Chuyên đề xây DỰNG hệ THỐNG câu hỏi và bài tập NHÓM VIIB và VIIIBH12

Chuyên đề: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB Phần 1: MỞ ĐẦU I Lí chọn chuyên đề Đào tạo bổi dưỡng nhân tài quan tâm từ thời xã hội phong kiến Ngày nay, nhiệm vụ đào tạo bồi dưỡng học sinh giỏi coi nội dung mũi nhọn việc nâng cao dân trí, đào tạo nguồn lực, bồi dưỡng nhân tài cho nhà trường nói riêng, cho địa phương nói chung Phần hóa học nguyên tố nội dung quan trọng chương trình hóa học THPT, chiếm phần lớn nội dung chương trình lớp 10, 11, 12 chuyên đề nâng cao việc bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa trường THPT Chuyên Tuy nhiên phần nguyên tố kim loại chuyển tiếp đặc biệt nhóm VIIB VIIIB đề cập cuối chương trình lớp 12 sơ lược Trong kì thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp quốc gia, tập hóa học nguyên tố, mà thường gặp tập kim loại chuyển tiếp nhóm VIIB, VIIIB hợp chất ngày đề cập nhiều vấn đề hay cần thiết cho em học sinh nghiên cứu, tìm hiểu sâu hóa học Mặt khác tập nâng cao tài liệu hóa THPT ít, gây nhiều khó khăn cho giáo viên dạy đội tuyển em học sinh tham gia đội tuyển Hóa THPT Để giải khó khăn giáo viên học sinh với mong muốn có thêm tài liệu bổ ích phù hợp với công việc giảng dạy nhà trường, đồng thời bồi dưỡng học sinh giỏi sưu tầm xây dựng chuyên đề : “Xây dựng hệ thống câu hỏi tập nhóm VIIB VIIIB” II Mục đích nghiêncứu Hệ thống hóa lí thuyết xây dựng hệ thống câu hỏi tập vận dụng nguyên tố nhóm VIIB VIIB để làm tài liệuphụcvụ cho giáo viên trường chuyên giảng dạy, ôn luyện, bồi dưỡng học sinh giỏi cấp làm tài liệu học tập cho học sinh chun hố Ngồi tài liệu tham khảo cho giáo viên mơn hóa học học sinh u thích mơn hóa học nói chung III Nhiệmvụ 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 kim loại nhóm VIIB nhóm VIIIB (chủ yếu xây dựng tập Mn Fe, Co, Ni) 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 tínhtốn Đề xuất phương pháp xây dựng sử dụng hệ thống tập dùng cho việc giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi cấp trường THPTchuyên IV.Điểm chuyênđề - Chuyên đề xây dựng hệ thống lí thuyết có mở rộng nâng cao cách hợp lí hệ thống tập, phân loại rõ ràng dạng tập kim loại chuyển tiếp để làm tài liệu phục vụ cho học sinh giáo viên trường chuyên học tập giảng dạy, ôn luyện, bồi dưỡng kì thi học sinh giỏi cấp Ngồi tài liệu tham khảo mở rộng nâng cao cho giáo viên mơn hóa học học sinh u thích mơn hóa học nói chung Phần 2: NỘI DUNG Chương 1: SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN TỐ KIM LOẠI NHÓM VIIB VÀ NHÓM VIIIB I SƠ LƯỢC VỀ NGUN TỐ KIM LOẠI NHĨM VIIB Nhóm VIIB gồm nguyên tố Mangan (Mn), Tecnexi (Tc) Reni (Re) I Đặc điểm chung nguyên tố nhóm VIIB Bảng I 1: Đặc điểm nguyên tố nhóm VIIB Nguyên tố (E) Mn Tc Re 25 43 75 Số thứ tự 5 [Ar] 3d 4s [Kr] 4d 5s [Xe]4f14 5d56s2 Cấu hình electron nguyên tử 7,43 7,28 7,79 I1 Năng lượng 15,63 15,26 13,1 I2 Ion hoá (eV) 33,69 29,5 26,0 I3 1,30 1,36 1,37 Bán kính nguyên tử (A ) 2+ 0,91 0,95 M (A ) 3+ 0,70 M (A ) Bán kính Ion 4+ 0,52 0,72 0,72 M (A ) 7+ 0,46 0,57 0,57 M (A ) 2+ +2 -1,18(Mn /Mn) +0,4(Tc /Tc) +0,3(Re3+/Re) Thế điện cực chuẩn E (V) Số oxi hoá đặc trưng ( bền) +2, +4, +7 +7 +4, +7 1,55 1,9 1,9 Độ âm điện % nguyên tử vỏ trái đất 10-7 0,09 1244 2140 3180 Nhiệt độ nóng chảy (0C) Nhiệt độ sôi ( C) 2080 4900 5900 7,47 11,5 20,5 Khối lượng riêng (g/cm ) Nhận xét: Mangan, Tecnexi Reni có cấu hình electron giống (n-1)d 5ns2nên có tính chất tương tự nhau.Tuy nhiên,Tc Re giống nhiều so với mangan chúng có bán kính ngun tử tương đương Nguyên nhân tượng có nén Lantanit, nên bán kính có biến đổi Với số lớn electron hoá trị, nguyên tố nhóm VIIB tạo nên hợp chất có nhiều số oxi hố khác nhau, từ đến +7 Cấu hình electron bền d5thể lượng ion hoá thứ ba, tương đối cao tổng lượng Ion thứ thứ hai Tuy nhiên, việc electron ns nguyên tử biến thành cation kim loại đặc trưng Mn Tc Re có khuynh hướng tạo nên hợp chất với số oxi hoá cao hơn, số oxi hố +7 Đó tăng độ bền liên kết cộng hoá trị làm tăng độ bền anion chứa nguyên tố có số oxi hố cao Ví dụ anion TcO-4 bền anionMnO-4 Những số oxi hoá Mn +2,+3, +4,+6, +7; Tc có số oxi hố +4, +7; Re có số oxi hố đặc trưng +3, +4, +5, +7 Mangan (Mn) Mangan có số oxi hố bền Mn +2 , Mn+4 ,Mn+7 Trong môi trường axit MnO-4 có tính ơxi hố mạnh mơi trường kiềm tính oxi hố MnO-4 giảm hẳn so với mơi trường axit, MnO-4 bị khử xuống Mn+2 môi trường kiềm, MnO-4 bị khử xuống Mn+6 (MnO42-) Mn+4 ( MnO2) -Trong môi trường axit bazơ Mn dễ bị oxi hố lên Mn+2 -Các hợp chất số oxi hoá +5, +6,+3 mangan không bền môi trườngkiềm Mn+5 , Mn+6 không bền Trong môi trường kiềm, Mn +2 dễ bị khử lên Mn+4 MnO2 chất oxi hoá mạnh Tecnexi (Tc) -Số oxi hoá bền Tc mơi trường trung tính Tc+7, Tc+4 -Tính oxi hoá TcO4- yếu nhiều so với MnO4- mức oxihoá +7 nên TcO4- bền MnO4-, điều thể thông qua giá trị điện cực E0(MnO4-/MnO2) =1,7(V) > E0 (TcO4-/TcO2) = 0,70(V) Reni (Re) -Trong mơi trường axit Re+7, Re+4 bền, Re+6 , Re+3 bềnhơn -Trong mơi trường kiềm ReO3 có tính khử, dễ bị oxi phân tử khơngkhí oxi hố theo phảnứng 4K2ReO4 + O2 + 2H2O → KReO4 + KOH Eopư = 0,489V >0 Do đó, trạng thái số oxi hố +7 Re bền Mn Tuy nhiên, môi trường kiềm E0 (ReO4- / ReO3 ) = -0,89 < Eo ( ReO3 / ReO2 ) =-0,446 nên dễ bị tự oxi hoátự khử chuyển thành Re+7 Re+4 I Tính chất vậtlý Mangan, tecnexi reni kim loại màu trắng bạc Dạng bề mangan giống với sắt, tecnexi giống với platin mangan cứng khó nóng chảy sắt Tuỳ theo phương pháp điều chế, mangan tạo dạng thù hình: Mangan điều chế phương pháp nhiệt nhơm tồn dạng α -Mn β - Mn Dạng α -Mn tồn nhiệt độ thường có khối lượng riêng 7,21g/cm kết tinh theo mạng lập phương tám khối phức tạp Dạng β - Mn tồn nhiệt độ thường, có khối lượng riêng 7,29g/cm 3, kết tinh theo mạng lập phương phức tạp Nếu Mangan kết tủa phương pháp điện phân mangan tồn dạng γ -Mn bền trng khoảng 1070 – 11300C , có khối lượng riêng 7,21g/cm3 kết tinh theo mạng tứ phương Dạng thù hình tồn nhiệt độ cao 1130 0C dạng δ - Mn , kết tinh theo hệ lập phương tám khối Thù hình α -Mn β - Mn γ -Mn δ - Mn 0 Nhiệt độ thường (1070 C) (1130 C) (>11300C) Tồn Các dạng α -Mn, β - Mn cứng giòn, γ -Mn mềm dẻo Dưới số vật lý quan trọng Mn, Tc, Re Bảng I.2: Hằng số vật lý quan trọng kim loại Mn, Tc, Re Nhiệt Độ Độ dẫn Nhiệt Nhiệt Ki Tỉ Cấu thăng độ độsôi cứng điện m khối trúc hoa nóng ( C) (thang (Hg=1) loại tinh thể (kJ/mol) chảy(0C) Maxơ) (α)1244 2080 280 7,44 5-6 Phức tạp Mn 2140 4900 649 11,49 Lục phương Tc 3180 5900 777 21,04 7,4 4,5 Lục phương Re Nhận xét: - Mangan, tecnecxi kim loại khó nóng chảy khó sơi Sự tăng nhiệt độ nóng chảy, nghiệt độ sôi, nhiệt thăng hoa độ cứng nhóm Mn- Tc- Re giải thích tăng độ bền liên kết tinh thể kim loại chủ yếu số liên kết cộng hoá trị tạo nên từ số electron độc thân obitand nguyên tử Mn, Tc, Re tối đa Về nhiệt độ nóng chảy reni thua vonfram kim loại khó nóng chảy nên reni nguyên liệu tốt để làm dây tóc bóng đèn điện, bền hơnvofram - Mangan tinh khiết dễ cán dễ rèn chứa tạp chất trở nên giòn cứng Mangan reni tạo nên hợp kim với nhiều kimloại -Trong thiên nhiên, Mn có đồng vị 55Mn chiếm 100% Tc nguyên tố nhân tạo, đồng vị có tính phóng xạ, re có 14 đồng vị thiên nhiên 185Re (37,07%), 187Re (62,93%) I Tính chất hốhọc Từ Mn đến Re, hoạt tính hố học nguyên tố giảm xuống Mangan kim loại tương đối hoạt động, tecnexi reni kim loại hoạt động Điều giải thích tăng nhiệt thăng hoa cách rõ rệt từ Mn đến Re tổng lượng Ion hố thứ thứ hai chúng khơng khác nhiều Mangan dễ bị oxi khơng khí oxi hố màng oxit Mn 2O3 tạo nên lại bảo vệ cho kim loại khơng bị oxi hố tiếp tục kể đun nóng, kim loại Tecnexi reni bền khơng khí, dạng bột Mangan, Tecnexi reni tác dụng với oxi 3Mn +2O2 → Mn3O4 4Tc + 7O2 → 2Tc2O7 4Re + 7O2 → Re2O7 Mangan reni phản ứng trực tiếp với lưu huỳnh, selen, telu tạo hợp chất MnS, MnSe, MnSe2, ReSe2… Mangan hóa hợp trực tiếp với nito tạo Mn3N2 khoảng 600-10000C Với flo, Clo, Mangan reni tạo nên MX chúng tác dụng với phốt pho, bon, Silic Trong đó, tương tác Tc Re xảy nhiệt độ cao so với Mn Nhờ tác dụng dễ dàng với nguyên tố không kim loại nhiệt độ cao nên Mangan có vai trò chất loại oxi luyện kim.Ở trạng thái phân bố nhỏ Mangan tác dụng với nước giải phóng Hiđrơ, Tc Re khơng có khả Mn + 2H2O → Mn(OH)2 +H2 Mn tan axit lỗng khơng có tính oxi hóa HCl, H 2SO4 tạo H2nhưng Tc Re khơng có khả Mn + H2SO4 → MnSO4+H2 Mn tan H2SO4 đặc tạo SO2, phản ứng sảy nhanh đun nóng Mn + 2H2SO4 → MnSO4 + SO2 +H2O Mn phản ứng với HNO3tạo NO 3Mn + 8HNO3→ 3Mn(NO3)2 + 2NO +4H2O Tc Re phản ứng mạnh với HNO H2SO4 đặc hợp chất ứng với hóa trị bền Tc (VII) Re (VII) Mn không phản ứng với kiềm Khác với Mangan tecnexi, kim loại Reni tan Hiđrôpeoxit tạo thành axit perenic 2Re + 7H2O2→ 2HReO4 +6H2O I.4 Hợp chất nguyên tố nhóm VIIB Đặc điểm chung Các hợp chất mangan với oxi hoá thấp, phổ biến hợp chất mangan (II) Các hợp chất tương đối bền, môi trường axit khó oxi hố lên số oxi hố cao Mangan hình thành muối đơn với số oxi hố+3 mangan thể ion Mn3+ muối dễ tự oxi hoá khử tạo thành ion Mn 2+ Mn(IV) Mangan với số oxi hoá +1 tồn phức chất Số oxi hoá mangan oxit tăng tính bazơ giảm tính axít tăng Ở trạng thái số oxi hoá + mangan (IV) oxit khó tan nên tính bazơ tính axít thể yếu Ở mức oxi hoá +5, +6, +7 oxit mangan thể tính axít Các muối tương ứng mangannat (VI), pemanganat (mangannatVII) Các hợp chất tecnexi giống tính chất hợp chất reni giống tính chất hợp chất mangan Tecnexi hình thành hợp chất với số oxi hoá +4, +5 +7 Ở số oxi hố thấp reni khơng hình thành cation đơn giản dung dịch mà hình thành phức chất Reni với số oxi hoá +7 tồn axit perenic (HReO 4) muối perenat tương tự axit pemanganic muối pemanganat Ngồi reni có renat với số oxi hoá +6, +5, +4 Re hình thành hợp chất dạng anion Re - tương tự anion halogenua Các nguyên tố nhóm VII B không tạo thành hợp chất với hidro Riêng mangan có khả hấp thụ hidro cách hạn chế I.4.1 Hợp chất với số oxi hóa +2 Các hợp chất Mn(II) tương đối bền phổ biến so với Tc, Re Các hợp chất Tc(II) Re(II) khơng đặc trưng Số phối trí đặc trưng Mn(II) ứng với dạng lai hoá sp 3d2 nguyên tử phân bố bát diện liên kết Các hợp chất Mn(II) thuận từ chứa election độc thân (trừ xianua) Các hợp chất Mn(II) chất tinh thể Số phối trí Mn(II) tinh thể thường Một số hợp chất gồm hai nguyên tố dễ kết tinh có tính đồng hình Ví dụ: MnO, MnS có cấu trúc kiểu NaCl, MnF2 có cấu trúc kiểu rutin Đa số hợp chất Mn(II) dễ tan nước, tan MnO, MnS, MnF 2, Mn(OH)2, MnCO3 Mn3(PO4)2 Khi tan nước muối Mn(II) phân ly tạo phức chất aquơ dạng [Mn(OH2)6]2+ làm cho dung dịch có màu hồng Các tinh thể hidrat Mn(II) Mn(NO3)2 6H2O, MnSiF6 6H2O có màu Trong tinh thể hiđrat có số phân tử H 2O bé hơn, ngồi nhóm OH2 ra, anion thành phần đóng vai trò phối tử Mangan (II) oxit MnO Là chất bột nàu xám lục, có mạng lưới tinh thể kiểu NaCl, có thành phần biến đổi từ MnO đến MnO1,5 nóng chảy 17800C Không tan nước, không phản ứng với nước trạng thái tinh thể hoàn toàn bền khơng khí, dạng bột dễ bị oxi hố tạo thành oxit cao MnO2, Mn2O3,Mn3O4 2MnO + O2 →2MnO2 Tan axit tạo thành muối Mn(II): MnO + 2HCl → MnCl2 + H2O Bị H2 khử thành kim loại nhiệt độ rấtcao: t → MnO + H2 Mn +H2O Điều chế: 0 t → MnCO3 → MnO + CO2↑ t0 MnC2O4 MnO + CO2 + CO Hoặc khử oxít cao Mangan H2 hay C nhiệt độ cao: Mn3O4 + H2 → 3MnO + H2O Mangan (II) hidroxit Mn(OH)2 Là chất kết tủa màu trắng không tan nước tan có mặt muối amoni Là bazo yếu dễ tan axit tạo muối Mn (II) Dễ bị oxi hóa: 2Mn(OH)2 + O2 + H2O → 2Mn(OH)4 Mangan (II) clorua MnCl2 Ở trạng thái khan tạo tinh thể hình phiến màu hồng Nóng chảy 6500C luồng H2 MnCl2 bay 1190C: MnCl2 + H2O → Mn(OH)Cl + HCl Có tính khử: 4MnCl2 + O2 + 4H2O → 2Mn2O3 + 8HCl Điều chế: MnCO3 + 2HCl → MnCl2 + CO2↑+H2O MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ +2H2O Mangan (II) sunfat MnSO4 Là chất rắn màu trắng trạng thái khan Khi kết tinh từ dung dịch nước tạo tinh thể màu hồng khác phụ thuộc vào hàm lượng nước kết tinh MnSO4.7H2O → MnSO4.5H2O → MnSO4 4H2O → MnSO4.2H2O Điều chế: Kim loại, oxit, hiđroxit, muối CO32- Mn(II) + H2SO4 Hoặc 2MnO2 + 2H2SO4 → MnSO4 + 2H2O + O2↑ Mangan (II) cacbonat Là chất bột màu trắng, mịn lông tơ, không tan nước (Tt = 1.10-10 250 C) Khi đun nóng 1000C bị phân huỷ: MnCO3 → MnO + CO2↑ Để khơng khí ẩm dễ bị oxi hoá thành Mn2O3 màu thẫm Mangan sunfua Điều chế: Muối Mn(II) + S2-→ MnS ↓ hồng thẫm Khi để lâu (khơng có khơng khí) tạo MnS dạng khan màu xanh Để khơngkhí: MnS + O2 + 2H2O → S + MnO2 2H2O Không tan nước (Tt = 2,5 10-10) Nhận xét: Trong phản ứng khơng thay đổi số oxi hố chuyển thành phức chất cation đặc trưng chúng: MnO + 2H 3O+ + 3H2O → [Mn(H2O)6]2+còn với kiềm chúng phản ứng đun nóng mạnh lâu Mn(OH)2 + 4OH- → [Mn(OH)6]4Tuy nhiên tất hiđroxo mangannat (II) tự phân huỷ hoàn toàn dung dịch nước nên điều kiện thường Mn, oxit, hiđrơxít Mn(II) không tác dụng với kiềm - Từ sơ đồ Latime ta thấy mơi trường axít, trạng thái oxi hoá +2 bền mangan Muối mangan bị oxi hoá chất oxi hoá mạnh PbO 2, NaBiO3, (NH4)2S2O8 oxi hố thành MnO4- màu tím I.4.2 Hợp chất với số oxi hóa +3 Mangan III oxit - Là chất bột màu đen không tan nước Khi đun nóng khơng khí : Mn 2O3 (950 – 11000C)→ Mn3O4 MnO - Dịch thể Mn2O3 có kiến trúc khơng phải lập phương ngun tử Mn bao quanh nguyên tử O vớidMn-O:1,96A0,hai nguntửO:d0-0:2,05÷2,25A0 - Tác dụng với axítđặc:Mn2O3 + H2SO4đ → Mn2(SO4)3 + 3H2O - Tác dụng với axitloãng: Mn2O3 + H2SO4loãng → MnO2 + MnSO4 + H2O - Mn2O3 tạo phức chất Mn(III) tan HF, HCN, kết hợp với axít MO.Mn 2O3 kiểuspinen Điều chế: Nung MnO khơng khí 5500C -9000C Mangan (III) hiđrơxit - Mangan (III) hiđrơxit khơng có thành phần ứng cơng thức Mn(OH) mà hiđratMn2O3.xH2O Mn2O3.xH2O1000C→Mn2O3.H2O(MnOOH) MnOOH (monohiđrôxit) chất dạng tinh thể màu nâu gần đen, không tan nước 365 - 4000C nước thành Mn2O3 + Tác dụng với axít lỗng → MnO2 + Mn(II) + Với axit hữu → Mn(III) bền Điều chế: MnCO3 (huyền phù nước) + Cl2 KMnO4 3MnCO3 + Cl2 + H2O → 2MnOOH + MnCl2 + 3CO2 MnF3 Mn3+ không bền dung dịch dễ bị phân huỷ: 2Mn3+ + 2H2O ⇄ MnO2 + Mn2+ + 4H+ Cation Mn3+ làm bền phứcchất -Dạng tinh thể đơn tà màu đỏ, phân huỷ 6000C thành MnF2 F2, dễ bị thuỷ phân theo phảnứng:2MnF3 + 2H2O → MnO2 + MnF2 + 4HF -Dư HF: kết tinh dạng MnF3.2H2O màu đỏ thắm, dễ tạo nên với florua kim loại kiềm phức chất màu đỏ thẫm như: K[MnF4],K2[MnF5] Điều chế: 2MnI2 + 3F2 → 2MnF3 +2I2 Mangan III sunfat Dạng tinh thể màu lục, hút ẩm mạnh, bị thuỷ phân Phân huỷ ở3000C: Mn2(SO4)3 → 4MnSO4 + 2SO3 + O2 Điều chế:4MnO2 +6H2SO4→ 2Mn2(SO4)3 +6H2O + O2 Mn(CH3COO)3 Dạng tinh thể màu nêu, hút ẩm mạnh, tự thuỷ phân Điều chế: dùng Cl2 hay KMnO4 oxi hố Mn(CH3COO)3 a xít axetic băng nóng I.4.3 Hợp chất với số oxi hóa +4 Đối với Mn(IV) hợp chất bền oxit MnO2 hiđrôxit Mn(OH)4 Các dẫn xuất phức manganat (IV) kiểu MnF62- MnCl62- tương đối bền, MnF MnCl4 lại dễ bị phân huỷ Số phối tử cao Mn(IV) Những nghiên cứu hoá từ ion kiểu [MnHal6]2- thuận từ chứa electron chưa ghép đôi, tương ứng với tham gia tạo thành liên kết obitan d 2sp3 nguyên tử trung tâm.Mn(IV) có số phối trí tinh thể đioxit Mangan đioxit MnO2 Là chất bột màu đen có thành phần khơng hợp thức KhiđunnóngMnO2 500 C > → Mn2O3 900 C > → Mn3O4khôngtan nước, đun nóng với H2SO4 đặc nóng tạo O22MnO2 + 2H2SO4 →2MnSO4 + O2↑ + 2H2O Là chất lưỡng tính Khi tan dung dịch axít theo phản ứng ơxy hố muối Mn4+ bền: MnO2+4HCl → MnCl2 + Cl2 +2H2O tan kiềm đặc: 2Mn+4O2 + 6KOH → K3Mn+5O4 + K3[Mn+3(OH)6] MnO2 có tính oxi hố mạnh tính khử Điều chế: Mn(NO3)2 → MnO2 +2NO2 oxi hố muối Mn(II) mơi trường kiềm Cl2, HOCl, Br2 hay điện phân hỗn hợp MnSO4 H2SO4 MnSO4 + 2H2O → MnO2 + H2SO4 + H2 Mangan (IV) hiđroxít Có màu nâu sẫm, khơng tan nước, có tính lưỡng tính giống MnO2 Muối Mangan (IV) MnF4 Mn4+ bị thuỷ phân mạnh dung dịch nước tạo thành MnO làm bền phức chất Là chất rắn màu xanh xám, dễ phân huỷ thành MnF F2 nên chất o xi hốmạnh Điều chế : Khi hồ tan MnO2 dung dịch HF đậm đặc MnCl4 Là kết tủa màu nâu đỏ đen, tồn nhiệt đô thấp, phân huỷ thành MnCl Cl2 -10oC, ta dung môi hữucơ Điều chế: cách thêm hỗn hợp CHCl CCl4 vào dung dịch màu lục tạo nên sục khí HCl qua huyền phù MnO2 ete - 70oC Mn(SO4)2 Kết tủa màu đen, tan a xit Sunfuric đậm đặc cho dung dịch màu nâu Khá bền a xit Sunfuric bị nước phânhuỷ Điềuchế: 3MnSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 → 5Mn(SO4)2 + K2SO4 + 8H2O Nói chung hợp chất Tetrahalogenua Mangan (IV) bền nước dễ kết hợp với halogenua kim loại kiềm tạo lên phức chất có màu vàng bền M[MnX5] M2[MnX6] (M = K, Rb, NH4+ X = F, Cl) I.4.4 Hợp chất với số oxi hóa +6 Mangan (VI) biết ion mangarat (MnO 42-) có màu lục thẫm Natrimanganat (Na2MnO4) kalimanganat (K2MnO4) chất dạng tinh thể màu lục đen, phân huỷ 500oC: 2K2Mn+6O4→ 2K2Mn+4O3+O2 Manganat kim loại kiềm tan bền dung dịch kiềm tự phân huỷ mơi trường trung tính a xit theo phản ứng: 3MnO 42- + 2H2O → MnO4- + MnO2 + OHvì Eo (MnO42- / MnO2) = 2,26(V) > Eo( MnO4- / MnO42-) =0,564 (V) nên để lâu khơng khí chứa CO2 pha lỗng nước màu lục thẫm trở thành màu tím (của MnO4-) kết tủa đen xuất (MnO2) Muối Manganat chất oxi hoá mạnh, phản ứng với chất khử dung dịch xảy tương tự Pemanganat Trong môi trường kiềm bị khử đến MnO2, mơi trường a xít tạo muối Mn(II) K2MnO4 + 2H2S +2H2SO4 → 2S ↓ + MnSO4 + K2SO4 + 4H2O K2MnO4 + Fe(OH)2 + 2H2O → MnO2↓+ 2Fe(OH)3↓ + KOH Nhưng tác dụng với chất oxi hoá mạnh hơn, manganat thể tính khử 2K2MnO4 +Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl Điềuchế: 2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2MnO4 +2H2O I.4.5 Hợp chất với số oxi hóa +7 Oxit pemanganic (Mn2O7) Oxit pemanganic (Mn2O7) nhiệt độ thấp chất dạng tinh thể màu lục thẫm, bền - 50C, nóng chảy 60C biến thành chất lỏng giống dầu có màu đỏ thẫm 10 0C, phân huỷ nổ:Mn2O7 → 2MnO2 + O3 Tan nước tạo thành dung dịch axít pemanganic nên gọi anhiđrit pemanganic chất oxi hoá mạnh, tác dụng với nhiều chất vô hữu 2Mn2O7 + 2(C2H5)2O + 9O2 → 4MnO2 + 8CO2 + 10H2O Điều chế: KMnO4 + H2SO4 → HMnO4 + KHSO4 2HMnO4H SO →Mn2O7+H2O Axít pemanganic (HMnO4) s 10 a Phương trình hóa học phản ứng xảy ra: 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3+4CO2 (1) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3+8SO2 (2) + Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2 + C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3+3H2O (3) FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4) FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓+H2S (5) + Khí D gồm: CO2 H2S; chất lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư S, tác dụng với KOH dư: 2KOH + H2SO4 → K2SO4+2H2O (6) 2KOH + FeSO4→Fe(OH)2↓ +K2SO4 (7) 6KOH + Fe2(SO4)3→2Fe(OH)3↓+3K2SO4 (8) + Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 S, để khơng khí có phản ứng: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O→4Fe(OH)3 (9) Vậy F gồm Fe(OH)3 S - Nhận xét: So sánh hệ số chất khí (1) (2) ta thấy: áp suất khí sau phản ứng tăng lên chứng tỏ lượng FeCO3 có hỗn hợp A nhiều hơnFeS2 b Gọi a số mol FeS2⇒ số mol FeCO3 1,5a, ta có: 116.1,5a + 120a = 88,2 ⇒ a =0,3 + Vậy A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol) + Nếu A cháy hồn tồn cần lượng O2 : (0,45/4 + 11.0,3/4) = 1,03125 mol ⇒ số mol N2 4.1,03125 = 4,125 mol ; số mol khơng khí (1,03125 + 4,125) = 5,15625 mol Vì hai muối A có khả phản ứng nên gọi x số mol FeS2tham gia phản ứng (1) số mol FeCO3 tham gia phản ứng (2) là1,5x + Theo (1), (2) theo đề cho ta có : nB = (5,15625 + 0,375x) + Vì áp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với áp suất trước nung, ta có : (5,15625 + 0,375x) = 5,15625 101,45/100 ⇒ x = 0,2 Theo phản ứng (1), (9) ta có chất rắn F gồm : Fe(OH) (0,75 mol) S (0,1 mol) Vậy F có %Fe(OH)3 = 96,17% ; %S =3,83% - B gồm: N2 (4,125 mol), O2 (0,40625 mol), CO2 (0,3 mol), SO2 (0,4 mol) ⇒ MB = 32 c Khí D gồm CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol) ⇒ MD = 40 ⇒ dD/B = 1,25 Bài 5: Cho hỗn hợp X gồm MgO, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 có số mol Lấy m gam X cho vào ống sứ chịu nhiệt, nung nóng cho luồng khí CO qua ống, CO phản ứng hết, tồn khí CO2 khỏi ống hấp thụ hết vào bình đựng 100 ml dung dịch Ba(OH) 0,60M, thấy khối lượng dung dịch tăng so với dung dịch đầu 1,665 gam Chất rắn lại ống sứ gồm chất có khối lượng 21 gam Cho hỗn hợp tác dụng hết với dung dịch HNO 3, đun nóng V lít khí NO (là sản phẩm khử nhất, 0oC; 2atm) Viết phương trình phản ứng xảy tính khối lượng m, V, số mol HNO3 đem dùng (biết lượng axit dư 20% so với ban đầu) HD: - Phản ứng oxit bị khử bởiCO: 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4+CO2 (1) Fe3O4 + CO → 3FeO+CO2 (2) FeO + CO → Fe+CO2 (3) MgO + CO → không phản ứng - Viết phản ứng theo khí CO2 lội vào dung dịchBa(OH)2: CO2 + Ba(OH)2→ BaCO3+H2O (4) o n x 0,06 ns (x-0,06) 0,06 CO2+ H2O + BaCO3→ Ba(HCO3)2 (5) o n (x-0,06) 0,06 ns (0,12-x) Từ (4), (5) giả thiết cho ta có: mCO2 – mCaCO3 = 44x – 197(0,12-x) = 1,665⇒ x = 0,105 Hoặc tính CO2 theo hai phản ứng CO2 với Ba(OH)2 tạo hai muối Từ (1), (2), (3), theo bảo toàn khối lượng ta có m + mCO = 21 + mCO2 ⇒ m + 28.0,105 = 21 + 44.0,105 ⇒ m = 22,68 gam + Các phản ứng MgO, Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe với dung dịch HNO3: MgO + 2HNO3→ Mg(NO3)2+H2O (6) Fe2O3 + 6HNO3→ 2Fe(NO3)3+3H2O (7) 3Fe3O4 + 28HNO3→ 9Fe(NO3)3 + NO+ 14H2O (8) 3FeO + 10HNO3→ 3Fe(NO3)3 + NO+5H2O (9) Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO+2H2O (10) Tính V Theo kết trên: m = 72x + 160x + 232x + 40x = 22,68 => x = 0,045 mol Từ (1), (2), (3), (8), (9), (10) dựa vào bảo tồn electron ta có ne(FeO, Fe3O4) + ne(CO) = ne(NO) ⇒ 0,045.1 + 0,045.1 + 0,105.2 = 3.V/22,4.2 ⇒ V = 1,12 lít Tính nHNO3 Từ (6) ⇒ (10), có số mol HNO3 phản ứng nHNO3 = 2nMg + 3nFe + nNO = 2.0,045 + 3.0,045.6 + 2.1,12/22,4 = mol ⇒ Số mol HNO3 dùng = 1/0,8 = 1,25 mol Bài 6: Nung nóng hỗn hợp muối rắn NaNO3 bột chì kim loại, người ta thu hỗn hợp sản phẩm B Nếu hồ tan B vào nước cần phải thêm 40 ml dung dịch KMnO 0,5 M (được axit hố H2SO4) màu tím-hồng bắt đầu xuất dungdịch Nếu cho B vào lượng dư dung dịch HNO3 lỗng, đun nóng, dung dịch đến cạn khơ hồ tan sản phẩm thu vào nước thêm lượng dư dung dịch Na 2S, thu 17,952 gam kếttủa a Viết phương trình phản ứng xảyra b Xác định thành phần phần trăm khối lượng hỗn hợp banđầu HD: a NaNO3 +Pb→ NaNO2 +PbO 5NO + 2MnO4 + 6H+→ 2Mn2+ + 5NO-3 + 3H2O PbO + 2H+→ Pb2+ +H2O Pb + H+ + NO-3→ Pb2+ + NO +H2O Pb2+ + S2-→ PbS↓ b Từ khối lượng kết tủa => Số mol PbS = 17,952/ (32,07 + 207,2) = 0,075mol Số mol NaNO2 = 2,5 0,04.0,5 = 0,05mol Vậy % khối lượng Pb = 0,075.207,2.100% / (207,2.0,075 + 85.0,05) = 78,5% Bài 7: (QG 2006)Một hỗn hợp rắn A gồm kim loại M oxit kim loại Người ta lấy phần, phần có 59,08 gam A Phần thứ hoà tan vào dung dịch HCl thu 4,48 lít khí hiđro; phần thứ hai hồ tan vào dung dịch hỗn hợp NaNO H2SO4 thu 4,48 lít khí NO; phần thứ ba đem nung nóng cho tác dụng với khí hiđro dư chất rắn nhất, hồ tan hết chất rắn nước cường toan có 17,92 lít khí NO Các thể tích khí đo điều kiện tiêuchuẩn Hãy tính khối lượng nguyên tử, cho biết tên kim loại M cơng thức oxit hỗn hợp A HD Kí hiệu số mol kim loại M có 59,08 gam hỗn hợp A x (x > 0) Giả thiết a): M có mức (hay số) oxi hố n+ : Khi hồ tan 59,08 gam hỗn hợp A vào dung dịch HCl thu khí hiđro theo phương trình: M + nHCl → MCln xmol + 0,5 nH2 (1) 0,5 nx mol Khi hoà tan 59,08 gam hỗn hợp A vào dung dịch hỗn hợp NaNO3 H2SO4 (cũng dung dịch HNO3) ta thu khí NO: M + n NO3– +4nH+ → Mn+ + nNO(k) + 2nH2O (2) x mol (nx : 3) mol NO Theo đề có số mol H2 số mol NO (đều 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol)) Theo lập luận lại có 0,5 nx mol H2 khác với (nx : 3) mol NO Vậy giả thiết a) không phù hợp Giả thiết b): Xét M có hai mức (số) oxi hố khác nhau: *) Trong phản ứng (1), M có mức oxi hoá n+ Từ liên hệ trên, ta thu 0,5 nxmolH2 (a) *) Trong phản ứng (2), M có mức oxi hố m+ Ta có: M + m NO3- + 4mH+ → Mm+ + m NO (k) +2mH2O xmol (mx : 3)mol Số mol NO thu làmx/3 mol (2) (b)Theo đề có số mol H2 số mol NO Vậy từ ( a ) ( b ) tacó: (1/2) nx = (1/3) mx (c) Từ ta có: n/m = 2/3 = 4/6 = 6/9 = (d)Ta biết kim loại có số oxi hố n hay m khơng vượt q4+ Vậy kim loại M xét có đồng thời n = m = Giả thiết b) hợp lí c) Xác định M oxit nó: c.1) Xét trường hợp M có số oxi hố m = oxít: hỗn hợp A gồm M → M2O3 Với phản ứng M2O3 + 3H2 3H2O 2M + (3) ta thu kim loại M Vậy chất rắn kim loại M Khi tác dụng với nước cường toan (là chất oxi hoá mạnh) M chuyển thành M3+trong phản ứng M + HCl+HNO3 → MCl3 + NO (k) + H2O(4) Theo (1) có 0,5 nx = 0,2 mà n = x = 0,2 Theo (4) tổng số mol M 59,08 g hỗn hợp A là: nM = nNO = 17,92/22,4 = 0,8 (mol) Biết số mol M ban đầu có 59,08 g A x = 0,2 Vậy số mol M phản ứng (3) tạo 0,8 - 0,2 = 0,6 (mol) Theo công thức M2O3 0,6 mol tương ứng với số mol oxit 0,6 : = 0,3 (mol) Kí hiệu khối lượng mol phân tử M X, ta có phương trình: 0,2 X + (2 X + 16 x 3) x 0,3 = 59,08 Vậy X = 55,85 (g/mol) Suy nguyên tử khối M 55,85 ~ 56 Do M Fe oxit Fe2O3 c.2) Vấn đề đặt là: Trong hỗn hợp A có oxit khác khơng phải Fe2O3? Có số cách trả lời câu hỏi Ta xét cách sauđây: Kí hiệu số oxi hố Fe oxit z Vậy cơng thức oxit Fe2Oz Theo kết tính trên, 59,08 gam hỗn hợp A có 0,2 mol Fe nên số gam Fe2Oz 59,08 - 0,2.55,85 = 47,91 (g) tương ứng với số mol kí hiệu u Số mol NO Fe từ Fe2Oz tác dụng với nước cường toan tạo u =0,6→ u=0,3 (5) Đưa kết vào liên hệ số gam Fe2Oz , ta có: 0,3.(55,85 + 16z) = 47,91 → z= (6) Vậy Fe2Oz Fe2O3 Kết luận: Hỗn hợp A gồm M Fe, oxit Fe2O3 (khơng thể oxit khác) Bài 8: Đểxácđịnhh3àmlượngcủacromvàsắttrongmộtmẫugồmCr2O3vàFe2O3,ngườita đun nóng chảy 1,98 gam mẫu với Na2O2 để oxi hóa Cr2O3 thành CrO42- Cho khối nung chảy vào nước, đun sôi để phân huỷ hết Na2O2 Thêm H2SO4 lỗng đến dư vào hỗn hợp thuđượcvàphathành100,00mL,đượcdungdịchAcómàuvàngdacam.Chodungdịch KI(dư)vào10,00mLdungdịchA,lượngI3-(sảnphẩmcủaphảnứnggiữaI-vàI2)giải phóng phản ứng hết với 10,50 mL dung dịch Na2S2O3 0,40 M Nếu cho dung dịch NaF (dư) vào 10,00 mL dung dịch A nhỏ tiếp dung dịch KI đến dư lượng I - giải phóng phản ứng hết với 7,50 mL dung dịch Na2S2O3 0,40 M a Viết phương trình phản ứng xảyra b Giải thích vai trò dung dịchNaF c Tính thành phần % khối lượng crom sắt mẫu ban đầu HD b.Vai trò dd NaF, F- có mặt dung dịch tạo phức bền, không màu với Fe 3+, dùng để che Fe3+ c Bài 9: Nung hỗn hợp A gồm sắt lưu huỳnh sau thời gian hỗn hợp rắn B Cho B tác dụng với dung dịch HCl dư, thu V1lít hỗn hợp khí C Tỉ khối C so với hiđro 10,6 Nếu đốt cháy hoàn toàn B thành Fe2O3 SO2 cần V2lít khíoxi a Tìm tương quan giá trị V1và V2(đo điềukiện) b Tính hàm lượng phần trăm chất B theo V1vàV2 c Hiệu suất thấp phản ứng nung phầntrăm d Nếu hiệu suất phản ứng nung 75%, tính hàm lượng phần trăm chất hỗn hợp B HD a Fe +S t 0→FeS Thành phần B gồm có FeS, Fe có S FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Vậy C có H2S H2 Gọi x % H2 hỗn hợp C (2x+34(100-x))/100 = 10,6.2 = 21,2 ⇒ x = 40% Vậy C, H2 = 40% theo số mol ; H2S = 60% Đốt cháy B : 4FeS + 7O2→ 2Fe2O3 + 4SO2 4Fe + 3O2→2Fe2O3 S + O2→ SO2 Thể tích O2 đốt cháy FeS là: (3V1/5) (7/4) = 21V1/20 Thể tích O2 đốt cháy Fe là: (2V1/5) (3/4) = 6V1/20 Tổng thể tích O2 đốt cháy FeS Fe là: 21V1/20 + 6V1/20 = 27V1/20 Thể tích O2 đốt cháy S là: V2- (27V1/20) = V2 - 1,35 V1 Vậy V2 ≥ 1,35 V1 2V1 %Fe=5 b x56x100 32(V2 +V1 ) 70V1 = V2 +V1 % Nếu dư S so với Fe tính hiệu suất phản ứng theo Fe Trường hợp H = 60% Nếu dư Fe so với S tính hiệu suất phản ứng theo S Trường hợp H > 60% Vậy hiệu suất thấp phản ứng nung là60% c Nếu H = 75% có nghĩa nFeS = 3ns dư nFeS tỷ lệ 3V1/5 Vậy nS tỷ lệ vớiV1/5 5280V1 %FeS = 5280V = = 64, 7% 75, 2V1 32V1 + %Fe = 81, 6V1 2240V1 = 27, 45% 81,6V1 %S = 100 - (64,7+27,45) =7,85% Bài 10: Theo lí thuyết khống pyrit có cơng thức FeS 2, thực tế phần ion thay S2– công thức tổng quát pyrit FeS – x Như vậy, coi pyrit hỗn hợp FeS 2, FeS Khi xử lý mẫu khoáng với Br2 KOH dư xảy phản ứng theo sơ đồ: FeS2 + Br2 + KOH Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O FeS + Br2 + KOH Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O Sau lọc, chất rắn A dung dịch B Nung chất rắn A đến khối lượng không đổi thu 0,2g Fe2O3 Cho dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thu 1,1087g kết tủa BaSO4 Xác định công thức tổng quát pyrit Cân phản ứng phương pháp ion – electron Tính lượng Br2 dùng để oxi hóa mẫu khống HD Số mol Fe = số mol Fe2O3 = = 0,00250 mol Số mol S = số mol BaSO4 = = 0,00475 mol Tỉ lệ số mol S với số mol Fe công thức tổng pyrit = 1,9 Vậy cơng thức tổng qt mẫu khống pyrit FeS1,9 FeS2 + 19OH– Fe(OH)3 + + 8H2O + 15e Br2 + 2e 2Br 2FeS2 + 38OH– + 15Br2 2Fe(OH)3 + + 16H2O 2FeS2 + 38KOH + 15Br2 2Fe(OH)3 + 4K2SO4 + 30KBr + 16H2O FeS + 11 OH– Fe(OH)3 + + 8H2O + 9e Br2 + 2e 2Br 2FeS + 22OH– + 9Br2 2Fe(OH)3 + + 8H2O 2FeS + 22KOH + 9Br2 2Fe(OH)3 + 2K2SO4 + 18KBr + 8H2O Công thức tổng pyrit FeS2 – x = FeS1,9 – x = 1,9 x = 0,1 nghĩa FeS2 chiếm 90%, FeS chiếm 10% Số mol Fe = số mol FeS1,9 = 0,0025 Số mol chất mẫu khoáng pyrit: Số mol FeS2: 0,9.0,0025 = 0,00225 mol Số mol FeS: 0,1.0,0025 = 0,00025 mol Khối lượng Br2 dùng để oxi hóa mẫu khống là: 0,00225 160 + 0,00025 160 = 0,288(gam) Bài 11: Cho mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI môi trường axit (khử tất Fe 3+ thành Fe2+) tạo thành dung dịch A Pha lỗng A đến thể tích 50 ml Lượng I2 có 10 ml dung dịch A phản ứng vừa đủ với 5,5 ml dung dịch Na 2S2O3 2− 1M (sinh S4O ) Lấy 25 ml mẫu dung dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe2+ dung dịch − lại phản ứng vừa đủ với 3,2 ml dung dịch MnO 1M H2SO4 a Viết phương trình phản ứng xảy (dưới dạng phương trình ion thu gọn) b Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 Fe2O3 mẫu ban đầu HD − Phương trình phản ứng: 2+ Fe3O4 + 2I- + 8H+ → 3Fe3+ + I2 + 4H2O (1) 5Fe + MnO + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (4) 1 Fe2O3 + 2I- + 6H+ → 2Fe3+ + I2 + 3H2O (2) n = n = 0,0055.1 = 0,00275 mol 2− 2− I2 (3) - 2S2O + I2 → S4O + 2I (3) (3) => S2O32− n Fe2+ (4) = 5nMnO− = 5.0,0032.1 = 0,016 mol (4) => Đặt số mol Fe3O4 Fe2O3 x y, ta có: 3x + 2y = 0,016.2 = 0,032 x + y = 0,00275.5 = 0,01375 𝑀 x = 0,0045 y = 0,00925 𝑀 %mFe3O4 = 17,4% %mFe2O3 = 24,7% Bài 12:Trộn m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Fe3O4, Cu CuO (trong nguyên tố oxi chiếm 12,82% theo khối lượng hỗn hợp X) với 7,05 gam Cu(NO3)2, thu hỗn hợp Y Hòa tan hồn tồn Y dung dịch chứa đồng thời HCl; 0,05 mol KNO 0,1 mol NaNO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch Z chứa muối clorua 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí T gồm N2 NO Tỉ khối T so với H2 14,667 Cho Z phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư, kết thúc phản ứng thu 56,375 gam kết tủa Giá trị m gần với giá trị sau đây? A.30,5 B.32,2 C.33,3 D.31,1   Mg ( OH )     Fe ( OH ) + Ba ( OH ) du dd Z  → 56,375 g ↓    Mg  Fe ( OH )   Fe  HCl Cu OH  +  KNO3 :0,05  )2  NaNO3 :0,1  (  hhX  Fe3O4 ( % mO = 12,82% ) → hhY  →  N : 0, 05 Cu  NO : 0,1   CuO  Cu ( NO3 ) : 0, 0375     BTNT N: Gs: nNH + = 2nCu ( NO3 ) + nKNO3 + nNaNO3 − 2nN2 − nNO = 0, 025mol mKL( X ) = m′; nO( X ) = a ne = 2nO + 8nNH + + 10nN + 3nNO = 2a + 8.0, 025 + 10.0, 05 + 3.0,1 = 2a + nOH ( X tao ) = ne = 2a + * m↓ = mKL( X ) + mOH ( X tao ) + mCu ( OH ) ( Cu ( NO ) tao ) 2 → 56,375 = m′ + 17 ( 2a + 1) + 0, 0375.98 ( 1) %mO( X ) = * 16a = 0,1282 ( ) m′ + 16a  m′ = 27, → m = m′ + 16a = 31, ( gam )  a = 0, 25 ( 1) , ( ) →  Bài 13: Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe3O4, Fe2O3 Cu dung dịch chứa 0,9 mol HCl, thu dung dịch Y chứa 13,0 gam FeCl3 Điện phân Y đến catot bắt đầu có khí dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,64 gam Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch sau điện phân, thấy khí NO thoát (sản phẩm khử nhất); đồng thời thu m gam kết tủa Giá trị m là: A 116,85 B 118,64 C 117,39 D 116,31 HD Quy hỗn hợp thành Fe2O3, FeO CuO với số mol a b c  FeCl3 : 0, 08 Fe2 O3 : a CuCl : c   X FeO : b + HCl + H 2O { → Y { 0,9( mol ) CuO : c HCldu : 3a + b + c  FeCl : b 4 27,2g Ta có sơ đồ phản ứng: Khi điện phân dung dịch Y đến catot khí ⇒ FeCl3 CuCl2 bị điện phân hết ⇒ mGiảm = nFeCl3×35,5 + nCuCl2×135 = 13,64 gam ⇔ nCuCl2 = 0,08 mol  FeCl3 : 0, 08 160a + 72b + 80c = 27,   ⇔ FeCl : 0, 2a = 0, 08 c = 0, 08   CuCl : 0, 08 ⇒ Ta có hệ phương trình Bảo tồn Clo ⇒ nHCl dư = 0,1 mol ●Tóm lại sau điện phân dung dịch chứa: nFeCl2 = 0,28 mol nHCl = 0,1 mol Cho dung dịch sau điện phân + AgNO3 ⇒ 3Fe2+ + 4H+ + NO3– → Fe3+ + NO + 2H2O ⇒ nFe2+ b mt i = 0,1 ì ữ = 0,075 mol ⇒ nFe2+ lại = 0,28 – 0,075 = 0,205 mol ⇒ nAg = nFe2+ = 0,205 mol || nAgCl = nCl– = 0,28×2 + 0,1 = mol ⇒ m↓ = mAg + mAgCl = 0,205×108 + 0,66×143,5 = 116,85 Bài 14: Hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Fe3O4 CuO, oxi chiếm 20% khối lượng Cho a gam hỗn hợp X tan hết vào dung dịch Y gồm H2SO4 1,32M NaNO3 0,8M, thu dung dịch Zchứa b gam chất tan muối trung hòa 1,792 lít khí NO (ở đktc) Dung dịch Zphản ứng với dung dịch KOH dư thấy có 68,32 gam muối trung hòa 1,792 lít khí NO (ở đktc) Dung dịch Zphản ứng với dung dịch KOH dư thấy có 68,32 gam KOH phản ứng Biết phản ứng xảy hoàn toàn 183a = 50b Giá trị b gần với giá trị sau đây? A 120,00 B 118,00 C 115,00 D 117,00 HD m ( Mg, Fe,Cu ) = 0,8a ( g ) ; m O = 0, 2a ( g ) { ( Mg, Fe, Cu ) ;O} + { H SO { ( Mg 2+ Đặt n H 2SO4 = 1,32x ⇒ n NaNO3 = 0,8x { :1,32x; NaNO : 0,8x} → NO : 0, 08 + H 2O ( Mg , Fe? + , Cu 2+ ) ; Na + : 0,8x; NH +4 ; 2+ } , Fe? + , Cu 2+ ) ; Na + : 0,8x; NH +4 ;SO 24− :1,32x; NO 3− + KOH :1, 22 → { K + :1, 22; Na + : 0,8x;SO 42− :1,32x; n H+ = 2n O + 10n NH+ + 4n NO ⇒ n NH+ = ( 0, 264x − 0, 0025a − 0, 032 ) mol 4 Bảo tồn ngun tố nitơ: Bảo tồn điện tích: n NO− /Y = n NO + n NH + + n NO− / Z ⇒ n NO− / Z = 0,536x + 0, 0025a − 0, 048 3 n K + + n Na + = 2n SO2− + n NO− ⇒ 1, 22 + 0,8x = 3,176x + 0, 0025a − 0, 048 b = m ( Mg, Fe, Cu ) + m Na + + m NH + + mSO2− + m NO− = 183,104x + 0,91a − 3,552 4 ⇒ 183a = 50 × ( 183,104x + 0,91a − 3,552 ) x = 0,5 mol;a=32( g ) ⇒ b = 117,12 ( g ) Giải hệ có: Bài 15:Hòa tan hoàn toàn 29,12 gam hỗn hợp gồm 0,08 mol Fe(NO 3)2, Fe, Fe3O4, Mg, MgO, Cu CuO vào 640 ml dung dịch H2SO4 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch X chứa muối sunfat trung hòa hỗn hợp hai khí 0,14 mol NO 0,22 mol H Cho dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH) dư, tạo kết tủa Y Lấy Y nung khơng khí tới khối lượng khơng đổi thu chất rắn có khối lượng giảm 10,42 gam so với khối lượng Y Nếu làm khô cẩn thận dung dịch X thu hỗn hợp muối khan Z (giả sử q trình làm khơ khơng xảy phản ứng hóa học) Phần trăm khối lượng FeSO Z gần với giá trị sau đây? A 18 B 20 C 24 D 22  Fe + : x Fe ( OH ) : x   3+  Fe( NO3 ) : 0, 08   Fe2 O3 Fe Fe ( OH )    2+  Mg   MgO Ba ( OH ) du t° Fe ddX   → ↓ Y Mg OH  → ( )2   2+ Fe O  Cu  CuO   Cu OH ( ) H 2SO :0,64 BT:N     BaSO 29,12 Mg →  → NH +4 : 0, 02 14 43   BaSO MgO  m giam =10,42g 2−   SO : 0, 64    Cu  NO : 0,14 CuO   H : 0, 22  BT:H → H 2O : 0,38   BTKL  → m X = 80,36g → m KL = m X − mSO2− − m NH+ = 18,56 g 4 n OH− ( X ) = 2n Fe2+ + 3n Fe3+ + 2n Mg2+ + 2n Cu 2+ = 2n SO2− − n NH + = 1, 26 ( mol ) Y + OH − Fe( OH ) n OH− Fe( OH ) →Fe( OH ) → Fe ( OH ) t°  → Chat ran + H O = n Fe( OH ) = x → n H2O = m chat ran giam = n H2O − m OH − %m FeSO4 ( X ) = Fe( OH ) →Fe( OH ) x + 1, 26  x + 1, 26  → 10, 42 = 18  ÷− 17x → x = 0,115   0,115.152 100% = 21, 75% 80,36 PHẦN 3: KẾT LUẬN I KẾTLUẬN Sau thời gian thực nhiệm vụ nghiên cứu chúng tơi đạt số mục đích đề chuyên đề Cụ thể: Xây dựng số vấn đề lí thuyết nâng cao kim loại nhóm VIIB VIIIB cho học sinh chuyên hoá nhằm giúp em vận dụng để giải dạng tập liên quan kì thi học sinh giỏi khu vực quốcgia… Tiến hành xây dựng hệ thống tập kim loại nhóm VIIB VIIIB (với Fe, Co, Ni) từ đến nâng cao có kèm theo hướng dẫn giải giúp cho việc giảng dạy trường chuyên bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa học gồm: Các tập bản: dạng tương đối đơn giản, ngắn gọn giúp củng cố kiến thức lý thuyết làm sở học nâng cao Phân số dạng tập thường gặp đề thi nhằm mục đích rèn kỹ năng, kĩ sảo cho học sinh Thứ ba: tập mang tính chất tổng hợp đề thi HSG năm giúp HS tự nghiên cứu lí thuyết giải tập nâng cao Đã áp dụng giảng dạy chuyên đề q trình ơn luyện đội tuyển thi Học sinh giỏi cáccấp Kim loại chuyển tiếp dạng tập mảng kim loại chuyển tiếp nói chung phần nhóm VIIB VIIIB phần phức tạp mảng kiến thức hố học vơ nội dung kiến thức phức tạp rộng, yêu cầu kiến thức đề thi cao nhiều so với nội dung sách giáo khoa chuyên hóa học Từ thực tế này, chúng tơi mong muốn góp phần vào việc làm phong phú nội dung kiến thức phần kim loại chuyển tiếp, nhằm đưa kiến thức đến gần với học sinh chuyên HSG dự thi học sinh giỏi DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề thi chọn HSG Quốc gia cácnăm Đề thi chọn đội tuyển học sinh thiOlympic Hóa học vơ – Tập - Nguyễn ĐứcVận Hóa học Vơ – Tập – HồngNhâm Bài tập đại cương vô – Nguyễn Duy Ái, Đào HữuVinh Tuyển tập đề thi HSG Quốc gia đề thi chọn đội tuyển thi Olympic Quốc tế cácnăm http://chemistry.about.com/ http://edu.net.vn MỤC LỤC NỘI DUNG PHẦN 1: MỞ ĐẦU I Lí chọn chuyên đề II Mục đích nghiên cứu III Nhiệm vụ IV Điểm đề tài PHẦN 2: NỘI DUNG Chương 1: Sơ lược nguyên tố kim loại nhóm VIIB nhóm VIIIB I: Sơ lược nguyên tố kim loại nhóm VIIB II Sơ lược nguyên tố kim loại nhóm VIIIB Chương 2: Một số tập kim loại nhóm VIIB nhóm VIIIB I Bài tập lý thuyết I.1 Nhóm VIIB II.2 Nhóm VIIIB (Sắt, Coban,Niken) II.Bài tập tìm chất III Bài tập phức chất II 3.1 sơ lược phức chất II 3.2 Một số tập phức chất IV Bài tập cân oxi hóa khử, pin điện IV.1 Lý thuyết cần nhớ III.2 Bài tập V Một số toán khác PHẦN 3: KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo Trang 1 2 3 14 19 19 19 21 22 26 26 27 35 35 36 50 64 65 74 ... học sinh giỏi cấp trường THPTchuyên IV.Điểm chuyên ề - Chuyên đề xây dựng hệ thống lí thuyết có mở rộng nâng cao cách hợp lí hệ thống tập, phân loại rõ ràng dạng tập kim loại chuyển tiếp để làm... M+3 có khả tạo phức bền nhiều so với M+2 18 Chương MỘT SỐ BÀI TẬP KIM LOẠI NHÓM VIIB VÀ NHÓM VIIIB I Bài tập lý thuyết I.1 Nhóm VIIB Bài a) Từ MnO phương pháp thu Mn(OH)2 biết MnO không tan trongnước?... NHÓM VIIB VÀ NHÓM VIIIB I SƠ LƯỢC VỀ NGUN TỐ KIM LOẠI NHĨM VIIB Nhóm VIIB gồm nguyên tố Mangan (Mn), Tecnexi (Tc) Reni (Re) I Đặc điểm chung nguyên tố nhóm VIIB Bảng I 1: Đặc điểm nguyên tố nhóm