Câu hỏi trang 135
Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm 9 nguyên tố Sc (Z=21) đến Cu (Z=29) trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Các nguyên tố này thường thể hiện nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau. Chẳng hạn, nguyên tố sắt (Z=26) có số oxi hóa +2 trong hợp chất FeCl2 có số oxi hóa +3 trong hợp chất FeCl3.
a) Vì sao kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường tạo được nhiều hợp chất với các số oxi hóa dương khác nhau?
b) Nêu một số tính chất và ứng dụng của đơn chất kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.
Dựa vào cấu hình electron của kim loại chuyển tiếp.
a) Do có nhiều electron hóa trị, đồng thời có độ âm điện nhỏ nên nguyên tử của nguyên tố kim loại chuyển tiếp thể hiện nhiều số oxi hóa dương khác nhau.
b) Tính chất: có nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và độ cứng cao.
Ứng dụng: tạo các hợp kim
Câu hỏi trang 136
Dựa vào Bảng 20.1, giải thích vì sao nhiều kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường có số oxi hóa +2 trong các hợp chất.
Dựa vào bảng 20.1
Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố trong dãy từ Sc đến Cu có xu hướng xếp đầy electron ở phân lớp 4s và tăng dần số electron ở phân lớp 3d. Do nhiều kim loại chuyển tiếp có 2 electron phân lớp 4s nên thường có số oxi hóa +2 trong các hợp chất.
Câu hỏi trang 137
Xác định số oxi hóa của sắt trong các hợp chất sau: FeO, Fe2O3, Fe3O4 (hay FeO.Fe2O3)
Dựa vào quy tắc xác định số oxi hóa.
Số oxi hóa của O trong hầu hết hợp chất là – 2
Số oxi hóa của Fe trong FeO là +2
Số oxi hóa của Fe trong Fe2O3 là +3
Số oxi hóa của Fe trong Fe3O4 là +8/3
Câu hỏi trang 138 Thực hành (TH) 1
Thí nghiệm:Xác định nồng độ của dung dịch FeSO4 bằng dung dịch KMnO4 (dung dịch thuốc tím)
Chuẩn bị:
- Hóa chất: Dung dịch thuốc tím KMnO4 có nồng độ chính xác 0,02M, dung dịch FeSO4 có nồng độ khoảng 0,1M; dung dịch H2SO4 20%
- Dụng cụ: Burette loại 25ml, bình tam giác loại 100ml
Tiến hành:
- Lắp bộ dụng cụ như Hình 20.1. Cho dung dịch thuốc tím vào burette đến vạch 0 đồng thời bảo đảm không còn bọt khí trong burette. Cho 10ml dung dịch FeSO4 và 5ml dung dịch H2SO4 20% vào bình tam giác.
- Mở khóa để nhỏ từ từ từng giọt dung dịch thuốc tím vào bình tam giác, đồng thời lắc đều bình
- Tiếp tục nhỏ dung dịch thuốc tím (vẫn duy trì lắc đều bình) tới khi dung dịch trong bình tam giác xuất hiện màu hồng nhạt bởi một giọt thuốc tím dư, không mất màu trong khoảng 20 giây thì kết thúc chuẩn độ (khóa burette).
- Ghi lại thể tích dung dịch thuốc tím đã dùng. Lặp lại thí nghiệm ít nhất hai lần nữa.
Yêu cầu: Xác định nồng độ của dung dịch FeSO4. Biết phương trình hóa học của phản ứng diễn ra trong quá trình chuẩn độ là:
5Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8H+(aq) \( \to \)5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)
Dựa vào công thức chuẩn độ: C1.V1 = C2.V2
Gọi thể tích dung dịch KMnO4 đã dùng trong 2 lần là: V1 và V2
\( \to {\bar V_{KMnO4}} = \frac{{{V_1} + {V_2}}}{2}\)
theo phương trình chuẩn độ ta có:
\(\begin{array}{l}{C_{F{e^{2 + }}}}.{V_{F{e^{2 + }}}} = 5.{C_{KMn{O_4}}}.{{\bar V}_{KMn{O_4}}}\\ \to {C_{F{e^{2 + }}}} = \frac{{5.{C_{KMn{O_4}}}.{{\bar V}_{KMn{O_4}}}}}{{{V_{F{e^{2 + }}}}}}\end{array}\)
Lưu ý: thay số liệu thể tích KMnO4 sau thí nghiệm vào công thức để xác định nồng độ FeSO4.
Câu hỏi trang 138 Thực hành (TH) 2
Thí nghiệm 2: Kiểm tra sự có mặt của cation Cu2+ hoặc Fe3+ trong dung dịch
Chuẩn bị:
- Hóa chất: Các dung dịch CuSO4 0,1M; FeCl3 0,1M; NaOH 0,1M.
- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt
Advertisements (Quảng cáo)
Tiến hành:
- Cho khoảng 4 – 6 giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa khoảng 1ml dung dịch CuSO4
- Cho khoảng 4 – 6 giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa khoảng 1ml dung dịch FeCl3
Yêu cầu: Quan sát, giải thích hiện tượng và viết phương trình hóa học minh họa.
Dựa vào màu sắc kết tủa hydroxide của ion Cu2+ và Fe3+
Hiện tượng: ống nghiệm 1 có xuất hiện kết tủa trắng; ống nghiệm 2 có xuất hiện kết tủa nâu đỏ
PTHH: CuSO4 + 2NaOH \( \to \)Na2SO4 + Cu(OH)2\( \downarrow \)
FeCl3 + 3NaOH \( \to \)3NaCl + Fe(OH)3\( \downarrow \)
Câu hỏi trang 140
Có nên sử dụng các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất làm dây chảy trong các cầu chì không? Giải thích.
Dựa vào khả năng dẫn điện của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.
Không nên dùng. Vì cường độ chịu dòng điện của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất lớn, khi dùng làm dây chảy không có khả năng tự ngắt điện gây cháy nổ.
a) Từ Bảng 20.1, hãy chỉ ra xu hướng biến đổi về số electron hóa trị của các nguyên tử nguyên tố từ scandium đến cobalt.
b) Từ Bảng 20.4, hãy chỉ ra xu hướng biến đổi về khối lượng riêng của các kim loại từ scandium đến đồng.
Dựa vào Bảng 20.1 và 20.4
a) Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố trong dãy từ Sc đến Co có xu hướng đầy electron ở phân lớp 4s và tăng dần ở phân lớp 3d. Electron hóa trị của các nguyên tử từ Sc đến Co chủ yếu là 2 electron trừ Cr và Cu là ngoại lệ.
b) Khối lượng riêng của kim loại từ Sc đến Cu tăng dần.
Potassium là nguyên tố họ s, thuộc cùng chu kì 4 với các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất.
Từ Bảng 17.1 và Bảng 20.4, hãy chỉ ra sự khác biệt về khối lượng riêng, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy giữa các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất với kim loại potassium.
Dựa vào Bảng 17.1 và Bảng 20.4
Khối lượng riêng của K là 0,86 g/cm3; độ cứng: 0,4; nhiệt độ nóng chảy: 64
Trong khi đó khối lượng riêng, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy từ Sc đến Cu lớn gấp nhiều lần so với K.
Một mẫu chất có thành phần chính là muối Mohr. Muối Mohr có công thức hóa học là (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O. Hòa tan 0,2151g mẫu chất trong dung dịch sulfuric acid loãng dư, thu được dung dịch có chứa cation Fe2+. Lượng Fe2+ trong dung dịch này phản ứng vừa đủ với 5,40 ml dung dịch thuốc tím nồng độ 0,02M (Các chất và ion khác trong dung dịch không phản ứng với thuốc tím). Xác định
a) Số mg sắt có trong mẫu chất
b) Phần trăm khối lượng của (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O trong mẫu chất.
5Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8H+(aq) \( \to \)5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)
n KMnO4 = 0,02 . 5,4 . 10-3 =0,108.10-3 mol
Phương trình chuẩn độ Fe2+ bằng dung dịch thuốc tím là:
5Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8H+(aq) \( \to \)5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)
0,54.10-3 \( \leftarrow \)0,108.10-3
a) Khối lượng sắt có trong mẫu chất là: 0,54.10-3.56 = 30,24.10-3g = 30,24mg
b) n Fe2+ = n (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O = 0,54.10-3 mol
%m (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O = \(\frac{{0,{{54.10}^{ - 3}}.392}}{{0,2151}}.100 = 98,4\% \)