Phần I: MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Việc phát bồi dưỡng nhân tài mối quan tâm lớn quốc gia Ngày nay, với phát triển nhanh chóng khoa học kĩ thuật kinh tế xã hội, việc phát bồi dướng nhân tài, phục vụ cho phát triển quốc gia quốc sách hàng đầu không nước phát triển mà nhứng nước phát triển toàn cầu Ở nước ta, từ năm 60 kỉ XX, trường THPT chuyên thành lập với nhiệm vụ bồi dưỡng nhân tài cho đất nước Học sinh lớp tuyển chọn có chế độ đào tạo riêng Đối với học sinh chuyên Hóa, ngồi việc học nội dung theo chương trình quy định, em phải học chuyên đề đặc biệt, nội dung kiến thức chuyên sâu tiếp cận với thí nghiệm đại Các nội dung kiến thức lựa chọn đáp ứng yêu cầu giáo dục phổ thông mà nhằm phát huy tối đa khả năng, rèn luyện tư cho em, kích thích sáng tạo, tạo dựng niềm say mê Hóa học Tuy nhiên, áp lực kì thi học sinh giỏi, tập lựa chọn chủ yếu phục vụ mục đích thi cử, chất lượng nắm vững kiến thức học sinh không cao, đặc biệt việc phát huy tính tích cực học sinh, lực nhận thức, lực giải vấn đề sáng tạo hạn chế Bộ mơn Hóa học môn khoa học bản, quan trọng Mỗi mảng kiến thức vô rộng lớn Đặc biệt kiến thức giành cho học sinh chuyên hóa, học sinh giỏi cấp khu vực, cấp Quốc Gia, Quốc tế Trong tập kim loại chuyển tiếp nội dung vô quan trọng Phần thường có đề thi học sinh giỏi khu vực; Olympic trại hè Hùng Vương Duyên Hải Bắc Do đó, việc xây dựng hệ thống tập kim loại chuyển tiếp cần thiết, phục vụ cho nhu cầu bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp Quốc gia Từ lý trên, chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống tập nguyên tố kim loại chuyển tiếp nhóm VIIB, VIIIB” Với hy vọng đề tài tài liệu tham khảo phục vụ cho việc học tập em học sinh dự thi học sinh giỏi quốc gia quốc tế II ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu chuyên đề dùng lý thuyết để giải tập có liên quan đến tính chất ngun tố nhóm VIIB, VIIIB III Mục đích - Xây dựng hệ thống câu hỏi tập kim loại chuyển tiếp nhóm VIIB, VIIIB IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sưu tầm tài liệu, phân loại, chọn lọc kiến thức, tập có liên quan đến nguyên tố kim loại chuyển tiếp nhóm VIIB, VIIIB Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu sử dụng phân tích, tổng hợp, so sánh, đối chiếu, phân loại PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: BÀI TẬP CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIIB Câu 1: 1) Nêu nhận xét cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử nguyên tố Mn, Tc, Re 2) Nêu nhận xét thay đổi bán kính nguyên tử kim loại giải thích 3) Cho biết bậc oxi hóa nguyên tố Giải: 1) Electron nguyên tử phân bố sau: Mangan Tecnexi Reni 25Mn(2/8/13 43Tc(2/8/18/13 75Re(2/8/18/32 /2) /2) /2) 5 3d 4s 4d 5s 5d56s2 Cả ba nguyên tố có lớp vỏ ngồi (n-1)d 5ns2, lớp vỏ (n-1)d chưa hoàn chỉnh, trạng thái có electron chưa ghép đơi Trạng thái Mn, Tc, Re: ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ (n-1)d ns2 np0 2) Bán kính nguyên tử: Bán kính nguyên tử Ao Mn Tc Re 1,30 1,36 1,37 Bán kính nguyên tử tăng từ Mn đến Tc số lớp electron tăng, từ Tc đến Re tăng không đáng kể Tương tự thay đổi bán kính nhóm VIB, điều giải thích tượng co lớp vỏ electron nguyên tố trước lantan 3) Đều nguyên tố đa hóa trị, gây electron (n-1)d ns Cả ba kim loại tạo ác hợp chất ứng với bậc oxi hóa từ +1 đến +7 Câu 2: 1) Nêu dẫn chứng để minh họa Mn có khả tạo hợp chất giống với hợp chất clo, crom sắt 2) Giải thích Mn kim loại bảng tuần hồn lại xếp chung nhóm VII với clo phi kim? Giải: 1) Cũng nhiều nguyên tố khác, kim loại đa hóa trị, ứng với bậc oxi hóa cao có tính chất phi kim Clo Mn vậy, tạo hợp chất có cấu tạo tính chất giống + Các oxit axit Cl2O7 Mn2O7 Các axit mạnh HClO4 HMnO4 có tính oxi hóa mạnh Mangan crom tạo oxit ứng với bậc oxi hóa thấp có tính bazơ MnO CrO, oxit ứng với bậc oxi hóa cao có tính axit Mn 2O7 Cr2O3, tạo oxit ứng với bậc oix hóa trung gian có tính lưỡng tính MnO Cr2O3, tạo muối cromat đồng hình với muối manganat Mangan tạo phèn K2SO4.Mn2(SO4)3.24H2O tương tự phèn crom K2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O Mangan sắt tạo hợp chất có cấu tạo tính chất tương tự nhau, tạo muối kép có thành phần giống (NH 4)2SO4.MnSO4.6H2O kết tinh đồng hình với (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O Mangan tạo nhiều oxit tương tự oxit sắt MnO Mn3O4 Mn2O3 FeO Fe3O4 Fe2O3 7+ 7+ 2) Các ion Cl ion Mn có lớp vỏ khí trơ nên hợp chất ứng với bậc oxi hóa có tính chất giống nhau, ngun nhân để giải thích clo Mn xếp chung nhóm VII Câu 3: Cho sơ đồ điện cực môi trường axit mangan hợp chất sau: 1) Nêu ý nghĩa sơ đồ 2) Viết phương trình phản ứng điện cực q trình oxi hóa – khử nêu 3) Tính giá trị điện cực x1, x2, x3, x4 4) Cho biết q trình sau xảy hay không? a MnO4- + Mn → Mn2+ b MnO2 + Mn → Mn2+ c MnO4- + Mn2+ → MnO2 d MnO42- → MnO43- + MnO4Giải: 1) Sơ đồ điện cực (còn gọi giản đồ Latimer) mơ tả tóm tắt khả oxi hóa – khử hợp chất nguyên tố Trong sơ đồ, vạch ngang biểu thị trình oxi hóa, tức biểu thị phương trình phản ứng điện cực Phía trái vạch ngang dạng oxi hóa, phía phải dạng khử, vạch ngang điện cực chuẩn phản ứng Ví dụ: • Nghĩa điện cực chuẩn Eo (Mn2+ +2e → Mn) = -1,18 V • Nghĩa điện cực chuẩn Eo (Mn3+ +e → Mn2+) = 1,5 V Từ sơ đồ cho hai quy tắc sau: • Nếu giá trị điện cực ghi phía phải chất cao giá trị ghi phía trái, hợp chất bền, tự phân hủy thành hai chất bên cạnh Ví dụ: Giá trị điện cực ghi phía phải cao phía trái, nên hợp chất có bậc oxi hóa Mn 3+ bền, tự phân hủy tạo MnO ion Mn2+ Ví dụ hợp chất Mn2(SO4)3 chất có màu lục thẫm, dung dịch lỗng tự phân hủy theo phương trình: Mn2(SO4)3 + 2H2O → MnSO4 + MnO2 • Nếu giá trị điện cực ghi phía phải chất thấp giá trị ghi phía trái, chất hai bên tác dụng với tạo chất Ví dụ Giá trị điện cực ghi phía phải thấp giá trị ghi phía trái, nên hợp chất chứa ion MnO43- oxi hóa hợp chất Mn3+ tạo MnO2 Chẳng hạn natri tetraoxo manganat (V) chất màu lục thẫm, bị nước nóng phân hủy, tác dụng với Mn(III) sunfat tạo mangan dioxit theo phương trình: 2Na3MnO4 + Mn2(SO4)3 → 4MnO2 + 3Na2SO4 2) Các phản ứng (1) Mn2+ +2e → Mn Eo = -1,18 V (2) Mn3+ + e → Mn2+ Eo = +1,5 V (3) MnO2 + 4H+ + e → Mn3+ + 2H2O Eo = +0,95 V (4) MnO43- + 4H+ + e → MnO2 + 2H2O Eo = 4,27 V (5) MnO42- + e → MnO43Eo = +0,27 V (6) MnO4- + e → MnO42Eo = +0,56 V x1 = 3) 0,95.1+1,5.1 0,27.1+4,27.1 =1,225 V x = =2,27 V 2 , x3 = 0,56.1+0,27.1+4,27.1 1,7.3+1,23.2 =1,7 V x = =1,51 V , 4) a Giá trị điện cực bên phải thấp bên trái, ion MnO 4- oxi hóa Mn tạo ion Mn 2+ theo phương trình 2MnO4- + 5Mn + 16H+ → 7Mn2+ + 8H2O b Giá trị điện cực bên phải thấp bên trái, MnO oxi hóa Mn tạo ion Mn 2+ theo phương trình: MnO2 + Mn + 4H+ → 2Mn2+ + 2H2O c Giá trị điện cực bên phải thấp bên trái, MnO 4- oxi hóa Mn2+ tạo kết tủa MnO2 mơi trường axit theo phương trình: 2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O → 5MnO2 + 4H+ d Giá trị điện cực phía phải thấp phía trái nên ion MnO 42- tự phân hủy tạo ion MnO4- ion MnO43Câu 4: Sơ đồ điện cực Mangan môi trường kiềm sau 1) Tính điện cực chuẩn q trình sau € MnO4- + 4H2O + 5e Mn(OH)2 + 6OH2) Có thể xảy phản ứng môi trường kiềm theo sơ đồ sau không? a Mn2O3 → MnO2 + Mn(OH)2 b K2MnO4 + Mn2O3 → MnO2 c KMnO4 + MnO2 → K2MnO4 d K2MnO4 + Mn(OH)2 → MnO2 e KMnO4 + Mn → Mn(OH)2 Giải: Eo = -0,25.1+0,15.1+0,96.1+0,27.1+0,56.1 = 0,338 V 1) 2) a khơng b có c khơng d có e có Câu 5: Nêu ngun tắc chung phương pháp điều chế Mangan Giải: 1) Nguyên tắc chung dùng dòng điện dùng chất khử để khử ion Mn2+ Mn2+ + 2e → Mn 2) Các phương pháp: • Phương pháp nhiệt nhơm, nhiệt silic nhiệt cacbon: o Mn2O3 + 2Al 800 C  → Al2O3 + 2Mn 700o C MnO2 + C cốc → Mn + CO2 → nhiƯt ®é cao MnO2 + Si Mn + SiO2 • Điện phân dung dịch MnSO4 o 800 C  → 2MnSO4 + 2H2O 2Mn + O2↑ + 2H2SO4 • Nhiệt phân mangan cacbonyl o 800 C  → Mn2(CO)6 Mn + 6CO ↑ • Điện phân dung dịch MnCl2 với catot Hg o 800 C  → MnCl2 Mn + Cl2↑ Câu 6: Nêu nhận xét khả phản ứng mangan viết phương trình phản ứng với chất sau đây: Phản ứng với H2 Phản ứng với O S Phản ứng với N2 Phản ứng với halogen Phản ứng với H2O Phản ứng với axit Phản ứng với kiềm Phản ứng với muối Giải: Mangan điện cực (-1,18V) thấp Zn (-0,76V) nên mặt nhiệt động có tính khử cao Zn, nhiên bề mặt kim loại Mn có lớp oxit bền bảo vệ nên khả phản ứng Mn Zn Phản ứng với H2: Mn không phản ứng trực tiếp với H2 có khả tan Mn nóng chảy Phản ứng với O2: xảy khó khăn, điều kiện thường khơng phản ứng, nhiệt độ cao tạo oxit phụ thuộc vào nhiệt độ o 450 C  → Mn (bột) + O2 MnO2 850o C 4Mn + 3O2  → 2Mn2O3 450o C → 5Mn + 3O2 2MnO + Mn3O4 Phản ứng với S đun nóng tạo mangan (II) sunsua: o 1500 C  → Mn (bột) + S MnS Phản ứng với N2 tạo mangan nitrua: o 600 −1000 C → 3Mn + N2 Mn3N2 Mangan nitrua bị nước phân hủy tạo NH3 Mn(OH)2 Phản ứng với halogen: • Với Cl2, Br2, I2 tạo sản phẩm MnX2: o 200 C  → Mn + Cl2 MnCl2 • Với F2 tạo sản phẩm khác phụ thuộc nhiệt độ: o Mn + F2 600 C  → MnF4 o 100 C  → 3Mn + 4F2 MnF2 + 2MnF3 Phản ứng với H2O: Mn có khả phân hủy H2O đun nóng: Mn + 2H2O → Mn(OH)2 + H2↑ • Với axit lỗng khơng có tính oxi hóa HCl, H 2SO4 lỗng… phản ứng với Mn tạo muối ứng với bậc oxi hóa thấp hidro: Mn + 2HCl → MnCl2 + H2 Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2 • Tan H2SO4 đặc nóng tạo SO2: Mn + 2H2SO4 đặc nóng → MnSO4 + SO2 + 2H2O • Với H2SO4 đặc nguội phản ứng xảy chậm (do lớp oxit bám bề mặt) tạo S H2S: 3Mn + 4H2SO4 đặc nguội → 3MnSO4 + S + 4H2O • HNO3 lỗng ăn mòn Mn tạo khí NO: 3Mn + 8HNO3 lỗng nóng → 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O Mangan khơng thụ động hóa HNO3 đặc 7 Mangan khơng bị kiềm ăn mòn Phản ứng với dung dịch muối: Mn phản ứng với dung dịch muối mà kim loại tạo muối điện cực chuẩn cao -1,18V, chậm so với kim loại khác, khử ion Cu2+ thành Cu, khử ion Fe3+ thành ion Fe2+ Mn + Cu2+ → Mn2+ + Cu Mn + 2Fe3+ → Mn2+ + 2Fe2+ Câu 7: Viết phương trình phản ứng sau MnO + Al → MnO + SiO2 → MnO + HCl → Mn2O3 + HNO3 → Mn2O3 + HCl → MnO2 + HCl đặc MnO2 + H2SO4 đặc nóng → MnO2 + H2SO3 đặc sơi → MnO2 + KNO3 + KOH → 10 MnO2 + KClO3 + K2CO3 → 11 MnO2 + H2SO4 loãng + H2O2 → Giải: o 3MnO + Al 800 C  → 3Mn + Al2O3 o 1000 C  → MnO + SiO2 MnSiO3 MnO + 2HCl → MnCl2 + H2O Mn2O3 + 2HNO3 lỗng sơi → Mn(NO3)2 + MnO2↓ + H2O Mn2O3 + 6HCl đặc→ 2MnCl2 + 3H2O +Cl2↑ 2MnO2 + 8HCl đặc nóng → 2MnCl2 + 2Cl2↑ + 4H2O MnO2 + 6H2SO4 đặc nóng → 2Mn2(SO4)3 + O2 + 6H2O 2MnO2 + 2H2SO3 đặc sôi →2MnSO4 + O2 + 2H2O o MnO2 + KNO3 + 2KOH 400 C  → K2MnO4 + KNO2 + H2O o 400 C  → 10 3MnO2 + KClO3 + 3K2CO3 3K2MnO4 + KCl + 3CO2↑ 11 MnO2 + H2SO4 loãng + H2O2 → MnSO4 + O2↑ + 2H2O Câu 8: Mn2O7 chất lỏng, màu xanh thẫm, tan vào nước nguội dung dịch A Chia A làm ba phần: - Phần 1: cô đặc dung dịch A kết tủa B khí D1 - Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch AgNO kết tủa A2 Cho A2 tác dụng với dung dịch BaCl2 kết tủa A3 Lọc tách A3, cho nước lọc lại tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng kết tủa A4 Lọc tách A4 lại dung dịch A ban đầu - Phần 3: Cho tác dụng với dung dịch KOH dư đun sơi dung dịch D có màu xanh khí D1 Thổi khí CO2 vào dung dịch D dung dịch D2 màu tím kết tủa B Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch K2SO3 axit hóa H2SO4 dung dịch D3 Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch K2SO3 môi trường trung tính kết tủa B Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch K2SO3 kiềm hóa KOH dung dịch D4 màu xanh Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch H 2O2 axit hóa H2SO4 dung dịch D5 khí D1 Viết phương trình phản ứng xảy cho biết kí hiệu chữ tập gồm chất Giải: • Mn2O7 tác dụng với nước nguội: Mn2O7 + H2O → 2HMnO4 Dung dịch A axit pemanganic HMnO4 Phần 1: • Cơ dung dịch A nồng độ 20% HMnO4 bị phân hủy: 4HMnO4 → 4MnO2 + 3O2 + 2H2O Kết tủa B MnO2, D1 O2 Phần 2: • Cho A tác dụng với dung dịch AgNO3: HMnO4 + AgNO3 → AgMnO4↓ + HNO3 Kết tủa A2 AgMnO4 • Cho A2 tác dụng với dung dịch BaCl2: 2AgMnO4 + BaCl2 → Ba(MnO4)2 + 2AgCl↓ Kết tủa A3 AgCl, dung dịch nước lọc lại có Ba(MnO4)2 • Cho nước lọc tác dụng với H2SO4 loãng: Ba(MnO4)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HMnO4 Kết tủa A4 BaSO4, lại dung dịch A HMnO4 Phần 3: • Cho phần tác dụng với KOH đun sôi: HMnO4 + KOH → KMnO4 + H2O 4KMnO4 + 4KOH → 4K2MnO4 + O2↑ + 2H2O Dd tím dd xanh Dung dịch D K2MnO4, khí D1 O2 • Thổi khí CO2 vào D: 3K2MnO4 + 2CO2 → 2KMnO4 + MnO2↓ + 2K2CO3 Dung dịch D2 có màu tớm l KMnO4 ẳ dung dch D2 tỏc dng với dung dịch K2SO3, axit hóa H2SO4 lỗng: 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O Dung dch D3 cú MnSO4 + K2SO4 ẳ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch K2SO3: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 2MnO2↓ + 3K2SO4 + 2KOH Kết ta B l MnO2 ẳ dung dch D2 tỏc dụng với dung dịch K2SO3, kiềm hóa KOH: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O Dung dch D4 gm K2MnO4 + 3K2SO4 ẳ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch H2O2, axit hóa H2SO4 loãng: 2KMnO4 + 5H2O2 + 4H2SO4 → 2MnSO4 + 2KHSO4 + 5O2↑ + 8H2O Dung dịch D5 có MnSO4 + KHSO4 Câu 9: Hồn thành phương trình phản ứng sau Mn(OH)2 + HCl loãng Mn(OH)2 + dung dịch Br2 t Mn(OH)2 + NaOH rắn  → MnSO Mn(OH)2 + NH3 + H2O MnSO4 + NH3 + H2O Mn(OH)2 + NH4Cl đặc nóng 10 KMnO4 + MnSO4 + H2SO4 Mn(OH)2 + H2O2 đặc 11 MnSO4 + HNO3 + PbO2 Mn(OH)2 + Ca(ClO)2 12 MnSO4 + NaOH loãng + NaClO Giải: Mn(OH)2 + 2HCl loãng → MnCl2 + 2H2O o o 130 C  → Mn(OH)2 + 2NaOH rắn Na2[Mn(OH)4] Mn(OH)2 + 6NH3 đặc + 6H2O → [Mn(NH3)6](OH)2 + 6H2O Mn(OH)2 + 2NH4Cl đặc nóng → MnCl2 + 2NH3↑ + 2H2O 2Mn(OH)2 + H2O2 đặc → 2MnO2↓ + 2H2O 2Mn(OH)2 + Ca(ClO)2 → 2MnO2↓ + 2HBr Mn(OH)2 + Br2 dung dịch → 2MnO2↓ + 2HBr o t  → 3MnSO4 Mn3O4 + 3SO2 + O2 MnSO4 + 2NH3 đặc + 2H2O → Mn(OH)2↓ + (NH4)2SO4 10 2KMnO4 + 3MnSO4 + 8H2SO4 → 5Mn(SO4)2 + K2SO4 + 8H2O 11 2MnSO4 + 8HNO3 + 5PbO2 → 2HMnO4 + 4Pb(NO3)2 + Pb(HSO4)2 + 2H2O 10 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe(CN)6]2 + 6KCl FeCl3 + 6H2O  FeCl3.6H2O 1000 270,3 = 3,7mol FeCl3.6H2O 3,7 36,5 ≈ 978 mL 0,36.1,18 0,65 Như cần dung dịch HCl 36% Khi đun nóng FeCl3.6H2O phân huỷ theo phương trình sau: t  → FeCl3.6H2O FeOCl + 5H2O + 6HCl Khi nhiệt độ tăng FeOCl tiếp tục phân huỷ: 3FeOCl t  → FeCl3 + Fe2O3 (Hơi FeCl3 bay ra) 2,752 270,3 Lượng FeCl3.6H2O mẫu = 10,18 mmol Điều ứng với khối lượng FeCl3 107,3 0,01018 = 1,092g FeOCl Do khối lượng thu bã rắn bé nên ta biết FeOCl bị phân hủy phần thành Fe2O3 1,902 − 0,8977 162,2 Khối lượng FeCl3 mát bay là: = 1,20mmol Như bã rắn cuối chứa (0,01018 – 3.0,00120)= 6,58 mmol FeOCl 1,20 mmol Fe2O3 Câu 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 HNO3, đun nóng V lít khí NO (là sản phẩm khử nhất, oC; atm) Viết phương trình phản ứng xảy tính khối lượng m, V, số mol HNO đem dùng (biết lượng axit dư 20% so với ban đầu) Hướng dẫn: 37 Phản ứng oxit bị khử CO: 3Fe2O3 + CO t  → 2Fe3O4 + CO2 (1) t0 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 (2) t  → FeO + CO Fe + CO2 - Viết phản ứng theo khí CO2 lội vào dung dịch Ba(OH)2: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O no x 0,06 ns (x-0,06) 0,06 CO2 + H2O + BaCO3 → Ba(HCO3)2 no (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 (3 (4) (5) Hoặc tính CO2 theo hai phản ứng CO2 với Ba(OH)2 tạo hai muối Từ (1), (2), (3), theo bảo tồn 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 toàn electron ta có ⇒ 0,045.1 + 0,045.1 + 0,105.2 = 3.V/22,4.2 ⇒V = 1,12 lít Tính nHNO3 Từ (6) đến (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 đem dùng 1/0,8 = 1,25 mol Câu 38 Có hỗn hợp gồm MgCl 2, FeCl3, CuCl2 Hoà tan hỗn hợp vào nước dung dịch A Cho dòng khí H2S sục từ từ vào A dư thu lượng kết tủa (sau rửa kết tủa sấy khô) nhỏ 2,51 lần lượng kết tủa thu cho A tác dụng với lượng dư dung dịch Na2S Bằng cách tương tự, thay FeCl khối lượng FeCl2 (dung dịch B) lượng kết tủa thu 1/3,36 lượng kết tủa cho dung dịch Na 2S vào dung dịch B Viết phương trình phản ứng xác định thành phần (% khối lượng) chất hỗn hợp ban đầu Hướng dẫn: Các phương trình phản ứng: Trường hợp dung dịch A: - Tác dụng với H2S: CuCl2 +H2S → CuS↓ + 2HCl 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S↓ - Tác dụng với Na2S: CuCl2 +Na2S → CuS↓ + 2NaCl MgCl2 + Na2S +2H2O → Mg(OH)2↓+H2S + 2NaCl 2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl Trường hợp dung dịch B - Tác dụng với H2S: CuCl2 +H2S → CuS↓ + 2HCl - Tác dụng với Na2S: CuCl2 +Na2S → CuS↓ + 2NaCl MgCl2 + Na2S +2H2O → Mg(OH)2↓ +H2S + 2NaCl FeCl2 + 3Na2S → 2FeS↓ + 2NaCl Xác định thành phần: Gọi x,y,z số mol CuCl 2, MgCl2, FeCl3 Đối với trường hợp dung dịch A, theo phương trình phản ứng ta có: 96x + 88z + 32z/2 + 58y =2,51 (96x + 32z/2) (1) Khi thay khối lượng FeCl khối lượng tương đương FeCl 2, số mol FeCl2 162,5z 127 Đối với trường hợp dung dịch B ta có phương trình: 162,5z 127 96x + 58y + 88 = 3,36.96z (2) Từ (1) (2) tính y= 0,664x z= 1,67x 39 Cuối tính MgCl2: 13,45%; FeCl3: 57,80%; CuCl2 : 28,75% Câu Trong công nghệ cầu đường, để giảm tác động hóa học mơi trường, người ta trộn hợp chất X vào thép gồm thành phần kim loại M, phi kim Y (là nguyên tố đứng thứ hai độ phổ biến vỏ trái đất) X kim loại cứng Để phân tích thành phần, hoàn tan hoàn toàn mẫu hợp kim hỗn hợp acid H 2SO4 (30%) [phản ứng 1, 2] Sau cho thêm vào dung dịch thu (màu xanh) acid HNO đậm đặc cô cạn đến H2SO4 bắt đầu bay [3-4] Lọc bỏ kết tủa oxit Y thu dung dịch Z [5] Hàm lượng X hợp kim xác định phương pháp chuẩn độ Dung dịch Z (màu xanh) cho dư (NH4)2S2O8 Dung dịch chuyển sang dung dịch Z1 màu cam, có muối amoni U Đun nóng Z1 để phân hủy hồn tồn lượng dư (NH4)2S2O8 [6] Sau cho vào dung dịch lượng dư (NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O (14,6 мл, С = 0,100 mol/L) [7] dung dịch Z2 (màu xanh) chuẩn độ dung dịch KMnO [8] Muối U chất oxi hóa mạnh, dễ bị khử Na2SO3 môi trường acid [9], môi trường kiềm [10] trung tính [11] Xác định chất M, X, Y, U Viết phản ứng 1-11 Để chống rỉ, cho thêm vào hợp kim chất X trên, đề xuất phương pháp khác Hướng dẫn: M Fe; Y Si; X Cr Muối U (NH4)2Cr2O7 Các phương trình phản ứng: [1] Fe + H2SO4 (l) → FeSO4 + H2; [2] 2Cr + 3H2SO4 (l) → Cr2(SO4)3 + 3H2; [3] Si + 4HNO3 (đ) → SiO2 + 4NO2 + 2H2O; [4] FeSO4 + 4HNO3 (đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O + H2SO4; [5] Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S2O8 + 7H2O → (NH4)2Cr2O7 + 2(NH4)2SO4 + 7H2SO4 t  → [6] 2(NH4)2S2O8 + 2H2O 4(NH4)HSO4 + O2; [7] (NH4)2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 →Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + (NH4)2SO4 + H2O; [8] 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O; [9] (NH4)2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + (NH4)2SO4 + 3Na2SO4 + 4H2O; [10] (NH4)2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 6NaOH + 2H2O → 2Na3[Cr(OH)6] + 3Na2SO4 + 2NH3; [11] (NH4)2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3Na2SO4 + 2NH3 Mạ kim loại Zn, sơn chống rỉ… Câu (Đề HSG Quốc gia 2011) 40 Để xác định hàm lượng crom sắt mẫu gồm Cr 2O3 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 sơi để phân hủy hết Na2O2 Thêm H2SO4 lỗng đến dưvào 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 0,40M Nếu cho dung dịch Nà (dư) vào 10,00 ml dung dịch A nhỏ tiếp dung dịch KI đến dư lượng I 3- giải phóng phản ứng hết với 7,50 ml dung dịch Na2S2O3 0,40M Viết phương trình phản ứng xảy Giải thích vai trò dung dịch NaF Tính thành phần % khối lượng crom sắt mẫu ban đầu Hướng dẫn: Các phản ứng xảy ra: Cr2O3 + 3Na2O2 + H2O t  → 2CrO42- + 2OH- + 6Na+ (1) t  → 2Na2O2 + 2H2O OH- + H+ → H2O O2 + 4OH- + 4Na+ (2) (3) 2CrO42- + 2H+ → Cr2O72- + H2O (4) Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O (5) Cr2O72- + 9I- + 4H+ → 2Cr3+ + 3I- + 7H2O (6) 2Fe3+ + 3I- → 2Fe2+ + I3- (7) 2S2O32- + I3- → S4O62- + 3I- (8) Fe3+ + 3F- → FeF3 (9) Vai trò dung dịch NaF: F- có mặt dung dịch tạo phức bền, không màu với Fe 3+, dùng để che Fe3+ Đặt số mol Cr2O3 Fe2O3 1,98 gam mẫu x y mol nCr O 2− = 0,1.x (mol ); nFe3+ = 0, y(mol) Từ (1), (4) (5) → 10,00 ml dung dịch A: Trường hợp NaF khơng có mặt dung dịch A, Cr2O72- Fe3+ bị khử I- Theo (6) (7) ta có: nI − (1) = 3nCr O2− + 0,5.nFe3+ = 3.0,1.x + 0,5.0, y = 0,3x + 0,1 y nS O2− (1) = 2nI − (1) 3 Từ (8): → 0,40.10,50.10-3 = 2.(0,3x + 0,1y) Trường hợp NaF có mặt dung dịch A, có Cr2O72- bị khử: nI − (2) = 3nCr O 2− ⇒ 0, 40.7,50.10 −3 = nS O2− (2) = 2nI − (2) = 0, 6x 3 41 (11) (10) Từ (10) (11) → x = 0,005 mol y = 0,006 mol 52.0, 01 100% = 26, 26% 1,98 56.0, 012 = 2.0, 006 = 0, 012(mol ) ⇒ % Fe = 100% = 33,94% 1,98 nCr = 2nCr O2− = 2.0, 005 = 0, 01(mol ) ⇒ %Cr = nFe = 2nFe2O3 Câu (Đề HSG Quốc gia 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 KMnO 0,10M.Mặt khác, hoà tan hết 1,2080 gam mẫu quặng dung dịch HCl(dư) thêm dung dịch KMnO4 0,10M vào dung dịch thu phản ứng xảy hồn tồn,thì hết 15,26 ml dung dịch KMnO4 0,10M a) Viết phương trình hố học phản ứng xảy b) Tính thể tích SO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) dùng thành phần phần trăm thep khối lượng FeO,Fe2O3 có mẫu quặng Hướng dẫn chấm: a) FeO + HCl Fe2O3 + HCl FeCl3 + H2O + SO2 FeCl2 + KMnO4 + HCl → → → → FeCl2 + H2O (1) FeCl3 + H2O (2) FeCl2 + H2SO4 + HCl (3) FeCl3 + MnCl2 + KCl + H2O → (4) SO2 + KMnO4 + H2O H2SO4 + MnSO4 + K2SO4 (5) (Lượng HCl dùng để hòa tan quặng khơng cho dư, đủ để làm môi trường cho phản ứng (4)) b) Từ (1) (4) ta có: nFeO (trong 1,2180 gam mẫu) = → → n Fe2+ = n MnO− = 0,10 15,26.10-3 = 7,63.10-3 (mol) 7,63.10-3 0,8120 = 1,2180 nFeO (trong 0,8120 gam mẫu) = 5,087.10-3 (mol) mFeO (trong 0,8120 gam mẫu) = 72 5,087.10-3 = 0,3663 (g) m Fe2 O3 (trong 0,8120 gam mẫu) → n Fe2O3 (trong 0,8120 gam mẫu) Tương tự, từ (3) (5) ta có: ∑n SO = 0,8120 0,65 – 0,3663 = 0,1615 (g) = 0,1615 160 ≈ 1,01.10-3 (mol) = n SO2 (3) + nSO2 (5) 42 n SO2 (3) = Trong đó: với: Fe 2+ n MnO4 (5) = = nFeO (trong 0,8120 gam mẫu) → n SO2 (5) → = n Fe2O3 (trong 0,8120 gam mẫu) n SO2 (5) = ∑n n FeCl3 = n SO2 (5) = (trong 0,8120 gam mẫu) (∑ n MnO- − ∑ n Fe2+ ) + 2.n Fe2 O3 (trong 0,8120 gam mẫu) (∑ n MnO- − (n FeO + 2.n Fe2 O3 (trong 0,8120 gam mẫu) (trong 0,8120 gam mẫu) 5 -3 -3 -3   0,10 22,21.10 - (5,087.10 + 1,01.10 ) ÷ 2  ≈ Vậy: ∑n SO2 = = 1,01.10-3 (mol) -3 3,01.10 (mol) → VSO2 ) 2.10-3 (mol) = 22,4 3,01.10-3 = 0,0674 (lit) 0,3663 100 0,8120 % FeO = = 45,11 % % Fe2O3 = 65 % – 45,11 % = 19,89 % Câu (Đề HSG Quốc gia 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, hòa tan hết dung dịch HNO 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 hòa tan hồn tồn dung dịch H2SO4 lỗng Thêm lượng dư KI vào dung dịch vừa thu Sau phản ứng xảy hoàn toàn, chuẩn độ lượng I sinh dung dịch Na2S2O3 0,2M thấy tốn hết 30,0 ml Kết tủa B khuấy dung dịch NH 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 0,96 gam 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 Hướng dẫn: Hòa tan hợp kim Cr, Fe, Co, Ni HNO3: Cr + 6HNO3 → Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O 43 Co + 4HNO3 → Co(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Ni + 4HNO3 → Ni(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Thêm NaOH dư: Cr(NO3)3 + 6NaOH → Na3[Cr(OH)6] + 3NaNO3 Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaNO3 Co(NO3)2 + 2NaOH → Co(OH)2↓ + 2NaNO3 Ni(NO3)2 + 2NaOH → Ni(OH)2↓ + 2NaNO3 Oxi hóa dung dịch nước lọc H2O2: 2Na3[Cr(OH)6] + 3H2O2 → 2Na2CrO4 + 2NaOH + 8H2O Hòa tan chất rắn thu H2SO4 lỗng chuẩn độ iôt: 2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O Na2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3I2 + Na2SO4 + 3K2SO4 + 7H2O 2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI Số mol Cr = 1/3 số mol Na2S2O3 = 0,2.30.10-3/3 = 0,02 mol, khối lượng Cr: 0,02.52 = 0,104 gam Hòa tan kết tủa B: Co(OH)2 + 6NH3 → [Co(NH3)6](OH)2 Ni(OH)2 + 6NH3 → [Ni(NH3)6](OH)2 Vậy kết tủa C Fe(OH)3: t  → 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O chất rắn sau nung Fe2O3 nặng 0,96 gam = 0,006 mol, khối lượng Fe = 0,672 gam Oxi hóa dung dịch D: 2[Co(NH3)6](OH)2 + K2S2O8 + 2KOH → 2[Co(NH3)6](OH)3 + 2K2SO4 Kết tủa màu đen F hợp chất Ni có số oxi hóa cao (III IV), sản phẩm tạo thành đun [Ni(NH3)6](OH)2 với K2S2O8 Các hợp chất có tính oxi hóa mạnh, tan dung dịch HNO3 đóng vai trò chất oxi hóa, oxi hóa nước (chất khử có hệ) bị khử Ni (II) Do đó, khí khơng màu I O2 Xác định số oxi hóa Ni hợp chất F: Gọi số oxi hóa Ni F n, số mol chất F (giả sử đơn nhân) x số mol O2 = (n-2).x/4 = 0,0045 mol, hay x = 0,018/(n-2) Do đó, phân tử lượng chất F = 0,81.(n-2)/0,018 = 45.(n-2) Với n = 3, MF = 45 < MNi loại, với n = 4, MF = 90 phù hợp với công thức NiO 2, n = không tồn với Ni Vậy công thức chất F NiO với số mol 0,81:90 = 0,009 mol Do mNi = 0,009.58 = 0,522 gam Các phương trình phản ứng là: 44 [Ni(NH3)6](OH)2 + K2S2O8 + 2KOH → NiO2 + 2K2SO4 + 6NH3 + 2H2O 2NiO2 + 4HNO3 → 2Ni(NO3)2 + 2H2O + O2 Vậy khối lượng Co = 1,40 – 0,104 – 0,672 – 0,522 = 0,102 gam Vậy % khối lượng Cr = 7,43%; Fe = 48,0%; Ni = 37,29%; Co = 7,29% Câu (Chọn đội tuyển Olympic 2013) Tinh thể chất A điều chế sau: - Hòa tan hồn tồn bột kim loại X dung dịch H 2SO4 20%, dư Đun nhẹ dung dịch xuất vàng tinh thể chất B (dung dịch bão hòa 1) - Pha dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa khoảng 700C (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 chất 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 K 3[Fe(CN)6] thu kết tủa 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 Hòa tan 2,000 gam tinh thể chất A (ở trên) vào nước, thêm axit H 2SO4 làm mơi trường, đun nóng, thêm từ từ dung dịch H2C2O4 vào, thu kết tủa D màu vàng Lọc lấy kết tủa D Cho D tác dụng với dung dịch K2C2O4 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 0,361 gam 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 H2SO4) thấy hết 16,00 ml Xác định cơng thức phân tử vẽ cấu trúc bền Z Hướng dẫn: 1.a) Khi cho dung dịch A tác dụng với K 3[Fe(CN)6] thu kết tủa màu xanh đậm, cho A tác dụng với dung dịch kiềm thu đươc kết tủa màu trắng xanh, sau chuyển sang màu nâu đỏ → dung dịch A có chứa ion Fe2+: Fe2+ + K+ + [Fe(CN)6]3- → KFe[Fe(CN)6] ↓ (xanh Tuabin) Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 ↓ (trắng xanh) 2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O → 2Fe(OH)3 ↓ (nâu đỏ) - Kim loại X Fe, hòa tan hoàn toàn bột kim loại X dung dịch H2SO4 20%: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 45 - Khi trộn dung dịch bão hòa FeSO4 dung dịch bão hòa (NH4)2SO4, làm lạnh dung dịch thu tinh thể muối kép (NH4)2SO4.FeSO4.nH2O (NH4)2Fe(SO4)2.nH2O - Phản ứng chuẩn độ: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Số mol MnO4- = 0,01.10,2.10-3 = 1,02.10-4 mol 1, 02.10−4.5.50 = 2,55.10−3 (mol ) 10 Số mol Fe2+ 50 ml dung dịch A là: Trong 1,00 gam tinh thể (NH4)2SO4.FeSO4.nH2O có 2,55.10-3 mol Fe → số mol A 2,55.10-3 mol → 1, 00 2,55.10 −3 MA = = 392 (g/mol) Ta có, khối lượng mol (NH4)2SO4.FeSO4.nH2O = 284 + 18.n = 392 → n = → số phân tử nước kết tinh 6; công thức phân tử tinh thể A là: (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O b) Nếu thí nghiệm thay H 2SO4 HCl, (NH4)2SO4 NH4Cl khơng thu muối kép gốc Cl - khơng có khả tạo liên kết hiđro, không làm cầu nối để tạo muối kép, gốc SO42- có khả tạo liên kết hiđro, làm cầu nối nên dễ tạo muối kép Cho dung dịch chất A (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O (có axit H2SO4 làm mơi trường) tác dụng với dung dịch H2C2O4 đun nóng, thu kết tủa D: Fe2+ + C2O42- → FeC2O4 ↓ vàng - Trong giai đoạn cần cho axit H 2SO4 làm môi trường để ion Fe2+ không bị oxi khơng khí oxi hóa thành ion Fe3+ - Khi cho FeC2O4 tác dụng với H2O2 có mặt lượng dư C2O42-, Fe(II) bị oxi hóa thành Fe(III), kết hợp với ion C2O42- tạo thành phức sắt (III) oxalat Gọi công thức tinh thể Z là: KxFe(C2O4)y.(H2O)z Nếu hiệu suất = 100%, số mol Fe tinh thể Z = số mol Fe tinh thể A: 2, 000 = 5,102.10−3 (mol) 392 nFe A = Vì nZ = nFe hiệu suất trình 85% → nZ = 85%.nFe = 5,102.10-3.0,85 = 4,3367.10-3 mol → MZ = 1,566 = 361( g / mol) 4,3367.10−3 - Phản ứng chuẩn độ: 5C2O42- + 2MnO42- + 16H+ → 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O Số mol MnO42- = 0,01.16.10-3 = 0,16.10-3 mol 46 0,16.10−3.5 50 = 2.10−3 (mol ) 10 Số mol C2O42- 50 ml dung dịch Y là: Trong 0,361 gam tinh thể Z (0,001 mol) có 2.10-3 mol C2O42- → Z có gốc C2O42- Áp dụng bảo tồn điện tích tinh thể Z: 1.x + 3.1 + 2.(-2) = → x = Công thức phân tử Z KFe(C2O4)2(H2O)z Từ Mz = 361 → z = → Công thức phân tử Z là: KFe(C2O4)2(H2O)5 Xác định cơng thức cấu tạo Z: Vì Z phức chất sắt (III) nên số phối trí sắt thường 6; dạng bền nhất, ion C2O42- có dung lượng phối trí 2, cầu nội, nguyên tử trung tâm Fe có số phối trí cầu nội phải có phân tử H 2O Công thức Z là: K[Fe(C2O4)2(H2O)2].3H2O Phức chất Z có đồng phân hình học (cis, trans), đồng phân cis lại có đồng phân quang học - OH2 O O O O Fe - O O O Fe Fe O O O H2O OH2 OH2 O OH2 OH2 trans O cis Câu 10 FeSO4 Cho sơđồ phản ứng: FeCl2 (dd) KCN đặc, d B kết tủa trắng Fe2(SO4)3 đặc A (dd) AgNO3 C kết tủa xanh đậm D kết tủa trắng FeCl2 KMnO4, H+ E (dd) Pb(OH)2, KOH G kÕt tña xanh A + F kÕt tđa n© u a Viết phương trình ion phản ứng xảy theo sơ đồ b Hãy cho biết từ tính hợp chất A, dùng thuyết lai hóa để giải thích Hướng dẫn: a Các phương trình phản ứng: Fe 2+ + CN → - [Fe(CN)64- ] 46 + Fe [Fe(CN) ] 2+ (A) [Fe(CN) 64- ] (B) → Fe2[Fe(CN)6] ↓trắng + Fe → Fe4[Fe(CN)6]3 ↓xanh đậm 3+ 47 (C) [Fe(CN)64- ] (D) + Ag+ → Ag4[Fe(CN)6] ↓trắng [Fe(CN)64- ] [Fe(CN)36 ] + Hoặc K + [Fe(CN)36 ] + MnO-4 + H → Mn + H2O + + 2+ [Fe(CN)36 ] (G) + Fe2+ → Fe3[Fe(CN)6]2 ↓xanh [Fe(CN)36 ] + Fe2+ → KFe[Fe(CN)6] ↓xanh Pb(OH) [Fe(CN) 64- ] + + OH → + H2O + PbO2 ↓nâu 2+ 0 b Cấu hình electron Fe [Ar]3d 4s 4p 4d0 3d6 (E) - 4s0 4p0 (F) 4d0 Vì CN- phối tử trường mạnh, tạo phức với Fe 2+, electron độc thân obitan 3d Fe(II) bị ghép đôi, giải phóng obitan 3d trống Hai obitan lai hóa với obitan 4s obitan 4p, tạo thành obitan lai hóa d 2sp3 hướng đỉnh hình bát diện Mỗi obitan lai hóa xen phủ với obitan tự có hai electron CN -, tạo [Fe(CN) 64- ] liên kết cho nhận, hình thành phức nghịch từ có tổng spin khơng ↓ CN- CN↓ ↓ CN- ↓ lai hóa trong, có cấu trúc bát diện Phức CN- CN- CN↓ ↓ d2sp3 Câu 11 Quy trình phân tích crom mẫu thép khơng gỉ chứa Fe, Cr Mn tiến hành sau: Pha dung dịch chuẩn FeSO4: Hòa tan 11,0252 gam muối Mohr( FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O) vào bình định mức 250ml có H2SO4 định mức đến vạch nước cất Tính nồng độ mol dung dịch FeSO4 thu được? Chuẩn hóa dung dịch KMnO4: Lấy 25,0 ml dung dịch FeSO4 vừa pha chế cho vào bình nón, thêm ml dung dịch H3PO4 đặc( để tạo phức không màu với Fe 3+), chuẩn độ dung dịch thu dung dịch KMnO4 thấy vừa hết 24,64 ml Tính nồng độ mol dung dịch KMnO4 Chuẩn bị mẫu: Hòa tan 0,2800 gam mẫu thép dung dịch hỗn hợp H 3PO4 H2SO4 đặc, đun nóng thu dung dịch suốt màu xanh( đó, Fe → Fe3+; Cr → Cr3+; Mn → Mn2+) Làm lạnh dung dịch đến nhiệt độ phòng Thêm ml dung dịch AgNO 48 1%, 20 ml dung dịch (NH4)2S2O8 20% Sau vài phút dung dịch có màu hồng( pesunfat oxi − 2− hóa Mn2+ thành MnO , Cr3+ thành Cr2O , Ag+ đóng vai trò làm xúc tác) Đun sôi dung dịch 2− để phân hủy hết ion pesunfat dư( sinh SO O2) Thêm từ từ giọt HCl đặc đến − dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu vàng( HCl phản ứng chọn lọc với MnO ) Sau kết thúc phản ứng thấy có kết tủa trắng đáy bình 2− 3.1 Viết phương trình phản ứng Cr3+, Mn2+ với S2O môi trường axit − 3.2 Viết phương trình phản ứng loại MnO dung dịch HCl đặc 3.3 Hãy cho biết kết tủa trắng chất gì? Được tạo thành nào? Tiến hành chuẩn độ: Chuyển dung dịch thu vào bình định mức 250 ml định mức đến vạch nước cất dung dịch A Lấy 50 ml dung dịch A cho vào bình nón, thêm tiếp 25,0 ml dung dịch FeSO4 Lượng FeSO4 dư chuẩn độ dung dịch KMnO4 chuẩn hóa thấy vừa hết 19,89 ml 2− 3.4 Viết phương trình phản ứng Fe2+ với Cr2O 3.5 Tính thành phần % crom mẫu thép( Cr = 52) Hướng dẫn: nFeSO4 = 11,0252 = 2,8126.10−2 ( mol ) 392 CM ,FeSO4 = 2,8126.10−2 = 0,1125( M ) 0,25 − Phương trình phản ứng: 5Fe2+ + MnO + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Nồng độ mol KMnO4 (0,1125.25)/(5.24,64) = 0,02283M 3.1 Phương trình phản ứng là: 2− 2− 2− 2Cr3+ + 3S2O + 7H2O → Cr2O + 6SO + 14H+ 2− − 2− 2Mn2+ + 5S2O + 8H2O → 2MnO + 16H+ + 10SO 3.2 − 10Cl- + 2MnO + 16H+ → 5Cl2 + 2Mn2+ + 8H2O − 3.3 Kết tủa trắng thu AgCl, tạo thành khử hết ion MnO , lượng HCl dư phản ứng với ion Ag+ 2− 3.4 6Fe2+ + Cr2O + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 3.5 Số mol Cr2O (A) = 5.(0,025.0,1125 – 5.0,01989 0,02283)/ Thành phần % khối lượng Cr mẫu thép 16,78% 2− 49 Phần III: KẾT LUẬN Sau thực việc nghiên cứu tiến hành hoàn thiện nội dung, chuyên đề đưa bào tập lý thuyết giúp học sinh nắm vững kiến thức đồng thời hiểu rõ kiến thức chuyên sâu liên quan đến môn chuyên Các tập tính tốn giúp học sinh nâng cao khả tư duy, suy luận logic, lực giải vấn đề Với thời gian có hạn kinh nghiệm thân ỏi, chun đề khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót định Vì mong nhận quan tâm ý kiến đóng góp quý báu đồng nghiệp bạn đọc để chuyên đề hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn Hà Nam, tháng năm 2019 Tác giả 50 Đinh Thị Xoan 0985708669 Lã Thị Thu 0984885851 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Duy Ái – Nguyễn Tinh Dung- Trần Thành Huế – Trần Quốc Sơn – Nguyễn Văn Tòng 2001 Một số vấn đề chọn lọc hoá học, tập II Nxb Giáo Dục Hồng Nhâm Hóa học vơ – Tập Nxb Giáo dục Nguyễn Đức Vận Bài tập Hóa học vơ tập – Phần kim loại Nxb Giáo dục Nguyễn Đức Vận Hóa Học vơ – Tập Nxb Khoa học kỹ thuật Đề đề xuất duyên hải số trường Đề thi HSG quốc gia, quốc tế 51 ... (X6) CHƯƠNG II: BÀI TẬP CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIIIB Phần 1: Bài tập lý thuyết Câu Nêu nhận xét chung tính chất ngun tố nhóm VIIIB Hướng dẫn: Vì nguyên tố họ d, tính chất nguyên tố nhóm VIIIB có đặc... trình dựa vào tính chất có nhiều số oxi hóa mangan Vào tháng ba năm 2017, cư dân thị trấn Onoway – Canada phát nguồn cung cấp nước họ chuyển sang màu tím rò rỉ dung dịch KMnO4 vào hệ thống nước...PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: BÀI TẬP CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIIB Câu 1: 1) Nêu nhận xét cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử nguyên tố Mn, Tc, Re 2)