Chọn câu đúng. Cho các dung dịch nước loãng của C6H12O6, NaCl, MgCl2, Na3PO4. Biết chúng có cùng nồng độ molan và độ điện ly của các muối NaCl, MgCl2 và Na3PO4 đều bằng 1. Ở cùng điều kiện áp suất ngoài, nhiệt độ đông đặc của các dung dịch theo dãy trên có đặc điểm:

Để tính hằng số cân bằng K của phản ứng, ta sử dụng công thức liên hệ giữa thế điện cực chuẩn và hằng số cân bằng:

ΔG° = -nFE° = -RTlnK

Trong đó:

* ΔG° là biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn.
* n là số electron trao đổi.
* F là hằng số Faraday (96500 C/mol).
* E° là thế điện cực chuẩn của phản ứng.
* R là hằng số khí (8.314 J/mol.K).
* T là nhiệt độ (K).
* K là hằng số cân bằng.

Từ phản ứng 3 Au+ (dd) ⇄ Au3+ (dd) + 2 Au (r), ta có thể tách thành hai nửa phản ứng:

1. Au3+ + 2e- ⇄ Au+
2. Au+ + e- ⇄ Au

Thế điện cực chuẩn của phản ứng (1) là φ0(Au3+/Au+) = 1.4 V
Thế điện cực chuẩn của phản ứng (2) là φ0(Au+/Au) = 1.7 V

Để tính E° của phản ứng tổng, ta cần sắp xếp lại các nửa phản ứng sao cho khi cộng lại, ta được phản ứng ban đầu:

Au3+ + 2e- → Au+ E1° = 1.4V
Au → Au+ + e- E2° = -1.7V

Nhân phản ứng thứ hai với 2 để cân bằng số mol Au và số electron:
2Au → 2Au+ + 2e- E° = -1.7V

Đảo chiều phản ứng này và cộng với phản ứng trên:
3Au+ → Au3+ + 2Au

Vì thế, ta phải sử dụng phương trình Nernst để tìm E° của phản ứng tổng. Tuy nhiên, vì đây là phản ứng cân bằng, thế điện cực của hai nửa phản ứng phải bằng nhau:

E(Au3+/Au+) = E(Au+/Au)

E°(Au3+/Au+) - (RT/2F)ln([Au+]/[Au3+]) = E°(Au+/Au) - (RT/F)ln(1/[Au+])

Để đơn giản, ta có thể tính E° của phản ứng như sau:

E° = E°(cathode) - E°(anode) = E°(Au+/Au) - E°(Au3+/Au+) = 1.7 - 1.4 = 0.3 V

Số electron trao đổi trong phản ứng là 2 (từ Au+ thành Au3+).

ΔG° = -nFE° = -2 * 96500 * 0.3 = -57900 J/mol

lnK = -ΔG° / RT = 57900 / (8.314 * 298) = 23.34

K = e^23.34 ≈ 1.41 × 10^10

Vậy đáp án đúng là C.

Ion X2+ có cấu hình electron là 3d5, điều này có nghĩa là nguyên tử X đã mất đi 2 electron. Để xác định cấu hình electron của nguyên tử X, ta cần thêm 2 electron trở lại. Vì X là kim loại chuyển tiếp, 2 electron này sẽ điền vào phân lớp 4s trước khi điền vào 3d. Do đó, cấu hình electron của X là 3d54s2. Electron cuối cùng được thêm vào có n = 3, ℓ = 2 (phân lớp d), mℓ = +2 (theo quy tắc Hund, các electron sẽ điền vào các orbital khác nhau trước khi ghép đôi, và ta quy ước mℓ tăng dần từ -2 đến +2), và ms = -½ (vì đây là electron thứ hai điền vào orbital có mℓ = +2).

Số liên kết cộng hóa trị tối đa mà một nguyên tố có thể đạt được phụ thuộc vào số lượng orbital hóa trị mà nguyên tố đó có khả năng lai hóa. Quá trình lai hóa orbital cho phép các orbital nguyên tử kết hợp với nhau để tạo thành các orbital lai hóa mới, có hình dạng và năng lượng phù hợp hơn cho việc tạo liên kết. Số lượng orbital lai hóa này quyết định số lượng liên kết cộng hóa trị tối đa mà nguyên tố có thể hình thành.

* Phương án A không đúng vì số electron hóa trị chỉ cho biết khả năng tạo liên kết, không phải số liên kết tối đa.
* Phương án B không đúng vì số orbital hóa trị bao gồm cả orbital đã ghép đôi và chưa ghép đôi, trong khi chỉ orbital lai hóa mới tham gia liên kết.
* Phương án D không đúng vì số orbital hóa trị chứa electron chưa chắc đã tham gia lai hóa.

Do đó, đáp án đúng là C. Bằng số orbitan hóa trị có thể lai hóa

Calcium (Ca) có 20 electron, cấu hình electron là [Ar]4s2. Để đạt cấu hình khí trơ gần nhất, Ca mất 2 electron tạo thành Ca2+ có cấu hình [Ar].
Sắt (Fe) có 26 electron, cấu hình electron là [Ar]3d64s2. Fe có thể mất 2 hoặc 3 electron. Tuy nhiên, đề bài yêu cầu cấu hình khí trơ gần nhất, do đó Fe không được chọn.
Arsenic (As) có 33 electron, cấu hình electron là [Ar]3d104s24p3. Để đạt cấu hình khí trơ gần nhất, As nhận 3 electron tạo thành As3- có cấu hình [Kr].
Thiếc (Sn) có 50 electron, cấu hình electron là [Kr]4d105s25p2. Để đạt cấu hình khí trơ gần nhất, Sn mất 4 electron tạo thành Sn4+ có cấu hình [Kr]4d10.
Iodine (I) có 53 electron, cấu hình electron là [Kr]4d105s25p5. Để đạt cấu hình khí trơ gần nhất, I nhận 1 electron tạo thành I- có cấu hình [Xe].

Vậy các ion có cấu hình khí trơ gần nó nhất là: Ca2+, As3-, I−.

Trong phản ứng oxy hóa khử, chất oxy hóa là chất nhận electron (số oxy hóa giảm), chất khử là chất cho electron (số oxy hóa tăng).

Trong phản ứng: 3Cl2 + I- + 6OH- = 6Cl- + IO3- + 3H2O

Số oxy hóa của Cl trong Cl2 là 0, sau phản ứng giảm xuống -1 trong Cl-. Vậy Cl2 là chất oxy hóa (bị khử).
Số oxy hóa của I trong I- là -1, sau phản ứng tăng lên +5 trong IO3-. Vậy I- là chất khử (bị oxy hóa).

Do đó, đáp án đúng là: Chất oxy hóa là Cl2, chất bị oxy hóa là I-