III. Bài tập xác định công thức và cấu tạo chất
2. Từ các chất A, B ,C trên, hoàn thành sơ đồ sau (S là lưu huỳnh):
(1) X t →0 A + N2 + H2O (2) C + (NH3)2S + H2O Y + S + NH3 + KOH (3) B + (NH4)2S + KOH + H2O Z + S + NH3 (4) C + H2SO4 + H2S T + S + K2SO4 + H2O Giải 1. A là Cr2O3, B là K2CrO4, C là K2Cr2O7 Các phương trình phản ứng: 2Cr2O3 + 3O2 + 8KOH 4 K2CrO4 + 4H2O 2K2CrO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O
S + K2Cr2O7 Cr2O3 + K2SO4 14HCl + K2Cr2O7 3Cl2 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O 2. X là (NH4)2Cr2O7, Y là Cr(OH)3, Z là K3[Cr(OH)6], T là Cr2(SO4)3 Các phương trình phản ứng: (NH4)2Cr2O7 t →0 Cr2O3 + N2 + 4H2O K2Cr2O7 + 3(NH3)2S + H2O 2Cr(OH)3 + 5S + 6NH3 + 2KOH 2K2CrO4 + 3(NH4)2S + 2KOH + 2H2O 2K3[Cr(OH)6] + 3S + 6NH3 K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 + 7H2O
Bài 38: Một thí nghiệm để xác định sự có mặt của ion Cl– được tiến hành như sau: đun nóng một hỗn hợp khan của một vật liệu chưa biết và kali dicromat với axit sunfuric đặc. Sản phẩm khí sinh ra được dẫn qua dung dịch NaOH, nếu có sự xuất hiện của màu vàng tức mẫu ban đầu có mặt clo. Hợp chất bay hơi nào của crom đã được sinh ra trong phản ứng trên? Vẽ cấu trúc của nó. Lưu ý rằng trong phản ứng đó số oxy hóa của clo và crom đều khơng đổi.
Bài 39: Có ba hợp chất khác nhau của Cr(III) với nước và với ion clo có cùng thành phần
19,51% Cr; 39,92% Cl; 40,57% H2O.
- Hợp chất thứ nhất (chất A) có màu tím, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 3+ và 3 ion clo. Tất cả các ion clo này đều kết tủa ngay thành AgCl khi thêm AgNO3 vào dd.
- Hợp chất thứ hai (chất B) có màu xanh, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 2+ và hai ion clo. Cả hai ion clo này đều tạo được kết tủa AgCl khi thêm AgNO3 vào dd.
- Hợp chất thứ ba (chất C) có màu lục, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 1+ và một ion clo. Ion clo này tạo được kết tủa AgCl khi thêm AgNO3 vào dd. Hãy viết CTPT, viết các đồng phân có thể có của các ion phức mà A, B, C phân li ra và gọi tên các đồng phân đó.
Bài 40: Oxit F (oxit của một kim loại lưỡng tính) có màu lục sẫm, khó nóng chảy, bền với
nhiệt. F tác dụng được với K2S2O7 ở nhiệt độ cao, tạo thành dung dịch G có màu xanh lục. Nhỏ dung dịch KOH vào G đến dư, thu được dung dịch H có màu xanh ve; thêm tiếp H2O2, được dung dịch I có màu vàng. Khi cho H2SO4 lỗng vào I thì được dung dịch K có màu vàng da cam. Nếu cho dung dịch KOH vào K thì lại thu được dung
dịch I.
Xác định các chất F, G, H, I, K và viết phương trình ion thu gọn của các phản ứng xảy ra.
Bài 41: Cho một dịng khí CCl4 đi qua ống thạch anh ở 750oC chứa 2,000g một oxit kim loại chưa biết (oxy chiếm 31,58% oxy về khối lượng). Khí ra khỏi ống tác dụng với nước vôi trong dư cho 1,974 g kết tủa trắng tan được trong HCl. Sau phản ứng trong ống có một chất bột màu tím. Giảm nhiệt độ của ống và cho một dịng khí clo qua bột đó thấy tạo thành một hợp chất khí mới. Hợp chất này được làm lạnh bằng nước đá khô rồi chuyển thành một chất rắn màu nâu chứa 73,17% clo về khối lượng. Chất này tác dụng với nước được một dung dịch axit và có một hỗn hợp khí thốt ra. Hỗn hợp khí này làm cho dung dịch KI chuyển thành màu nâu. Hãy gọi tên các hợp chất chưa biết (tính tốn chứng minh) và viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Bài 42: Cho SO2 lạnh vào dung dịch chứa MnO2 (dư). Sau khi phản ứng hoàn toàn, lọc bỏ MnO2 dư; cho dung dịch thu được tác dụng với NaOH được dung dịch A và kết tủa B. B tan được trong dung dịch NH4Cl bão hịa. Tiến hành cơ bớt H2O rồi làm lạnh dung dịch A thấy tách ra tinh thể C không màu, dạng khan. Dung dịch C trong nước không tạo kết tủa với BaCl2. Thêm 20ml dung dịch KMnO4 0,1 M đã được axit hóa vào C được dung dịch D, để làm mất màu dung dịch D cần dùng vừa đủ 9,0 ml dd H2C2O4 0,5M. Dung dịch thu được cho tác dụng với BaCl2 dư thu được 2,33 gam kết tủa trắng.
Xác định các chất trong A, B, C, D và viết phương trình phản ứng.
Bài 43: Từ kim loại M (Z<37) thực hiện các sơ đồ chuyển hóa sau:
a) Xác định B. Biết một hợp phần trong B có cấu trúc tứ diện, cacbon chiếm 19,512% khối lượng B.
b) Cho A phản ứng với dixyclopentadien, đun nóng thu được D và hỗn hợp khí Y (CO, H2) có dY/H2 = 85/7. Ở điều kiện thường, D là tinh thể màu đỏ tím đậm, dễ dàng hịa tan trong các dung mơi hữu cơ phân cực vừa phải như clorofom, pyridin, ít tan trong các dung mơi khơng cực (như CCl4), không tan trong nước. Sản phẩm của sự khử D bằng kim loại kiềm hoặc hidrua được sử dụng rộng rãi vì khả năng dễ ankyl hóa, axyl hóa của nó. Viết các đồng phân tương ứng của D.
Bài 44: Khi phân tích các nguyên tố một tinh thể ngậm nước của muối tan A chứa kim loại
X, người ta thu được số liệu sau:
% khối lượng trong muối Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta
thấy rằng, trước khi bị phân hủy hoàn toàn, A đã mất 32% khối lượng. Trong dung
dịch nước, A phản ứng được với hỗn hợp gồm PbO2 và HNO3 (nóng), dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan trong axit HCl.
Xác định kim loại X, muối A và viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Bài 45: Cho 1 gam tinh thể hidrat A tan trong nước được dung dịch màu xanh. Cho dung
dịch này tác dụng với dung dịch Ba(NO3)2 dư thu được 0,98 gam kết tủa trắng X và dung dịch B (chất X khơng tan trong các axit). Đun nóng B với H2O2 trong môi trường kiềm thu được 1,064 gam kết tủa Y (màu vàng, là muối của Bari và có cùng dạng công thức với X). Dung dịch A trong mơi trường axit sunfuric lỗng để trong khơng khí sẽ chuyển thành chất D (màu tím). Từ D có thể tách được hidrat E, trong E có chứa 45,25% khối lượng hidrat kết tinh. E nóng chảy ở khoảng 800C, nếu đun nóng đến 1000C thì nó mất đi khoảng 12,57% khối lượng.
a. Hãy xác định công thức của các chất A, B, D, E, X, Y và viết các phương trình phản ứng.
b. Sự mất khối lượng của E ở 1000C ứng với chuyển hóa nào?
c. Khi đun nóng chất A (khơng có khơng khí) từ 1000C đến 2700C nó mất nước dần, tiếp tục đun ở khoảng 2700C -5000C không thấy khối lượng giảm, nhưng đun tiếp ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 6500C) thì thấy khối lượng lại giảm. Viết sơ đồ giảm khối lượng của A từ 1000C đến 6500C và phương trình hóa học của phản ứng xảy ra ở bước cuối cùng. Biết sơ đồ này gồm 6 bước.
Bài 46: M là chất có tính oxi hóa mạnh, tan được trong nước. Nhiệt phân M thu được các sản
phẩm P (rắn), Q (rắn), R (khí) đều là các chất có tính oxi hóa mạnh. Hồn tan P vào nước, sau đó sục khí clo vào thu được dung dịch M. Nung chảy Q với kiềm trong điều kiện có mặt oxi thu được P (màu lục). Nếu đun nóng Q với H2SO4 thì được R và dung dịch màu hồng của chất E. Biết E là sản phẩm khử của M khi cho M tác dụng với KCl trong axit sunfuric. Trong M, P, Q và E đều chứa cùng một kim loại.
Xác định các chất M, P, Q, R và E. Viết các phương trình phản ứng.
Bài 47: Phân tích phức chất của crom, thu được kết quả sau về thành phần khối lượng:
19,5 % Cr; 40,0 % Cl; 4,5 % H và 36,0 % O. Lấy 0,533 gam hợp chất này hòa tan vào 100 cm3 nước rồi thêm 10 cm3 HNO3 2M vào. Sau đó, thêm tiếp lượng dư AgNO3 vào, thu được kết tủa. Lọc tách kết tủa, rửa sạch, sấy khô và đem cân thấy khối lượng bằng 0,287 gam. Khi đun nóng nhẹ 1,06 gam mẫu tới 100oC trong dịng khơng khí khơ, thu được 0,144 gam nước. Điểm sơi của dung dịch (được điều chế từ 1,33 gam hợp chất và 100 cm3 nước) là -0.18oC. Độ giảm nhiệt độ sôi phân tử của nước là 1,82 K.kg.mol-1. Sử dụng tất cả các dữ kiện thực nghiệm trên để trả lời các câu hỏi sau:
1) Xác định công thức phân tử của hợp chất.
2) Xác định công thức hợp chất, chỉ rõ các phối tử của ion crom.
3) Vẽ tất cả các cách sắp xếp trong không gian của các phối tử với ion crom.
Bài 48: Cho bột kim loại M tác dụng với khí X (đẳng electron với nitơ) ở 2000C và 250 atm được chất A (ở dạng tinh thể có màu da cam). A tự phân hủy khi nung nóng ở 600C. Khi đun nóng A trong khí quyển hidro tạo ra hợp chất B (màu vàng, nóng chảy ở -330C), B phản ứng được với xút tạo thành C. Đốt cháy A thu được chất bột màu đen D (là oxit chứa 73,444% M theo khối lượng). Nung D ở nhiệt độ cao được chất rắn E (màu xanh). Cho D tác dụng với dung dịch HCl đặc được muối F và khí K (màu vàng lục). Kết tinh muối F được tinh thể màu vàng lục F1. Nung nóng tinh thể F1, F1 biến đổi dần thành các tinh thể F2 (đỏ), F3 (tím hồng), F4 (tím xanh) cuối cùng được muối F khan (màu xanh lơ).
a. Xác định kim loại M và công thức của A, B, C, D, E, F. Viết các phương trình phản ứng.
b. Viết công thức cấu tạo của A và cho biết kiểu liên kết hình thành trong A.
c. Cho biết số oxi hóa của M trong C.
d. Cho biết công thức của F1, F2, F3, F4. Nêu ứng dụng của sự đổi màu các tinh thể hidrat của F.