Chƣơng IV : Một số cơ sở lý thuyết dùng để giải bài tập
4.3.Cấu trúc mạng tinh thể kim loại
Cấu trúc mạng tinh thể kim loại: Đa số các đơn chất kim loại kết tinh theo ba kiểu mạng tinh thể cơ bản là: lập phương tâm khối (lptk), lập phương tâm diện (lptd), lục phương (lp), một số rất ít kim loại kết tinh theo mạng lập phương đơn giản (lpđg). Để biểu diễn cấu tạo của tinh thể, người ta sử dụng các tế bào cơ bản (ô cơ sở) và coi mạng tinh thể kim loại là sự sắp xếp một số lớn các tế bào cơ bản song song với nhau theo cả ba chiều trong không gian.
- Tế bào cơ bản là đơn vị nhỏ nhất của tinh thể mang tất cả các đặc điểm của một kiểu mạng tinh thể. Mỗi tế bào cơ bản được đặc trưng bởi các thông số:
α = (a ;c) β = (c ;a) γ = (a ;b)
Trong đó: Hằng số mạng: a, b, c, α, β, γ
Số đơn vị cấu trúc (n): số quả cầu kim loại/ 1 tể bào cơ bản Số phối trí (IC): Số quả cầu bao quan một quả cầu đang xét
Độ đặc khít hay mật độ sắp xếp tương đối (P): Là tỉ số giữa thể tích chiếm bởi các quả cầu (Vc) và thể tích của tồn bộ tế bào cơ bản (Vtb): . c
tb V P V n
Các kiểu mạng tinh thể của kim loại:
c
b
Mạng lpđg Mạng lptk Mạng lptd Mạng lp Mơ hình rỗng Hằng số mạng a = b = c = = = 900 a = b = c = = = 900 a = b = c = = = 900 a = b ≠ c; = = 900; = 1200 Ic 6 8 12 12 n 1 2 4 2 Số hốc C C = 1 - - - Số hốc T - - T = 8 T = 4 Số hốc O - - O = 4 O = 2 P (%) 52% 68% 74% 74% Ví dụ Po,…
Kim loại kiềm, Ba, Feα, Cr…
Au, Ag, Cu, Ni,…
Be, Mg, Zn, Tl, Ti,…
C. HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
Câu 1: Theo mơ hình VSERP thì dạng hình học của ion [Fe(CN)6]- là:
A. Cấu trúc bát diện đều. B. Cấu trúc hình chóp vng. C. Cấu trúc lưỡng tháp tam giác. C. Cấu trúc tứ diện đều.
Đáp án: A Hướng dẫn:
Để xác định dạng hình học của một phân tử ta dựa vào công thức VSERP dạng AXmEn trong đó m là số nguyên tử X liên kết với nguyên tử trung tâm A bằng những liên kết σ tương ứng và n là số cặp electron không liên kết hay cặp electron tự do E. Khi đó tổng m+ n xác định dạng hình học của phân tử. Chẳng hạn:
m + n = 2 → phân tử phẳng, tương ứng với trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm A là sp.
M + n = 3 → phân tử phẳng tam giác, tương ứng với trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm A là sp2.
m + n =4 → phân tử tứ diện, tương ứng với trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm A là sp3.
m + n = 5 → phân tử tháp đôi đáy tam giác, tương ứng với trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm A là sp3d.
m + n = 6 → phân tử tháp đôi đáy vuông (bát diện), tương ứng với trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm A là sp3d2.
m + n = 7 → phân tử tháp đôi đáy ngũ giác, tương ứng với trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm A là sp3d2.
Như vậy, ion [Fe(CN)6]- có cơng thức VSERP là AX6 tương ứng với m = 6, n= 0 và tổng m + n = 6 → Dạng hình học tương ứng là bát diện đều.
Câu 2: Theo mơ hình VSERP thì trạng thái lai hố của nguyên tử Ni trong phức Ni(CO)5
là:
A. sp3d2 B. sp3d C. sp3 D. sp3d3
Đáp án: B (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hướng dẫn giải: Ni(CO)5 có cơng thức VSERP là AX5E0 → m + n =5 → trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm là sp3d.
Câu 3: Theo mơ hình VSERP thì trạng thái lai hố của nguyên tử Co trong phân tử phức
[Co(NO2)6]3- là:
A. sp3d2 B. sp3d C. sp3 D. sp3d3
Đáp án: A
Hướng dẫn giải: [Co(NO2)6]3- có cơng thức VSERP là AX6 → m + n = 6 → trạng thái lai hoá của Co là sp3d2.
Câu 4: Trong ion [PtCl4]2- thì trạng thái lai hoá của Pt là:
A. sp B. sp3d C. sp3d2 D. sp3d3
Đáp án: C Hướng dẫn giải:
Theo VSERP, ion [PtCl4]2- có cơng thức AX4E2 → m + n = 6 → Trạng thái lai hoá của Pt là sp3d2.
Câu 5: Ion hay phân tử nào sau đây có trạng thái lai hố d2sp3:
A. Ni(CO)5 B. [Co(NO2)6]3- C PH3 D CHCl3
Đáp án: B
Câu 6: Cho ion phức chất sau: [Ni(CN)4]2-. Nhận định nào sau đây là đúng: A. [Ni(CN)4]2- là ion phức có cấu trúc vng phẳng và nghịch từ. B. [Ni(CN)4]2- là ion phức có cấu trúc vuông phẳng và thuận từ. C. [Ni(CN)4]2- là ion có cấu trúc bát diện đều và thuận từ. D. [Ni(CN)4]2- là ion có cấu trúc bát diện đều và nghịch từ.
Đáp án: A
Hướng dẫn: Ni2+: [Ar]3d8 CN- CN- CN- CN-
Vì sự tương tác giữa ion Ni2+ và ion CN- là tương tác mạnh nên trong trường hợp này khi tạo thành phức chất xảy ra sự ghép đôi 2 electron độc thân của Ni2+ (sự dồn e) và từ đó xuất hiện AO3d trống có khả năng nhận cặp electron tự do của ion CN-. Vì số phối tử là 4 nên ở đây có sự lai hố dsp2 (lai hố trong) làm cho phức chất có cấu trúc vng phẳng và do khơng cịn electron độc thân nên phức có tính nghịch từ.
Câu 7: Cơng thức của phèn sắt – amoni là:
A. (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O B. (NH4)2SO4.FeSO4.12H2O C. (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.12H2O D. (NH4)2SO4.FeSO4.24H2O
Đáp án: A
Câu 8: Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Sắt không tạo ra hợp chất tương ứng với bậc oxi hoá cao nhất là +8.
B. Khi cho muối sắt(III) sunfat tác dụng với kalixianua sản phẩm thu được là kaliferixianua.
C. Khi cho muối sắt(III) tác dụng với xoda thu được kết tủa là sắt(II) cacbonat. D. Khi axit hố dung dịch muối sắt(III) thì màu nâu của dung dịch đậm dần.
Đáp án: A Hướng dẫn giải:
Câu A: Đúng. Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản có 4 electron độc thân, 2obitan đã ghép đôi ở 3d và 4s. Muốn tạo ra bậc oxi hố +8 cần kích thích electron từ obitan 3d sang 4p cịn trống (sau khi electron 4s đã kích thích sang 4p) nhưng năng lượng ở obitan 3d và 4p khác nhau khá lớn, nên sắt khơng có khả năng tạo ra hợp chất có bậc oxi hố +8.
Câu B: Sai. Vì trong dung dịch nước KCN có mơi trường kiềm do KCN thuỷ phân tạo ra kết tủa Fe(OH)3 (Tt = 3,2.10-38), mặt khác phản ứng tạo phức [Fe(CN)6]3+ lại diễn ra chậm.
Câu C: Sai. Vì muối cacbonat Fe(III) bị thuỷ phân hoàn toàn: 2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 3CO2 Câu D: Sai. Màu của dung dịch là màu của phản ứng thuỷ phân:
Fe3+ + HOH ⇌ [Fe(OH)]2+ + H+ Fe3+ + 2HOH ⇌ [Fe(OH)2]+ + 2H+ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Fe3+ + 3HOH ⇌ [Fe(OH)3] + 3H+
Khi thêm axit, cân bằng thuỷ phân chuyển sang trái nên màu nhạt dần.
Câu 9: Muối nào sau đây không tồn tại trong thực tế:
A. FeCl3 B. FeI3 C. Fe2(SO4)3 D. Fe(ClO4)3
Đáp án: B
Hướng dẫn giải: Ion I- có tính khử mạnh, nên trong tinh thể ion Fe3+ đã oxi hoá ion I- thành iot: 2Fe3+ + 2I- → 2Fe2+ + I2.Vì vậy trong thực tế khơng tồn tại muối FeI3.
Câu 10: Điều kiện nào sau đây để một kim loại A có thể khử được ion sắt(III) trong dung
dịch để tạo thành sắt.
A. Thế điện cực của A ≤ -0, 44V.
B. A không phản ứng với nước để tạo ra môi trường kiềm. C. Lượng chất A phải lấy dư.
D. Cả 3 đáp án trên.
Đáp án: D
Câu 11: Dãy kim loại nào sau đây đều khử được ion Fe3+ thành Fe:
A. Mg, Al, Zn B. Na, Mg, Cr
C. Ag, Zn, Sc D. Cu, Mn, Al
Đáp án: A
Hướng dẫn giải: Theo điều kiện ở câu 10 thì các kim loại: Mg, Al, Zn thoả mãn.
Câu 12: Cặp ion nào sau đây có thể tồn tại đồng thời trong 1 dung dịch:
A. Fe2+ và Sn2+ B. Fe3+ và Sn2+ C. Fe2+ và MnO4- D. Fe2+ và Cr2O72-
Đáp án: A Hướng dẫn giải:
- Ion Fe2+ và Sn2+ đều có tính khử nên cùng tồn tại trong dung dịch.
- Ion Fe3+ có tính oxi hố bị ion Sn2+ khử, nên không cùng tồn tại trong dung dịch: 2Fe3+ + Sn2+ → 2Fe2+ + Sn4+
- Ion Fe2+ có tính khử nên khơng cùng tồn tại với ion MnO4- có tính oxi hố: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
- Ion Fe2+ bị ion Cr2O72- oxi hố nên khơng cùng tồn tại.
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Câu 13: Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Fe3+ và Cr2O72- có thể tồn tại đồng thời trong dung dịch. B. Trong thực tế có sự tồn tại của muối sắt(III) iotua.
C. Sắt phản ứng mãnh liệt với clo khi đốt nóng tạo thành sắt(II) clorua. D. Ion Fe3+ và SO32- có thể tồn tại đồng thời trong một dung dịch.
Đáp án: A
Hướng dẫn giải: Ion Fe3+ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
và ion Cr2O72- đều có tính oxi hố nên cùng tồn tại trong dung dịch.
Câu 14: Khi nhiệt phân muối Mohr: (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O thu được hỗn hợp khí E gồm:
C. N2O, NH3, SO2, O2 D. NO2, N2O, SO2, O2
Đáp án: A
Hướng dẫn giải: (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O bị nhiệt phân theo phương trình:
12[(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O] → 6Fe2O3 + 4N2 + 16NH3 + 24SO2 + 3O2 + 96H2O
Câu 15: Cho phản ứng: FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O. Trong phương trình phản ứng trên, khi hệ số của FeO là 3 thì hệ số của HNO3 là:
A. 6 B.8 C. 4 D. 10
Đáp án: D
Hướng dẫn giải: Thay thẳng hệ số 3 vào FeO, rồi cân bằng theo thứ tự Fe, N, H, O. Ta
được: 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
Câu 16: Khi nhiệt phân muối Mohr có cơng thức: (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O được hỗn hợp khí. Dẫn hỗn hợp này qua dung dịch thuốc thử Nessler thấy xuất hiện kết tủa nâu đỏ. Chứng tỏ trong hỗn hợp này có:
A. NH3 B. N2O C. NO2 D.H2
Đáp án: A
Hướng dẫn giải: Nessler là thuốc thử đặc trưng để nhận biết sự có mặt của NH3 hay vết NH4+ trong dung dịch. Dung dịch nessler có màu vàng nâu khi có mặt của NH3 hay vết NH4+ xảy ra phản ứng giữa chúng tạo kết tủa nâu đỏ.
2K2[HgI4] + 3KOH + NH3 → [HOHg.NHHgI] + 7KI + 2H2O
Câu 17: Sản phẩm của phản ứng: Fe + HF là:
A. FeF6 + H2 B. FeF3 + H2 C. FeF2 + H2 D. Fe2F5 + H2
Đáp án: A
Câu 18: Sản phẩm của phản ứng: K4[Co(CN)6] + O2 + HCl là:
A. K3[Co(CN)6] + KCl + H2O B. K3[Co(CN)4] + KCl + H2O C. K2[Co(CN)6] + KCl + H2O D. K2[Co(CN)4] + KCl + H2O
Đáp án: A
Câu 19: Kim loại nào sau đây có khả năng đẩy H2 ra khỏi nước: A. Fe B. Sn C. Ni D. Cd
Cho biết: EoFe2/Fe= -0,44; EoCd2/Cd= -0,4V; EoSn2/Sn= +0,137V; EoNi2/Ni= -0,26V.
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Thế điện cực của hidro trong mơi trường trung tính (pH = 7): Eo
2
2H/H = - 0,413V. Do đó những kim loại nào có thế điện cực thấp hơn (âm hơn) sẽ có khả năng đẩy được H ra khỏi H2O ở 25oC. Ta có: EoFe2/Fe= - 0,44 < Eo
2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2H/H = -0,413V nên Fe có thể đẩy H2 ra khỏi H2O.
Câu 20: Dãy kim loại nào sau đây có thể đẩy được H2 ra khỏi nước: A. Fe, Mg, Al B. Fe, Ni, Cd C. Fe, Ni, Al C. Mg, Al, Sn
Đáp án: A
Câu 21: Hợp chất nào sau đây thuộc loại Claste:
A. Co2(CO)8 B. K[Au(CN)2] C. [Ni(NH ) ]Cl D. K [Fe(CN) ]
Đáp án: A
Hướng dẫn giải: Claste là hợp chất mà trong phân tử có tồn tại liên kết hoá học giữa các
nguyên tử của kim loại chuyển tiếp. Trong phân tử Co2(CO)8 là hợp chất hai nhân, nguyên tử coban tạo ra 6 kiên kết σ, trong đó có 4 liên kết σ tạo ra bởi 4 cặp electron của 4 phân tử CO đặt vào 4 obitan tự do của coban; liên kết σ thứ 5 tạo ra từ một cặp electron d của coban đặt vào obitan π của phân tử CO. Liên kết σ tạo ra giữa 2 nguyên tử coban do sự ghép đôi bởi 2 electron độc thân của 2 nguyên tử coban.
Câu 22: Khi cho dung dịch FeSO4 tiếp xúc với khí NO tạo ra chất lỏng màu nâu đỏ đó là: A. [Fe(NO)]SO4 B. [Fe(NO)4]SO4 C. [Fe(NO)5]SO4 D. [Fe(NO)6]SO4
Đáp án: A
Hướng dẫn giải: FeSO4 + NO → [Fe(NO)]SO4 (màu nâu đỏ)
Câu 23: Chất nào sau đây được dùng trong các ẩm kế để xác định độ ẩm của khơng khí:
A. CoCl2.6H2O B. K3[Co(CN)6] C. Co2(CO)8 D. K3[Co(OH)6]
Đáp án: A Hướng dẫn giải:
Muối CoCl2.6H2O bị mất một phần nước kết tinh kèm theo sự thay đổi màu sắc rõ rệt:
Khi cho nước tác dụng lên coban clorua khan, quá trình xảy ra ngược lại, vì sự thay đổi màu sắc đó nên được dùng trong các ẩm kế để xác định độ ẩm của khơng khí.
Câu 24: Cho các phát biểu sau:
1. Điều có 1e hoặc 2e ở lớp ngồi cùng, do đó đều có tính chất của kim loại, màu sắc từ xám đến trắng; nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi cao, thể tích ngun tử thấp. 2. Tất cả đều có khả năng hấp phụ H2 trên bề mặt gây ra hoạt tính cao của hidro
(hidro hoạt động).
3. Tất cả đều có tác dụng xúc tác cho các phản ứng hữu cơ hoặc vơ cơ. 4. Khơng có khuynh hướng tạo phức chất với NH3, CO.
5. Có khả năng tạo ra nhiều hợp chất có hố trị khác nhau và có thể chuyển từ trạng thái hố trị này đến trạng thái hoá trị khác.
6. Đều tạo ra hợp chất có màu.
7. Hidroxit của chúng đều có tính bazơ yếu hoặc có tính axit, tính lưỡng tính. 8. Có ái lực electron mạnh với oxi, giảm dần từ trái sang phải.
Số phát biểu đúng về tính chất của các ngun tố nhóm VIIIB:
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
Đáp án: B Hướng dẫn giải:
Phát biểu 4: Sai. Các nguyên tố nhóm VIIIB đều có khuynh hướng tạo phức đặc trưng nhất là phản ứng tạo phức với NH3 và CO.
Phát biểu 8: Sai. Các nguyên tố nhóm VIIIB có ái lực yếu với oxi, giảm dần từ trái
sang phải, nhưng lại có ái lực lớn với lưu huỳnh tăng dần từ trái sang phải.
Câu 25: Quặng sắt manhetit có thành phần chính là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đáp án: C
Câu 26: Quặng nào sau đây giàu sắt nhất?
A. Xiderit B. Manhetit C. Hematit đỏ D. Pirit sắt
Đáp án: B
Câu 27: Cho phương trình hố học:
Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O
Sau khi cân bằng phương trình hố học trên với hệ số các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO3 là
A.13x - 9y B.46x – 18y C. 45x – 18y D. 23x – 9y
Đáp án: B
Hướng dẫn giải: Ta suy luận nhanh: Số nguyên tử H trong HNO3 luôn bằng số nguyên tử H trong H2O. Mà số nguyên tử H trong H2O sau khi thêm hệ số cân bằng luôn luôn là số chẳn→ số nguyên tử H trong HNO3 cũng phải là số chẳn.
Câu 28: Trong các hợp chất cacbonyl thì Fe, Co, Ni đều mang số oxi hố bao nhiêu?
A. 0 B. 6 C. 3 D. 2
Đáp án: A
Câu 29: Cho một mẫu quặng sắt (loại bỏ các tạp chất không chứa sắt) vào dung dịch
HNO3 đặc, nóng thấy thốt ra khí NO2 (duy nhất). Cho dung dịch BaCl2 vào dung dịch sau phản ứng khơng thấy có kết tủa.Quặng đã đem hồ tan thuộc loại:
A. Pirit. B. Xiderit. C. Hematit. D. Manhetit.
Đáp án: D
Câu 30: Thực hiện các thí nghiệm sau:
1. Đốt dây sắt trong khí clo.
2. Đốt nóng hỗn hợp bột Fe và S (trong điều kiện khơng có oxi). 3. Cho FeO vào dung dịch HNO3 (loãng, dư).
4. Cho Fe vào dung dịch Fe2(SO4)3.
5. Cho Fe vào dung dịch H2SO4 (lỗng, dư). Có bao nhiêu thí nghiệm tạo ra muối sắt(II)?
A. 2 B. 1 C. 4 D. 3
Đáp án: D
Hướng dẫn giải: Các thí nghiệm 2, 4, 5 tạo ra muối sắt(II).
Câu 31: Tên của các quặng chứa FeCO3, Fe2O3, Fe3O4, FeS2 lần lượt là:
A. Hematit, pirit, manhetit, xiđerit. B. Xiđerit, manhetit, pirit, hematit. C. Pirit, hematit, manhetit, xiđerit. D. Xiđerit, hematit, manhetit, pirit.
Đáp án: D
Câu 32: Niken thường được sử dụng làm chất xúc tác cho q trình hidro hố các chất
hữu cơ vì: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A. Niken có khả năng phản ứng mạnh với hidro. B. Niken có khả năng hấp thụ mạnh hidro. C. Niken bị thụ động trong hidro.
D. Niken không phản ứng với hidro.
Đáp án: B