Giải chi tiết Hóa học 12 cánh diều bài 22 Sơ lược về sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch

MỞ ĐẦU

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 cho đến dư dung dịch ammonia vào ống nghiệm chứa dung dịch copper(II) sulfate. Giải thích.

Bài làm chi tiết:

Sau khi cho dung dịch ammonia vào, ta thấy trong ống nghiệm xuất hiện kết tủa màu xanh của copper(II) hydroxide. Sau đó kết tủa bị hòa tan để tạo phức màu xanh.

CuSO4+2NH3+2H2O                Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4 

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

I. SỰ HÌNH THÀNH PHỨC CHẤT AQUA CỦA CATION KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP TRONG DUNG DỊCH

Luyện tập: 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.

Bài làm chi tiết:

CrCl3+6H2O              [Cr(OH2)6]Cl3 

II. DẤU HIỆU CỦA PHẢN ỨNG TẠO PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH

III. PHẢN ỨNG THAY THẾ PHỐI TỬ TRONG PHỨC CHẤT

Câu hỏi: Trong Ví dụ 4 và Ví dụ 5, hãy cho biết:

1. Phối tử thay thế và phối tử bị thay thế.
2. Dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất có thể là gì?

Bài làm chi tiết:

1. Phối tử thay thế là NH₃^-

Phối tử bị thay thế là OH^-.

1. Dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất thường là sự biến đổi về màu sắc, sự hòa tan, sự kết tủa.

Thí nghiệm 1: Phản ứng copper(II) sulfate với dung dịch ammonia.

Chuẩn bị:

• Hóa chất: Dung dịch CuSO₄ 2%, dung dịch NH₃ khoảng 10%.
• Dung cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt.

Tiến hành: Cho từ từ từng giọt dung dịch NH₃ vào ống nghiệm chứa 5 mL 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.

Bài làm chi tiết:

Sau khi cho dung dịch ammonia vào, ta thấy trong ống nghiệm xuất hiện kết tủa màu xanh của copper(II) hydroxide. Sau đó kết tủa bị hòa tan để tạo phức màu xanh.

CuSO4+2NH3+2H2O                Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4 

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

Thí nghiệm 2: Khả năng phản ứng của dung dịch copper(II) sulfate loãng với hydrochloric acid đặc.

Chuẩn bị:

• Hóa chất: Dung dịch CuSO₄ 0,5%, dung dịch HCl đặc.
• Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt.

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

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

Bài làm chi tiết:

Ta thấy dung dịch sau phản ứng có màu xanh lá:

[Cu(OH2)6]SO4+2HCl          Cu(OH2)4Cl2SO4+2H2O 

IV. ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT

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

Bài làm chi tiết:

Phức chất trên có tác dụng trong y học.

BÀI TẬP

Bài 1: Hoàn thành phản ứng dưới đây:

NiCl2s+ ?                 NiOH262+aq+ ? 

Bài làm chi tiết:

NiCl2s+ 6H2O(l)                NiOH262+aq+ 2Cl- (aq)

Bài 2: Trong phản ứng thuận nghịch dưới đây, việc tăng nồng độ Cl^- (aq) ảnh hưởng thế nào đến sự thay đổi màu của dung dịch?

CuOH262+aq+4Cl-aq  ↔ CuCl42-aq+6H2Ol

Bài làm chi tiết:

Khi tăng nồng độ Cl^- (aq), màu trong dung dịch sẽ trở nên đậm hơn.

Bài 3: Phản ứng nào dưới đây là phản ứng thay thế phối tử trong phức chất?

1. CoOH263+aq+6NH3aq  → CoNH363+aq+6H2O(l)
2. 2Na[AuCN2]aq+Zns  → Na2[Zn(CN)4]aq+2Au(s)
3. CoOH262+aq+4Cl-aq  ↔ CoCl42-aq+6H2O(l)

Bài làm chi tiết:

Những phản ứng thay thế phối tử trong phức chất bao gồm: (a), (c).