Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập nhóm VIIBH24

Chuyờn :

XY DNG H THNG CU HI V BI TP NHểM VIIB
V VIIIB

A. M u
Trong thi hoc sinh gii quc gia luụn cú bi tp v húa nguyờn t
trong ú cú cỏc cõu hi v bi tp v nhúm VIIB v VIIIB.
Xõy dng h thng cõu hi v bi tp nhúm VIIB v VIIIB l
chuyờn ht sc b ớch nhm cung cp cho hc sinh cỏc bi t p lm
quen trc khi tham gia vo lm bi chớnh thc trong k thi
Chuyờn ny cung cp cỏc bi tp v nhúm VIIB v VIIIB h c
sinh vn dng lm sau khi tham kho nhng quyn sỏch lý thuy t v tớnh
cht ca cỏc nguyờn t

B. Ni dung
I. Nhng bi tp ca nhúm VIIB
Bi 1
a) Tính chất hóa học của Mangan?
b) Sự biến đổi tính chất hóa học từ Mn đến Re?
c) Viết phơng trình phản ứng khi cho Mangan, Tecnexi và Reni
tác dụng với các chất sau:
1) HCl loãng và đặc.
2) H2SO4 loãng.
3) H2SO4 đặc.
4) HNO3 đặc.
Thảo luận
a, Xem thêm sách tham khảo


b) Hoạt tính hóa học giảm từ Mn đến Re.

c) Mn tan trong HCl và H2SO4 loãng. Các kim loại Re và Tc phản
ứng với các axit HNO3 và H2SO4 đặc. Ví dụ:
3Tc + 7HNO3 3HTcO4 + 7NO + 2H2O
2Re + 7H2SO4 2HReO4 + 7SO2 + 6H2O
Bi 2
a) Ngời ta có thể điều chế Mangan bằng phơng pháp điện
phân dung dịch MnSO4. Hỏi có những quá trình nào đã xảy ra
trên bề mặt điện cực khi điện phân dung dịch đó?
b) Ngoài phơng pháp điện phân có thể dùng phơng pháp nào
để điều chế Mangan?
Thảo luận
a) Điện phân dung dịch MnSO4 tơng tự nh quá trình điện
phân dung dịch NiSO4 hoặc CuSO4.
b) Có thể điều chế Mn bằng phơng pháp nhiệt kim hoặc
nhiệt silic:
3Mn3O4 + 8Al 9Mn + 4Al2O3
MnO2 + Si Mn + SiO2
Bi 3
a) Từ MnO bằng phơng pháp nào có thể thu đợc Mn(OH)2 biết
rằng MnO không tan trong nớc?
b) Bằng phản ứng nào chứng minh rằng Mn(OH)2 có tính khử?
Thảo luận
a) Chuyển MnO thành MnSO4 hoặc MnCl2, sau đó cho dung
dịch muối Mn2+ tác dụng với kiềm thu đợc kết tủa Mn(OH)2 mầu
trắng.
b) Có thể dùng phản ứng :
2Mn(OH)2 + O2 (không khí) + 2H2O Mn(OH)4


Bi 4

Viết phơng trình của các phản ứng sau:
1) MnSO4 + KClO3 + KOH(nóng chảy)
2) MnSO4 + PbO2 + HNO3
3) MnSO4 + Br2 + NaOH
4) MnBr2 + H2O2 + KOH
5) mNso4 + CaOCl2 + NaOH
Thảo luận
1) 3MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH 3K2MnO4 + 2KCl + 6H2O +
3K2SO4
2) 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4
+ 2H2O
3) MnSO4 + 2H2O2 + 4KOH K2MnO4 + 4H2O + K2SO4
4) MnSO4 + 2Br2 + 8NaOH Na2MnO4 + 4H2O + 4NaBr +
Mn2SO4
5) MnSO4 + CaOCl2 + 2NaOH MnO2 + Na2SO4 + CaCl2 + H2O
Bi 5
a) MnO2 là chất oxi hóa mạnh nhng khi tác dụng với chất oxi hóa
mạnh hơn thì MnO2 thể hiện tính khử. Tìm dẫn chứng để
minh họa cho kết luận đó.
b) Viết phơng trình của các phản ứng sau:
1) MnO2 + HCl
2) MnO2 + NaOH đặc
3) MnO2 + H2SO4
Thảo luận
Ví dụ phản ứng:
3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 + KCl + 3H2O


2MnO2 + 3PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O
Bi 6

a) Từ MnO2 bằng phản ứng nào có thể thu đợc: MnCl2, KmnO4,
Mn2O7?
b) Từ MnO2 điều chế Ba(MnO4)2. Viết các phơng trình phản
ứng.
Thảo luận
Có thể cho MnO2 tác dụng với HCl đặc thu đợc MnCl2:
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Nung hỗn hợp MnO2 + KClO3 + KOH rắn phản ứng tạo ra K2MnO4,
hòa tan, lọc dung dịch nớc lọc có K2MnO4. Axit hóa dung dịch
K2MnO4 thu đợc KMnO4. Đun nóng dung dịch ở 800C, sau đó
làm nguội, tinh thể KMnO4 xuất hiện.
Muốn thu đợc Mn2O7, cho H2SO4 đặc tác dụng với tinh thể
KMnO4:
2KMnO4 + H2SO4 2HMnO4 + K2SO4
2HMnO4 Mn2O7 + H2O
b) Nung hỗn hợp Ba(OH)2 và MnO2 trong không khí:
2Ba(OH)2 + 2MnO2 + O2 2BaMnO4 + 2H2O
3BaMnO4 + 2H2O Ba(MnO4)2 + MnO2 + 2Ba(OH)2
Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O
lọc và rửa sản phẩm, Ba(MnO4)2 còn lại trong dung dịch.
Bi 7
a) Viết phơng trình phản ứng mô tả tính oxi hóa và tính khử
của K2MnO4.
b) Có thể thu đợc H2MnO4 bằng phơng pháp cho H2SO4 đặc tác
dụng với muối K2MnO4 đợc không?
Thảo luận


a) Có thể bằng các phản ứng:
K2MnO4 + 2H2S + 2H2SO4 2S + MnSO4 + K2SO4 + 4H2O

2K2MnO4 + Cl2 2KMnO4 + 2KCl
4K2MnO4 + O2 + 2H2O 4KMnO4 + 4KOH
b) H2MnO4 không bền nhanh chóng bị phân hủy:
K2MnO4 + H2SO4 H2MnO4 + K2SO4
2H2MnO4 2HMnO4 + MnO2 + 2H2O
Bi 8
Viết các phơng trình phản ứng sau:
1) KMnO4 + MnCl2
2) K2MnO4 + Cl2
3) KMnO4 + KI + H2SO4
4) KMnO4 + KI + H2O
5) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4
Thảo luận
1) 2KMnO4 + 3MnCl2 + 2H2O 5MnO2 + 2KCl + 4HCl
3) 2KMnO4 + 10KI + 3H2SO4 2MnSO4 + 6K2SO4 + 5I2 + 8H2O
4) 2KMnO4 + 6KI + 4H2O 2MnO2 + 3I2 + 8KOH
Bi 9
Viết các phơng trình phản ứng sau đây dới dạng phân tử:
1) Mn2+ + ClO- + OH-
2) MnO4- + NO2- + H+
3) MnO4- + Fe + H+
4) Mn2 + BrO3- + H2O
5) MnO4- + H2O2 + OH-
Thảo luận
1) 2MnCl2 + 4KClO + 8KOH 2K2MnO4 + 8KCl + 4H2O
với phơng trình dạng ion:


2Mn2+ + 4ClO- +8OH- → 2MnO42- + 4Cl- + 4H2O
theo vÝ dô trªn, viÕt ph¬ng tr×nh ph©n tö dùa vµo c¸c ph¬ng

tr×nh ion sau:
2) 2MnO4- + 5NO2- + 6H+ → 2Mn2+ + 5NO3- + 3H2O
3) 3MnO4- + 5Fe + 24H+ → 3Mn2+ + 5Fe3+ + 12H2O
4) 5Mn2+ + 2BrO3- + 4H2O → 5MnO2 + Br2 + 8H5) 2MnO4- + H2O2 + 2OH- → 2MnO42- + O2 + 2H2O
Bài 10
Khi đun nóng 22,12 gam KMnO4, thu được 21,16 gam hỗn hợp rắn. Tìm th ể
tích clo cực đại (đktc) có thể thu được khi cho hỗn h ợp r ắn đó tác d ụng v ới
HCl 36,5% (d = 1,18 gam/ml). Tính thể tích của axit bị tiêu hao trong ph ản
ứng đó.
Thảo luận
4

nKMnO ban đầu =

22,12
158

2

= 0,14 mol; nO =

22,12 − 21,16
32

= 0,03 mol

o

2KMnO 4
0,06

t
→

←

K2MnO4 + MnO2 + O2

0,03 ← 0,03 ← 0,03

4

=> nKMnO còn = 0,14 – 0,06 = 0,08 mol
2KMnO4 + 16HCl
0,08


→

→ 0,64

KMnO4 + 8HCl

→


→

0,2
2Cl2↑ + 2KCl + MnCl2 + 4H2O

0,03 → 0,24 →
MnO2 + 4HCl
0,03 → 0,12
2


→

5Cl2↑ + KCl + 2MnCl2 + 8H2O

0,06
MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
→

0,03
2

=> nCl = 0,2 + 0,06 + 0,03 = 0,29 mol => VCl = 0,29.22,4 = 6,50 lít


=> nHCl = 0,64 + 0,24 + 0,12 = 1,0 mol

=> Vdd HCl =

mddHCl
d

=

1.36,5.100%
36,5%.1,18

= 84,74 ml

Bài 11
1. Khi điện phân dung dịch muối NaCl để sản xuất Clo ở anot có th ể có các
quá trình : oxi hoá Cl – thành Cl2 ; oxi hoá H2O thành O2 ; oxihoá anot cacbon
thành CO2.
a) Hãy viết các quá trình đó (tại anot cacbon) .
b) Cần thiết lập pH của dung dịch bằng bao nhiêu đ ể cho khi đi ện phân

không có oxi thoát ra ở anot nếu thế anot bằng 1,21 V. Cho E
(khi tính coi P

Cl2

=P

O2

o
O2 H2O

= l,23V

= 1 và CO2 sinh ra không đáng kể) .

2. Cho 7,9 gam KMnO4 vào dung dịch chứa 0,15 mol KCl và 0,2 mol H2SO4
(phản ứng hoàn toàn) thu được khí clo. Dẫn toàn bộ khí clo thu đ ược đi t ừ

từ qua ống đựng 12,675 gam kim loại R (hóa trị không đổi), nung nóng.
Kết thúc phản ứng, chia chất rắn thu được thành 2 phần:
Phần I: có khối lượng 6 gam được cho vào dung dịch HCl (d ư), thu đ ược
0,896 lít H2 (đktc).
Phần II: cho vào dung dịch AgNO3 (dư) thu được m gam kết tủa.
a) Xác định kim loại R.
b) Tính m.
Thảo luận
1. a) 2Cl− → Cl2↑ + 2e ;

2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e ;

C + 2H2O → CO2↑ +

4H+ + 4e
b) E = E

o
O2 H2O

+

0,059
4

lg[H+]4 = 1,23 + 0,059lg[H+] = 1,23 − 0,059pH


−

Với Eanot = 1,21V thì pH =

1,21 − 1,23
0,059

= 0,339

Muốn không có O2 thoát ra cần thiết lập pH sao cho E

o
O2 H2O

> Eanot ⇒

pH < 0,339
2. a) Số mol KMnO4 = 0,05 ; KCl = 0,15 ; H2SO4 = 0,2 và H2 = 0,04
10KCl + 8H2SO4 + 2KMnO4 → 5Cl2+ 2MnSO4+ 6K2SO4 + 8H2O
0,15
2R + nCl2

0,12

→

0,03
2RCln

⇒ H2SO4 và KMnO4 đều dư

0,075

⇒ khối lượng chất rắn = 12,675 + (71×0,075) = 18

gam
Nếu hòa tan cả chất rắn bằng HCl thu được 0,04×3 = 0,12 mol H2
R − ne → R+n ;
a

an

Cl2 + 2e → 2Cl− và 2H+ + 2e → H2
0,075 0,15 0,15

0,24

0,12.

Theo quy tắc thăng bằng số mol e:
an = 0,15 + 0,24 = 0,39 ⇒ a =

0,39
n

⇒R=

12,675n
0,39

= 32,5n ⇒ n = 2 thoả mãn

R = 65 ∼ Zn
2
3

2
3

b) Phần II có 0,12× = 0,08 mol Zn dư và 0,15× = 0,1 mol Cl−.
Zn + Ag+ → Zn2+ + 2Ag↓ và Cl− + Ag+ → AgCl↓
0,08

0,16

0,1

0,1 ⇒ m = (0,16×108) +

(0,1×143,5) = 31,63 gam
Bài 12
Cho 6,00 gam mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 và các tạp chất trơ. Hòa tan mẫu
vào lượng dư dung dịch KI trong môi trường axit (khử tất cả sắt thành
Fe2+) tạo ra dung dịch A. Pha loãng dung dịch A đến th ể tích 50ml. L ượng I 2


có trong 10ml dung dịch A phản ứng vừa đủ với 5,50 ml dung dịch Na 2S2O3
1,00M (sinh ra

S4 O 62−

). Lấy 25 ml mẫu dung dịch A khác, chiết tách I 2, lượng

Fe2+ trong dung dịch còn lại phản ứng vừa đủ với 3,20 ml dung dịch KMnO 4
1,00M trong dung dịch H2SO4.
a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra (d ạng ph ương
trình ion thu gọn).
b. Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 và Fe2O3 trong mẫu ban đầu
Thảo luận
Fe O + 8H + → 2Fe3+ + Fe2+ + 4H O
3 4
2

(1)

Fe O + 6H+ → 2Fe3+ + 3H O
2 3
2

(2)

2Fe3+ + 3I− → 2Fe2+ + I−
3

(3)

2S O 2− + I− → S O 2− + 3I−
2 3
3
4 6

(4)

5Fe2+ + MnO − + 8H + → 5Fe3+ + Mn 2+ + 4H O
4
2

n Fe2+ = 5n MnO− = 5x3, 2x1x10−3
4

Trong 25 ml:
→ trong 10ml
Từ (3) và (4):
Từ (3):

n Fe3+

=

n Fe2+
n Fe2+

n Fe2+

(5)
=0,016 (mol)

= 6,4x10-3(mol)
=

n S O 2−
2

3

= 5,5x1x10-3 = 5,5x10-3(mol)

=5,5x10 (mol) =2(
-3

n Fe3O4

+

n Fe2 O3

Có thể xem Fe3O4 như hỗn hợp Fe2O3.FeO
n FeO

=

n Fe3O4

= 6,4x10-3 – 5,5x10-3 = 9x10-4(mol)

)


n Fe2O3

=

1
n 3+ n
Fe3O 4
2 Fe

Trong 50 ml :

n Fe3O4

=1,85x10-3(mol).
=4,5x10 (mol)
-3

m Fe3O4

=1,044 gam

% khi lng Fe3O4 = 1,044/6 x 100% = 17,4%
n Fe2 O3

= 9,25x10 (mol)
-3

m Fe2O3

=1,48 gam

% khi lng Fe2O3 = 1,48/6 x 100% = 24,67%
Bi 13
Mô tả công thức cấu tạo của MnCl3.4H2O biết rằng hợp chất đó

có cấu hình tám mặt trong đó 4 phân tử nớc cũng tham gia
hình thành liên kết.
Bi 14
a) Các ion MnO42- và MnO4- bền trong môi trờng nào? Giải thích
nguyên nhân.
b) Thêm từ từ từng giọt dung dich NaOH cho đến môi trờng
kiềm vào một dung dịch KMnO4 sau đó cho thêm từng giọt
H2SO4 loãng cho đến môi trờng axit. Hãy nêu các quá trình xẩy
ra trong quá trình trên và giải thích nguyên nhân.
Bi 15
Từ phản ứng giữa KMnO4 với K2SO3 hãy mô tả tính oxi hóa của
KMnO4 trong các môi trờng axit, bazơ, trung tính.
b) Có thể điều chế HMnO4 bằng cách cho H2SO4 tác dụng với
muối tơng ứng đợc không?
Bi 16
a) Tính chất của Mn2O7? So sánh với tính chất của Cl2O7?
b) Phơng pháp điều chế Mn2O7? So sánh với phơng pháp điều
chế Cl2O7?
Bi 17


So sánh các phản ứng sau đây:
1) KMnO4 + HCl
2) K2Cr2O7 + HCl
3) PbO2 + HCl
Phản ứng nào xảy ra nhanh hơn? Muốn điều chế một lợng nhỏ
khí Clo nên dùng phản ứng nào?
Bi 18
Có ba dung dịch K2CrO4, K2MnO4, K2SO4 cho tác dụng lần lợt với
H2SO4, NaOH. Nêu hiện tợng và giải thích các hiện tợng đó?

Bi 19
Trong mụi trng axit, H2C2O4 b KMnO4 oxi húa thnh CO2. Trn 50,00 mL
dung dch KMnO4 0,0080M vi 25,00 mL H2C2O4 0,20M v 25,00mL dung
dch HClO4 0,80M c dung dch A.
1.Vit phng trỡnh phn ng xy ra. Tớnh hng s cõn bng ca ph n
ng v xỏc nh thnh phn ca dung dch A.
2.Trn 10,00mL dung dch A vi vi 10,00 mL dung dch B gm Ca(NO3)2
0,020M v Ba(NO3)2 0,10M. Cú kt ta no tỏch ra?
Chp nhn s cng kt l khụng ỏng k; th tớch dung d ch t o thnh khi
pha trn bng tng th tớch ca cỏc dung dch thnh phn.
Cho: E0 MnO4-,H+/Mn2+ = 1.51V; E0 CO2 /H2C2O4 = -0,49V;
25oC : 2,303RT/F = 0,0592; pK a1(H2C2O4)=1,25; pKa2 (H2C2O4) = 4,27;
pKa1(H2O +CO2) = 6,35; pKa2(H2O +CO2) = 10,33; pKs(CaC2O4) = 8,75;
pKs(CaCO3) = 8,35; pKs(BaC2O4) = 6,80; pKs(BaCO3) = 8,30; (pKs = -lgKs,
vi Ks l tớch s tan; pKa= -lgKa, vi Ka l h ng s phõn li axit). tan c a
CO2 trong nc 250C l Lco2=0,030M.
Bi 20
Mn2O7 l cht lng mu xanh thm,tan vo nc ngui c dung dch
A.Chia A lm 3 phn:


+Phần 1: Cô đặc dung dịch A được kết tủa B và khí D1.
+Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch AgNO3 được kết tủa A2. Cho A2 tác
dụng với dung dịch BaCl2 được kết tủa A3. Lọc tách A3 , cho nước lọc còn
lại tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng được kết tủa A4. Lọc tách A4 , còn
lại dung dịch A ban đầu.
+Phần 3: Cho tác dụng với dung dịch KOH dư rồi đun sôi được dung dịch D
có màu xanh lá cây và khí D1. Thổi CO2 vào dung dịch D được dung dịch D2
màu tím và kết tủa B.
-Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch K2SO3 đã được axit hóa

bằng H2SO4 được dung dịch D3.
-Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch K2SO3 trong môi trường
trung tính được kết tủa B.
-Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch K2SO3 đã được kiềm hóa
bằng KOH được dung dịch D4.màu xanh lá cây.
-Cho ¼ dung dịch D2 tác dụng với dung dịch H2O2 đã được axit hóa
bằng H2SO4 được dung dịch D5.và khí D1.
→ * Viết các phương trình phản ứng đã xảy ra và hãy cho biết các ký
hiệu bằng chữ cái trong bài tập trên gồm những chất gì?
Bài 21
Mangan và Sắt trong hầu hết đất trồng ở Đan Mạch có nguồn gốc chủ yếu
từ các enzim trong các vật liệu hữu cơ đã chết. Trong điều kiện axit và
khử, các nguyên tố này có mặt dưới dạng MnII và FeII. Tại những nơi mà
nước ngầm tràn ra bề mặt theo các con suối,các ion bị oxi hóa b ởi oxi
không khí.
a/ Viết phương trình phản ứng oxi hóa mangan (II) thành magan (IV)oxit
với đioxi( O2).
b/ Hãy tính ∆Go1 tại 25oC của phản ứng ở câu a với các số liệu sau:
MnO2(r) + 4H+ (aq) + 2e → Mn2+(aq) + 2H2O(l)


O2 (k) + 4H+(aq) + 4e → 2H2O(l)
c/Hãy tính hằng số cân bằng K1 tại 25oC của phản ứng của câu a/
Giả thiết rằng hằng số tạo phức mangan (II) mùn là 10-5 M-1.Và nồng độ
của Ligand (phối tử ) bằng 10-4M.
d/ Hãy tính hằng số cân bằng của phản ứng:
2Mn2+(mùn) (aq) + O2 (k) + 2H2O(l) ↔ 2MnO2 (r) + 2mùn (aq) + 4H+(aq).
Đất trồng axit có thể có pH = 5,và đất kiềm có thể có pH = 8.
e/ Từ các số liệu lí thuyết cho trên, hãy tính nồng độ của Mn(mùn) 2+ lần
lượt tại pH =5 và tại pH =8.Biết PO2 = 0,2 bar và đất trồng có chứa hàm

lượng MnO2 dư.
f/ Mangan được cây trồng hấp thụ qua trung gian phức mùn. Loại đ ất canh
tác nào gặp vấn đề thiếu mangan dù có lượng lớn mangan trong đ ất?
Bài 22
MnO là chất bột màu xám lục, không tan trong nước nhưng tan trong dd axit tạo
thành muối Mn(II). Khi đun nóng MnO trong không khí ở 200-300 oC, nó biến
thành chất B có màu đen. Đun nóng B trong dung dịch KOH đặc, nó tạo nên
dung dịch màu xanh lam C còn nếu đun nhẹ B trong HCl đặc dư thì thu được
dung dịch D và thấy có khí màu vàng lục bay ra. Cho lượng dư dung dịch KOH
vào dung dịch D.
-

Nếu thực hiện phản ứng trong khí quyển hiđro thì tạo kết tủa màu trắng E

-

Nếu thực hiện phản ứng trong không khí thì lại thu được kết tủa màu nâu F
Sục Cl2 vào hổn hợp của E và KOH lại thu được B. Xác định B, E, F và thành
phần các dung dịch C, D. Viết các phương trình phản ứng đã xảy ra.

II. Những bài tập của nhóm VIIIB
Bài 1
1.

Liệu pháp phóng xạ được ứng dụng rộng rãi để chữa ung th ư. C ơ sở c ủa
liệu pháp đó là sự biến đổi hạt nhân.


27

→ X?

X? → 28Ni60 + ... ;

hν = 1,25 MeV

Co59 + 0n1

(a)

(1)
(2)

Hãy hoàn thành phương trình của sự biến đổi hạt nhân trên và nêu rõ định
luật nào được áp dụng để hoàn th ành phương trình.

(b)

Hãy cho biết điểm khác nhau giữa phản ứng hạt nhân v ới phản ứng oxi
hoá-khử (lấy thí dụ từ phản ứng (2) và phản ứng Co + Cl 2 → CoCl2).

2.

Có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d54s1

(1)

(a)

Dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn cấu hình electron (1).

(b)

Cấu hình electron (1) là cấu hình electron của nguyên tố hay ion ? T ại sao ?

(c)

Cho biết tính chất hoá học đặc trưng của ion hay nguyên tố ứng v ới c ấu
hình electron (1), hãy viết một phương trình phản ứng để minh họa.
Z2
n2

3.

Biết En = -13,6.

(n: số lượng tử chính, Z: số đơn vị điện tích hạt nhân).

(a)

Tính năng lượng 1e trong trường lực một hạt nhân của mỗi hệ N 6+, C5+,
O7+.

(b)

Qui luật liên hệ giữa En với Z tính được ở trên phản ánh mối liên hệ nào
giữa hạt nhân với electron trong các hệ đó ?

(c)

Trị số năng lượng tính được có quan hệ với năng lượng ion hoá của m ỗi h ệ
trên hay không ? Tính năng lượng ion hoá của m ỗi hệ.
4. Áp dụng thuyết lai hoá giải thích kết quả của thực nghiệm xác đ ịnh
được BeH2, CO2 đều là phân tử thẳng.
Thảo luận

1.

(a) Định luật bảo toàn vật chất nói chung, định luật bảo toàn số khối và
bảo toàn điện tích nói riêng, được áp dụng:
Điện tích : 27 + 0 = 27; Số khối : 59 + 1 = 60 → X lµ 27Co60.
Co59 + 0n1 →

27

Co60.

27

Số khối : 60 = 60; điện tích : 27 = 28 + x → x = −1. VËy cã −1e0.


Co60 →

27

28

Ni60 + -1e; hv = 1,25MeV.

(b) Điểm khác nhau
Phản ứng hạt nhân : xảy ra tại hạt nhân, tức là s ự biến đổi h ạt nhân



thành nguyên tố mới. Ví dụ (b) ở trên.
Phản ứng hoá học (oxi hoá - khử) : xảy ra ở vỏ electron nên chỉ biến



đổi dạng đơn chất, hợp chất. Ví dụ : Co + Cl 2 → Co2+ + 2Cl− → CoCl2.
Chất dùng trong phản ứng hạt nhân có thể là đơn chất hay h ợp ch ất,



thường dùng hợp chất. Chất dùng trong phản ứng oxi hoá - kh ử, ph ụ thuộc
vào cấu hỏi mà phải chỉ rõ đơn chất hay hợp chất.
Năng lượng kèm theo phản ứng hạt nhân lớn h ơn hẳn so v ới năng



lượng kèm theo phản ứng hoá học thông thường.
2.

(a) Dùng ô lượng tử biểu diễn cấu hình :
↑↓

↑↓

↑↓ ↑↓ ↑↓

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

↑ ↑

↑ ↑

↑ ↑

(b) (1) là cấu hình e của nguyên tử vì cấu hình d bán bão hoà nên thu ộc
kim loại chuyển tiếp (theo HTTH các nguyên tố). Thuộc kim loại chuy ển
tiếp thì ion không thể là anion; nêu là cation, số e = 24 thì Z có th ể là 25,
26, 27 ... Không có cấu hình cation nào ứng v ới các s ố li ệu này. V ậy Z ch ỉ có
thể là 24.
(Nguyên tố Ga có cấu hình [ar] 3d104s24p1, ion Ga2+ có cấu hình [ar] 3d104s1
bền nên không thể căn cứ vào lớp ngoài cùng 4s1 để suy ra nguyên tố).
(c) Z = 24 → nguyên tố Cr, Kim loại (chuyển tiếp). Dạng đơn chất có tính
khử.
Cr + 2HCl → CrCl2 + H2↑
3.

(a) Theo đầu bài, n phải bằng 1 nên ta tính E 1. Do đó công thức là E1 =
−13,6 Z2 (ev) (2’)
Thứ tự theo trị số Z:

Z = 6 → C5+ : (E1) C5+ = −13,6 x 62 = −489,6 eV

Z = 7 → N6+ : (E1) N6+ = −13,6 x 72 = −666,4 eV

Z = 8 → O7+ : (E1) O7+ = −13,6 x 82 = −870,4 eV
(b) Quy luật liên hệ E1với Z : Z càng tăng E1 càng âm (càng thấp). Qui luật
này phản ánh tác dụng lực hút hạt nhân tới e được xét: Z càng l ớn l ực hút
càng mạnh → năng lượng càng thấp → hệ càng bền, bền nhất là O7+.
(c) Trị năng lượng đó có liên hệ với năng lượng ion hoá, c ụ th ể:
C5+ : I6 = −(E1, C5+) = + 489, 6 eV.
N6+ : I7 = −(E1, N6+) = + 666, 4 eV.
O7+ : I8 = −(E1, O7+) = + 870,4 eV.

4.

Phân tử thẳng có 3 nguyên tố được giải thích về hình dạng : Nguyên tố
trung tâm có lai hoá sp (là lai hoá thẳng).
BeH2, cấu hình electron của nguyên tử : H 1s 1;

Be : 1s22s2. Vậy Be là

nguyên tử trung tâm có lai hoá sp:
↑↓ ↑↓

→

↑↓

↑ ↑

lai hoá sp
2 obitan lai hoá sp cùng trên trục Z, mỗi obitan đã xen ph ủ v ới 1 obitan 1s
của H tạo ra liên kết σ. Vậy BeH2 → H−Be−H (2 obitan p thuần khiết của
Be không tham gia liên kết).

CO2, cấu hình electron : C 1s 22s22p2; O 1s22s22p4. Vậy C là nguyên tử trung
tâm lai hóa sp
↑↓ ↑↓

↑ ↑

→

↑↓

↑

↑

↑ ↑

lai hoá sp
2 obitan lai hoá sp của C xen phủ với 2 obitan p z của 2 O tạo ra 2 liên kết σ.
2 obitan p thuần khiết của C xen phủ với obitan nguyên ch ất tương ứng


của oxi tạo ra 2 liên kết π (x↔x ; y ↔y) nên 2 liên kết π này ở trong 2 mặt
phẳng vuông góc với nhau và đều chứa 2 liên kết σ. VËy CO2 : O= C = O
Ghi chó: Yêu cầu phải trình bày rõ nh ư trên vì các liên k ết σ, π trong CO2
(chó ý: phải nói rõ có sự tương ứng obitan giữa C v ới O : x ↔x; y ↔y)
Bài 2
Một chất rắn màu trắng X tham gia một loạt các thí nghiệm trong đó X bị
đốt thành tro dưới tác dụng của các luồng khí vào khác nhau. Kết qủa thí
nghiệm được thống kê ở bảng sau:
Thí nghiệm

số
1
2
3
4
5

Khí vào

Sự chênh lệch khối lượng mẫu so với

N2
NH3
O2
HCl
HCl + Cl2

ban đầu
-37,9
-51,7
-31,0
+9,5
-100,0

Trong tất cả các thí nghiệm thì trong hỗn hợp sau phản ứng ngoài khí ban
đầu còn có một khí chưa biết Y. Ở thí nghiệm số 5 xu ất hiện m ột h ợp ch ất
màu đỏ nâu Z ngưng tụ khi tiến hành bước làm lạnh trong thí nghi ệm.
a)

Sử dụng các giá trị cho ở bảng trên hãy xác định các chất được ký

hiệu bằng chữ cái.

b)

Viết các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm.

c)

Cho biết cấu trúc của Z trong pha khí.
Thảo luận

a)

X là FeCO3
Y là CO2
Z là FeCl3

b)

Các phản ứng sau đây đã xảy ra
FeCO3 → FeO + CO2
3FeCO3 + 2NH3 → 3Fe + 3CO2 + 3H2O


4FeCO3 2Fe2O3 + 4CO2
FeCO3 + 2HCl FeCl2 + CO2 + H2O
2FeCO3 + 4HCl + Cl2 2FeCl3 + 2CO2 + 2H2O
pha hi thỡ st (III) clorua tn ti dng dime (FeCl 3)2

c)

Bi 3
a) Hãy giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử hợp chất
Fe(CO)5.
b) Phơng pháp điều chế và ứng dụng của Fe(CO)5
Thảo luận
a) Phân tử đợc hình thành theo cơ chế "cho - nhận" nhờ các
obital lai hóa dsp3 của nguyên tử Fe.
3d

4s

4p

và các cặp electron của 5 phân tử CO (xem bài 262)
b) Fe(CO)5 điều chế bằng cách nung bột sắt trong dòng khí
CO ở 150 - 2000C với áp suất khoảng 100at.
Fe + 5CO Fe(CO)5
Bi 4
a) Trong hai chất K4[Fe(CN)6] và FeSO4 chất nào có tính khử
mạnh hơn? Tại sao?
b) Biết rằng Fe có thể tan trong dung dịch KCN để tạo thành
K4[Fe(CN)6]. Giải thích nguyên nhân và viết phơng trình phản
ứng.


Thảo luận
a) Trong dung dịch nớc ion Fe2+ ở dạng ion phức [Fe(H2O)6]2+ có
độ bền kém hơn ion phức [Fe(CN)6]4-, nên [Fe(H2O)6]2+ có tính
khử mạnh hơn.

b) So sánh hằng số không bền của ion phức:[Cu(NH3)4]2+ Cu2+
+ 4NH3

K = 9,33.10-13 và tích số tan của CuCN là 3,2.10-20.

Kali xianua là chất khử mạnh, có thể khử đợc Cu2+ thành CuCN
và (CN)2.
Bi 5
a) Viết phơng trình phản ứng khi cho K3[Fe(CN)6] tác dụng với
H2O2 trong môi trờng KOH.
b) Viết phơng trình phản ứng khi cho K4[Fe(CN)6] tác dụng với
H2O2 trong dung dịch HCl.
c) Hai chất K4[Fe(CN)6]và K3[Fe(CN)6] chất nào có tính oxi hóa?
Chất nào có tính khử?
Thảo luận
a) 2K3[Fe(CN)6] + H2O2 +2KOH2K4[Fe(CN)6] + O2 +2H2O
b) 2K4[Fe(CN)6] + H2O2 + 2HCl 2K3[Fe(CN)6] + 2KCl +
2H2O
Bi 6
Viết phơng trình của các phản ứng sau:
1) Fe(SO4)3 + Na2SO3 + H2O
2) FeSO4 + HNO3 + H2SO4
3) FeSO4 + HNO3
4) FeSO4 + KMnO4 + H2SO4
5) FeCl3 + Na2CO3 + H2O
Thảo luận
1) Fe2(SO4)3 + Na2SO3 + H2O 2FeSO4 + Na2SO4 + H2SO4


2) 6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O

3) 3FeSO4 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 3H2SO3 + 2H2O
5) 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
Bi 7
Viết phơng trình của các phản ứng sau đây dới dạng ion:
1) FeSO4 + KBrO3 + H2SO4
2) K4[Fe(CN)6] + KMnO4 + H2SO4
3) K4[Fe(CN)6] + H2O2 + H2SO4
4) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4
5) FeSO4 + HClO3 + H2SO4 HCl +
Thảo luận
1) 6Fe2+ + BrO3- + 6H+ 6Fe3+ + Br- + 3H2O
2) 5[Fe(CN)6]4- + MnO4- + 8H+ 5[Fe(CN)6]3- + 4H2O + Mn2+
3) 2[Fe(CN)6]4- + H2O2 + 2H+ 2[Fe(CN)6]3- + 2H2O
Bi 8
Cú th iu ch tinh th FeCl3.6H2O theo cỏch sau: Ho tan st kim loi vo
trong dung dch axit clohydric 25%. Dung dch to thnh c oxy húa
bng cỏch sc khớ clo qua cho n khi cho k t qa õm tớnh v i K 3[Fe(CN)6].
Dung dch c cụ bay hi 95oC cho n khi t trng ca nú t chớnh xỏc
1,695 g/cm3 v sau ú lm lnh n 4oC. Tỏch kt ta thu c bng cỏch
hỳt chõn khụng ri cho vo mt dng c cha c niờm kớn.
a)

Vit cỏc phn ng dn n s kt ta FeCl3.6H2O

b)

Cú bao nhiờu gam st v bao nhiờu mL dung dch axit clohydric 36%
(d=1,18g/cm3) cn iu ch 1,00kg tinh th ny. Bit rng hiu sut
quỏ trỡnh ch t 65%

c)

un núng 2,752g FeCl3.6H2O trong khụng khớ n 350oC thu c
0,8977g bó rn. Xỏc nh thnh phn nh tớnh v nh lng ca bó r n.


Thảo luận
Các phản ứng:

a)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe(CN)6]2 + 6KCl
FeCl3 + 6H2O = FeCl3.6H2O
1000
270,3
b)

= 3,7mol FeCl3.6H2O

Như vậy cần

3,7.2 . 36,5
≈ 978 mL
0,36.1,18 . 0,65

dung dịch HCl 36%

Khi đun nóng thì FeCl3.6H2O phân huỷ theo phương trình sau:

FeCl3.6H2O = FeOCl + 5H2O + 6HCl
Khi nhiệt độ tăng thì FeOCl sẽ tiếp tục phân huỷ:
3FeOCl = FeCl3 + Fe2O3 (Hơi FeCl3 bay ra)

Lượng FeCl3.6H2O trong mẫu là

2,752
270,3

= 10,18 mmol

Điều này ứng với khối lượng FeCl3 là 107,3. 0,01018 = 1,092g FeOCl
Do khối lượng thu được của bã rắn bé hơn nên ta bi ết đ ược FeOCl sẽ b ị
phân hủy một phần thành Fe2O3. Khối lượng FeCl3 mất mát do bay hơi là:
1,902 − 0,8977
162,2

= 1,20mmol

Như vậy bã rắn cuối cùng chứa (0,01018 – 3.0,00120) = 6,58 mmol FeOCl
và 1,20 mmol Fe2O3.
Bài 9
Một mẫu sắt có chứa tạp chất nặng 30 gam khi tác dụng với 4 lít dung
dịch HCl 0,5M lấy dư (tạp chất không tham gia phản ứng) cho ra khí A và


dung dịch B. Đốt cháy hoàn toàn khí A và cho sản phẩm cháy qua bình
đựng H2SO4 đặc thì thấy khối lượng của bình tăng 9 gam.
a. Tính % Fe nguyên chất có trong mẫu trên
b. Lấy 1/2 dung dịch B thêm vào V lít dung dịch KMnO 4 0,5M vừa đủ

trong H2SO4 loãng, đun nóng thấy có khí C thoát ra. Dẫn khí này vào 1/2
dung dịch B còn lại thì thu được muối D. Tính th ể tích dung d ịch KMnO 4 và
khối lượng của D.
Thảo luận
→
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
a

2a

a

a (mol)
0

2H2 + O2

t
→

a

∆

2H2O
a

m H2SO4 tăng = m H2O = 18.a = 9
0,5.56.100
30

a. %Fe =

⇒

a = 0,5 mol.

= 93,33%

b. Dung dịch B gồm FeCl2: a(mol); HCl dư : 2-2a = 1 mol.
Khi lấy ½ dung dịch B phản ứng ta có
→
10FeCl2 + 6KMnO4 +24H2SO4
5Fe2(SO4)3 + 3K2SO4 + 6MnSO4
10Cl2 + 24H2O
0,25 mol

→

0,15 mol

10HCl +2KMnO4 + 3H2SO4
0,5 mol

→

→

K2SO4 + 2MnSO4 + 5Cl2 + 8H2O
→

0,1 mol

0,25 mol

nên thể tích dung dịch KMnO4
= 0,25/0,5 = 0,5 (lít).
→
FeCl2 + 1/2 Cl2 FeCl3

0,25

→

0,125

→

0,25

+


m FeCl

3

= 0,25.162,5 = 40,625 gam

Bài 10

Hoà tan 24 gam Fe2O3 bằng dung dịch HCl dư sau phản ứng được dung
dịch B. Cho vào dung dịch B một lượng m gam h ỗn h ợp 2 kim loại Mg và Fe,
thấy thoát ra 2,24 lít H 2 (đktc) sau phản ứng thu được dung dịch C và chất
rắn D có khối lượng bằng 10% so với khối l ượng m. Cho dung d ịch NaOH
dư vào dung dịch C, lọc lấy kết tủa tạo thành đem nung ngoài không khí
đến khối lượng không đổi được 40 gam chất rắn. Biết rằng hiệu su ất các
phản ứng đều là 100%.
1. Viết các phương trình hóa học minh họa cho các ph ản ứng.
2. Tính khối lượng mỗi kim loại trong m gam hỗn h ợp.
Thảo luận
1/ Các phương trình phản ứng:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O

(1)

Mg + 2FeCl3 → 2FeCl2 + MgCl2

(2)

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

(3)

Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

(4)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

(5)

Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2

(6)

Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2

(7)

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3

(8)

Mg(OH)2 → MgO + H2O

(9)

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

(10)

Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp: (1,0 điểm)
Dung dịch B: FeCl3 , HCl dư, khi cho hỗn hợp 2 kim loại vào B:
Số mol Fe3+ trong B = 0,3 mol ; số mol H2 = 0,1 mol


a) Nếu chỉ có Mg phản ứng => có pư (1), (2), (3) => s ố mol Mg = 0,15 +
0,1 = 0,25 mol
Khối lượng chất rắn sau khi nung: 24 + 0,25.40 = 34 gam < 40 trái gi ả
thiết.

b) Cả Mg và Fe tham gia:
- Gọi số mol Mg = x; Fe tham gia phản ứng = y:
Số mol e nhường = 2x + 2y ;
Số mol e nhận = 0,3 + 0,1.2 = 0,5.
2(x+y) = 0,5 (*)
Khối lượng chất rắn = 24 + 40x + 80y = 40 (**) kết hợp v ới (*) gi ải đ ược:
x = 0,1 ; y = 0,15 Khối lượng kim loại tham gia ph ản ứng: 24.0,1 + 0,15.56
= 10,8 gam
Khối lượng Fe dư: 1,2 gam vậy:
Khối lượng Mg = 2,4 gam
Khối lượng Fe = 9,6 gam.
Bài 11
Theo lí thuyết khoáng pyrit có công thức FeS2, trong thực tế một phần ion
S 22 −

được thay thế bởi S2– và công thức tổng quát của pyrit là FeS 2 – x. Như

vậy, có thể coi pyrit như là hỗn hợp FeS 2, FeS. Khi xử lý một mẫu khoáng
với Br2 trong KOH dư thì xảy ra phản ứng theo sơ đồ:
FeS2 + Br2 + KOH  Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O
FeS + Br2 + KOH  Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O
Sau khi lọc, được chất rắn A và dung dịch B
− Nung chất rắn A đến khối lượng không đổi thu được 0,2g Fe 2O3.
− Cho dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thu được 1,1087g kết tủa BaSO4.
1. Xác định công thức tổng quát của pyrit.
2. Cân bằng các phản ứng trên bằng phương pháp ion – electron.


3. Tính lượng Br2 dùng để oxi hóa mẫu khoáng trên.

Thảo luận

a) Số mol Fe = 2 số mol Fe2O3 = 2.

Số mol S = số mol BaSO4 =

1,087
233

0,2
160

= 0,00250 mol

= 0,00475 mol

Tỉ lệ số mol S với số mol Fe trong công thức tổng pyrit

0,00475
0,00250

Vậy công thức tổng quát của mẫu khoáng pyrit FeS1,9.
b)

FeS2 + 19OH–  Fe(OH)3 + 2

SO 24 −

+ 8H2O + 15e

Br2 + 2e  2Br
2FeS2 + 38OH– + 15Br2  2Fe(OH)3 + 4

SO 24 −

+ 16H2O

2FeS2 + 38KOH + 15Br2  2Fe(OH)3 + 4K2SO4 + 30KBr + 16H2O
FeS + 11 OH–  Fe(OH)3 + 2

SO 24 −

+ 8H2O + 9e

Br2 + 2e  2Br
2FeS + 22OH + 9Br2  2Fe(OH)3 + 2
–

SO 24 −

+ 8H2O

2FeS + 22KOH + 9Br2  2Fe(OH)3 + 2K2SO4 + 18KBr + 8H2O
c) Công thức tổng của pyrit FeS2 – x = FeS1,9  2 – x = 1,9
vậy x = 0,1 nghĩa là FeS2 chiếm 90%, FeS chiếm 10%
Số mol Fe = số mol FeS1,9 = 0,0025
Số mol mỗi chất trong mẫu khoáng pyrit:
Số mol FeS2: 0,9.0,0025 = 0,00225 mol
Số mol FeS: 0,1.0,0025 = 0,00025 mol

= 1,9