SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI TRƯỜNG THPT CHUYÊN ….… CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP KIM LOẠI NHÓM VIIIB TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Người thực : Lê Thị Lan Anh Tổ : Hóa học Lào Cai, năm 2020 MỤC LỤC A CƠ SỞ LÝ THUYẾT B CÂU HỎI HƯỚNG DẪN HỌC SINH NGHIÊN CỨU LÍ THUYẾT NHĨM VIIIB C HỆ THỐNG BÀI TẬP TỰ LUẬN DÙNG ĐỂ HỌC SINH VẬN DỤNG, KHẮC SÂU VÀ MỞ RỘNG CÁC KIẾN THỨC Đà BIẾT VỀ KIM LOẠI NHÓM IIIVB I Bài tập hồn thành phương trình phản ứng; hồn thành chuỗi sơ đồ phản ứng II Bài tập cấu tạo nguyên tử cấu trúc mạng tinh thể III Bài tập điện cực, pin điện, điện phân IV Bài tập phức chất 11 V Bài tập nguyên tố 19 E HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP MỘT SỐ BÀI TẬP 24 2.1 Bài tập hoàn thành phương trình phản ứng; hồn thành chuỗi sơ đồ phản ứng 24 2.2 Đáp án tập cấu tạo nguyên tử cấu trúc mạng tinh thể 25 2.3 Đáp án tập điện cực, pin điện, điện phân 26 2.4 Đáp án tập phức chất 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 A CƠ SỞ LÝ THUYẾT ( Dựa sở lý thuyết: Hóa học vơ – Tập 3- Nhà xuất giáo dục – Tác giả Hoàng Nhâm) B CÂU HỎI HƯỚNG DẪN HỌC SINH NGHIÊN CỨU LÍ THUYẾT NHĨM VIIIB Giáo viên hướng dẫn học sinh nghiên cứu lí thuyết nhóm VIIIB theo hệ thống câu hỏi giáo viên chuẩn bị sau để học sinh nắm nội dung lý thuyết chương Sau trả lời câu hỏi học sinh nắm toàn nội dung lý Câu Hãy nhận xét giải thích đặc điểm sau nguyên tố nhóm VIIIB (họ sắt): - Đặc điểm lớp electron hóa trị - Sự biến thiên bán kính nguyên tử - Sự biến đổi lượng ion hoá Câu a Trong dãy Fe - Co - Ni, độ bền hợp chất với số oxi hóa +2 tăng lên độ bền số oxi hoá +3 giảm xuống Giải thích nguyên nhân? b Dựa vào thuyết VB, giải thích Fe, Co, Ni thuộc nhóm VIIIB khơng tạo số oxi hóa +8? Số oxi hố cao có chúng bao nhiêu? Câu Từ giá trị điện cực hãy: a Dự đốn hoạt tính hố học Fe, Co, Ni b Nhận xét độ bền trạng thái oxi hoá sắt, coban, niken môi trường axit bazơ? Câu a Nhận xét chung trạng thái tồn hàm lượng nguyên tố Fe, Co, Ni tự nhiên? b Trong tự nhiên, Fe, Co, Ni tồn khoáng vật nào? Khống vật có ứng dụng thực tế điều chế kim loại c Cho biết đồng vị tự nhiên % số nguyên tử đồng vị nguyên tố Fe, Co, Ni Câu a Nhận xét đặc điểm bên kim loại Fe, Co, Ni b Nêu nhận xét tính chất vật lí nguyên tố họ sắt? Giải thích? + nhiệt độ nóng chảy + nhiệt độ sôi + nhiệt thăng hoa + độ cứng + độ dẫn điện, dẫn nhiệt + khối lượng riêng Câu a Sắt kim loại đa hình Hãy cho biết dạng tồn điều kiện nào? b Fe- Fe - có kiến trúc lập phương tâm khối, giải thích sao: + Fe- Fe - có khối lượng riêng khác (tương ứng 7,927 g/cm3 7,371 g/cm3) + Dạng Fe - có tính sắt từ, dạng Fe - thuận từ? Câu a Viết phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện) cho Fe tác dụng với - Các phi kim: oxi; lưu huỳnh; halogen - tác dụng với H2O - Các axit H2SO4 lỗng; H2SO4 đặc, nóng - Các dung dịch muối FeCl3, CuSO4 Cho giá trị điện cực Fe3+/Fe2+ = 0,77V; Fe2+/Fe = - 0,44V b Giải thích viết phương trình ăn mịn hợp chất Fe -C khơng khí ẩm? Câu Giải thích hình thành liên kết phân tử Fe (CO)5, Co2(CO)8, Ni(CO)4 Nêu cách điều chế, tính chất ứng dụng hợp chất Câu a Fe(OH)2 có phải hidroxit lưỡng tính khơng? Tính axit hay tính bazơ mạnh hơn? b Viết phương trình phản ứng Fe (OH)2 với oxi khơng khí, Cl2, H2O2, HNO3, H2SO4 đặc, NaOH đặc nóng Câu 10 a Chứng minh mặt nhiệt động học, Fe(OH)2 chuyển thành Fe (OH)3 mơi trường trung tính tiếp xúc với oxi khơng khí b Phản ứng thực tế diễn có ứng dụng gì? Cho T Fe(OH)2 = 8.10-16; T Fe(OH)3 = 6,3.10-38 ; E oFe /Fe = 0,77V ; P O kk = 0,2 atm Câu 11 Từ cấu hình electron Fe3+, nhận xét chung hoạt tính hóa học hợp chất Fe (III) Câu 12 Viết phương trình phản ứng khi: a Nấu chảy Fe2O3 với chất sau: NaOH; Na2CO3; Na2O2; hỗn hợp KNO3 KOH b Cho dung dịch FeCl3 tác dụng với hidro sinh, khí SO2, Zn dung dịch Na2SO3, H2S, KI, SnCl2, khí Cl2 có mặt NaOH đặc Câu 13 a Hãy trình bày thay đổi màu sắc muối CoCl2.6H2O tuỳ theo hàm lượng nước kết tinh tăng nhiệt độ? b Trong dung dịch nước, muối CoCl2 tồn dạng sau: [Co(H2O)6]2+ + 4Cl[CoCl4]2- + 6H2O (xanh) (hồng) Hãy cho biết màu sắc dung dịch biến đổi khi: - Pha loãng dung dịch - Đun nóng dung dịch - Thêm vài giọt dung dịch HCl đặc Câu 14 a Nêu chất liên kết tinh thể FeSO4.7H2O? b FeSO4.7H2O để không khí ẩm dần chuyển thành màu nâu đỏ Giải thích viết phương trình phản ứng c Khi sục khí NO vào dung dịch FeSO4 tạo phức chất màu nâu tối bền Hãy viết phương trình phản ứng dự đoán chất liên kết phức này? C HỆ THỐNG BÀI TẬP TỰ LUẬN DÙNG ĐỂ HỌC SINH VẬN DỤNG, KHẮC SÂU VÀ MỞ RỘNG CÁC KIẾN THỨC Đà BIẾT VỀ KIM LOẠI NHÓM IIIVB I Bài tập hồn thành phương trình phản ứng; hồn thành chuỗi sơ đồ phản ứng Bài Hoàn thành phương trình phản ứng theo sơ đồ sau: Fe bột + O2 Fe + NaOH 50% + O2 + H2O Fe + HF Fe + Fe2O3 Fe + CO Fe + KOH + KNO3 FeO nung FeO + HNO3 đặc FeO + O2 10 FeO + H2S 11 FeO + H2 12 FeO + C cốc 3 2 Bài Có thể tồn đồng thời dung dịch ion sau không? Fe2+ Sn2+ Fe3+ Sn2+ 2+ Fe MnO4 Fe3+ MnO4- Fe2+ Cr2O72- Fe3+ Cr2O727 Fe2+ [Fe(CN)6 ]3− Fe3+ SO2− Bài Viết phương trình phản ứng sau: Fe(SO4)3 + Na2SO3 + H2O FeSO4 + HNO3 + H2SO4 FeSO4 + HNO3 FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 FeCl3 + Na2CO3 + H2O Bài Viết phương trình phản ứng sau dạng phân tử dạng ion FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 FeSO4 + HClO3 + H2SO4 HCl + … FeSO4 + KBrO3 + H2SO4 K4[Fe(CN)6] + KMnO4 + H2SO4 K4[Fe(CN)6] + H2O2 + H2SO4 Bài Viết phương trình phản ứng sau dạng phân tử: Fe3+ + H2S Fe3+ + I- Fe3+ + S2O3- Fe3+ + SO32- + H2O Fe2+ + Br2 Bài 6: Trong sơ đồ phản ứng phương pháp điều chế kim loại đây, phương pháp dùng để điều chế kim loại sắt tinh khiết? t0 dòng điện Fe3O4 + C → FeSO4 (dd) + C → t0 Fe(CO)5 → Fe2+ ( dd) + Zn → t0 t0 Fe3O4 + CO → FeO + CO→ Bài Trong phản ứng sau đây, phản ứng dùng để điều chế oxit hidroxit coban (III): 𝑡0 Co + O2 → 𝑡0 CoO + O2 → 𝑡0 Co(NO3)2 → 𝑡0 CoC2O4 → 𝑡0 Co2O3 nH2O → Co2(SO4)3 + H2O đ𝑢𝑛 𝑠ô𝑖 [Co(NH3 )6 ]Cl2 + KOH → CoF3 + KOH Co(OH)2 + KOH + chất oxi hóa 10 CoSO4 + KOH + chất oxi hóa Bài Hồn thành sơ đồ phản ứng sau: Bài Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Bài 10 Viết phương trình phản ứng theo sơ đồ sau: Bài 11 Hồn thành phương trình phản ứng sau: FeS2 + HNO3 FeCl3 + (NH3OH)2SO4 Fe2(SO4)3 + NH2OH Fe(OH)3 + Cl2 + KOH K2FeO4 + HCl K2FeO4 + NH3 + 4H2O K2FeO4 + H2SO4 K2FeO4 + H2S + H2O K2FeO4 + MnSO4 + HNO3 10 K2FeO4 + BaCl2 + H2O 11 K4[Fe(CN)6 ] + KMnO4 + H2O 12 K4[Fe(CN)6 ] + O2 + CO2 + H2O 13 K4[Fe(CN)6 ] + H2O + O2 14 K4[Fe(CN)6 ] + KMnO4 + H2SO4 15 K3[Fe(CN)6 ] + KI Bài 12 Hồn thành phương trình phản ứng sau: CoCl2 + K2S2O8 + KOH CoBr2 + O2 + KOH + H2O CoCl2 + NH3 + NH4Cl + H2O K [Co(CN)6 ] + H2O K [Co(CN)6 ] + O2 + H2O K [Co(CN)6 ] + NaClO + H2O Bài 13 Viết phương trình phản ứng chất sơ đồ: Bài 14 Viết phương trình phản ứng sơ đồ sau: Bài 15 Cho dung dịch NaOH từ từ vào dung dịch CoCl2 (hồng) thu kết tủa màu hồng Tiếp tục cho dung dịch NH3 đến dư vào kết tủa màu hồng ta dung dịch thu có màu vàng Cho hỗn hợp axeton amonithioxianua thu dung dịch có màu xanh Mặt khác, cho dung dịch H2O2 vào dung dịch màu vàng thu dung dịch có màu hồng thẫm Thêm tiếp dung dịch H2SO4 lỗng vào thấy có khí bay Viết phương trình phản ứng xảy Bài 16 a Hai chất K4[Fe(CN)6] K3[Fe(CN)6] chất có tính oxi hóa? Chất có tính khử? b Viết phương trình phản ứng cho K3[Fe(CN)6] tác dụng với H2O2 mơi trường KOH c Viết phương trình phản ứng cho K4[Fe(CN)6] tác dụng với H2O2 dung dịch HCl Bài 17 Cho X dung dịch muối sunfat (1) X tác dụng với dung dịch KCN cho dung dịch A màu vàng nhạt (2) A bị Cl2 oxi hóa tạo thành dung dịch B (3) Đun sơi dung dịch B KOH đặc lại thu dung dịch A (4) A tác dụng với X tạo kết tủa C màu trắng (5) A tác dụng với Fe2(SO4)3 (đặc) tạo kết tủa D màu xanh chàm (6) B tác dụng với dung dịch KI tạo thành A (7) Trong dung dịch KOH lỗng, B oxi hóa Cr(OH)3 thành K2CrO4 (8) B tác dụng với dung dịch X tạo chất E có màu xanh Tuabun Xác định chất X, A, B, C, D, E viết phương trình phản ứng Bài 18 Xác định chất sơ đồ viết phương trình phản ứng: Cho biết A1 kết tủa Bài 19 Xác định chất sơ đồ viết phương trình phản ứng: Cho biết B chất khí, B1 chất khí màu nâu A1 kết tủa trắng; A3 kết tủa Bài 20 Hoàn thành sơ đồ hợp chất Fe Biết A2, A6, chất kết tủa; A8, A9 có thành phần giống Bài 21 Hoàn thành sơ đồ hợp chất Coban Bài 22 Cho X muối sắt sunfat khan có 36,84% sắt khối lượng a) Xác định cơng thức hóa học X b) Hồn thành phương trình hóa học theo sơ đồ: +KCN dư (X) + KOH đặc +Cl2 (A) (B) (A) dung dịch vàng dung dịch vàng Bài 23 (Trích đề thi chọn đội tuyển quc t 2010) FeSO4 Cho sơ đồ phản ứng: B kết tủa trắng Fe2(SO4)3 đặc FeCl2 (dd) KCN đặc, d- A (dd) AgNO3 C kÕt tđa xanh ®Ëm D kÕt tđa tr¾ng FeCl2 KMnO4, H+ E (dd) Pb(OH)2, KOH G kÕt tđa xanh A + F kÕt tđa n©u Viết phương trình ion phản ứng xảy theo sơ đồ Hãy cho biết từ tính hợp chất A, dùng thuyết lai hóa để giải thích Bài 24 Cho dung dịch FeCl2 tác dụng với KCN đặc, dư thu dung dịch A Cho A tác dụng với FeSO4, Fe2(SO4)3đặc, AgNO3 tương ứng kết tủa B màu trắng, kết tủa C xanh đậm kết tủa D màu trắng Nếu cho A tác dụng với dung dịch KMnO4 mơi trường axit mạnh thu dung dịch E, dung dịch tác dụng với FeCl2 kết tủa G màu xanh tạo thành, cho E tác dụng với Pb(OH)2 KOH thu kết tủa F màu nâu dung dịch A a Viết phương trình ion phản ứng xẩy b Cho biết từ tính hợp chất A Bài 25 Hồn thành dãy chuyển hóa sau: II Bài tập cấu tạo nguyên tử cấu trúc mạng tinh thể Bài 26 Tính khối lượng riêng tinh thể Ni, biết Ni kết tinh theo mạng tinh thể lập phương o tâm mặt bán kính Ni 1,24 A Bài 27 (Trích đề chọn HSGQG – 2004, bảng B Đề thức) Sắt monoxit FeO có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm diện kiểu NaCl với số mạng a = 0,430 nm Tính khối lượng riêng tinh thể sắt monoxit Bài 28 Khi kết tinh Fe ( ) có dạng tinh thể lập phương tâm khối o a) Xác định số mạng a ( A ), biết khối lượng riêng sắt 7,95.103 kg/m3 b) So sánh kết với phương pháp nhiễu xạ tia X ta chiếu chùm tia electron có o bước sóng A , nhiễu xạ bậc vào mạng lưới (110) để tạo thành góc θ 30o Cho Fe = 56 Bài 29 Từ nhiệt độ phòng đến 1185K sắt tồn dạng Fe với cấu trúc lập phương tâm khối, từ 1185K đến 1667K dạng Fe với cấu trúc lập phương tâm diện 293K sắt có khối lượng riêng d = 7,874g/cm3 a) Hãy tính bán kính nguyên tử Fe b) Tính khối lượng riêng sắt 1250K (bỏ qua ảnh hưởng không đáng kể dãn nở nhiệt) Thép hợp kim sắt cacbon, số khoảng trống nguyên tử sắt bị chiếm nguyên tử cacbon Trong lò luyện thép (lị thổi) sắt dễ nóng chảy chứa 4,3% cacbon khối lượng Nếu làm lạnh nhanh nguyên tử cacbon phân tán mạng lưới lập phương nội tâm, hợp kim gọi martensite cứng dịn Kích thước tế bào sơ đẳng Fe khơng đổi c) Hãy tính số ngun tử trung bình C tế bào sơ đẳng Fe với hàm lượng C 4,3% d) Hãy tính khối lượng riêng martensite (cho Fe = 55,847; C = 12,011; số N = 6,022 1023 ) Bài 30 Niken(II) oxit có cấu trúc mạng tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Các ion O2– tạo thành mạng lập phương tâm mặt, hốc bát diện có ion Ni2+ Khối lượng riêng niken(II) oxit 6,67 g/cm3 Nếu cho niken(II) oxit tác dụng với liti oxit oxi tinh thể trắng có thành phần LixNi1-xO: x Li2O + (1-x)NiO + x O2 → LixNi1-xO Cấu trúc mạng tinh thể LixNi1-xO giống cấu trúc mạng tinh thể NiO, số ion Ni2+ ion liti số ion Ni2+ bị oxi hóa để bảo đảm tính trung hịa điện phân tử Khối lượng riêng tinh thể LixNi1-xO 6,21 g/cm3 a Vẽ ô mạng sở niken(II) oxit b Tính x (chấp nhận thể tích mạng sở không thay đổi chuyển từ NiO thành LixNi1xO) c Tính phần trăm số ion Ni2+ chuyển thành ion Ni3+ viết công thức thực nghiệm đơn giản hợp chất LixNi1-xO cách dùng Ni(II), Ni(III) số nguyên (d) Hãy cho biết (những) ion (Co+, Co2+ Co3+) cho tín hiệu phổ cộng hưởng thuận từ electron? Giả thiết ion trạng thái spin cao (e) Hãy cho biết người nặng 70 kg có ion coban? (Co = 58,93) (f) Hãy cho biết số phối trí coban phức vitamin B12 Bài 60 Người ta phát Ni(CO)4 chất lỏng không màu, dễ bay tuân theo qui tắc 18 e a Sử dụng qui tắc 18 e, dự đốn cơng thức phức cacbonyl Fe(0) Cr(0), phức nitrozyl Cr(0) b Hãy giải thích Mn(0) Co(0) tạo phức cacbonyl đơn nhân kiểu M(CO)x (M kim loại), mà tạo phức cacbonyl có liên kết kim loại- kim loại? c Hãy cho biết cấu trúc không gian Ni(CO)4; Mn2(CO)10 Co2(CO)8 d Hãy cho biết phức V(CO)6 caácphức cho phần a c thuận từ hay nghịch từ e Hãy giải thích cacbon monoxit liên kết với kim loại bền nhiều so với liên kết với Bo hợp chất R3B-CO; R gốc ankyl? g Qui tắc 18 e nghiệm cho phức crom benzen - Hãy viết công thức phức - Hãy cho biết công thức phức tương tự điều chế phản ứng bột sắt với xiclopentađien? Hãy viết phương trình phản ứng điều chế phức? Bài 61 Hai chất A B chứa anion phức bát diện có thành phần nguyên tố chúng khác momen từ (μ = [n(n +2)]1/2 n số electron khơng cặp đơi): μA = 0, μB = 1,72D Khi cho 20mL dung dịch 0,1M A tác dụng với 1,3240g Pb(NO3)2 tạo thành 1,2520g kết tủa trắng dung dịch lại muối kali Khi cho 1,2700g FeCl2 vào lượng dư dung dịch A tạo thành 1,6200g kết tủa trắng C (51,85% khối lượng sắt) Khi để ngồi khơng khí C trở thành xanh lơ chuyển thành D Dung dịch B tác dụng với FeCl2 tạo thành kết tủa xanh lơ E có thành phần giống hệt D a) Các chất A, B, C, D, E chất gì? Tính gía trị n chất B b) Viết phương trình phản ứng c) Sự khác D E ? Bài 62 ( Trích đề thi Olympic hóa học quốc tế lần thứ 32) Ureaza enzym có chứa niken làm xúc tác cho phản ứng thuỷ phân ure (H2NCONH2) thành ion amoni ion cacbamat (H2NCOO-) Ion cacbamat bị thuỷ phân tiếp sau qúa trình tự xảy khơng xúc tác ureaza a Viết phương trình phản ứng thuỷ phân ion cacbamat b Mỗi đơn vị cấu trúc cấp ba protein ureaza có chứa hai ion niken(II) Những ion kim loại phối trí với nguyên tử cho tương ứng nhánh aminoaxit cấu trúc cấp protein Hãy viết công thức cấu tạo nhánh aspartat, histidin khoanh tròn ngun tử đóng vai trị cho nhánh c Hai tâm niken (II) ureaza nối lại nhóm cacboxylat cầu nối phân tử nước cầu nối Nhóm cacboxylat cầu nối thuộc nhánh lysin chuyển thành dẫn xuất cacbamat Hãy viết công thức cấu tạo dẫn xuất cacbamat nhánh lysin d Viết cấu hình electron ion niken (II) e Đã biết số hình học phối trí niken (II) Trong hợp chất phối trí bát diện, obitan d phân bố hai mức lượng Hãy cho biết obitan số obitan d chiếm mức lượng theo thứ tự cao thấp hình học bát diện Giải thích định lượng kết qủa tìm cách so sánh phân bố không gian obitan d 15 f Một số phức niken (II) lại có hình học vng phẳng, cấu chủ yếu phức ion kim loại paladi (II) platin (II) Hãy vẽ hai đồng phân [Ni(SCH2CH2NH2)2] vuông phẳng ghi rõ đồng phân cis trans g Vẽ tất đồng phân hình học [Pt(NH3)(pyridin)ClBr] vng phẳng Bài 63 ( Trích đề thi Olympic hóa học Áo 2001) Thuyết Pauling Thêm dung dịch kali hydroxit vào dung dịch nước Co2+, kết tủa màu xanh hình thành Trong dung dịch KOH đặc hình thành phức spin cao có số phối trí Viết phương trình ion phản ứng Cho biết tên phức Viết sơ đồ lai hóa cho phức cho biết kiểu lai hóa Thuyết trường phối tử Ion phức bis(terpyridyl)coban(II) tồn phần trạng thái spin cao, phần trạng thái spin thấp phụ thuộc vào ion liên kết trực tiếp với nguyên tử trung tâm ClO4-/Cl-/NCS-/Br- a) Cho biết ba dạng hình học có phức b) Dựa vào thuyết trường phối tử vẽ giản đồ obitan cho trường hợp phức spin cao thấp c) Tính momen từ (M.B) phức Xét phức sau: [Co(CN)6]3-, [Co(CO3)2(NH3)2]-, [Co(CO3)3]3- and [Co(NO2)6]3- Màu ion phức là: xanh, vàng, cam da trời (không thiết phải dạng với phức trên) d) Hãy cho biết tên phức xác định màu chúng: Bài 64 (Trích chuẩn bị Icho 2009) Phản ứng FeCl2 với phenanthrolin (phen) hai đương lượng K[NCS] tạo thành phức chất bát diện sắt (II) Fe(phen)2(NCS)2 (A) Ở nhiệt độ nitơ lỏng A có momen từ 0,0 μB , nhiệt độ phòng A cổ momen từ gần 4,9 μB (momen từ hiệu dụng, μeff cho phức chất chứa n electron độc thân là: a Hãy vẽ cấu trúc đồng phân có A b Hãy xác định số electron hố trị mà obitan d A chiếm giữ c Viết cấu hình electron obitan d nhiệt độ cao nhiệt độ thấp tương ứng với từ tính A (Nên xác định momen từ hiệu dụng trường hợp) Phối tử Hacac (B, C5H8O2) cho Xử lí Hacac (B, C5H8O2) NH3 thu anion acac- (C) có độ dài liên kết C-O lớn B phổ 1H NMR có peak Thêm đương lượng acac- vào dung dịch nước FeCl3 thu phức chất bát diện màu đỏ tươỉ (D) có thành phần C15H21O6Fe với momen từ hiệu dụng 5.9 μB d Hãy vẽ anion acac- (C) cấu trúc cộng hưởng để giải thích khác độ dài liên kết B C e Vẽ cấu trúc B C ghi rõ trạng thái lai hóa nguyên tử cacbon trường hợp f Viết đồng phân có D dự đốn electron mà obitan d chiếm giữ dựa vào kiện từ tính chất màu đỏ tươi biết 16 Bài 65 (Trích đề thi Olympic quốc tế 2015) Xanh Prussian thành phần mực đen mực xanh dùng công nghiệp in Khi nhỏ giọt Kali ferrocyanide K4Fe(CN)6 vào dung dịch FeCl3, ta thu kết tủa có chứa 34,9% Fe theo khối lượng Cho biết công thức kết tủa viết phương trình phản ứng.(MFe = 55,8) Sử dụng lý thuyết trường tinh thể, vẽ giản đồ tách obitan d cho tất nguyên tử Fe xanh Prussian Giải thích nguyên nhân sinh màu sắc chất màu? Nếu nhỏ FeCl3 vào dung dịch K4Fe(CN)6 tạo thành sản phẩm đầu tiên? Viết phương trình phản ứng Bài 66 (Trích đề thi Olympic Quốc tế lần thứ 39) MÀU SẮC CÁC HỢP CHẤT CỦA COBAN Thông tin coi “sản phẩm” có giá trị thu từ hoạt động người Do vậy, lồi người có nhiều nỗ lực nhằm bảo mật thông tin Từ lâu, mật mã cách thức hữu hiệu nhằm bảo mật thơng tin Người ta viết mật mã loại mực hóa học mà từ chỗ khơng màu, dễ dàng thực thao tác đặc biệt, ví dụ hơ nóng Có nhiều cơng thức để chế tạo loại mực thế, có loại dựa vào muối Co(II) Vốn có màu hồng nhạt, viết lên giấy để khô, mực coban trở nên gần khơng màu Tuy nhiên, hơ nóng nến, dòng chữ lên có màu xanh sáng Muối Co(II) cịn có số ứng dụng khác, khơng địi hỏi bí mật, dựa vào biến đổi màu sắc Tẩm thêm muối Co(II) lên hạt silica-gel, chúng có màu xanh da trời Cho silica-gel vào bình làm khơ (desiccator), sau hút ẩm chuyển sang màu hồng Đây dấu hiệu để hoàn nguyên silica-gel (nó ngậm q nhiều nước, cần đem sấy lại) Tương tự, tờ giấy tẩm dung dịch bão hịa CoCl2 có màu xanh để khô tạo thành CoCl2.4H2O, trở lại màu hồng CoCl2.6H2O môi trường ẩm Như vậy, sử dụng tờ giấy dụng cụ đo độ ẩm Sử dụng kiện nhiệt động cho đây, tính độ ẩm thấp (theo %) khơng khí ứng với dụng cụ đo độ ẩm 0 Hợp chất , kJ mol-1 S 298 f H 298 , J mol-1 K-1 CoCl2.6H2O(cr) 2113,0 346,0 CoCl2.4H2O(cr) 1538,6 211,4 H2O(lq) 285,8 70,1 H2O(g) 241,8 188,7 Sự chuyển màu “hồng (đôi màu tím) xanh” mơ tả xếp lại cầu phối trí quanh ion Co2+: bát diện tứ diện Ví dụ nói đến phần ứng với biến đổi 2 CoH 2O6 oct2 CoH 2O4 tetr Thông thường, hợp chất phối trí tứ diện khơng thơng dụng hợp chất phối trí bát diện Tuy nhiên trường hợp Co2+, lượng phức tứ diện phức bát diện gần Để hiểu tính chất trên, ta xem xét phức bát diện phức tứ diện sau: [Cr(H2O)6]3+ [Cr(H2O)4]3+ [Co(H2O)6]2+ [Co(H2O)4]2+ Vẽ giản đồ mô tả lượng obitan 3d kim loại trường phối tử bát diện tứ diện, rõ thông số tách obitan d, () Với ion kể trên, điền electron phân lớp d kim loại vào giản đồ tương ứng Tính lượng bền vững hóa trường tinh thể (CFSE) ion So sánh rút kết luận 17 Phản ứng: [Co(H2O)6]2+ + X = [CoX4]2- + 6H2O (1) Trong X = Cl , Br , I , SCN , dùng để minh họa cho nguyên lí chuyển dịch cân Le Chatelier Nếu thêm lượng dư muối X , dung dịch có màu xanh; pha lỗng nước, dung dịch dẽ có màu hồng nhạt 0 a) Dự đoán dấu r H 298 r S 298 phản ứng (1) b) Nhiệt độ có ảnh hưởng đến cân (1)? c) Xét phản ứng (1) với KCl KSCN nguồn cung cấp X Nếu muối có nồng độ mol/l, muối khiến cân (1) chuyển dịch bên phải mạnh hơn? Giải thích dựa vào nguyên lí axit, bazơ cứng, mềm (HSAB) Xét cân tương tự: [CoX2L4] = [CoX2L2] + 2L (2) a) Nếu L = pyridin (py), phối tử X ( Cl hay I ) giúp cân (2) chuyển dịch sang phải mạnh hơn? Sử dụng nguyên lí HSAB để giải thích b) Nếu L = PH3, phối tử X ( Cl hay I ) giúp cân (2) chuyển dịch sang phải mạnh hơn? Sử dụng nguyên lí HSAB để giải thích c) Hợp chất phối trí [CoX2L2] với L = py, X = Cl có hai màu xanh tím Màu xanh dễ nhận biết, màu tím thường khó quan sát Với phức màu tím, vẽ cấu trúc rõ kiểu phối trí ion coban Với kiến thức hóa học phối trí Co(II) nói trên, giải thích cho biến đổi Nhỏ giọt dung dịch NaOH vào dung dịch Co(II) oC thu kết tủa màu xanh Nếu lấy kết tủa đưa nhiệt độ phịng (25 oC) sau thời gian, kết tủa chuyển sang màu hồng Nếu nhỏ vào kết tủa lượng dư kiềm kết tủa tan cho dung dịch màu xanh Viết phương trình phản ứng ứng với biến đổi nêu Bài 67 Phức chất bát diện A mầu hồng có cơng thức CoCl3.5NH3.H2O Hịa tan A vào nước dung dịch A có mầu hồng Khi chuẩn độ dung dịch chứa 0,05 mol A dung dịch AgNO3 thấy tạo tối đa 21,525 gam chất kết tủa mầu trắng Khi đun nóng, A phân tử H2O tạo thành phức chất rắn B mầu tím có tỉ lệ mol NH3:Cl:Co A a, Hãy xác định công thức cấu tạo gọi tên A, B b, Hãy giải thích thay đổi mầu hai phức A, B c, Trong phịng thí nghiệm có dung dịch A nồng độ CM Hãy đề xuất dụng cụ, hóa chất, cách tiến hành thí nghiệm chuẩn độ để xác định nồng độ dung dịch A Bài 68 (Đề thi chọn đội tuyển thi Olympic Quốc tế năm 2014) a) Momen từ dung dịch (nước) Fe(III) giảm từ ~6,0 BM (Bohr magneton) xuống ~1,8 BM , thêm lượng dư CN- vào dung dịch Fe(III) Hãy giải thích thay đổi momen từ nói theo thuyết trường phối tử (hay thuyết trường tinh thể) b) Cả Fe(II) Fe(III) tạo thành phức chất bát diện bền với CN- Bằng phương pháp phổ, người ta xác định độ dài liên kết Fe-C [Fe(CN)6]4- 192 pm [Fe(CN)6]3là 193 pm Hãy giải thích khác biệt độ dài liên kết theo thuyết obitan phân tử Bài 69: (Đề thi chọn đội tuyển thi Olympic Quốc tế năm 2014) a) Phức chất A phức chất Pt(II), có cấu trúc vuông phẳng, chứa Pt, NH3 Cl với % khối lượng 65,00%; 11,33% 23,67% Viết công thức cấu trúc phức chất thỏa mãn điều kiện trên, biết phân tử khối A nhỏ 1000 b) Khi cho phức chất cis-[Pt(NH3)2Cl2] (cấu trúc vuông phẳng) tương tác với tetrametylen điamin (tetraen) người ta tách phức chất nhân B Pt(II) có cơng thức 18 [Pt2Cl4(NH3)2(tetraen)] (B) Kết thử nghiệm cho thấy chất B có khả kháng tế bào ung thư cao Viết công thức cấu tạo, mô tả hình thành liên kết (theo thuyết VB) phức chất B c) Khi nghiên cứu chế phản ứng phối tử phức chất vuông phẳng người ta nhận thấy tốc độ thay phối tử X phối tử Y chịu ảnh hưởng phối tử Z (Z nằm vị trí trans so với X) Nếu Z hoạt động ảnh hưởng trans X linh động dễ bị L Z Pt L L Z + Y + Pt X L X Y Từ K2[PtCl4], viết sơ đồ điều chế phức chất cis phức chất trans-[Pt(C2H4)(2-ampy)Cl2] (trong 2-ampy 2-aminopiriđin) Biết thứ tự ảnh hưởng trans phối tử: C2H4 > Cl- > 2ampy Trong phức chất trên, nguyên tử kim loại trung tâm Pt liên kết với phối tử 2-aminopiriđin qua nguyên tử nitơ nào? Giải thích Cho biết: Cấu hình electron Pt: [Xe]4f145d96s1 V Bài tập nguyên tố Bài 70 Cho a mol bột sắt vào dung dịch chứa b mol AgNO3, khuấy hỗn hợp tới phản ứng xảy hồn tồn dung dịch X chất rắn Y Tính sè mol chất có X, Y theo a, b Viết phương trình chuyển hóa Fe3+ thành Fe2+ (sản phẩm phải gồm chất khác loại dùng chất vô cơ) Bài 71 Cho x mol Fe tác dụng với dung dịch A chứa y mol HNO3 tạo khí NO dung dịch D Hỏi dung dịch D tồn ion ? Hãy thiết lập mối quan hệ x y để tồn ion Bài 72 Cho 5,22 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại (hợp chất X) tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3, sau phản ứng thu hỗn hợp khí gồm 0,336 lít khí NO x lít CO2 Các thể tích khí đo đktc Xác định CTPT X giá trị x Bài 73 Cho hỗn hợp gồm oxit sắt (Fe2O3 Fe3O4, FeO) với số mol Lấy m1 gam A cho vào ống sứ chịu nhiệt, nung nóng hỗn hợp cho luồng khí CO qua ống, CO phản ứng hết, tồn lượng khí CO2 khỏi ống hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thu m2 gam kết tủa trắng Chất rắn B lại ống sứ sau phản ứng có khối lượng 19,20 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Hịa tan hoàn toàn hỗn hợp B dung dịch HNO3 nóng 2,24 lít khí NO (đktc) Viết phương trình phản ứng xảy Tính m1, m2 số mol HNO3 tham gia phản ứng Bài 74 Cho hỗn hợp X gồm MgO, FeO, Fe2O3 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)2 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 HNO3, đun nóng V lít khí NO (là sản phẩm khử nhất, 0oC; atm) 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) 19 Bài 75 Hợp chất A oxit, D muối sunfat A D tham gia vào số chuyển hóa sau: A + 3NaOCl + 4NaOH → 2B + 3NaCl + 2H2O (pH > 7) (1) 4B + 6H2O → 2A.H2O + 8NaOH + 3O2 (pH = 7) (2) D + 3Na2O2 → C + Na2SO4 + O2 (3) 3C + 5H2O → A + B + 10NaOH (4) Khi hòa tan chất B vào nước dung dịch chuyển sang màu tím đậm, hòa tan 0,10g chất C 100 ml nước cất pH dung dịch thu 12,2 Xác định công thức chất từ A đến D Bài 76 Hỗn hợp X gồm Fe kim loại M hóa trị Chia 38,6 gam X thành phần Phần cho tan hoàn toàn dung dịch HNO3 loãng dư thu sản phẩm khử có NO, N2O (hỗn hợp Y) với tổng thể tích 6,72 lít, tỉ khối Y so với H2 17,8 Phần cho vào dung dịch kiềm sau thời gian thấy lượng H2 thoát vượt 6,72 lít Biết khí đo điều kiện tiêu chuẩn a Xác định tên kim loại M % khối lượng kim loại X b Tính khối lượng HNO3 phản ứng Bài 77 Cho dung dịch CoSO4 tác dụng với dung dịch NaOH dư chất kết tủa Lọc chất kết tủa rửa làm khơ khơng khí 12,305 gam hỗn hợp hai chất rắn Hoà tan hoàn toàn lượng chất rắn vào1lit dung dịch H2SO4 1M có H2O2 dư nồng độ Co2+ dung dịch thu 0,125 M Hãy viết phương trình phản ứng tính % khối lượng Co(OH)2 bị oxi hố Bài 78 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 V1 lít hỗn hợp khí C Tỉ khối C so với hiđro 10,6 Nếu đốt cháy hồn tồn B thành Fe2O3 SO2 cần V2 lít khí oxi a.Tìm tương quan giá trị V1 V2 (đo điều kiện) b.Tính hàm lượng phần trăm chất B theo V1 V2 c.Hiệu suất thấp phản ứng nung phần trăm d.Nếu hiệu suất phản ứng nung 75%, tính hàm lượng phần trăm chất hỗn hợp B Bài 79 Hợp chất MX2 phổ biến tự nhiên Hoà tan MX2 dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư thu dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch BaCl2 thấy tạo kết tủa màu trắng, cho A tác dụng với dung dịch NH3 dư thấy tạo kết tủa màu nâu đỏ MX2 chất ? Gọi tên MX2 viết phương trình phản ứng xảy Nước tự nhiên (nước suối) vùng mỏ MX2 bị axit hóa mạnh (pH thấp) Viết phương trình phản ứng để giải thích tượng Bài 80 Hoà tan 22 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeCO3, Fe3O4 vào 448 ml dd HNO3 2M thu dung dịch B hỗn hợp khí X gồm CO2 khí NO Lượng HNO3 dư B tác dụng vừa đủ với 5,516 gam BaCO3 Có bình dung tích 8,96 lít chứa khơng khí gồm N2 O2 theo tỉ lệ 4: có p = 0,375 atm, nhiệt độ 00C Nạp hỗn hợp khí X vào bình trên, sau giữ bình nhiệt độ 00C bình khơng cịn O2 áp suất cuối bình 0,6 atm Tính phần trăm khối lượng chất A Bài 81 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 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 hồ tan vào dung dịch HCl thu 4,48 lít khí hiđro; phần thứ hai hoà tan vào dung dịch hỗn hợp NaNO3 H2SO4 thu 4,48 lít khí NO; phần thứ ba đem nung nóng cho tác dụng với khí hiđro dư chất rắn 20 nhất, hoà tan hết chất rắn nước cường toan có 17,92 lít khí NO Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Hãy tính khối lượng nguyên tử, cho biết tên kim loại M công thức oxit hỗn hợp A Bài 82 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2009) Trong thực tế thành phần quặng cromit biểu diễn qua hàm lượng oxit Một quặng cromit chứa: 45,60% Cr2O3, 16,12% MgO 7,98% Fe2O3 Nếu biểu diễn dạng cromit cấu tử quặng là: Fe(CrO2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3 CaSiO3 Xác định thành phần quặng qua hàm lượng Fe(CrO 2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3 CaSiO3 Nếu viết công thức quặng dạng xFe(CrO2)2.yMg(CrO2)2.zMgCO3.dCaSiO3 (x, y, z d số nguyên) x, y, z d bao nhiêu? Khi cho mẫu quặng tác dụng với axit HCl có chất khơng chứa crom tham gia phản ứng Viết phương trình phản ứng dạng phân tử dạng ion đầy đủ Bài 83 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2010) Khi phân tích nguyên tố tinh thể ngậm nước muối tan A kim loại X, người ta thu số liệu sau: Nguyên tố cacbon oxi lưu huỳnh nitơ hiđro % khối lượng muối 0,00 57,38 14,38 0,00 3,62 Theo dõi thay đổi khối lượng A nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước bị phân hủy hoàn toàn, A 32% khối lượng Trong dung dịch nước, A phản ứng với hỗn hợp gồm PbO2 HNO3 (nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan HCl Hãy xác định kim loại X, muối A viết phương trình phản ứng xảy Biết X khơng thuộc họ Lantan khơng phóng xạ Có túi bột màu hỗn hợp muối không tan nước Để xác định thành phần bột màu này, người ta tiến hành thí nghiệm sau: Bột màu + HCl đặc, to Dung dịch B Cặn bột trắng khuấy kĩ, to Chia B thành phần Cặn bột trắng + Na2CO3 (bão hoà) Phần + Na2S → Kết tủa trắng C → Dung dịch F + kết tủa trắng G Phần + K4[Fe(CN)6] → Kết tủa trắng F + BaCl2, HCl → Kết tủa trắng H G + CH3COOH (đặc) → Dung dịch I D Phần + giấy tẩm Pb(CH3COO)2 → Kết Chia I thành phần tủa đen E Phần + CaSO4(bão hoà), HCl → Kết tủa trắng H Phần + K2CrO4, NaOH (dư) → Kết tủa vàng K Cho biết thành phần bột màu viết phương trình ion thu gọn phản ứng xảy Bài 84 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2011) Để xác định hàm lượng crom sắt mẫu gồm Cr2O3 Fe2O3, người ta 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 loãng đến dư vào hỗn hợp thu pha thành 100,00 mL, dung dịch A có màu vàng da cam Cho dung dịch KI (dư) vào 10,00 mL dung dịch A, lượng I3- (sản phẩm phản ứng I- I2) 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 21 a Viết phương trình phản ứng xảy b Giải thích vai trị dung dịch NaF c Tính thành phần % khối lượng crom sắt mẫu ban đầu Cho: Fe = 56; Cr = 52 Bài 85 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2012) Hoà tan hoàn toàn 0,8120 gam mẫu quặng sắt gồm FeO, Fe2O3 35% tạp chất trơ dung dịch HCl (dư), thu dung dịch X Sục khí SO2 vào dung dịch X, thu dung dịch Y Dung dịch Y phản ứng vừa đủ với 22,21 ml dung dịch KMnO4 0,10 M Mặt khác, hoà tan hết 1,2180 gam mẫu quặng dung dịch HCl (dư) thêm dung dịch KMnO4 0,10 M vào dung dịch thu phản ứng xảy hồn tồn, hết 15,26 ml dung dịch KMnO4 0,10 M a Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b Tính thể tích SO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) dùng thành phần phần trăm theo khối lượng FeO, Fe2O3 có mẫu quặng Bài 86 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2013) Tinh thể chất A điều chế sau: - Hịa tan hồn tồn bột kim loại X dung dịch H2SO4 20%, dư Đun nhẹ dung dịch xuất váng tinh thể chất B (dung dịch bão hòa 1) - Pha dung dịch (NH4)2SO4 bão hoà khoảng 70oC (dung dịch 2) Trộn hai dung dịch với Sau làm lạnh dung dịch thu được, thấy tách tinh thể chất A màu xanh nhạt Lấy 1,000 gam tinh thể A pha thành 50 ml dung dịch A Chuẩn độ 10 ml dung dịch A dung dịch KMnO4 0,01M (trong mơi trường H2SO4) thấy hết 10,20 ml Khi cho dung dịch A tác dụng với K3[Fe(CN)6] thu kết tủa màu xanh đậm; cho A tác dụng với dung dịch kiềm thu kết tủa màu trắng xanh, sau chuyển sang màu nâu đỏ a Xác định công thức chất A Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b Nếu thí nghiệm thay H2SO4 HCl; (NH4)2SO4 NH4Cl kết thí nghiệm có thu muối kép khơng? Giải thích Hịa tan 2,000 gam tinh thể chất A (ở trên) vào nước, thêm axit H2SO4 làm mơi trường, đun nóng, thêm từ từ dung dịch H2C2O4 vào, thu kết tủa D màu vàng Lọc lấy kết tủ a D Cho D tác dụng với dung dịch K2C2O H2O2 thu dung dịch Y Đun dung dịch Y cho bay bớt nước, sau làm lạnh, thu 1,566 gam tinh thể chất Z màu xanh Hiệu suất trình đạt 85% Lấy 0,361gam tinh thể Z pha thành 50 ml dung dịch Z Chuẩn độ 10 ml dung dịch Z dung dịch KMnO4 0,01M (trong môi trường H 2SO4) thấy hết 16,00 ml Xác định cơng thức phân tử Z Bài 87 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2014) Hợp chất X hiđroxit kim loại M Khi X đun nóng (trong điều kiện khơng có khơng khí) thu chất rắn Y hỗn hợp khí Z (ở 400K, atm) Hợp chất Y chứa 27,6% oxi khối lượng Hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với He 3,17 a) Xác định công thức tính phần trăm số mol khí có hỗn hợp Z b) Xác định công thức X Y Cho: H = 1; O = 16; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Pb = 207 Bài 88 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2015) Một loại quặng chứa MnO2 tạp chất trơ Cân xác 0,5000 gam quặng cho vào bình cầu có nhánh Thêm từ từ vào bình khoảng 50 mL dung dịch HCl đặc Đun nóng đến 22 mẫu quặng tan hết, lại tạp chất trơ Hấp thụ hồn tồn khí Cl2 lượng dư dung dịch KI, thu dung dịch X Chuyển tồn X vào bình định mức 250 mL, thêm nước cất đến vạch mức, lắc Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch dung dịch chuẩn Na2S2O3 0,05 M (chỉ thị hồ tinh bột) hết 22,50 mL a) Viết phương trình hóa học xảy b) Tính hàm lượng % theo khối lượng MnO2 quặng Bài 89 (Trích đề chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2016) Một hợp kim gồm Cr, Fe, Co Ni Người ta phân tích hàm lượng kim loại mẫu hợp kim theo quy trình sau Cân 1,40 gam hợp kim, hịa tan hết vào dung dịch HNO3 đặc, nóng, thêm NaOH dư vào thu dung dịch A kết tủa B Lọc tách kết tủa, thêm dung dịch H2O2 dư vào dung dịch nước lọc, cô cạn Lấy chất rắn thu hịa tan hồn tồn dung dịch H2SO4 loãng Thêm lượng du KI vào dung dịch NaS2O3 0,2M thấy tốn hết 30,0 mL Kết tủa B khuấy dung dịch NH3 dư tới phản ứng hoàn toàn, thu kết tủa C dung dịch D Nung kết tủa C khơng khí 4000C đến khối lượng khơng đổi thu 0,96g chất rắn E Thêm lượng dư KOH K2S2O8 vào dung dịch D, đun nóng tới phản ứng hồn tồn thu oxit màu đen F có khối lượng 0,81 gam dung dịch G Hòa tan hết 0,81 gam chất F dung dịch HNO3, thu dung dịch H 100,8 mL khí khơng màu I (đktc) Viết phương trình phản ứng xảy xác định % khối lượng nguyên tố mẫu hợp kim Bài 90 (Trích đề thi Olympic Trường Đại học Việt Nam lần thứ 3, 2005) Ion Fe(SCN)2+ có màu đỏ nồng độ lớn 10-5M Hằng số điện li 10-2 Một dung dịch chứa vết Fe3+ Thêm vào dung dịch dung dịch KSCN 10-2M (coi thể tích khơng đổi) Xác định nồng độ tối thiểu Fe3+ để dung dịch xuất màu đỏ Một dung dịch chứa Ag+ 10-2M Fe3+ 10-4M Thêm dung dịch SCN- vào tạo kết tủa AgCN (coi thể tích khơng đổi) Xác định nồng độ Ag + cịn lại dung dịch xuất màu đỏ Biết TAgSCN = 10-12 Thêm 20cm3 dung dịch AgNO3 5.10-2M vào 10cm3 dung dịch NaCl nồng độ Lượng dư Ag+ chuẩn độ dung dịch KSCN với có mặt Fe3+ Điểm tương đương (khi bắt đầu xuất màu đỏ) quan sát thấy thêm 6cm3 dung dịch KSCN 10-1M Tính nồng độ dung dịch NaCl 23 E HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP MỘT SỐ BÀI TẬP 2.1 Bài tập hồn thành phương trình phản ứng; hoàn thành chuỗi sơ đồ phản ứng Bài Các phương trình phản ứng: 600o C 3Fe bột + 2O2 → Fe3O4 25o C 4Fe + 20NaOH 50% + 3O2 + 6H2O → 800o C Fe + 2HF → FeF2 + H2 900o C Fe + Fe2O3 → 200o C Fe + 5CO → 4Na5[Fe(OH)8 ] ↓ 3FeO [Fe(CO)5 ] 400o C Fe + 2KOH + 3KNO3 → 700o C K2FeO4 + 3KNO2 + H2O FeO → Fe3O4 + Fe FeO + HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 500o C 6FeO + O2 → 2Fe3O4 500o C 10 FeO + H2S → 300o C 11 FeO + H2 → FeS + H2O Fe + H2O 1000o C 12 FeO + C cốc → Fe + CO Bài Ion Fe2+ Sn2+ có tính khử nên tồn dung dịch Ion Fe3+ có tính oxi hóa, bị Sn2+ khử nên khơng tồn dung dịch 2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn Fe2+ Có tính khử, nên khơng tồn với MnO4- có tính oxi hóa 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Fe3+ MnO4- có tính oxi hóa nên tồn dung dịch Fe2+ bị ion Cr2O72- oxi hóa nên khơng tồn dung dịch 6Fe2+ + Cr2O72-+ 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O Fe3+ Cr2O72- có tính oxi hóa nên tồn dung dịch Fe2+ [Fe(CN)6 ]3− không tồn dung dịch tạo phức: 3Fe2+ + [Fe(CN)6 ]3− Fe3 [Fe(CN)6 ]2 ↓ Fe3+ SO2− có khả phản ứng với nên không tồn dung dịch 2− 2+ 2Fe3+ + SO2− + 2OH 2Fe + SO4 + H2O Bài Các phương trình phản ứng sau: Fe2(SO4)3 + Na2SO3 + H2O 2FeSO4 + Na2SO4 + H2SO4 6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O 3FeSO4 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 3H2SO4 + 2H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 Bài Các phương trình phản ứng dạng phân tử dạng ion sau: 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O Fe2+ + Cr2 O2− + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O FeSO4 + HClO3 + 3H2SO4 HCl + 3Fe2(SO4)3 + 3H2O − + 3+ Fe2+ + ClO− + 6H 6Fe + Cl + 3H2O 24 6FeSO4 + KBrO3 + 3H2SO4 KBr + 3Fe2(SO4)3 + 3H2O − + 3+ Fe2+ + BrO− + 6H 6Fe + Br + 3H2O 5K4[Fe(CN)6 ] + KMnO4+ 4H2SO4 5K3[Fe(CN)6 ] +3K2SO4+ MnSO4+ 4H2O 5[Fe(CN)6 ]4- + MnO4- + 8H+ 5[Fe(CN)6 ]3- + Mn2+ + 4H2O 2K4[Fe(CN)6] + H2O2 + H2SO4 → 2K3[Fe(CN)6] + K2SO4 + 2H2O 2[Fe(CN)6]4- + H2O2 + 2H+ 2[Fe(CN)6 ]3- + 4H2O Bài Các phương trình phản ứng dạng phân tử: 2FeCl3 + H2S 2FeCl2 + S + 2HCl 2FeCl3 + 2HI FeCl2 + I2 + 2HCl 2FeCl3 + 2Na2S2O3 FeCl2 + Na2S4O6 + NaCl 2FeCl3 + Na2SO3 + H2O Na2SO4 + 2FeCl2 + 2HCl 6FeCl2 + 3Br2 4FeCl3 + 2FeBr3 Bài 6: Phản ứng 2, 3, cho phép điều chế sắt kim loại tinh khiết dòng điện FeSO4 + H2O → t0 Fe + O2 + H2SO4 Fe(CO)5 → Fe + CO Fe2+ + Zn Fe + Zn2+ Bài + Phản ứng dùng để điều chế Co2O3 𝑡0 4Co(NO3)2 → 2Co2O3 + 8NO2 + O2 + Phản ứng 7, 9, 10 dùng để điểu chế Co(OH)3 CoF3 + KOH Co(OH)3 + 3KF 2Co(OH)2 + 2KOH + Br2 2Co(OH)3 + 2KBr 2CoSO4 +6KOH + Br2 2Co(OH)3 + 2KBr + 2K2SO4 Bài Các phương trình phản ứng: NiSO4 + 2NaOH Ni(OH)2 + Na2SO4 2Ni(OH)2 + Br2 + KOH 2Ni(OH)3 + 2KBr 4Ni(OH)3 + 4H2SO4 4NiSO4 + O2 + 10H2O NiSO4 + 2KCN Ni(CN)2 + K2SO4 Ni(CN)2 + 4KCN K4[Ni(CN)6 ] NiSO4 + 6NH3 [Ni(NH3 )6 ]SO4 Bài Các phương trình phản ứng: 2CoCl2 + 4NaOH + H2O2 2Co(OH)3 + 4NaCl Co(OH)3 + 3KOH K3[Co(OH)6] 2K3[Co(OH)6] + 5H2SO4 2CoSO4 + 3K2SO4 +11 H2O + 1/2O2 CoCl2 + 6KCN K4[Co(CN)6] + 2KCl K [Co(CN)6 ] + O2 + HCl K [Co(CN)6 ] + KCl + 2H2O K [Co(CN)6 ] + 3CuSO4 Cu3 [Co(CN)6 ]2 + 3K2SO4 2.2 Đáp án tập cấu tạo nguyên tử cấu trúc mạng tinh thể Bài 26 25 a= 4r 4.1, 24 3,507( A) ; P = 0,74 2 Khối lượng riêng Ni: a 3.58, 7.0, 74 =9,04 (g/cm3) 4.3,14.(1, 24.108 )3 6, 02.1023 a a = 4.r Bài 27 (Trích đề chọn HSGQG – 2004, bảng B Đề thức) Cấu trúc kiểu NaCl nFeO = dFeO = n.M FeO = 6,014 g/cm3 N A a Bài 28 a) VTB Fe n M Fe 2, 56 g / mol 2,34.1023 cm3 23 1 N A d 6,023.10 mol 7,95 g / cm o rFe 2,34.1023 cm3 2,86.108 cm 2,86A b) Fe ( )có dạng tinh thể lập phương tâm khối nên ta có: d hkl Mạng lưới (110) d110 a2 a 2d Theo phương trình Bragg, lại có: d n 2 2.sin θ 2.sin 30o o a 2.22 2,83 (A) o Vậy kết xấp xỉ (chênh lệch 0,03 A ) 2.3 Đáp án tập điện cực, pin điện, điện phân Bài 31 E Fe3 / Fe = 0 2.E Fe E Fe 2 3 / Fe / Fe = - 0,035 V 26 a2 2 h k l 3Fe2+ 2Fe3+ + Fe, E0p- = - 1,215 V lgK = - 2.E pu F 2,303.R.T = - 40,6 K = 10 40,6 Bài 32 Trong môi trường bazơ 2Fe(OH)3 + 2e 2Fe(OH)2 + 2OH- E0 = - 0,56 V 1O + - H2O + 2e 2OH E = + 0,40 V 2Fe(OH)3 E0 = + 0,96 V 2Fe(OH)2 + O2 + H2O E0p- > Phản ứng tự diễn biến theo chiều thuận Thực tế, Fe(OH)2 màu xanh điều chế để ngồi khơng khí bị hóa thành Fe(OH)3 màu nâu Trong mơi trường axit: 3+ 2+ Fe + 1e Fe E = + 0,77V O2 + 2H+ + 2e H2O E0 = + 0,68V 2+ 3+ O2 + 2H+ Fe + Fe + H2O E0 = - 0,09 V p- E0p- < Phản ứng không tự diễn biến Kết luận: môi trường axit Fe(II) bền Fe(III) ngược lại, môi trường bazơ Fe(III) bền Fe(II) Bài 33 (-) (Pt) Fe2+, Fe3+ Ag+ Ag (+) Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag E 0pin = 0,03 V Epin = - 0,03 V Phản ứng không diễn phần mà xảy theo chiều ngược lại Bài 34 Chỉ có dung dịch KI phản ứng với dung dịch FeCl3 Ep- > 2.4 Đáp án tập phức chất Bài 45 (Đề thi chọn đội tuyển thi Olympic Quốc tế năm 2006) Tên ion phức: (A) Điclorotetraammincoban(III); (B) Hexaxianocobantat(III); (C) Triclorotrixianocobantat(III) Co(CN)63- Co : d2sp3 ; C : sp; N : khơng vào trạng thái lai hố trạng thái lai hố sp a Ion phức (A) có đồng phân: Cl Cl H3N H3N Co NH3 NH3 Cl H3N H3N Co Cl NH3 NH3 b Ion phức (B) khơng có đồng phân: 27 CN NC NC Co CN CN CN c Ion phức (C) có đồng phân: CN Cl NC Cl Co CN Cl NC Cl CN Co Cl Cl CN CoCl2(NH3)4 + Fe2+ + H+ Co2+ + Fe3+ + Cl- + NH4+ Bài 46 a) Vì có lớp electron phân lớp cuối phân bố điện tử 4s, 3d, 4p Vì có electron độc thân vậy, phân lớp cuối 3d3 Cấu hình hồn chỉnh 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2 Nguyên tố 23V 3d7 Cấu hình hồn chỉnh 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 Ngun tố 27Co 4p3 Cấu hình hồn chỉnh 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3 Nguyên tố 33As b) Tạo phức với NH3 có cơng thức [M(NH3)6]3+ khơng thể As Vì phức nghịch từ khơng có điện tử độc thân M Coban [Co] Tên gọi [CO(NH3)6]Cl3: Hexaamin coban (III) clorua: + Co3+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Vì NH3 phối tử trường mạnh tạo phức có dồn electron: NH3 NH3 NH3 NH3NH3NH3 Vậy Co lai hố d2sp3 Dạng hình học bát diện: NH3 NH3 H3N Co NH3 H3N NH3 28 [1] [2] [3] [4] [5] [6] thể [7] TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Nhâm (1994), Hóa học vơ cơ, tập 3, Nxb Giáo dục Hồng Nhâm (2017), Bài tập hóa học vô cơ, tập 3, Nxb Giáo dục Lê Mậu Quyền (2008), Bài tập hóa học đại cương (Hóa học lý thuyết sở), Nxb Giáo dục Nguyễn Đức Vận (1999), Hóa học vơ cơ, tập 2, Nxb KH & KT F.Cotton –G.Wilkinson Người dịch Lê Mậu Quyền, Lê Chí Kiên (1984), Cơ sở hố học Vơ - Tập 1, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội PGS – TS Lê Kim Long, Đại học Quốc gia Hà Nội, Chuyên đề: Một số vấn đề tinh Các đề thi chọn HSG Quốc Gia, đề thi chọn đội tuyển dự thi Quốc tế, đề chuẩn bị Olympic Hóa học Quốc tế, đề thi Olympic Hóa học Quốc tế [8] Đề Olympic hóa học sinh viên Việt Nam [9] Đề thi khu vực Đồng Bằng Duyên Hải Bắc Bộ năm [10] Đề thi khu vực Hùng Vương năm [11] Chuyên đề khu vực Đồng Bằng Duyên Hải Bắc Bộ năm [12] Chuyên đề khu vực Hùng Vương năm [13] Đề thi olympic 30/4 năm [14] Đề thi học sinh giỏi tỉnh 29 ... HỎI HƯỚNG DẪN HỌC SINH NGHIÊN CỨU LÍ THUYẾT NHÓM VIIIB C HỆ THỐNG BÀI TẬP TỰ LUẬN DÙNG ĐỂ HỌC SINH VẬN DỤNG, KHẮC SÂU VÀ MỞ RỘNG CÁC KIẾN THỨC Đà BIẾT VỀ KIM LOẠI NHÓM IIIVB ... Hóa học vơ – Tập 3- Nhà xuất giáo dục – Tác giả Hoàng Nhâm) B CÂU HỎI HƯỚNG DẪN HỌC SINH NGHIÊN CỨU LÍ THUYẾT NHĨM VIIIB Giáo viên hướng dẫn học sinh nghiên cứu lí thuyết nhóm VIIIB theo hệ thống. .. cực, pin điện, điện phân IV Bài tập phức chất 11 V Bài tập nguyên tố 19 E HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP MỘT SỐ BÀI TẬP 24 2.1 Bài tập hồn thành phương trình phản ứng;