Bài tập chuẩn độ Oxi Hoá - Khử lớp 12 (có lời giải)

Các nghiên cứu được thực hiện với một muối carbonate của kim loại M (hóa trị II)

Nghiên cứu 1: Tiến hành phân tích hàm lượng các nguyên tố, xác định M chiếm 48,2% khối lượng muối

Nghiên cứu 2: Nung nóng muối carbonate tới phản ứng hoàn toàn trong các khí quyển khác nhau:

Phần trăm khối lượng mẫu chất rắn sau khi nung tăng hay giảm bao nhiêu % so với khối lượng muối ban đầu ở thí nghiệm 2?

Ion Ca$^{2+}$ cần thiết cho máu của người hoạt động bình thường. Để xác định nồng độ ion calcium, người ta lấy mẫu máu, sau đó kết tủa ion calcium dưới dạng calcium oxalate (CaC$_{2}$O$_{4}$) rồi cho calcium oxalate tác dụng với dung dịch potassium permanganate trong môi trường acid theo phản ứng sau:

${\text{CaC}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{4}}{\text{+ KMnO}}_{\text{4}}{\text{+ H}}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{4}}\overset{}{\rightarrow }{\text{CaSO}}_{\text{4}}{\text{+ K}}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{4}}{\text{+ MnSO}}_{4}{\text{+ H}}_{\text{2}}{\text{O + CO}}_{2}$

Giả sử calcium oxalate kết tủa từ 1mL mẫu một người tác dụng vừa hết với 2,05 mL dung dịch potassium permanganate (KMnO$_{4}$) 4,88.10$^{-4}$ M. Xác định nồng độ ion calcium trong máu người đó bằng đơn vị mg Ca$^{2+}$/100 mL mẫu.

Thuốc tím dễ bị phân hủy khi bảo quản nên trước khi sử dụng thuốc tím pha sẵn cần xác định lai nồng độ bằng cách chuẩn độ với dung dịch H$_{2}$C$_{2}$O$_{4}$. Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Cân chính xác lượng oxalic acid ngậm nước (H$_{2}$C$_{2}$O$_{4.}$2H$_{2}$O, M =126,07) để pha chế được 100 mL dung dịch H$_{2}$C$_{2}$O$_{4}$có nồng độ chuẩn 0,05 M.

Bước 2: Dùng pipette hút 5 mL dung dịch H$_{2}$C$_{2}$O$_{4}$vừa pha chế cho vào bình tam giác. Chuyển dung dịch KMnO$_{4}$ nồng độ a.10$^{-2}$mol/L vào burette rồi tiến hành chuẩn độ đến khi dung dịch trong bình tam giác có màu hồng nhạt bền khoảng 10 giây thì vừa hết 5,1 mL. Giá trị của a là

Hiện nay người ta dùng thiết bị breathalyzer để đo nồng độ cồn trong khí thở của người tham gia giao thông. Khi có nồng độ cồn trong khí thở sẽ xảy ra phản ứng:

${\text{3C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}{\text{OH + 2K}}_{\text{2}}{\text{Cr}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{7}}{\text{+ 8H}}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{4}}\overset{{\text{Ag}}^{\text{+}}}{\rightarrow }{\text{3CH}}_{\text{3}}{\text{COOH + 2Cr}}_{\text{2}}{\text{(SO}}_{4}{\text{)}}_{3}{\text{+ 2K}}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{4}}{\text{+ 11H}}_{\text{2}}\text{O}$

Tùy thuộc vào lượng phản ứng, trên màn hình thiết bị sẽ xuất hiện số chỉ nồng độ cồn tương ứng. Người đi xe máy có nồng độ cồn trong khí thở sẽ bị xử phạt theo khung sau đây (trích từ Nghị định 123/2021/NĐ/CP):

Nồng độ cồn (mg/1L khí thở)	Mức tiền phạt (VNĐ)	Hình phạt bổ sung (tước giấy phép lái xe)
0,25	2 triệu – 3 triệu	10 – 12 tháng
0,25 đến 0,4	4 triệu – 5 triệu	16 – 18 tháng
0,4	6 triệu – 8 triệu	22 – 24 tháng

Một mẫu khí thở của một người điều khiển xe máy tham gia giao thông có thể tích 26,25 mL được thổi vào thiết bị breathalyzer thì có 0,056 mg phản ứng (trong môi trường H$_{2}$SO$_{4}$ và ion Ag xúc tác). Hãy cho biết người đó có vi phạm luật giao thông hay không và nếu có thì sẽ bị xử phạt mức nào?

Siderite là một khoáng vật quan trọng trong ngành công nghiệp và khai thác quặng sắt, có thành chính là FeCO$_{3}$ Hàm lượng sắt trong quặng này có thể được xác định bằng phương pháp chuẩn độ. Người ta tiến hành thí nghiệm như sau:

- Bước 1: Cân chính xác 1,095 gam mẫu quặng siderite đã nghiền mịn và chuyển toàn bộ sang cốc thủy tinh 100 mL.

- Bước 2. Thêm 50 mL dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ loãng vào cốc, đun nhẹ để hòa tan quặng và đuổi khí CO$_{2}$ Sau khi hòa tan hoàn toàn, lọc lấy dung dịch và loại bỏ phần không tan. Sau đó định mức thành 100 mL dung dịch.

$FeC{O}_{3}+\ {H}_{2}S{O}_{4}\rightarrow \ FeS{O}_{4}+\ C{O}_{2}+\ {H}_{2}O$

- Bước 3. Hút chính xác 10,00 mL dung dịch sau khi định mức cho vào bình tam giác, thêm 2 mL dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ loãng và thêm tiếp 10 giọt dung dịch H$_{3}$PO$_{4}$ (để che màu vàng của ion Fe$^{3+}$). Đun nóng bình tam giác đến 60$^{o}$C chuẩn độ bằng dung dịch KMnO$_{4}$ nồng độ 0,015M đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 10 giây thì dừng lại.

$10FeS{O}_{4}+\ 2KMn{O}_{4}+\ 8{H}_{2}S{O}_{4}\rightarrow \ 5F{e}_{2}{(S{O}_{4})}_{3}+\ 2MnS{O}_{4}+\ {K}_{2}S{O}_{4}+\ 8{H}_{2}O$

Lặp lại bước 3 thêm hai lần nữa. Thể tích trung bình của dung dịch KMnO$_{4}$ sau ba lần chuẩn độ là 10,06 mL. Phần trăm khối lượng sắt trong quặng siderite là bao nhiêu phần trăm? (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười)

Khi tiến hành thí nghiệm xác định nồng độ dung dịch FeSO$_{4}$ bằng thuốc tím, người ta thực hiện như sau: lấy 10 mL dung dịch FeSO$_{4}$cho vào bình tam giác, nhỏ thêm vài giọt dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$2M. Sau đó nhỏ từ từ dung dịch KMnO$_{4}$ 0,02M trên burete xuống bình tam giác (vừa nhỏ vừa lắc đều bình tam giác) cho đến khi dung dịch chuyển sang màu tím nhạt (màu ổn định trong khoảng 20s) thì dừng lại. Kết quả đưa ra như hình sau:

Nồng độ của dung dịch FeSO$_{4}$ là bao nhiêu ?

Cân 3,2005 gam quặng sắt chứa Fe$_{2}$O$_{3}$ và các tạp chất trơ khác đem hòa tan trong dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ (loãng, dư), sau đó khử hoàn toàn Fe$^{3+}$ trong dung dịch bằng Zn thành Fe$^{2+}$, thu được 100 mL dung dịch X. Lấy chính xác 10,00mL X và dung dịch loãng, dư cho vào bình tam giác cho mỗi lần thí nghiệm và sau đó chuẩn độ dung dịch thu được bằng KMnO$_{4}$ 9,147.10$^{-3}$M. Chuẩn độ dung dịch đến khi dung dịch trong bình tam giác xuất hiện màu hồng nhạt trong khoảng 20 giây thấy thề tích dung dịch KMnO$_{4}$ trên burette tiêu tốn cho ba lần thí nghiệm lần lượt là 8,24; 8,28 và 8,20 mL.

Cho các phát biểu sau:

a). Phản ứng hòa tan Fe$_{2}$O$_{3}$ trong quặng: Fe$_{2}$O$_{3}$ + 3H$_{2}$SO$_{4}$ → Fe$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$ + 3H$_{2}$O.

b). Phương trình ion rút gọn của phản ứng chuẩn độ là: 5Fe$^{2+}$ + 8H$^{+}$ + MnO$_{4}$$^{-}$ → 5Fe$^{3+}$ + Mn$^{2+}$ + 4H$_{2}$O.

c). Khi màu hồng nhạt trong bình tam giác bền trong khoảng 20 giây thì có thể coi như phản ứng vừa đủ.

d). Từ kết quả chuẩn độ, xác định được phần trăm khối lượng của trong quặng là 18,8%.

Số phát biểu đúng là