Giải bài tập Hóa học 12 Bài 27: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
Mở đầu trang 128 Hóa học 12: Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và hợp kim của chúng được sử dụng phổ biến làm vật liệu chế tạo dụng cụ, thiết bị, máy móc, phương tiện giao thông, …
Các ứng dụng này dựa trên tính chất nào của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất?
Lời giải:
Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và hợp kim của chúng được sử dụng phổ biến làm vật liệu chế tạo dụng cụ, thiết bị, máy móc, phương tiện giao thông, …
Các ứng dụng này dựa trên các tính chất sau:
+ Kim loại chuyển tiếp khó nóng chảy, đặc biệt là vanadium, chromium và cobalt.
+ Kim loại chuyển tiếp có độ cứng khá cao, chromium là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại.
+ Các kim loại chuyển tiếp thường là kim loại nặng.
+ Độ dẫn điện, dẫn nhiệt của các kim loại chuyển tiếp tương đối tốt, điển hình là đồng.
Hoạt động trang 129 Hóa học 12: Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất được cho trong bảng sau:
Thực hiện các yêu cầu sau:
1. Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thuộc khối s, p, d hay f?
2. Nhận xét chung về cấu hình electron của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất về:
a) Đặc điểm giống nhau và khác nhau trong cấu hình electron nguyên tử.
b) Sự biến đổi số electron trên phân lớp 3d và 4s.
Lời giải:
1. Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thuộc khối d.
2.
a) Đặc điểm giống nhau và khác nhau trong cấu hình electron nguyên tử.
+ Giống nhau: Đều có 4 lớp electron; cấu hình electron trong nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đều có lớp vỏ bên trong của khí hiếm Ar.
+ Khác nhau: Số electron hoá trị của nguyên tử các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất là khác nhau.
b) Sự biến đổi số electron trên phân lớp 3d và 4s: Số electron trên phân lớp 3d tăng dần từ 1 (ở Sc) đến 10 (ở Cu). Trong khi đó, trên phân lớp 4s, số electron thường bằng 2 (trừ Cr và Cu).
Câu hỏi 1 trang 129 Hóa học 12: Đặc điểm cấu hình electron nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có gì khác biệt với nhóm IA và IIA trong cùng chu kì?
Lời giải:
So với nhóm IA và IIA trong cùng chu kì, cấu hình electron nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có phân lớp 3d.
Hoạt động trang 130 Hóa học 12: Một số thông số vật lí của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất được trình bày ở Bảng 27.2.
Thực hiện các yêu cầu sau:
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 1 287 °C.
b) Các kim loại nặng (D ≥ 5 g/cm3).
2.
a) Tra cứu Bảng 24.2, Bảng 25. 2 và Bảng 27.2 để 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).
Lời giải:
1. Trong số các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất:
a) Các kim loại khó nóng chảy hơn Be là Sc, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni.
b) Các kim loại nặng (D ≥ 5 g/cm3) là: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu.
2.
a)
Kim loại | K | Ca | Fe | Cu |
Nhiệt độ nóng chảy (oC) | 63,4 | 842 | 1535 | 1084 |
Khối lượng riêng (g/cm3) | 0,89 | 1,55 | 7,86 | 8,96 |
Độ dẫn điện ở 20oC (Hg = 1) | 13,3 | 28,5 | 10 | 57,1 |
Độ cứng (kim cương = 10) | 0,4 | 1,75 | 4 | 3 |
b)
– Các kim loại chuyển tiếp Fe, Cu có nhiệt độ nóng chảy cao hơn, khối lượng riêng lớn hơn, độ cứng lớn hơn các kim loại K, Ca.
– Về độ dẫn điện: Fe dẫn điện kém hơn K, Ca nhưng Cu dẫn điện tốt hơn K và Ca nhiều lần.
Hoạt động trang 131 Hóa học 12: Xác định số oxi hoá của nguyên tử các nguyên tố chromium và manganese trong các dãy chất sau:
– Cr2O3, CrO3, K2CrO4, K2Cr2O7.
– MnO, MnO2, K2MnO4, KMnO4.
Lời giải:
Câu hỏi 2 trang 132 Hóa học 12: Từ cấu hình electron ở Bảng 27.1, xác định cấu hình electron của các ion kim loại sau: Cr3+, Mn2+, Cu2+.
Lời giải:
Ion | Cr3+ | Mn2+ | Cu2+ |
Cấu hình electron | [Ar]3d3 | [Ar]3d5 | [Ar]3d9 |
Hoạt động thí nghiệm trang 132 Hóa học 12: Xác định hàm lượng muối Fe(II) bằng dung dịch thuốc tím
Chuẩn bị:
Hoá chất: các dung dịch: KMnO4 0,02 M, H2SO4 10