Bài 22. Sơ lược về sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch trang 146, 147, 148 Hóa 12 Cánh diều

Câu hỏi trang 146

Trả lời câu hỏi Mở đầu trang 146 SGK Hóa 12 Cánh diều

Muối copper(II) sulfate (CuSO₄) có màu trắng. Dung dịch copper(II) sulfate có màu xanh. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra khi thêm từ từ đến dư dung dịch ammonia vào ống nghiệm chứa dung dịch copper(II) sulfate. Giải thích.

Phương pháp giải:

Cu²⁺ có khả năng tạo phức với ammonia

Lời giải chi tiết:

Khi cho từ từ dung dịch ammonia vào ống nghiệm chứa dung dịch copper(II) sulfate, màu xanh của dung dịch nhạt dần, có xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt của đồng. Khi tiếp tục thêm dung dịch ammonia vào, kết tủa tan dần, màu xanh dung dịch đậm dần lên.

Câu hỏi trang 147

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 147 SGK Hóa 12 Cánh diều

Phức chất aqua có dạng hình học bát diện được hình thành khi cho CrCl₃ vào nước. Viết phương trình hóa học của quá trình tạo phức chất trên.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự hình thành phức chất aqua của cation kim loại chuyển tiếp trong dung dịch.

Lời giải chi tiết:

Khi cho muối CrCl₃ vào nước, phức chất aqua được hình thành:

\(C{r^{3 + }}(aq) + 6{H_2}{\rm{O}}(l) \to {{\rm{[}}Cr{(O{H_2})_{_6}}]^{3 + }}(aq)\)

CH

Trả lời câu hỏi trang 148 SGK Hóa 12 Cánh diều

Trong ví dụ 4 và ví dụ 5, hãy cho biết:

a) Phối tử thay thế và phối tử bị thay thế.

b) Dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất có thể là gì?

Phương pháp giải:

Dựa vào phản ứng thay thế phối tử trong phức chất ở ví dụ 4 và 5

Lời giải chi tiết:

Ví dụ 4: \[{{\rm{[}}Ni{(O{H_2})_{_6}}]^{2 + }}(aq) + 6N{H_3}(aq) \to {{\rm{[}}Ni{(N{H_3})_{_6}}{\rm{]}}^{2 + }}(aq) + 6{H_2}{\rm{O}}(l)\]

Phối tử ban đầu là aqua (H2O), phối tử thay thế là ammonia (NH₃)

Ví dụ 5: \[{{\rm{[PtC}}{{\rm{l}}_{\rm{4}}}{\rm{]}}^{{\rm{2 - }}}}{\rm{(aq)  +  2N}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{(aq) }} \to {\rm{[}}Pt{C_{l2}}{(N{H_3})_2}](s) + 2C{l^ - }(aq)\]

b) Dấu hiệu có thể nhận biết đã tạo phức chất là màu sắc dung dịch thay đổi, có xuất hiện kết tủa.

TH

Trả lời câu hỏi Thí nghiệm trang 148 SGK Hóa 12 Cánh diều

Thí nghiệm: Phản ứng copper(II) sulfate với dung dịch ammonia

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Dung dịch CuSO₄ 2%, dung dịch NH₃ khoảng 10%

- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt.

Tiến hành: Cho từ từ từng giọt dung dịch NH₃ vào ống nghiệm chứa 5ml dung dịch CuSO₄. Lắc ống nghiệm trong quá trình thêm dung dịch NH₃. Khi dung dịch trong ống nghiệm chuyển sang màu xanh lam thì dừng thêm dung dịch NH₃.

Yêu cầu: Quan sát và giải thích hiện tượng. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải:

Dựa vào phản ứng tạo phức của Cu²⁺ với NH₃

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng: Khi cho từ từ dung dịch ammonia vào ống nghiệm chứa dung dịch copper(II) sulfate, màu xanh của dung dịch nhạt dần, có xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt của đồng. Khi tiếp tục thêm dung dịch ammonia vào, kết tủa tan dần, màu xanh dung dịch đậm dần lên.

Giải thích: Vì khi NH₃ được thêm vào ống nghiệm sẽ tạo phức là [Cu(OH)₂(OH₂)₄](s) có màu xanh nhạt. Thêm NH₃ đến dư, kết tủa xanh nhạt tan dần, dung dịch chuyển từ màu xanh nhạt sang màu xanh lam.

Phương trình hóa học:

CuSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O \( \to \) Cu(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄

Cu(OH)₂ + 4NH₃ \( \to \)[Cu(NH₃)₄](OH)₂

TH

Trả lời câu hỏi Thí nghiệm trang 149 SGK Hóa 12 Cánh diều

Thí nghiệm: Khả năng phản ứng của dung dịch copper(II) sulfate loãng với hydrochloric acid đặc.

- Hóa chất: Dung dịch CuSO₄ 0,5%, dung dịch HCl đặc.

- Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt

Tiến hành: Thêm khoảng 2ml dung dịch HCl vào ống nghiệm chứa khoảng 1ml dung dịch CuSO₄.

Yêu cầu: Quan sát và giải thích hiện tượng. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải:

Dựa vào khả năng phản ứng của dung dịch copper(II) sulfate loãng với HCl

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng: màu xanh của dung dịch CuSO4 nhạt màu dần

PTHH: [Cu(OH₂)₆]SO₄ + 2HCl \( \to \) [Cu(OH₂)₄Cl₂]SO₄ + 2H₂O

VD

Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 149 SGK Hóa 12 Cánh diều

Tìm hiểu và giải thích ứng dụng trong hóa học của phức chất [Cu(NH₃)₄(OH₂)₂]²⁺

Phương pháp giải:

Dựa vào ứng dụng của phức chất.

Lời giải chi tiết:

Phức chất [Cu(NH₃)₄(OH₂)₂]²⁺ được ứng dụng trong sản xuất thuốc chữa bệnh. Do ion kim loại Cu²⁺ có trong hoạt tính sinh học trên cơ thể.

Bài tập 1

Trả lời câu hỏi Bài tập 1 trang 150 SGK Hóa 12 Cánh diều

Hoàn thành phản ứng dưới đây:

NiCl₂(s) + ? \( \to \) [Ni(OH₂)₆]²⁺(aq) + ?

Phương pháp giải:

Dựa vào sự hình thành phức chất aqua của cation kim loại chuyển tiếp trong dung dịch

Lời giải chi tiết:

NiCl₂(s) + 6H₂O (l) \( \to \) [Ni(OH₂)₆]²⁺ (aq) + 2HCl(aq)

Bài tập 2

Trả lời câu hỏi Bài tập 2 trang 150 SGK Hóa 12 Cánh diều

Trong phản ứng thuận nghịch dưới đây, việc tăng nồng độ Cl-(aq) ảnh hưởng như thế nào đến sự thay đổi màu của dung dịch?

[Cu(OH₂)₆]²⁺ (aq) + 4Cl^- \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \)[CuCl4]^2-(aq) + 6H₂O(l)

Màu xanh                                        màu vàng

Phương pháp giải:

Dựa vào màu sắc của phức chất

Lời giải chi tiết:

Khi tăng nồng độ Cl^-(aq), màu xanh của dung dịch nhạt dần chuyển sang màu vàng.

Bài tập 3

Trả lời câu hỏi Bài tập 3 trang 150 SGK Hóa 12 Cánh diều

Phản ứng nào dưới đây là phản ứng thay thế phối tử trong phức chất?

a) [Co(OH₂)₆]³⁺ (aq) + 6NH₃ (aq) \( \to \)[Co(NH₃)₆]³⁺(aq) + 6H₂O(l)

b) 2Na[Au(CN)₂](aq) + Zn(s) \( \to \) Na₂[Zn(CN)₄](aq) + 2Au(s)

c) [Co(OH₂)₆]²⁺(aq) + 4Cl^- \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \)[CoCl₄]^2-(aq) + 6H₂O(l)

Phương pháp giải:

Dựa vào phản ứng thế phối tử trong phức chất

Lời giải chi tiết:

Phản ứng a) và c) là phản ứng thế phối tử, phản ứng b) là phản ứng thế nguyên tử trung tâm.

Lý thuyết