CHUYÊN đề THAM dự hội THẢO DH ĐBBB xây DỰNG hệ THỐNG câu hỏi và bài tập NHÓM VIIB và VIIIB

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Chúng tôi thực hiện đề tài “Xây dựng hệ thống câu hỏi, bài tập về các nguyên tố hoá học nhóm VIIB và VIIIB” nhằm bồi dưỡng kiến thức cho học sinh yêu thích môn hoá học ở cấp THPT Đề tài này cung cấp những thông tin quan trọng và hữu ích về các nguyên tố kim loại thuộc nhóm VIIB và VIIIB.

GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Xây dựng một hệ thống lý thuyết và bài tập từ cơ bản đến nâng cao sẽ giúp học sinh dễ dàng tiếp thu kiến thức về các nguyên tố hóa học nhóm VIIB và VIIIB Khi có một phương pháp học tập có hệ thống, học sinh sẽ tăng hứng thú trong việc học và có khả năng đạt kết quả cao trong các kỳ thi học sinh giỏi quốc gia và khu vực.

NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

Hệ thống kiến thức và bài tập bồi dưỡng cho học sinh lớp chuyên và đội tuyển học sinh giỏi môn Hóa học tập trung vào phần kim loại nhóm VIIB và VIIIB Đề xuất các phương pháp giải bài tập liên quan đến kim loại nhóm VIIB, VIIIB nhằm nâng cao hiệu quả tổ chức và bồi dưỡng cho lớp chuyên Hóa và học sinh giỏi môn Hóa học.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu nội dung kiến thức Hoá học phần kim loại nhóm VIIB, VIIIB.

GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ NGUYÊN TỐ QUAN TRỌNG NHÓM VIIB VÀ MỘT VÀI ỨNG DỤNG QUAN TRỌNG CỦA CHÚNG

Một số ứng dụng quan trọng liên quan đến hợp chất của mangan

I.2.1 Xác định hàm lượng Fe(II) trong nước bằng phép chuẩn độ permanganat

Phương pháp chuẩn độ pemanganat, hay còn gọi là phép đo pemanganat, là kỹ thuật phổ biến để xác định nồng độ của nhiều chất khử trong môi trường axit mạnh Phương pháp này cho phép xác định hàm lượng sắt(II) trong nước một cách đơn giản và hiệu quả trong phòng thí nghiệm.

MnO 4 - + 8H + + 5eMn 2+ + 4H 2 O E o (MnO 4 - /Mn 2+ ) = +1,50V Phương trình hoá học cho phản ứng chuẩn độ:

Hằng số cân bằng của phản ứng rất lớn, cho thấy phản ứng này gần như hoàn toàn Điểm cuối của phép chuẩn độ được xác định khi giọt KMnO4 dư đầu tiên làm cho dung dịch chuyển sang màu tím.

I.2.2 Xác định chỉ số oxy hoà tan trong nước (DO) bằng phương pháp Winkler

Phương pháp Winkler là một kỹ thuật xác định oxy hòa tan trong mẫu nước thông qua phản ứng với mangan (II) hyđroxit Quá trình này bao gồm việc axit hóa và iodua các hợp chất mangan hóa trị cao, dẫn đến sự hình thành một lượng iot tương đương Để xác định lượng iot được giải phóng, người ta sử dụng phương pháp chuẩn độ với natri thiosunfat.

1 mol O 2 2 mol MnO(OH) 2 2 mol I 2 4 mol S 2 O 3 2

Vì thế, sau khi xác định số mol của lượng iot giải phóng, ta có thể xác định số mol của phân tử O 2 hòa tan có trong mẫu.

Hàm lượng oxy hòa tan (DO) có đơn vị là mg/dm 3 hay mg/L.

Phương pháp Winkler cho phép xác định chỉ số DO dựa trên các phản ứng:

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

Tổ hợp a,b được: 2Mn 2+ + O 2 + 4OH - 2MnO 2 + 2H 2 O (1) Axit hóa: MnO 2 + 3I - + 4H + Mn 2+ + I 3 - + 2H 2 O (2)

Tổ hợp (1), (2), (3) được phương trình tổng cộng:

O 2 + 4H + + 4S 2 O 3 - 2S 4 O 6 2- + 2H 2 O (4) Nhờ đó có thể tính được số mg O 2

GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ NGUYÊN TỐ QUAN TRỌNG NHÓM

Sắt và một số hợp chất của sắt

Sắt là kim loại màu xám, mềm, tồn tại dưới ba dạng ở áp suất thường, bao gồm -Fe Cation Fe2+ có màu lục rất nhạt, trong khi cation Fe3+ có màu vàng trong dung dịch loãng nhưng không màu trong môi trường axit mạnh.

Fe 4HNO 3 (loãng) Fe(NO 3 ) 3 NO 2H 2 O

Fe 2NaOH (5%) 2H 2 O Na 2 [Fe(OH) 4 ] H 2

II.1.2 Sắt(II) oxit – FeO

Sắt(II) oxit là một chất rắn màu đen, có khả năng phân huỷ khi bị đun nóng ở nhiệt độ vừa phải, nhưng dạng đã nung của nó không có hoạt động hoá học Chất này thể hiện tính lưỡng tính, tuy nhiên tính bazơ của nó chiếm ưu thế hơn Ngoài ra, FeO cũng dễ bị oxi hoá.

Fe 4HNO 3 (đặc) Fe(NO 3 ) 3 NO 2 2H 2 O

FeO 4NaOH Na 4 FeO 3 (đỏ) 2H 2 O

II.1.3 Sắt(III) oxit – Fe 2 O 3

Sắt(III) oxit có màu nâu đỏ ở dạng tam tà và màu nâu thẫm ở dạng lập phương Chất này bền nhiệt, không phản ứng với nước hay dung dịch ammoniac, đồng thời thể hiện tính oxi hóa và tính lưỡng tính.

Fe 2 O 3 3H 2 SO 4 (loãng) Fe 2 (SO 4 ) 3 3H 2 O

Fe 2 O 3 3NaOH (đặc) NaFeO 2 (đỏ) H 2 O

Platin và một số hợp chất của platin

Platin là một kim loại quý màu trắng – xám, có tính mềm dẻo và khó nóng chảy Kim loại này không phản ứng với nước, axit (ngoại trừ axit cường thủy), kiềm, dung dịch ammoniac và cacbon monoxit Tuy nhiên, platin có thể tan trong dung dịch HCl bão hòa khí Cl2 và khi được đun nóng, nó sẽ phản ứng với oxy, halogen và lưu huỳnh Ở nhiệt độ thường, platin cũng bị oxi hóa bởi XeF4.

II.2.2 Platin(II) clorua – PtCl 2

Platin(II) clorua là một hợp chất có màu nâu hoặc lục nhạt, không hòa tan trong nước và không tạo ra tinh thể hydrat Hợp chất này không phản ứng với axit sulfuric (H2SO4) và axit nitric (HNO3), nhưng có khả năng phản ứng với axit clohidric (HCl) khi được đun nóng.

II.2.3 Platin(IV) clorua – PtCl 4

Platin(IV) clorua có màu nâu – đỏ, tan nhiều trong nước và thể hiện tính axit; phản ứng với nước nóng và axit.

Niken và một số hợp chất của niken

Niken là một kim loại màu trắng, có độ cứng tương đối cao và khả năng cán, rèn tốt Nó bền vững trong môi trường ẩm, với khả năng phản ứng thấp hơn so với sắt và cobalt Kim loại này có thể phản ứng với axit nitric loãng, oxy, halogen, amoniac và cacbon oxit, trong khi màng NiF2 rất bền.

3Ni 8HNO 3 3Ni(NO 3 ) 2 2NO 4H 2 O Ni X 2 NiX 2

II.3.2 Niken(II) oxit – NiO

Niken(II) oxit là một chất rắn màu vàng, có khả năng bền nhiệt và không phản ứng với axit cũng như nước ở dạng đã nung Chất này thể hiện tính lưỡng tính, trong đó tính bazơ chiếm ưu thế, và nó có khả năng tan trong ammoniac đặc.

NiO 2NaOH Na 2 NiO 2 (lục) H 2 O

NiO 6NH 3 H 2 O [Ni(NH 3 ) 6 ](OH) 2 5H 2 O

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

VỀ NGUYÊN TỐ NHÓM VIIB, VIIIB III.1 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NGUYÊN TỐ NHÓM VIIB, VIIIB TRONG MỘT SỐ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI

Phối tử (2-aminoetyl)photphin là một phối tử hai càng, có khả năng tạo ra các đồng phân hình học và đồng phân quang học Đặc biệt, phức chất đicloro bis(2-aminoetyl)photphin niken(II) có thể tồn tại dưới nhiều dạng đồng phân khác nhau Việc xác định và phân tích các đồng phân này là cần thiết để hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của phức chất.

(Trích câu V.1 - Đề thi chọn HSGQG năm 2015 – Ngày thi thứ hai) Đáp án:

Phối tử (2-aminoetyl)photphin là phối tử 2 càng:

Các đồng phân hình học và đồng phân quang học của phức chất đicloro bis (2-aminoetyl) photphin) niken(II) bao gồm đồng phân trans với 2 đồng phân và đồng phân cis với 3 đồng phân, mỗi đồng phân cis lại có thêm đồng phân quang học.

Bài số 2 mô tả quá trình phân tích quặng chứa MnO2 và tạp chất trơ Đầu tiên, cân 0,5000 gam quặng và cho vào bình cầu, sau đó thêm từ từ 50 mL dung dịch HCl đặc và đun nóng cho đến khi quặng tan hết Khi chỉ còn lại tạp chất trơ, khí Cl2 được sinh ra sẽ được hấp thụ hoàn toàn bằng dung dịch KI dư, tạo thành dung dịch X Dung dịch X được chuyển vào bình định mức 250 mL và thêm nước cất đến vạch mức Sau đó, 25,00 mL dung dịch này được chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,05 M với chỉ thị hồ tinh bột, tiêu tốn 22,50 mL Cần viết các phương trình hóa học liên quan và tính hàm lượng % MnO2 trong quặng.

(Trích câu IV.2 - Đề thi chọn HSGQG năm 2015 – Ngày thi thứ nhất) Đáp án: a Khử MnO 2 bằng lượng dư dung dịch HCl nóng:

Toàn bộ lượng Cl 2 thoát ra được hấp thụ vào dung dịch KI dư :

Chuẩn độ lượng KI 3 bằng dung dịch chuẩn Na 2 S 2 O 3 :

KI 3 + 2Na 2 S 2 O 3 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaI + KI b Hàm lượng phần trăm về khối lượng MnO 2 trong quặng

Từ các phản ứng trên ta có:

Số mol Na 2 S 2 O 3 tiêu tốn để chuẩn độ 25,00 mL dung dịch X:

Số mol I 2 (dạng I 3 - ) có trong 250,0 mL dung dịch X:

Số mol MnO 2 = Số mol I 2 (theo phương trình phản ứng) = 5,625.10 -3 (mol)

Phần trăm khối lượng MnO 2 :

Hòa tan 3,1934 gam bột FeO vào 50 mL dung dịch H2SO4 3M, sau đó thêm từ từ dung dịch SnCl2 1M cho đến khi thu được dung dịch không màu Cuối cùng, để nguội và cho dung dịch vào bình định mức, thêm nước đến thể tích yêu cầu.

Trong quá trình chuẩn độ 10 mL dung dịch, cần sử dụng 17,63 mL dung dịch KMnO4 0,25N Điểm cuối của phép chuẩn độ đạt được khi có giọt KMnO4 dư đầu tiên, khiến dung dịch chuyển từ màu vàng nhạt sang màu tím, điều này có thể gây ra sai số dương do lượng KMnO4 đã được sử dụng dư Để tính phần trăm tạp chất Fe2O3 trong mẫu, cần lưu ý rằng chỉ có phản ứng oxi hóa FeO thành Fe2O3 diễn ra trong quá trình bảo quản.

5Fe 2+ + MnO 4 - + 8H + 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O n(Fe 2+ )

Phầm trăm tạp chất Fe 2 O 3 trong mẫu:

Bài số 5: Bột rhenium bị đốt cháy trong không khí tạo thành oxide A chứa 76.9% kim loại.

Khử A bằng CO khi đun nóng tạo thành một rhenium oxide C khác Ô mạng cơ sở của C là hình lậ phương (cho ở dưới) với độ dài cạnh a = 3.734 ∙ 10 -10 m.

Một số phản ứng của hợp chất rhenium được trình bày trong sơ đồ Đặc biệt, phân tử muối nghịch từ G, với thành phần 33.08% Re và 6.95% K về khối lượng, chứa hai nguyên tử rhenium và có liên kết rhenium-rhenium.

1 Xác định công thức các chất A - G và viết các phương trình phản ứng Gợi ý: Rhenium và manganese thuộc cùng nhóm trong bảng tuần hoàn và có một số tính chất tương đồng nhau.

2 Theo quan điểm của bạn thì B có tính acid mạnh, yếu hay trung bình?

3 Tính khối lượng riêng lí thuyết của tinh thể oxide С.

4 Xác định độ bội của liên kết rhenium-rhenium trong cấu trúc của G và xác định các kiểu liên kết ( , , ) được tạo thành trong hợp chất này.

(Trích IMChO 2010 – vòng I - Bản dịch của Tạp chí KEM) Đáp án:

2KReO 4 + 4H 3 PO 2 + 8HBr K 2 [Re 2 Br 8 ] ã2H 2 O + 4H 3 PO 3 + 2H 2 O

2 B là acid mạnh, do có 3 nguyên tử oxy đầu mạch (hút electron mạnh).

4 Cấu hình electron của Re +3 là 5d 4 6s 0 6p 0 Chú ý đến tính chất nghịch từ của K 2 [Re 2 Br 8 ] ∙ 2H 2 O, có thể đề xuất rằng có sự ghép cặp của tất cả các electron độc thân của 2 nguyên tử rhenium cạnh nhau và tạo thành liên kết rhenium-rhenium bậc 4 Sự tạo thành liên kết này có thể được biểu diễn như sau:

Sự tạo thành liên kết kim loại - kim loại ở rhenium liên quan đến các d-electron và hình dạng của d-orbital Cụ thể, một liên kết sigma được hình thành do sự xen phủ các d-orbital dọc theo trục z của nguyên tử rhenium Ngoài ra, có hai liên kết pi được hình thành từ sự xen phủ của các d-orbital bên trục z Cuối cùng, liên kết delta là kết quả của sự xen phủ các d-orbital trong mặt phẳng xy Như vậy, rhenium có tổng cộng bốn loại liên kết khác nhau.

K 2 [Re 2 Br 8 ] ∙ 2H 2 O có thể được mô tả là (1 + 2 + 1 ).

III.2 HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VỀ CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC NHÓM VIIB, VIIIB

III.2.1 Hệ thống câu hỏi về các nguyên tố nhóm VIIB, VIIIB

Ion hydrat hóa của Fe(III), ký hiệu A, có moment từ là 5.9 B Khi A bị khử trong dung dịch và thêm ion CN- dư, tạo ra ion phức nghịch B Khi hòa tan FeCl3 trong nước, dung dịch thu được có màu vàng đậm Tiếp theo, khi thêm NaS2CNR2 vào dung dịch này, phức C được hình thành với moment từ bất thường, ở nhiệt độ thấp có giá trị là 1.7.

B trong khi ở nhiệt độ cao là 5.9 B Sử dụng thuyết trường tinh thể, chỉ ra trạng thái oxi hoá của Fe và số electron d trong các ion phức. Đáp án:

A là phức của Fe(III) nên ion trung tâm trong A chứa 5 electron d ở lớp vỏ hóa trị Fe 3+ : [Ar]3d 5

Khử A thu được phức B nghịch từ nên B là phức spin thấp của Fe(II) với 4 electron d ở lớp vỏ hóa trị.

Phức C là sản phẩm của ion Fe(III) kết hợp với NaS2CNR2 Ở nhiệt độ thấp, phức C tồn tại dưới dạng C1 với độ bền 1,7 B, trong khi ở nhiệt độ cao, phức này chuyển sang dạng C2 với độ bền 5,9 B Sự thay đổi này xác nhận rằng ion trung tâm trong phức C vẫn là ion Fe(III).

Câu 2: Hợp chất Pt có hóa trị II với công thức chung [PtX 2 (amin) 2 ] (ở đây X là Cl hoặc X 2 là

SO 42- , manolat ) đã có nhiều ứng dụng trong khoa học và cuộc sống vì hoạt tính sinh học trong việc chữa trị các khối u.

Hợp chất nổi bật nhất là [PtCl2(NH3)2] với cấu trúc vuông phẳng, tồn tại dưới hai đồng phân hình học, trong đó một đồng phân có khả năng chữa bệnh ung thư.

1 Vẽ cấu trúc không gian của 2 đồng phân.

2 Có bao nhiêu đồng phân [PtClBr(NH 3 ) 2 ] Phác họa cấu trúc các đồng phân này.

3 Nếu thay 2NH 3 (đơn càng) bằng phối tử hai càng như 1,2-điaminetan (kí hiệu là en) ta thu được một đồng phân duy nhất có công thức [PtClBr(en)].Vẽ cấu trúc không gian của phức này. Đáp án:

Câu 3: Viết cấu hình electron của nguyên tử Fe (Z = 26) và ion Fe 2+ Giải thích tại sao ion

Fe 2+ lại có cấu hình như vậy.

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	1,31 MB