on thi dai hoc-nhom IB- tu luan

Chơng VII Các nguyên tố nhóm IB
Cu - Ag - Au
Thời lợng: Lý thuyết 3 tiết (13/03/06); bài tập 2 tiết (21/03/06).
Tài liệu tham khảo: Nguyễn Đức Vận. Hóa học Vô cơ. T r 161-163.
Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa Vô cơ. Bài 417, 418.
Hoàng Nhâm. Hóa học Vô cơ T3. Tr 226-252.
VII.1. Đặc điểm chung các nguyên tố nhóm IB
Lí thuyết
- Thế điện cực của Cu, Ag, Au:
Trong môi trờng axít: Trong môi trờng bazơ:
Cu
2+
Cu
+
Cu

Cu(OH)
2
Cu
2
O Cu
Ag
2+
Ag
+
Ag

AgO Ag
2
O Ag
Au

3+
Au
+
Au H
2
AuO
3
-
Au
Bảng 7- 1. Đặc điểm của các kim loại nhóm IB
Kim
loại
Z
Cấu hình
electron
Năng lợng ion hóa, kJ/mol Bán kính
nguyên tử
Độ âm điện
I
1
I
2
I
3
I
4
I
5
Cu 29 [Ar]3d
10

4s
1
745,
4
195
8
355
4
5326 7709 1,28 1,9
Ag 47 [Kr]4d
10
5s
1
731 2073 3361 5000 6700 1,44 1,9
Au 79 [Xe]4f
14
5d
10
6s
1
890,1 1980 2900 4200 5600 1,44 2,4
Câu hỏi
1- Từ sơ đồ thế điẹn cực, hãy cho biết các số oxi hoá bền của Cu, Ag, Au trong các môi trờng?
2- Hãy cho nhận xét và giải thích về các đặc điểm sau đây của các nguyên tố nhóm IB:
- Đặc điểm lớp electron hóa trị. Tại sao có sự khác nhau về tính chất hoá học giữa các kim loại IB
với các kim loại kiềm.
- Sự biến thiên bán kính nguyên tử. So sánh với bán kính nguyên tử kim loại kiềm. Giải thích.
- Sự biến đổi năng lợng ion hóa thứ nhất? Nguyên tử nào có I
1
, (I

1
+I
2
) và (I
1
+I
2
+ I
3
) nhỏ nhất?
3- Tại sao Cu, Ag, Au cùng ở phân nhóm IB nhng lại có các trạng thái oxi hoá đặc trng khác
nhau: Cu là +2, Ag là +1 và Au là +3?
VII.2. Trạng thái thiên nhiên - Thành phần đồng vị
Câu hỏi:
4- a) Nhận xét về trạng thái tồn tại và hàm lợng của các kim loại nhóm IB trong tự nhiên?
b) Trong tự nhiên các kim loại Cu, Ag, Au tồn tại ở các loại quặng chính nào?
1
-0,08V -0,36V+0,159V +0,531V
+0,57V +0,34V
+2,00V
+0,80V
+0,345V
-0,22V
+1,40V
+0,455V
+1,41V
+1,68V
+0,70V
c) Cho biết các đồng vị tự nhiên và % số nguyên tử mỗi đồng vị của các nguyên tố Cu, Ag, Au.
VII. 3. Tính chất vật lí

Bảng 7-2. Một số hằng số vật lí quan trọng của các kim loại IB
Tính chất Cu Ag Au
Khối lợng riêng (g/cm
3
) 8,93 10,49 19,30
Nhiệt độ nóng chảy,
o
C 1083 961 1063
Nhiệt độ sôi,
o
C 2600 2210 2970
Độ dẫn điện (so với Hg = 1) 57 59 40
Độ dẫn nhiệt (so với Hg =1) 46 49 35
Độ cứng (so với kim cơng =10) 3,0 2,7 2,5
Nhiệt thăng hoa, kJ/mol 339,6 283,6 366,6
Câu hỏi:
5. a) Nêu nhận xét về đặc điểm bên ngoài của các kim loại Cu, Ag, Au.
b) Cho biết cấu trúc mạng tinh thể của các kim loại IB.
6. So sánh và giải thích sự khác nhau giữa kim loại nhóm IB với IA 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.
7. Các nguyên tố Cu, Ag, Au ở trạng thái hơi có thể hình thành phân tử hai nguyên tử Cu
2
, Ag
2
,
Au
2
với năng lợng liên kết nh sau:
Phân tử Cu
2

Ag
2
Au
2
K
2
Rb
2
Cs
2
Năng lợng lk, kJ/mol 174,3 157,5 210 50,2 46,0 41,8
a) So sánh độ bền của các phân tử nhóm IB với nhóm IA, giải thích nguyên nhân.
b) Giải thích sự biến đổi độ bền liên kết trong dãy phân tử Cu
2
Ag
2
Au
2
?
VII. 4. Tính chất hóa học của Cu, Ag, Au
Lí thuyết: Nhận xét chung về hoạt tính hóa học của Cu, Ag, Au.
1- Tác dụng với phi kim: Hidro Nhóm IVA (cacbon, silic) Nhóm VA (nitơ, photpho)
Nhóm VIA (oxi, lu huỳnh) Nhóm VIIA (flo, clo, brom, iot).
- Hidro: không có phản ứng trực tiếp.
Nhóm IVA: cacbon: không có phản ứng trực tiếp.
Silic: chỉ Cu phản ứng ở nhiệt độ cao tạo ra nhiều sản phẩm: Cu
6
Si, Cu
5
Si, Cu

4
Si
Nhóm VA: nitơ: không có phản ứng trực tiếp
photpho: phản ứng trực tiếp ở nhiệt độ cao tạo Cu
3
P; AgP
2
, Au
2
P
3
.
Nhóm VIA: oxi: chỉ có Cu có phản ứng trực tiếp. Trong không khí ẩm biến thành một lợp
mỏng màu xanh là muối cacbonat bazơ.
Cu + O
2
+ CO
2
+ H
2
O

CuCO
3
.Cu(OH)
2
.
2Ag + H
2
S + O

2
= Ag
2
S + 2H
2
O
lu huỳnh: Cu và Ag phản ứng trực tiếp với S tạo Cu
2
S ( một phần CuS) và Ag
2
S.
2- Tác dụng với axit:
- HNO
3
, H
2
SO
4
đặc, H
2
SeO
4
khan nóng, nớc cờng thủy.
H
2
SeO
4
khan nóng: hoà tan Ag, Au:
2Au + 6H
2

SeO
4


Au
2
(SeO
4
)
3
+3 H
2
SeO
3
+ 3H
2
O
Nớc cờng thuỷ:
HNO
3
+ 3HCl

(NO)Cl (nitrozyl clorua) + 2Cl + 2H
2
O
- Phản ứng của Cu với dung dịch HCl, H
2
SO
4
loãng khi có mặt oxi không khí.

2Cu + O
2
+ 4HCl

2CuCl
2
+ 2H
2
O
- Phản ứng của Cu, Ag với dung dịch HI.
2
3- Tác dụng với dung dịch muối xianua khi có mặt oxi không khí hay H
2
O
2
. Phơng pháp xianua
tách vàng ra khỏi bột quặng.
2Cu + 8KCN + O
2
+ 2H
2
O = 2K
2
[Cu(CN)
4
] + 4KOH
2Ag + 8KCN + O
2
+ 2H
2

O = 4K[Ag(CN)
2
] + 4KOH
4Au + 8NaCN + O
2
+ 2H
2
O = 4Na[Au(CN)
2
] + 4NaOH
2Au + 4NaCN + 2H
2
O
2
= 2Na[Au(CN)
2
] + 2NaOH
Câu hỏi:
8- Viết các ptp (nếu có) của Cu, Ag, Au với:
- Oxi, lu huỳnh, flo, clo. ở điều kiện thờng Cu có bị ăn mòn bởi khí F
2
không. Tại sao?
- Dung dịch axit HNO
3
, H
2
SO
4
đặc, H
2

SeO
4
khan nóng. - Nớc cờng toan.
Vì sao Au tan đợc trong nớc cờng toan? Ag có bị nớc cờng toan ăn mòn không?
9- Có hiện tợng gì xảy ra khi để các kim loại Cu; Ag ngoài không khí ẩm có chứa hơi nớc, CO
2
,
H
2
S. Viết phơng trình phản ứng.
10- a) Trong công nghiệp ngời ta điều chế CuSO
4
bằng cách ngâm Cu trong dung dịch H
2
SO
4
loãng đồng thời sục O
2
liên tục. Giải thích, viết phơng trình phản ứng và chứng minh.
b) Nếu điều chế CuSO
4
bằng cách cho Cu tác dụng với H
2
SO
4
đặc, nóng có hiệu quả hơn phơng
pháp trên đây hay không? Giải thích?
11- Viết phơng trình phản ứng xảy ra khi cho Au kim loại tan trong dung dịch NaCN khi có mặt
O
2

không khí. Nêu ứng dụng của phơng pháp này trong công nghiệp khai thác vàng?
12- a) Giải thích tại sao Ag không tan trong dung dịch HCl 1N giải phóng H
2
nhng lại tan trong
dung dịch HI 1N ở 25
o
C. Cho
o
/AgAg
E
+
= 0,8V;
o
/H2H
2
E
+
= 0,0V; T
AgI
= 8,3.10
-17
; T
AgCl
= 1,8.10
-10
b) Cu có thể tan trong dung dịch HI 1N ở 25
o
C giải phóng hidro không?
Cho: E
o

(Cu
+
/Cu) = 0,531V; T
CuI
= 1,1.10
-12
.
VII. 5. Tính chất các hợp chất Cu(I), Ag(I), Au(I)
1. Số phối trí đặc trng: sp và sp
3
.
2. Tính chất vật lý: hầu hết có màu và khó tan trong nớc.
3. Tính chất hoá học
- Khả năng tạo phức: Đối với Cu(I), Ag(I), Au(I) khả năng tạo phức aquơ kém bền do đó ít có
khuynh hớng tạo hydrat tinh thể.
Tạo phức tốt với amoniac, HX đặc, xianua, thiosunfat, muối halogenua:
Ag
2
O + 4NH
3
+ H
2
O = 2[Ag(NH
3
)
2
](OH)
AgCl + NH
3
AgCl + Na

2
S
2
O
3
CuCl + HCl = H[CuCl
2
]; H
2
[CuCl
3
] : dung dịch màu vàng chanh.
- Tính khử: các hợp chất Cu(I) và Au(I) dễ bị oxi hoá, (ngay cả oxi không khí) chuyển thành dãn
xuất bền Cu(II) và Au(III):
4CuCl + O
2
+ 4HCl = 4CuCl(OH) (

lục)
4CuCl + O
2
+ 4HCl = 4CuCl
2
+ 2H
2
O
CuCl + HNO
3
(đặc, nóng) = Cu(NO
3

)
2
+ HCl + NO
2
+ H
2
O
Cu
2
O + H
2
SO
4
loãng = Cu + CuSO
4
+ H
2
O
Cu
2
O + H
2
SO
4
đặc = CuSO
4
+ H
2
O
3

Cu
2
O + 6HCl = 2H
2
[CuCl
3
] + H
2
O
Cu
2
O + 8HCl = 2H
3
[CuCl
4
] + H
2
O
Cu
2
O + 4NH
3
+ H
2
O = 2[Cu(NH
3
)
2
]
+

+ 2OH
-
Cu
2
O + 4NH
4
+
= 2[Cu(NH
3
)
2
]
+
+ 2H
+
+ H
2
O
Dung dịch của các phức này dễ thành màu xanh khi tiếp xúc với oxi không khí:
4H
3
[CuCl
4
] + O
2
= 4H
2
[CuCl
4
] + 2H

2
O
4[Cu(NH
3
)
2
]
+
+ O
2
+ 2H
2
O + 8NH
3
= 4[Cu(NH
3
)
4
]
2+
+ 4OH
-
VII. 5.1. Tính chất các hợp chất Cu(I)
Lí thuyết: Cấu hình electron của ion Cu
+
- Số phối trí đặc trng
1- Đồng(I) oxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan.
- Tính chất hóa học: Tính bazơ (Tác dụng với nớc, dung dịch HCl, H
2
SO

4
loãng ); Tính oxi hóa
(Tác dụng với H
2
, CO khi nung nóng); Tính khử (tác dụng với oxi; dung dịch HCl, H
2
SO
4
loãng
khi có mặt oxi; dung dịch H
2
SO
4
đặc; dung dịch HNO
3
); Phản ứng tạo phức chất (Tác dụng với
dung dịch HCl, dung dịch NH
3
, dung dịch muối amoni, dung dịch kiềm đặc)
- Điều chế và ứng dụng:
2- Đồng(I) halogenua
- Trạng thái, màu sắc, tính tan.
CuF CuCl CuBr CuI
Màu sắc: Đỏ thẫm trắng trắng trắng
Tt: không tan 1,2.10
-6
5,25.10
-9
1,1.10
-12

- Tính chất hóa học: Độ bền nhiệt; Phản ứng tạo phức chất (trừ CuF, tác dụng với dung dịch HX
đặc; dung dịch NH
3
; các dung dịch muối xianua, thiosunfat); Tính khử (Các dung dịch Cu(I)
halogenua không màu tan trong NH
3
hay HX khi để ngoài không khí sẽ nhanh chóng chuyển từ
không màu sang màu xanh lục của ion Cu
2+
). - ứng dụng:
Câu hỏi:
13- Viết các phơng trình phản ứng của Cu
2
O với:
a) Khí H
2
, CO khi nung nóng b) Oxi c) Dung dịch HCl, H
2
SO
4
loãng khi có mặt oxi
d) Dung dịch H
2
SO
4
đặc; dung dịch HNO
3
e) Dung dịch NH
3
, dd NH

4
Cl, dung dịch NaOH đặc.
VII. 5.2. Tính chất các hợp chất Ag(I)
Lí thuyết: Cấu hình electron của ion Ag
+
- Số phối trí đặc trng
1- Bạc(I) oxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan.
- Tính chất hóa học: Tính bazơ (Tác dụng với nớc, với khí cacbonic); Tính oxi hóa(Tác dụng với
H
2
, CO khi nung nóng, H
2
O
2
); Phản ứng tạo phức chất (Tác dụng với dung dịch NH
3
, dung dịch
muối amoni; các dung dịch muối xianua, thiosunfat).
- Điều chế và ứng dụng:
2- Bạc(I) halogenua: AgF AgCl AgBr AgI
- Trạng thái, màu sắc, tính tan.
AgF AgCl AgBr AgI
Màu sắc: vàng trắng vàng nhạt vàng đậm
Tt: tan 1,8.10
-10
5,3.10
-13
8,3.10
-17
- Tính chất hóa học: Phản ứng phân hủy khi có ánh sáng; Phản ứng tạo phức chất (Tác dụng với

dung dịch HX đặc; dung dịch NH
3
; các dung dịch muối xianua, thiosunfat).
4
- ứng dụng:
3- Bạc nitrat: - Trạng thái, màu sắc, tính tan.
- Tính chất hóa học: Phản ứng nhiệt phân; Tính oxi hóa mạnh (Tác dụng với kim loại mạnh hơn,
với dung dịch muối Fe(II), với các chất hữu cơ (anđehit, glucozơ...); Phản ứng tạo phức.
Hằng số không bền của một số phức chất nh sau:
[Ag(NH
3
)
2
]
+
[Ag(CN)
2
]
-
[Ag(S
2
O
3
)
2
]
3-
[AgI
2
]

-
[Ag(SCN)
2
]
-

K
kb
: 6.10
-8
1,4.10
-21
3,5.10
-14
1,8.10
-12
5,9.10
-9
Câu hỏi:
14. Hãy giải thích tại sao trong dung dịch amôniac, độ hoà tan của các halogenua bạc lại giảm
theo chiều từ AgCl - AgBr - AgI ?
15. Có tạo ra kết tủa trắng AgCl không khi cho HNO
3
tác dụng với dung dịch [Ag(NH
3
)
2
]

Cl ở

điều kiện chuẩn?
Cho : K
kb
[Ag(NH
3
)
2
]
+
= 6.10
-8
; T
AgCl
= 1,8.10
-10
; T
AgBr
= 5,3.10
-13
; T
AgI
= 8,3.10
-17
16- Giải thích tại sao AgI không tan trong dd NH
3
nhng lại tan trong dd KCN ở điều kiện chuẩn.
Biết: K
kb
[Ag(NH
3

)
2
]
+
= 6.10
-8
; K
kb
[Ag(CN)
2
]
-
= 1,4.10
-21
; T
AgI
= 1,8.10
-17

17- Nêu và giải thích hiện tợng xảy ra khi:
a) Cho bột Fe tác dụng với dung dịch AgNO
3
. b) Cho dd Fe(NO
3
)
2
tác dụng với dd AgNO
3
.
c) Cho từ từ dd NaOH đến d vào dd AgNO

3
. d) Cho từ từ dd NH
3
đến d vào dd AgNO
3
.
Cho biết: E
o
(Ag
+
/Ag) = 0,80V; E
o
(Fe
3+
/Fe
2+
) = 0,77V; E
o
(Fe
2+
/Fe) = -0,44V
VII. 5.3. Tính chất các hợp chất Au(I)
VII. 6. Tính chất các hợp chất Cu(II)
Lí thuyết: Cấu hình electron của ion Cu
2+
- Số phối trí đặc trng - Từ tính
Hiệu ứng Jan Teler: thờng gặp số phối trí của Cu
2+
bằng 4 (hình vuông) và bằng 6 (bát diện).
1- Đồng(II) oxit: - Trạng thái, màu sắc, tính tan.

- Tính chất hóa học: Tính bazơ (Tác dụng dung dịch axit); Tính oxi hóa (Tác dụng với H
2
, CO, C,
chất hữu cơ khi nung nóng); Phản ứng nhiệt phân. - Điều chế và ứng dụng
2- Đồng(II) hidroxit: Cu(OH)
2
- Trạng thái, màu sắc, tính tan.
- Tính chất hóa học: Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit); tính axit yếu (phản ứng với dung
dịch kiềm đặc tạo muối cuprit); phản ứng tạo phức với dung dịch NH
3
; phản ứng nhiệt phân.
- Điều chế.
- Trạng thái, màu sắc, tính tan.
Cu(OH)
2
= Cu
2+
+ 2OH
-
Tt = 2,2.10
-20
Cu(OH)
2
= Cu(OH)
+
+ OH
-
K
b
= 2,2.10

-13
Cu(OH)
2
= HCuO
2
-
+ H
+
K
a
= 1.10
-19
- Tính chất hóa học: Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit); tính axit yếu
(phản ứng với dung dịch kiềm đặc tạo muối cuprit); phản ứng tạo phức với dung dịch NH
3
; phản
ứng nhiệt phân.
Cu(OH)
2
+ 2NaOH
đặc
= Na
2
CuO
2
+ H
2
O
hoặc Cu(OH)
2

+ 2NaOH
đặc
= Na
2
[Cu(OH)
4
]
4Cu(OH)
2
= 4CuO.H
2
O + 3H
2
O
5
90-100
o
C