Luyện tập Sơ lược về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất CD

Cấu hình electron của A, B, C có dạng: [Ar] 3d^α4s^a4p^b.

Do tổng số electron lớp ngoài cùng của A, B, C = 4 nên phải có hai nguyên tố có cấu hình eletron lớp ngoài cùng dạng 4s¹ và một nguyên tố còn lại là 4s².

Vì B có tổng số electron ở lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng là 8 nên B có cấu hình: [Ar]3d⁶4s².

Vậy A là: [Ar]3d⁵4s¹ và C là: [Ar]3d¹⁰4s¹ ⇒ A: ₂₄Cr; B: ₂₆Fe; C:₂₉Cu

Các khẳng định:

- Tổng số electron của B²⁺ và C²⁺ là 51 → đúng.

- Công thức oxide cao nhất của A có dạng A₂O₃ → sai, công thức oxide cao nhất của A có dạng AO₃.

- Tổng số khối: M_A+ M_B + M_C = 79 → sai, tổng số khối: M_A+ M_B + M_C = 52 + 56 + 64 = 172.

- Cả A, B, C đều tác dụng được với dung dịch H₂SO₄ loãng làm giải phóng khí H₂ → sai, Cu không tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng.

Phương trình phản ứng hóa học:

           Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

mol: 0,225 → 0,225

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

mol: 0,225   →   0,045

⇒ V_{dd KMnO4} =  = 0,09 lít = 90 ml

Chromium bền với nước và không khí do có màng oxide rất mỏng, bền bảo vệ vì vậy người ta mạ chromium lên sắt để bảo vệ sắt và dùng chromium để chế thép chống gỉ.

n_H2 = 0,04 (mol)

Gọi số mol của Cr và Fe lần lượt là x, y:

⇒ 52x + 56y = 2,16                     (1)

Bảo toàn electron:

n_Cr + n_Fe = n_H2 ⇒ x + y = 0,04        (2)

⇒ m_Cr = 0,02.52 = 1,04 (g) 

Nguyên tử của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có electron hóa trị ở phân lớp 3s và phân lớp 3d.

n_{Fe²⁺ bđ} = 0,05.0,08 = 0,004 (mol)

n_KMnO4 = 0,01485.0,004 = 5,94.10⁻⁵ (mol)

3Fe²⁺ + CrO₄^2– + 8H⁺ ⟶ 3Fe³⁺ + Cr³⁺ + 4H₂O             (1)

5Fe²⁺ + MnO₄^– + 8H⁺ ⟶ 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O            (2)

Theo (2) ⇒ n_Fe²⁺(dư) = 5.n_MnO4^– = 5.5,94.10^–5 = 2,97.10^–4 (mol)

⇒ n_Fe²⁺(pư) = 0,004 – 2,97.10^–4 = 3,703.10^–3 (mol)

Theo (1) ⇒ n_CrO4^2– = .n_Fe²⁺(pư) =  .3,703.10^–3 = 1,23433.10^–3 (mol)

⇒ m_Cr = 1,23433.10^–3.52 = 0,064 gam

⇒ %m_Cr = .100% = 6,845%

Bởi vì tác dụng của cầu chì là nếu dòng điện vượt quá mức an toàn thì dây chì sẽ bị đứt, dòng điện sẽ bị ngắt. Nếu thay bằng dây đồng thì cường độ chịu dòng điện của dây đồng mạnh hơn, dòng diện sẽ không bị ngắt và có khả năng gây ra cháy nổ.

- Dùng dung dịch KOH ta có kết quả:

CuCl₂: xuất hiện kết tủa xanh; FeCl₃: xuất hiện kết tủa nâu đỏ; FeCl₂: xuất hiện kết tủa trắng xanh.

NH₄Cl: sủi khí mùi khai; AICl₃ xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó tan trong NaOH dư.

MgCl₂: xuất hiện kết tủa trắng; NaOH, NaCl: không hiện tượng.

- Dùng AlCl₃ nhận biết ở trên, nhận NaOH và NaCl.

Số oxi hóa của sắt trong hợp chất FeO và FeNO₃ lần lượt là: +2 và +3.

Đồng là kim loại có màu đỏ.

Hợp kim Fe-Cr không bị gỉ và rất cứng.

Cấu hình electron của Cu (Z = 29): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

→ Cấu hình electron của Cu⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

Cấu hình electron của Cu²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + 2NaCl

CrCl₃ + 4NaOH → NaCrO₂ + NaCl + 2H₂O

4Fe(OH)₂ + O_2­ → 2Fe₂O₃ + 4H₂O

Bảo toàn nguyên tố Fe: n_FeCl2 = 2n_Fe2O3 = 0,144 mol

⇒ m_CrCl3 = m_X − m_FeCl2 = 34,138 – 0,144.127 = 15,85 gam

Cấu hình nguyên tử của chromium là: [Ar]3d⁴4s².

Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 21 (Sc) đến 29 (Cu), thuộc chu kì 4.

Al thuộc chu kì 3 → không phải kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất. 

n_Cu = 0,12 mol; n_HNO3 = 0,12 mol; n_H2SO4 = 0,1 mol ⇒ n_H+ = 0,32 (mol)

           3Cu + 8H⁺ + 2NO3^– → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

mol: 0,12 → 0,32 → 0,08  →   0,12

⇒ Sau phản ứng dung dịch thu được gồm Cu²⁺ (0,12 mol); NO₃^– (0,04 mol); SO₄^2– (0,1 mol)

⇒ m_muối = 0,12.64 + 0,04.62 + 0,1.96 = 19,76 gam

Đồng được sử dụng làm dây dẫn điện do dẫn điện tốt.

Dung dịch CuSO₄ có màu xanh lam.