Bài giảng Chương XI: Các nguyên tố nhóm viiib. Họ sắt

g tạo muối kép: M2SO4.FeSO4.12H2O.
M = NH muối Mo (Mohr).
4- Phức chất sắt(II):
- Hemoglobin:
Câu hỏi
11- a. Fe(OH)2 có phải là hidroxit lưỡng tính không? Tính axit hay tính bazơ mạnh hơn?
b. Viết ptpư 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 trường trung tính khi tiếp xúc với oxi không khí. 
b. Phản ứng đó thực tế diễn ra như thế nào và có ứng dụng gì?
Cho Tt Fe(OH)2 = 8.10-16 ; Tt Fe(OH)3 = 6,3.10-38 ; = 0,77V ; P= 0,2 atm.
13- Viết các ptpư khi cho dung dịch FeSO4 tác dụng với
- KMnO4 + H2SO4 	- Dung dịch AgNO3	- Dung dịch AgNO3
- O2 + H2SO4 	- Dung dịch HNO3 loãng	- Dung dịch nước 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 ptpư.
c. Khi sục khí NO vào dung dịch FeSO4 tạo ra phức chất màu nâu tối kém bền. Hãy viết phương trình phản ứng và dự đoán về bản chất liên kết trong phức chất này?
15- Viết các phương 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 nước, các tinh thể lớn cuả FeCO3 có thể bị hoà tan hoàn toàn khi sục CO2 đến dư hay không? Giải thích? Cho Tt Fe(OH)2 = 8.10-16.
16- a. Viết phương 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 phương trình phản ứng 
- Dự đoán về hàm lượng sắt trong nước 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 = 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 ptpư 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 tượng xảy ra và viết các phương 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 được duy trì môi trường pH = 0 bằng dung dịch H2SO4. Sục không khí dư 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 trưng - Từ tính.
2. Tính chất vật lý: Nhận xét về độ tan các và màu sắc hợp chất Co(II). Màu sắc ion Co2+ trong nước?
3. Tính chất hoá học: 
- Tính bazơ (tác dụng với axit) - Tính axit (phản ứng với kiềm, phản ứng tạo phức).
- Tính khử (môi trường axit và môi trường kiềm). Trong môi trường 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 lưỡng tính, nhưng 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 trường 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 nước. 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 như NaClO, Br2, Cl2, H2O2 trong môi trường kiềm tạo ra Co(OH)3, trong môi trường axit hầu như 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 trường yếu: [Co(H2O)6]2+, [Co(NH3)6]2+; [CoF6]4-
Các phức bát diện trường 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 trưng - 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 nước 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 trường axit và môi trường kiềm). Trong môi trường 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 nước. 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 nước. 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 trường yếu: [Ni(H2O)6]2+, [Ni(NH3)6]2+
Các phức vuông phẳng trường mạnh: [Ni(CN)4]2-
Các phức vuông phẳng trường yếu: [NiCl4]2- 
Câu hỏi
20- a. So sánh độ tan của Ni(OH)2 trong nước 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:
NiSO4Ni(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 trưng - 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 nước?
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 trường 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 = Fe3+ + 3OH- 	Tt = 6,3.10-38
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 như 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 như 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 nước.
- 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 = 16.
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 phương 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 được 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 được không? Giải thích cụ thể.
Biết: = 0,77V ; = 1,07V ; = 0,54V
25- a. Trong dung dịch nước, ion Fe2+ có tính khử mạnh nhất là trong môi trường kiềm; ion Fe3+ có tính oxi hoá mạnh nhất trong môi trường axit . Hãy lấy ví dụ để minh hoạ.
b. Viết phương trình phản ứng nhận biết ion Fe3+ trong dung dịch bằng K4[Fe(CN)6].
26- Viết các phương trình phản ứng khi cho dung dịch B chứa FeSO4 + Fe2(SO4)3 lần lượt 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] tương ứng là = 5,9 và = 1,8. Giải thích kết quả thực nghiệm trên bằng các thuyết liên kết