Olympic Hoá học Quốc tế · Năm 2005

Các bài

Bài 4Thủ phủ vàng của châu Á. Cửu Phần (Chiufen), đông bắc Đài Loan, từng là một trong những mỏ vàng lớn nhất châu Á. PHẦN A. KCN dùng tách vàng từ quặng: $\ce{4Au(s) + 8CN-(aq) + O2(g) + 2H2O(l) -> 4[Au(CN)2]-(aq) + 4OH-(aq)}$ . (4.A-1) Cho biết dạng hình học của $\ce{[Au(CN)2]-}$ . (4.A-2) Cần bao nhiêu gam KCN để tách 20 g vàng? ( $M(\ce{Au}) = 197$ , $M(\ce{KCN}) = 65.12$ g mol $^{-1}$ .) Nước cường toan (hỗn hợp 3:1 thể tích HCl đặc và $\ce{HNO3}$ đặc) hòa tan vàng: $\ce{Au(s) + 3NO3-(aq) + 6H+(aq) + 4Cl-(aq) -> [AuCl4]-(aq) + 3NO2(g) + 3H2O(l)}$ . (4.A-3) Viết các bán phản ứng và phương trình cân bằng. (4.A-4) Chỉ ra chất oxi hóa và chất khử. (4.A-5) Cho $\ce{Au^{3+} + 3e- -> Au(s)}$ ( $E^\circ = +1.50$ V) và $\ce{[AuCl4]- + 3e- -> Au(s) + 4Cl-}$ ( $E^\circ = +1.00$ V), tính hằng số bền $K_f = \frac{[\ce{[AuCl4]-}]}{[\ce{Au^{3+}}][\ce{Cl-}]^4}$ ở $25\ ^\circ\mathrm{C}$ ( $RT\ln10/F = 0.059$ V). PHẦN B. Hạt nano vàng (AuNP). Theo phương pháp Brust-Schiffrin, dung dịch $\ce{HAuCl4}$ được chuyển pha vào toluen bằng tetraoctylamoni bromua, thêm dodecanethiol rồi khử bằng $\ce{NaBH4}$ dư tạo AuNP có kích thước kiểm soát. (4.B-1) Đây là cách tiếp cận từ trên xuống (top-down) hay từ dưới lên (bottom-up)? (4.B-3) Vai trò của $\ce{NaBH4}$ là gì? (4.B-4) Nếu đường kính trung bình của hạt là 3.0 nm và bán kính nguyên tử Au là 0.144 nm, hãy ước tính số nguyên tử Au trong mỗi hạt. (4.B-5) Ước tính phần trăm nguyên tử Au nằm trên bề mặt hạt.Lời giải: 1