Chơng XI Các nguyên tố nhóm VIIIB. họ sắt Fe - Co - Ni Thời lợng: Lý thuyết 4 tiết (thứ 2, ngày 24/ 04/ 06) + Bài tập 2 tiết. Tài liệu tham khảo: Nguyễn Đức Vận. Hóa học Vô cơ. T r 243-278. Hoàng Nhâm. Hóa học Vô cơ T3. Tr 153-204. Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa Vô cơ. Bài 489-500. XI.1. Đặc điểm chung các nguyên tố nhóm VIIIB Lí thuyết Thế điện cực của Fe, Co, Ni Trong môi trờng axít Trong môi trờng bazơ: Fe 3+ Fe 2+ Fe Fe(OH) 3 Fe(OH) 2 Fe Co 3+ Co 2+ Co Co(OH) 3 Co(OH) 2 Co NiO 2 Ni 2+ Ni NiO 2 Ni(OH) 2 Ni Bảng 11-1. Đặc điểm của các nguyên tố Fe, Co, Ni Kim loại Z Cấu hình electron Năng lợng ion hóa, kJ/mol R n tử R ion I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 M 2+ M 3+ Fe 26 [Ar]3d 6 4s 2 762, 5 1561 2957 5290 7240 9600 1,26 0,80 0,67 Co 27 [Ar]3d 7 4s 2 760,4 1646 3232 4950 7670 9840 1,25 0,78 0,64 Ni 28 [Ar]3d 8 4s 2 737,1 1753 3393 5300 7280 10400 1,24 0,74 - Câu hỏi 1- Hãy cho nhận xét và giải thích về các đặc điểm sau đây của các nguyên tố nhóm sắt - Đặc điểm lớp electron hóa trị. - Sự biến thiên bán kính nguyên tử. - Sự biến đổi năng lợng ion hoá? 2. a. Trong dãy Fe - Co - Ni, độ bền hợp chất với số oxi hóa +2 tăng lên và độ bền số oxi hoá +3 giảm xuống. Giải thích nguyên nhân? b. Dựa vào thuyết VB, giải thích tại sao Fe, Co, Ni thuộc nhóm VIIIB nhng không tạo đợc số oxi hóa +8? Số oxi hoá cao nhất có thể có của chúng là bao nhiêu? 3. Từ các giá trị thế điện cực hãy: a. Dự đoán về hoạt tính hoá học của Fe, Co, Ni. b. Nhận xét về độ bền các trạng thái oxi hoá của sắt, coban, niken trong môi trờng axit và bazơ? XI.2. Trạng thái thiên nhiên - Thành phần đồng vị Câu hỏi 4. a. Nhận xét chung về trạng thái tồn tại và hàm lợng nguyên tố của Fe, Co, Ni trong tự nhiên? b. Trong tự nhiên, Fe, Co, Ni tồn tại ở các khoáng vật chính nào? Khoáng vật nào có ứng dụng thực tế điều chế kim loại. c. Cho biết các đồng vị tự nhiên và % số nguyên tử mỗi đồng vị của Fe, Co, Ni. 1 +0,77V -0,44V +1,95V -0,29V -0,04V +0,46V +1,56V -0,26V -0,56V -0,88V +0,17V -0,71V -0,77V -0,42V +0,49V -0,72V XI.2.2. Tính chất vật lí Lí thuyết Bảng 11-2. Các hằng số vật lí quan trọng của Fe, Co, Ni Tính chất Fe Co Ni Khối lợng riêng (g/cm 3 ) 7,91 8,90 8,90 Nhiệt độ nóng chảy, o C 1536 1495 1453 Nhiệt độ sôi, o C 2880 3100 3185 Độ dẫn điện (so với Hg = 1) 10 10 14 Độ cứng (so với kim cơng=10) 4-5 5,5 5 Nhiệt thăng hoa, kJ/mol 418 425 424 Câu hỏi 5- a. Nhận xét về đặc điểm bên ngoài của các kim loại Fe, Co, Ni. b. Nêu nhận xét về các tính chất vật lí: nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, nhiệt thăng hoa, độ cứng, độ dẫn điện, dẫn nhiệt, khối lợng riêng của các nguyên tố họ sắt? Giải thích? 6- a. Sắt là kim loại đa hình. Hãy cho biết các dạng đó tồn tại ở điều kiện nào? b. Fe- và Fe- đều có kiến trúc lập phơng tâm khối, hãy giải thích tại sao: - Fe- và Fe- có khối lợng riêng khác nhau (tơng ứng là 7,927 g/cm 3 và 7,371 g/cm 3 ). - Dạng Fe- có tính sắt từ, dạng Fe- thuận từ? XI.3. Tính chất hóa học Lí thuyết 1- Tác dụng với phi kim: - Hidro - Nhóm IVA (cacbon, siclic) Nhóm VA (nitơ, photpho) Nhóm VIA (oxi, lu huỳnh, selen, telu) Nhóm halogen. 2- Tác dụng với hơi nớc. 3- Tác dụng với axit: - HCl, H 2 SO 4 loãng - HNO 3 đặc và loãng, H 2 SO 4 đặc. 4- Tác dụng với dung dịch muối 5- Tác dụng của Fe với dung dịch kiềm Câu hỏi 7- a. Viết các ptp (ghi rõ điều kiện) khi cho Fe tác dụng với - Các phi kim: oxi; lu huỳnh ; halogen. - H 2 O - Các axit H 2 SO 4 loãng; H 2 SO 4 đặc, nóng. - Các dung dịch muối FeCl 3 , CuSO 4 . Cho các giá trị thế điện cực Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77V; Fe 2+ /Fe = - 0,44V. b. Giải thích và viết phơng trình ăn mòn của hợp chất Fe-C trong không khí ẩm? 8- Khi cho Fe phản ứng với dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng có thể tạo thành muối Fe 3+ đợc không. Giải thích? Cho: Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77V; Fe 2+ /Fe = - 0,44V; Fe 3+ /Fe = - 0,04V . 9- Khi cho coban kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl 1M , sản phẩm thu đợc là CoCl 2 hay CoCl 3 ? Tại sao? Cho : E 0 (Co 2+ /Co ) = - 0,28V; E 0 (Co 3+ /Co 2+ ) = 1,80V; E 0 (Co 3+ /Co) = 0,46V. 2 XI.4. Phức chất cacbonyl của sắt(0), coban(0), niken(0) Câu hỏi: 10- Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử Fe(CO) 5 , Co 2 (CO) 8 , Ni(CO) 4 . Nêu cách điều chế, tính chất và ứng dụng của các hợp chất này. XI.5. Hợp chất sắt(II), coban(II), niken(II) XI.5.1. Hợp chất sắt(II) Lí thuyết 1. Cấu tạo 1- Từ cấu hình hình electron của ion Fe 2+ hãy dự đoán: - Hoạt tính hoá học - Số phối trí đặc trng - Từ tính. 2. Tính chất vật lý: Nhận xét về độ tan các và màu sắc hợp chất Fe(II). Tại sao ion Fe 2+ trong nớc có màu nhạt? 3. Tính chất hoá học: - Tính bazơ (tác dụng với axit) - Tính axit (phản ứng với kiềm, phản ứng tạo phức). - Tính khử (môi trờng axit và môi trờng kiềm). Trong môi trờng nào Fe(II) thể hiện tính khử mạnh hơn? Tại sao? 1- Sắt(II) oxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan. - Tính chất hóa học: Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axít); tính khử (phản ứng với oxi, HNO 3 , H 2 SO 4 đặc .). - Điều chế. 2- Sắt(II) hidroxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan: Fe(OH) 2 Fe 2+ + 2OH - T = 8,0.10 -16 Fe(OH) 2 Fe(OH) + + OH - K b = 3,0.10 -10 Fe(OH) 2 H + + HFeO 2 K a = 8,0.10 -20 - Tính chất hóa học: Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit); tính khử (phản ứng với oxi không khí, Cl 2 , H 2 O 2 , HNO 3 , H 2 SO 4 đặc), tính axit rất yếu (tan trong kiềm đặc nóng). - Điều chế. 3- Muối sắt(II): - Màu sắc, tính tan. Tính tan: đa số các muối Fe(II) đều dễ tan trong nớc. Các muối ít tan là: FeCO 3 FeS FeC 2 O 4 FeS 2 Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 Tt 3,5.10 -11 5,0.10 -18 2,0.10 -7 6,3.10 -31 3,0.10 -41 - Màu sắc ion Fe 2+ trong dung dịch nớc. - Tính chất hóa học : Phản ứng thủy phân; [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ + H 2 O [Fe(H 2 O) 5 (OH)] + + H 3 O + pK a = 6,74. Tính khử (phản ứng với oxi, Cl 2 , H 2 O 2 , KMnO 4 , HNO 3 , H 2 SO 4 đặc). 4FeSO 4 + O 2 + 2H 2 O 4Fe(OH)SO 4 3 - Khả năng tạo muối kép: M 2 SO 4 .FeSO 4 .12H 2 O. M = NH + 4 muối Mo (Mohr). 4- Phức chất sắt(II): - Hemoglobin: Câu hỏi 11- a. Fe(OH) 2 có phải là hidroxit lỡng tính không? Tính axit hay tính bazơ mạnh hơn? b. Viết ptp của Fe(OH) 2 với oxi không khí, Cl 2 , H 2 O 2 , HNO 3 , H 2 SO 4 đặc, NaOH đặc nóng. 12- a. Chứng minh rằng về mặt nhiệt động học, Fe(OH) 2 có thể chuyển thành Fe(OH) 3 trong môi trờng trung tính khi tiếp xúc với oxi không khí. b. Phản ứng đó thực tế diễn ra nh thế nào và có ứng dụng gì? Cho Tt Fe(OH) 2 = 8.10 -16 ; Tt Fe(OH) 3 = 6,3.10 -38 ; o /FeFe 23 E ++ = 0,77V ; P kk O 2 = 0,2 atm. 13- Viết các ptp khi cho dung dịch FeSO 4 tác dụng với - KMnO 4 + H 2 SO 4 - Dung dịch AgNO 3 - Dung dịch AgNO 3 - O 2 + H 2 SO 4 - Dung dịch HNO 3 loãng - Dung dịch nớc clo - Dung dịch NaNO 2 + H 2 SO 4 - NaClO + H 2 SO 4 - Dung dịch H 2 SO 4 đặc. 14- a. Nêu bản chất các liên kết trong tinh thể FeSO 4 .7H 2 O? b. FeSO 4 .7H 2 O để trong không khí ẩm dần chuyển thành màu nâu đỏ. Giải thích và viết ptp. c. Khi sục khí NO vào dung dịch FeSO 4 tạo ra phức chất màu nâu tối kém bền. Hãy viết phơng trình phản ứng và dự đoán về bản chất liên kết trong phức chất này? 15- Viết các phơng trình phản ứng khi cho FeCO 3 tác dụng với a- Dung dịch H 2 SO 4 loãng b - Dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng c- Dung dịch HNO 3 loãng d - CO 2 + H 2 O Trong nớc, các tinh thể lớn cuả FeCO 3 có thể bị hoà tan hoàn toàn khi sục CO 2 đến d hay không? Giải thích? Cho Tt Fe(OH) 2 = 8.10 -16 . 16- a. Viết phơng trình phản ứng nhiệt phân các muối FeSO 4 ; FeCO 3 ; Fe(NO 3 ) 2 ; FeS 2 trong điều kiện có và không có không khí. b. Trong không khí ẩm, quặng pirit sắt bị oxi hoá chậm tạo thành sắt(II) sunfat và hợp chất này bị oxi hoá một phần thành sắt(III) sunfat. Hãy: - Viết các phơng trình phản ứng - Dự đoán về hàm lợng sắt trong nớc ngầm ở các vùng gần mỏ quặng pirit sắt? 17- a. Tính thế khử chuẩn của cặp [Fe(CN) 6 ] 3- /[Fe(CN) 6 ] 4- . Biết o /FeFe 23 E ++ = 0,77V và các hằng số bền: [Fe(CN) 6 ] 4- = 8.10 36 ; [Fe(CN) 6 ] 3- = 8.10 43 . b.Từ kết quả trên hãy so sánh tính khử của ion Fe 2+ ở dạng [Fe(CN) 6 4- và [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ . 18- a. Viết ptp nhận biết ion Fe 2+ trong dung dịch bằng K 3 [Fe(CN) 6 ]. b. Tiến hành các thí nghiệm sau: - Sục khí H 2 S vào dung dịch FeSO 4 . - Cho dung dịch Na 2 S vào dung dịch FeSO 4 . Nêu hiện tợng xảy ra và viết các phơng trình phản ứng. Có thể điều chế FeS theo hai cách trên đây hay không? 4 Cho: Tt FeS = 5.10 -18 ; Tt Fe(OH) 2 = 8.10 -16 ; K 1 (H 2 S) = 1.10 -7 ; K 2 (H 2 S) = 1.10 -14 19- Dung dịch A chứa FeSO 4 0,5M và đợc duy trì môi trờng pH = 0 bằng dung dịch H 2 SO 4 . Sục không khí d vào A. Tính nồng độ các ion sắt trong dung dịch A khi cân bằng. Cho: Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77V ; O 2 , H + /H 2 O = 1,23V. XI.5.2. Hợp chất coban(II) Lí thuyết 1. Cấu tạo 1- Từ cấu hình hình electron của ion Co 2+ hãy dự đoán: - Hoạt tính hoá học - Số phối trí đặc trng - Từ tính. 2. Tính chất vật lý: Nhận xét về độ tan các và màu sắc hợp chất Co(II). M u sắc ion Co 2+ trong nớc? 3. Tính chất hoá học: - Tính bazơ (tác dụng với axit) - Tính axit (phản ứng với kiềm, phản ứng tạo phức). - Tính khử (môi trờng axit và môi trờng kiềm). Trong môi trờng nào Co(II) thể hiện tính khử mạnh hơn? Tại sao? 1- Coban (II) oxit - Trạng thái, màu sắc: chất rắn, màu lục thẫm. - Tính chất hoá học: Tính bazơ, tính axit yếu (tan trong dung dịch kiềm mạnh đặc nóng tạo thành dung dịch màu xanh lam chứa [Co(OH) 4 ] 2- ). CoO + O 2 = Co 3 O 4 ( 400 700 0 C). 2- Coban (II) hidroxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan: Tt = 6,3.10 -13 . Tinh thể màu tím thẫm, dạng vừa kết tủa màu xanh chàm do có tạp chất muối bazơ. - Tính chất hóa học Tính lỡng tính, nhng tính bazơ mạnh hơn (dễ tan trong axit, tan trong kiềm đặc nóng tạo thành dung dịch màu tím xanh: Co(OH) 2 + 2NaOH (50%, nóng) = Na 2 [Co(OH) 4 ]. Tính khử: oxi hóa chậm trong không khí, chuyển thành Co(OH) 3 màu hung; tác dụng với NaClO, Cl 2 , Br 2 , H 2 O 2 trong môi trờng kiềm: 4Co(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Co(OH) 3 2Co(OH) 2 + H 2 O 2 = 2Co(OH) 3 2Co(OH) 2 + Cl 2 + 2NaOH = 2Co(OH) 3 + 2NaCl Phản ứng tạo phức với dung dịch NH 3 , dung dịch KCN Co(OH) 2 + 6NH 3 (đặc) = [Co(NH 3 ) 6 ](OH) 2 (vàng) 3- Muối Co(II) - Trạng thái, màu sắc, tính tan: 5 [Co(H 2 O) 6 ] 2+ + H 2 O [Co(H 2 O) 5 (OH)] + + H 3 O + pK a = 8,90. Đa số các muối Co(II) đều dễ tan trong nớc. Các muối ít tan là: CoCO 3 -CoS -CoS CoC 2 O 4 Co 2 [Fe(CN) 6 ] Co(IO 3 ) 2 Tt: 1.10 -10 4.10 -21 2.10 -25 6,3.10 -8 4,8.10 -38 1.10 -4 - Tính khử: Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh nh NaClO, Br 2 , Cl 2 , H 2 O 2 trong môi trờng kiềm tạo ra Co(OH) 3 , trong môi trờng axit hầu nh không thể hiện tính khử. 2CoCl 2 + NaClO + 4NaOH + H 2 O = 2Co(OH) 3 + 5NaCl 2CoCl 2 + H 2 O 2 + 4NaOH = 2Co(OH) 3 + 4NaCl - Khả năng tạo phức chất của Co 2+ . Các phức bát diện trờng yếu: [Co(H 2 O) 6 ] 2+ , [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ ; [CoF 6 ] 4- Các phức bát diện trờng mạnh: [Co(CN) 6 ] 4- , [Co(NO 2 ) 6 ] 4- Các phức tứ diện : [CoCl 4 ] 2- , [CoBr 4 ] 2- , [Co(OH) 4 ] 2- , [Co(SCN) 4 ] 2- XI.5.3. Hợp chất Niken(II) Lí thuyết 1. Cấu tạo 1- Từ cấu hình hình electron của ion Ni 2+ hãy dự đoán: - Hoạt tính hoá học - Số phối trí đặc trng - Từ tính. 2. Tính chất vật lý: Nhận xét về độ tan các và màu sắc hợp chất Ni(II). Tại sao ion Ni 2+ trong nớc có màu đậm? 3. Tính chất hoá học: - Tính bazơ (tác dụng với axit) - Tính axit (phản ứng với kiềm, phản ứng tạo phức). - Tính khử (môi trờng axit và môi trờng kiềm). Trong môi trờng nào Ni(II) thể hiện tính khử mạnh hơn? Tại sao? 1- Niken(II) oxit: - Trạng thái, màu sắc là chất bột màu xanh, không tan trong nớc. pT = 15,77 NiO + 7H 2 O = [Ni(H 2 O) 6 ] 2+ + 2OH - - Tính chất hóa học Tính oxi hóa: hidro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch axit tạo ra muối Ni(II). 2- Niken(II) hidroxit - Trạng thái, màu sắc là kết tủa màu xanh: Tt = 6,3.10 -18 . - Tính chất hóa học Tính bazơ mạnh hơn (dễ tan trong axit tạo thành dung dịch màu xanh); phản ứng tạo phức với dung dịch NH 3 . Ni(OH) 2 + Cl 2 + KOH (đặc) = Ni(OH) 3 + KCl + H 2 O Ni(OH) 2 + K 2 S 2 O 8 + 2KOH (đặc) + (n-2)H 2 O = NiO 2 .nH 2 O (đen) + 2K 2 SO 4 . 3- Muối Ni(II) - Trạng thái, màu sắc, tính tan: [Co(H 2 O) 6 ] 2+ + H 2 O [Co(H 2 O) 5 (OH)] + + H 3 O + pK a = 10,92. 6 Đa số các muối Ni(II) đều dễ tan trong nớc. Các muối ít tan là: NiCO 3 -NiS -NiS NiC 2 O 4 Ni(CN) 2 Ni 2 [Fe(CN) 6 ] Ni(ClO 3 ) 2 Ni(IO 3 ) 2 Tt: 1,3.10 -7 3,2.10 -19 1,0.10 -24 4,0.10 -10 3,0.10 -23 1,3.10 -15 1,0.10 -4 1,4.10 -8 - Khả năng tạo phức chất của Ni(II) Các phức bát diện trờng yếu: [Ni(H 2 O) 6 ] 2+ , [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ Các phức vuông phẳng trờng mạnh: [Ni(CN) 4 ] 2- Các phức vuông phẳng trờng yếu: [NiCl 4 ] 2- Câu hỏi 20- a. So sánh độ tan của Ni(OH) 2 trong nớc và trong dung dịch NH 3 ở điều kiện chuẩn. Cho: Tt Ni(OH) 2 = 6,3.10 -18 ; K b [Ni(NH 3 ) 4 ] 2+ = 3.10 7 . b. Hoàn thành sơ đồ phản ứng: NiSO 4 Ni(OH) 3 Ni(OH) 2 NiSO 4 Ni(CN) 2 K 4 [Ni(CN) 6 ] NiSO 4 [Ni(NH 3 ) 6 ]SO 4 XI.6. Hợp chất sắt(III), coban(III), niken(III) XI.6. Hợp chất sắt(III) Lí thuyết: 1. Cấu tạo 1- Từ cấu hình hình electron của ion Fe 3+ hãy dự đoán: - Hoạt tính hoá học - Số phối trí đặc trng - Từ tính. 2. Tính chất vật lý: Nhận xét về độ tan các và màu sắc hợp chất Fe(III). Màu sắc ion Fe 2+ trong nớc? 3. Tính chất hoá học: - Tính bazơ (tác dụng với axit) - Tính axit (phản ứng với kiềm, phản ứng tạo phức). - Tính oxi hoá: - Tính khử (môi trờng kiềm). 1- Sắt(III) oxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan. (hematit đỏ, hematit nâu). - Tính chất hóa học - Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axít); tính axit : Fe 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaFeO 2 + CO 2 Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O - Tính oxi hóa (nung nóng với C, CO, H 2 , Al .); - Tính khử: (Thể hiện khi nấu chảy với hỗn hợp KNO 3 và KOH hoặc nấu chảy với Na 2 O 2 ). Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 2 + 3KNO 2 + 2H 2 O Fe 2 O 3 + 3Na 2 O 2 = 2Na 2 FeO 2 + Na 2 O - Điều chế. 7 2- Sắt(III) hidroxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan. - Tính chất hóa học Fe(OH) 3 = Fe 3+ + 3OH - Tt = 6,3.10 -38 Fe(OH) 3 = Fe(OH) 2 2+ + OH - K = 1,0.10 -17 Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axít); tính axit yếu ( đun nóng với dung dịch kiềm đặc hoặc nung nóng chảy với hợp chất có tính kiềm nh Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 ); phản ứng nhiệt phân, tính khử (tác dụng với Cl 2 khi có mặt NaOH đặc - Điều chế: cho dung dịch muối Fe(III) tác dụng với một tác nhân nh bazơ kiềm, dung dịch NH 3 , dung dịch cacbonat kim loại kiềm. 3- Muối sắt(III): - Màu sắc, tính tan. - Màu sắc ion Fe 3+ trong dung dịch nớc. - Tính chất hóa học - Phản ứng thủy phân: Tính oxi hóa: Tác dụng với hidro mới sinh, khí SO 2 , Zn và các dung dịch Na 2 SO 3 , H 2 S, KI, SnCl 2 , khí Cl 2 khi có mặt NaOH đặc. 2FeCl 3 + HCl đặc + H[SnCl 3 ] = 2FeCl 2 + H 2 [SnCl 6 ] - Khả năng tạo muối kép: Muối Mo (Mohr). 4- Phức chất sắt(III): Phức chất [FeF 6 ] 3- (K b = 1,2.10 16 ) , [Fe(CN) 6 ] 3- (K b =8.10 43 ). Phức chất [Fe(SCN) x ] -(x-3) : x = 1 ữ 6. Câu hỏi 21- Từ cấu hình electron của Fe 3+ , hãy nhận xét chung về hoạt tính hóa học của các hợp chất Fe(III). 22- Viết các phơng trình phản ứng khi: a. Nấu chảy Fe 2 O 3 với các chất sau: NaOH; Na 2 CO 3 ; Na 2 O 2 ; hỗn hợp KNO 3 + KOH. b. Cho dung dịch FeCl 3 tác dụng với hidro mới sinh, khí SO 2 , Zn và các dung dịch Na 2 SO 3 , H 2 S, KI, SnCl 2 , khí Cl 2 khi có mặt NaOH đặc. 23- Xét xem ở điều kiện chuẩn có thể kết tủa hoàn toàn ion Fe 3+ khi cho muối Fe(III) tác dụng với dung dịch NH 3 hay không? Cho: Tt Fe(OH) 3 = 6,3.10 -38 ; K b (NH 3 ) = 1,8.10 -5 . 24- a. Xét xem ở điều kiện chuẩn Fe 3+ có oxi hóa đợc ion Br - và ion I - không? b. Có thể thay đổi chiều của các phản ứng trên bằng cách thay đổi nồng độ các chất trong dung dịch đợc không? Giải thích cụ thể. Biết: o /FeFe 23 E ++ = 0,77V ; o /2BrBr 2 E = 1,07V ; o /2II 2 E = 0,54V 25- a. Trong dung dịch nớc, ion Fe 2+ có tính khử mạnh nhất là trong môi trờng kiềm; ion Fe 3+ có tính oxi hoá mạnh nhất trong môi trờng axit . Hãy lấy ví dụ để minh hoạ. b. Viết phơng trình phản ứng nhận biết ion Fe 3+ trong dung dịch bằng K 4 [Fe(CN) 6 ]. 26- Viết các phơng trình phản ứng khi cho dung dịch B chứa FeSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 lần lợt tác dụng với 8 a. Dung dịch (KMnO 4 + H 2 SO 4 loãng ); c. Dung dịch Na 2 CO 3 b. Dung dịch NaOH đặc nóng d) Dung dịch H 2 S 27- Thực nghiệm đo momen từ spin của các phức K 3 [FeF 6 ] và K 3 [Fe(CN) 6 ] tơng ứng là S à = 5,9 và S à = 1,8. Giải thích kết quả thực nghiệm trên bằng các thuyết liên kết hoá trị, thuyết trờng tinh thể và thuyết MO . 28- a. Kali ferixianua là một chất oxi hoá mạnh đặc biệt là trong môi trờng kiềm. Hãy lấy 2 ví dụ để minh hoạ tính chất này. b. Có thể điều chế kali ferixianua bằng cách cho dung dịch muối Fe 3+ tác dụng với dung dịch KCN đợc không? Tại sao? Thực tế thờng điều chế kali ferixianua bằng cách nào? XI.6.2. Hợp chất coban(III) Lí thuyết 1- Coban(III) oxit - Trạng thái, màu sắc - Tính chất hóa học Tính oxi hóa: hidro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch HCl giải phóng Cl 2 ; với H 2 SO 4 giải phóng O 2 : 2- Coban(III) hidroxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan: Tt = 4.10 -45 . - Tính chất hóa học Tính lỡng tính: Tan trong axit tạo muối Co(III) không bền, tan trong kiềm đặc d tạo thành muối hidroxo chứa [Co(OH) 6 ] 3- . 3- Muối Co(III): - Tính oxi hoá mạnh: - Khả năng tạo phức chất của Co 3+ : Phức bát diện trờng yếu : [CoF 6 ] 4- (phức trờng yếu duy nhất) Các phức bát diện trờng mạnh: [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ , [Co(CN) 6 ] 4- , [Co(NO 2 ) 6 ] 4- - Coban(III) oxit: - Trạng thái, màu sắc: là chất bọt màu nâu sẫm, nung đến 600 o C chuyển thành chất bột Co 3 O 4 màu đen và ở trên 1300 o C chuyển thành CoO. - Tính chất hóa học: Tính oxi hóa: hidro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch HCl giải phóng Cl 2 ; với H 2 SO 4 giải phóng O 2 : Co 2 O 3 + 6HCl = 2CoCl 2 + Cl 2 + 3H 2 O 2Co 2 O 3 + 4H 2 SO 4 = 4CoSO 4 + O 2 + 4H 2 O - Coban(II, IV) oxit: - Trạng thái, màu sắc: là chất bọt màu đen, nung ở trên 1300 o C chuyển thành CoO. - Tính chất hóa học: Tính oxi hóa: hidro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch HCl giải phóng Cl 2 : Co 3 O 4 + 8HCl = 3CoCl 2 + Cl 2 + 4H 2 O Co 3 O 4 có cấu trúc tơng tự nh Mn 3 O 4 , nghĩa là có ion kim loại hóa trị II và hóa trị IV, đợc xem là muối của Co(II): Co 2 II [Co IV O 4 ]. - Co(OH) 3 : - Trạng thái, màu sắc: là chất bột màu nâu đen, không tan trong nớc (Tt =4.10 -45 ). - Tính chất hóa học: Tính lỡng tính: tan trong axit tạo muối Co(III), tan trong kiềm đặc d tạo thành muối hidroxo: 9 Co(OH) 3 + 3KOH đặc nóng = K 3 [Co(OH) 6 ]. - Muối Co(III): Các muối coban(III) đều không bền, tự phân hủy. Trong các halogenua thì CoF 3 bền nhất và tách ra đợc ở trạng thái bột màu hung. 2CoCl 3 = 2CoCl 2 + Cl 2 2Co 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O = 4CoSO 4 + O 2 + 2H 2 SO 4 Câu hỏi 29- a. Hãy trình bày sự thay đổi màu sắc của muối CoCl 2 .6H 2 O tuỳ theo hàm lợng nớc kết tinh khi tăng nhiệt độ? b. Trong dung dịch nớc, muối CoCl 2 tồn tại ở 2 dạng sau: [Co(H 2 O) 6 ] 2+ + 4Cl - [CoCl 4 ] 2- + 6H 2 O (xanh) (hồng) Hãy cho biết màu sắc của dung dịch sẽ biến đổi nh thế nào khi: - Pha loãng dung dịch. - Đun nóng dung dịch - Thêm vài giọt dung dịch HCl đặc. 30- Cho các giá trị thế điện cực chuẩn: [Co(H 2 O) 6 ] 3+ + 1e = [Co(H 2 O) 6 ] 2+ E o = 1,95V [Co(CN) 6 ] 3- + 1e = [Co(CN) 6 ] 4- E o = -0,83V [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ + 1e = [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ E o = 0,10V O 2 + 4H + (10 -7 M) = 2H 2 O E o = 0,82V Từ các giá trị trên hãy cho biết ở điều kiện chuẩn: a. Ion Co 2+ ở dạng nào có thể bị oxi hoá thành Co 3+ bằng oxi? b. Ion Co 3+ ở dạng nào có thể oxi hoá nớc giải phóng oxi? Nêu nhận xét và giải thích kết quả thu đợc. 31- Co(OH) 3 màu hung có thể đợc điều chế bằng các phơng pháp sau: - Oxi hóa chậm Co(OH) 2 trong không khí ẩm. - Cho muối Co 2+ (CoSO 4 ) tác dụng với NaClO; Cl 2 ; Br 2 ; H 2 O 2 trong môi trờng kiềm (NaOH). Viết các phơng trình phản ứng. 32- Viết các phơng trình phản ứng khi cho Co(OH) 3 tác dụng với dung dịch HCl đặc; dung dịch H 2 SO 4 loãng; dung dịch KOH đặc, d, đun nóng. 33- Hoàn thành phơng trình phản ứng: Cu 3 [Co(CN) 6 ] 2 K 3 [Co(CN) 6 ] K 4 [Co(CN) 6 ] CoCl 2 Co(OH) 3 K 3 [Co(OH) 6 ] CoSO 4 34. b. Kali ferixianua là một chất oxi hoá mạnh đặc biệt là trong môi trờng kiềm. Hãy lấy 2 ví dụ để minh hoạ tính chất này. b- Có thể điều chế kali ferixianua tơng tự nh điều chế Kali feroxianua đợc không? Tại sao? Thực tế thờng điều chế kali ferixianua bằng cách nào? Cho biết: K b của [Fe(CN) 6 ] 4- = 7,94.10 36 15 Fe(OH) 1.10T 2 = K b của [Fe(CN) 6 ] 3- = 7,94 . 10 43 38 Fe(OH) 3,2.10T 3 = 10 [...]... 2 hạt nhân nguyên tử trong tế bào nguyên tố là 2,48 antron Mạng lới tinh thể Fe- có kiến trúc lập phơng tâm khối và đợc xem là lý tởng a Tính số nguyên tử Fe trong mẫu Fe đã cho b Tính khối lợng riêng của Fe ở nhiệt độ thờng Phân công chuẩn bị: Nhóm 2: câu 1-9 ; Nhóm 3: câu 1 0- 18; Nhóm 4: câu 1 9- 28; Nhóm 1: câu 2 9- 36 Tham kho: Cỏc v trớ dn u ca kim loi 1 Kim loi dn in tt nht: Ag : dn in = 59 (Hg... nhit núng chy thp nht: Hg : nnc = -3 90C 5 Kim loi cú nhit núng chy cao nht: W : nnc = 34100C 6 Kim loi nng nht: Os : d = 22,6 g.cm-3 7 Kim loi nh nht: Li : d = 0,53 g.cm-3 8 Kim loi do nht: Au : cú th dỏt mng ti 5.1 0-5 mm! 9 Kim loi cú nhiu ng v t nhiờn nht Sn : 10 ng v 10 Kim loi ph bin nht trờn v trỏi t Al : 8,8% khi lng 11 Kim loi cú nhiu nht trong c th ngi Ca : 1,4 - 1,5% khi lng 12 Kim loi cú th...3 5- Hòa tan a gam hỗn hợp kim loại Fe và Cu (Fe chiếm 30% về khối l ợng) bằng 50 mL dung dịch HNO3 63% (d = 1,38 g/mL) khuấy đều tới khi phản ứng hoàn toàn thu đợc chất rắn A cân nặng 0,75a gam, dung dịch B và 7,3248 lít hỗn hợp khí NO2 và NO ở 54,60C và 1atm a Viết các phản ứng có thể xảy ra b Cô cạn dung dịch B thu đợc muối gì? khối lợng là bao nhiêu? 3 6- Cho mẫu Fe- ở nhiệt độ thờng... bin nht trờn v trỏi t Al : 8,8% khi lng 11 Kim loi cú nhiu nht trong c th ngi Ca : 1,4 - 1,5% khi lng 12 Kim loi cú th in cc chun õm nht Li : E0 (Li+/Li) = - 3,01V 13 Kim loi con ngi s dng nhiu nht Fe : 14 Kim loi cú nhiu nht trong nc bin Na : 1,1 - 1,2% khi lng 15 KLCT ph bin nht trờn v trỏi t Ti : 0,6% khi lng 16 Kim loi u tiờn c tng hp nhõn to Tc : nm 1937 ti Palermo, Italy (kim cng =10) 95% tng . +0,77V -0 ,44V +1,95V -0 ,29V -0 ,04V +0,46V +1,56V -0 ,26V -0 ,56V -0 ,88V +0,17V -0 ,71V -0 ,77V -0 ,42V +0,49V -0 ,72V XI.2.2. Tính chất vật lí Lí thuyết Bảng 1 1-2 muối ít tan là: CoCO 3 -CoS -CoS CoC 2 O 4 Co 2 [Fe(CN) 6 ] Co(IO 3 ) 2 Tt: 1.10 -1 0 4.10 -2 1 2.10 -2 5 6,3.10 -8 4,8.10 -3 8 1.10 -4 - Tính khử: Tác dụng