nhom 7B- tu luan

Chơng X Các nguyên tố nhóm VIIB Mn - Tc - Re Thời lợng: Lý thuyết 3 tiết ( 17/ 04/ 06 ) + bài tập 2 tiết (25/ 04/ 06). Tài liệu tham khảo: Nguyễn Đức Vận. Hóa học Vô cơ. Tr 227 - 242. Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa Vô cơ. Bài 472 - 488. Hoàng Nhâm. Hóa học Vô cơ T3. Tr 121 -153. Mangan: from the Latin word "magnes" meaning "magnet", or "magnesia nigri" meaning "black magnesia" (MnO 2 ). Tecneti: it was the first element to be produced artificially in 1937 in Palermo, Italy. From the Greek word "technikos" meaning "artificial". Reni: from the Greek word "Rhenus" meaning river "Rhine". X.1. Đặc điểm chung các nguyên tố nhóm VIIB Lí thuyết - Thế điện cực của mangan: Trong môi trờng axít: MnO 4 - MnO 4 2- MnO 2 Mn 3+ Mn 2+ Mn Trong môi trờng bazơ: MnO 4 - MnO 4 2- MnO 2 Mn 2 O 3 Mn(OH) 2 Mn Bảng 10-1. Một số đặc điểm của các nguyên tố Mn, Tc, Re Kim loại Z Cấu hình electron Năng lợng ion hóa, kJ/mol Bán kính I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 Mn 25 [Ar]3d 5 4s 2 717 1509 3248 4940 6990 9200 1150 8 1,30 Tc 43 [Kr]4d 5 5s 2 702 1472 2850 4100 5700 7300 9100 1,36 Re 75 [Xe]4f 14 5d 5 6s 2 760 1260 2510 3640 4900 6300 7600 1,37 Câu hỏi 1. a) Từ giá trị thế điện cực, hãy nhận xét về mức độ hoạt động hoá học của Mn. So sánh tính khử trong hai môi trờng? b) Số oxi hoá bền trong môi trờng axit và môi trờng kiềm? 2- Hãy cho nhận xét về các đặc điểm sau đây của các nguyên tố nhóm VIIB: - Đặc điểm lớp electron hóa trị. So sánh với cấu hình các nguyên tố nhóm VIIA. - Trạng thái oxi hóa đặc trng. - Sự biến thiên bán kính nguyên tử. Kết luận - Các electron (n-1)d 5 ns 2 đều là các electron hóa trị. Phân lớp d nửa bão hòa là cấu hình t- ơng đối bền vững. - Do có 7 electron hóa trị, các nguyên tố nhóm VIIB tạo đợc hợp chất có nhiều số oxi hóa khác nhau từ +2 đến +7 . Số oxi hóa đặc trng đối với Mn là +2, +4, +7; đối với Tc và Re là +7. Sự tăng độ bền trạng thái oxi hoá +7 do: tổng năng lợng ion hoá giảm dần và sự tăng độ bền liên kết cộng hoá trị đã làm tăng độ bền các anion chứa nguyên tố ở trạng thái oxi hoá cao. ( Bán kính quy ớc: Mn +7 = 0,56 antron, Te +7 = 0,46 antron, Re +7 = 0,46 antron). - Bán kính nguyên tử tăng chậm từ Mn đến Re. Do vậy các nguyên tố này có tính chất khá giống nhau, nhất là đối với Tc và Re, hai nguyên tố có bán kính nguyên tử gần bằng nhau. 1 +0,95V +0,56V +2,27V +1,50V -1,18V +0,15V +0,56V +0,62V -0,25V -1,51V X.2. Trạng thái thiên nhiên - Phơng pháp điều chế Câu hỏi 3- a) Nêu nhận xét chung về trạng thái tồn tại và hàm lợng nguyên tố Mn trong tự nhiên? b) Trong tự nhiên nguyên tố Mn tồn tại ở các loại quặng chính nào? c) Cho biết phơng pháp điều chế Mn. Hợp chất phổ biến nhất của Mn trong tự nhiên là MnO 2 (khoáng vật pirolusit). Ngoài ra còn tồn tại dới một số dạng khác nh Mn 2 O 3 , MnS, MnS 2 . Mn có một đồng vị tự nhiên là Mn -55 chiếm 100%. Te là nguyên tố phóng xạ và là nguyên tố đầu tiên đợc tổng hợp nhân tạo. Đồng vị bền nhất là Te-99 (chu kì bán huỷ = 2,2.10 5 năm). Re là nguyên tố phân tán. X.3. Tính chất hóa học của Mn, Tc, Re Nhận xét: Hoạt tính hoá học giảm dần, Mn tơng đối hoạt động, Tc và Re kém hoạt động. Mangan có tổng năng lợng ion hóa I 1 +I 2 tơng đơng với magie nhng do có nhiệt thăng hoa (280 kJ/mol) rất lớn hơn magie (150 kJ/mol) và năng lợng hidrat hóa nhỏ hơn (Mg 2+ = 0,74; Mn 2+ = 0,91) nên mangan kém hoạt động hơn magiê: E 0 (Mn 2+ /Mn = -1,18V; Mg 2+ /Mg = -2,36V; Zn 2+ /Zn = -0,763V). Tc và Re có nhiệt thang hoá cao: 649 và 777 kJ/mol. Lí thuyết: 1- Tác dụng với phi kim: - Hidro - Nhóm IVA (cacbon, siclic) Nhóm VA (nitơ, photpho) Nhóm VIA (oxi, lu huỳnh, selen, telu) Nhóm halogen. Kết luận - Với hidro: không phản ứng trực tiếp. - Với cacbon, silic: Mn có phản ứng trực tiếp tạo Mn 3 C, Mn 7 C 3 , Mn 3 Si, MnSi. - Với nitơ: Mn Mn 2 N 3 (600- 1000 0 C). Với P tạo ra Mn 3 P 2 , MnP, ReP. - Với oxi: ở dạng khối rắn, Mn bền với oxi, ngay cả khi đun nóng vì có lớp oxit bảo vệ. Nói chung Mn rất khó phản ứng với oxi, khi nung nóng ở 940 o C thì Mn tạo ra Mn 3 O 4 . Tc Tc 2 O 7 (450 500 0 C); Re Re 2 O 7 (400 0 C). Mn và Re phản ứng trực tiếp với S, Se, Te: MnS, MnSe, MnSe 2 , MnTe, MnTe 2 , ReSe 2 - Với halogen: Tác dụng với flo tạo ra MnF 3 và MnF 4 . Các halogen khác tạo ra MnX 2 (200 0 C). Te tạo TcF 6 (400 0 C), TcCl 4 (400 0 C) - Re tạo ra ReF 7 (600 700 0 C), ReCl 5 (400 0 C). 2- Tác dụng với nớc và dung dịch muối amoni. ở trạng thái bột nhỏ và đợc đun nóng, Mn tác dụng với nớc giải phóng hidro. Đặc biệt khi có lẫn tạp chất nh cacbon, Mn dễ bị nớc và không khí ẩm ăn mòn. Tuy nhiên, sản phẩm Mn(OH) 2 ít tan đã làm cho quá trình phản ứng chỉ diễn ra trên bề mặt kim loại. Trong dung dịch muối amoni, phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn: Mn(OH) 2 + 2NH 4 + = Mn 2+ + 2NH 3 + 2H 2 O 3- Tác dụng với axit: - HCl, H 2 SO 4 loãng - HNO 3 , H 2 SO 4 đặc - H 2 SO 4 , HNO 3 đặc nguội. 2 - HCl, H 2 SO 4 loãng: chỉ có Mn phản ứng. - HNO 3 , H 2 SO 4 đặc: tạo Mn(II), HTcO 4 (axit petecnetic), HReO 4 (axit perenic). Khác với Mn và Te, Re tan đợc trong dung dịch H 2 O 2 ; dung dịch kiềm khi có mặt chất oxi hoá: 2Re + 7H 2 O 2 2HReO 4 + 6H 2 O 4Re + 4NaOH (đặc, nóng) + 7O 2 4NaReO 4 + 2H 2 O 3Re + 18HCl + 4HNO 3 3H 2 [ReCl 6 ] + 4NO + 8H 2 O Câu hỏi 4- a) Từ giá trị thế điện cực chuẩn, hãy so sánh hoạt tính hóa học của Mn với Mg và Zn. b) Tại sao mặc dù tổng năng lợng ion hoá I 1 + I 2 của Mn (2226 kJ/mol) tơng đơng với Mg (2187,5 kJ/mol) nhng Mn lại kém hoạt động hơn Mg? 5- Viết các ptp (ghi rõ điều kiện) khi cho Mn tác dụng với: - Oxi, lu huỳnh, nitơ, halogen. Mn có bị flo ăn mòn không? - Dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng. - Dung dịch HCl loãng và HCl đặc - Dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 đặc. 6- a) Tại sao Mn khá bền với nớc. Mn tan đáng kể trong nớc ở điều kiện nào. Trong dung dịch muối amoni, Mn tan mãnh liệt hơn trong nớc. Giải thích? b) Khi cho Mn phản ứng với dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng có thể tạo thành muối Mn 3+ đợc không. Giải thích? Cho: Mn 3+ /Mn 2+ = 1,50V; Mn 2+ /Mn = -1,18V. 7. Viết các phơng trình phản ứng khi cho: - Tecneti tác dụng với HNO 3 đặc, nóng; nớc cờng thuỷ. - Reni tác dụng với HNO 3 đặc, nóng; H 2 SO 4 đặc, nóng nớc cờng thuỷ; H 2 O 2 đặc; NaOH đặc khi có mặt O 2 . X.4. Các hợp chất của mangan X.4.1. Hợp chất Mn(0) Câu hỏi: 8- a) Trình bày bản chất sự hình thành liên kết trong hợp chất Mn 2 (CO) 10 . b) Về hình thức, nguyên tử kim loại cố số oxi hoá bằng 0 nhng nghiên cứu cấu trúc bằng tia Rơnghen cho thấy nguyên tử kim loại có điện tích dơng đáng kể. Giải thích tại sao? c) Viết phơng trình phản ứng khi: - Đốt nóng Mn 2 (CO) 10 ở trên 110 0 C - Cho Mn 2 (CO) 10 tác dụng với HNO 3 ; H 2 SO 4 đặc. X.4.2. Hợp chất Mn(II) Lí thuyết: 1. Cấu tạo - Cấu hình electron ion Mn 2+ : bền - Số phối trí đặc trng: 6 (sp 3 d 2 ) 2. Tính chất vật lý 3 Hình 10-1. Cấu trúc tinh thể MnO - Độ tan: đa số tan trong nớc, các hợp chất ít tan là MnO MnS, MnF 2 , Mn(OH) 2 , MnCO 3 , Mn 3 (PO 4 ) 2 . - Màu sắc: màu nhạt do sự ngăn cấm quy tắc lọc lựa spin và quy tắc Laport. 3. Tính chất hoá học - Tính axit bazơ: Các hợp chất bậc hai có tính lỡng tính, tính bazơ mạnh hơn và chuyển thành phức chất cation đặc trng. Tính axit thể hiện khi tác dụng với các dẫn xuất cùng loại của kim loại kiềm: Mn(OH) 2 + 2NaOH (50%) Na 2 [Mn(OH) 4 ] (đun sôi, khí quyển nitơ) MnF 2 + 4KF (đặc) K 2 [MnF 6 ] MnCl 2 + 2KCl (đặc) K 2 [MnCl 4 ] Khả năng tạo phức (tính axit) khá yếu, do ion Mn 2+ có bán kính lớn, lớn nhất trong dãy d thứ nhất và năng lợng ổn định bởi trờng tinh thể bằng 0 nên các phức thờng bị nớc phân huỷ. Trong nớc tồn tại dạng phức aquơ [Mn(H 2 O) 6 ] 2+ , các muối thờng kết tinh dạng ngậm nớc: MnCl 2 .4H 2 O, MnSO 4 .4H 2 O, MnSO 4 .7H 2 O - Tính khử: Trong môi trờng axit thể hiện rất yếu: MnSO 4 + O 3 + H 2 O MnO 2 + O 2 + H 2 SO 4 3MnSO 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O 5MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4 2MnSO 4 + 5PbO 2 + 6HNO 3 2HMnO 4 + 3Pb(NO 3 ) 2 + 2PbSO 4 + 2H 2 O. 2MnSO 4 + 5K 2 S 2 O 8 + 8H 2 O 2KMnO 4 + 2K 2 SO 4 + 8H 2 SO 4 (xúc tác AgNO 3 ). Trong môi trờng kiềm thể hiện khá mạnh (O 2 , Cl 2 , Br 2 , NaClO, CaOCl 2 , H 2 O 2 ): 4Mn(OH) 2 + O 2 (không khí) = 4MnO(OH) (nâu đen) + 2H 2 O Mn(OH) 2 + 2KOH + Cl 2 = MnO 2 + 2KCl + 2H 2 O Mn(OH) 2 + H 2 O 2 = MnO 2 + 3H 2 O Khi nung với kiềm nóng chảy có mặt chất oxi hoá tạo thành Mn(VI): 3MnSO 4 + 2KClO 3 + 12KOH = 3K 2 MnO 4 + 2KCl + 3K 2 SO 4 + 6H 2 O MnSO 4 + 2KNO 3 + 4KOH = K 2 MnO 4 + 2KNO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O MnSO 4 + 2KNO 3 + 2K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + 2KNO 2 + K 2 SO 4 + 2CO 2 1- Mangan(II) oxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan. MnO màu xanh xám. - Tính chất hóa học: Tính bazơ - Tính khử. - Điều chế: 2- Mangan(II) hidroxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan. Mn(OH) 2 + 6H 2 O [Mn(H 2 O) 6 ] 2+ + 2OH - T = 1,9.10 -13 4 Mn(OH) 2 + 4H 2 O [Mn(OH) 4 ] 2- + 2H 3 O + T = 1,0.10 -19 - Tính chất hóa học: Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit, dung dịch muối amoni); tính khử (phản ứng với oxi không khí, Cl 2 , H 2 O 2 ,.) - Điều chế. 3- Muối mangan(II): - Màu sắc ion trong dung dịch nớc, tính tan. Tính tan: đa số các hợp chất Mn(II) đều dễ tan trong nớc. Các muối ít tan là: MnCO 3 MnS MnC 2 O 4 MnNH 4 PO 4 MnF 2 Mn 3 (PO 4 ) 2 Tt: 1,8.10 -11 2,5.10 -10 5.10 -6 1.10 -12 . . - Tính chất hóa học: Phản ứng thủy phân; tính khử (phản ứng với O 3 ; PbO 2 trong môi trờng axit; với KNO 3 , KClO 3 khi nung cùng với các chất kiềm nh KOH, K 2 CO 3 ): MnSO 4 + O 3 + H 2 O = MnO 2 + O 2 + H 2 SO 4 2MnSO 4 + 5PbO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 3Pb(NO 3 ) 2 + 2PbSO 4 + 2H 2 O 3MnSO 4 + 2KClO 3 + 12KOH = 3K 2 MnO 4 + 2KCl + 3K 2 SO 4 + 6H 2 O MnSO 4 + 2KNO 3 + 4KOH = K 2 MnO 4 + 2KNO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O MnSO 4 + 2KNO 3 + 2K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + 2KNO 2 + K 2 SO 4 + 2CO 2 - Khả năng tạo phức chất: Ion Mn 2+ có khả năng tạo nhiều phức chất nhng các phức đó thờng không bền và dễ bị nớc phân hủy. Các phức tạo ra có thể có cấu trúc bát diện (sp 3 d 2 : [Mn(H 2 O) 6 ] 2+ , [Mn(NH 3 ) 6 ] 2+ , [MnF 6 ] 4- ) hay tứ diện (sp 3 : [MnCl 4 ] 2- ). Câu hỏi 9- a) Từ cấu hình electron của Mn 2+ , hãy nhận xét chung về hoạt tính hóa học của các hợp chất Mn(II). Tại sao các hợp chất Mn(II) thể hiện tính khử yếu? b) Cho nhận xét về khả năng tạo phức chất của ion Mn 2+ . Giải thích nguyên nhân? 10- a) Mn(OH) 2 có phải là hidroxit lỡng tính không? Tính axit hay tính bazơ mạnh hơn? b) So sánh khả năng hoà tan của Mn(OH) 2 trong nớc và trong dung dịch muối amoni ở điều kiện chuẩn. Cho: Tt Mn(OH) 2 = 4,5.10 -13 ; K a (NH 4 + ) = 5,6.10 -10 . 11- Viết các phơng trình phản ứng xảy ra khi: - Để kết tủa Mn(OH) 2 ngoài không khí ẩm. - Cho Mn(OH) 2 tác dụng với Cl 2 / KOH. - Cho Mn(OH) 2 tác dụng với dd H 2 O 2 . - Đun nóng lâu Mn(OH) 2 với NaOH 50% (kq trơ) 12- Viết các ptp trong các thí nghiệm sau: a- Cho dung dịch MnSO 4 tác dụng với các dung dịch Na 2 CO 3 , dung dịch NaHCO 3 . Sử dụng ph- ơng pháp nào để thu đợc MnCO 3 tinh khiết hơn? 5 Phức chất [Mn(H 2 O) 4 Cl 2 ] b- Sục khí ozon và dung dịch muối MnSO 4 . c- Đun nóng MnSO 4 với bột PbO 2 trong môi trờng axit HNO 3 . d- Đun nóng dung dịch MnSO 4 với tinh thể (NH 4 ) 2 S 2 O 8 . e- Nung nóng chảy hỗn hợp gồm MnSO 4 với KClO 3 (hay KNO 3 ) cùng với KOH. X.4.3. Hợp chất Mn(III) Lý thuyết: - Độ bền trong các môi trờng: trong môi trờng axit, hợp chất Mn 3+ rất không bền nhng trong môi trờng kiềm là trạng thái oxi hoá bền nhất. - Tính oxi hoá - Tính khử 1- Mangan(III) oxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan. - Tính chất hóa học (Tính bazơ, tính khử) - Điều chế: 2- Mangan(III) hidroxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan. - Tính chất hóa học: - Điều chế. 3- Muối mangan(III): - Phản ứng tự phân huỷ trong nớc: 2Mn 3+ + 2H 2 O MnO 2 + Mn 2+ + 4H + - Khả năng tạo phức chất: X.4.4. Hợp chất Mn(IV): Lí thuyết 1. Cấu tạo - Cấu hình electron ion Mn 4+ : bền nhất là MnO 2 . - Số phối trí đặc trng: 6 (d 2 sp 3 ) 3. Tính chất hoá học - Tính chất lỡng tính. - Tính oxi hoá mạnh. 1- Mangan(IV) oxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan. - Tính chất hóa học của MnO 2 : phản ứng nhiệt phân, tính chất lỡng tính, tính oxi hóa mạnh, tính khử. MnO 2 + 2NaOH = Na 2 MnO 3 + H 2 O MnO 2 + 2H 2 SO 4 = Mn(SO 4 ) 2 + 2H 2 O Mn(SO 4 ) 2 + H 2 O = MnSO 4 + H 2 SO 4 + O 2 MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O 4MnO 2 + 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4 = MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O 2MnO 2 + 4KOH + O 2 = 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O 2MnO 2 + 3PbO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 3Pb(NO 3 ) 2 + 2H 2 O - Phơng pháp điều chế và ứng dụng. Mn(NO 3 ) 2 = MnO 2 + NO 2 6 t o 2KMnO 4 + 3MnSO 4 + 4KOH = 5MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2H 2 O MnSO 4 + CaOCl 2 + 2KOH = MnO 2 + CaCl 2 + K 2 SO 4 + H 2 O 2- Mangan(IV) hidroxit 3- Muối mangan(IV) Câu hỏi 13- Viết các phơng trình phản ứng chứng minh MnO 2 là một oxit lỡng tính và vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử. 14- Hoàn thành các phơng trình phản ứng điều chế MnO 2 dới đây: a) Mn(NO 3 ) 2 b) KMnO 4 + MnSO 4 + KOH c) MnSO 4 + CaOCl 2 + KOH d) Mn(OH) 2 + H 2 O 2 (đặc) X.4.5. Hợp chất Mn(VI): K 2 MnO 4 Lí thuyết 1- Đặc điểm cấu tạo, màu sắc của ion MnO 4 2- : 2- Tính chất của axit maganic H 2 MnO 4 : - Độ bền nhiệt. - Tính axit: (K 1 = 10 -1 ; K 2 = 7,1.10 -11 ). 3- Tính chất hóa học của K 2 MnO 4 : - Phản ứng tự phân hủy của ion MnO 4 2- trong dung dịch: 3MnO 2 4 + 2H 2 O 2MnO 4 + MnO 2 + 4OH - - Tính oxi hóa mạnh: K 2 MnO 4 + 2Fe(OH) 2 + 2H 2 O = MnO 2 + 2Fe(OH) 3 + 2KOH K 2 MnO 4 + 2H 2 S + 2H 2 SO 4 = MnSO 4 + S + K 2 SO 4 + 4H 2 O - Tính khử: K 2 MnO 4 + Cl 2 = KMnO 4 + KCl 4K 2 MnO 4 + O 2 + H 2 O = 4KMnO 4 + 4KOH 4- Phơng pháp điều chế và ứng dụng: Nung nóng MnO 2 với kiềm khi có mặt không khí hoặc các chất oxi hóa khác nh KClO 3 , KNO 3 : 2MnO 2 + 4KOH + O 2 = 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O MnO 2 + KNO 3 + 2KOH = 2K 2 MnO 4 + KOH + H 2 O 3MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = 3K 2 MnO 4 + KCl + 3 H 2 O Câu hỏi 15- a) Ion manganat bền trong môi trờng nào? b) Hoàn thành các ptp sau trong dung dịch: - K 2 MnO 4 + Fe(OH) 2 + H 2 O - K 2 MnO 4 + CO 2 + H 2 O - K 2 MnO 4 + Cl 2 - K 2 MnO 4 + O 2 + H 2 O Nhận xét về vai trò của K 2 MnO 4 trong mỗi phản ứng trên 7 16- Thêm từng giọt dung dịch H 2 SO 4 loãng vào dung dịch K 2 MnO 4 đến môi trờng axit; sau đó lại thêm tiếp từng giọt dung dịch NaOH đặc cho đến môi trờng kiềm rồi đun nóng. Nêu hiện tợng và giải thích bằng các phơng trình phản ứng. 17- a- Viết phơng trình p chứng minh K 2 MnO 4 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử. b- Có thể thu đợc axít manganic bằng cách cho axít sunfuric đặc tác dụng với kali manganat hay không? Giải thích? 18- Ngời ta có thể điều chế K 2 MnO 4 bằng cách nung nóng MnO 2 với KOH khi có mặt oxi không khí hoặc khi có mặt các chất oxi hóa khác nh KClO 3 , KNO 3 . Hãy viết các ptp. X.4.6. Hợp chất Mn(VII) Lí thuyết: - Độ bền nhiệt - Tính axit - Tính oxi hoá 1- Mn 2 O 7 - Trạng thái, màu sắc: là chất lỏng màu xanh thẫm. - Tính chất: tính chất của oxit axit, tính oxi hóa mạnh. - Điều chế 2- HMnO 4 : Tính axit, độ bền nhiệt. Là axit mạnh tơng đơng HCl và HNO 3 , không bền chỉ tồn tại trong dung dịch, có thể cô đặc đến 20% sau đó bị phân hủy: 4HMnO 4 = 4MnO 2 + 3O 2 + 2H 2 O 3- KMnO 4 - Đặc điểm cấu tạo, màu sắc của ion MnO 4 - . - Tính chất hóa học của KMnO 4 : - Phản ứng nhiệt phân, phản ứng phân hủy khi đun sôi với dung dịch kiềm KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (200 - 240 0 C) 4KMnO 4 + 4KOH (15%, đun sôi) = 4K 2 MnO 4 + 2H 2 O + O 2 4KMnO 4 (đặc) + 4Ba(OH) 2 (tt) = 4BaMnO 4 + 2H 2 O + O 2 + 2KOH - Tính oxi hóa mạnh trong các môi trờng: trong dung dịch KMnO 4 oxi hóa đợc muối Fe(II) thành Fe(III), H 2 SO 3 thành H 2 SO 4 , SO 2 3 - thành SO 2 4 , NH 3 thành N 2 , NO 2 thành NO 3 , HX thành X 2 , S 2 O 2 3 thành SO 2 4 , H mới sinh thành H 2 , axit oxalic thành CO 2 ở 60 o C - ứng dụng và điều chế KMnO 4 K 2 MnO 4 + Cl 2 = KMnO 4 + KCl 3K 2 MnO 4 + 4CO 2 + 2H 2 O = 2KMnO 4 + MnO 2 + 4KHCO 3 . Câu hỏi 19- a) Ion pemanganat bền trong môi trờng nào? b) Giải thích tại sao khả năng oxi hóa của ion MnO 4 lại phụ thuộc vào môi trờng? Minh họa bằng phản ứng giữa kali pemanganat với kali sunfit trong môi trờng axit, bazơ và trung tính. 8 c) Giải thích nguyên nhân gây ra màu sắc của ion pemanganat? 20- Trong môi trờng axit H 2 SO 4 loãng, KMnO 4 oxi hóa đợc muối Fe(II) thành Fe(III), H 2 SO 3 thành H 2 SO 4 , SO 2 3 - thành SO 2 4 , NH 3 thành N 2 , NO 2 thành NO 3 , HX thành X 2 , S 2 O 2 3 thành SO 2 4 , H mới sinh thành H 2 , axit oxalic thành CO 2 ở 60 o C Viết các phơng trình phản ứng. 21- So sánh sự giống và khác nhau của các hợp chất (oxit, oxiaxit, muối) với số oxi hóa +7 của mangan và clo. Giải thích tại sao lại có sự giống và khác nhau đó. 22- Nhiệt phân hoàn toàn một lợng tinh thể KMnO 4 rồi cho sản phẩm vào nớc và đem đun nóng. Nêu hiện tợng và viết các ptp. 23- Thêm từ từ từng giọt dung dịch KOH vào dung dịch KMnO 4 đến môi trờng kiềm rồi đun nóng; sau đó lại thêm tiếp từng giọt dung dịch H 2 SO 4 loãng cho đến môi trờng axit rồi đun nóng. Nêu hiện tợng và giải thích bằng các phơng trình phản ứng. 24- Nêu hiện tợng xảy ra khi cho từng giọt dung dịch KMnO 4 đến d vào: a- Dung dịch FeSO 4 + H 2 SO 4 loãng b- Dung dịch MnSO 4 Giải thích và viết ptp. 25- Tiến hành nhiệt phân KClO 3 điều chế khí oxi từ theo hai phơng pháp sau: - Nhiệt phân KClO 3 - Nhiệt phân hỗn hợp KClO 3 + KMnO 4 Hỏi phơng pháp nào xảy ra dễ hơn? Tại sao? 26-a. Xét xem ở 25 o C có thể điều chế khí clo bằng cách cho dung dịch KMnO 4 1M tác dụng với dung dịch axit HCl 0,01M đợc không? b. Trong PTN, ngời ta tiến hành điều chế khí clo từ KMnO 4 và axit HCl nh thế nào? Tại sao làm nh vậy? Cho biết : E 0 (MnO 4 / Mn 2+ ) = 1,51V; E o ( Cl 2 /2Cl - ) = 1,36V. IX.5. Các hợp chất Tc Re 1. Hợp chất Tc(VI) - Re(VI) Hợp chất (VI) của Tc và Re khá bền, ví dụ ReF 6 , ReCl 6 , ReOF 4 , ReOCl 4 , ReO 3 . Số phối trí bằng 6 (d 2 sp 3 ) hoặc 4 (d 3 s hay sp 3 ). Đối với Re còn có số phối trí 8 (d 4 sp 3 ): K 2 [ReF 8 ] Các hợp chất VI bị nớc phân huỷ mạnh: 3TcF 6 + 12H 2 O = 2HTcO 4 + Tc(OH) 4 + 18HF 3ReOF 4 + 9H 2 O = 2HReO 4 + Re(OH) 4 + 12HF Có tính khử mạnh: 4K 2 XO 4 + O 2 + H 2 O = 4KXO 4 + 4KOH 2. Hợp chất Tc(VII) - Re(VII) Độ bền tăng trong dãy Mn(VII) Tc(VII) Re(VII). IX.6. Bài tập tổng hợp 27- Cho dãy oxit và dãy hidroxit của mangan: a) MnO - Mn 2 O 3 - MnO 2 - Mn 2 O 7 b) Mn(OH) 2 - Mn(OH) 3 - Mn(OH) 4 - H 2 MnO 4 - HMnO 4 . Hãy nêu và giải thích sự biến thiên tính axit- bazơ trong mối dãy trên. 9 28- Có thể điều chế HMnO 4 bằng các phơng pháp sau đây hay không: - Cho dung dịch H 2 SO 4 tác dụng với muối pemanganat. - Sục khí CO 2 tới d vào dung dịch kali manganat. - Cho tinh thể (NH 4 ) 2 SO 4 vào dung dịch kali manganat. 29- Từ MnO 2 và các hóa chất vô cơ cần thiết, hãy điều chế: MnSO 4 ; K 2 MnO 4 ; KMnO 4 ; HMnO 4 ; Mn 2 O 7 ; Ba(MnO 4 ) 2 . 30- Viết các phơng trình điều chế clo sau: a) KMnO 4 + HCl b) K 2 Cr 2 O 7 + HCl c) PbO 2 + HCl Hãy cho biết điều kiện và phạm vi ứng dụng của các phản ứng trên. Muốn điều chế một lợng nhỏ khí clo nên dùng phản ứng nào? Tại sao? Cho các giá trị thế điện cực dới đây: MnO 4 /Mn 2+ = 1,52V; Cr 2 O 2 7 /Cr 3+ = 1,33V; PbO 2 /Pb 2+ =1,46V; Cl 2 /2Cl - = 1,36V. 31. Hoàn thành sơ đồ phản ứng (ghi rõ điều kiện nếu có): MnSO 4 Mn(OH) 2 MnO 2 K 2 MnO 4 KMnO 4 MnSO 4 MnO 2 32. Hãy giải thích tại sao trong phép chuẩn độ pemanganat (ví dụ chuẩn độ axit oxalic trong môi trờng axit sunfuric) ngời ta luôn để KMnO 4 ở trên buret? Có thể để KMnO 4 ở trong bình lắc tam giác đợc không? Tại sao? Phân công chuẩn bị: Nhóm 1 (câu 1- 8) Nhóm 2 (câu 9- 16) Nhóm 3 (câu 17- 24) Nhóm 4 (câu 25 32). 10 . Đặc biệt khi có lẫn tạp chất nh cacbon, Mn dễ bị nớc và không khí ẩm ăn mòn. Tuy nhiên, sản phẩm Mn(OH) 2 ít tan đã làm cho quá trình phản ứng chỉ diễn ra