Bài tập về Đồng vị Bài tập Hóa học 10

Bài tập về Đồng vị là tài liệu rất hữu ích mà Eballsviet.com muốn giới thiệu đến quý thầy cô cùng các bạn học sinh lớp 10 tham khảo.

Bài tập Hóa 10: Đồng vị tổng hợp toàn bộ lý thuyết, phương pháp và một số dạng bài tập có đáp án kèm theo. Hy vọng với tài liệu này các em học sinh lớp 10 có thêm nhiều tài liệu tham khảo, củng cố kiến thức để đạt được kết quả cao trong bài kiểm tra, bài thi học kì 1 sắp tới. Đồng thời giúp quý thầy cô có thêm nhiều tư liệu giảng dạy. Nội dung chi tiết mời các bạn theo dõi bài viết dưới đây.

Bài tập về Đồng vị

I. Kiến thức lý thuyết về Đồng vị

Đồng vị là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số notron, do đó số khối của chúng khác nhau.

Ví dụ: Nguyên tố O có 3 đồng vị là

Nguyên tử khối trung bình

Công thức: \(\overline A = \frac{{{A_1}.{x_1} + {A_2}.{x_2} + {A_3}.{x_3} + ....{A_n}.{x_n}}}{{100}}\)

Trong đó A₁, A₂, A₃,… là số khối của các đồng vị.

- x, y, z,… là thành phần % của các đồng vị.

DẠNG I. TÍNH % KHỐI LƯỢNG CỦA MỘT ĐỒNG VỊ TRONG PHÂN TỬ

1. Phương pháp giải

Hầu hết các nguyên tố có mặt trong tự nhiên là hỗn hợp các đồng vị bền

Áp dụng công thức: \(\overline A = \frac{{{A_1}.{x_1} + {A_2}.{x_2} + {A_3}.{x_3} + ....{A_n}.{x_n}}}{{100}}\)

- Trong đó A₁, A₂, A₃,… là số khối của các đồng vị.

- x₁,x₂,x₃,… là thành phần % của các đồng vị.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Trong tự nhiên nguyên tố Brom có 2 đồng vị, trong đó đồng vị \({}_{35}^{79}Br\)chiếm 54,5% về số lượng. Số khối của đồng vị còn lại là?

Gợi ý đáp án

Đặt A₂ là số khối của đồng vị thứ hai.

Phần trăm số lương của nó là: 100 - 54,5 = 45,5

Ta có:

\(\overline M = \frac{{{A_1}.{x_1} + {A_2}.{x_2}}}{{100}} = \frac{{54,5.79 + {A_2}.45,5}}{{100}} = > {A_2} = 81\)

DẠNG II. TÍNH SỐ NGUYÊN TỬ CỦA ĐỒNG VỊ TRONG MỘT LƯỢNG CHẤT

1. Ví dụ minh họa

Ví dụ: Khối lượng nguyên tử trung bình cả Bo (B) là 10,812u. Số nguyên tử khi có 94 nguyên tử là bao nhiêu?

Gợi ý đáp án

\(\begin{array}{l} \overline M = \frac{{{A_1}.{x_1} + {A_2}.{x_2}}}{{100}} = \frac{{{A_1}.{x_1} + (100 - {x_1}).{A_2}}}{{100}}\\ = \frac{{{A_1}.{x_1} + (100 - {x_1}).11}}{{100}} = 10,812 = > {x_1} = 18,8\% \end{array}\)

Suy ra phần trăm số lượng của \({}_5^{11}B\) là: 100% - 18,8% = 81,2%

Do đó, số nguyên tử \({}_5^{11}B\) khi có 94 nguyên tử là:

94.81,2/18,8 = 406 nguyên tử

II. Bài tập về đồng vị

Câu 1. Khối lượng nguyên tử của B bằng 10,81. B trong tự nhiên gồm hai đồng vị ¹⁰B và ¹¹B. Hỏi có bao nhiêu phần trăm 11B trong axit boric H₃BO₃. Cho H₃BO₃ = 61,81.

Gợi ý đáp án

Giả sử % của ¹⁰B và ¹¹B trong tự nhiên lần lượt là x, y.

Ta có hệ phương trình:

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} 10x + 11y = 10,81\\ x + y = 1 \end{array} \right. = > \left\{ \begin{array}{l} x = 0,19\\ y = 0,81 \end{array} \right.\\ = > \% {}^{11}B = \frac{{0,81.11}}{{2 + 10,81 + 16.3}} \approx 14,42\% \end{array}\)

Câu 2. Trong tự nhiên đồng vị ³⁷Cl chiếm 24,23,% số nguyên tử clo. Tính thành phần phần trăm về khối lượng ³⁷Cl có trong HClO₄ (với hidro là đồng vị 1H, oxi là đồng vị 16O). Cho khối lượng nguyên tử trung bình của Clo là 35,5

Gợi ý đáp án

Đặt số mol HClO₄ là 1 mol thì có 0,2423 mol ³⁷Cl

\(= > \% {}^{37}Cl = \frac{{37.0,2423}}{{1 + 35,5 + 16.4}}.100\% \approx 8,9205\%\)

Câu 3. Trong tự nhiên Brom có 2 đồng vị là ⁷⁹Br và ⁸¹Br có nguyên tử khối trung bình là 79,92. Thành phần phần trăm về khối lượng của ⁸¹Br trong NaBr là bao nhiêu. Cho M_Na = 23

Gợi ý đáp án

Gọi phần trằm đồng vị ⁷⁹Br là a%

=> Phần trăm của đồng vị ⁸¹Br là 100% - a%

Nguyên tử khối trung bình của Br:

\(= \frac{{79a.81(100 - a)}}{{100}}.100\% \approx 79,9 = > a = 54,5\)

Câu 4. Cho hợp chất XY₂ tạo bởi hai nguyên tố X, Y. Y có hai đồng vị ⁷⁹Y: chiếm 55% số nguyên tử Y và đồng vị ⁸¹Y. Trong XY₂, phần trăm khối lượng của X là bằng 28,51%. Tính nguyên tử khối trung bình của X, Y.

Gợi ý đáp án

X = 63,73

Y = 79,

Giải thích các bước giải:

Phần trăm số nguyên tử của ⁸¹Y = 100%−55% = 45%

Suy ra, nguyên tử khối trung bình của Y là :

\(\bar{M_{Y} }\)= 79.55% + 81.45% = 79,9

Ta có :

% X= (X/X+2Y).100% = (X/X+79,9.2).100%= 28,51%

⇒ X = 63,73

Câu 5. Trong tự nhiên Cu có 2 đồng vị là là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu. Khối lượng nguyên tử trung bình của Cu là 63,54. Thành phần phần trăm về khối lượng của là ⁶³Cu trong CuCl₂ là bao nhiêu (biết M Cl = 35,5)

Gợi ý đáp án

Giả sử % nguyên tử ⁶⁵Cu và ⁶³Cu trong tự nhiên lần lượt là x, y

Ta có hệ phương trình

\(\left\{ \begin{array}{l} x + y = 1\\ 63x + 65y = 63,54 \end{array} \right. = > \left\{ \begin{array}{l} x = 0,73\\ y = 0,27 \end{array} \right.\)

Phần trăm khối lượng của ⁶³Cu trong CuCl₂ là:

\({\% ^{63}}Cu = \frac{{0,73.63}}{{63,54 + 35,5.2}} = 31,18\)

Câu 6. Trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền là ³⁷Cl và ³⁵Cl. Tính thành phần phần trăm về khối lượng ³⁷Cl có trong KClO₃ (với kiện là đồng vị ³⁹K, oxi là đồng vị ¹⁶O). Cho khối lượng nguyên tử trung bình của Clo là 35,5.

Gợi ý đáp án

Giả sử % nguyên tử ³⁵Cl và ³⁷Cl trong tự nhiên lần lượt là x, y.

\(\left\{ \begin{array}{l} x + y = 1\\ 35x + 37y = 35,5 \end{array} \right. = > \left\{ \begin{array}{l} x = 0,75\\ y = 0,25 \end{array} \right.\)

Phần trăm khối lượng của ³⁷Cl trong KClO₃ là:

\({\% ^{37}}Cu = \frac{{0,25.37}}{{39 + 35,5 + 16.3}} = 7,55\%\)

Câu 7. Cacbon có hai đồng vị bền là ¹²₆C và ¹³₆C, và AC bằng 12, 01. Tính % khối lượng của trong hợp chất CO₂ (cho M_Na = 23; M_O = 16)

Gợi ý đáp án

Gọi % số nguyên tử của đvị 12C và 13C lần lượt là x và y

Ta có hệ:

\(\hspace{0.167em}\left\{\begin{array}{l}x+y=100\\\frac{12x+13y}{100}=12,01\end{array}\right.=>{\left\{\begin{array}{l}x=99\\y=1\end{array}\right.\hspace{0.167em}}\)

Xét 1 mol CO₂ 1 mol C => m_C = 12,01

2 mol O => m_O = 32

Ta biết % số nguyên tử = % số mol nên

Số mol của 12C là: 0,99.1 = 0,99 mol

%m_12C = (0,99.12.100)/(12,01+ 32) = 27

Câu 9. Nguyên tố Bạc có 2 đồng vị trong tự nhiên là ¹⁰⁷Ag chiếm 51,839% số nguyên tử. Tính số khối của đồng vị còn lại biết trong AgCl bạc chiếm 75,254% về khố lượng. Cho Cl = 35,5

Gợi ý đáp án

Gọi nguyên tử khối của bình của Ag là M.

→%mAg =M/(M+35,5) = 75,254%

→M = 107,9575

Gọi số khối của đồng vị còn lại là x, đồng vị này chiếm 48,161%

→ 107.51,839% + x.48,161% = 107,9575 → x = 109

Đáp số: 109

Câu 10. Trong tự nhiên, X có hai đồng vị ³⁵X và ³⁷X, chiếm lần lượt 75,77% và 24,23% số nguyên tử X. Y có hai đông vị à ¹¹Y và ¹²Y, chiếm lần lượt 99,2% và 0,8% số nguyên tử Y.

a) Trong tự nhiên có bao nhiêu loại phân tử XY?

b) Phân tử khối trung bình của XY là

Gợi ý đáp án

X có hai đồng vị ³⁵X và ³⁷X
=> \(\overline X\;=\;\frac{\;35.75,77\;+37.24,23}{100}=35,4846\approx35,5\)

Đây là Cl

Y có hai đồng vị 1Y và 2Y
=> \(\overline Y=\;\frac{1.99,2+2.0,8}{100}\approx1\;(g/mol)\)

=> Đây là H

1 nguyên tử H gắn với 1 nguyên tử Cl

+ Số cách chọn nguyên tử Cl ứng với 2 cách chọn tương đương 2 đồng vị

+ Số cách chọn nguyên tử H: 2 cách chọn tương đương 2 đồng vị

=> có 2.2 = 4 cách chọn

Câu 12. Nguyên tố clo có hai đồng vị bền ³⁵Cl chiếm 75,77% và ³⁷Cl chiếm 24,23%. Tính nguyên tử khối trung của clo?

Câu 13. Trong tự nhiên Cu có 2 đồng vị là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu. Nguyên tử trung bình của Cu là 63,546. Số nguyên tử ⁶³Cu có trong 31,773g Cu là bao nhiêu?

Gợi ý đáp án

Giả sử % của ⁶³Cu và ⁶⁵Cu trong tự nhiên lần lượt là x, y.

Ta có hệ phương trình:

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} 63x + 65y = 63,5\\ x + y = 1 \end{array} \right. = > \left\{ \begin{array}{l} x = 0,75\\ y = 0,25 \end{array} \right.\\ = > nCuS{O_4} = \frac{{16}}{{63,5 + 32 + 16.4}} \approx 0,100313mol \end{array}\)

Câu 14. Trong tự nhiên Clo có 2 đồng vị là ³⁵Cl và ³⁷Cl có nguyên tử khối trung bình là 35,5. Tính số nguyên tử của đồng vị ³⁷Cl, trong 3,65 g HCl (cho khối lượng mol của H = 1).

Gợi ý đáp án

Ta có tỉ lệ nguyên tử ³⁵Cl:³⁷Cl = 1,5:0,5 = 3:1

n_HCl = 0,1 => n_Cl = 0,1

Số mol ³⁷Cl = 0,1.1/(1+3) = 0,025

=> Số nguyên tử ³⁷Cl = 0,025.6,02.10²³

Số nguyên tử ³⁷Cl = 0,025.6,02.10²³ = 1,505.10²²

Câu 15. Hidro có nguyên tử khối trung bình là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị ²H trong 9 gam nước (cho rằng trong nước chỉ có đồng vị ¹H và ²H, cho ^MH₂O = 18).

Gợi ý đáp án

1ml có khối lượng là 1gam. Số mol H₂O = 1/18 = 0,056 mol

H₂O -> 2H + O

Nên số mol H = 2.0056 = 0,112 mol. Số nguyên tử H là 0,122.6,023.10²³

= 674576.10¹⁷

Gọi a, b tương ứng là tỉ lệ % của 1H và 2H

Ta có: a + 2b = 1,008

a + b = 1 => b = 0,008 (0,8%) =>a = (99,2%)