Câu 1:

Đây là câu hỏi về nhận biết ion kim loại. Cụ thể là nhận biết ion Fe²⁺.

Phản ứng định tính ion Fe²⁺ dựa trên phản ứng tạo phức có màu đặc trưng với các thuốc thử phù hợp.

Chúng ta cùng phân tích các đáp án:

A. Cho dung dịch K₄[Fe(CN)₆] vào ống nghiệm chứa dung dịch mẫu, xuất hiện phức màu xanh KFe[Fe(CN)₆].

* Phức K₄[Fe(CN)₆] chứa ion [Fe(CN)₆]^4-, trong đó sắt có số oxi hóa là +2.
* Khi cho vào dung dịch chứa ion Fe²⁺, sẽ không có phản ứng đặc trưng tạo màu vì đều là ion Fe²⁺. Phản ứng có thể xảy ra sẽ không tạo ra phức KFe[Fe(CN)₆]. Phức KFe[Fe(CN)₆] là sản phẩm của phản ứng giữa Fe³⁺ và [Fe(CN)₆]^4-, hoặc Fe²⁺ và [Fe(CN)₆]^3-.

B. Cho dung dịch K₃[Fe(CN)₆] vào ống nghiệm chứa dung dịch mẫu, xuất hiện phức màu xanh KFe[Fe(CN)₆].

* Dung dịch K₃[Fe(CN)₆] chứa ion [Fe(CN)₆]^3-, trong đó sắt có số oxi hóa là +3.
* Ion Fe²⁺ trong dung dịch mẫu khi tác dụng với ion [Fe(CN)₆]^3- sẽ tạo thành phức màu xanh hòa tan có công thức KFe[Fe(CN)₆].
* Phản ứng: Fe²⁺ + [Fe(CN)₆]^3- → [Fe(CN)₆]^2- (ion phức màu xanh)
* Sản phẩm thực tế khi có mặt ion K⁺ là KFe[Fe(CN)₆]. Đây là thuốc thử dùng để nhận biết ion Fe²⁺, cho màu xanh lam (xanh Berua).

C. Cho dung dịch KCN vào ống nghiệm chứa dung dịch mẫu, xuất hiện phức màu đỏ máu K₃[Fe(CN)₆].

* KCN là muối kali xyanua, cung cấp ion CN^–.
* Ion CN^– tác dụng với ion Fe²⁺ tạo thành phức [Fe(CN)₆]^4-, có màu vàng nhạt, không phải màu đỏ máu. Màu đỏ máu đặc trưng cho ion Fe³⁺ tác dụng với CN^–.

D. Cho dung dịch KSCN vào ống nghiệm chứa dung dịch mẫu, xuất hiện phức màu đỏ máu K₃[Fe(SCN)₆].

* KSCN là muối kali thiocyanate, cung cấp ion SCN^–.
* Ion SCN^– là thuốc thử để nhận biết ion Fe³⁺, tạo phức màu đỏ máu. Ion Fe²⁺ không phản ứng với SCN^– để tạo màu đỏ máu.

Vậy, đáp án đúng là B.

Câu 2:

Câu này liên quan đến tính axit-bazơ của dung dịch muối. Dung dịch CH₃COONa là muối của axit yếu (CH₃COOH) và bazơ mạnh (NaOH). Do đó, dung dịch này sẽ có tính bazơ do phản ứng thủy phân của ion CH₃COO^–.

Phản ứng thủy phân: CH₃COO^– + H₂O <=> CH₃COOH + OH^–

Sự có mặt của ion OH^– làm cho dung dịch có pH > 7, nên phenolphtalein sẽ chuyển màu hồng.

Để tính pH, chúng ta cần sử dụng khái niệm về hằng số thủy phân K_h.
Ta có: K_a(CH₃COOH) = 10^-pK_a = 10^-4.75.
K_b(CH₃COO^–) = K_h = K_w / K_a = 10^-14 / 10^-4.75 = 10^-9.25.

Xét phản ứng thủy phân: CH₃COO^– + H₂O <=> CH₃COOH + OH^–
Ban đầu: 0.1
Phản ứng: x x x
Cân bằng: 0.1-x x x

Ta có K_h = [CH₃COOH][OH^–] / [CH₃COO^–] = x² / (0.1-x) = 10^-9.25.
Vì K_h rất nhỏ, nên ta có thể xấp xỉ 0.1-x ≈ 0.1.
x² / 0.1 = 10^-9.25
x² = 0.1 10^-9.25 = 10^-1 10^-9.25 = 10^-10.25
x = [OH^–] = sqrt(10^-10.25) = 10^-5.125

pOH = -log[OH^–] = -log(10^-5.125) = 5.125
pH = 14 – pOH = 14 – 5.125 = 8.875

Do pH = 8.875, nằm trong khoảng chuyển màu của phenolphtalein (8.3 – 10.0), nên dung dịch sẽ có màu hồng nhạt.

So sánh với các đáp án:
A. pH= 8,25. Không màu (pH này hơi thấp cho màu hồng, và có thể sai số tính toán)
B. pH=8.88. Màu hồng nhạt (pH này rất gần với kết quả tính toán của chúng ta, và đúng với màu phenolphtalein ở môi trường bazơ)
C. pH= 2.88. Không màu (pH này là môi trường axit, phenolphtalein không màu)
D. pH= 11.13. Màu tím hồng (pH này quá cao, phenolphtalein có thể có màu tím hoặc đỏ đậm hơn ở pH cao hơn 10.0, nhưng kết quả tính toán của chúng ta không đạt đến mức này).

Vậy, đáp án đúng là B.

Câu 3:

Câu hỏi về phản ứng oxi hóa – khử của nguyên tử Canxi (Ca).
Nguyên tử Canxi có kí hiệu là Ca, số hiệu nguyên tử là 20. Trong bảng tuần hoàn, Ca thuộc nhóm IIA.
Cấu hình electron của Ca là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s².
Nguyên tử Ca có xu hướng nhường 2 electron ở lớp ngoài cùng để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm Ar, trở thành ion Ca²⁺.
Quá trình nhường electron này là quá trình oxi hóa.
Ca → Ca²⁺ + 2e^–

Trong phản ứng oxi hóa – khử, nguyên tử bị oxi hóa là nguyên tử có số oxi hóa tăng lên. Ở đây, số oxi hóa của Ca tăng từ 0 lên +2. Do đó, nguyên tử Ca bị oxi hóa.

Bây giờ, chúng ta xem xét số neutron trong hạt nhân.
Nguyên tử Ca có số khối A = 40, số hiệu nguyên tử Z = 20.
Số neutron (N) trong hạt nhân là N = A – Z = 40 – 20 = 20.
Trong phản ứng hóa học thông thường, số proton và số neutron trong hạt nhân nguyên tử không thay đổi. Chỉ có số electron ở lớp vỏ nguyên tử thay đổi.
Do đó, số neutron trong hạt nhân Canxi vẫn không thay đổi khi nó chuyển thành ion Ca²⁺.

Vậy, nguyên tử Ca bị oxi hóa và số neutron trong hạt nhân không thay đổi.

So sánh với các đáp án:
A. (1) bị khử, (2) tăng (Sai, Ca bị oxi hóa)
B. (1) bị khử, (2) không thay đổi (Sai, Ca bị oxi hóa)
C. (1) bị oxy hoá, (2) không thay đổi (Đúng)
D. (1) bị oxy hoá, (2) giảm (Sai, số neutron không thay đổi)

Vậy, đáp án đúng là C.

Câu 4:

Câu hỏi về phân loại nước cứng.
Độ cứng của nước là do hàm lượng các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ gây ra.
Đơn vị đo độ cứng phổ biến là mđlg/L (miligram đương lượng trên lít).

Theo quy ước quốc tế và sách giáo khoa Hóa học 12, chúng ta có cách phân loại độ cứng của nước như sau:
– Nước mềm: Độ cứng nhỏ hơn 2 mđlg/L.
– Nước có độ cứng trung bình: Độ cứng từ 2 đến 4 mđlg/L.
– Nước cứng: Độ cứng từ 4 đến 8 mđlg/L.
– Nước rất cứng: Độ cứng lớn hơn 8 mđlg/L.

Đề bài cho biết nước có độ cứng khoảng từ 8-12 (mđlg/L).
Dựa vào phân loại trên, độ cứng từ 8 mđlg/L trở lên được gọi là nước rất cứng.

So sánh với các đáp án:
A. Nước rất cứng (Đúng, vì độ cứng > 8 mđlg/L)
B. Nước cứng (Sai, nước cứng thường từ 4-8 mđlg/L)
C. Nước trung bình (Sai, nước trung bình từ 2-4 mđlg/L)
D. Nước mềm (Sai, nước mềm có độ cứng < 2 mđlg/L) Vậy, đáp án đúng là A.

Các em đã hiểu rõ các bước giải và bản chất của từng câu hỏi chưa? Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!