CHUYÊN ĐỀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CỦA MANGAN VÀ HỢP CHẤT -1- A PHẦN MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa nguyên tố mảng kiến thức lớn khó chương trình Hóa học chun thi Học sinh giỏi Quốc gia Sự đa dạng chất, phản ứng chất, điều kiện phản ứng tượng nguyên nhân làm cho Hóa nguyên tố trở lên khó khăn việc giảng dạy giáo viên học tập học sinh Từ kinh nghiệm giảng dạy Học sinh chuyên luyện thi Học sinh giỏi Quốc gian, thấy việc xây dựng chuyên đề lớn trở lên khó khăn với giáo viên Do đó, chúng tơi lựa chọn mảng kiến thức nhỏ hóa nguyên tố liên quan đến mangan (Mn) hợp chất để tập trung xây dựng Bởi kiến thức Mn hợp chất xuất tương đối nhiều hóa ngun tố, hóa học phân tích, phân tích định lượng Trên sở vừa phân tích trên, chúng tơi định lựa chọn chun đề: "XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CỦA MANGAN VÀ HỢP CHẤT" để từ chuyên đề này, có điều kiện để trao đổi bổ sung nguồn tài liệu giảng dạy cho Giáo viên tư liệu tự học, tự nghiên cứu cho học sinh II MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Để thực nhiệm vụ đề tài này, tiến hành nghiên cứu hệ thống kiến thức lí thuyết Mn hợp chất Sưu tầm biên soạn câu hỏi tập để củng cố kiến thức, đồng thời mở rộng kiến thức hợp chất mangan Cụ thể, mục đích đề tài thực qua nhiệm vụ sau: Hệ thống kiến thức mangan hợp chất Xây dựng câu hỏi mangan hợp chất Xây dựng tập liên quan Tổng hợp tập thi Học sinh giỏi Quốc gia Quốc tế mangan hợp chất Do đó, cấu trúc nội dung đề tài gồm chương: Chương 1: Hệ thống kiến thức lí thuyết mangan hợp chất Chương 2: Các câu hỏi tập áp dụng kiến thức -2- B NỘI DUNG Chương 1: HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VỀ MANGAN VÀ HỢP CHẤT I ĐƠN CHẤT MANGAN I.1 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử Cấu hình electron: 25 Mn Ar 3d5 4s2 4p       Năng lượng ion hóa (eV) : I1 = 7,43; I2 = 15,63; I3 = 33,69 Bán kính nguyên tử: 1,30 A0 Bán kính ion: Mn2+ 0,91A0; Mn3+ 0,70A0; Mn4+ 0,52A0; Mn7+ 0,46A0 Nhiệt độ nóng chảy: 12440C; Nhiệt độ sơi: 2080 0C Khối lượng riêng: 7,47 g/cm3 Nhận xét: Với số lớn electron hóa trị, Mn nói riêng nguyên tố nhóm VIIB nói chung tạo nên hợp chất có nhiều số oxi hóa khác nhau, từ đến + Cấu hình electron bền 3d thể lượng ion hóa thứ ba tương đối cao tổng lượng ion thứ thứ hai Bên cạnh đó, tăng dần điện tích giảm dần bán kính dẫn đến tăng mật độ điện tích dương ion Mnn+ gây nên cực hóa mạnh Chính hợp chất chứa Mn có số oxi hóa cao hợp chất cộng hóa trị I.2 Điều chế Mn Mn điều chế phương pháp nhiệt nhôm từ oxit MnO Mn3O4: t 3Mn3O4 + 8Al �� � 4Al2O3 + 9Mn o Cũng điều chế phương pháp nhiệt Silic: o t MnO2 + Si �� � Mn + SiO2 Trong công nghiệp Mangan điều chế phương pháp điện phân muối Sunfat Mn tinh khiết điều chế cách điện phân dung dịch MnCl với catốt thuỷ ngân Mn hoà tan thuỷ ngân tạo thành hỗn hợp Mn - Hg Chưng cất hỗn hợp chân không tách Mn thu hồi lại Hg I.3 Tính chất hóa học Mn Tuy có tổng lượng Ion hố thứ thứ hai tương đương với Mg, Mn kim loại hoạt động Mg (E0Mg2+/Mg = -2,36v) có nhiệt thăng hoa lớn Mg (H thăng hoa(Mg) = 150kJ/mol) mangan kim loại khơng tác dụng với H 2O kể đun nóng mà phản ứng với nước cho thêm muối amoni vào nước Mn(OH) hồ tan dung dịch muối amoni -3- Do tổng lượng ion hóa I1 + I2 nhỏ nên đa số trường hợp, Mn phản ứng chuyển thành hợp chất Mn(II) Ví dụ: 3Mn + 8HNO3 → 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O II Hợp chất Mn(0) Hợp chất cacbonyl Mn có cơng thức phân tử Mn2(CO)10 Phân tử có dạng hai hình bát diện (lai hóa d 2sp3) nối với qua đỉnh chung, nguyên tử Mn nằm tâm hình bát diện, phân tử CO nằm đỉnh lại Chú ý: hợp chất phức cacbonyl kim loại, liên kết cho nhận OC→M có liên kết π obitan chứa electron d chứa cặp electron Mn với MO-π* cacbonyl Ở điều kiện thường, Mn2(CO)10 chất dạng tinh thể màu vàng chói, dễ thăng hoa, khơng tan nước tan dung môi hữu Mn 2(CO)10 nóng cháy 1550C bình kín phân huỷ 1100C tạo Mn khí CO Mn2(CO)10 khơng tác dụng với nước dung dịch axit loãng tác dụng với dung dịch kiềm hay dung dịch kim loại kiềm dung môi hữu tạo thành muối chứa anion cacbonylat tác dụng với halogen: Mn20(CO)10 + 2Na0 → Na+1[Mn-1(CO)5] [Mn CO)5]2 + Br2 → [Mn+1(CO)5]Br Mn2(CO)10 điều chế nhiệt độ thường cho khí CO áp suất 20 atm tác dụng với hỗn hợp MnI2 bột Mg ete 2Mg + 2MnI2 + 10CO → 2MgI2 + Mn2(CO)10 III Hợp chất Mn(II): Tính chất Mn(II) gần giống tính chất Mg(II) ngoại trừ hợp chất Mn(II) bị oxi hóa thành hợp chất Mn có số oxi hóa cao Hợp chất MnO Tính chất Là chất bột nàu xam lục, có mạng lưới tinh thể kiểu NaCl, có thành phần biến đổi từ MnO đến MnO1,5 nóng chảy 1780C Khơng tan nước, không phản ứng với nước trạng thái tinh thể hồn tồn bền khơng khí, dạng bột dễ bị oxi hoá tạo thành oxit cao MnO2 , Mn2O3 , Mn3O4 2MnO + O2 → 2MnO2 Tan a xit tạo thành muối Mn(II): -4- MnO + 2HCl → MnCl2 + H2O Bị H2 khử thành kim loại nhiệt độ cao: MnO + H2 → Mn + H2O Điều chế: MnCO3 → MnO + CO2 Mn(OH)2 MnCl2.4H2 O MnSO4 MnCO3 MnC2O4 → MnO + CO2 + CO Hoặc khử oxit cao mangan H2 hay C nhiệt độ cao: Mn3O4 + H2 = 3MnO + H2O Là kết tủa trắng có thành phần hợp thức kiến trúc tinh thể giống mg(OH) Không tan nước tan có mặt muối amoni (TtMn(OH)2 = 4,5.10-13) Là bazơ yếu dễ tan axit tạo muối Mn(II) Dễ bị oxi hoá: 4Mn(OH)2 + O2 → MnOOH↓(đen) + 2H2O Điều chế: Mn2+ + 2OH- → Mn(OH)2 Ở trạng thái khan tạo tinh thể hình phiến màu hồng Nóng chảy 650 0C luồng H2 MnCl2 bay 1190C: MnCl2 + H2O → Mn(OH)Cl + HCl Có tính khử: 4MnCl2 + O2 + 4H2O → 2Mn2O3 + 8HCl Điều chế: MnCO3 + 2HCl → MnCl2 + CO2↑ + H2O MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O Là chất rắn màu trắng trạng thái khan Khi kết tinh từ dung dịch nước tạo tinh thể màu hồng khác phụ thuộc vào hàm lượng nước kết tinh MnSO4.7H2O → MnSO4.5H2O → MnSO4 4H2O → MnSO4 2H2O↓ (60 -1000C) Điều chế: Kim loại, oxit, hiđroxit, muối Mn(II) tác dụng với H 2SO4 loãng hoặc: 2MnO2 + 2H2SO4 → MnSO4 + 2H2O + O2↑ Là chất bột màu trắng, mịn lông tơ, không tan nước (K S =1.10-10 250 C) Khi đun nóng 100oC bị phân huỷ: MnCO3 → MnO + CO2  MnS Để khơng khí ẩm dễ bị oxi hoá thành Mn2O3 màu thẫm Điều chế: Muối Mn(II) + S2- → MnS↓ hồng thẫm Khi để lâu khơng khí: MnS + O2 + 2H2O → S + MnO2.2H2O Không tan nước (KS = 2,5.10- 10) IV Hợp chất Mn(III) Hợp chất Tính chất -5- Mn2O3 - Là chất bột màu đen không tan nước o 950 1100 C Khi đun nóng khơng khí: 2Mn2O3 ����� Mn3O4 + O2 Mn(OH)3 MnO + O2 - Tác dụng với axit đặc: Mn2O3 + H2SO4(đặc) → Mn2(SO4)3 + 3H2O - Tác dụng với axit loãng: Mn2O3 + H2SO4 → MnO2 + MnSO4 + H2O - Mn2O3 tạo phức chất Mn(III) tan HF, HCN - Điều chế: Nung MnO khơng khí 5500C - 9000C - Mangan (III) hiđroxit khơng có thành phần ứng công thức Mn(OH)3 mà hiđrat Mn2O3.xH2O o 110 C Mn2O3.xH2O ��� � Mn2O3.H2O (MnOOH) MnOOH (monohiđroxit) chất dạng tinh thể màu nâu gần đen, không tan nước Tại 365 - 4000C nước thành Mn2O3 + Tác dụng với axit loãng → MnO2 + Mn(II) Với axit hữu → Mn(III) bền Điều chế: MnCO3 (huyền phù nước) + Cl2 KMnO4 3MnCO3 + Cl2 + H2O → 2MnOOH + MnCl2 + 3CO2 Mn3O4 - dạng tinh thể nóng chảy 159 0C; có màu vàng, đỏ đen tuỳ theo (MnO.Mn2O3) phương pháp điều chế - Tinh thể có kiến trúc kiểu Spinen lệch, Mn 2+ chiếm lỗ trống tứ diện, Mn3+ chiếm lỗ trống bát diện ion O 2- xếp sít kiểu lập phương  MnO Mn2(SO4)3 - Điều chế: 3MnO2 + 2H2 200 độ C Mn3O4 + 2H2O - Dạng tinh thể màu lục, hút ẩm mạnh, bị thuỷ phân Phân huỷ 3000C: Mn2(SO4)3 → 4MnSO4 + 2SO3 + O2 Điều chế: 4MnO2 +6H2SO4 → 2Mn2(SO4)3 +6H2O + O2 Mn(CH3COO)3 Dạng tinh thể màu nêu, hút ẩm mạnh, tự thuỷ phân Điều chế: dùng Cl2 hay KMnO4 oxi hoá Mn(CH3COO)2 axit axetic -6- Mn3+ không bền dung dịch dễ bị phân huỷ: 2Mn3+ + 2H2O → MnO2 + Mn2+ + 4H+ Cation Mn3+ làm bền phức chất - Dạng tinh thể đơn tà màu đỏ, phân huỷ 6000C thành MnF2 F2, dễ bị thuỷ phân theo phản ứng: 2MnF3 + 2H2O → MnO2 + MnF2 + 4HF - Dư HF: kết tinh dạng MnF 3.2H2O màu đỏ thắm, dễ tạo nên với florua kim loại kiềm phức chất màu đỏ thẫm như: K[MnF4], K2[MnF5] - Điều chế: 2MnI2 + 3F2 → 2MnF3 + 2I2 Phức chất M3[Mn(CN)6] (M: Na+, K+, NH4+): tinh thể màu đỏ thẫm K3[Mn(C2O4)3].3H2O: tinh thể màu đỏ tím [Mn(C5H4O2)3] tinh thể màu đen nhánh, không tan nước, tan dung mơi hữu [Mn(EDTA)] bền với nước, để lâu dung dịch tinh thể hiđrat K[Mn(EDTA)].3H2O Vì E0(Mn)EDTA)]-/ [Mn(EDTA]2- = 0,83V so với E0 Mn3+/Mn2+ = 1,51V V Các hợp chất Mn(IV) Đối với Mn(IV) hợp chất bền oxit MnO hiđrôxit Mn(OH)4 Các dẫn xuất phức manganat (IV) kiểu MnF62- MnCl62- tương đối bền, MnF MnCl4 lại dễ bị MnF3 phân huỷ Hợp chất MnO2 Tính chất - Là chất bột màu đen có thành phần khơng hợp thức Khi đun nóng: o o  500 C  900 C MnO2 ���� Mn2O3 ���� Mn3O4 - Không tan nước, đun nóng với H2SO4 đặc nóng tạo O2 2MnO2 + 2H2SO4 → 2MnSO4 + O2↑ + 2H2O - Là chất lưỡng tính Khi tan dung dịch axit theo phản ứng oxi hố khử muối Mn4+ bền MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O tan kiềm đặc: 2Mn+4O2 + 6KOH → K3MnO4 + K3[Mn(OH)6] MnO2 + CaO → CaMnO3 MnO2 có tính oxi hố mạnh tính khử Điều chế : Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO2 oxi hố muối Mn(II) mơi trường kiềm Cl 2, HOCl, Br2 hay điện phân hỗn hợp MnSO4 H2SO4 -7- MnSO4 + 2H2O → MnO2 + H2SO4 + H2 MnF4 Mn bị thuỷ phân mạnh dung dịch nước tạo thành MnO làm bền phức chất Là chất rắn màu xanh xám, dễ phân huỷ thành MnF3 F2 nên chất o xi hoá mạnh Điều chế : Khi hoà tan MnO2 dung dịch HF đậm đặc MnCl4 Là kết tủa màu nâu đỏ đen, tồn nhiệt đô thấp, phân huỷ thành MnCl2 Cl2 -10oC, ta dung môi hữu Điều chế: cáhc thêm hỗn hợp CHCl3 CCl4 vào dung dịch màu lục tạo nên sục khí HCl qua huyền phù MnO2 ete - 70oC Mn(SO4)2 Kết tủa màu đen, tan axit sunfuric đậm đặc cho dung dịch màu nâu Khá bền axit sunfuric bị nước phân huỷ Điều chế: 3MnSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 → 5Mn(SO4)2 + K2SO4 + 8H2O Nói chung hợp chất mangan (IV) bền nước dễ kết hợp với halogenua kim loại kiềm tạo lên phức chất có màu vàng bền M[MnX 5] M2[MnX6] (M = K, Rb, NH4- X = F, Cl) VI Hợp chất Mn(VI) Mangan(VI) biết ion manganat (MnO 42-) có màu lục thẫm Na2MnO4 K2MnO4 chất dạng tinh thể màu lục đen, phân huỷ 500oC 2K2Mn+6O4 → 2K2Mn+4O3 + O2 Tinh thể hiđrat Na2MnO4.10H2O đồng hình với Na2SO4.10H2O Manganat kim loại kiềm tan bền dung dịch kiềm tự phân huỷ mơi trường trung tính axit theo phản ứng 3MnO42- + 2H2O → MnO4- + MnO2 + OHvì Eo (MnO42-/MnO2) = 2,26V > Eo(MnO4-/MnO42-) = 0,564V nên để lâu khơng khí chứa CO2 pha lỗng nước màu lục thẫm trở thành màu tím (của MnO 4-) kết tủa đen xuất (MnO2) Muối manganat chất oxi hoá mạnh, phản ứng với chất khử dung dịch xảy tương tự pemanganat Trong môi trường kiềm bị khử đến MnO 2, mơi trường axit tạo muối Mn(II) K2MnO4 + 2H2S +2H2SO4 → 2S ↓ + MnSO4 + K2SO4 + 4H2O K2MnO4 + Fe(OH)2 + 2H2O → MnO2↓ + 2Fe(OH)3↓ + KOH Nhưng tác dụng với chất o xi hoá mạnh , manganat thể tính khử 2K2MnO4 +Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl Điều chế: 2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2MnO4 + 2H2O VI Hợp chất mangan (VI) 4+ -8- VI.1 Oxit pemanganic (Mn2O7): nhiệt độ thấp chất dạng tinh thể màu lục thẫm, bền -50C, nóng chảy 60C biến thành chất lỏng giống dầu có màu đỏ thẫm ánh sáng phản chiếu Tại 100C, phân huỷ nổ theo phản ứng: Mn2O7 → 2MnO2 + O3 Tan nước tạo thành dung dịch axit pemanganic nên gọi anhiđrit pemanganic chất oxi hoá mạnh, tác dụng với nhiều chất vô hữu 2Mn2O7 + 2(C2H5)2O + 9O2 → 4MnO2 + 8CO2 + 10H2O Điều chế: 2KMnO4 + 2H2SO4 (đặc) → Mn2O7 + 2KHSO4 + H2O VI.2 Axit pemanganic (HMnO4) biết dung dịch nước, có màu tím đỏ, tương đối bền dung dịch lỗng phân huỷ dung dịch có nồng độ 20% 2HMnO4 → 2MnO2 + O3 + H2O Axit pemanganic axit mạnh, muối pemangan (MnO 4-) Muối pemanganat bền axit, đồng hình với peclorat dễ phân huỷ đun nóng Những tinh thể hiđrat LiMnO4.3H2O, NaMnO4.3H2O tan nhiều nước muối khan NH 4MnO4, KMnO4, tan Axit pemanganic muối pemanganat chất oxi hoá mạnh Điều chế: Mn2O7 + H2O → 2HMnO4 VI.3 Kali pemanganat (KMnO4): chất dạng tinh thể màu tím đen, đồng hình với KClO Tan nước cho dung dịch có màu tím-đỏ, có độ tan biến đổi tương đối nhiều theo nhiệt độ nên tinh chế dễ dàng kết tinh lại Ngồi tan amoniac lỏng, pyriđin, ancol axeton Trên 2000 C, phân huỷ theo phản ứng: 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 Kalipemanganat có tính oxi hố mạnh nên dùng làm chất oxi hố tổng hợp vơ hữu cơ, dùng để tẩy trắng vải, dầu, mỡ sát trùng y học đời sống Khả oxi hoá KMnO4 phụ thuộc mạnh vào môi trường dung dịch Axit: MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O E0 = 1,51V Trung tính: MnO4- + 2H2O + 3e  MnO2 + 4OH- Kiềm: MnO4- + e  MnO42- E0 = 0,588V E0 = 0,56V Trong dung dịch axit ion MnO4- oxi hố nhiều chất Cl -, H2S, SO32-, Fe2+, HCOOH, biến thành Mn2+ như: 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 3H2O 2KMnO4 + 5H2O2 + 4Na2SO4 → 2MnSO4 + 2KHSO4 + 8H2O + 5O2↑ Ngay chất khử, dung dịch KMnO4 khơng bền, phân huỷ theo phản ứng: MnO4- + 4H+ → 3O2 + 4MnO2 + 2H2O -9- Phản ứng xảy chậm, dung dịch axit rõ rệt Trong dung dịch trung tính hay kiềm yếu bóng tối, phản ứng xảy gần không đáng kể ánh sáng thúc đẩy phản ứng phân huỷ nên cần đựng dung dịch KMnO4 chuẩn lọ thuỷ tinh có màu thẫm Điều chế: Điện phân dung dịch K2MnO4 với điện cực thép 2K2MnO4 + 2H2O dòng điện 2KMnO4 + 2KOH + H2 Như vậy, qua sơ đồ điện cực oxi hoá khử Mn, nhận thấy: - Ion MnO-4 bị khử đến Mn2+ môi trường axit; đến MnO2 môi trường trung tính đến MnO2-4 mơi trường kiềm Khả oxi hoá ion MnO4- MnO42- đến MnO2 môi trường axit lớn môi trường kiềm Ngay môi trường axit, tăng nồng độ ion H +, hoạt tính oxi hố ion MnO4cũng tăng lên dựa theo phương trình Nest E MnO /Mn 2  E o MnO /Mn 2 4 � MnO 4 � H � 0, 0592 � � � � �  lg 2 � � Mn � � 250C Có thể giải thích ảnh hưởng H + đến hoạt tính oxi hóa ion MnO 4- MnO42- sau: môi trường axit, MnO 4- MnO42- proton hoá tạo thành HMnO HMnO-4 H2MnO4 (giả thiết) Những phân tử anion mặt có cấu tạo đối xứng so với anion tứ diện MnO4- nên dễ tiếp xúc với chất khử trình phản ứng đẩy mạnh Mặt khác, chúng bền, dễ nước tạo thành anhiđrit có cấu tạo đối xứng so với phân tử axit hay anion tứ diện dễ tiếp xúc với chất khử phản ứng đẩy mạnh Đó lý chung làm cho oxi axit có tính oxi hố mạnh muối anhiđrit axit có tính oxi hố mạnh axit điều kiện Giản đồ Letimer: - Môi trường axit (pH = 0) MnO4- +0,56V MnO42- 0,27V MnO43- +4,27V MnO2 0,95V Mn3+ 1,51V Mn2+ -1,18V Mn - Môi trường kiềm (pH = 14,0) MnO4- 0,56V MnO42- 0,34V MnO43- 0,84V MnO2 0,15V Mn(OH)3 -0,25V Mn(OH)2 -1,51V Mn Nhận xét chung hợp chất Mn Mangan có khả tạo oxit hiđroxit xét ứng với bậc oxi hoá từ thấp đến cao biến đổi bậc oxi hoá ảnh hưởng đến tính chất chúng Mn+2O Mn+32O3 Mn4O2 Mn+6O3 Mn+72O7 Tính axit tăng dần Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4 Tính axit tăng dần - 10 - Cho ¼ D2 tác dụng với K2SO3 kiềm hoá KOH, thu dung dịch D4 có màu xanh Cho ¼ D2 tác dụng với H2O2 axit hoá H2SO4, thu dung dịch D5 khí D1 Viết phương trình hóa học phản ứng xảy xác định chất Gợi ý: Mn2O7 + H2O �� � 2HMnO4 Phần 1: t 4HMnO4 �� � 4MnO2 (B) + 3O2 (D1) + 2H2O Phần 2: HMnO4 + AgNO3 �� � AgMnO4 (A2) + HNO3 o AgMnO4 + 2BaCl2 �� � 2AgCl (A3) + Ba(MnO4)2 Ba(MnO4)2 H2SO4 �� � BaSO4 (A4) + 2HMnO4 Phần 3: HMnO4 + KOH �� � KMnO4 + H2O o t 4KMnO4 + 4KOH �� � 4K2MnO4 + O2 (D1) + 2H2O Dung dịch D: K2MnO4 2CO2 + 3K2MnO4 �� � 2KMnO4 + MnO2 (B) + 2K2CO3 Dung dịch D2: KMnO4 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 �� � 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O �� � 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH �� � K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 �� � K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O Câu 10: MnO chất bột màu xám lục, không tan nước tan dung dịch axit, tạo thành muối Mn(II) Khi đun nóng MnO khơng khí 200-300 oC, biến thành chất B có màu đen Đun nóng B dung dịch KOH đặc, thu dung dịch C màu xanh lam Nếu đun nóng nhẹ B dung dịch HCl đặc dư, thu dung dịch D thấy có khí màu vàng lục bay Cho lượng dư dung dịch KOH vào dung dịch D - Nếu thực phản ứng khơng khí thu kết tủa F màu nâu - Nếu thực phản ứng khí hiđro tạo kết tủa E màu trắng Sục khí Cl vào hỗn hợp chất E KOH, thu B Xác định B, E, F thành phần dung dịch C, D Viết phương trình hóa học Gợi ý: MnO + 2H+ → Mn2+ + H2O 2MnO + O2 → 2MnO2 (B) 4MnO2 + 12KOH + O2 → 4K3MnO4 + 6H2O MnO2 + 4HCl (đặc, dư) → MnCl2 + Cl2 + 2H2O - 25 - (1) (2) (3) (4) 2MnCl2 + 4KOH + O2 → MnO(OH)↓nâu + 4KCl + H2O (5) MnCl2 + 2KOH → Mn(OH)2↓trắng + 2KCl (6) Cl2 + Mn(OH)2 + 2KOH → MnO2 + 2KCl + 2H2O (7) Câu 11: Hoàn thành phương trình phản ứng sau: (1) MnSO4 + KClO3 + KOH nóng chảy (2) Mn2+ + PbO2 + H+ (NO3-) (3) Mn2+ + Br2 + OH(4) MnO2 + HCl (5) MnO2 + NaOH đặc (6) MnO2 + H2SO4 đặc (7) KMnO4 + MnCl2 (dd) (8) K2MnO4 + Cl2 (9) KMnO4 + KI (dư) + H2SO4 (10) KMnO4 + KI + H2O (11) KMnO4 + KI + KOH (12) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 (13) KMnO4 + KCN + KOH (đặc) (14) K2MnO4 + BaCl2 (15) Mn2+ + BrO3- + H2O (16) KMnO4 + KSCN + KOH (đặc) Gợi ý: o (1) t 3MnSO4+ 2KClO3 +12KOH (nc) �� � 3K2MnO4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O (2) 2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ �� � 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O (3) Mn2+ + 2Br2 + 8OH- �� � MnO42- + 4Br- + 4H2O (4) MnO2 + 4HCl �� � MnCl2 + Cl2 + 2H2O (5) t 2MnO2 + 3NaOH (đặc) �� � MnO(OH)↓ + Na3MnO4 + H2O (6) t 2MnO2 + 2H2SO4 (đặc) �� � 2MnSO4 + O2 + 2H2O (7) 2KMnO4 + 3MnCl2 + 2H2O �� � 2KCl + 5MnO2 + 4HCl (8) 2K2MnO4 + Cl2 �� � 2KCl + 2KMnO4 (9) 2KMnO4 + 15KI (dư) + 8H2SO4 �� � 6K2SO4 + 2MnSO4 + 5KI3 + 8H2O (10) 2KMnO4 + KI + H2O �� � KIO3 + 2MnO2 + 2KOH (11) 8KMnO4 + KI + 8KOH �� � KIO4 + 8K2MnO4 + 4H2O (12) MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ �� � Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O (13) 2KMnO4 + KCN + 2KOH (đặc) �� � 2K2MnO4 + KOCN + H2O (14) K2MnO4 + BaCl2 �� � BaMnO4↓ + 2KCl (15) 3Mn2+ + BrO3- + (16) 8KMnO4 + KSCN + 10KOH (đặc) �� � 8K2MnO4 + K2SO4 + KOCN + 5H2O o o 3H2O �� � 3MnO2 + Br - + 6H+ Câu 12: A chất rắn tạo dung dịch sẫm màu nước A chất oxi hố mạnh, axit Nếu đun nóng chất rắn A thu sản phẩm B, C, D chất oxi hoá mạnh Nếu cho dung dịch B (màu lục) tác dụng với khí clo thu dung dịch chất A có màu đậm Nếu nung chảy chất rắn C với kiềm có mặt oxi thu chất chảy màu lục Nếu đun nóng chất rắn C với axit sunfuric có khí D dung dịch màu - 26 - hồng chất E Chất E sản phẩm khử A điều chế khí Cl từ KCl có mặt H2SO4 Các chất A, B, C chứa nguyên tố kim loại Hãy viết công thức A, B, C, D, E Gọi tên Viết phương trình hóa học phản ứng Gợi ý: A KMnO4: kalipemanganat; B K2MnO4: kalimanganat C MnO2: manganđioxit D O2: đioxi (hay khí O2) E MnSO4: mangan(II) sunfat Các phương trình hóa học phản ứng: o (1) t 2KMnO4 �� � K2MnO4 + MnO2 + O2 (2) Cl2 + 2K2MnO4 �� � KMnO4 + 2KCl (3) t 2MnO2 + O2 + 4KOH (nóng chảy) �� � 2K2MnO4 + 2H2O (4) t 2MnO2 + 2H2SO4 (đặc) �� � 2MnSO4 + O2 + 2H2O (5) t 2KMnO4 + 10KCl + H2SO4 �� � 6K2SO4 + 2MnSO4 + 5Cl2 + 8H2O o o o Câu 13: Xác định X1, X2 viết phương trình hóa học theo sơ đồ sau: Mn (1) X1 (2) Mn(NO3)2 (3) X2 (6) (4) (5) K2MnO4 Gợi ý: X1: MnSO4 MnCl2 Các phương trình hóa học: X2: MnO2 (1) Mn + H2SO4 (loãng) �� � MnSO4 + H2 (2) MnSO4 + Ba(NO3)2 �� � Mn(NO3)2 + BaSO4 (3) Mn(NO3)2 + (NH4)2S2O8 + 2H2O �� � MnO2 + (NH4)2SO4 + H2SO4 + 2HNO3 (4) t MnO2 + KNO3 + 2KOH (đặc) �� � K2MnO4 + KNO2 + H2O (5) 3K2MnO4 + 2H2SO4 (loãng) �� � 2K2SO4 + 2KMnO4 + MnO2 + 2H2O (6) t MnO2 + 2C (than cốc) �� � Mn + 2CO o o Câu 14: Nấu chảy hỗn hợp gồm bột khoáng vật màu đen, kali hiđroxit kali clorat, sau hòa tan sản phẩm rắn vào nước, thu dung dịch có màu lục đậm Khi để khơng khí, màu lục dung dịch chuyển dần thành màu tím Q trình chuyển xảy nhanh sục khí clo vào dung dịch điện phân dung dịch a) Hãy cho biết khoáng vật màu đen chất gì? b) Viết phương trình hóa học tất phản ứng xảy trình thí nghiệm - 27 - Gợi ý: a) Chất khống vật màu đen MnO2 b) Các phương trình phản ứng xảy ra: o t 3MnO2 + KClO3 + 6KOH �� � 3K2MnO4 + KCl + 3H2O 4K2MnO4 + O2 + 2H2O �� � 4KMnO4 + 4KOH 2K2MnO4 + Cl2 �� � 2KMnO4 + 2KCl dienphan 2K2MnO4 + 2H2O ���� � 2KMnO4 + 2KOH + H2 III BÀI TẬP TÍNH Câu 1: Đun nóng 2,00 gam khống vật piroluzit (thành phần MnO 2) lượng dư dung dịch HCl đặc Thu tồn khí sinh vào dung dịch NaOH loãng nguội định mức thành 1,00L dung dịch Lấy 20,00 mL dung dịch đó, thêm lượng dư KI, lắc kỹ sau thêm vài giọt hồ tinh bột làm thị Chuẩn độ lượng I2 dung dịch hết 7,4 ml dung dịch Na2S2O3 0,1M Xác định hàm lượng mangan mẫu khoáng Một phương pháp khác để xác định hàm lượng mangan mẫu khoáng piroluzit tiến hành sau: Cân xác 0,2842 gam piroluzit, thêm 5ml dung dịch axit oxalic 1M lượng dư dung dịch H2SO4 lỗng vào, đun nhẹ cho phản ứng xảy hồn toàn Dung dịch thu đem chuẩn độ với dung dịch KMnO4 0,08M thấy hết 12,40 mL a) Viết phản ứng hóa học xảy thí nghiệm? b) Xác định hàm lượng % MnO2 mẫu khoáng trên? Gợi ý: Các phương trình phản ứng: MnO2 + 4HCl �� (1) � MnCl2 + Cl2 + 2H2O Cl2 + 2NaOH �� (2) � NaCl + NaClO + H2O ClO + H2O + 3I �� (3) � Cl + I3 + 2OH 22I3 + 2S2O3 �� (4) � 3I + S4O6 Gọi x số mol MnO2 quặng: 20 x  7, 4.0,10 => x = 18,5 mmol 1000 55.18,5.103 100% = 50,875% Hàm lượng Mn mẫu = 2 Các phản ứng xảy ra: MnO2 + H2C2O4 + 2H+ → Mn2+ + 2CO2 + 2H2O 2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O Gọi y số mol MnO2 quặng - 28 - 2.số mol MnO2 + 5.số mol KMnO4 = 2.số mol H2C2O4 2y + 5.12,4.0,08 = 2.5 y = 2,52 mmol 87.2,52.103 100% = 77,143% Hàm lượng MnO2 mẫu = 0, 2842 Câu 2: (Thi HSGQG 2017) Tiến hành thí nghiệm với dung dịch chứa 0,166 gam KI môi trường khác với dung dịch KMnO4 nồng độ C (mol/l) Các kết sau: Thí nghiệm 1: dung dịch KI phản ứng vừa đủ với 4,00 mL dung dịch KMnO4 Thí nghiệm 2: dung dịch KI phản ứng vừa đủ với 40,00 mL dung dịch KMnO4 Thí nghiệm 3: dung dịch KI phản ứng vừa đủ với 160,00 mL dung dịch KMnO4 a) Biện luận để viết phương trình phản ứng xảy thí nghiệm, biết Thí nghiệm có mặt Ba(NO3)2 dư b) Tính nồng độ C (mol/l) dung dịch KMnO4 dùng c) Thêm 5,00 ml dung dịch CuSO 0,020M vào dung dịch chứa 0,166 gam KI điều chỉnh môi trường Thí nghiệm 1, thu hỗn hợp X Tính thể tích dung dịch KMnO nồng độ C (mol/l) cần dùng để phản ứng vừa đủ với hỗn hợp X Gợi ý: a) Số mol KI = 10-3 mol = mmol Tùy thuộc vào môi trường, KMnO4 bị khử tạo thành Mn(II), Mn(IV) Mn(VI) đồng thời I- bị oxi hóa tạo thành I2, IO-, IO3- IO4- Tỉ lệ KMnO4 thí nghiệm : 10 : 40 tương ứng với môi trường axit, trung tính, kiềm => Thí nghiệm 1: I- bị oxi hóa thành I2 2MnO4- + 0,2mmol 10I- + 16H+ �� � 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O mmol => Thí nghiệm 3: I- bị oxi hóa thành IO4- (trong mơi trường kiềm) MnO4- bị khử thành MnO42- (tạo kết tủa BaMnO4) 8MnO4- + mmol và: I- + 8OH- �� � 8MnO42- + IO4- + 4H2O mmol Ba2+ + MnO42- �� � BaMnO4↓ Trong thí nghiệm 2: MnO4- bị khử thành MnO2 => số mol electron nhận = 3x2 = mmol = 6x số mol I=> I- bị oxi hóa thành IO32MnO4- + I- + H2O �� � 2MnO2 + IO3- + 2OH- b) Từ thí nghiệm => C = 0,2/4 = 0,05M - 29 - c) Số mol Cu2+ = 0,02x5 = 0,1 mmol 2Cu2+ + 5I- → 2CuI + I32MnO4- + 10I- + 16H+ �� � 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O 2MnO4- + 10I3- + 16H+ �� � 2Mn2+ + 15I2 + 8H2O 4MnO4- + 10CuI + 32H+ �� � 4Mn2+ + 2Cu2+ + 5I2 + 16H2O Nhận xét: Việc thêm Cu2+ không ảnh hưởng đến kết cuối thí nghiệm, thể tích dung dịch KMnO4 cần dùng ml Câu 3: Hoà tan hoàn toàn 0,8120 gam mẫu quặng sắt gồm FeO, Fe 2O3 35% tạp chất trơ dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu dung dịch X Sục khí SO2 vào X, thu dung dịch Y Y phản ứng vừa đủ với 22,21 ml dung dịch KMnO 0,10M Mặt khác, hoà tan hết 1,2180 gam mẫu quặng dd HCl (dư) thêm dung dịch KMnO 0,10M vào dung dịch thu phản ứng xảy hồn tồn, hết 15,26 ml dung dịch KMnO4 0,10M a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính thể tích SO2 (ở đktc) dùng thành phần % theo khối lượng FeO, Fe 2O3 có mẫu quặng Gợi ý: a) Các phương trình phản ứng xảy ra: FeO + 2H+ �� � Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ �� � 2Fe3+ + 3H2O SO2 + 2Fe3+ + 2H2O �� � SO42- + 2Fe2+ + 4H+ MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ �� � Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 2MnO4- + 5SO2 + 2H2O �� � 2Mn2+ + 5SO42- + 4H+ b) Gọi x, y, z số mol FeO, Fe2O3 SO2 Ta có: 72x + 160y = 0,812.0,65 = 527,8 mg (I) x + 2z = 5.2,221 = 11,105 mmol (II) 1,5x = 5.1,526 = 7,63 mmol (III) Giải hệ (I), (II), (III) => x ≈ 5,087 mmol; y ≈ 1,010 mmol; z ≈ 3,01 mmol %m(FeO) = 45,1%; %m(Fe2O3) = 19,9%; V(SO2) = 67,424 ml Câu 4: Có thể xác định nhiều chất khử phương pháp chuẩn độ pemanganat môi trường kiềm ion pemanganat bị khử thành manganat Viết phương trình ion phản ứng chuẩn độ format pemanganat dd NaOH 0,5M Cho vào bình А, В với 10,0 mL dung dịch KMnO4 0.0400 М Tiến hành phản ứng khác bình - 30 - Cho vào bình A mẫu axit crotonic (CH3-CH=CH-COOH) thêm lượng dư kiềm Thêm lượng dư chất khử KI Axit hóa hỗn hợp Chuẩn độ lượng iốt giải phóng dung dịch Na2S2O3 0,1000 М, dùng hết 4.90 để đạt đến điểm cuối chuẩn độ a) Viết phương trình phản ứng xảy ra, biết phân tử axit crotonic bị 10 electron điều kiện thí nghiệm b) Tính khối lượng axit crotonic (theo mg) Cho biết khối lượng mol CA 86.09 g/mol Một mẫu chứa thiếc (II) cho vào bình B dung dịch điều chỉnh đến môi trường kiềm yếu Thiếc (II) bị oxi hóa hồn tồn thành Sn(OH)62–, permanganat bị khử tạo thành kết tủa Kết tủa tách ra, rửa sạch, sấy khô 250С, cân Kết tủa hợp chất gồm hai nguyên tố dạng MnxOy, có khối lượng khơ, khơng có nước 28,6 mg Hòa tan kết tủa H2SO4 có mặt lượng dư kali iodua Iốt giải phóng chuẩn độ dung dịch thiosunfat 0.1000 М Để đạt đến điểm cuối chuẩn độ dùng hết 2,50 mL dung dịch thiosunfat a) Xác định x y Viết phương trình phản ứng tạo thành kết tủa b) Tính khối lượng thiếc mẫu (theo mg) Gợi ý: Phương trình chuẩn độ: 2MnO4- + HCOO- + 3OH- �� � 2MnO42- + CO32- + 2H2O CH3-CH=CH-COOH + OH- �� � CH3-CH=CH-COO- + H2O 10MnO4- + CH3-CH=CH-COO- + 14OH- �� � 10MnO42- + CH3COO- + 2CO32- + 8H2O Khi axit hóa: 3MnO42- + 4H+ �� � 2MnO4- + MnO2 + 2H2O 2MnO4- + 15I- + 16H+ �� � 2Mn2+ + 5I3- + 8H2O MnO2 + 3I- + 4H+ �� � Mn2+ + I3- + 2H2O I3- + 2S2O32- �� � 3I- + S4O62- Gọi x số mol axit crotonic Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có: 10x + 1.4,9.0,1 = 5.10.0,04 => x = 0,151 mmol Khối lượng axit crotonic = 86,09.0,151 ≈ 13 mg a) Xác định MnxOy: MnxOy + 2yH+ + (2y - 2x) e �� � xMn2+ + yH2O a (2y - 2x)a 2S2O32- �� � S4O62- + 2e 0,25 0,25 mmol Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có: (2y - 2x)a = 0,25 => a = 0,125/(y - x) mmol MnxOy = 228,8(y - x) = 54,94x + 16y => 283,74x = 212,8y => x : y = : - 31 - Công thức MnxOy Mn3O4 => Phản ứng tạo kết tủa 6MnO4- + 13Sn(OH)64- + 16H2O �� � 2Mn3O4↓ + 13Sn(OH)62- + 32OHb) Số mol Mn3O4 = 28,6/228,8 = 0,125 mmol Số mol Sn = 13.0,125/2 = 0,8125 mmol Khối lượng Sn = 0,8125.119 ≈ 96,7 mg Câu 5: Nung chảy 1,00 gam chất phân tích chứa Cr Mn với hỗn hợp Na 2O2 NaOH, để oxi hóa Mn thành MnO42- Cr thành CrO42- Hòa tan khối chảy vào nước, phân hủy hết lượng dư peoxit; axit hóa axit H2SO4 Ở đây, ion MnO42- tự oxi hóa khử thành MnO4- MnO2 (kết tủa) CrO42- chuyển hóa thành Cr2O72- Lọc tách MnO2, sau thêm 50,00 mL dung dịch FeSO4 0,100M vào nước lọc Chuẩn độ Fe 2+ dư hết 15,00 ml dung dịch KMnO 0,020M Kết tủa MnO2 hòa tan axit có mặt KI dư Chuẩn độ I 3- (giải phóng ra) thấy hết 9,10 ml dung dịch Na2S2O3 0,010M Tính % khối lượng Cr Mn mẫu phân tích Gợi ý: Gọi x, y số mol Cr Mn mẫu chất phân tích Xét q trình: Na O Cr ��� � CrO 24 x x ; Na O Mn ��� � MnO 24 y y 2CrO42- + 2H+ �� � Cr2O72- + H2O x 0,5x 3MnO42- + 4H+ �� � 2MnO4- + MnO2↓ + 2H2O y 2y/3 y/3 Xét phản ứng với Fe2+: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ �� � Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ �� � 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O Áp dụng định luật bảo toàn electron: 3x + (2y/3 + 0,3) = mmol Phản ứng MnO2 với I-: (I) MnO2 + 3I- + 4H+ �� � Mn2+ + I3- + 2H2O I3- + 2S2O32- �� � S4O62- + 3IÁp dụng định luật bảo toàn electron: 2y/3 = 9,1.0,01 = 0,091 mmol Vậy x = 1,015 mmol - 32 - => y =0,1356 mmol %m(Cr) = 5,278%; %m(Mn) = 0,7458% Câu 6: Để xác định hàm lượng oxi tan nước người ta lấy 100,00 ml nước cho MnSO4 (dư) NaOH vào nước Sau lắc kĩ (không cho tiếp xúc với khơng khí) Mn(OH) bị oxi oxi hoá thành MnO(OH) Thêm axit (dư), MnO(OH) bị Mn2+ khử thành Mn3+ Cho KI (dư) vào hỗn hợp, Mn3+ oxi hoá I- thành I3- Chuẩn độ I3- hết 10,50 ml Na2S2O3 9,800.10-3 M a) Viết phương trình ion phản ứng xảy thí nghiệm b) Tính hàm lượng (mmol/l) oxi tan nước Gợi ý: a) Các phương trình phản ứng : Mn2+ + OH- �� � Mn(OH)2  Mn(OH)2 + O2 �� � MnO(OH)2 MnO(OH)2  + H+ + Mn2+ �� � Mn3+ (1) + H2O Mn3+ + I- �� � Mn2+ + I3I3- + S2O32- �� � S4O62n O2  (2) (3) + I- (4) 9,8.10  3.10,50 0,0257mmol 2.2 b) Hàm lượng ( mmol / l ) oxi tan nước : 0,0257 1000  0,257mmol / l 100 Câu 7: 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 mẫu quặng tan hết, lại tạp chất trơ Hấp thụ hồn tồn khí Cl lượng dư dung dịch KI, thu dung dịch X Chuyển toàn X vào bình định mức 250 mL, thêm nước cất đến vạch mức, lắc Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch dung dịch chuẩn Na 2S2O3 0,05 M (chỉ thị hồ tinh bột) hết 22,50 mL Viết phương trình hóa học xảy tính % theo khối lượng MnO quặng Gợi ý: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O Cl2 + 3KI → KI3 + 2KCl KI3 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI + KI Hàm lượng phần trăm khối lượng MnO2 quặng Số mol Na2S2O3 tiêu tốn để chuẩn độ 25,00 mL dung dịch X: nNa2 S2O3  22,50.0, 05  1,125.103 ( mol ) 1000 - 33 - Số mol I2 (dạng I3-) có 250,0 mL dung dịch X: nI  1,125.103.10  5, 625.103 ( mol ) Số mol MnO2 = Số mol I2 (theo phương trình phản ứng) = 5,625.10-3 (mol) % Khối lượng MnO2: % m MnO  5, 625.103.(55  16.2)  97,88% 0,5000 Câu 8: (Vòng 1-2010) 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 vàviết phương trình phản ứng xảy Biết X khơng thuộc họ Lantan khơng phóng xạ Gợi ý: n H : n O : nS = 3,62 57,38 14,38 : : = 3,59 : 3,59 : 0,448 � n H : n O : n S = : : 1,008 16 32,06 Vậy công thức đơn giản cho biết tương quan số nguyên tử nguyên tố H, O, S A (H8O8S)n % khối lượng X A 100% - (3,62 + 57,38 + 14,38)% = 24,62% Với n = � MX = 24, 62 = 54,95 (g/mol) � X mangan (Mn) 0, 448 Với n = � MX = 109,9 (g/mol) � Khơng có kim loại có ngun tử khối Với n � � MX � 164,9 (g/mol) � X thuộc họ Lantan phóng xạ (loại) Vậy công thức đơn giản A MnH8O8S Mặt khác, X phản ứng với BaCl2 tạo thành kết tủa không tan HCl, mà A có nguyên tử S, A muối sunfat muối hiđrosunfat: MnH8O4SO4 Khi đun nóng (A chưa bị phân hủy), 32% khối lượng A đi, MA = 223,074 (g/mol) → 32%.MA = 32% 223,074 = 71,38 (g) ≈ 72 (g), tương đương với mol H2O - 34 - → % H (trong mol H2O) = 1, 008.8 100  3, 61%  3, 62% 223, 074 Vậy A muối mangan(II) sunfat ngậm phân tử nước: MnSO4.4H2O Phương trình phản ứng: 1/ MnSO4 + BaCl2 � BaSO4↓ + MnCl2 2/ 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 � 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4↓ + 2H2O Câu 9: Oxit màu nâu thẫm kim loại chưa biết, tác dụng với dung dịch HCl đặc giải phóng khí màu vàng lục Trung hòa dung dịch thu lượng dư dung dịch NaOH, thu kết tủa màu trắng biến đổi màu nhanh chóng khơng khí Đổ 0,4580 gam oxit kim loại chưa biết 0,4000g H 2C2O4.2H2O vào bình cầu chứa 30ml dung dịch H2SO4 25% đun nóng Để xác định lượng axit oxalic dư cần dùng hết 22,93 mL dung dịch KMnO4 2,05.10-2M Xác định công thức oxit viết phản ứng xảy Gợi ý: Oxit phản ứng với HCl tạo khí Cl 2, oxit trạng thái oxi hóa cao kim loại Mn, Cr, Pb Kết tủa hidroxit biến đổi nhanh màu, phù hợp Mn Vậy oxit Mn2O3, Mn3O4, MnO2, Mn2O7 Số mol H2C2O4 dư = 1,175 mmol Số mol H2C2O4 tác dụng với oxit = 2,0 mmol, tương đương 0,004 mol đương lượng Gọi x số đương lượng oxit phản ứng với axit axalic, suy phân tử khối oxit là: 0,4580 : (0,004/x) = 114,5.x Với x =2 suy CT Mn3O4 Câu 10: Đun nóng 0,45g hỗn hợp gồm có muối oxit kim loại chưa biết đến nhiệt độ 5300C Thu tồn sản phẩm khí màu nâu vào buret khí thủy ngân Ở nhiệt độ 200C áp suất 740mmHg, khí tích 72,3 mL Hòa tan sản phẩm rắn (thu sau nung) vào dung dịch axit sunfuric, thêm vào dung dịch H2O2, thu dược 69,1mL khí đo 200C 912 mmHg Để xác định kim loại chưa biết, người ta hòa tan lượng nhỏ hỗn hợp vào nước thêm dung dịch Na2S, thu kết tủa màu hồng nhạt Xác định thành phần % hỗn hợp viết phương trình phản ứng xảy Gợi ý: Dựa vào màu hợp chất suy đoán hợp chất Mangan: Mn(NO 3)2, MnO2, MnS (màu hồng) t Các PTPƯ: Mn(NO3)2 �� � MnO2 + 2NO2 o MnO2 + 2H+ + H2O2 � Mn2+ + 2H2O + O2 Từ số mol NO2 suy số mol Mn(NO3)2 = 0,00146 mol - 35 - Kết hợp số mol O2 suy số mol MnO2 ban đầu =0,00199 mol Đáp số: 58% Mn(NO3)2 ; 38,4% MnO2 lại tạp chất Câu 11: Khi đun nóng 0,217gam hợp chất A, có màu khơng tan nước, thu 11,2 mL khí X Khi đun nóng 0,158 gam chất B, có màu tan nước, thu 11,2 mL khí X Khi chế hóa với nước, sản phẩm rắn phản ứng phân hủy chất B tan phần cho dung dịch có màu đậm Khi đun nóng 2,245gam chất C, có màu trắng tan nước, điều kiện nhiệt phân A B, khơng thu khí cả, sản phẩm nhiệt phân tan phần lượng nước vừa đủ để hòa tan lượng chất C Nếu đun nóng hỗn hợp B C lượng chất lại thu 78ml khí X Xác định chất A, B, C Gợi ý: Dựa vào kiện nhiệt phân B C, nhận thấy chất phù hợp KMnO4 KClO3 o t Bởi nhiệt phân không xúc tác, KClO3 �� � KCl + KClO4 KClO4 tan Trong nhiệt phân hỗn hợp MnO sinh làm xúc tác cho trình nhiệt phân Sử dụng số liệu để tính tốn chứng minh lại giả thiết Như X O2 Từ tính A có phân tử khối 216 hay A Hg t HgO �� � Hg + O2 o Câu 12:Nung chảy 1,00 gam mẫu chứa MnO, Cr 2O3 tạp chất trơ với lượng dư chất oxi hoá mạnh Na2O2 để thu hỗn hợp Na 2MnO4 Na2CrO4 Sau phản ứng kết thúc, để nguội hỗn hợp, hoà tan hỗn hợp vào nước đồng thời làm phân hủy hết lượng Na 2O2 dư, cuối thu dung dịch A Axit hoá A lượng dư dung dịch H2SO4 thu dung dịch B, kết tủa C Lọc, tách kết tủa C thêm vào B 50 mL dung dịch FeSO4 0,1M, lượng FeSO4 lại dung dịch phản ứng vừa đủ với 18,4 ml dung dịch KMnO4 0,01M Mặt khác, lượng kết tủa C dược hòa tan phần (phần khơng tan lại tạp chất trơ) 10 ml dung dịch FeSO4 0,1M (dư) axit hóa dung dịch H 2SO4, kết thu dung dịch D Dung dịch D thu lại phản ứng vừa đủ với 8,24 ml dung dịch KMnO4 0,01M Tính % khối lượng MnO, Cr2O3 hỗn hợp ban đầu Gợi ý: Chó ý r»ng axit ho¸ dd A lợng d dd H2SO4 xảy phản ứng: 3MnO 24 + 4H+  MnO2 + 2MnO 4 + 2H2O 2CrO 24 + 2H+  Cr2O 27 + H2O - 36 - Lập luận, viết ptpư giải ta có: %MnO = 6,26%; %Cr2O3 = 2,89% CÂU 13 Cho 25ml dung dịch N2H4 0,025M vào dung dịch Fe2(SO4)3 dư, đun nóng thu dung dịch B khí X Chuẩn độ 1/2 dung dịch B môi trường axit thấy hết 12,4 ml dung dịch KMnO4 Xác định chất X, biết chuẩn độ 10,0 ml dung dịch H 2C2O4 0,05M (trong môi trường axit H2SO4) thấy hết 9,95 ml dung dịch KMnO4 Chuẩn độ 25,0 mL dung dịch H2C2O4 0,05M thấy hết 24,8 ml dung dịch KMnO (dung dịch A) môi trường axit H2SO4 Thêm 25,0 mL dung dịch NH2OH 0,0498M vào dung dịch Fe2(SO4)3 dư đun nóng, thu dược dung dịch B chất khí C Chuẩn độ dung dịch B môi trường axit thấy hết 24,65 mL dung dịch KMnO4 Xác định khí C Gợi ý: Tính CM dung dịch KMnO4 = 0,0201M B chứa Fe2+, tính số mol Fe2+ dung dịch B là: 12,4.0,0201.5.2=2,4924 (mmol) Vậy số mol e N2H4 nhường = 2,4924 mmol, hay phân tử N2H4 nhường e => X N2 Tương tự ý 1, xác định phân tử NH2OH nhường e, hay khí C N2O Câu 14: Để xác định nồng độ CoCl 2, chàng trai trẻ thêm 5,0 mL dung dịch kali nitrit 0,200M vào 100 mL dung dịch phân tích, sau cho thêm mL đệm acetate, đun sôi dung dịch để Kết tủa màu vàng thu kali hexanitrocobanat (III) K 3[Co(NO2)6] lọc qua kính lọc, rửa dung dịch KNO 0,01M, hòa tan axit sunfuric chuyển vào bình định mức 100 mL Lấy 10 ml dung dịch chuẩn độ dung dịch kali permanganat 0,0500M(cho đến màu tím xuất hiện) thấy hết 13,75 mL Viết phương trình hóa học phản ứng sau: a) hình thành K3[Co(NO2)6]; b) tương tác KMnO4 với ion nitrit môi trường axit; c) tương tác KMnO4 với K3[Co(NO2)6], biết coban chuyển hồn tồn trạng thái oxi hóa +2 Tính nồng độ muối coban dung dịch phân tích theo kết chuẩn độ Gợi ý: [Co(H2O)6]Cl2 + O2 + 24 KNO2 → K3[Co(NO2)6] + KCl + KOH + 22 H2O MnO4- + NO2- + H+ → Mn2+ + NO3- + H2O - 37 - [Co(NO2)6]3- + 11 MnO4- + 28 H+ → Co2+ + 11 Mn2+ + 30 NO3- + 14 H2O số mol phức = 13,75.0,05.10.5  3,125(mmol) 11 Hay tính nồng độ CoCl2 = 3,125/100 = 0,03125 M C KẾT LUẬN I Những công việc thực Dựa sở kiến thức lý thuyết giảng dạy mangan hợp chất, bổ sung kiện thực nghiệm cho phù hợp với tiến trình giảng dạy Sưu tầm xây dựng tập nhằm làm rõ vấn đề thực nghiệm cách sử dụng kiến thức cấu tạo chất phần kiến thức hóa đại cương Phân tích vấn đề thường gặp tiếp cận tập Trong đề cập đến nhận định thường gặp giáo viên học sinh Đưa gợi ý để giải vấn đề Bổ sung tập phù hợp với nội dung kiến thức mangan II Những tác dụng đề tài Đối với học sinh: Đề tài chúng tơi sử dụng q trình giảng dạy cho học sinh khối chuyên Hóa học sinh đội tuyển quốc gia Thông qua đề tài này, học sinh tiếp cận đa chiều mangan thực bổ sung nhiều kiến thức cho học sinh - 38 - Đối với giáo viên: Đề tài giáo viên trẻ có nguồn tư liệu quan trọng giảng dạy Đồng thời, thông qua đề tài này, giáo viên trẻ chúng tơi xây dựng hồn thiện chun đề hóa ngun tố III Đề xuất Chọn chủ đề cho hội thảo: - Thời gian trì đề tài: chúng tơi trí năm đến chủ đề, có chủ đề lớn nên trì thêm thời gian nữa, điều bổ sung vào nội dung kiến thức chưa đề cập đến hoàn thiện phần nội dung kiến thức khác dựa thành công chuyên đề hội thảo đánh giá cao - Nội dung đề tài: để có đề tài mới, chúng tơi đề nghị trước kết thúc hội thảo, cần đề cập đến nội dung xây dựng đề tài lần hội thảo nhằm có chuẩn bị tốt để đề tài có chất lượng tốt Với đề tài chúng tơi Trong q trình thực đề tài này, không tránh khỏi hạn chế mặt kiến thức nên có nhiều vấn đề mang màu sắc cá nhân nhận định, đánh giá tượng Thông qua hội thảo, chúng tơi mong góp ý để chúng tơi hồn thiện đề tài này, đồng thời góp phần nâng cao kiến thức chúng tơi đóng góp vào tư liệu giảng dạy chúng tơi thêm phong phú D TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Nhâm, Hồng Nhuận-Bài tập Hóa học Vơ NXB Giáo dục Việt Nam, 2017 [2] Nguyễn Đức Vận-Câu hỏi và bài tập vô phần kim loại NXB Khoa học kĩ thuật, 2013 [3] Đề thi chọn HSG Quốc gia từ năm 1994 đến năm 2019 [4] Đề Thi chọn đội tuyển thi Olympic quốc tế vòng từ năm 2003 đến năm 2019 [5] Đề thi Olympic Quốc tế từ năm 1984 đến năm 2019 - 39 - ... hợp chất mangan Cụ thể, mục đích đề tài thực qua nhiệm vụ sau: Hệ thống kiến thức mangan hợp chất Xây dựng câu hỏi mangan hợp chất Xây dựng tập liên quan Tổng hợp tập thi Học sinh giỏi Quốc gia... phân tích trên, chúng tơi định lựa chọn chuyên đề: "XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CỦA MANGAN VÀ HỢP CHẤT" để từ chuyên đề này, có điều kiện để trao đổi bổ sung nguồn tài liệu giảng... nội dung đề tài gồm chương: Chương 1: Hệ thống kiến thức lí thuyết mangan hợp chất Chương 2: Các câu hỏi tập áp dụng kiến thức -2- B NỘI DUNG Chương 1: HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VỀ MANGAN VÀ HỢP CHẤT