Bài 19. Đại cương về kim loại chuyển tiếp thứ nhất trang 128, 129, 130 SBT Hóa 12 Chấn trời sáng tạo

19.1

Đặc điểm chung cấu hình electron của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất là

A. [Ne]3d^1÷104s^1÷2.              B. [Ar]3d^1÷104s^1÷2.          C. [Ar] 3d^1÷104s².            D. [Ar] 3d¹⁰4s^1÷2.

Phương pháp giải:

Dựa vào vị trí của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất trong bảng tuần hoàn.

Lời giải chi tiết:

Đặc điểm chung cấu hình electron của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất là [Ar]3d^1÷104s^1÷2.

Đáp án B

19.2

Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố chromium là

     A. [Ar]3d⁴4s².                 B. [Ar]4d⁵5s¹.                 C. [Ar]3d⁵4s¹.                 D. [Kr]3d⁵4s¹.

Phương pháp giải:

Dựa vào cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố Cr trong bảng tuần hoàn.

Lời giải chi tiết:

Cr ở ô số 24 nên có 24 electron

₂₄Cr: [Ar]3d⁵4s¹.

Đáp án C

19.3

Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố copper là

     A. [Ar]3d¹⁰4s¹.                B. [Ar]3d⁹4s².                 C. [Ne]3d⁹4s².                 D. [Kr]3d¹⁰4s¹.

Phương pháp giải:

Dựa vào vị trí của Cu trong bảng tuần hoàn.

Lời giải chi tiết:

₂₉Cu: [Ar]3d¹⁰4s¹.

Đáp án A

19.4

Các nguyên tố kim loại chuyển tiếp không cùng dãy thứ nhất là

     A. Sc, Ni, Ti.                   B. Fe, Mn, Co.                C. Cr, Cu, V.                   D. Ni, Cu, Ag.

Phương pháp giải:

Dựa vào vị trí kim loại chuyển tiếp trong bảng tuần hoàn.

Lời giải chi tiết:

Ag là kim loại chuyển tiếp dãy thứ hai

Đáp án D

19.5

Cấu hình electron của các ion Cr³⁺, Co³⁺, Fe³⁺ lần lượt là

     A. [Ar]3d³, [Ar]3d⁶, [Ar]3d⁵.                                 B. [Ar]3d³, [Ar]3d⁵, [Ar]3d⁶.

     C. [Ar]3d⁵, [Ar]3d⁶, [Ar]3d³.                                 D. [Ar]3d³, [Ar]3d⁷, [Ar]3d⁵.

Phương pháp giải:

Dựa vào cấu hình của kim loại Cr, Co, Fe.

Lời giải chi tiết:

Cấu hình electron của các ion Cr³⁺, Co³⁺, Fe³⁺ lần lượt là: [Ar]3d³, [Ar]3d⁶, [Ar]3d⁵.

Đáp án A

19.6

Dãy các đơn chất có nhiệt độ nóng chảy giảm dần từ trái sang phải là

     A. Fe, Cr, Co.                  B. V, Sc, Ti.                    C. Cr, Fe, Ni.                  D. Cu, Mn, Ni.

Phương pháp giải:

Dựa vào quy luật biến đổi bảng tuần hoàn

Lời giải chi tiết:

Nhiệt độ nóng chảy giảm dần từ trái sang phải là Cr, Fe, Ni.

Đáp án C

19.7

Ở khoảng 20°C đến 25 °C, đơn chất có độ dẫn điện cao nhất là

     A. V.                                B. Cr.                              C. Co.                              D. Cu.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất vật lí của kim loại.

Lời giải chi tiết:

Cu có độ dẫn điện cao nhất.

Đáp án D

19.8

Trạng thái oxi hoá phổ biến của Fe và Mn tương ứng là

     A. +2, +3 và +2, +4, +7.                                         B. +2, +3 và +2, +4, +6.

     C. +2, +3 và +2, +6, +7.                                         D. +2, +6 và +2, +4, +7.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của Fe và Mn.

Lời giải chi tiết:

Trạng thái oxi hoá phổ biến của Fe và Mn tương ứng là: +2, +3 và +2, +4, +7.     

Đáp án A

19.9

Ở điều kiện thường, dãy các đơn chất kim loại có khối lượng riêng tăng dần từ trái sang phải là

     A. Sc, Ti, Co, Ni.            B. V, Cr, Mn, Fe.            C. Sc, Ti, Co, Cu.           D. Sc, Ti, Ni, Cu.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất vật lí của kim loại chuyển tiếp.

Lời giải chi tiết:

Ở điều kiện thường, dãy các đơn chất kim loại có khối lượng riêng tăng dần từ trái sang phải là: V, Cr, Mn, Fe.

Đáp án B

19.10

Nhận xét nào sau đây là đúng?

     A. Sắt thuộc nhóm kim loại nặng và có nhiệt độ nóng chảy cao nhất trong dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất.

     B. Trong số các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất, chromium có nhiệt độ nóng chảy cao nhất.

     C. Chromium có độ cứng cao nên được dùng mạ lên các thiết bị để chống mài mòn.

     D. Các đơn chất kim loại có khối lượng riêng lớn sẽ có độ cứng cao.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất vật lí của kim loại.

Lời giải chi tiết:

A sai, V có nhiệt độ nóng chảy cao nhất.

B sai, V có nhiệt độ nóng chảy cao nhất.

C đúng

D sai, Hg có khối lượng riêng lớn nhưng ở thể lỏng điều kiện thường

Đáp án C

19.11

Dung dịch muối chromium(lll) sulfate có lẫn copper(ll) sulfate, sử dụng dung dịch nào sau đây có thể loại bỏ nguyên tố copper ra khỏi muối chromium(lll) sulfate?

     A. Dung dịch ammonia.                                         B. Dung dịch xút.

     C. Dung dịch barium chloride.                               D. Dung dịch soda.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của nguyên tố kim loại chuyển tiếp thứ nhất.

Lời giải chi tiết:

Dùng dung dịch xút (NaOH) để tạo kết tủa hydroxide với Cr³⁺ và Cu²⁺

Đáp án B

19.12

Trong thí nghiệm xác định hàm lượng muối Fe(ll) bằng dung dịch thuốc tím, nhận xét nào sau đây là không đúng?

     A. lon Fe²⁺ là chất bị oxi hóa.                                B. H₂SO₄ là chất tạo môi trường phản ứng.

     C. lon \(MnO_4^ - \) là chất bị khử.                       D. Dung dịch muối Fe(ll) có màu vàng nhạt.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại chuyển tiếp thứ nhất.

Lời giải chi tiết:

D sai, vì dung dịch Fe²⁺ không màu khi phản ứng với dung dịch thuốc tím sẽ làm mất màu thuốc tím.

Đáp án D

19.13

Tại sao đơn chất của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có khối lượng riêng lớn hơn đơn chất của các nguyên tố họ s cùng chu kì?

Phương pháp giải:

Dựa vào cấu hình electron của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

Lời giải chi tiết:

Khối lượng riêng của đơn chất phụ thuộc vào nguyên tử khối, bán kính nguyên tử và độ đặc khít của mạng tinh thể. Các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nguyên tử khối lớn hơn, bán kính nguyên tử nhỏ hơn so với các nguyên tố họ s cùng chu kì. Do đó đơn chất của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có khối lượng riêng lớn hơn đơn chất của nguyên tố họ s cùng chu kì.

19.14

Dung dịch X chứa hỗn hợp hai muối FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃ trong môi trường H₂SO₄ loãng. Nếu lấy 10,0 mL dung dịch X, chuẩn độ bằng dung dịch KMnO₄ 0,02 M thì hết 9,1 mL. Khi lấy 25,00 mL dung dịch X và thêm vào đó lượng dư dung dịch NH₃, lọc, rửa kết tủa, nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi, cân chất rắn còn lại được 1,2 g.

a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

b. Xác định nồng độ mol của các muối trong dung dịch X. Cho biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại chuyển tiếp thứ nhất.

Lời giải chi tiết:

a) Phương trình hoá học của các phản ứng:

     10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O       (1)

     FeSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄.                                       (2) 

     Fe₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O → 2Fe(OH)₃  + 3(NH₄)₂SO₄                              (3)

     4Fe(OH)₂ + O₂ → 2Fe₂O₃ + 4H₂O                         (4)

     2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O                                                                            (5)

b) Ta có: \({n_{KMn{O_4}}}\)= 0,02 9,1 . 10^–3 = 0,182.10^–3 (mol)

     25 mL dung dịch X → \({n_{F{e_2}{O_3}}} = \frac{{1,2}}{{160}}\)= 7,5.10^–3 (mol)

     10 mL dung dịch X → \({n_{F{e_2}{O_3}}} = \frac{{10}}{{25}}.7,{5.10^{ - 3}}\)= 3.10^–3 (mol)

     PTHH: 10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

                0,91.10^–3 ← 0,182.10^–3 (mol)  →    0,455.10^–3 mol

Bảo toàn Fe: \({n_{FeS{O_4}{\rm{ (X)}}}} + 2{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}{\rm{ (X)}}}} = 2{n_{F{e_2}{O_3}}}\)

                     → 0,91.10^–3 + \(2{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}{\rm{ (X)}}}}\)= 2 . 3.10^–3 → \({n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}{\rm{ (X)}}}}\)= 2,545.10^–3 mol

Vậy: \({C_{M{\rm{ (FeS}}{{\rm{O}}_4})}} = \frac{{0,{{91.10}^{ - 3}}}}{{{{10.10}^{ - 3}}}}\)= 0,091 (M); \({C_{M{\rm{ (F}}{{\rm{e}}_2}{{{\rm{(S}}{{\rm{O}}_4})}_3})}} = \frac{{2,{{545.10}^{ - 3}}}}{{{{10.10}^{ - 3}}}}\)= 0,2545 (M)

19.15

Hãy giải thích tại sao các nguyên tố từ Sc đến Mn đều có khả năng tạo ra các hợp chất với số oxi hoá cao nhất bằng số thứ tự của nhóm nhưng các nguyên tố từ Fe đến Ni lại không có khả năng đó và nguyên tố Cu còn có khả năng tạo ra hợp chất với số oxi hoá +2 phổ biến hơn +1.

Phương pháp giải:

Dựa vào khả năng tạo phức của kim loại chuyển tiếp thứ nhất.

Lời giải chi tiết:

Do từ Sc đến Mn có số eletron phân lớp 3d mới được điền đến một nửa. Từ Fe đến Ni có số electron phân lớp 3d đã được điền quá một nửa nên khả năng tạo ra cấu hình ở trạng thái kích thích với nhiều số electron độc thân là khó khăn, cần tiêu tốn năng lượng lớn.

Cấu hình electron của Cu là [Ar]3d¹⁰4s¹ đã có phân lớp 3d đầy đủ, tuy nhiên do sự bão hoà gấp nên 1 electron của 3d chưa ổn định, dễ tham gia hình thành liên kết cùng với electron của 4s.