Các nghiên cứu được thực hiện với một muối carbonate của kim loại M ( hóa trị II)

Nghiên cứu 1: Tiến hành phân tích hàm lượng các nguyên tố, xác định M chiếm 48,2% khối lượng muối

Nghiên cứu 2: Nung nóng muối carbonate tới phản ứng hoàn toàn trong các khí quyển khác nhau:

Thí nghiệm

1

2

3

Khí quyển

N₂

O₂

HCl

Phần trăm chênh lệch giữa khối lượng mẫu chất rắn sau khi nung so với muối ban đầu ở thí nghiệm 2 là a%. Tính a?

Bài 2 :

Từ cấu hình electron ở Bảng 27.1, xác định cấu hình electron của các ion kim loại sau: Cr³⁺, Mn²⁺, Cu²⁺.

Bài 3 :

Thí nghiệm: Xác định hàm lượng muối Fe(ll) bằng dung dịch thuốc tím

- Chuẩn bị:

+ Hoá chất: các dung dịch: KMnO₄ 0,02 M, H₂SO₄ 10%, FeSO₄ 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 FeSO₄ cho vào bình tam giác; thêm tiếp khoảng 5 mL dung dịch H₂SO₄ 10% (lấy bằng ống đong).

+ Cho dung dịch KMnO₄ vào burette, điều chỉnh thể tích dung dịch trong burette về mức 0.

+ Mở khoá burette, nhỏ từng giọt dung dịch KMnO₄ 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 KMnO₄ 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.

Bài 4 :

Thí nghiệm: Kiểm tra sự có mặt từng ion riêng biệt: Cu²⁺, Fe³⁺.

- Chuẩn bị:

+ Hoá chất: các dung dịch: FeCl₃ 1 M, CuSO₄ 1 M, NaOH 1 M.

+ Dụng cụ: ống nghiệm, kẹp ống nghiệm.

- Tiến hành:

+ Cho khoảng 2 mL dung dịch FeCl₃ 1 M vào ống nghiệm (1) và khoảng 2 mL dung dịch CuSO₄ 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.

Bài 5 :

Thí nghiệm: Xác định nồng độ của dung dịch FeSO₄ bằng dung dịch KMnO₄ (dung dịch thuốc tím)

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Dung dịch thuốc tím KMnO₄ có nồng độ chính xác 0,02M, dung dịch FeSO₄ có nồng độ khoảng 0,1M; dung dịch H₂SO₄ 20%

- Dụng cụ: Burette loại 25ml, bình tam giác loại 100ml

Tiến hành:

- Lắp bộ dụng cụ như Hình 20.1. Cho dung dịch thuốc tím vào burette đến vạch 0 đồng thời bảo đảm không còn bọt khí trong burette. Cho 10ml dung dịch FeSO₄ và 5ml dung dịch H₂SO₄ 20% vào bình tam giác.

- Mở khóa để nhỏ từ từ từng giọt dung dịch thuốc tím vào bình tam giác, đồng thời lắc đều bình

- Tiếp tục nhỏ dung dịch thuốc tím (vẫn duy trì lắc đều bình) tới khi dung dịch trong bình tam giác xuất hiện màu hồng nhạt bởi một giọt thuốc tím dư, không mất màu trong khoảng 20 giây thì kết thúc chuẩn độ (khóa burette).

- Ghi lại thể tích dung dịch thuốc tím đã dùng. Lặp lại thí nghiệm ít nhất hai lần nữa.

Yêu cầu: Xác định nồng độ của dung dịch FeSO₄. Biết phương trình hóa học của phản ứng diễn ra trong quá trình chuẩn độ là:

5Fe²⁺(aq) + MnO₄^-(aq) + 8H⁺(aq) \( \to \)5Fe³⁺(aq) + Mn²⁺(aq) + 4H₂O(l)

Bài 6 :

Thí nghiệm 2: Kiểm tra sự có mặt của cation Cu²⁺ hoặc Fe³⁺ trong dung dịch

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Các dung dịch CuSO₄0,1M; FeCl₃ 0,1M; NaOH 0,1M.

- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt

Tiến hành:

- Cho khoảng 4 – 6 giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa khoảng 1ml dung dịch CuSO₄

- Cho khoảng 4 – 6 giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa khoảng 1ml dung dịch FeCl₃

Yêu cầu: Quan sát, giải thích hiện tượng và viết phương trình hóa học minh họa.

Bài 7 :

Một mẫu chất có thành phần chính là muối Mohr. Muối Mohr có công thức hóa học là (NH₄)₂SO₄.FeSO₄.6H₂O. Hòa tan 0,2151g mẫu chất trong dung dịch sulfuric acid loãng dư, thu được dung dịch có chứa cation Fe²⁺. Lượng Fe²⁺ trong dung dịch này phản ứng vừa đủ với 5,40 ml dung dịch thuốc tím nồng độ 0,02M (Các chất và ion khác trong dung dịch không phản ứng với thuốc tím). Xác định

a) Số mg sắt có trong mẫu chất

b) Phần trăm khối lượng của (NH₄)₂SO₄.FeSO₄.6H₂O trong mẫu chất.

Bài 8 :

Quan sát Hình 19.1, hãy nhận xét về màu sắc của các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

Bài 9 :

Dự đoán hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm xác định hàm lượng muối Fe(ll) bằng dung dịch thuốc tím.

Bài 10 :

Từ kết quả chuẩn độ, xác định nồng độ Fe²⁺ trong dung dịch đã pha.

Bài 11 :

Nêu hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm nhận biết các ion Cu²⁺ và Fe³⁺, viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra và giải thích.

Bài 12 :

Để xác định hàm lượng của FeCO₃ trong quặng siderite, người ta có thể làm như sau: Cân 0,300 g mẫu quặng, xử lí theo một quỵ trình thích hợp, thu được dung dịch FeSO₄ trong môi trường H₂SO₄ loãng. Coi như dung dịch không chứa tạp chất tác dụng với KMnO₄. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch KMnO₄ 0,02 M thì dùng hết 12,5 mL. Tính thành phần % theo khối lượng của FeCO₃ trong quặng.

Bài 13 :

Nhỏ vài giọt dung dịch NaOH vào dung dịch FeCl₃ thu được kết tủa có màu?

A.

keo trắng
B.

nâu đỏ
C.

xanh lam
D.

tím đen

Bài 14 :

Trong dung dịch muối sulfate, ion kim loại nào sau đây có màu xanh?

A.

Mn²⁺
B.

Fe³⁺
C.

Ti³⁺
D.

Cu²⁺

Bài 15 :

Hoà \(\tan 0,422\;{\rm{g}}\) mẫu khoáng vật của sắt trong dung dịch sulfuric acid dư, sao cho tất cả lượng sắt có trong quặng đều chuyển thành \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}\), thu được dung dịch \({\rm{A}}\). Chuẩn độ \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}\) trong dung dịch \({\rm{A}}\) bằng chất chuẩn là dung dịch thuốc tím \({\rm{KMn}}{{\rm{O}}_4}0,040{\rm{M}}\). Khi đã sử dụng \(23,50\;{\rm{mL}}\) thì phản ứng vừa qua điểm tương đương.

(a) Nếu chỉ có \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}\) trong dung dịch \({\rm{A}}\) tác dụng được với thuốc tím thì việc chuẩn độ dung dịch \({\rm{A}}\) sẽ giúp xác định được lượng nguyên tố sắt trong mẫu khoáng vật. Từ đó tính được \(\% \) (theo khối lượng) của nguyên tố sắt có trong mẫu khoáng vật là 60,26 %.

(b) Trong quá trình chuẩn độ trên, cần nhỏ từ từ dung dịch thuốc tím từ burette vào bình tam giác chứa dung dịch \({\rm{A}}\).

(c) Cần thêm chất chỉ thị phù hợp vào bình tam giác chứa dung dịch \({\rm{A}}\) để xác định được thời điểm kết thúc quá trình chuẩn độ.

(d) Cần lặp lại thí nghiệm chuẩn độ 2 lần để bảo đảm tính chính xác của kết quả.

Bài 16 :

Dung dịch FeCl₃ có môi trường acid do sự thủy phân của ion Fe³⁺ theo phản ứng đơn giản hóa:

Fe³⁺(aq) + H₂O (l) → [Fe(OH)]²⁺ (aq) + H⁺(aq) K_a = 10^-2,19

Gía trị pH của dung dịch FeCl₃ 0,1M là

Bài 17 :

Dựa vào Bảng 20.4 (sách Hoá học 12, bộ sách Cánh Diều), hãy chỉ ra những phát biểu đúng.

(a) Các kim loại chuyển tiếp thường cứng và khó nóng chảy.

(b) Các kim loại chuyển tiếp được xếp vào nhóm kim loại nhẹ.

(c) So với calcium (là kim loại ), các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có khối lượng riêng, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn.

(d) Nhờ có độ cứng cao, đồng thời bền trước tác động của các tác nhân ăn mòn nên chromium được dùng làm lớp bảo vệ chống ăn mòn cho các dụng cụ, máy móc, thiết bị, đồ gia dụng,...

(e) Do có độ cứng vừa phải và dẫn điện tốt nên đồng được sử dụng làm da dẫn trong các thiết bị và mạng lưới điện gia dụng.

Bài 18 :

Cho các thông tin sau:

Cặp oxi hoá – khử	Thế điện cực chuẩn (V)
Fe³⁺/Fe²⁺	-0,77
Cr₂O₇^2- +14H⁺/2Cr³⁺+7H₂O	1,33
MnO₄^- +8H⁺/Mn²⁺ + 4H₂O	1,53

Biết \({\rm{C}}{{\rm{r}}_2}{\rm{O}}_7^{2 - }(aq)\) có màu cam và \({\rm{C}}{{\rm{r}}^{3 + }}(aq)\) có màu xanh lá cây.

Mỗi phát biểu dưới đây đúng hay sai?

(a) Trong môi trường acid, anion \({\rm{C}}{{\rm{r}}_2}{\rm{O}}_7^{2 - }\) (từ sự phân li của muối potassium dichromate, \({{\rm{K}}_2}{\rm{C}}{{\rm{r}}_2}{{\rm{O}}_7}\) ) có tính oxi hoá mạnh hơn anion \({\rm{MnO}}_4^ - \)(từ sự phân li của muối \({\rm{KMn}}{{\rm{O}}_4}\) ).

(b) Chuẩn độ được \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}\) trong dung dịch gồm \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }},{\rm{SO}}_4^{2 - }\) và \({{\rm{H}}^ + }\)bằng dung dịch chứa chất chuẩn là \({\rm{KMn}}{{\rm{O}}_4}\).

(c) Không chuẩn độ được \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}\) trong dung dịch gồm \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }},{\rm{SO}}_4^{2 - }\) và \({{\rm{H}}^ + }\)bằng dung dịch chứa chất chuẩn là \({{\rm{K}}_2}{\rm{C}}{{\rm{r}}_2}{{\rm{O}}_7}\).

(d) Có diễn ra phản ứng oxi hoá - khử theo phương trình hoá học sau:

\(6{\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}(aq) + 2{\rm{C}}{{\rm{r}}^{3 + }}(aq) + 7{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}(l) \to 6{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}(aq) + {\rm{C}}{{\rm{r}}_2}{\rm{O}}_7^{2 - }(aq) + 14{{\rm{H}}^ + }(aq)\)

Bài 19 :

Mỗi phát biểu dưới đây là đúng hay sai?

(b) Trong quá trình chuẩn độ trên, cần nhỏ từ từ dung dịch thuốc tím từ burette vào bình tam giác chứa dung dịch \({\rm{A}}\).

(c) Cần thêm chất chỉ thị phù hợp vào bình tam giác chứa dung dịch \({\rm{A}}\) để xác định được thời điểm kết thúc quá trình chuẩn độ.

(d) Cần lặp lại thí nghiệm chuẩn độ 2 lần để bảo đảm tính chính xác của kết quả.

Bài 20 :

Giải thích vì sao:

a) có thể phân biệt các dung dịch \({\rm{CuS}}{{\rm{O}}_4},{\rm{CoS}}{{\rm{O}}_4},{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_4},{\rm{NiS}}{{\rm{O}}_4}\) và \({\rm{CrS}}{{\rm{O}}_4}\) thông qua quan sát?

b) có thể phân biệt được hai muối \({{\rm{K}}_2}{\rm{Cr}}{{\rm{O}}_4}\) và \({{\rm{K}}_2}{\rm{C}}{{\rm{r}}_2}{{\rm{O}}_7}\) thông qua quan sát?

c) có thể nhận biết cation \({\rm{C}}{{\rm{u}}^{2 + }}\) trong dung dịch bằng dung dịch base?

d) có thể nhận biết cation \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}\) trong dung dịch bằng dung dịch base?

Bài 21 :

Tìm hiểu, cho biết những phát biểu nào sau đây là đúng.

(a) Ở dạng đơn chất, sắt là kim loại nặng, có độ hoạt động hoá học mạnh.

(b) Sắt ít được sử dụng ở dạng nguyên chất. Sắt chủ yếu được sử dụng ở dạng hợp kim (thép thường, inox,...).

(d) Số oxi hoá của sắt trong các hợp chất FeO, Fe2O3 và FeO.(OH)(H2O)lần lượt là +2 và +3

(e) Thành phần chính của gỉ sét, của váng nâu đỏ ở vùng nước nhiễm phèn là FeO.(OH).H2O hay Fe(OH)3.

Bài 22 :

Giải thích vì sao:

a) số oxi hoá lớn nhất của nguyên tố manganese là +7 ?

b) hợp chất \({\rm{KMn}}{{\rm{O}}_4}\) có tính oxi hoá mạnh?

c) số oxi hoá lớn nhất của nguyên tố chromium là +6 ?

d) hợp chất \({{\rm{K}}_2}{\rm{Cr}}{{\rm{O}}_4}\) có tính oxi hoá mạnh?

e) sắt là nguyên tố chuyển tiếp?

g) trong tự nhiên, cation \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}\) thường phổ biến hơn cation \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}\) ?

h) cation \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}\) có cả tính oxi hoá và tính khử?

Bài 23 :

Hợp chất \({\rm{F}}{{\rm{e}}_3}{{\rm{O}}_4}\) được gọi là oxide sắt từ do có từ tính mạnh. Chất này còn có tên gọi là iron(II, III) oxide do đây là hỗn hợp của \({\rm{FeO}}\) và \({\rm{F}}{{\rm{e}}_2}{{\rm{O}}_3}\) theo tỉ lệ mol 1:1.

a) Theo quá trình: \({\rm{F}}{{\rm{e}}_3}{{\rm{O}}_4}(s) + {\rm{HCl}}(aq) \to {\rm{FeC}}{{\rm{l}}_2}(aq) + {\rm{FeC}}{{\rm{l}}_3}(aq) + {{\rm{H}}_2}{\rm{O}}(l)\) thì số mol \({\rm{HCl}}\) trong dung dịch hydrochloric acid cần để hoà tan vừa đủ \(1\;{\rm{molF}}{{\rm{e}}_3}{{\rm{O}}_4}\) là bao nhiêu?

b) Trong tự nhiên, \({\rm{F}}{{\rm{e}}_3}{{\rm{O}}_4}\) là thành phần chính của khoáng vật magnetite, được dùng tạo sắt nóng chảy trong quá trình sản xuất thép.

(b1) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi khử \({\rm{F}}{{\rm{e}}_3}{{\rm{O}}_4}\) thành sắt bởi carbon monoxide ở nhiệt độ cao.

(b2) Trong phản ứng trên, số electron mà 1 phân tử \({\rm{F}}{{\rm{e}}_3}{{\rm{O}}_4}\) cần nhận để tạo thành sắt là bao nhiêu?

Bài 24 :

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.

Bài 25 :

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.

Bài 26 :

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.

Bài 27 :

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.

Bài 28 :

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.

Bài 29 :

Iron (II)sulfate thường được bảo quản ở dạng muối Mohr màu xanh nhạt có công thức FeSO₄.(NH₄)₂SO₄.nH₂O

Thực hiện các thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: Cân 1,96g muối Mohr rồi hòa tan vào nước, sau đó định mức trong bình 50mL. Chuẩn độ 5mL dung dịch vừa pha cần dùng 5mL dung dịch KMnO₄ 0,02M trong môi trường H₂SO₄ loãng. Xác định công thức phân tử muối Mohr.

Thí nghiệm 2: Làm lạnh 100g dung dịch muối Mohr bão hòa ở 30^oC đến nhiệt độ ổn định ở 0^oC thu được m gam muối Mohr kết tinh. Cho độ tan của muối Mohr trong nước ở các nhiệt độ như sau:

Nhiệt độ	0	10	20	30
Độ tan	17,2	31	36,4	45

Giá trị của m là bao nhiêu?

Bài 30 :

Theo QCVN 01-1:2018/BYT, hàm lượng sắt tối đa cho phép trong nước sinh hoạt là 0,3mg/L. Một mẫu nước có hàm lượng sắt cao gấp 28 lần ngưỡng cho phép, giả thiết sắt trong mẫu nước tồn tại ở dạng Fe₂(SO₄)₃ và FeSO₄ với tỉ lệ mol tương ứng là 1:8. Quá trình tách loại sắt trong 10m³ mẫu nước trên được thực hiện bằng cách sử dụng m gam vôi tôi (vừa đủ) để tăng pH, sau đó sục không khí:

Fe₂(SO₄)₃+ Ca(OH)₂ → Fe(OH)₃ + CaSO₄ (1)

FeSO₄+ Ca(OH)₂ + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃ + CaSO₄ (2)

Giả thiết vôi tôi chỉ chứa Ca(OH)₂. Giá trị của m là bao nhiêu?