độ cứng mẫu nước theo V1, V2,V3 , C và 𝑀𝐶𝑎𝐶𝑂 ? 3
b.Tính độ cứng của mẫu nước trên ? Giải:
a.Công thức tính độ cứng của mẫu nước theo V1, V2 , V3 , C và 𝑀𝐶𝑎𝐶𝑂 : 3
(𝑽𝟐−𝑽𝟑)∗𝑪∗𝟏𝟎𝟎𝟎∗𝑴𝑪𝒂𝑪𝑶 mCaCO 𝟑 3 (mg/L) = 𝑽𝟏
b.Độ cứng của mẫu nước trên :
(15,50−1,30)∗0,01∗1000∗100 mCaCO3 (mg/L) = = 284 (mg/L) 50,00
ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH ( 2016-2017) Câu 1 (2 điểm ):
Thế nào là một chất chuẩn gốc ? Cho ví dụ 4 chất chuẩn gốc ? Giải :
*) Chất chuẩn gốc :
+) chất tinh khiết hóa học ( độ tinh khiết 99,9%)
+) thành phần hóa học đúng với công thức
+) Bền khi bảo quản ở trạng thái rắn và khi đã pha thành dung dịch nước 15
+) Phân tử lượng càng lớn càng tốt để giảm sai số khi cân
Vd: K2Cr2O7, H2C2O4.2H2O, muối Morh Fe(NH4)2SO4.6H2O, EDTA Câu 2 (2 điểm):
Tính pH của dung dịch acid formic HCOOH có nồng độ C = 0,01M; biết acid formic có pKa = 3,75 Giải :
HCOOH HCOO- + H+ Ka = 10-3,75
𝑪𝒂−[𝑯+]+[𝑶𝑯−]
Tổng quát : [H+] = Ka [𝑯+]− [𝑶𝑯−] +) [H+]
gđ = √𝐾𝑎. 𝐶𝑎 = 1,33.10-3 => [OH-]gđ = 7,52.10-12 1 1 +) Vì [OH-]gđ << [H+]gđ và [H+]gđ > C 100 100 a 𝐶𝑎−[𝐻+] [H+] = Ka [𝐻+]
[H+] = 1,25.10-3 => pH = 2,903 Câu 3 (2 điểm):
Tính độ tan của CaC2O4 trong dung dịch có pH = 3 . Biết tích số tan của CaC2O4 là
T = 10-8,64, acid H2C2O4 có các giá trị pKa1 = 1,25 ; pKa2 = 4,27 Giải : CaC 2-
2O4 Ca2+ + C2O4 T = 10-8,64
Độ tan của CaC2O4 trong nước tinh khiết : pH = 7 S = √𝑇 = 4,8.10-5 Tại pH = 3 : CaC 2- 2O4 Ca2+ + C2O4 C 2- - 2O4 + H+ HC2O4 Ka2 HC - 2O4 + H+ H2C2O4 Ka1 T’ = T . 𝜶 𝑪 𝟐− 𝟐𝑶𝟒 (𝑯) [𝑯+] [𝑯+ ]𝟐 Với 𝜶 = 1 + + = 19,95 𝑪 𝟐− 𝟐𝑶𝟒 (𝑯) 𝑲𝟐 𝑲𝟏𝑲𝟐
➔ T’ = 10-8,64 . 19,95 = 4,57.10-8 ➔ Độ tan S = 2,14.10-4
➔ Độ tan S tăng không đáng kể tại pH = 3 Câu 4 ( 2 điểm): 16
Cho các cặp thế oxi hóa khử tiêu chuẩn sau : 𝐸𝑜 = 0.15V ; 𝐸0 = -0.40 V; 𝐸0 = 1.14V 𝑆𝑛4+/𝑆𝑛2+ 𝐶𝑑2+/𝐶𝑑 𝐶𝑒4+/𝐶𝑒3+
Cho từ từ lượng dư Cd kim loại vào dung dịch chứa muối SnCl4 và CeCl4. Viết thứ
tự các phản ứng xảy ra và tính hằng số cân bằng của các phản ứng ?
Giải : - Thế điện cực của cặp Cd2+/Cd với Sn4+ / Sn2+ ∆𝐸 𝑜 0 01 = 𝐸 - 𝐸 = 0,15 + 0,40 = 0,55 V 𝑆𝑛4+/𝑆𝑛2+ 𝐶𝑑2+/𝐶𝑑
Thế điện cực của cặp Cd2+/Cd với Ce4+/Ce3+ ∆𝐸 0 0 02 = 𝐸 - 𝐸 = 1,14 + 0,40 = 1,54 (V) 𝐶𝑒4+/𝐶𝑒3+ 𝐶𝑑2+/𝐶𝑑
Vì ∆𝐸02 > ∆𝐸01 nên thứ tự phản ứng xảy ra như sau:
Cd + 2Ce4+ Cd2+ + 2Ce3+ (1) Cd + Sn4+ Cd2+ + Sn2+ (2)
Hằng số cân bằng của phản ứng : 2∗(𝐸𝑜 − 𝐸0 ) 𝑆𝑛4+ 𝐶𝑑2+ 𝑆𝑛2+ 𝐶𝑑 K 0,0591 2 = 10 = 4,1.1018 4∗(𝐸0 − 𝐸0 ) 𝐶𝑒4+ 𝐶𝑑2+ 𝐶𝑒3+ 𝐶𝑑 K 0,0591 1 = 10 = 10104,23 Câu 5 ( 2 điểm ):
Để xác định độ mặn của một mẫu nước thực hiện quy trình sau: Lấy V1 = 100 mL
nước cho vào erlen 250 mL, thêm 2 mL dung dịch NaHCO3 5%; 10 giọt chỉ thị
K2CrO4 5%. Chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 0.100M đến điểm tương đương, thể
tích AgNO3 tiêu tốn V2 = 10,35 ml. Biết MCl = 35,45 g/mol
a.Thiết lập công thức tính độ mặn (mg/L) của mẫu nước trên theo V1, V2 và MCl ?
b.Tính độ mặn của mẫu nước trên ? Giải:
a.Công thức tính độ mặn (mg/L) của mẫu nước theo V1, V2 và MCl 𝑽
mCl- (mg/L) = 𝟐∗𝑴𝑪𝒍∗𝑪∗𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑽𝟏
b.Độ mặn của mẫu nước trên :
10,35𝑚𝑙∗0,100𝑀∗35,45∗1000 mCl- (mg/L) = = 367 mg/L 100 𝑚𝐿
ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH (2017-2018) 17
Câu 1 ( 1,5 điểm ):
Hãy nêu yêu cầu của chất chuẩn gốc .
Trong số các chất sau đây, chất nào được xem là chất chuẩn gốc : H2C2O4.2H2O,
NaOH, EDTA, Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O, KMnO4. Giải:
*) Chất chuẩn gốc :
+) chất tinh khiết hóa học ( độ tinh khiết 99,9%)
+) thành phần hóa học đúng với công thức
+) Bền khi bảo quản ở trạng thái rắn và khi đã pha thành dung dịch nước
+) Phân tử lượng càng lớn càng tốt để giảm sai số khi cân
Vd chất chuẩn gốc : H2C2O4.2H2O; EDTA; Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O Câu 2 ( 2 điểm ):
a.Tính khoảng bước nhảy của quá trình chuẩn độ 10,0 mL HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1 M.
b.Cho các chất chỉ thị sau với khoảng đổi màu và pT tương ứng : phenolphtalein (8.0-
10.0; 9.0), cresol red (7.2-8.8; 8.3), bromcresol green (4.0-5.6; 4.5), methyl orange
(3.1-4.4; 4.0) và thymol blue (1.2-2.8; 2.0 và 8.0-9.6; 10.0). Hãy chọn chất chỉ thị
thích hợp và cho biết chỉ thị nào có sai số ít nhất , giải thích ? Giải: a)
HCl + NaOH → NaCl + H2O
HCl : Co = 0,1 M; Vo = 10,0 mL NaOH: C = 0,1M; VF =
+) Trước chuẩn độ : F = 0 =>pH = -log[H+] = 1 𝑉 10∗0,1∗0,99
+) Tại F = 0,99 => V 0𝐶0.𝐹 F = = = 9,9 mL 𝐶 0,1
[H+]dư = (10∗0,1)−(9,9∗0,1) = 5,025.10-4 (M) 10+9,9 pH = 3,298
+) Tại điểm tương đương : F = 1
pH = 7 ( dung dịch chỉ chứa muối NaCl) 18 𝑉 10∗0,1∗1,01
+) Tại F = 1,01 => V 0𝐶0.𝐹 F = = = 10,1 mL 𝐶 0,1
[OH-] dư = (10,1∗0,1)−(10∗0,1) = 4,98.10-4 10,1+10,0
pOH = 3,30 => pH = 14 – pOH = 10,70
b)Khoảng bước nhảy : 3,298 – 10,70
Điểm tương đương có pH = 7,0
=>Chất chỉ thị phù hợp và ít sai số nhất là : phenolphtalein (8.0-10.0; 9.0), cresol red (7.2-8.8; 8.3) Câu 3 ( 3 điểm )
a. pH của dung dịch sẽ bằng bao nhiêu khi thêm 30 mL dung dịch NaOH 0,1M vào
50 mL dung dịch axit acetic 0,1M. Biết pKa = 4.75
b. Để xác định nồng độ Pb2+ trong mẫu nước, hút 20.00 mL dung dịch Pb2+ , thêm
10mL dung dịch trên. Chuẩn độ EDTA ( Na2H2Y) có C = 0,0050 M với chỉ thị
xylenol cam (XO) tới khi dung dịch chuyển từ đỏ tím sang vàng, thể tích EDTA tiêu tốn là 10,00 mL.
- Giải thích quá trình chuyển màu của chất chỉ thị XO trong quy tình chuẩn độ này.
- Tính pH dung dịch tại điểm tương đương. Giải : a.Ta có :
NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O
Từ phản ứng trung hòa ta xác định được axit CH3COOH dư : 0,002 mol
Ta được 1 dung dịch đệm CH3COOH/CH3COO- : pH = pKa + log Cb/Ca
= pKa + log nb/na = 4,75 + log(0,003/0,002) = 4,93
b. Thêm 20.00 mL dung dịch Pb2+ + 10 mL dung dịch đệm trên + 10,00 mL dung
dịch EDTA => 40,00 ml dung dịch
H2Y2- + Pb2+ PbY2- + 2H+ 𝑪 Ta có pH = pK 𝒃−[𝑯+ ] a + 𝐥𝐨𝐠 𝑪𝒂+[𝑯+ ] 0,002 𝐶𝑎 = = 0,025 (M) 0,03+0,05 0,003 𝐶𝑏= = 0,0375 (M) 0,03+0,05 19
nEDTA = (C.V)EDTA = 0,005 .10= 0,05(mmol) => 𝑛𝐻+=0,05.2 = 0,1 (mmol) na = 0,025 .10 = 0,25 (mmol)
nb = 0,0375 . 10 = 0,375 (mmol) 𝟎,𝟑𝟕𝟓−𝟎,𝟏
pH = 4,75 + 𝐥𝐨𝐠 = 4,65 𝟎,𝟐𝟓+𝟎,𝟏 Câu 4 ( 2 điểm ):
Lượng Fe trong 0,4891 g mẫu quặng được xác định bằng chuẩn độ oxy hóa khử với
K2Cr2O7. Hòa tan mẫu trong HCl và đưa Fe thành Fe2+ sử dụng cột khử Jones. Chuẩn
độ đến điểm cuối bằng điphenylamin thì hết 36.92 mL dung dịch K2Cr2O7 0.02153M . Tính %Fe2O3 trong quặng. Giải: Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 6Fe2+ + Cr 2-
2O7 + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
𝑛𝐶𝑟 2−= 36,92 .10-3 * 0,02153 = 7,95.10-4 ( mol) 2𝑂7 𝑛 𝐹𝑒2+ = 6*𝑛𝐶𝑟
2− = 4,77.10-3 (mol) => mFe2+ = 0,26712 (gam) 2𝑂7 𝑚 𝑚 𝐹𝑒2+∗160 𝐹𝑒 = = 0,3816 (gam) 2𝑂3 56∗2 %𝑚𝐹𝑒 = 78,02% 2𝑂3 Câu 5 ( 1.5 điểm )
a. Hãy cho biết điều kiện để thực hiện quá trình chuẩn độ 10 mL dd NaCl 0.1M
bằng AgNO3 0.1M, biết pTAgCl = 9.75
b. Tính khoảng bước nhảy của quá trình chuẩn độ trên và cho biết vì sao dùng
NaHCO3 làm dung dịch đệm cho quá trình chuẩn độ bằng phương pháp Mohr.
Giải: a. Điều kiện để thực hiện quá trình chuẩn độ Cl- bằng Ag+ là :
- Kết tủa phải rất ít tan có T < 10-10
- Phản ứng chuẩn độ phải hoàn toàn và đúng tỉ lệ hợp thức
- Kết tủa hình thành nhanh và tồn tại ở trạng thái phân tán
- Có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm tương đương
b.Khoảng bước nhảy của quá trình chuẩn độ trên: Cl- + Ag+ AgCl 20