Chuyên đề xây DỰNG hệ THỐNG câu hỏi và bài tập NHÓM VIIB và VIIIB h07

CHUYÊN ĐỀ DHBB XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VII.B VÀ VIII.B NĂM HỌC 2019-2020 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.1.1 Thực trạng Q trình vận dụng kiến thức thơng qua tập có nhiều hình thức phong phú đa dạng Thông qua tập, giáo viên đánh giá khả nhận thức, khả vận dụng kiến thức học sinh, thông qua việc giải tập mà kiến thức củng cố khắc sâu, xác hố, mở rộng nâng cao, đồng thời bồi dưỡng lực tư sáng tạo cho học sinh Trong tài liệu hành chủ yếu tài liệu cho học sinh ôn luyện thi đại học cao đẳng, tài liệu dành cho học sinh giỏi, học sinh chun đặc biệt tài liệu dành cho thi HSG Quốc gia, Quốc tế thực q ít, với mơn Hóa học khơng nằm ngồi bối cảnh khó khăn chung đó, thiếu hệ thống loại chuyên đề bồi dưỡng gây rời rạc tính kế thừa Trong tài liệu hành dành cho học sinh giỏi, học sinh chun khơng có nhiều câu hỏi tập nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Đồng thời, phần kiến thức mà đề thi HSG Quốc Gia, Quốc tế hàng năm lại chiếm tỉ lệ lớn nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Từ khó khăn vừa mang tính chủ quan, vừa mang tính khách quan nêu trên, tơi thiết nghĩ cần có chuyên đề bồi dưỡng để tổng hợp lại dạng tập kỳ thi học sinh giỏi để tạo thuận lợi việc giảng dạy giáo viên học tập học sinh 1.1.2 Ý tưởng Xuất phát từ vấn đề khó khăn nêu trên, qua kinh nghiệm thực tế giảng dạy với mong muốn góp phần vào việc nâng cao chất lượng giảng dạy mơn Hóa học, tơi mạnh dạn trình bày chun đề “Xây dựng hệ thống câu hỏi tập nhóm VII.B VIII.B” với tập lựa chọn từ nhiều nguồn khác mang tính cập nhật từ kì thi nước quốc tế với mong muốn phần làm giảm khó khăn đó, thơng qua số ví dụ cụ thể dạng tập có lời giải khơng có lời giải, nhằm giúp cho học sinh rút kinh nghiệm, rèn luyện kĩ làm bài, đồng thời để góp phần nâng cao hiệu giảng dạy trường trung học phổ thơng Chun 1.2 Mục đích đề tài Nguyên cứu hệ thống hóa lý thuyết nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Xây dựng hệ thống câu hỏi tập theo dạng, đơn vị kiến thức đáp án câu hỏi, tập Tạo nguồn tài liệu nguyên tố nhóm VII.B VIII.B có chất lượng để phục vụ cơng tác bồi dưỡng HSG thân, đồng thời chia sẻ với đồng nghiệp để hoàn thiện 1.3 Nhiệm vụ Nghiên cứu chương trình hóa học phổ thơng nâng cao chun hóa học, phân tích đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực, cấp quốc gia, quốc tế sâu nội dung liên quan đến dạng tập nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Hệ thống hóa lý thuyết nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Sưu tầm, lựa chọn tài liệu giáo khoa, sách tập cho học sinh, tài liệu tham khảo Các đề thi học sinh giỏi cấp có nội dung liên quan; phân loại, xây dựng tập lí thuyết tính tốn Đề xuất phương pháp xây dựng sử dụng hệ thống tập dùng cho việc giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi cấp trường THPT chuyên 1.4 Giả thuyết khoa học Nếu giáo viên giúp học sinh nắm vững vấn đề lí thuyết xây dựng hệ thống tập chất lượng, đa dạng, phong phú đồng thời có phương pháp sử dụng chúng cách thích hợp nâng cao hiệu trình bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT Chuyên, học sinh phát huy tính tích cực, tư sáng tạo tăng niềm đam mê nghiên cứu khoa học 1.5 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu thực tiễn dạy học bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học trường THPT Chuyên Nghiên cứu tài liệu phương pháp dạy học hóa học, tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi, đề thi học sinh giỏi,… Thu thập tài liệu truy cập thông tin internet có liên quan đến chuyên đề Đọc, nghiên cứu xử lý tài liệu 1.6 Điểm chuyên đề - Chuyên đề xây dựng hệ thống lí thuyết có mở rộng nâng cao đầy đủ, hệ thống tập lí thuyết tập tính tốn có phân loại rõ ràng dạng để làm tài liệu phục vụ cho học sinh giáo viên trường chuyên học tập, giảng dạy, ơn luyện, bồi dưỡng kì thi học sinh giỏi cấp làm tài liệu học tập cho học sinh Ngồi ra, chun đề tài liệu tham khảo mở rộng nâng cao cho giáo viên mơn hóa học học sinh u thích mơn hóa học nói chung - Chuyên đề mở rộng hướng sang dạng tập tinh thể, phức chất phần thực hành – chuẩn độ tạo phức để giúp học sinh có tầm nhìn bao qt rèn kĩ thí nghiệm tốt - Đề xuất phương pháp xây dựng sử dụng có hiệu hệ thống tập hóa học 1.7 Cấu trúc đề tài Tổng quan kiến thức nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Hệ thống câu hỏi dạng lý thuyết nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Hệ thống câu hỏi dạng tập nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Một số thực hành có liên quan đến nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Phần NỘI DUNG 2.1 Tổng quan kiến thức nguyên tố nhóm VII.B VIII.B 2.1.1 Các nguyên tố nhóm VII.B ( Mangan – Tecnexi – Reni) 2.1.1.1 Nhận xét chung nguyên tố nhóm VII.B (1) Ba nguyên tố Mn (mangan), Tc (tecnexi), Re (reni) thuộc họ d chu kỳ 4, 5, thuộc bảng tuần hoàn a Mangan Silơ tìm năm 1774, nguyên tố nhân tạo Tecnexi tổng hợp vào năm 1973 nhà khoa học Italia Perie Segro chiếu chùm đơteri vào molipden Reni hát vào năm 1925 liên quan đến tên tuổi nhà bác học Đức W.Noddak, I.Noddak, O.Berg b Nguyên tử khối, số thứ tự nguyên tố, phân bố electron trạng thái hóa trị ba nguyên tố trên: Bảng Bảng nguyên tử khối, số thứ tự nguyên tố, phân bố electron trạng thái hóa trị Nguyê n tố Manga n Kí hiệu Mn ST T 25 55,938 Tecnexi Tc 43 [99] Reni 75 186,21 8 8 3 Re NTK Phân bố electron Hóa trị I, II, III, IV, V, VI, VII IV , VI, VII I, II, III, IV, V, VI, VII (2) a Cả ba nguyên tố có số electron phân bố sau: (n-1)d5 ns2 (n-1)d5 ns2 np b Mn, Tc, Re nguyên tố đa hóa trị gây electron hóa trị Bậc oxi hóa đặc trưng Mn +2, +4 +7, ngồi tạo hợp chất ứng với bậc oxi hóa +3, +4 +6 Bậc oxi hóa đặc trưng Te, Re +7 Khi theo chiều tăng bậc oxi hóa, khuynh hướng tạo anion phức tăng lên, khuynh hướng tạo cation phức giảm xuống (3) a Tương tự halogen – đặc biệt clo – Mn Re tạo hợp chất Mn2O7 Re2O7 có tính chất tương tự Cl2O7; muối pemanganat (MnO4-) renat (ReO4-) đồng hình với muối perclorat (ClO4-); hai axit pemanganic (HMnO4) axit percloric (HClO4) axit đơn chức có tính oxi hóa mạnh b Trong số hợp chất mangan, có số giống hợp chất crom sắt Mangan crom tạo oxit có số oxi hóa thấp (tính bazơ) trioxit (tính axit) Muối cromat (CrO42-) đồng hình với muối manganat (MnO4-) Mangan tạo nên phèn tương tự phèn sắt K 2SO4.Mn2(SO4)3 24H2O dạng muối kép (NH4)2SO4.MnSO4.6H2O tương tự muối kép sắt (II) Ngồi mangan tạo oxit MnO, Mn2O3, Mn3O4(MnO.Mn2O3) tương tự oxit sắt (4) Bảng Một số đặc điểm Mn, Tc, Re Electron hóa trị Bán kính nguyên tử (A0) Bán kính ion M2+ (A0) Bán kính ion M3+ (A0) Bán kính ion M4+ (A0) Bán kính ion M7+ (A0) Thế ion hóa I1 (eV) Mn 3d54s2 1,30 0,91 0,70 0,52 0,46 7,34 Tc 4d55s2 1,36 0,95 0,72 0,57 7,23 Re 5d56s2 1,37 0,72 0,57 7,87 Bán kính nguyên tử tăng từ Mn đến Re, không đáng kể, đặc biệt chuyển từ Tc đến Re, Tc Re có tính chất gần so với Mn (5) Sơ đồ điện cực Mn Re a Trong môi trường axit MnO4+0,56 MnO42- MnO43- +0,27 +4,27 +2,27 MnO2 Mn3+ +0,95 Mn2+ +1,5 +1,23 Mn -1,15 +1,7 ReO4- +0,77 ReO3 +0,51 +0,63 ReO2 +1,51 +0,12 +0,3 Re3+ Re0 +0,26 +0,51 ReCl62+0,37 b Trong môi trường bazơ MnO4Mn +0,56 MnO42- MnO43- MnO2 Mn2O3 Mn(OH)2 +0,96 +0,15 -0,25 -1,51 +0,27 +0,62 -0,05 +0,60 +0,34 ReO4Re0 -0,89 ReO -0,446 ReO 2.2H2O -0,333 -1,25 -0,594 Re 2O3 -0,56 -0,584 (6) Về mặt cấu tạo, dạng thù hình mangan kết tinh theo kiểu lập phương; reni kết tinh theo kiểu lục phương Ví dụ: dạng thù hình - Mn tồn 1070 -11300C có dạng cấu trúc mạng lập phương tâm diện có cạnh  = 3,862 A0, theo dạng cấu trúc Cu Còn thù hình  - Mn theo dạng  - Fe, nghĩa kết tinh theo kiểu lập phương tâm khối có cạnh  = 3,081 A0 2.1.1.2 Trạng thái tự nhiên thành phần đồng vị (1) *Khoáng vật chủ yếu mangan pirolusit (MnO 2); ngồi số khống vật khác có chứa mangan bronit (Mn 2O3); manganit Mn2O3.H2O sunfua MnS; MnS2 *Tecnexi nguyên tố nhân tạo *Lượng reni vỏ đất có Quặng giàu reni molipdenit chứa khoảng 2.10-3 % khối lượng (2) *Trong thể người, mangan có khoảng 4.10 -4 % tim, gan tuyến thượng thận, ảnh hưởng đến trưởng thành thể tạo máu *Trong nước biển có chứa mangan, đáy biển có lượng lớn mangan (3) Hàm lượng kim loại Mặt Trăng tàu vũ trụ Apolo tàu Luna có giá trị sau: Bảng Hàm lượng trung bình Mn, Tc, Re Mặt Trăng Nguyên tố Mn Tc Re Hàm lượng trung bình (số gam/1 g mẫu đá) Apolo – 11 Apolo - 12 Luna – -3 -3 1,9.10 1,9.10 -6  0,01.10 - (4) *Mangan có nhiều đồng vị từ 49Mn đến 57Mn, có 55Mn đồng vị thiên nhiên chiếm 100% Đồng vị phóng xạ bền 53Mn có chu kỳ bán hủy 14 năm bền 49Mn có chu kỳ bán hủy 0,4 giây *Tecnexi nguyên tố nhân tạo, đồng vị có tính phóng xạ, số đồng vị 99Tc bền có chu kỳ bán hủy 2,12.105 *Reni có 14 đồng vị Các đồng vị thiên nhiên (62,93%); lại đồng vị phóng xạ 185 Re (37,07%); 187 Re 2.1.1.3 Điều chế Mn, Tc, Re (1) *Mangan điều chế phương pháp nhiệt nhôm từ oxit MnO Mn3O4 t0 3Mn3O4 +8Al  4Al2O3 + 9Mn *Mangan điều chế phương pháp nhiệt silic t0 MnO2 + Si  Mn + SiO2 *Trong công nghiệp, mangan điều chế cách dùng cabon để khử oxit mangan lò điện *Mangan điều chế phương pháp điện phân dung dịch muối sunfat *Mangan tinh khiết điều chế cách điện phân dung dịch MnCl với catot thủy ngân Mangan hòa tan thủy ngân tạo hỗn hống Mn-Hg Chưng cất hỗn hống chân không, tách Mn thu hồi lại Hg (2) *Người ta điều chế lượng nhỏ tecnexi (vài mg) lò phản ứng hạt nhân bắn phá oxit molipđen notron +  +   + - *Cũng điều chế lò phản ứng hạt nhân phân hạch urani (3) Người ta điều chế reni cách dùng H để khử amoni renat nhiệt độ cao t0 2NH4ReO4 + 4H2  2Re + N2 + 8H2O 2.1.1.4 Tính chất lý học Mn, Tc, Re (1) *Tùy theo phương pháp điều chế, mangan tạo bốn dạng thù hình *Mangan điều chế phương pháp nhiệt nhôm, tồn hai dạng  - Mn  - Mn Dạng  - Mn tồn nhiệt độ thường có khối lượng riêng 7,21 g/cm3 Dạng  - Mn tồn nhiệt độ cao 742 – 1070 0C có khối lượng riêng 7,29 g/cm3 *Nếu mangan kết tủa phương pháp điện phân, mangan tồn dạng  - Mn, bền khoảng 1070 – 11300C, có khối lượng riêng 7,21 g/cm3 Dạng thù hình tồn nhiệt độ cao 11300C dạng  - Mn  - Mn Tồn tại: Nhiệt độ thường  - Mn 742 -10700C  - Mn 1070-11300C  - Mn >11300C *Các dạng  - Mn  - Mn cứng giòn; dạng  - Mn mềm dẻo *Mn, Re có màu trắng bạc, Tc có màu xám *Một số số vật lý Mn, Tc, Re Bảng Một số số vật lý quan trọng Mn, Tc, Re Tính chất Khối lượng riêng (g/cm3) Nhiệt độ nóng chảy (tnc0C) Nhiệt độ sôi (ts0C) Độ âm điện Mn 7,4 1244 2120 1,5 Tc 11,5 2700 4900 1,9 Re 21 3180 5670 1,9 (2) *Một lượng lớn mangan dùng để điều chế hợp kim fero – mangan (60% - 90% Mn; 40% - 10% Fe) khử hỗn hợp sắt quặng mangan Loại hợp kim bền cứng, thường dùng làm ổ bi, phận máy nghiền làm đường ray xe lửa Người ta dùng hợp kim mangan để điều chế trực tiếp gang trắng lò cao Hợp kim bronzơ – mangan (95%Cu 5%Mn) có độ bền học cao *Reni dùng cơng nghiệp điện có độ dẫn điện cao ( ớn Hg 4,5 lần thấp W) nguyên liệu tốt để làm dây tóc bóng đèn điện, bền W Hợp kim Re Pb dùng làm pin nhiệt điện Ngoài reni làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học hữu 2.1.1.5 Tính chất hóa học Mn, Tc, Re Hoạt tính hóa học kim loại nhóm giảm dần từ Mn đến Re khả phản ứng chất giảm dần (1) *Mangan reni khơng phản ứng trực tiếp với hidro, khí H tan mangan nóng chảy (70 – 100 cm3 H2 100 g Mn nhiệt độ 12440C) *Reni khơng hòa tan khí H2 (2).*Trong khơng khí, mangan dạng khối rắn, khơng bị oxi hóa, đun nóng bao bọc lớp oxit mỏng bảo vệ cho kim loại; trạng thái vụn lại dễ bị oxi hóa hơn; mangan khó phản ứng với oxi, tạo Mn3O4 9400C 3Mn + 2O2  Mn3O4 Khi đun nóng bột reni khí oxi 3000C tạo oxit Re2O7 - Hòa tan lượng mẫu muối Fe(II) vào dung dịch nước cất Đem oxi hóa hồn tồn Fe2+ Fe3+ HNO3 , dung dịch nóng 3Fe2+ + HNO3 +3H+ = 3Fe3+ + 2H2O + NO - Kết tủa hồn tồn Fe3+ dạng kết tủa vơ định hình Fe(OH) thuốc thử NH3 dung dịch nóng Fe3+ + NH3 + H2O = Fe(OH)3 + NH4+ - Lọc, rửa kết tủa, sấy nung nhiệt độ 850oC khoảng 1giờ 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O %Fe = f 100 f = 0.7 a: khối lượng dạng cân G: số gam mẫu cân f: hệ số chuyển đổi 2- Điều kiện xác định - Khi hòa tan mẫu cần tẩm trước H2SO4 đặc để tránh thủy phân - Làm kết tủa: kết tủa Fe(OH)3 NH3 đặc 10%, pH=34 Đây kết tủa vơ định hình nên phải tuân thủ đầy đủ điều kiện sau: dung dịch nóng, thuốc thử đặc, dung dịch đặc, thuốc thử cho nhanh, khuấy nhẹ, đun nóng già dung dịch để kết tủa vón rễ lọc rửa - lọc, rửa kết tủa: lọc kết tủa điều kiện dung dịch nóng (phương pháp lắng gạn) Rửa kết tủa vài lần đầu NH 4NO3 1% chất điện ly mạnh (để tránh tượng keo hóa kết tủa, khó lọc rửa) - Nung kết tủa: nung kết tủa 850 oC dạng cân Fe2O3 tránh nung nhiệt độ cao sinh Fe3O4 gây sai số 6Fe2O3 4Fe3O4 + O2 3- Quy trình xác định Cân xác 0.2000g mẫu FeSO4.7H2O Tẩm ướt mẫu vài ml H2SO4 đặc, dằm nhẹ mẫu, dùng nước cất để hòa tan mẫu chuyển vào cốc thủy tinh chịu nhiệt 250ml, thêm nước cất tới thể tích khoảng 100ml - Làm kết tủa Fe(OH)3: Khuấy nhẹ, đun nóng già dung dịch kết tủa vón + NH3 10% dd hóa vàng (pH=34)+12ml NH3 + giọt MO 0.1% + 23ml HNO3 1/1 sôi phút, để nguội bớt 100ml dung dịch mẫu vừa hòa tan - Lọc kết tủa qua giấy lọc băng vàng(hoặc băng đỏ, trước lọc cần phải tẩm ướt giấy lọc nước cất sôi) - Rửa kết tủa vài lần đầu NH4NO3 1% (đã kiềm hóa NH3) - Sau rửa nước cất nóng tới ion Cl- (thử AgNO3) - Dùng giấy lọc ướt để lau đũa cốc thủy tinh chuyển vào phễu lọc - Chuyển giấy lọc có chứa kết tủa vào chén nung biết trước khối lượng - Đem hóa tro giấy lọc trước cửa lò nung - Nung kết tủa 850oC - Lấy để nguội bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng đem cân - Tính kết Bài thực hành số Quy trình phân tích crom mẫu thép khơng gỉ chứa Fe, Cr Mn tiến hành sau: Pha dung dịch chuẩn FeSO4: Hòa tan 11,0252 gam muối Mohr ( FeSO 4.(NH4)2SO4.6H2O) vào bình định mức 250ml có H2SO4 định mức đến vạch nước cất Tính nồng độ mol dung dịch FeSO4 thu được? Chuẩn hóa dung dịch KMnO4: Lấy 25,0 ml dung dịch FeSO4 vừa pha chế cho vào bình nón, thêm ml dung dịch H3PO4 đặc( để tạo phức không màu với Fe 3+), chuẩn độ dung dịch thu dung dịch KMnO4 thấy vừa hết 24,64 ml Tính nồng độ mol dung dịch KMnO4 Chuẩn bị mẫu: Hòa tan 0,2800 gam mẫu thép dung dịch hỗn hợp H 3PO4 H2SO4 đặc, đun nóng thu dung dịch suốt màu xanh (khi đó, Fe  Fe3+; Cr  Cr3+; Mn  Mn2+) Làm lạnh dung dịch đến nhiệt độ phòng Thêm ml dung dịch AgNO 1%, 20 ml dung dịch (NH4)2S2O8 20% Sau vài phút dung dịch có màu hồng( pesunfat oxi hóa Mn 2+  MnO4-; Cr3+  Cr2O72-; Ag+ đóng vai trò làm xúc tác) Đun sơi dung dịch để phân hủy hết ion pesunfat dư ( sinh SO42- O2) Thêm từ từ giọt HCl đặc đến dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu vàng( HCl phản ứng chọn lọc với MnO4-) Sau kết thúc phản ứng thấy có kết tủa trắng đáy bình Viết phương trình phản ứng Cr3+, Mn2+ với S2O82- môi trường axit Viết phương trình phản ứng loại MnO4- dung dịch HCl đặc Hãy cho biết kết tủa trắng chất gì? Được tạo thành nào? Tiến hành chuẩn độ: Chuyển dung dịch thu vào bình định mức 250 ml định mức đến vạch nước cất dung dịch A Lấy 50 ml dung dịch A cho vào bình nón, thêm tiếp 25,0 ml dung dịch FeSO Lượng FeSO4 dư chuẩn độ dung dịch KMnO chuẩn hóa thấy vừa hết 19,89 ml Viết phương trình phản ứng Fe2+ với Cr2O727 Tính thành phần phần trăm Cr mẫu thép? Hướng dẫn Số mol FeSO4 = 11,0252 / 392 Nồng độ mol FeSO4 0,1125M  Phương trình phản ứng: 5Fe2+ + MnO4 + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Nồng độ mol KMnO4 (0,1125.25)/(5.24,64) = 0,02283M Phương trình phản ứng là: 2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O  Cr2O72- + 6SO42- + 14H+ 2Mn2+ + 5S2O82- + 8H2O  2MnO4- + 10SO42- + 16H+ 10Cl- + 2MnO4- + 16H+  2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O Kết tủa trắng thu AgCl, tạo thành khử hết MnO 4-, lượng HCl dư phản ứng với Ag+ 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+  6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O Số mol Cr2O72-(A) = 5.(0,025.0,1125 – 5.0,01989 0,02283)/ Thành phần % khối lượng Cr mẫu thép 16,78% Bài thực hành số 4: ( Trích đề chuẩn bị thi Olympic quốc tế lần thứ 30) Câu 1: Tổng hợp [Co(NH3)5Cl]Cl2 đồng phân [Co(NH3)5ONO]Cl2 [Co(NH3)5NO2]Cl2 a) Điều chế [Co(NH3)5Cl]Cl2 Hòa tan 10.0 g amoni clorua 60 mL nước amoniac đặc (CẨN THẬN!) erlenmeyer 500 mL Trong khuấy liên tục dung dịch với máy khuấy từ, thêm vào lượng nhỏ 20 g bột coban clorua hidrat (ngậm phân tử nước) tán nhuyễn (COI CHỪNG: tránh để bột phơi Nghiền cẩn thận tủ hút) Vẫn liên tục khuấy chất bột nhão màu nâu, thêm từ từ 16 mL hidro peoxit 30 % (CẨN THẬN!) từ phễu nhỏ giọt Khi kết thúc sủi bọt, thêm từ từ 60 mL HCl đậm đặc Tiếp tục khuấy bếp đun, giữ nhiệt độ khoảng 85oC 20 phút; hạ xuống nhiệt độ phòng lọc lấy kết tủa [Co(NH 3)5Cl]Cl2 Rửa vài lần với 40 mL nước đá, với 40 mL HCl M lạnh Sấy khơ sản phẩm lò 100oC vài Thu khoảng 18 g sản phẩm màu tím Phức kết tinh lại nước nóng để có tinh thể màu tím xẫm với hiệu suất cao, khơng cần thiết cho trình tổng hợp tiếp sau b) Điều chế [Co(NH3)5ONO]Cl2 [Co(NH3)5NO2]Cl2 Hoà tan 10 g [Co(NH3)5Cl]Cl2 dung dịch gồm 15 mL nước amoniac đặc (CẨN THẬN!) 160 mL nước vừa khuấy vừa đun Lọc bỏ lượng chút coban oxit kết tủa có, làm lạnh nước lọc xuống khoảng 10oC Chuẩn độ dung dịch, làm lạnh liên tục, với HCl M đến cho phản ứng trung tính với quỳ Dung dịch đổi thành màu đỏ rượu vang Hòa tan 10,0 g natri nitrit dung dịch, thêm 10 mL HCl M Để dung dịch chậu nước đá khoảng một, hai lọc lấy kết tủa gồm tinh thể màu hồng [Co(NH3)5ONO]Cl2 Rửa với 50 mL nước đá, với 50 mL etanol, để khơ khơng khí nhiệt độ phòng Thu khoảng g sản phẩm Để chỗ mát có bóng tối Sau thời gian, đồng phân hóa từ đồng phân nitrit thành đồng phân nitro từ từ xảy Để điều chế mẫu tinh khiết đồng phân nitro, hòa tan 4,0 g [Co(NH3)5ONO]Cl2 40 mL nước nóng chứa vài giọt nước amoniac, vừ thêm, vừa làm lạnh, 40 mL HCl đậm đặc Làm lạnh dung dịch chậu nước đá lọc lấy [Co(NH3)5NO2]Cl2 màu cam Rửa sản phẩm với 25 mL etanol để khô không khí nhiệt độ phòng Thu khoảng 3,5 g sản phẩm màu vàng cam Câu 2: Tách riêng coban niken sắc kí trao đổi anion chuẩn độ EDTA kim loại Coban niken tách riêng cột trao đổi anion bazơ mạnh (dạng clorua) cách rửa với HCl M HCl HCl M Trong HCl M, niken không tạo phức clo anion coban tạo phức; từ đó, Niken rửa trơi Trong HCl M, phức clo anion coban có màu xanh phân li để tạo thành cation coban hidrat hóa có màu hồng, bị trôi Sau tách, kim loại chuẩn độ gián tiếp với EDTA chuẩn để định lượng; lượng dư EDTA thêm vào EDTA chưa phản ứng ứng chuẩn độ lại với dung dịch kẽm chuẩn dung dịch axit, dùng chất thị xilenol cam Giai đoạn tách: Ni2+ + Cl – Co2+ + Cl – NiCI + CoCl42- Chuẩn độ: Co 2+ + H2Y 2- CoY 2- + 2H + Ni 2- + H2Y 2- NiY 2- + 2H + H2Y 2- + Zn 2+ ZnY 2- + 2H + (chuẩn độ lại) Điểm dừng: H4In + Zn 2+ ZnIn 2- + 4H + vàng-lục đỏ-tím Hóa chất cần thiết Hóa chất NaOH 3M, HCl 9M, HCl 3M, chất thị màu xilenol cam 0,5% (khối lượng/thể tích) etanol 10% (0,5 g hòa tan 10 mL etanol pha loãng đến 100 mL với nước cất), kẽm dạng hạt, phenolptalein 0,2% 90% etanol, hexamin (hexametylentetramin), nhựa trao đổi anion Dowex 1-X8 (dạng clorua) tương tự Dung dịch EDTA chuẩn 0,01 M Điều chế từ Na2H2Y.2H2O sấy khô 80oC làm nguội tủ sấy cách cân khoảng 1,9 g (đọc đến số milligam gần nhất), hòa tan nước cất khử ion, pha loãng đến 500,0 mL ống đong Tính nồng độ mol phân tử Dung dịch kẽm 0,01 M chuẩn Cân xác khoảng1 0,33 g kẽm tinh khiết dạng hạt (đọc xác số đo đến 0,1 mg gần nhất) cho vào cốc 400-mL Không dùng bột kẽm Để có độ xác cao, viên kẽm xử lí với HCl M để loại bỏ lớp màng kẽm oxit có Gạn bỏ axit rửa kẽm nhiều lần với nước Sau đó, rửa vài lần với etanol sau với ete tủ hút (DỄ CHÁY) Sấy khô hạt kẽm trước cân Hòa tan với lượng tối thiểu HCl cần thiết Đun cách thủy để giúp hòa tan nhanh chóng Đậy kính thủy tinh suốt q trình hòa tan Sau kẽm tan hết, rửa nước cất giọt nước đọng kính thủy tinh cho vào cốc, rửa phía ngồi cốc rót vào ống đong 500-mL Pha loãng đến 500 mL nước cất Tính nồng độ mol phân tử dung dịch Tiến hành Chuẩn bị cột trao đổi ion Chuẩn bị buret 50-mL có bơng thủy tinh đáy buret để chặn nhựa Thêm vào nhựa trao đổi anion Dowex 1-X8 (sệt, dạng clorua) HCl M vào buret đến cột nhựa có chiều cao khoảng 15-20 cm Không để mức chất lỏng xuống mức nhựa Giữ khoảng mL chất lỏng phía nhựa Rửa cột hai lần, lần với 10-mL HCl M với lưu lượng khoảng mL phút Cột xẫm màu đơi chút xử lí với HCl, trở lại màu bình thường rửa nước Để lại 2–3 cm HCl phía mức nhựa Tách hỗn hợp chưa biết Nhận mẫu chưa biết ống đong 50-mL Pha loãng theo thể tích với HCl M HCl Mẫu chưa biết chứa khoảng mmol niken(II) coban(II) HCl M Dùng pipet mL dung dịch mẫu chưa biết vào cột Rửa giải (elute: rửa phân tích) niken với khoảng 75 mL HCl M thêm vào 15-mL lần, với lưu lượng (tốc độ chảy) khoảng 1-2 mL phút Thu Cân xác khoảng 0,33g: Cân khoảng 0,33g phải đọc số đo thật xác theo giả thiết vào erlenmeyer 250-mL Phức NiCl+ màu vàng lục nhạt chảy qua cột làm cho nhựa trao đổi ion xẫm màu Dải màu xanh lam coban (nhưng xuất hiên thành màu lục nhựa màu vàng) di chuyển đoạn xuống phía cột Trong mẫu thử rửa giải, nên tiến hành chuẩn độ thử trình bày Sau toàn niken rửa giải trước dải coban trôi xuống cuối cột, ngưng cho dung dịch vào cột thay erlenmeyer thu dung dịch rửa erlenmeyer khác Rửa giải coban với khoảng năm lần, lần 10-mL, dung dịch HCl M HCl, với lưu lượng mL phút Khi HCl loang cột, phức CoCl 42- phân li chuyển thành màu hồng Co 2+ Sau coban rửa giải hết, ngưng thêm dung dịch vào cột tiến hành chuẩn độ kim loại riêng biệt (Có thể phải rửa giải thêm lần cuối với nước để đảm bảo thu hết toàn coban.) Chuẩn độ Ccoban niken Cho bay cẩn thận mẫu thu đến gần khô bếp điện (TỦ HÚT) Làm nguội pha loãng với 50 mL nước cất khử tách ion Trong mẫu bay hơi, trước chuẩn độ mẫu chưa biết, tiến hành chuẩn độ thử một, hai lần với dung dịch coban niken chuẩn bị sẵn Chuẩn độ gián tiếp dung dịch niken coban sau Trung hòa dung dịch đến điểm dừng phenolptalein với NaOH 3M, tránh dùng dư NaOH Thêm giọt HCl 6M vừa đủ để màu đỏ chất thị Thêm tiếp 25,00 mL EDTA 0,01 M chuẩn vào cốc, thêm năm giọt HCl M, g hexamin, bốn giọt chất thị xilenol màu cam Dung dịch đệm pH 5-6 nhờ hexamin Nếu dung dịch có màu đỏ-tím, đun nhẹ dung dịch thêm vào 10,00 mL EDTA Chuẩn độ lại với dung dịch kẽm 0,01 M tiêu chuẩn chất thị đổi màu từ vàng-lục sang đỏ-tím Cách tính Từ số milimol EDTA dùng số milimol EDTA dư tìm chuẩn độ lại, tính cho biết số milimol niken coban có mẫu chưa biết Bài thực hành số 2: ( Trích đề thi Olympic quốc tế lần thứ 39) PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ XÁC ĐỊNH Fe Ở CÁC TRẠNG THÁI OXI HÓA KHÁC NHAU Một số phương pháp xác định Fe trạng thái oxy hóa +2 +3 thảo luận tập 12 Bạn mời thử thêm phương pháp để giải tập thực nghiệm Thuốc thử dung dịch cần thiết KIO3 (R9, R22, R36/37/38, S35) Axit Ascorbic, rắn KI (R36/38, R42-43, R61, S26, S36/37/39, S45) HCl (R34, R37, S26, S36, S45), đặc 2M HNO3 (R8, R35, S1/2, S23, S26, S36, S45), đặc Axit sunfo salicylic 25 % Dung dịch NH3 10% (R10, R23, R34, R50, S1/2, S16, S36/37/39, S45, S61) Dung dịch EDTA chuẩn khoảng 0,05M )(R36, S26), nồng độ xác cho sau Chuẩn bị dung dịch chuẩn KIO3 1.1 Tính khối lượng KIO3 xác đến 0,0001 g cần thiết để chuẩn bị 200,0 mL dung dịch KIO3 0,01000 M 1.2 Dùng cân phân tích lấy xác lượng KIO Lượng KIO3 khác so với tính tốn không 0,05 g phải cân với độ xác 0,0001 g 1.3 Chuyển lượng KIO3 sang bình định mức 200,0 mL, hòa tan nước, pha lỗng đến vạch định mức trộn 1.4 Tính tốn xác nồng độ mol/L dung dịch vừa pha Chuẩn bị dung dịch chuẩn độ - axit ascorbic 2.1 Tính khối lượng axit ascorbic với độ xác đến 0.01 gam cần thiết để pha 200 mL dung dịch nồng độ 0,1 M 2.2 Dùng cân kĩ thuật cân Lượng cân khác so với lượng tính tốn khơng q 0,05 g 2.3 Hòa tan lượng axit ascorbic cân vào khoảng 200 mL nước, trộn đều, chuyển dung dịch sang lọ dùng nút đóng chặt Chuẩn hóa dung dịch axit ascorbic 3.1 Đổ đầy vào buret dung dịch axit ascorbic 3.2 Dùng pipet chuyển 10,00 mL dung dịch chuẩn KIO3 sang bình nón (Erlen), thêm 20 mL dung dịch KI 5% mL dung dịch HCl 2M 3.3 Chuẩn độ hỗn hợp với axit ascorbic đến màu Iot biến Chú ý: chuẩn độ Iot với dung dịch chất khử, hồ tinh bột thường thêm vào chất thị Ở khơng khun làm tốc độ phản ứng giảm mạnh có hồ tinh bột 3.4 Lặp lại phép chuẩn độ đến thu thể tích dung chuẩn độ khác khơng q 0,10 mL 3.5 Tính trung bình thể tích dung chuẩn độ 3.6 Tính nồng độ mol/L axit ascorbic Câu hỏi Viết cân tất phương trình xảy q trình chuẩn hóa dung dịch axit ascorbic Biết axit ascorbic C 6H8O6 bị oxi hóa thành axit dehydro ascorbic C6H6O6 KIO3 KI dư dùng chất chuẩn để chuẩn hóa HCl Phương pháp tương tự phương pháp mô tả trường hợp không thêm HCl vào dung dịch chuẩn độ Những chất dùng làm thị cho phép chuẩn độ này? a Hồ tinh bột b Axit sunfosalicylic c Metyl da cam d Metyl da cam + Na2S2O3 dư Xác định Fe(III) phép chuẩn độ ascorbic Lấy dung dịch mẫu chứa Fe(II) Fe(III) (trong bình định mức 100,0 mL) từ người hướng dẫn bạn Pha loãng dung dịch vạch định mức nước trộn Đổ đầy buret dung dịch chuẩn axit ascorbic Dùng pipet cho 10,00 mL dung dịch mẫu vào bình nón (erlen) 100 mL, thêm 40 mL nước đun nóng gần sơi Thêm 4-5 giọt axit sunfosalicylic 25% với vai trò chất vào hỗn hợp dung nóng Chuẩn độ dung dịch dung dịch ascorbic đến màu tím biến Trong trình chuẩn độ đặc biệt gần điểm kết thúc, dung dịch phải nóng Bạn cần phải đun nóng thêm cần thiết Gần điểm kết thúc, axit ascorbic nên thêm từ từ Lặp lại thí nghiệm đến khí thu thể tích dung dịch dùng để chuẩn độ có sai khác khơng q 0,10 mL Tính thể tích trung bình dung dịch dùng để chuẩn độ Tính khối lượng Fe(III) mẫu dung dịch đưa cho bạn Chú ý: axit ascorbic, đặc biệt dung dịch nước, bền bị oxi hóa oxy từ khơng khí Do q trình chuẩn hóa dung dịch axit ascorbic q trình xác định Fe(III) ascorbic phải thực ngày Câu hỏi Viết cân tất phương trình phản ứng xảy trình xác định Fe(III) Biết axit ascorbic C6H8O6 bị oxi hóa thành axit dehydro ascorbic C6H6O6 Trong mơi trường axit ascorbic thể tính chất khử rõ rệt nhất? Trong mơi trường axit Trong mơi trường trung tính Trong mơi trường kiềm Tính khử axit ascorbic khơng phụ thuộc vào pH Xác định tổng Fe phương pháp chuẩn độ tạo phức 5.1 Đổ đầy buret với dung dịch chuẩn EDTA 5.2 Chuyển 10,00 mL dung dịch mẫu vào bình nón 100 mL pipet Thêm mL HCl đặc mL HNO3 đặc để oxi hóa Fe(II) có mặt mẫu thành Fe(III) Đậy bình nón thủy tinh trong, đun nóng sơi tiếp tục đun nóng khoảng 3-5 phút tránh dung dịch bắn 5.3 Làm nguội dung dịch trung hòa cẩn thận cách thêm giọt dung dịch NH3 10% đến màu dung dịch chuyển từ màu vàng chanh sang vàng nâu đục 5.4 Thêm 1-2 giọt HCl 2M để hòa tan chất kết tủa, sau thêm 0,5 mL HCl 2M, pha loãng đến 50 mL nước cất đun nóng đến gần sơi 5.5 Thêm 4-5 giọt sunfosalicylic 25% với vai trò chất thị vào hỗn hợp dun nóng 5.6 Chuẩn độ dung dịch đến màu tím chuyển thành màu vàng rõ rệtt Trong trình chuẩn độ đặc biệt gần điểm kết thúc, dung dịch phải nóng Bạn cần phải đun nóng thêm cần thiết Gần điểm kết thúc, dung dịch EDTA nên thêm từ từ 5.7 Lặp lại thí nghiệm đến khí thu thể tích dung dịch dùng để chuẩn độ có sai khác khơng q 0,10 mL 5.8 Tính thể tích trung bình dung dịch dùng để chuẩn độ 5.9 Tính tổng khối lượng Fe mẫu đưa cho bạn 5.10 Tính khối lượng Fe(II) hiệu kết đạt 5.9 4.8 Câu hỏi Viết cân tất phương trình phản ứng xảy trình xác định tổng Fe Một điểm cốt lõi việc xác định Fe(III) phương pháp chuẩn độ tạo phức phải tuyệt đối trì độ axit cho dung dịch Lý ta phải làm vậy?  Nếu đô axit thấp, Fe(OH)3 kết tủa  Nếu độ axit cao, phức Fe(III) với sunfosalicylic không tạo  Nếu độ axit cao, phức Fe(III) với EDTA không tạo  Nếu độ axit thấp/cao chất dùng chuẩn độ phân hủy Hướng dẫn Xác định Fe trạng thái oxi hoá khác chuẩn độ Vào phần IO3– + 5I– + 6H+  3I2 + 3H2O I2 + C6H8O6  2I– + C6H6O6 + 2H+ ■ metyl da cam + Na2S2O3 (lấy dư) Vào phần Fe3+ + C6H8O6  Fe2+ + C6H6O6 + 2H+ Trong kiềm Vào phần Fe2+ + NO3– + H+  Fe3+ + NO + H2O Fe3+ + Y4– (EDTA anion)  FeY– ■ độ axit thấp Fe(OH)3 kết tủa ■ độ axit cao phức Fe(III) với axit sulfosalicylic khơng hình thành ■ độ axit q cao phức Fe(III) với axit EDTA khơng hình thành Bài thực hành số 3: ( Trích chuẩn bị Icho 40) Trong này, dùng phép chuẩn độ complexon bạn tìm kim loại EDTA tạo phức chất bền với hầu hết ion kim loại hóa trị (II) (III) M2+ + H2Y2– = MY2– + H+ M3+ + H2Y2– = MY– + H+ M kim loại, Y4- anion tạo thành từ EDTA Khi có lượng dư ion kim loại chưa tạo phức, chúng liên kết với phân tử chất thị Phản ứng kết thúc, tất ion hình thành phức chất EDTA phân tử chất thị giải phóng làm thay đổi màu sắc Vì thế, điểm cuối phản ứng thêm EDTA vào mà không làm thay đổi màu sắc dung dịch Mỗi lần phải chuẩn độ màu ổn định Mẫu chuẩn độ dùng để so sánh Đầu tiên mẫu kim loại hòa tan axit nitric Sau pH dung dịch thu khoảng chuẩn độ với EDTA Một cách đo khác hòa tan oxit kim loại dung dịch lại chuẩn độ với EDTA (Oxit chuẩn bị trước cách làm bay dung dịch axit nitric hòa tan kim loại , nung bã rắn thu được) Nhiều dung dịch dùng có tính axit, xử lý dung dịch phải cẩn thận mức Chuẩn độ kim loại Cân xác 150 mg kim loại chưa biết cho vào bình chuẩn độ Cẩn thận thêm vào cm3 axit nitric đặc làm tủ hút Hòa tan xong khoảng 10 phút Pha loãng dung dịch đến 50 cm quay trở lại bàn làm việc Đầu tiên thêm vào cm3 dung dịch amoniăc 5%, tiếp tục thêm giọt dung dịch amoniăc thành phần chất bình chuẩn độ bắt đầu đục kết tủa hydroxit Thêm vào cm dung dịch axit nitric 10% Thêm vào hai nhúm chất thị Methylthymol xanh rắn Chuẩn độ với EDTA 0,0500 mol/dm3 có màu vàng ổn định Lặp lại cần thiết Chuẩn độ oxit kim loại Cân xác 1,000 g oxit, hòa tan vào cm3 axit nitric đặc, pha lỗng dung dịch đến 100 cm3 bình định mức Chuyển 20,00 cm vào bình chuẩn độ pha loãng đến 50 cm3 Bắt đầu thêm giọt dung dịch amoniăc 5% xuất kết tủa Thêm vào cm3 dung dịch axit nitric 10% Thêm vào hai nhúm chất thị Methylthymol xanh rắn Chuẩn độ với EDTA 0,0500 mol/dm3 có màu vàng ổn định Lặp lại cần thiết a/ Bằng tính tốn, xác định kim loại b/ Xác định công thức oxit Lưu ý : tượng rõ ràng chưa hẳn định kết mà kết tạo giá trị dự kiến mặt lý thuyết Thuốc thử Nồng độ Nhóm R Nhóm S Muối natri EDTA 0.05 mol/dm3 36/38 26-36 axit Nitric 65 % 35 23-26-36-45 axit Nitric 10 % 35 23-26-36-45 Ammoniac 5% 34-50 26-36/37/39-4561 Methylthymol xanh PHẦN 3: KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN 3.1 Kiến nghị 3.1.1 Những công việc thực Hệ thống kiến thức nguyên tố nhóm VII.B nhóm VIIIB Xây dựng, sưu tầm hệ thống câu hỏi lý thuyết tập vận dụng cho nguyên tố nhóm VII.B VIII.B 3.1.2 Những tác dụng đề tài  Đối với học sinh: Đề tài sử dụng giảng dạy cho học sinh khối chun Hóa học sinh ơn thi học sinh giỏi tỉnh, khu vực,trong đội tuyển quốc gia Thông qua đề tài này, góp phần giúp học sinh nắm cách hệ thống kiến thức kim loại chuyển tiếp quan trọng, tiếp xúc với tập kim lọai chuyển tiếp  Đối với giáo viên: Đề tài tư liệu giảng dạy, đặc biệt giáo viên trẻ Qua đề tài này, giáo viên tiếp tục củng cố, bổ xung, xây dựng nhiều tập hay phần kim loại chuyển tiếp phục vụ cho việc ôn luyện học sinh giỏi kỳ thi 3.2 Kết luận Trong q trình biên soạn, tơi khơng tránh khỏi hạn chế mặt kiến thức nên có vấn đề chưa thật chặt chẽ Tơi mong góp ý đồng nghiệp để chúng tơi hồn thiện đề tài đóng góp vào tư liệu giảng dạy thêm phong phú TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Duy Ái, Đào Hữu Vinh, Tài liêụ giáo khoa chuyên hóa học 10, Tập 1, NXB Giáo dục, 2001 [2] Nguyễn Đức Vận, Hóa học vơ cơ, Tập 2, NXB Khoa học kỹ thuật, 2000 [3] Đề thi chọn HSG Quốc gia năm [4] Đề thi chọn đội tuyển học sinh thi Olympic [5] Bài tập hóa học vơ kỳ thi Olympic hóa học [6] Hóa học Vơ – Tập – Hoàng Nhâm [7] Bài tập đại cương vô – Nguyễn Duy Ái, Đào Hữu Vinh [8] Các đề thi chọn HSG Quốc Gia, đề thi chọn đội tuyển dự thi Quốc tế, đề thi Olympic Hóa học Quốc tế [9] Cao Cự Giác (2004), Bài tập lý thuyết thực nghiệm Hóa học, tập NXB Giáo dục, Hà Nội [10] Hội hóa học Việt Nam(2000,2002), Olympic hóa học Việt Nam quốc tế tập I [11] F.Cotton –G.Wilkinson Người dịch Lê Mậu Quyền, Lê Chí Kiên (1984), [12] Đề thi khu vực Đồng Bằng Duyên Hải Bắc Bộ năm [13] Đề thi olympic 30/4 năm [14] http://chemistry.about.com/ ... đề tài Nguyên cứu hệ thống hóa lý thuyết nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Xây dựng hệ thống câu hỏi tập theo dạng, đơn vị kiến thức đáp án câu hỏi, tập Tạo nguồn tài liệu nguyên tố nhóm VII.B VIII.B... nghiệm tốt - Đề xuất phương pháp xây dựng sử dụng có hiệu hệ thống tập hóa học 1.7 Cấu trúc đề tài Tổng quan kiến thức nguyên tố nhóm VII.B VIII.B Hệ thống câu hỏi dạng lý thuyết nguyên tố nhóm VII.B... khoa, sách tập cho học sinh, tài liệu tham khảo Các đề thi học sinh giỏi cấp có nội dung liên quan; phân loại, xây dựng tập lí thuyết tính tốn Đề xuất phương pháp xây dựng sử dụng hệ thống tập dùng