Bài 27. Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất trang 128, 129, 130 Hóa 12 Kết nối tri thức
Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và hợp kim của chúng được sử dụng phổ biến làm vật liệu
CH tr 128
Trả lời câu hỏi Mở đầu trang 128 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và hợp kim của chúng được sử dụng phổ biến làm vật liệu chế tạo dụng cụ, thiết bị, máy móc, phương tiện giao thông,....
Các ứng dụng này dựa trên tính chất nào của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất?
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
Các ứng dụng này dựa trên tính chất vật lí của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.
CH tr 129 HĐ1
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 129 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thuộc khối s, p, d hay f?
Phương pháp giải:
Nguyên tố s, p, d, f là những nguyên tố mà nguyên tử của chúng có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s, p, d, f.
Lời giải chi tiết:
Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thuộc khối d.
CH tr 129 HĐ2
Trả lời câu hỏi Hoạt động 2 trang 129 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Nhận xét chung về cấu hình electron của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất về:
a) Đặc điểm giống nhau và khác nhau trong cấu hình electron nguyên tử.
b) Sự biến đổi số electron trên phân lớp 3d và 4s.
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
a) Giống nhau: electron hóa trị nằm ở phân lớn 3d và 4s.
Khác nhau: số electron hóa trị.
b) Số electron trên phân lớp 3d biến đổi từ 1 tới 10, số electron trong phân lớp 4s biến đổi từ 1 đến 2.
CH tr 129 CH
Trả lời câu hỏi trang 129 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Đặc điểm cấu hình electron nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có gì khác biệt với nhóm IA và IIA trong cùng chu kì?
Phương pháp giải:
Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có dạng [Ar]3d 1÷10 4s 1÷2
Lời giải chi tiết:
Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có electron hóa trị nằm trên phân lớp 3d và 4s. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm IA và IIA có electron hóa trị nằm trên phân lớp 4s.
CH tr 130 HĐ1
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 130 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Trong số các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất, hãy chỉ ra
a) Các kim loại khó nóng chảy hơn Be. Biết nhiệt độ nóng chảy của Be là 1 287 °C.
b) Các kim loại nặng (D ≥ 5 g/cm 3 )
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
a) Các kim loại khó nóng chảy hơn Be (1 287 o C): Sc, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu.
b) Các kim loại nặng: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu.
CH tr 130 HĐ2
Trả lời câu hỏi Hoạt động 2 trang 130 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
a) Tra cứu Bảng 24.2, Bảng 25.2 và Bảng 27.2 để hoàn thành các thông số vật lí của K, Ca, Fe, Cu vào vở theo mẫu bảng sau:
b) So sánh sự khác biệt về các thông số vật lí trên giữa Fe, Cu (kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất) với K, Ca (kim loại họ s).
Phương pháp giải:
Tra cứu Bảng 24.2, Bảng 25.2 và Bảng 27.2 để hoàn thành.
Lời giải chi tiết:
a)
|
Kim loại |
K |
Ca |
Fe |
Cu |
|
Nhiệt độ nóng chảy ( o C) |
63,4 |
842 |
1535 |
1084 |
|
Khối lượng riêng (g/cm 3 ) |
0,89 |
1,55 |
7,86 |
8,96 |
|
Độ dẫn điện ở 20 o C (Hg =1) |
13,3 |
28,5 |
10 |
57,1 |
|
Độ cứng (kim cương = 10) |
0,4 |
1,75 |
4 |
3 |
b) Fe và Cu có nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng, độ dẫn điện và độ cứng lớn hơn K và Ca.
CH tr 131
Trả lời câu hỏi Hoạt động trang 131 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Xác định số oxi hoá của nguyên tử các nguyên tố chromium và manganese trong các dãy chất sau:
- Cr 2 O 3 , CrO 3 , K 2 CrO 4 , K 2 Cr 2 O 7 .
- MnO, MnO 2 , K 2 MnO 4 , KMnO 4 .
Phương pháp giải:
Qui tắc xác định số oxi hóa:
Qui tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tử trong đơn chất bằng 0.
Qui tắc 2: Trong các hợp chất, số oxi hóa của O thường bằng -2 (trừ H 2 O 2 , Na 2 O 2 , OF 2 , …), số oxi hóa của H thường bằng +1 (trừ NaH, BaH 2 , ..)
Qui tắc 3: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử hợp chất bằng 0.
Qui tắc 4: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong ion bằng điện tích của ion đó.
Qui tắc 5: Trong hợp chất, kim loại có hóa trị n thì có số oxi hóa là +n.
Lời giải chi tiết:
\({\mathop {{\rm{Cr}}}\limits^{{\rm{ + 3}}} _{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{, }}\mathop {{\rm{Cr}}}\limits^{{\rm{ + 6}}} {{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{, }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}\mathop {{\rm{Cr}}}\limits^{{\rm{ + 6}}} {{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{, }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\mathop {{\rm{Cr}}}\limits^{{\rm{ + 6}}} _{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{7}}}{\rm{.}}\)
\(\mathop {{\rm{Mn}}}\limits^{{\rm{ + 2}}} {\rm{O, }}\mathop {{\rm{Mn}}}\limits^{{\rm{ + 4}}} {{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{, }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}\mathop {{\rm{Mn}}}\limits^{{\rm{ + 6}}} {{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{, K}}\mathop {{\rm{Mn}}}\limits^{{\rm{ + 7}}} {{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{.}}\)
CH tr 132 CH
Trả lời câu hỏi trang 132 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Từ cấu hình electron ở Bảng 27.1, xác định cấu hình electron của các ion kim loại sau: Cr 3+ , Mn 2+ , Cu 2+ .
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
Cr 3+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3
Mn 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5
Cu 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9
CH tr 132 HĐ
Trả lời câu hỏi Hoạt động trang 132 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Thí nghiệm: Xác định hàm lượng muối Fe(ll) bằng dung dịch thuốc tím
- Chuẩn bị:
+ Hoá chất: các dung dịch: KMnO 4 0,02 M, H 2 SO 4 10%, FeSO 4 có nồng độ khoảng 0,10 M.
+ Dụng cụ: pipette 5 mL, burette 25 mL, bình tam giác 100 mL, ống đong 10 mL, bình tia nước cắt, giá đỡ, kẹp càng cua.
- Tiến hành:
+ Dùng pipette lấy 5,0 mL dung dịch FeSO 4 cho vào bình tam giác; thêm tiếp khoảng 5 mL dung dịch H 2 SO 4 10% (lấy bằng ống đong).
+ Cho dung dịch KMnO 4 vào burette, điều chỉnh thể tích dung dịch trong burette về mức 0.
+ Mở khoá burette, nhỏ từng giọt dung dịch KMnO 4 xuống bình tam giác, lắc đều. Ban đầu dung dịch trong bình tam giác xuất hiện màu hồng rồi mắt màu.
+ Tiếp tục chuẩn độ đến khi màu hồng tồn tại bền trong khoảng 20 giây thì dùng chuẩn độ.
- Ghi lại thể tích dung dịch KMnO 4 đã dùng. Tiến hành chuẩn độ 3 lần, ghi số liệu vào vở và xử lí số liệu theo mẫu bảng sau:
Lưu ý: Trong quá trình chuẩn độ, ban đầu thuốc tim mắt màu chậm, sau đó mắt màu nhanh.
Phương pháp giải:
Từ thể tích dung dịch KMnO 4 đã dùng, xác định nồng độ Fe 2+ trong dung dịch đã pha.
Lời giải chi tiết:
Giả sử thể tích dung dịch KMnO 4 trong thí nghiệm đã dùng là V (L).
=> \({{\rm{n}}_{{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 0,02{\rm{V (mol)}}\)
Theo phương trình hóa học: \({{\rm{n}}_{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{{\rm{2 + }}}}}}{\rm{ = 5}}{{\rm{n}}_{{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 0,1{\rm{V (mol)}}\)
\( \Rightarrow {{\rm{C}}_M}{\rm{(F}}{{\rm{e}}^{2 + }}{\rm{) = }}\frac{{0,1{\rm{V}}}}{{0,01}}{\rm{ (M)}}\)
CH tr 133
Trả lời câu hỏi Hoạt động trang 133 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức
Thí nghiệm: Kiểm tra sự có mặt từng ion riêng biệt: Cu 2+ , Fe 3+ .
- Chuẩn bị:
+ Hoá chất: các dung dịch: FeCl 3 1 M, CuSO 4 1 M, NaOH 1 M.
+ Dụng cụ: ống nghiệm, kẹp ống nghiệm.
- Tiến hành:
+ Cho khoảng 2 mL dung dịch FeCl 3 1 M vào ống nghiệm (1) và khoảng 2 mL dung dịch CuSO 4 1 M vào ống nghiệm (2).
+ Thêm tiếp vào mỗi ống nghiệm khoảng 2 – 3 giọt dung dịch NaOH 1 M, lắc nhẹ.
Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện các yêu cầu sau:
1. Cho biết màu sắc của các kết tủa tạo thành trong mỗi ống nghiệm.
2. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong mỗi ống nghiệm.
Phương pháp giải:
Thuốc thử để nhận biết các ion Cu 2+ và Fe 3+ là ion \({\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }\).
Lời giải chi tiết:
1. Ống nghiệm (1) có kết tủa màu nâu đỏ. Ống nghiệm (2) có kết tủa màu xanh lam.
2. Phương trình hóa học:
+ Ống nghiệm (1): \(3{\rm{NaOH }} + {\rm{ FeC}}{{\rm{l}}_{\rm{3}}} \to 3{\rm{NaCl}} + {\rm{Fe(OH}}{{\rm{)}}_3} \downarrow \)
+ Ống nghiệm (2): \(2{\rm{NaOH }} + {\rm{ CuS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} \to {\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} + {\rm{Cu(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \downarrow \)