Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 12)

Tài liệu Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất Hóa học lớp 12 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Hóa học 12.

Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 12)

Xem thử

Chỉ từ 300k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Hóa học 12 (sách mới) bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

A. HỆ THỐNG LÝ THUYẾT

I. Đơn chất kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

1. Đặc điểm cấu tạo nguyên tử

- Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố từ Sc (Z = 21) đến Cu (Z = 29):

$\Rightarrow$ Cấu hình electron của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có dạng: [Ar]3d^a4s^b

(a = 1 → 10, b = 1 → 2)

- Nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiều electron hóa trị thuộc phân lớp 3d và 4s.

2. Tính chất vật lí và ứng dụng của kim loại chuyển tiếp

- Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng, độ cứng cao hơn kim loại nhóm IA, IIA cùng chu kì.

Tính chất	Đặc điểm	Ứng dụng
Nhiệt độ nóng chảy	Khó nóng chảy, đặc biệt là V, Cr, Co.	Chế tạo dụng cụ, máy móc, thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao.
Độ cứng	Khá cao, Cr là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại.	Chế tạo hợp kim không gỉ hoặc siêu cứng để sản xuất dụng cụ y tế, nhà bếp, vòng bi, mũi khoan, …
Khối lượng riêng	Sc và Ti tương đối nhẹ. Các kim loại khác đều là kim loại nặng.	Chế tạo vật liệu hàng không, gọng kính. Sản xuất phương tiện giao thông, máy móc, bệ máy, …
Độ dẫn điện	Tương đối tốt, Cu là kim loại dẫn điện tốt (chỉ sau Ag).	Chế tạo dây dẫn điện, thiết bị điện, …
Độ dẫn nhiệt	Tương đối tốt, điển hình là Cu	Chế tạo thiết bị nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, đồ gia dụng, …

II. Hợp chất của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

1. Số oxi hóa của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất trong hợp chất

- Do có nhiều electron hóa trị nên các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có khả năng tạo ra các hợp chất với nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau.

- Số oxi hóa phổ biến của một số nguyên tố: Cr (+3, +6), Mn (+2, +4, +7), Fe (+2, +3), Cu (+2).

- Cấu hình electron của một số cation kim loại: Nhường e hết phân lớp 4s sau đó mới đến 3d.

Fe²⁺: [Ar]3d⁶        Fe³⁺: [Ar]3d⁵         Cr³⁺: [Ar]3d³        Cu²⁺: [Ar]3d⁹

2. Màu sắc của các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

- Trong dung dịch, ion của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường có màu:

3. Thí nghiệm

TN1: Chuẩn độ iron(II) sulfate bằng thuốc tím

- Trong phòng thí nghiệm, nồng độ của FeSO₄ có thể được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch KMnO₄ trong môi trường H₂SO₄ theo phương trình:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO + 2MnSO₄ + 8H₂O

♦ Chuẩn bị: - Hóa chất: Các dung dịch KMnO4 0,02 M; H2SO4 10%; FeSO4 nồng độ khoảng 0,1 M. - Dụng cụ: Pipette 5 mL, burette 25 mL, bình tam giác 100 mL, ống đong 10 mL, bình tia nước cất, 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 khóa 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 mất màu, tiếp tục chuẩn độ đến khi màu hồng tồn tại bền trong khoảng 20 giây thì dừng chuẩn độ.

- Ghi lại thể tích dung dịch KMnO₄ đã dùng.

Thí nghiệm	$V_{FeS{O}_4}\left(mL\right)$	$V_{KMn{O}_4}\left(mL\right)$	$V_{tbKMn{O}_4}\left(mL\right)$	$C_{FeS{O}_4}(mol/L)$
1	?	?	?	?
2	?	?
3	?	?

TN2: Nhận biết sự có mặt của cation Cu²⁺ hoặc Fe³⁺ trong dung dịch

♦ Chuẩn bị:

- Hóa 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.

♦ Hiện tượng: Ống nghiệm (1) xuất hiện kết tủa nâu đỏ.

                         Ống nghiệm (2) xuất hiện kết tủa xanh lam.

❖ BÀI TẬP TỰ LUẬN

Câu 1. (a) Viết cấu hình electron và xác định số electron hóa trị của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

(b) Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thuộc loại nguyên tố s, p, d hay f?

(c) Nhận xét chung về cấu hình electron của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất về:

+ Đặc diểm giống nhau và khác nhau trong cấu hình electron nguyên tử

+ Sự biến đổi số electron trên phân lớp 3d và 4s

Câu 2. [KNTT - SGK] Một số thông số vật lí của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất được trình bày ở bảng dưới đây:

(1) 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 1287^oC

(b) Các kim loại nặng (D ≥ 5g/cm³)

(2)

(a) Tra cứu bảng trên và các bảng dưới đây:

Hãy 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).

Câu 3. [CD - SGK] Xác định số oxi hoá của sắt trong các hợp chất sau: FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ (hay FeO.Fe₂O₃).

Câu 4. [KNTT - SGK] Xác định số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố Chromium và Mangaese trong các dãy chất sau:

- Cr₂O₃, CrO₃, K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇.

- MnO, MnO₂, K₂MnO₄, KMnO₄.

Câu 5. [CTST - SGK] Viết cấu hình electron của các ion: Cr²⁺, Fe²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Co³⁺.

Câu 6. [CD – SBT] Giải thích vì sao:

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

(b) hợp chất ${\text{KMnO}}_4$ có tính oxi hoá mạnh?

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

(d) hợp chất ${\text{K}}_2{\text{CrO}}_4$ có tính oxi hoá mạnh?

(e) sắt là nguyên tố chuyển tiếp?

(g) trong tự nhiên, cation ${\text{Fe}}^{3+}$ thường phổ biến hơn cation ${\text{Fe}}^{2+}$?

(h) cation ${\text{Fe}}^{2+}$ có cả tính oxi hoá và tính khử?

Câu 7. [CD – SBT] Giải thích vì sao:

(a) có thể phân biệt các dung dịch CuSO₄, CoSO₄, FeSO₄, NiSO₄ và CrSO₄ thông qua quan sát?

(b) có thể phân biệt được hai muối K₂CrO₄ và K₂Cr₂O₇ thông qua quan sát?

(c) có thể nhận biết cation Cu²⁺ trong dung dịch bằng dung dịch base?

(d) có thể nhận biết cation Fe³⁺ trong dung dịch bằng dung dịch base?

Câu 8. [CD – SBT] Hợp chất ${\text{Fe}}_3{\text{O}}_4$ 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 $\text{FeO}$ và ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$ theo tỉ lệ mol 1:1.

(a) Theo quá trình: ${\text{Fe}}_3{\text{O}}_4\left(s\right)+\text{HCl}\left(aq\right)\to {\text{FeCl}}_2\left(aq\right)+{\text{FeCl}}_3\left(aq\right)+{\text{H}}_2\text{O}\left(l\right)$ thì số mol HCl trong dung dịch hydrochloric acid cần để hoà tan vừa đủ 1 mol Fe₃O₄ là bao nhiêu?

(b) Trong tự nhiên, ${\text{Fe}}_3{\text{O}}_4$ 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 ${\text{Fe}}_3{\text{O}}_4$ thành sắt bởi carbon monoxide ở nhiệt độ cao.

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

Câu 9. [KNTT - SBT] Ở 20^oC, độ tan của CuSO₄.5H₂O trong nước là 32g trong 100g nước. Ở nhiệt độ này, dung dịch CuSO₄ bão hòa có nồng độ là a%. Giá trị của a là bao nhiêu?

Câu 10. [KNTT - SBT] Ở điều kiên thường, tinh thể Fe có khối lượng riêng bằng 7,87g/cm³. Giả thiết các nguyên tử Fe là những hình cầu chiếm 68% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng.

Cho biết: công thức tính thể tích hình cầu V=$\frac{4}{3}{\mathrm{\pi r}}^3$

Số Avogadro N_A = 6,022.10²³ và số pi $\mathrm{\pi }$ = 3,1416

Bán kính nguyên tử Fe là bao nhiêu pm?

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

1. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

♦ Mức độ BIẾT

Câu 1. [KNTT - SBT] Kim loại nào sau đây thuộc dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất?

A. Ti                                 

B. Al                                 

C. Ba                                

D. Na

Câu 2. [CTST - SBT] 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.

Câu 3. [CTST - SBT] Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố chromium là

A. [Ar]3d⁴4s².                  

B. [Ar]4d⁵5s¹.                   

C. [Ar]3d⁵4s¹.                  

D. [Kr]3d⁵4s¹.

Câu 4. [CTST - SBT] Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố copper là

A. [Ar]3d¹⁰4s¹.                 

B. [Ar]3d⁹4s².                   

C. [Ne]3d⁹4s².                  

D. [Kr]3d¹⁰4s¹.

Câu 5. [KNTT - SBT] Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron của nguyên tử nào sau đây có phân lớp 3d bão hòa?

A. Sc (Z = 21)                  

B. Cu (Z = 29)                  

C. Ni (Z = 28)                  

D. Mn (Z = 25)

Câu 6. [CD – SBT] Các electron hoá trị của nguyên tử nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất phân bố ở

A. phân lớp 3d và phân lớp 4s.                               

B. phân lớp 3d.

C. lớp 4s.                                                                  

D. phân lớp 3p và phân lớp 3d.

Câu 7. [KNTT - SBT] Sự hình thành các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất là do có sự sắp xếp lần lượt các electron vào phân lớp?

A. 3d                                 

B.4s                                  

C.4p                                  

D.3p

Câu 8. [CD - SBT] Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất được xếp ở

A. chu kì 3.

B.chu kì 4.

C. chu kì 5.

D. chu kì 3 và chu kì 4.

Câu 9. [KNTT - SBT] Cấu hình electron của nguyên tử vanadium ở trạng thái cơ bản là [Ar]3d³4s². Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố vanadium thuộc nhóm

A. VB                               

B. IB                                 

C. VIB                              

D. IIB

Câu 10. [KNTT - SBT] Sắt là kim loại phổ biến thứ hai (sau nhôm) trên vỏ Trái Đất do nguyên tử sắt thuộc loại nguyên tử bền. Số neutron có trong một nguyên tử ${}_{16}{}^{56}Fe$

A. 30                                 

B. 26                                 

C. 56                                 

D. 28

Câu 11. [KNTT - SBT] Trong dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất, kim loại có độ cứng cao nhất là

A.Ti                                  

B.Fe                                  

C. Cr                                 

D.Cu

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Hóa học lớp 12 các chủ đề hay khác:

• Chủ đề 5: Ôn tập chương 6

• Chủ đề 1: Nguyên tố nhóm IA

• Chủ đề 2: Nguyên tố nhóm IIA

• Chủ đề 3: Ôn tập chương 7

• Chủ đề 2: Sơ lược về phức chất

• Chủ đề 3: Ôn tập chương 8

---