Nhom 8B - Tu luan- tham khao

Tính chất hoá học: - Tính bazơ tác dụng với axit - Tính axit phản ứng với kiềm, phản ứng tạo phức.. 15- Viết các phơng trình phản ứng khi cho FeCO3 tác dụng với a- Dung dịch H2SO4 loãng

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:

Fe3+ Fe2+ Fe Fe(OH)3 Fe(OH)2 Fe

Co3+ Co2+ Co Co(OH)3 Co(OH)2 Co

NiO2 Ni2+ Ni NiO2 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

Fe 26 [Ar]3d64s2 762,5 1561 2957 5290 7240 9600 1,26 0,80 0,67

Co 27 [Ar]3d74s2 760,4 1646 3232 4950 7670 9840 1,25 0,78 0,64

Ni 28 [Ar]3d84s2 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

XI.2.2 Tính chất vật lí

Lí thuyết

Bảng 11-2 Các hằng số vật lí quan trọng của Fe, Co, Ni

+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

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/cm3 và 7,371 g/cm3)

- 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, H2SO4 loãng - HNO3 đặc và loãng, H2SO4 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 - H2O

- Các axit H2SO4 loãng; H2SO4 đặc, nóng - Các dung dịch muối FeCl3, CuSO4 Cho các giá trị thế điện cực Fe3+/Fe2+ = 0,77V; Fe2+/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, H2SO4 loãng có thể tạo thành muối Fe3+ đợc không Giải thích?

Cho: Fe3+/Fe2+ = 0,77V; Fe2+/Fe = - 0,44V; Fe3+/Fe = - 0,04V

9- Khi cho coban kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl 1M , sản phẩm thu đ ợc là CoCl2 hay CoCl3? Tại sao?

Cho : E0 (Co2+/Co ) = - 0,28V; E0 (Co3+/Co2+) = 1,80V; E0 (Co3+/Co) = 0,46V

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, Co2(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 Fe2+ 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 Fe2+

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, HNO3,

H2SO4 đặc )

- Điều chế

2- Sắt(II) hidroxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan: 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

2 Ka = 8,0.10-20

- 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)

- 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:

FeCO3 FeS FeC2O4 FeS2 Fe4[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 Fe2+ trong dung dịch nớc

- 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

- Khả năng tạo muối kép: M2SO4.FeSO4.12H2O

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, Cl2, H2O2, HNO3, H2SO4 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 ; EoFe3 /Fe2 = 0,77V ; PO2 kk= 0,2 atm

13- Viết các ptp khi cho dung dịch FeSO4 tác dụng với

- KMnO4 + H2SO4 - Dung dịch AgNO3 - Dung dịch AgNO3

- O2 + H2SO4 - Dung dịch HNO3 loãng - Dung dịch nớc clo

- Dung dịch NaNO2 + H2SO4 - NaClO + H2SO4 - Dung dịch H2SO4 đặc 14- a Nêu bản chất các liên kết trong tinh thể FeSO4.7H2O?

b FeSO4.7H2O để trong không khí ẩm dần chuyển thành màu nâu đỏ Giải thích và viết ptp

c Khi sục khí NO vào dung dịch FeSO4 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 FeCO3 tác dụng với

a- Dung dịch H2SO4 loãng b - Dung dịch H2SO4 đặc, nóng

c- Dung dịch HNO3 loãng d - CO2 + H2O

Trong nớc, các tinh thể lớn cuả FeCO3 có thể bị hoà tan hoàn toàn khi sục CO2 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 FeSO4; FeCO3; Fe(NO3)2; FeS2 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 EoFe3 /Fe2  = 0,77V và các hằng số bền: [Fe(CN)6]4- = 8.1036; [Fe(CN)6]3-= 8.1043

b.Từ kết quả trên hãy so sánh tính khử của ion Fe2+ ở dạng [Fe(CN)64- và [Fe(H2O)6]2+

18- a Viết ptp nhận biết ion Fe2+ trong dung dịch bằng K3[Fe(CN)6]

b Tiến hành các thí nghiệm sau:

- Sục khí H2S vào dung dịch FeSO4 - Cho dung dịch Na2S vào dung dịch FeSO4 Nêu hiện tợng xảy ra và viết các phơng trình phản ứng Có thể điều chế FeS theo hai cách trên

đây hay không?

Cho: Tt FeS = 5.10-18 ; Tt Fe(OH)2 = 8.10-16; K1 (H2S) = 1.10-7 ; K2 (H2S) = 1.10-14

19- Dung dịch A chứa FeSO4 0,5M và đợc duy trì môi trờng pH = 0 bằng dung dịch H2SO4 Sục không khí d vào A

Tính nồng độ các ion sắt trong dung dịch A khi cân bằng

Cho: Fe3+/Fe2+ = 0,77V ; O2, H+/H2O = 1,23V

XI.5.2 Hợp chất coban(II)

Lí thuyết

1 Cấu tạo

1- Từ cấu hình hình electron của ion Co2+ 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 Coàu 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 + O2 = Co3O4 ( 400 – 7000C)

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) = Na2[Co(OH)4].

Tính khử: oxi hóa chậm trong không khí, chuyển thành Co(OH)3 màu hung; tác dụng với NaClO, Cl2, Br2, H2O2 trong môi trờng kiềm:

4Co(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Co(OH)3

2Co(OH)2 + H2O2 = 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 nớc Các muối ít tan là:

CoCO3  -CoS  -CoS CoC2O4 Co2[Fe(CN)6] Co(IO3)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, Br2, Cl2, H2O2

trong môi trờng kiềm tạo ra Co(OH)3, trong môi trờng axit hầu nh không thể hiện tính khử 2CoCl2 + NaClO + 4NaOH + H2O = 2Co(OH)3  + 5NaCl

2CoCl2 + H2O2 + 4NaOH = 2Co(OH)3  + 4NaCl

- Khả năng tạo phức chất của Co2+ Các phức bát diện trờng yếu: [Co(H2O)6]2+, [Co(NH3)6]2+; [CoF6]

4-Các phức bát diện trờng mạnh: [Co(CN)6]4-, [Co(NO2)6]

4-Các phức tứ diện : [CoCl4]2- , [CoBr4]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 Ni2+ 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 Ni2+

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 + 7H2O = [Ni(H2O)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 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 nớc Các muối ít tan là:

NiCO3  -NiS  -NiS NiC2O4 Ni(CN)2 Ni2[Fe(CN)6] Ni(ClO3)2 Ni(IO3)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(H2O)6]2+, [Ni(NH3)6]2+

Các phức vuông phẳng trờng mạnh: [Ni(CN)4]

2-Các phức vuông phẳng trờng yếu: [NiCl4]2-

Câu hỏi

20- a So sánh độ tan của Ni(OH)2 trong nớc và trong dung dịch NH3 ở điều kiện chuẩn

Cho: Tt Ni(OH)2 = 6,3.10-18 ; Kb [Ni(NH3)4]2+ = 3.107

b Hoàn thành sơ đồ phản ứng:

NiSO4 Ni(OH)3  Ni(OH)2  NiSO4  Ni(CN)2  K4[Ni(CN)6]  NiSO4 

[Ni(NH3)6]SO4

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 Fe3+ 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 Fe2+

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 :

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2

Fe2O3 + 2NaOH = 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 = 2K2FeO2 + 3KNO2 + 2H2O

Fe2O3 + 3Na2O2 = 2Na2FeO2 + Na2O

- Điều chế

2- Sắt(III) hidroxit - Trạng thái, màu sắc, tính tan.

- Tính chất hóa học

Fe(OH)3 = Fe + 3OH Tt = 6,3.10

Fe(OH)3 = Fe(OH)22+ + 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 Na2CO3, 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 nh bazơ

kiềm, dung dịch NH3, dung dịch cacbonat kim loại kiềm

3- Muối sắt(III): - Màu sắc, tính tan.

- Màu sắc ion Fe3+ trong dung dịch nớc

- Tính chất hóa học - Phản ứng thủy phân:

Tính oxi hóa: Tác dụng với hidro 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

Câu hỏi

21- Từ cấu hình electron của Fe3+, 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 Fe2O3 với các chất sau: NaOH; Na2CO3; Na2O2; hỗn hợp KNO3 + KOH

b Cho dung dịch FeCl3 tác dụng với hidro mới sinh, khí SO2, Zn và các dung dịch Na2SO3, H2S,

KI, SnCl2, khí Cl2 khi có mặt NaOH đặc

23- Xét xem ở điều kiện chuẩn có thể kết tủa hoàn toàn ion Fe3+ khi cho muối Fe(III) tác dụng với dung dịch NH3 hay không?

Cho: Tt Fe(OH)3 = 6,3.10-38; Kb(NH3) = 1,8.10-5

24- a Xét xem ở điều kiện chuẩn Fe3+ 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: EoFe3 /Fe2  = 0,77V ; oBr /2Br

2

E  = 1,07V ; oI /2I

2

E  = 0,54V 25- a Trong dung dịch nớc, ion Fe2+ có tính khử mạnh nhất là trong môi trờng kiềm; ion Fe3+ 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 Fe3+ trong dung dịch bằng K4[Fe(CN)6]

26- Viết các phơng trình phản ứng khi cho dung dịch B chứa FeSO4 + Fe2(SO4)3 lần lợt tác dụng với

a Dung dịch (KMnO4 + H2SO4 loãng ); c Dung dịch Na2CO3

b Dung dịch NaOH đặc nóng d) Dung dịch H2S

27- Thực nghiệm đo momen từ spin của các phức K3[FeF6] và K3[Fe(CN)6] tơng ứng là S = 5,9

vàS = 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 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 Cl2; với H2SO4 giải phóng O2:

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 Co3+: Phức bát diện trờng yếu : [CoF6]4- (phức trờng yếu duy nhất) Các phức bát diện trờng 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 600oC chuyển thành chất bột Co3O4 màu đen và ở trên 1300oC 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 Cl2; với H2SO4 giải phóng O2:

Co2O3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2 + 3H2O

2Co2O3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + O2 + 4H2O

- Coban(II, IV) oxit: - Trạng thái, màu sắc: là chất bọt màu đen, nung ở trên 1300oC 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 Cl2:

Co3O4 + 8HCl = 3CoCl2 + Cl2 + 4H2O

Co3O4 có cấu trúc tơng tự nh Mn3O4, nghĩa là có ion kim loại hóa trị II và hóa trị IV, đợc xem là muối của Co(II): Co2II[CoIVO4]

- 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:

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 CoF3

bền nhất và tách ra đợc ở trạng thái bột màu hung

2CoCl3 = 2CoCl2 + Cl2

2Co2(SO4)3 + 2H2O = 4CoSO4 + O2 + 2H2SO4

Câu hỏi

29- a Hãy trình bày sự thay đổi màu sắc của muối CoCl2.6H2O tuỳ theo hàm lợng nớc kết tinh khi tăng nhiệt độ?

b Trong dung dịch nớc, muối CoCl2 tồn tại ở 2 dạng sau:

[Co(H2O)6]2+ + 4Cl- [CoCl4]2- + 6H2O

(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(H2O)6]3+ + 1e = [Co(H2O)6]2+ Eo = 1,95V [Co(CN)6]3- + 1e = [Co(CN)6]4- Eo = -0,83V [Co(NH3)6]3+ + 1e = [Co(NH3)6]2+ Eo = 0,10V O2 + 4H+ (10-7M) = 2H2O Eo = 0,82V

Từ các giá trị trên hãy cho biết ở điều kiện chuẩn:

a Ion Co2+ ở dạng nào có thể bị oxi hoá thành Co3+ bằng oxi?

b Ion Co3+ 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 Co2+ (CoSO4) tác dụng với NaClO; Cl2; Br2; H2O2 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

H2SO4 loãng; dung dịch KOH đặc, d, đun nóng

33- Hoàn thành phơng trình phản ứng:

Cu3[Co(CN)6]2 K3[Co(CN)6]  K4[Co(CN)6]  CoCl2  Co(OH)3  K3[Co(OH)6]  CoSO4

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: Kb của [Fe(CN)6]4- = 7,94.1036 TFe(OH)2  1.10 15

Kb của [Fe(CN)6]3- = 7,94 1043 TFe(OH)3  3,2.10 38

35- Hòa tan a gam hỗn hợp kim loại Fe và Cu (Fe chiếm 30% về khối lợng) 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?

36- Cho mẫu Fe- ở nhiệt độ thờng Khoảng cách ngắn nhất giữa 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 10- 18; Nhóm 4: câu 19- 28; Nhóm 1: câu 29- 36.

Tham khảo: Cỏc vị trớ dẫn đầu của kim loại

1 Kim loại dẫn điện tốt nhất: Ag : độ dẫn điện = 59 (Hg = 1)

2 Kim loại dẫn nhiệt tốt nhất: Ag : độ dẫn nhiệt = 49 (Hg = 1)

3 Kim loại cú độ cứng cao nhất: Cr : độ cứng = 8,5 (kim cương =10)

4 Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất: Hg : nđnc = -390C

5 Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất: W : nđnc = 34100C

6 Kim loại nặng nhất: Os : d = 22,6 g.cm-3

8 Kim loại dẻo nhất: Au : có thể dát mỏng tới 5.10-5 mm!

9 Kim loại có nhiều đồng vị tự nhiên nhất Sn : 10 đồng vị

10 Kim loại phổ biến nhất trên vỏ trái đất Al : 8,8% khối lượng

11 Kim loại có nhiều nhất trong cơ thể người Ca : 1,4 - 1,5% khối lượng

12 Kim loại có thế điện cực chuẩn âm nhất Li : E0 (Li+/Li) = - 3,01V

13 Kim loại con người sử dụng nhiều nhất Fe : 95% tổng khối lượng các kim loại

14 Kim loại có nhiều nhất trong nước biến Na : 1,1 - 1,2% khối lượng

15 KLCT phổ biến nhất trên vỏ trái đất Ti : 0,6% khối lượng

16 Kim loại đầu tiên được tổng hợp nhân tạo Tc : năm 1937 tại Palermo, Italy

17 Kim loại tồn tại ở trạng thái lỏng trong khoảng nhiệt độ rộng nhất:

Ga : từ 29,80C đến 24030C