Trước đây, người ta không không rõ ion thủy ngân (I) tồn tại trong dung dịch dưới dạng \(Hg_n^{n + }\) với giá trị n bằng bao nhiêu. Để xác định n, có thể lập một pin như sau ở 25oC. Pt, Hg(ℓ)| dd A|| dd B| Hg(ℓ), Pt. 1 lít dung dịch A chứa 0,263g Hg(I) nitrat và 1 lit dung dịch B chứa 2,630g Hg(I) nitrat. Sức điện động đo được là 0,0289 V. Hãy xác định giá trị của n.
Trả lời:
Đáp án đúng: D
Ta có sơ đồ pin: Pt, Hg | dd A || dd B | Hg, Pt
Phản ứng xảy ra trên điện cực:
Hg → Hgn+ + ne
Hgn+ + ne → Hg
Phương trình Nernst cho pin:
E = E0 - (RT/nF) * ln(Q)
Vì hai điện cực là cùng một kim loại và E0 là như nhau, nên E0 = 0.
E = -(RT/nF) * ln([Hgn+]A/[Hgn+]B)
Trong đó:
R là hằng số khí lý tưởng (8.314 J/(mol·K))
T là nhiệt độ tuyệt đối (25°C = 298 K)
n là số electron trao đổi (trong trường hợp này là số ion Hg tạo thành)
F là hằng số Faraday (96485 C/mol)
[Hgn+]A và [Hgn+]B là nồng độ của Hgn+ trong dung dịch A và B, tương ứng.
Ta có:
[Hg(I) nitrat]A = 0.263 g/L
[Hg(I) nitrat]B = 2.630 g/L
HgNO3 có M = 262.6 g/mol.
[HgNO3]A = 0.263 / 262.6 = 0.001 M
[HgNO3]B = 2.630 / 262.6 = 0.01 M
Vì Hg(I) tồn tại dưới dạng Hgnn+, nên:
[Hgnn+]A = [HgNO3]A / n = 0.001/n
[Hgnn+]B = [HgNO3]B / n = 0.01/n
Sức điện động của pin là 0.0289 V.
0. 0289 = -(8.314 * 298 / (n * 96485)) * ln((0.001/n) / (0.01/n))
0. 0289 = -(0.0257 / n) * ln(0.1)
0. 0289 = -(0.0257 / n) * (-2.303)
0. 0289 = 0.0592 / n
n = 0.0592 / 0.0289 ≈ 2.05
Vậy n gần bằng 2.
Do đó, ion thủy ngân (I) tồn tại trong dung dịch dưới dạng Hg22+.
Sưu tầm và chia sẻ hơn 850 câu trắc nghiệm môn Hóa học đại cương (kèm đáp án) dành cho các bạn sinh viên, sẽ giúp bạn hệ thống kiến thức chuẩn bị cho kì thi sắp diễn ra. Mời các bạn tham khảo!
50 câu hỏi 60 phút