Bài tập Hóa học 10: Đồng vị (Có đáp án)

Bài tập Hóa học 10: Đồng vị tổng hợp các dạng bài tập về đồng vị cơ bản và nâng cao, giúp các em củng cố và nâng cao kiến thức về phần nguyên tử trong chương trình Hóa học lớp 10. Mời các em cùng tham khảo và làm bài.

>> Hiện tại đã có bộ sách giáo khoa Hóa 10 mới với 3 đầu sách: Cánh diều, Kết nối tri thức và cuộc sống, Chân trời sáng tạo. Tùy thuộc vào từng địa phương cũng như trường học có bộ sách học khác nhau. VnDoc đã biên soạn hướng dẫn bạn đọc giải chi tiết bài tập, cũng như bộ câu hỏi củng cố theo bài tại:

• Hóa học 10 Kết nối tri thức
• Hóa học 10 Chân trời sáng tạo
• Hóa học 10 Cánh Diều

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 

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.

Sử dụng sơ đồ đường chéo:

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?

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

Đặt A₂ là số khối của đồng vị thứ hai.

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

Ta có:

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

3. Bài tập vận dụng

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.

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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.

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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)

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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.

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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 . Tính % khối lượng của trong hợp chất CO₂ (cho M_Na = 23; M_O = 16)

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

Áp dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình:

\(\overline{A_X}=\frac{A.x+B.y}{100}\)

Trong đó đồng vị A có x% số nguyên tử, đồng vị B có y% số nguyên tử.

Vậy nguyên tử khối trung bình của nguyên tố clo bằng:

\(\overline{A_{Cl}}=\frac{35.75,77+37.24,23}{100}=35,48\)

Đáp số: 35,5

Câu 12. Trong tự nhiên có hai đồng vị bền: ³⁷Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử, còn lại là ³⁵Cl. Thành phần % theo khối lượng của ³⁷Cl trong HClO₄ là:

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

%³⁵Cl = 100% - 24,23% = 75,77%

→ M_Cl = 37 x 0,2423 + 35 x 0,7577 = 35,4846.

→ Thành phần % của 37Cl trong HClO₄ là

\(\%37Cl\;=\;\frac{0,2423.37}{1+35,4846+16.4}\approx8,92\)

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

1. Ví dụ minh họa

Ví dụ 2: Khối lượng nguyên tử trung bình cả Bo (B) là 10,812u. Số nguyên tử khi có 94 nguyên tử là bao nhiêu?

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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

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

2. Bài tập vận dụng

Câu 10. 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?

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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 11. 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).

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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 12. 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).

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

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%)

Câu 13. Hidro có nguyên tử khối trung bình là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị ²H trong 1 ml nước (cho rằng trong nước chỉ có đồng vị ¹H và ²H, cho ^MH₂O = 18).

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

Gọi % đồng vị là a: \(\frac{{1.(100 - a) + 2a}}{{100}} = 1,008 = > a = 0,8\)=> a = 0,8; % là 0,8%

m của 1ml H₂O: 1 gam

M_H2O = 16 + 2,016 = 18,016u

—> Khối lượng của 1 mol H₂O là 18,016g.

Số nguyên tử H có trong 1ml H₂O

\(\frac{{1.6.1023.2}}{{1,8.0,16}} = 0,{666.10^{23}}\)nguyên tử = 666.10²⁰ nguyên tử

Số nguyên tử chiếm:

\(\frac{{{{666.10}^{20}}.0,8}}{{100}} = 5,{325.10^{20}}\) nguyên tử.

Câu 14. Cho 2 đồng vị hiđro với tỉ lệ % số nguyên tử: . Hãy tính số nguyên tử trong 2,24 lít khí H₂. Biết nguyên tử khối trung bình của hiđro là 1,001.

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

Câu 15. Nguyên tố Magiê có 3 đồng vị khác nhau ứng với số và thành phần % tương ứng như sau: 24Mg ( 78,99%) , 25Mg ( 10%) và 26Mg ( 11.01%). a/ tính nguyên tử khối trung bình Mg b/ Giả sử trong hỗn hợp trên có 25 nguyên tử 25Mg thì số nguyên tử tương ứng của 2 đồng vị còn lại là bao nhiêu?

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

Ta có:

A = 78,99%.24 + 10%.25 + 11,01%.26 = 24,3202

Mà %Mg = 10%

Theo bài ra: N_²⁵Mg=25

⇒∑N= 25/10% =250

Vậy: Số nguyên tử: N_²⁴Mg = 250.78,99%≈197

Số nguyên tử N_²⁶Mg= 250.11,01% ≈ 27

Câu 16. Tổng số các hạt cơ bản (p, n, e) của một nguyên tử X là 28. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 8. Xác định ký hiệu và tên nguyên tử X.

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

Tổng số các hạt cơ bản (p, n, e) của một nguyên tử X là 28

=> n + p + e = 28 => 2p + n = 28 (1)

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 8

=> p + e – n = 8 => 2p – n = 8 (2)

Từ (1) và (2) => p = 9, n = 10

p = 9 => X là F

=> A_F = p + n = 9 + 10 = 19

Ký hiệu nguyên tử của F là: \(_{9}^{19}F\)

Câu 17. Một nguyên tử R có tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34, trong đó số hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện. Xác định tên của R và các định số khối của R

Đáp án hướng dẫn giải bài tập

Trong R, tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34

=> p + n + e = 34 => 2p + n = 34 (1)

Mặt khác, số hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện

=> p + e = 1,833n => 2p = 1,833n (2)

Từ (1) và (2) => p = 11, n =12

Z = 11 => R là Al

A_R = 11 + 12 = 23

B. BÀI TẬP VẬN DỤNG LIÊN QUAN

Câu 1. Cacbon có 2 đồng vị bền. Đồng vị thứ nhất có 6proton, 7nơtron, chiếm 1,11%. Đồng vị thứ hai có ít hơn đồng vị thứ nhất 1nơtron.

a. Viết kí hiệu nguyên tử C.

b. Tính nguyên tử khối trung bình của C.

Câu 2. Đồng có hai đồng vị bền. Đồng vị thứ 1 có 29p và 36n, chiếm 30,8%. Đồng vị thứ 2 có ít hơn đồng vị thứ nhất 2n. Tính nguyên tử khối trung bình của đồng.

Câu 3.

a. Nguyên tố X có 2 đồng vị . đồng vị X1 có tổng hạt là 92 trong đó hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 24. Tính số hiệu nguyên tử và số khối của đồng vị này

b. Đồng vị X2 có số khối nhiếu X1 là 2 nơtron . Viết ký hiệu của đồng vị X2. Trong tự nhiên X1 chiếm 73%. Tính nguyên tử khối trung bình của X

Câu 4. Một nguyên tố X có hai đồng vị với tỉ lệ số nguyên tử là . Hạt nhân nguyên tử X có 35 proton. Trong nguyên tử của đồng vị thứ nhất có 44 nơtron. Số nơtron trong nguyên tử của đồng vị thứ hai nhiều hơn trong đồng vị thứ nhất là 2 nơtron. Tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X .

Câu 5. Nguyên tố A có hai đồng vị X và Y. Tỉ lệ số nguyên tử của X : Y là 45 : 455. Tổng số hạt trong nguyên tử của X bằng 32. X nhiều hơn Y là 2 nơtron. Trong Y số hạt mang điện gấp 2 lần số hạt không mang điện. Tính nguyên tử lượng trung bình của A.

Câu 6. Cacbon tự nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị ¹²C và ¹³C, trong đó đồng vị ¹²C chiếm 98,9%.

Biết rằng đồng vị ¹²C có nguyên tử khối bằng 13,0034, đồng vị ¹³C có nguyên tử khối bằng 12, nguyên tử khối trung bình của cacbon là bao nhiêu.

Câu 7. Nguyên tố Mg có 3 loại đồng vị có số khối lần lượt là: 24, 25 và 26. Trong 5000 nguyên tử Mg thì có 3930 đồng vị 24, 505 đồng vị 25, còn lại là đồng vị 26. Hãy tính khối lượng nguyên tử trung bình của Mg

Câu 8. Hợp chất A có công thức hóa học là MX₃, M là kim loại, X là phi kim, biết:

+ Trong A, tổng số hạt p, n, e là 196, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60.

+ Số khối của X lớn hơn M là 8. Tổng số hạt trong X nhiều hơn trong M là 12.

Công thức hóa học của A là:

Câu 9. Một nguyên tố R có 3 đồng vị X, Y ,Z; biết tổng số các hạt cơ bản (n, p, e) trong 3 đồng vị bằng 129, số nơtron đồng vị X hơn đồng vị Y một hạt. Đồng vị Z có số proton bằng số nơtron. Số khối của X, Y, Z lần lượt là

Câu 10. Trong tự nhiên clo có 2 đồng vị là ³⁵Cl và ³⁷Cl. Nguyên tử khối trung bình của clo là 35,5. Thành phần % khối lượng của 37Cl trong KClO₃ là (Cho: K = 39, O = 16)

Câu 11. Trong tự nhiên sắt gồm 4 đồng vị ⁵⁴Fe chiếm 5,8%, ⁵⁶Fe chiếm 91,72%, 57Fe chiếm 2,2% và ⁵⁸Fe chiếm 0,28%. Brom là hỗn hợp hai đồng vị ⁷⁹Br chiếm 50,69% và ⁸¹Br chiếm 49,31%. Thành phần % khối lượng của ⁵⁶Fe trong FeBr₃ là

Câu 12. Khối lượng nguyên tử trung bình của brom là 79,91. Brôm có hai đồng vị ,trong đó đồng vị ⁷⁹₃₅Br chiếm 54,5%.Tính khối lương nguyên tử của đồng vị thứ hai.

Câu 13. Cho 1 hỗn hợp gồm 2 đồng vị có số khối trung bình 31,1 và có tỉ lệ phần trăm các đồng vị lần lượt là 90% và 10%. Tổng số hạt trong hai đồng vị là 93. Tổng số hạt không mang điện bằng 0,55 lần tổng số hạt mang điện. Xác định số neutron của đồng vị có số khối lớn hơn là bao nhiêu?

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

Câu 15.  Cho hợp chất XY tạo bởi hai nguyên tố X và Y. Y có đồng vị \(^{79}Y\) chiếm 55% số nguyên tử Y và đồng vị \(^{81}Y\) . Trong XY phần trăm khối lượng của X là bằng 28,51%. TÍnh nguyên tử khối trung bình của X, Y.

^{..............................}

Trên đây VnDoc đã giới thiệu Bài tập Hóa học 10: Đồng vị (có đáp án) tới các bạn. Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà VnDoc tổng hợp biên soạn và đăng tải.