Giải bài tập SGK Hóa 10 Nâng cao Bài 3: Đồng vị, Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình

Nguyên tố cacbon có hai đồng vị bền:

\(_6^{12}C\) chiếm 98,89% và \(_6^{13}C\) chiếm 1,11%

Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố cacbon là:

A. 12,500.

B. 12,011.

C. 12,022.

D. 12,055.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức

\({\overline A _X} = \frac{{{A_1}.x + {A_2}.y + {A_3}.z + ...}}{{100}}\)

Hướng dẫn giải

Chọn B.

Ta có:

\({\overline M _C} = \frac{{12.98,89 + 13.1,11}}{{100}} = 12,011\)

Cho biết số proton, số nơtron và số electron của các đồng vị sau đây:

a)  \(_{14}^{28}Si\) , \(_{14}^{29}Si\) , \(_{14}^{30}Si\) .

b) \(_{26}^{54}Fe\) ,  \(_{26}^{56}Fe\) ,  \(_{26}^{57}Fe\) ,  \(_{26}^{58}Fe\) .

Phương pháp giải

Dựa vào kí hiệu hóa học để tìm số p, n, e

Hướng dẫn giải

Nguyên tử khối trung bình của bạc bằng 107,02 lần nguyên tử khối của hiđro. Nguyên tử khối của hiđro bằng,1,008. Tính nguyên tử khối trung bình của bạc.

Phương pháp giải

A_Ag = 107,02.M_H 

Hướng dẫn giải

Theo đề bài, ta có:

A_Ag = 107,02.M_H = 107,02.1,008 = 107,876 u.

Cho hai đồng vị hiđro và hai đồng vị của clo với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử chiếm trong tự nhiên như sau:

\(_1^1H\) (99,984%); \(_1^2H\) (0,016%) và \(_{17}^{35}Cl\) (75,77%) ; \(_{17}^{37}Cl\) (24,23%) 

a) Tính nguyên tử khối trung bình của mỗi nguyên tố

b) Có thể có bao nhiêu loại phân tử HCl khác nhau tạo nên từ hai đồng vị của hai nguyên tố đó?

c) Tính phân tử khối của mỗi loại phân tử nói trên.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức

\({\overline A _X} = \frac{{{A_1}.x + {A_2}.y + {A_3}.z + ...}}{{100}}\)

Hướng dẫn giải

Câu a: Nguyên tử khối trung bình mỗi nguyên tố.

Áp dụng công thức:

\(\overline A  = \frac{{aA + bB}}{{a + b}}\)

Ta tính được:

\(\begin{array}{l}
{\overline A _H} = 1,00016u\\
{\overline A _{Cl}} = 35,4846u
\end{array}\)

Câu b: Kí hiệu \(_1^2H\) là D

Các loại phân tử hiđro clorua có thể có:

Công thức phân tử:

\(H_{17}^{35}Cl\) ; \(H_{17}^{37}Cl\) ; \(D_{17}^{35}Cl\) ; \(D_{17}^{37}Cl\) .

Câu c: Phân tử khối tương ứng của bốn loại trên là: 36; 38; 37; 39.

Nguyên tử khối trung bình của đồng bằng 63,546. Trong tự nhiên, đồng có hai đồng vị \(_{29}^{63}Cu\) và \(_{29}^{65}Cu\)  . Tính tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của đồng vị \(_{29}^{63}Cu\) tồn tại trong tự nhiên.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức

\({\overline A _X} = \frac{{{A_1}.x + {A_2}.y + {A_3}.z + ...}}{{100}}\)

Trong đó A_1X (x%), A_2X (y%), A_3X (z%)…

Hướng dẫn giải

Gọi X là phần trăm của đồng vị  \(_{29}^{63}Cu\)

⇒ Phần trăm của đồng vị \(_{29}^{65}Cu\) là (100 – x )

Ta có:  

\({\overline A _{Cu}} = \frac{{63.x + 65.(100 - x)}}{{100}} = 63,546 \to x \approx 73\)

Vậy tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của đồng vị \(_{29}^{63}Cu\) là 73%.

Cho hai đồng vị \(_1^1H\) (kí hiệu là H) và \(_1^2H\) (kí hiệu là D)

a) Viết các công thức phân tử hiđro có thể có.

b) Tính phân tử khối của mỗi loại phân tử.

c) Một lít khí hiđro giàu đơteri ở điều kiện tiêu chuẩn nặng 0,05gam. Tính thành phần phần trăm khối lượng từng đồng vị của hiđro.

Phương pháp giải

- Có 3 loại công thức phân tử hiđro là: H₂; HD; D₂.

- Tính phân tử khối dựa vào công thức hóa học

- Tính % đồng vị \({\overline A _X} = \frac{{{A_1}.x + {A_2}.y + {A_3}.z + ...}}{{100}}\)

Hướng dẫn giải

Câu a: Có 3 loại công thức phân tử hiđro là: H₂; HD; D₂.

Câu b: Phân tử khối của mỗi phân tử là:

H₂: 1. 2 =2 đvC

HD: 1 + 2= 3 đvC

D₂: 2.2 = 4 đvC

Câu c: 1 lít khí nặng 0,05 g ⇒ 1 mol (22,4 l) nặng 0,05. 22,4 = 1,12g

⇒ A_H = 1,12 g/mol

Gọi x là phần trăm của đồng vị D 

⇒ phần trăm của đồng vị H là (100 - x)

Ta có:  \(\frac{{2.x}}{{100}} + \frac{{1.(100 - x)}}{{100}} = 1,12\)

Giải ra được %D = 12%; %H = 88%.