Giải Hóa học 12 Bài 20 (Chân trời sáng tạo): Sơ lược về phức chất và sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch

Giải Hóa học 12 Bài 20: Sơ lược về phức chất và sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch

Mở đầu trang 115 Hóa học 12: Trong dung dịch, hầu hết các ion kim loại chuyển tiếp đều có màu. Các ion kim loại chuyển tiếp tồn tại trong nước dưới dạng phức chất aqua. Phức chất gồm những thành phần gì? Trong phức chất tồn tại loại liên kết nào? Phức chất có những tính chất và ứng dụng gì?

Lời giải:

- Trong thành phần của phức chất có nguyên tử trung tâm và phối tử.

- Liên kết giữa phối tử và nguyên tử trung tâm là liên kết cho – nhận.

- Tính chất của phức chất: phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch.

- Ứng dụng: Phức chất có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như y học, dược học, hoá học,...

Câu hỏi 1 trang 116 Hóa học 12: Hãy cho biết thành phần của phức chất được thể hiện trong Hình 20.1.

Lời giải:

Thành phần của phức chất có nguyên tử trung tâm và phối tử.

Câu hỏi 2 trang 116 Hóa học 12: Quan sát Hình 20.2, cho biết dạng hình học của mỗi ion phức chất.

Lời giải:

Các dạng hình học của phức chất là tứ diện, vuông phẳng và bát diện.

Luyện tập trang 116 Hóa học 12: Hãy cho biết nguyên tử trung tâm và phối tử trong các ion phức ở Hình 20.2.

Lời giải:

Câu hỏi 3 trang 117 Hóa học 12: Quan sát Hình 20.3, hãy cho biết màu sắc của dung dịch CuSO₄. Màu sắc đó là của phức chất aqua nào?

Phương pháp giải:

Chất điện li khi tan vào nước sẽ phân li thành các ion. Các ion không tồn tại độc lập, chúng ở dạng các tiểu phân được bao quanh bởi các phân tử nước. Trong dung dịch, cation kim loại tồn tại dưới dạng phức chất aqua, các phân tử nước là phối tử.

Hầu hết phức chất aqua của ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đều có màu. chúng thường có dạng [M(H₂O)₆]ⁿ⁺.

Lời giải:

Dung dịch CuSO₄ có màu xanh lam. Đây là màu sắc của [Cu(H₂O)₆]²⁺.

Câu hỏi 4 trang 117 Hóa học 12: Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi hoà tan kết tủa Cu(OH)₂ bằng dung dịch ammonia.

Phương pháp giải:

Khi cho đến dư dung dịch ammonia vào kết tủa Cu(OH)₂, kết tủa tan, tạo thành dung dịch màu xanh lam chứa ion phức [Cu(NH₃)₄(H₂O)­₂]²⁺, thường viết là [Cu(NH₃)₄]²⁺.

Lời giải:

$\mathrm{C}\mathrm{u}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right)}_2+4\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\to \left[\mathrm{C}\mathrm{u}{\left(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\right)}_4\right]({\mathrm{O}\mathrm{H})}_2$

Câu hỏi 5 trang 117 Hóa học 12: Nêu các hiện tượng quan sát được ở Thí nghiệm 1. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm và giải thích.

Phương pháp giải:

Chẳng hạn khi hoà tan CuSO₄ vào nước tạo thành phức chất aqua [Cu(H₂O)₆]²⁺. Có màu xanh. Khi nhỏ thêm vài giọt dung dịch kiềm sẽ tạo thành kết tủa xanh nhạt Cu(OH)₂. Khi cho đến dư dung dịch ammonia vào kết tủa Cu(OH)₂, kết tủa tan, tạo thành dung dịch màu xanh lam chứa ion phức [Cu(NH₃)₄(H₂O)­₂]²⁺, thường viết là [Cu(NH₃)₄]²⁺.

Lời giải:

- Hiện tượng: Ban đầu xuất hiện kết tủa xanh, sau đó kết tủa xanh tan thành dung dịch xanh lam.

- Giải thích:

+ Ban đầu, khi nhỏ dung dịch NH₃ vào dung dịch CuSO₄ thì xuất hiện kết tủa xanh Cu(OH)₂.

${\mathrm{CuSO}}_4+2\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to \mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_2\downarrow +(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4{)}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$

+ Tiếp tục nhỏ dung dịch NH₃ đến dư, kết tủa xanh Cu(OH)₂ tan trong dung dịch NH₃ tạp phức chất màu xanh lam $\left[\mathrm{C}\mathrm{u}{\left(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\right)}_4\right]({\mathrm{O}\mathrm{H})}_2$.

$\mathrm{C}\mathrm{u}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right)}_2+4\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\to \left[\mathrm{C}\mathrm{u}{\left(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\right)}_4\right]({\mathrm{O}\mathrm{H})}_2$

Câu hỏi 6 trang 118 Hóa học 12: Nêu các hiện tượng quan sát được ở Thí nghiệm 2. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm.

Lời giải:

- Hiện tượng: Dung dịch màu xanh đổi màu thành dung dịch màu vàng.

- Phương trình hóa học: ${\left[\mathrm{C}\mathrm{u}{\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)}_6\right]}^{2+}+4\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}\to {\left[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_4\right]}^{2-}+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Câu hỏi 7 trang 118 Hóa học 12: Em hãy vẽ sơ đó tư duy mô tả một số ứng dụng của phức chất.

Lời giải:

Em hãy vẽ sơ đó tư duy mô tả một số ứng dụng của phức chất.

Vận dụng trang 119 Hóa học 12: Bằng kiến thức đã học, em hãy thiết kế poster trình bày một số ứng dụng của phức chất trong y học, dược học và hoá học.

Lời giải:

Học sinh tự vẽ poster với các từ khóa được tìm kiếm trong mục 4 trang 118 sách giáo khoa.

Bài tập

Bài 1 trang 119 Hóa học 12: Trong phức chất, giữa phối tử và nguyên tử trung tâm có loại liên kết nào sau đây?

A. Ion.

B. Hydrogen.

C. cho - nhận.

D. Kim loại.

Lời giải:

Trong phức chất, giữa phối tử và nguyên tử trung tâm có loại liên kết cho – nhận.

→ Chọn C.

Bài 2 trang 119 Hóa học 12: Viết công thức hoá học các phức chất aqua của ion Mn²⁺ và ion Co³⁺. Biết chúng đều có dạng hình học bát diện.

Lời giải:

Công thức phức chất aqua của ion Mn²⁺ là [Mn(H₂O)₆]²⁺.

Công thức phức chất aqua của ion Co³⁺ là [Co(H₂O)₆]³⁺.

Bài 3 trang 119 Hóa học 12: lon [Cu(NH₃)₄]²⁺ có dạng vuông phẳng, ion [Cu(H₂O)₆]²⁺ có dạng bát diện. Hãy vẽ dạng hình học của chúng.

Lời giải: