Bài 1 trang 222 SGK hóa học 12 nâng cao. Cho phương trình hóa học: \(2Cr + 3S{n^{2 + }}\buildrel {} \over \longrightarrow 2C{r^{3 + }} + 3Sn\) Câu nào sau đây diễn đạt đúng vai trò của các chất? A.Cr là chất oxi hóa, Sn2+ là chất khử B.Cr là chất khử, Sn2+ là chất oxi hóa C.Sn2+ là chất khử, Cr3+ là chất oxi hóa D.Cr3+ là chất khử, Sn2+ là chất oxi hóa Giải: Chọn B Bài 2 trang 222 SGK hóa học 12 nâng cao. Kim loại trong cặp oxi hóa – khử nào sau đây có thể phản ứng với ion \(N{i^{2 + }}\) trong cặp \(N{i^{2 + }}/Ni\) ? \(\eqalign{ & A.P{b^{2 + /}}Pb \;\;\;\;\;\;\;\;\;B.C{u^{2 + /}}Cu \cr & C.S{n^{2 + }}/Sn\;\;\;\;\;\;\;\;D.C{r^{3 + }}/Cr \cr} \) Giải: Chọn D Bài 3 trang 222 SGK hóa học 12 nâng cao. Trong phản ứng : \(Fe + {H_2}S{O_4}_{\;đ}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow F{e_2}{(S{O_4})_3} + S{O_2} + {H_2}O\) có bao nhiêu nguyên tử \(Fe\) bị oxi hóa và có bao nhiêu phân tử \({H_2}S{O_4}\) bị khử? \(\eqalign{ & A.\;2{\rm{ }}\text{ và } {\rm{ }}3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\;1{\rm{ }}\text{ và }{\rm{ }}1 \cr & C.\;3{\rm{ }}\text{ và } {\rm{ }}2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.\;2{\rm{ }}\text{ và }{\rm{ }}6 \cr} \) Giải: \(2Fe + 6{H_2}S{O_4}_{\;đ}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow F{e_2}{(S{O_4})_3} + 3S{O_2} +6 {H_2}O\) Chọn A. Bài 4 trang 222 SGK hóa học 12 nâng cao. Viết các phương trình hóa học cho những chuyển đổi sau Giải: \(\eqalign{ & 1)\;Cr + 2HCl\buildrel {} \over \longrightarrow CrC{l_2} + {H_2} \uparrow \cr & 2)\;CrC{l_2} + 2NaOH\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow Cr{(OH)_2} \downarrow + 2NaCl. \cr & 3)\;4Cr{(OH)_2} + {O_2} + 2{H_2}O\buildrel {} \over \longrightarrow 4Cr{(OH)_3}. \cr & 4)\;Cr{(OH)_3} + NaOH\buildrel {} \over \longrightarrow Na[Cr{(OH)_4}{\rm{]}} \cr & 5)\;2CrC{l_2} + Cl_2\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow 2CrC{l_3} \cr & 6)\;Cr{(OH)_3} + 3HCl\buildrel {} \over \longrightarrow CrC{l_3} + 3{H_2}O. \cr} \) Bài 5 trang 222 SGK hóa học 12 nâng cao. Sự ăn mòn sắt thép là quá trình oxi hóa khử a) Giải thích và viết phương trình hóa học của phản ứng hóa học xảy ra khi sắt, thép bị ăn mòn. b) Kẽm hoặc thiếc tráng ngoài vật bằng sắt, thép có tác dụng bảo vệ sắt khỏi bị ăn mòn. Hãy giải thích một thực tế là sau một thời gian sử dụng thì vật được tráng bằng kẽm có hiệu quả bảo vệ tốt hơn vật được tráng thiếc. Biết \(E_{Z{n^{2 + }}/Zn}^0 = - 0,76V\,;\,E_{F{e^{2 + }}/Fe}^0 = - 0,44\,V\,;\,E_{S{n^{2 + }}/Sn}^0 = - 0,14V.\) c) Vì sao thiếc được dùng nhiều hơn kẽm để bảo vệ kim loại dùng chế tạo hộp đựng thực phẩm. Còn kẽm lại được dùng thiếc để bảo vệ ống dẫn nước, xô chậu..,? Giải: a) Sắt, thép bị ăn mòn trong không khí ẩm đó là ăn mòn điện hóa. - Sắt, thép có chứa tạp chất là cacbon và một số kim loại khác đóng vai trò các điện cực. - Trong màng nước trên bề mặt sắt, thép có những chất tan như \(CO_2\) …tạo thành môi trường điện li. - Trong môi trường điện li, giữa sắt và tạp chất xuất hiện những pin điện hóa. + Tại cực âm sắt bị oxi hóa: \(Fe \to F{e^{2 + }} + 2e.\) + Tại cực dương oxi của không khí bị khử: \(2{H_2}O + {O_2} + 4e \to 4O{H^ - }\) + Những ion trong màng nước tác dụng với nhau tạo ra kết tủa \(F{e^{2 + }} + 2O{H^ - } \to Fe{(OH)_2} \downarrow \) + Kết tủa tạo ra trong không khí tạo thành gỉ sắt. \(4Fe{(OH)_2} + {O_2} + 2{H_2}O\buildrel {} \over \longrightarrow 4Fe{(OH)_3}\) b) Kẽm hoặc thiếc tráng ngoài vật bằng sắt, thép có tác dụng bảo vệ chống ăn mòn. Nhưng trên thực tế vật được tráng bằng kẽm có hiệu quả bảo vệ tốt hơn vật được tráng bằng thiếc là do: thế điện cực chuẩn của sắt nhỏ hơn thế điện cực chuẩn của thiếc. sắt là cực âm nên bị ăn mòn. Ngược lại thế điện cực chuẩn của kẽm nhỏ hơn thế điện cực chuẩn của sắt. kẽm là cực âm nên bị ăn mòn. c) Thiếc được dùng nhiều hơn kẽm để bảo vệ những đồ hộp đựng thực phẩm vì thiếc rẻ và bền trong không khí, trong nước, trong chất hữu cơ có tính axit yếu và không độc. Kẽm thường được dùng nhiều hơn thiếc để bảo vệ ống dẫn nước, xô, chậu…là vì kẽm bảo vệ hơn thiếc. Bài 6 trang 223 SGK hóa học 12 nâng cao. a) Từ \(Fe\), hãy trình bày 3 phương pháp điều chế trực tiếp muối \(FeS{O_4}\). Viết các phương trình hóa học. b) Từ hỗn hợp \(Ag\) và \(Cu\),hãy trình bày 3 phương pháp hóa học tách riêng \(Ag\) và \(Cu\). Viết các phương trình hóa học. Giải: a) 3 phương pháp điều chế muối \(FeS{O_4}\) từ \(Fe\) \(\eqalign{ & Fe + {H_2}S{O_{4\text{ loãng}\,\,}} \to FeS{O_4} + {H_2} \uparrow \cr & Fe + F{e_2}{(S{O_4})_3} \to 3FeS{O_4}. \cr & Fe + CuS{O_4} \to FeS{O_4} + Cu \downarrow \cr} \) b) 3 phương pháp hóa học tách riêng \(Ag\) và \(Cu\) ra khỏi hỗn hợp \(Ag\) và \(Cu\). + Phương pháp 1: - Hòa tan hỗn hợp vào dung dịch \(HN{O_3}\) loãng dư thu được dung dịch. \(\eqalign{ & 3Cu + 8HN{O_3} \to 3Cu{(N{O_3})_2} + 2NO \uparrow + 4{H_2}O \cr & 3Ag + 4HN{O_3} \to 3AgN{O_3} + NO \uparrow + 2{H_2}O \cr} \) - Cô cạn dung dịch, nhiệt phân hỗn hợp muối thu được chất rắn. \(\eqalign{ & 2AgN{O_3}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow 2Ag + {O_2} \uparrow + 2N{O_2} \uparrow \cr & 2Cu{(N{O_3})_2}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow 2CuO + {O_2} \uparrow + 4N{O_2} \uparrow \cr} \) - Hòa tan chất rắn thu được \((CuO, Ag)\) vào dung dịch \(HCl\) dư lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuCl_2\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuCl_2\) thu được \(Cu\). \(\eqalign{ & CuO + 2HCl \to CuC{l_2} + {H_2}O. \cr & CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over \longrightarrow Cu + C{l_2}. \cr} \) + Phương pháp 2: - Đốt hỗn hợp bằng \(O_2\), \(Cu\) phản ứng còn \(Ag\) thì không: \(2Cu + {O_2} \to 2CuO\) - Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng vào dung dịch \(HCl\) dư lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuCl_2\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuCl_2\) thu được \(Cu\). \(CuO + 2HCl \to CuC{l_2} + {H_2}O\,;\,CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over \longrightarrow Cu + C{l_2}\) + Phương pháp 3: - Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch \(FeCl_3\) dư, \(Cu\) tan, dư lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch chứa \(CuCl_2; FeCl_2\) và \(FeCl_3\) dư. \(Cu + 2FeC{l_3} \to 2FeC{l_2} + CuC{l_2}\) - Cho dung dịch \(NH_3\) từ từ vào dung dịch thu được ở trên cho đến khi kết tủa không còn thay đổi nữa, lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch chứa phức đồng \([Cu{(N{H_3})_4}]{\left( {OH} \right)_2}\). \(\eqalign{ & FeC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O \to Fe{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl. \cr & FeC{l_3} + 3N{H_3} + 3{H_2}O \to Fe{(OH)_3} \downarrow + 3N{H_4}Cl \cr & CuC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O \to Cu{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl \cr & Cu{(OH)_2} + 4N{H_3} \to \left[ {Cu{{\left( {N{H_3}} \right)}_4}} \right]{\left( {OH} \right)_2}. \cr} \) - Cho phức đồng tác dụng với dung dịch \(HCl\), thu dung dịch, tiến hành điện phân dung dịch thu được \(Cu\). \(CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over \longrightarrow Cu + C{l_2}\) Bài 7 trang 223 SGK hóa học 12 nâng cao. Có 3 lọ, mỗi lọ đựng một trong 3 lọ hỗn hợp sau: \(Fe\) và \(FeO; Fe\) và \(F{e_2}{O_3};{\rm{ }}FeO\) và \(F{e_2}{O_3}\). Hãy dẫn ra cách nhận biết hỗn hợp chất đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học và viết các phương trình hóa học. Giải: Cho các mẫu thử lần lượt tác dụng với dung dịch \(HCl\) dư. * Mẫu sủi bọt khí và tạo dung dịch màu trắng xanh (\(F{e^{2 + }}\)) (pha loãng thì không màu) \( \Rightarrow (Fe{\rm{ }}\text{ và } {\rm{ }}FeO)\) \(Fe + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2} \uparrow \,\,;\,\,FeO + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2}O\) * Mẫu sủi bọt khí và tạo dung dịch màu vàng nâu \(Fe + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2} \uparrow \,;\,\,F{e_2}{O_3} + 6HCl \to 2FeC{l_3} + 3{H_2}O\) * Mẫu còn lại tan và không sủi bọt khí (\(FeO\) và \(F{e_2}{O_3}\)). \(\eqalign{ & F{e_2}{O_3} + 6HCl \to 2FeC{l_3} + 3{H_2}O \cr & FeO + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2}O \cr} \) Bài 8 trang 223 SGK hóa học 12 nâng cao. Khử \(2,4\) gam hỗn hợp \(CuO\) và một oxit sắt có tỉ lệ số mol 1:1. Sau phản ứng thu được \(1,76\) gam chất rắn, đem hòa tan vào dung dịch \(HCl\) dư thấy thoát ra \(0,448\) lít khí (đkct). Xác định công thức của oxit sắt. Giải: Đặt công thức của oxit sắt cần tìm là \(F{e_x}{O_y}\) (a mol), \(CuO\) (a mol). Sơ đồ công thức của quá trình khử \(\eqalign{ & F{e_x}{O_y}\buildrel {} \over \longrightarrow xFe\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,CuO\buildrel {} \over \longrightarrow Cu \cr & \,\,\,\,a\,\,\,\,\;\;\;\;\buildrel {} \over \longrightarrow \,\,\,ax\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,a\buildrel {} \over \longrightarrow a \cr} \) Hòa tan chất rắn sau khi khử vào dung dịch \(HCl\) dư \(\eqalign{ & Fe + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2} \uparrow \cr & 0,02\,\buildrel {} \over \longleftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,02 = {{0,448} \over {22,4}} \cr} \) Theo đề bài ta có: \(\left\{ \matrix{ ax = 0,02 \hfill \cr a(56x + 16y) + a.80 = 2,4 \hfill \cr 0,02.56 + a.80 = 1,76 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{ a = 0,01 \hfill \cr x = 2 \hfill \cr y = 3 \hfill \cr} \right.\,\) Vậy công thức của oxit sắt cần tìm là \(F{e_2}{O_3}\). Bài 9 trang 223 SGK hóa học 12 nâng cao. Dung dịch A là \(FeS{O_4}\) có lẫn tạp chất \(F{e_2}{(S{O_4})_3}\). Để xác định nồng độ mol của mỗi chất trong dung dịch A, người ta tiến hành những thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: thêm dần dung dịch \(NaOH\) vào 20 ml dung dịch A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung trong không khí ở nhiệt độ cao tới khi khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng là \(1,2\) gam. - Thí nghiệm 2: thêm vài giọt dung dịch \({H_2}S{O_4}\) vào 20 ml dung dịch A, rồi nhỏ dần từng giọt dung dịch \(KMn{O_4}\) vào dung dịch trên, lắc nhẹ. Khi dung dịch có màu hồng thì dừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10 ml dung dịch \(KMn{O_4}\,\,0,2M\). a) Giải thích quá trình thí nghiệm và viết các phương trình hóa học. b) Tính nồng độ mol của mỗi chất có trong dung dịch A ban đầu. c) Bằng phương pháp hóa học nào có thể loại bỏ được tạp chất có trong dung dịch A ban đầu? Viết phương trình hóa học của phản ứng đã dùng. Giải: a) Đặt số mol \(FeS{O_4}\) và \(F{e_2}{(S{O_4})_3}\) lần lượt là \(x\) và \(y\). * Thí nghiệm 1: \(\eqalign{ & FeS{O_4} + 2NaOH \to Fe{(OH)_2} \downarrow + N{a_2}S{O_4}.\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1) \cr & \,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\buildrel {} \over \longrightarrow x \cr & F{e_2}(S{O_4})_3 + 6NaOH \to 2F{e}{(OH)_3} \downarrow + 3N{a_2}S{O_4}.\,\,\,\left( 2 \right) \cr & \,\,\,\,\,y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\buildrel {} \over \longrightarrow 2y \cr & 4Fe{(OH)_2} + {O_2}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow 2F{e_2}{O_3} + 4{H_2}O.\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 3 \right) \cr & \,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\buildrel {} \over\longrightarrow\,\,\,{x \over 2} \cr & 2Fe{\left( {OH} \right)_3}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow F{e_2}{O_3} + 3{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 4 \right) \cr & \,\,\,\,\,\,\,2y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\buildrel {} \over \longrightarrow y \cr} \) * Thí nghiệm 2: \(\eqalign{ & 10FeS{O_4} + 2KMn{O_4} + 8{H_2}S{O_4} \to 5F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3} + {K_2}S{O_4} + 2MnS{O_4} + 8{H_2}O.\,\,\left( 5 \right) \cr & \,\,\,\,\,x\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\buildrel {} \over \rightarrow {x \over 5} \cr} \) Từ (1), (2), (3), (4), và (5) ta có: \(\left\{ \matrix{ {x \over 2} + y = {{1,2} \over {160}} \hfill \cr {x \over 5} = 0,2.0,01 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{ x = 0,01 \hfill \cr y = 0,0025 \hfill \cr} \right.\) b) Nồng độ mol/l của các chất có trong dung dịch A: \({CM_{{{FeS{O_4}}}}} = {{0,01} \over {0,02}} = 0,5M\) \({CM_{{{F{e_2}{{(S{O_4})}_{_3}}}}}} = {{0,0025} \over {0,02}} = 0,125M\) c) Ngâm đinh sắt vào A sẽ loại được \(F{e_2}(S{O_4})_3\) \(Fe + F{e_2}{(S{O_4})_3} \to 3FeS{O_4}\)
