sắp xếp hệ thống bài tập kim loại VIIB, VIIIB h01

CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

MỤC LỤC

Trang 1


04/08/201
9

CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

MỞ ĐẦU
Hóa học vô cơ là một bộ phận quan trọng của Hóa học. Hóa học vô cơ hiện đại phát triển theo hướng
rất mới mẻ, gắn liền với thực tế đời sống, sản xuất và luôn kết hợp các phương tiện nghiên cứu hiện
đại.
Trong dạy học hóa học, hóa học vô cơ góp phần bồi dưỡng thế giới quan duy vật biện chứng và phát
triển tư duy của học sinh theo hướng hiện đại, tức là vận dụng nhiều học thuyết để giải thích hiện
tượng, gắn lý thuyết vô cơ với thực tiễn và nhất là không tách rời với kết quả thực nghiệm mà các thiết
bị hiện đại đã cung cấp.
Nội dung chuyên đề này, chúng tôi chỉ đi sâu tìm tòi, sắp xếp hệ thống bài tập kim loại VIIB, VIIIB để
phục vụ cho các kỳ thi học sinh giỏi. Tính chất cũng như kiến thức liên quan đến hai nhóm kim loại
chuyển tiếp này là rất phức tạp nên chúng tôi chỉ cố gắng lựa chọn những bài tập trọng tâm, có tác
dụng xây dựng nền tảng kiến thức cho học sinh như: từ tính của phức chất và chuyển hóa giữa các
phức chất. Chúng tôi rất chú trọng đến việc vận dụng học thuyết để giải thích hiện tượng và hạn chế
tính toán nặng nề. Các bài tập chủ yếu được trích từ nguồn các đề thi Hóa học Quốc gia, Quốc tế với
mong muốn cập nhật những kiến thức mới mà quốc tế đang hướng đến, vừa để nâng cao kiến thức cho
giáo viên vừa góp phần phát triển năng lực tư duy cho học sinh giỏi.

A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I. Các nguyên tố nhóm VIIB
1. Đặc điểm của các nguyên tố Mn, Tc, Re
Ki
Năng lượng ion hóa (eV)
Cấu hình
m
Z
electron
I1
I2
I3
loại
Mn 25
[Ar]3d54s2
7,43
15,63
33,69
5
Tc 43
[Kr]4d 5s2
7,28
15,26
29,50
14
5
2
Re 75 [Xe]4f 5d 6s
7,79
13,10

26,00
2. Tính chất vật lí
Tính chất
Khối lượng riêng (g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy (oC)
Nhiệt độ sôi (oC)
Độ dẫn điện (so với Hg = 1)
Độ cứng (so với kim cương = 10)
Nhiệt thăng hoa (kJ/mol)

R n tử

Eo (V)

1,30
1,36
1,37

-1,18 (Mn2+/Mn)
+0,40 (Te2+/Te)
+0,30 (Re3+/Re)

Mn

Tc

Re

7,44
1244

2080
5
5-6
280

11,49
2140
4900
649

21,04
3180
5900
4,5
7,4
777

Trang 2


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

3. Hợp chất cacbonyl
Những cacbonyl của Mn, Tc, Re có công thức chung là E 2(CO)10 (ở đây E là Mn, Tc, Re). Phân tử có
tính nghịch từ và nguyên tử có số oxi hóa bằng không nên hợp chất là cacbonyl hai nhân trong đó có
liên kết kim loại-kim loại.
4. Hợp chất của mangan

4.1. Hợp chất mangan(II)
1- Mangan (II) oxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Chất bột màu xám lục, nóng chảy ở 1780 oC, không tan trong nước.
- Tính chất hóa học: có tính khử, trong không khí ở 200-300 oC biến thành đioxit.
- Ứng dụng: làm chất xúc tác trong các phản ứng hữu cơ.
- Điều chế: Khử các oxit cao của mangan bằng CO hoặc H 2; nhiệt phân muối cacbonat hay oxalat của
Mn(II).
2- Mangan (II) hiđroxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Mn(OH)2 là chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước nhưng tan
được khi có mặt muối amoni.
- Tính chất hóa học: có tính bazơ yếu và tan dễ trong dung dịch axit tạo thành muối Mn(II); thể hiện
tính lưỡng tính rất yếu, kết tủa Mn(OH)2 chỉ tan ít trong dung dịch kiềm rất đặc.
3- Muối mangan (II):
- Màu sắc ion Mn2+ trong dung dịch nước có màu hồng nhạt.
-Tính tan: đa số các muối Mn(II) đều dễ tan trong nước. Các muối ít tan là: MnS, Mn 3(PO4)2 và
MnCO3 hơi ít tan.
4- Phức chất mangan (II):
- Ion Mn2+ có thể tạo nên nhiều phức chất nhưng hằng số bền của những phức chất đó không lớn hơn
so với hằng số bền của phức chất các kim loại hóa trị II khác như Fe, Co, Cu, Ni vì Mn 2+ có bán kính
lớn nhất trong các kim loại hóa trị II và năng lượng làm bền bởi trường tinh thể của các phức chất
Mn2+ đều bằng số không.
4.2. Hợp chất Mangan (III)
1- Mangan (III) oxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất bột màu đen, không tan trong nước.
- Mn2O3 tạo nên phức chất của Mn3+ khi tan trong axit flohiđric, axit xianhiđric
2- Trimangan tetraoxit
- Trạng thái, màu sắc: là chất ở dạng tinh thể, có thể có các màu vàng, đỏ hoặc đen tùy thuộc phương
pháp điều chế.
4.3. Hợp chất của mangan (IV)
1- Mangan (IV) oxit

- Trạng thái, màu sắc: là chất bột màu đen có thành phần không hợp thức.
- Tính chất hóa học: ở điều kiện thường, nó là oxit bền nhất trong các oxit của mangan, không tan
trong nước và tương đối trơ.
Trang 3


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

Tính oxi hóa: MnO2 + 4HCl

→

04/08/201
9

MnCl2 + Cl2 + H2O

Tự oxi hóa – khử: 2MnO2 + 6KOH

→

K3MnO4 + K3[Mn(OH)6]

Khi nấu nóng chảy với kiềm hoặc oxit bazơ kiềm sẽ tạo muối manganit:
MnO2 + 2NaOH
MnO2 + CaO

Na2MnO3 + H2O

→

→

CaMnO3

4.4. Hợp chất mangan (VI):
Mangan (VI) chỉ biết được trong ion manganat có màu lục thẫm.
Manganat kim loại kiềm tan và bền trong dung dịch kiềm nhưng tự phân hủy trong các môi trường
trung tính và axit:
3MnO42- + 2H2O

→

2MnO4- + MnO2 + 4OH-

Muối manganat là chất oxi hóa mạnh, nhưng với chất oxi hóa mạnh hơn sẽ thể hiện tính khử:
2K2MnO4 + Cl2

→

2KMnO4 + 2KCl

4.5. Hợp chất mangan (VII):
1- Oxit pemanganic (Mn2O7)
- Ở nhiệt độ thấp là chất ở dạng tinh thể màu lục thẫm, bền dưới -5 oC, nóng chảy ở 6 oC biến thành
chất lỏng giống dầu có màu đỏ thẫm trong ánh sáng phản chiếu.
- Bị phân hủy ở 10 oC: Mn2O7 + H2O

→

2MnO2 + O3

- Tan trong nước tạo thành dung dịch axit pemanganic: Mn2O7 + H2O

→

2HMnO4

2- Axit pemanganic (HMnO4)
- Là một axit mạnh.
- Trong dung dịch nước có màu tím đỏ, tương đối bền trong dung dịch loãng nhưng phân hủy khi dung
dịch có nồng độ trên 20%.
3- Kali pemanganat (KMnO4)
- Là chất ở dạng tinh thể màu tím đen, tan trong nước cho màu tím đỏ.
- Dễ bị nhiệt phân:
Ở trên 200 oC: 2KMnO4
Ở trên 500 oC: 4KMnO4

→
→

K2MnO4 + MnO2 + O2
2K2MnO3 + 2MnO2 + 3O2

- Có tính oxi hóa rất mạnh.
MnO4- bị khử đến Mn2+ trong môi trường axit, đến MnO 2 trong môi trường trung tính và đến MnO 42trong môi trường kiềm.
Trang 4


04/08/201

9

CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

II. Các nguyên tố nhóm VIIIB
1. Thế điện cực của Fe, Co, Ni
Trong môi trường axit:

Trong môi trường bazơ:

Fe3+ +0,77V Fe2+ -0,44V

Fe

Fe(OH)3

-0,56V

+1,95V

Co2+

-0,88V

Fe

-0,77V

-0,04V

Co3+

Fe(OH)2

-0,29V

Co

+0,17V

Co(OH)3

Co(OH)2

-0,71V

Co

-0,42V
+0,46V
+1,56V
NiO2
Ni2+ -0,26V

Ni

+0,49V Ni(OH)2

NiO2

-0,72V Ni

2. Đặc điểm của các nguyên tố Fe, Co, Ni
Ki
m
loại

Z

Fe

26

Co

27

Ni

28

Năng lượng ion hóa, kJ/mol

Cấu hình
electron
[Ar]3d64s
2

[Ar]3d74s
2

[Ar]3d84s
2

I1
762,
5
760,
4
737,
1

R n tử

R ion
M2+

M3+

1,26

0,80

0,67

9840

1,25

0,78

0,64

1040
0

1,24

0,74

-

I2

I3

I4

I5

I6

1561

2957

5290

7240

9600

1646

3232

4950

7670

1753

3393

5300

7280

3. Tính chất vật lí
Bảng các hằng số vật lí quan trọng của Fe, Co, Ni
Tính chất

Fe

Co

Ni

Khối lượng riêng (g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy (oC)

Nhiệt độ sôi (oC)
Độ dẫn điện (so với Hg = 1)
Độ cứng (so với kim cương = 10)
Nhiệt thăng hoa (kJ/mol)

7,91
1536
2880
10
4-5
418

8,90
1495
3100
10
5,5
425

8,90
1453
3185
14
5
424

4. Tính chất hóa học chung của đơn chất Fe, Co, Ni
4.1. Tác dụng với phi kim:
- Hydro.
- Nhóm IVA (cacbon, siclic).

- Nhóm VA (nitơ, photpho).
Trang 5


04/08/201
9

CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

- Nhóm VIA (oxi, lưu huỳnh, selen, telu).
- Nhóm halogen.
4.2. Tác dụng với hơi nước.
4.3. Tác dụng với axit:
- HCl, H2SO4 loãng.
- HNO3 đặc và loãng, đặc.
4.4. Tác dụng với dung dịch muối
4.5. Tác dụng của Fe với dung dịch kiềm
5. Hợp chất sắt(II), coban(II), niken(II)
5.1. Hợp chất sắt(II)
1- Sắt(II) oxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan: chất rắn tinh thể có màu đen, không tan trong nước.
- Tính chất hóa học: Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit); tính khử (phản ứng với oxi, HNO 3,
H2SO4 đặc...).
2- Sắt(II) hiđroxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan: có màu trắng nhưng trong không khí chuyển màu lục rồi nâu đỏ, không
tan trong nước.
Fe(OH)2

€

Fe2+ + 2OH-

T = 8,0.10-16

Fe(OH)2

€

Fe(OH)+ + OH-

Kb = 3,0.10-10

Fe(OH)2

€

H+ + HFeO

Ka = 8,0.10-20
−
2

- Tính chất hóa học: Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit); tính khử (phản ứng với oxi không khí,
Cl2, H2O2, HNO3, H2SO4 đặc…), tính axit rất yếu (tan trong kiềm đặc nóng).
3- Muối sắt(II):
- Màu sắc, tính tan: Màu trắng
Tính tan: đa số các muối Fe(II) đều dễ tan trong nước. Các muối ít tan là:
Muối

FeCO3

FeS

FeC2O4

FeS2

Fe4[Fe(CN)6]3

Tích số tan

3,5.10-11

5,0.10-18

2,0.10-7

6,3.10-31

3,0.10-41

- Màu sắc ion Fe2+ trong dung dịch nước: màu lục rất nhạt
- Tính chất hóa học:
Phản ứng thủy phân:
[Fe(H2O)6]2+ + H2O

€

[Fe(H2O)5(OH)]+ + H3O+

pKa = 6,74.

Tính khử (phản ứng với oxi, Cl2, H2O2, KMnO4, HNO3, H2SO4 đặc…).
4FeSO4 + O2 + 2H2O

→

4Fe(OH)SO4

Trang 6


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

- Khả năng tạo muối kép: M2SO4.FeSO4.12H2O.
M = NH muối Mo (Mohr).
+
4

4- Phức chất sắt(II):
- Hemoglobin
5.2. Hợp chất coban(II)
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 + O2

→

Co3O4 (400 – 7000C).

2- Coban (II) hiđroxit
- 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 lưỡng tính, nhưng 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)

→

Na2[Co(OH)4].

Tính khử: oxi hóa chậm trong không khí, chuyển thành Co(OH) 3 màu hung; tác dụng với NaClO, Cl 2,
Br2, H2O2 trong môi trường kiềm:
4Co(OH)2 + O2 + 2H2O
2Co(OH)2 + H2O2

→

4Co(OH)3

→

2Co(OH)3

2Co(OH)2 + Cl2 + 2NaOH

→

2Co(OH)3 + 2NaCl

Phản ứng tạo phức với dung dịch NH3, dung dịch KCN…
Co(OH)2 + 6NH3 (đặc)

→

[Co(NH3)6](OH)2 (vàng)

3- Muối Co(II)
- Trạng thái, màu sắc, tính tan:
[Co(H2O)6]2+ + H2O

€

[Co(H2O)5(OH)]+ + H3O+

pKa = 8,90.

Đa số các muối Co(II) đều dễ tan trong nước. Các muối ít tan là:
-CoS

Muối

CoCO3

α

Tích số tan

1.10-10

4.10-21

β

-CoS

2.10-25

CoC2O4

Co2[Fe(CN)6] Co(IO3)2

6,3.10-8

4,8.10-38

1.10-4
Trang 7


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

- Tính khử: Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như NaClO, Br 2, Cl2, H2O2 trong môi trường kiềm tạo
ra Co(OH)3, trong môi trường axit hầu như không thể hiện tính khử.
2CoCl2 + NaClO + 4NaOH + H2O
2CoCl2 + H2O2 + 4NaOH

→

2Co(OH)3

2Co(OH)3

→

+ 5NaCl
↓

+ 4NaCl
↓

2+

- Khả năng tạo phức chất của Co .
Các phức bát diện trường yếu: [Co(H2O)6]2+, [Co(NH3)6]2+; [CoF6]4Các phức bát diện trường mạnh: [Co(CN)6]4-, [Co(NO2)6]4Các phức tứ diện: [CoCl4]2- , [CoBr4]2-, [Co(OH)4]2-, [Co(SCN)4]25.3. Hợp chất Niken(II)
1- Niken(II) oxit:
- Trạng thái, màu sắc là chất bột màu xanh, không tan trong nước (pT = 15,77).
NiO + 7H2O

→

[Ni(H2O)6]2+ + 2OH-

- Tính chất hóa học Tính oxi hóa: hydro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch
axit tạo ra muối Ni(II).
2- Niken(II) hiđroxit
- 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 NH3.
Ni(OH)2 + Cl2 + KOH (đặc)

→

Ni(OH)3 + KCl + H2O

Ni(OH)2 + K2S2O8 + 2KOH (đặc) + (n-2)H2O

→

NiO2.nH2O (đen) + 2K2SO4.

3- Muối Ni(II)
- Trạng thái, màu sắc, tính tan:

€

[Co(H2O)6]2+ + H2O

[Co(H2O)5(OH)]+ + H3O+

pKa = 10,92.

Đa số các muối Ni(II) đều dễ tan trong nước. Các muối ít tan là:
-NiS

Muối

NiCO3

α

Tích
số tan

1,3.10-7

3,2.10-19

β

-NiS

1,0.10-24

NiC2O4
4,0.10-10

Ni(CN)
2

Ni2[Fe(CN)6

]

3,0.10-23 1,3.10-15

Ni(ClO3)2 Ni(IO3)2
1,0.10-4

1,4.10-8

- Khả năng tạo phức chất của Ni(II)
Các phức bát diện trường yếu: [Ni(H2O)6]2+, [Ni(NH3)6]2+
Trang 8


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

Các phức vuông phẳng trường mạnh: [Ni(CN)4]2Các phức vuông phẳng trường yếu: [NiCl4]26. Hợp chất sắt(III), coban(III), niken(III)
6.1. Hợp chất sắt(III)
1- Sắt(III) oxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan: chất bột màu nâu đỏ, không tan trong nước.
- Trạng thái tự nhiên: có trong quặng hematit đỏ, hematit nâu.
- Tính chất hóa học:
Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit)
Tính axit: tan trong kiếm nóng chảy tạo thành ferit.
Fe2O3 + Na2CO3
Fe2O3 + 2NaOH

→
→

2NaFeO2 + CO2
2NaFeO2 + H2O

- Tính oxi hóa (nung nóng với C, CO, H2, Al...);
- Tính khử: (Thể hiện khi nấu chảy với hỗn hợp KNO3 và KOH hoặc nấu chảy với Na2O2).
Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH
Fe2O3 + 3Na2O2

→

→

2K2FeO2 + 3KNO2 + 2H2O

2Na2FeO2 + Na2O

- Điều chế.
2- Sắt(III) hiđroxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan.
- Tính chất hóa học
Fe(OH)3 €

Fe3+ + 3OH-

Tt = 6,3.10-38

Fe(OH)3 €

Fe(OH)22+ + OH-

K = 1,0.10-17

Tính bazơ (phản ứng với dung dịch axit); tính axit yếu ( đun nóng với dung dịch kiềm đặc hoặc nung
nóng chảy với hợp chất có tính kiềm như Na 2CO3, K2CO3…); phản ứng nhiệt phân, tính khử (tác
dụng với Cl2 khi có mặt NaOH đặc..
- Điều chế: cho dung dịch muối Fe(III) tác dụng với một tác nhân như bazơ kiềm, dung dịch NH 3,
dung dịch cacbonat kim loại kiềm.
3- Muối sắt(III):
- Màu sắc, tính tan.
- Màu sắc ion Fe3+ trong dung dịch nước.
- Tính chất hóa học:
Phản ứng thủy phân.

Trang 9


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

Tính oxi hóa: Tác dụng với hydro mới sinh, khí SO2, Zn và các dung dịch Na2SO3, H2S, KI, SnCl2, khí
Cl2 khi có mặt NaOH đặc.
2FeCl3 + HCl đặc + H[SnCl3]

→

2FeCl2 + H2[SnCl6]

- Khả năng tạo muối kép: Muối Mo (Mohr).
4- Phức chất sắt(III):
Phức chất [FeF6]3- (Kb= 1,2.1016) , [Fe(CN)6]3- (Kb=8.1043).
Phức chất [Fe(SCN)x]-(x-3): x = 1 6.
÷

6.2. Hợp chất coban(III)
1- Coban(III) oxit
- Trạng thái, màu sắc
- Tính chất hóa học
Tính oxi hóa: hydro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch HCl giải phóng Cl 2;
với H2SO4 giải phóng O2:
2- Coban(III) hiđroxit
- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Tt = 4.10-45.
- Tính chất hóa học
Tính lưỡng tính: Tan trong axit tạo muối Co(III) không bền, tan trong kiềm đặc dư tạo thành muối
hiđroxo chứa [Co(OH)6]3-.
3- Muối Co(III):
- Tính oxi hoá mạnh:
- Khả năng tạo phức chất của Co3+:
Phức bát diện trường yếu: [CoF6]4- (phức trường yếu duy nhất)
Các phức bát diện trường mạnh: [Co(NH3)6]3+, [Co(CN)6]4-, [Co(NO2)6]4-…
- Coban(III) oxit:
Trạng thái, màu sắc: là chất bọt màu nâu sẫm, nung đến 600 oC chuyển thành chất bột Co3O4 màu đen
và ở trên 1300 oC chuyển thành CoO.
Tính chất hóa học: Tính oxi hóa: hydro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch HCl
giải phóng Cl2; với H2SO4 giải phóng O2:
Co2O3 + 6HCl

→

2Co2O3 + 4H2SO4

2CoCl2 + Cl2 + 3H2O
→

4CoSO4 + O2 + 4H2O

- Coban(II, IV) oxit:
Trạng thái, màu sắc: là chất bột màu đen, nung ở trên 1300 oC chuyển thành CoO.

Trang 10


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

Tính chất hóa học: Tính oxi hóa: hydro khử thành kim loại khi nung nóng; tác dụng với dung dịch HCl
giải phóng Cl2:
Co3O4 + 8HCl

→

3CoCl2 + Cl2 + 4H2O

Co3O4 có cấu trúc tương tự như Mn3O4, nghĩa là có ion kim loại hóa trị II và hóa trị IV, được xem là

muối của Co(II): Co2II[CoIVO4].
- Co(OH)3:
Trạng thái, màu sắc: là chất bột màu nâu đen, không tan trong nước (Tt = 4.10-45).
Tính chất hóa học: Tính lưỡng tính: tan trong axit tạo muối Co(III), tan trong kiềm đặc dư tạo thành
muối hiđroxo:
Co(OH)3 + 3KOHđặc nóng

→

K3[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 được ở trạng thái bột màu hung.
2CoCl3

→

2CoCl2 + Cl2

2Co2(SO4)3 + 2H2O

→

4CoSO4 + O2 + 2H2SO4

B. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP
I. NHÓM VIIB
DẠNG 1: CẤU TẠO, ĐỒNG PHÂN, MÀU SẮC
Câu 1: (PreICho 2018)
Mangan có thể đạt số oxi hóa cao nhất trong số các kim loại chuyển tiếp của dãy thứ nhất. Câu hỏi

dưới đây liên quan đến cấu trúc electron, tổng hợp phức chất ciano, fluoro của Mn(I) đến Mn(IV).
Mn(I)
Kim loại Mn phản ứng chậm với nước nhưng tan dễ dàng trong dung dịch NaCN 2M không chứa oxi,
tạo thành hợp chất không màu, nghịch từ Na5[Mn(CN)6] (1).
1. Viết PTHH (1).
2. Vẽ giản đồ tách năng lượng cho phức chất trên và điền electron vào các obital.
Mn(II)
Hợp chất tan Mn(II) như clorrua, nitrat, sunfat là những nguyên liệu ban đầu cho quá trình điều chế
phức chất của mangan. Mn2+(aq) trong dung dịch không chứa oxi phản ứng với lượng dư CN - tạo ra
ion phức màu xanh [Mn(CN)6]4- với momen từ ứng với 1 electron không ghép đôi (độc thân).
3. Mn2+(aq) ion có thể được xem như là một phức hexaaqua spin cao. Vẽ giản đồ tách năng lượng, điền
electron vào orbital và dự đoán
số electron không ghép đôi trong phức chất.
4. Vẽ giản đồ tách năng lượng, điền electron vào orbital đối với phức [Mn(CN)6]4-.
Mn(III)
Phức màu đỏ [Mn(CN)6]3- là một ví dụ cho phức Mn(III) spin thấp. Nó có thể được điều chế bởi 3 cách
sau đây:
i. Sục không khí qua dung dịch muối Mn(II) và một lượng dư CN-.
Trang 11


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

ii. [Mn(CN)6]4- bị oxi hóa bởi dung dịch H2O2 3% (3).
iii. MnCl2 bị oxi hóa bởi axit nitric trong lượng dư axit photphoric (tạo NO) (4). Một kết tủa màu xám
xanh sinh ra được lọc khỏi hỗn hợp và hòa tan trong dung dịch KCN ở 80 oC (không xảy ra phản ứng
oxi hóa-khử) (5).

5. Viết PTHH từ (2)–(5), phản ứng (2) và (3) viết dưới dạng ion.
6. Vẽ giản đồ tách năng lượng, điền electron vào orbital đối với phức [Mn(CN)6]3-.
7. Phức màu tím K3[MnF6] có thể được điều chế bằng cách hòa tan MnO 2 trong dung dịch KHF2 (6).
Viết PTHH (6).
8. Các phức Mn(III) khác dường như tồn tại với số phối trí rất khác nhau: Na 2[MnF5], Cs[MnF4]. Thực
tế, số phối trí của Mn trong cả 2 trường hợp đều là 6. Những đơn vị bát diện MnF 6 trong cấu trúc của
những muối này liên kết với nhau qua cầu nguyên tử F. Vẽ giản đồ tách năng lượng, điền electron vào
orbital đối với [MnF6]3-.
9. Dự đoán cấu trúc của chuỗi 1D anion trong Na2[MnF5].
10.
Dự
đoán
cấu
trúc
của
chuỗi
2D
anion
trong
Cs[MnF 4].
Mn(IV)
Sự oxi hóa ion [Mn(CN)6]3- bởi nitrosyl clorua tạo ra ion [Mn(CN) 6]2-. Khi được chiếu sáng ion này bị
khử quang hóa tạo ra ion tứ diện [Mn(CN)4]2-.
11. Vẽ giản đồ tách năng lượng, điền electron vào orbital đối với [Mn(CN)6]2-.
12. Vì sao tất cả phức tứ diện thông thường có spin cao? Vẽ giản đồ tách năng lượng, điền electron
vào orbital đối với [Mn(CN)4]2-.
13. Phức màu vàng K2[MnF6] có thể được điều chế bằng cách khử KMnO 4 bởi hydrogen peroxide
với sự có mặt của KHF2 và HF (7). Viết PTHH (7).
14. Cấu trúc electron của [MnF6]2- được mô tả một cách định tính bởi giản đồ tách năng lượng như
giản đồ của [Mn(CN)6]2-. Vì sao?

15. Rất thú vị, phức K2[MnF6] được sử dụng để điều chế hợp chất không điện li của fluoro. Khi đun
nóng, nó phản ứng với SbF5 tạo ra K[SbF6], MnF2 và fluoro (8). Viết PTHH (8).
Hướng dẫn giải:
1. (1) 2 Mn + 12 NaCN + 2 H2O → 2 Na5[Mn(CN)6] + H2 + 2 NaOH

2.
3. Số electron độc thân là 5

4.
Trang 12


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

5. (2) 4Mn2+ + O2 + 24 CN- + 2 H2O → 4[Mn(CN)6]3- + 4 OH(3)
2[Mn(CN)6]4+
H2O2
→
2[Mn(CN)6]3+
2OH(4) 3 MnCl 2 + HNO3 + 3 H3PO4 → 3 MnPO4↓ + NO + 6 HCl + 2 H 2O
(5) MnPO4 + 6 KCN → K3[Mn(CN)6] + K3PO4

6.
7. (6) 4 MnO2 + 12 KHF2 → 4 K3[MnF6] + O2 + 6 H2O

8.
9. Hai cấu trúc bát diện lân cận chia sẻ 1 cầu nguyên tử F, ứng với công thức [MnF5]2-:

10. Hai cấu trúc bát diện lân cận chia sẻ 2 cầu nguyên tử F, ứng với công thức [MnF4]-:

Tuy nhiên với cấu trúc 2D, có 4 cầu nguyên tử F đối với mỗi đơn vị bát diện:

Trang 13


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

11.
12. Vì thông số tách trong trường tứ diện khoảng ½ trong trường bát diện (chính xác là ∆ tứ diện = -4/9∆bát
diện, dấu trừ chỉ sự đảo chiều trong việc tách orbital trong trường tứ diện) và ∆ tứ diện cũng luôn luôn nhỏ
hơn năng lượng ghép đôi electron P nên phức tứ diện luôn có spin cao.

13. (7) 2 KMnO4 + 3 H2O2 + 2 KHF2 + 8 HF → 2 K2[MnF6] + 3 O2 + 8 H2O
14. Phức Mn(IV) có cấu hình d3. Vì 3e này chỉ chiếm mức t 2g nên cấu hình spin thấp và cao không thể
tạo ra dù cho có sự tách trong trường tinh thể.
15.
K2[MnF6]
+
2
SbF5
→
2
K[SbF6]
+

MnF2
+
F2
Câu 2:
Trong giờ học, thầy giáo dạy Hóa cho các học sinh xem một số chiếc cốc chứa các dung dịch và một
cái lọ chứa chất bột màu nâu đên (gần như là màu đen).
“Tất cả chúng đều chứa các hợp chất của cùng một kim loại M và hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu về
tính chất hóa học của chúng. Tất cả các phản ứng được tôi miêu tả dưới dạng sơ đồ. Hãy bắt đầu với
bột oxide màu nâu đen A, trong đó hàm lượng kim loại là 63.2 %. Trong tự nhiên, A tồn tại ở dạng
khoáng chất X, là nguồn chính để sản xuất kim loại M và các hợp chất của nó.
Khi tôi đun nóng A với KNO3 và KOH thì xảy ra phản ứng 1, tạo thành chất B màu xanh lục. Đây
không phải là một chất quá bền để có thể lưu trữ, do nó có thể tham gia vào một phản ứng thú vị, trong
đó số oxi hóa của kim loại đồng thời tăng và giảm. Phản ứng này xảy ra đặc biệt nhanh nếu dung dịch
được sục khí CO2 (phản ứng 2) hoặc chỉ đơn giản là thêm một dung dịch axit vào (phản ứng 3).”
Dứt lời, thầy giáo liền đổ một ít dung dịch B vào ống nghiệm rồi thêm vào vài giọt axit H 2SO4 loãng dung dịch đổi sang màu tím, giống như dung dịch chất C.

Trang 14


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

Trong chất C, số oxi hóa của kim loại M đạt cực đại, do đó trong công nghiệp thường điều chế chất
này bằng cách sục clo vào dung dịch của hợp chất B (phản ứng 4). Cũng như B, chất C có tính oxi hóa
mạnh (đặc biệt là trong môi trường axit) và các nhà hóa học gọi nó là “tắc kè hoa”.
Thầy giáo lại tiếp tục thí nghiệm bằng cách thêm vài giọt dung dịch H 2SO4 và một lượng nhỏ
K2S vào dung dịch B, kết quả là dung dịch mất màu (phản ứng 5).
“Chúng ta thu được dung dịch của chất G. Nếu K2S dư thì thu được kết tủa D màu hồng nhạt

(phản ứng 6). Điều thú vị là khi cho kim loại M phản ứng với lưu huỳnh thì cũng thu được D, nhưng là
với màu xanh lá cây (phản ứng 7).”
1. Xác định kim loại M và các chất A, B, C, D, G.
2. Viết các phương trình phản ứng 1 - 7.
3. Xác định tên gọi của khoáng chất M, có thành phần chính là oxit A.
4. Các phản ứng 2 và 3 thuộc loại phản ứng oxi hóa-khử gì?
5. Thầy giáo đã quên nói về phản ứng A → M. Hãy đưa ra phương trình phản ứng. Phương pháp này
dùng để thu được kim loại tinh khiết, được gọi tên là gì?
6. Tại sao C lại được gọi là “tắc kè hoa”? Viết phương trình phản ứng của C với K2SO3 trong các môi
trường axit (H2SO4), trung tính và kiềm (KOH) (3 phương trình) và mô tả các biến đổi quan sát được.
7. Thầy giáo cho biết B là một chất oxi hóa mạnh. Viết phương trình phản ứng của B với K2SO3 trong
môi trường H2SO4.
Hướng dẫn giải:
1. Trước tiên, xác định kim loại dựa trên hàm lượng oxi có tronng M2Ox:
%O = 100% - 63,2% = 36,8% = 16x / (2Ar + 16x)
Ar = 0,5(16x/0,368 – 16x) = 13,74x
(Ar là nguyên tử khối của M)
Nghiệm phù hợp là:
M: Mn, A: MnO2, B: K2MnO4, C: KmnO4, G: MnSO4, D: MnS
2.
(1) MnO2 + KNO3 + 2 KOH→ K2MnO4 + KNO2 + H2O
Hoặc: 5MnO2 + 2 KNO3 + 2 KOH→ 5 K2MnO4 + N2 + 4 H2O
(2) 2 K2MnO4 + 4 CO2 + 2 H2O → 2 KMnO4 + MnO2 + 4 KHCO3
Trang 15


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

Hoặc: K2MnO4 + 2 CO2 + 2 H2O → 2 KMnO4 + MnO2 + 2 K2CO3
(3) 3 K2MnO4 + 2 H2SO4 → 2 KMnO4 + MnO2 + 2 K2SO4 + 2 H2O
(4) 2 K2MnO4 + Cl2 → 2 KMnO4 + 2 KCl
(5) 8 KMnO4 + 5 K2S + 12 H2SO4 → 9 K2SO4 + 8 MnSO4 + 12 H2O
(6) Mn SO4 + K2S → MnS + K2SO4
(7) Mn + S → MnS
3. Khoáng chất pirit
4. Phản ứng tự oxi hóa khử.
5. Nhiệt nhôm: 3 MnO2 + 4 Al → 3 Mn + 2 Al2O3
6. Gọi là “tắc kè hoa” bởi KMnO4 biến đổi màu sắc trong các môi trường khác nhau.
7. 2 KMnO4 + 5 K2SO3 + 3 H2SO4 → 6 K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 H2O (dd không màu)
2 KMnO4 + 3 K2SO3 + H2O → 3 K2SO4 + 2 MnO2 + 2 KOH (kết tủa nâu)
2 KMnO4 + K2SO3 + 2 KOH → K2SO4 + 2 K2MnO4 + H2O (dd xanh lục)
K2MnO4 + 2 K2SO3 + 2 H2SO4 → 3 K2SO4 + MnSO4 + 2 H2O
DẠNG 2: CHUYỂN HOÁ CÁC CHẤT, TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH CHẤT
Câu 1:
A là muối của kim loại X. Kết quả phân tích muối A bằng phương pháp phân tích nguyên tố được tóm
tắt trong bảng sau:
Nguyên tố
Cl
C
O
S
N
H
% khối lượng
0,00
0,00
57,38

14,38
0,00
3,62
Kết quả theo dõi sự thay đổi khối lượng theo nhiệt độ khi nung nóng muối A cho thấy, trước khi bị
nhiệt phân hủy hoàn toàn, khối lượng muối A bị giảm 30%.
Mặt khác từ A có thể thực hiện được các phản ứng trong dung dịch nước theo sơ đồ sau:

Trong đó B, C, D, E, F, G, H, I, là các chất hoặc ion có chứa kim loại X.
a) Xác định kim loại X và công thức thực nghiệm của muối A, biết trong phân tử A chỉ chứa 1 nguyên
tử X.
b) Tính toán để đưa ra công thức phân tử của A và gọi tên A.
c) Chỉ ra các chất hoặc ion tương ứng với các kí hiệu từ B đến I trong sơ đồ. Viết PTHH của các phản
ứng theo sơ đồ này.
Hướng dẫn giải :
Trang 16


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

a) Ta có: %X = (100% - (3,62 + 57,38 + 14,38)% = 24,62%.
3, 62 57,38 14,38
n H : n O : nS =
:
:
= 3,59 :3,59 :0, 448 = 8 : 8 :1
1, 008 16 32, 07
Phân tử A chỉ chứa 1 nguyên tử X ⇒ A có dạng: X(H8O8S)n (với n nguyên).

Với n = 1 ⇒
Với n = 2 ⇒

MX =

24, 62
= 54,95
0, 448
⇒ X là Mn.

MX =

24,62
= 109,9
0, 448 / 2
⇒ không có kim loại thỏa mãn.

MX =

24, 62
= 164,9
0, 448 / 3
⇒ X = Ho, tuy nhiên kim loại này không có các phản ứng như

Với n = 3 ⇒
sơ đồ ⇒ loại.
Vậy công thức thực nghiệm của A là MnH8O8S.

2−

→ I + ↓ mầu trắng ⇒ A chứa gốc sunfat ( SO 4 ) ⇒
b) Từ sơ đồ chuyển hóa ta thấy: A + BaCl 2  
có thể viết A dưới dạng: MnH8O4SO4.
Mặt khác trước khi A bị phân hủy có sự giảm 30% khối lượng ⇒ A phải chứa H2O và sự giảm khối
lượng này ứng với 4 phân tử H2O đã tách ra từ một phân tử A:
%H 2 O =

4.(2.1,008 + 1.16).100%
= 30%
54,95 + 8.1, 008 + 8.16 + 1.32,07

Vậy A là MnSO4.4H2O: Mangan (II) sunphat ngậm 4 phân tử nước.
Các chất và ion từ B đến I:
B: [Mn(NH3)6]2+
C: Mn(OH)2
D: MnO(OH)2
E: MnS
H: [Mn(CN)6]4Các PTHH:

F: MnCO3
I: MnCl2

MnSO4 + 6NH3

2−

→ [Mn(NH3)6]2+ + SO 4

MnSO4 + 2NaOH


→ Mn(OH)2 + Na2SO4

Mn(OH)2 + 1/2O2


→ MnO(OH)2

−
G: MnO 4

2−
→ MnO(OH)2 + SO4 + H2O
MnSO4 + H2O2 + 2OH-  

MnSO4 + (NH4)2S


→ MnS + (NH4)2SO4

→ MnCO3 + (NH4)2SO4
MnSO4 + (NH4)2CO3  
−

2−

→ 2 MnO 4 + 5Pb2+ + 2 SO4 + 2H2O
2MnSO4 + 5PbO2 + 4H+  
MnSO4 + 6CN-

2−

→ [Mn(CN)6]4- + SO4

Trang 17


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

MnSO4 + BaCl2

04/08/201
9


→ MnCl2 + BaSO4↓

Câu 2:
Tiến hành 3 thí nghiệm giữa 3 dung dịch đều chứa 0,166 g KI ở các môi trường khác nhau với dung
dịch KMnO4 nồng độ C (mol.L-1). Các kết quả như 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 hóa học xảy ra trong mỗi thí nghiệm, biết trong Thí nghiệm 3 có mặt
của Ba(NO3)2 dư.
b. Tính nồng độ C (mol.L-1) của dung dịch KMnO4 đã dùng.
c. Thêm 5,00 mL dung dịch CuSO4 0,02 M vào dung dịch chứa 0,166 g KI rồi điều chỉnh môi trường
như trong Thí nghiệm 1, thu được hỗn hợp X. Tính thể tích dung dịch V (mL) KMnO 4 nồng độ C
(mol.L-1) trên để phản ứng vừa đủ với hỗn hợp X.
Hướng dẫn giải:

a) Biện luận:
Ion MnO4- có tính oxi hóa phụ thuộc vào môi trường. Trong môi trường axit, nó bị khử về Mn 2+; môi
trường trung tính bị khử về MnO2; trong môi trường kiềm bị khử về MnO42-.
Ion I- có thể bị oxi hóa thành I2, IO-, IO3- và IO4-.
Có thể lập bảng số electron trao đổi của chất oxi hóa và chất khử trong các môi trường như sau:
Sản phẩm oxi hóa của ion ISản phẩm khử
của ion MnO41/2I2(-1e)
IO- (-2e)
IO3- (-6e)
IO4- (-8e)
MnO42- (+1e)
1
2
6
8
MnO2 (+3e)
1/3
2/3
2
8/3
2+
Mn (+5e)
1/5
2/5
6/5
8/5
Tỉ lệ thể tích dung dịch KMnO 4 đã dùng trong các thí nghiệm tăng dần theo tỉ lệ 1 : 10 : 40, căn cứ vào
bảng trên có thể lựa chọn các tỉ lệ tương ứng là 1/5 : 2 : 8. Từ đó xác định được thí nghiệm 1, phản
ứng xảy ra trong môi trường axit, thí nghiệm 2 xảy ra trong môi trường trung tính (hoặc kiềm yếu), thí
nghiệm 3 xảy ra trong môi trường kiềm.

Thí nghiệm 1: 10I- + 2MnO4- + 16H+ → 5I2 + 2Mn2+ + 2OHThí nghiệm 2: I- + 2MnO4- + H2O → IO2- + 2MnO2 + 2OHHoặc:

I- + 2MnO4- + 2OH- → IO- + 2MnO42- + H2O

Thí nghiệm 3: 2I- + 16MnO4- + 16OH- + Ba2+ → Ba(IO4)2↓ + 8H2O
b) Số mol của KI bằng 10-5 mol. Tính theo thí nghiệm 1, số mol KMnO4 bằng 2.10-4 mol.
Nồng độ của dung dịch KMnO4: 0,05 M.
c) Khi cho thêm CuSO4 xảy ra các phản ứng: 2Cu + 4I- → 2CuI + I2
10CuI + 4MnO4- + 32H+ → 10Cu2+ + 5I2 + 4Mn2+ + 16H2O
Cộng hai phương trình trên:
10I- + 2MnO4- + 16H+ → 5I2 + 2Mn2+ + 8H2O
Trang 18


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

Phản ứng tổng cộng không thay đổi, vì vậy việc cho thêm CuSO 4 không làm thay đổi thể tích dung
dịch KMnO4 đã dùng. Như vậy, V = 4,000 ml.
Câu 3:
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 lập phương (cho ở dưới)
với độ dài cạnh a = 3,734.10-10 m.
Re
O

Một số phản ứng của các hợp chất rhenium được cho trong sơ đồ. Cần lưu ý rằng phân tử muối nghịch
từ G (33.08 % Re và 6.95 % K về khối lượng), chứa 2 nguyên tử rhenium và có liên kết rheniumrhenium.

H2O B
Re

O2, t

A

CO, t

E
C

KOH conc.

D

H2O

F

H3PO2, HBr

G

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 (σ,
π, δ) được tạo thành trong hợp chất này.

Hướng dẫn giải:
1) Từ dữ kiện về hàm lượng nguyên tố, có thể xác định được công thức của A
: O = (76,9/186,2) : (23,1/16) = 0,413 / 1,444 = 2 : 7 (Re 2O7). Sự hydrate hóa oxide tạo thành acid
perrhenic HReO4 (B). Có thể thấy rõ từ hình ảnh rằng các nguyên tử rhenium được đặt ở đỉnh của khối
lập phương, và các nguyên tử oxygen thì nằm giữa các cạnh. Như vậy, trong một 1 mạng cơ sở của
oxide C thì có 8.(1/8) = 1 nguyên tử rhenium và 12.(1/4) = 3 nguyên tử oxygen (ReO3).
Oxide ReO3 tan trong một base tạo thành D là K2ReO4. Khi pha loãng với nước, dung dịch rhenate
(VI) có tính chất tương tự như manganate (VI), nghĩa là sẽ bị dị phân (tự oxid hóa - khử) và màu sắc
của các hợp chất rhenium tương tự như các hợp chất của manganese: E = ReO2, F = KReO4.
Trong G, tỉ lệ K : Re = (6,95/39,1) : (33,08/186,2) = 0,177/0,177 = 1 : 1. Tổng hàm lượng của kali và
rhenium nhỏ hơn 50%, do dó nhiều khả năng sẽ có 1 nguyên tố nặng nữa trong G. Trong số các
nguyên tố xuất hiện trong hệ phản ứng của chúng ta, bromine là khả thi nhất.
Khối lượng mol của G (ở dạng tối giản) là 186,2/0,3308 = 562,9 g.mol-1, 225,3 g.mol-1 thuộc về kali và
rhenium; phần còn lại - tương đương 337,6 g.mol-1 - thuộc về bromine và các nguyên tố nhẹ khác. Do
337,6/79,9 = 4,23 nên số nguyên tử bromine tối đa chỉ có thể là 4. Phần còn lại, tương đương với
337,6 – 4.79,9 = 18 g.mol-1 - 1 phân tử nước. Vậy, công thức đơn giản của G có thể là KReBr4.H2O.
Do G có 2 nguyên tử Re nên công thức phân tử là G = K2[Re2Br8].2H2O.
Trang 19


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

Công thức các chất:
А = Re2O7
B = HReO4
E = ReO2
F = KReO4
Phương trình phản ứng:
4Re + 7O2 → 2Re2O7

C = ReO3
G = K2[Re2Br8].2H2O

04/08/201
9

D = K2ReO4

Re2O7 + H2O → 2HReO4
Re2O7 + CO → 2ReO3 + CO2
ReO3 + 2KOH → K2ReO4 + H2O
3K2ReO4 + 2H2O → 2KReO4 + ReO2↓ + 4KOH
2KReO4 + 4H3PO2 + 8HBr → K2[Re2Br8].2H2O + 4H3PO3 + 2H2O
2) B là acid mạnh, do có 3 nguyên tử oxygen đầu mạch (hút electron mạnh).
3) Do ô mạng cơ sở của ReO3 chứa 1 đơn vị phân tử 1 ReO3 nên:
ρ(ReO3) = m/V= (M(ReO3))/(NA.a3)
= (1.0,2342 kg.mol-1)/(6,02.1023 mol-1.(3,734.10-10 m)3) = 7472,5 kg.m-3.
Cấu hình electron của Re+3 là 5d46s06p0. Chú ý đến tính chất nghịch từ của K 2[Re2Br8].2H2O, 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:

Do các d-electron của rhenium xảy ra sự tạo thành liên kết kim loại - kim loại và điều này đến từ số
lượng và hình dạng các d-orbital, nên có thể rút ra một kết luận rằng 1 liên kết được tạo thành bởi sự
xen phủ các d-orbital dọc theo đường nối xuyên qua các nguyên tử rhenium (hãy gọi đó là trục z),
nghĩa là một liên kết sigma (σ). 2 liên kết khác được tạo thành bởi sự xen phủ các d-orbital bên trục z,
nghĩa là có 2 liên kết pi (π). Cuối cùng, liên kết thứ tư là sự xen phủ của các d-orbital trong mặt phẳng
xy (liên kết delta - δ). Do vậy, liên kết bậc 4 trong K2[Re2Br8].2H2O có thể được mô tả là (1σ + 2π +
1δ).
II. NHÓM VIIIB
DẠNG 1: CẤU TẠO, ĐỒNG PHÂN, MÀU SẮC

Câu 1: (Olympic Hóa học Đài Loan năm 2009 – Vòng 2)
Niken (II) có cấu hình electron 3d 8. Phức [Ni(CN)4]2- nghịch từ nhưng [NiCl4]2- thuận từ với 2e độc
thân. Sắt cũng tương tự, Fe(III) có cấu hình 3d 5, [Fe(CN)6]3- có 1e độc thân còn [Fe(H2O)6]3+ có 5e độc
thân.
a. Có thể giải thích các hiện tượng trên theo VB không?
b. Giải thích các hiện tượng trên theo thuyết trường tinh thể.
Hướng dẫn giải:
Trang 20


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

a. Không thể giải quyết bằng VB.
b. Phức niken có số phối trí 4, trong đó [Ni(CN) 4]2- là phức vuông phẳng, còn [NiCl 4]2- là phức tứ diện.
Giản đồ MO của các phức như sau:

Phức của sắt có số phối trí 6 và đều có cấu trúc bát diện. Sự khác nhau ở đây do ảnh hưởng trường
phối tử. Phức [Fe(CN)6]3- là phức trường mạnh trong khi phức [Fe(H2O)6]3+ là phức trường yếu. Giản
đồ MO của từng phức như sau:

Trường mạnh

Trường yếu

Câu 2:
Tại sao không phức nào trong hai phức sau có phản ứng chuyển dịch phối tử anken – hydrua ở nhiệt
độ phòng?

Hướng dẫn giải:
Phối tử anken – hydrua đều ở vị trí cis nên không thể xảy ra phản ứng cộng di chuyển ở nhiệt độ
phòng được.
Câu 3: (Đề thi vòng 2-2006)
Coban tạo ra được các ion phức: [CoCl2(NH3)4]+ (A), [Co(CN)6]3- (B), [CoCl3(CN)3]3- (C).
a. Các ion phức trên có thể có bao nhiêu đồng phân lập thể? Vẽ cấu trúc của chúng.
b. Viết phương trình phản ứng của (A) với ion sắt (II) trong môi trường axit.
Hướng dẫn giải:
a. Ion phức (A) có 2 đồng phân:

Trang 21


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

Cl

Cl
H3N
H3N

Co

04/08/201
9

H3N

NH3

H3N

NH3
Cl

Co

Cl
NH3

NH3

Ion phức (B) có 1 đồng phân:

CN
NC
NC

Co

CN
CN

CN
Ion phức (C) có 2 đồng phân:

CN

Cl

NC
Cl

Co

CN

Cl

Cl
CN

b. [CoCl2(NH3)4]+ + Fe2+ + 4 H+

NC
Co

Cl
Cl

CN
Co2+ + Fe3+ + 2 Cl- + 4 NH4+

Câu 4: (PreIChO -2009)
Phản ứng của FeCl2 với phenanthrolin (phen) và hai đương lượng K[NCS] tạo thành phức chất bát
diện của sắt (II) Fe(phen)2(NCS)2 (A). Ở nhiệt độ nitơ lỏng A có momen từ là 0.0 B.M, nhưng ở nhiệt
độ phòng A có momen từ gần bằng 4.9 B.M. [momen từ hiệu dụng, µ eff, cho phức chất chứa n electron
độc thân là : µeff =

n(n + 2) B.M : magneton Bohr]

a. Hãy vẽ các cấu trúc các đồng phân có thể có của A.
b. Hãy xác định số electron hoá trị mà obitan d của A chiếm giữ.
c. Viết cấu hình electron của obitan d ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp tương ứng với từ tính của A.
[Nên xác định momen từ hiệu dụng trong mỗi trường hợp]
Hướng dẫn giải:
a. Hãy vẽ các cấu trúc các đồng phân có thể có của A.
Trang 22


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

b. Hãy xác định số electron hoá trị mà obitan d của A chiếm giữ.
Do lúc này sắt ở trạng thái oxy hóa +2 nên số eleectron d Fe đóng góp là 6.
c. Viết cấu hình electron của obitan d ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp tương ứng với từ tính của A.
[Nên xác định momen từ hiệu dụng trong mỗi trường hợp]
µeff = 4.9 B.M =

n(n + 2) . Giải ra thu được kết quả n = 4.

Ở nhiệt độ thấp, spin tổng bằng 0
Ở nhiệt độ cao có 4e độc thân
Câu 5: (KÌ THI IChO LẦN THỨ 16, 1984).
Ở cuối thế kỉ XVIII, Ludwig Mond (nhà hóa học người Anh gốc Đức, 1839−1909) đã khám phá ra
rằng vụn bột niken phản ứng được với cacbon mono oxit tạo thành niken tetra cacbonyl, Ni(CO) 4, là
một chất lỏng không màu và rất dễ bay hơi. Hợp chất này là một ví dụ cho quy tắc khí hiếm (quy tắc
bát tử).

Câu hỏi:
1. Sử dụng quy tắc khí hiếm (18 electron) để dự đoán công thức hợp chất cacbonyl cho Fe(0) và Cr(0)
(chỉ chứa CO và kim loại).
2. Sử dụng quy tắc khí hiếm (18 electron) để dự đoán công thức hợp chất nitrosyl của Cr(0) (chỉ chứa
NO và kim loại).
3. Hãy giải thích tại sao Mn(0) và Co(0) không hình thành phức chất cacbonyl đơn kim loại có công
thức M(CO)x (với M là kim loại), mà lại hình thành hợp chất có liên kết M − M ?
4. Hãy cho biết cấu trúc của Ni(CO)4, Mn2(CO)10 và Co2(CO)8.
Trang 23


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

5. Hãy cho biết V(CO)6 và các hợp chất ở trên là thuận từ hay nghịch từ.
6. Tại sao các phối tử cacbon mono oxit liên kết với kim loại mạnh hơn nhiều so với boron trong các
hợp chất boran (ví dụ: R3B−CO; R = ankyl)?
7. Xác định công thức hóa học của các chất A, B, C, D, E, F trong sơ đồ phản ứng sau:

Gợi ý
+ C có %C = 14,75% và %Br = 48,90%.
+ D có %Fe = 30,70% và có M = 363,8.
+ Một lượng dư trietylamin được sử dụng để tổng hợp F. Chất F có %C= 5,782% và %N= 10,11%.
8. Trong câu 7, tại sao chất F lại là [Fe(NEt3)e]2+[Fe(CO)f]2− mà không phải là [Fe(CO)f]2+
[Fe(NEt3)e]2− ?
9. Một hợp chất được điều chế bằng bột crom và benzen cũng thỏa quy tắc 18 electron.
i) Hãy vẽ cấu tạo của phức chất này.
ii) Một phức chất có cấu trúc tương tự được điều chế bằng bột sắt và xiclopentadien. Hãy vẽ cấu trúc

của phức chất này.
Hướng dẫn giải:
1. Fe(CO)5, Cr(CO)6
2. Cr(NO)4
3. Giải thích: khi hình thành Mn(CO)5 và Co(CO)4, nguyên tử Mn và Co vẫn còn một electron chưa
ghép đôi nên phân tử kém bền nên thường tồn tại dạng đime.
4. Ni(CO)4: cấu trúc tứ diện

Mn2(CO)10: 2 khối bát diện Mn(CO)5 liên kết với nhau bằng liên kết Mn−Mn, trong đó có 2 phối tử
CO nằm đồng trục với liên kết Mn−Mn còn các phối tử CO còn lại nằm vuông góc với trục Mn−Mn.
Trang 24


CHUYÊN ĐỀ: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NHÓM VIIB VÀ VIIIB

04/08/201
9

Co2(CO)8: chứa cầu nối CO và liên kết Co−Co.

5.
Fe(CO)5, Cr(CO)6, Ni(CO)4, Mn2(CO)10, Co2(CO)8: nghịch từ
V(CO)6 : thuận từ.
6. Giải thích dựa trên khái niệm liên kết ngược. IUPAC định nghĩa khái niệm liên kết ngược này
là: “Một mô tả về sự liên kết của các phối tử liên hợp π với một kim loại chuyển tiếp bao gồm một quá
trình kết hợp giữa sự cho electron từ orbital π hoặc orbital chứa cặp electron tự do của phối tử vào
orbital trống của kim loại (liên kết cho−nhận), cùng với sự phóng thích (cho ngược) electron từ orbital
d của kim loại (có tính đối xứng π đối với trục phối tử kim loại) vào orbital π* rỗng của phối tử.”
Do giữa Bo và CO không có loại liên kết này nên nó yếu hơn.
7.

A = [Fe(CO)5]
B = [HOCOFe(CO)4]
C = [FeBr2(CO)4]
D = [Fe2(CO)9]
E = [(CO)4Fe=C(OLi)CH3]
F = [Fe(NEt3)6] [Fe(CO)4]
8. Điều này là do khả năng tạo ra liên kết ngược khác nhau giữa CO và NEt3.
9.
i) Cấu trúc của dibenzencrom:

Trang 25