Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (Hóa học Lớp 12)

Chọn đáp án B.
Cho dung dịch CuSO4 vào dung dịch NaOH xảy ra phản ứng:
$2NaOH+CuS{O}_4\to Cu(OH{)}_2\downarrow +N{a}_{2}S{O}_4$
Kết tủa thu được có màu xanh lam.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 3 (Phần II) - Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất:
a) SAI. Không phải mọi hợp chất của kim loại chuyển tiếp đều có màu, ví dụ hợp chất của Zn2+ (d10) như ZnSO4, ZnO đều không màu.
b) ĐÚNG. Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch CuSO4: ban đầu xuất hiện kết tủa xanh Cu(OH)2 (do NH3 tạo môi trường kiềm), khi NH3 dư kết tủa tan tạo phức [Cu(NH3)4]2+ có màu xanh lam đậm: Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-.
c) SAI. Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (Sc → Zn) có phân lớp d (3d) chưa bão hòa, không phải phân lớp 6. Zn có cấu hình 3d10 4s2 với phân lớp d bão hòa.
d) ĐÚNG. Dùng dung dịch NaOH: FeSO4 tạo kết tủa trắng xanh Fe(OH)2 (dần chuyển xanh rỉ do bị oxi hóa), còn Fe2(SO4)3 tạo kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3. Quan sát màu kết tủa khác nhau nên phân biệt được hai dung dịch.
a) (AI giải đề cho tôi)
Sai vì không phải hợp chất nào của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất cũng có màu (ví dụ hợp chất Zn2+ không màu).
b) (AI giải đề cho tôi)
Đúng: kết tủa Cu(OH)2 màu xanh xuất hiện trước, sau đó tan trong NH3 dư tạo phức [Cu(NH3)4]2+ màu xanh lam.
c) (AI giải đề cho tôi)
Sai: kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có phân lớp d (3d) chưa bão hòa, không phải phân lớp 6.
d) (AI giải đề cho tôi)
Đúng: NaOH tạo kết tủa trắng xanh Fe(OH)2 với FeSO4 và kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3 với Fe2(SO4)3, nên phân biệt được.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 16: Kiểm tra từng phát biểu về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (Sc → Zn). A sai: không phải kim loại chuyển tiếp nào cũng có nhiệt độ nóng chảy cao hơn mọi kim loại nhóm IA và IIA (ví dụ Zn nóng chảy ở 420°C, thấp hơn một số kim loại nhóm IIA như Be, Mg; Sc so với Be...). B đúng: do lớp vỏ d có nhiều electron chưa ghép cặp, các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có xu hướng thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá (ví dụ Fe: +2, +3; Mn: +2, +4, +7; Cu: +1, +2). C sai: không phải tất cả hợp chất đều có màu, ví dụ ZnSO4, ZnCl2, Sc2O3... không màu (Zn²⁺, Sc³⁺ có cấu hình d⁰). D sai: Cr có cấu hình [Ar]3d⁵4s¹ và Cu có cấu hình [Ar]3d¹⁰4s¹, phân lớp 4s chưa bão hoà. Vậy phát biểu đúng là B, trùng với đáp án nguồn (trang 62: Câu 16 = B).

Chọn đáp án C

CuSO4 khan có màu trắng. Khi hòa tan vào nước, ion Cu2+ bị hydrate hóa tạo dung dịch có màu xanh. Không có kết tủa và cũng không sinh khí.

(AI giải đề cho tôi)
Nguyên tử Cu có cấu hình electron ở trạng thái cơ bản: $[Ar]3d^{10}4s^1$, nên lớp ngoài cùng (4s) chỉ có 1 electron. Trong hợp chất, Cu có số oxi hóa phổ biến +2 (do mất thêm 1 electron từ phân lớp 3d, tạo cấu hình bền $3d^9$... thực tế các hợp chất Cu(II) như CuO, CuSO${}_4$ rất phổ biến). Các nguyên tố khác: Ni ($3d^{8}4s^2$), Mn ($3d^{5}4s^2$), Fe ($3d^{6}4s^2$) đều có 2 electron ở lớp ngoài cùng. Vậy M là Cu.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có 1 electron ở lớp ngoài cùng (cấu hình $4s^1$) là Cu: $[Ar]3d^{10}4s^1$. Số oxi hóa phổ biến của Cu trong hợp chất là +2 (như CuSO${}_4$, CuO). Các nguyên tố khác: Ni ($3d^{8}4s^2$), Mn ($3d^{5}4s^2$), Fe ($3d^{6}4s^2$) đều có 2 electron lớp ngoài cùng. Vậy M là Cu, đáp án B, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu về dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất (Sc → Zn):
(1) Đúng. Cấu hình electron chung là [Ar]3d^x 4s^1 hoặc 4s^2, nên lớp ngoài cùng (4s) có 1 hoặc 2 electron (ví dụ Cr: [Ar]3d^5 4s^1; Fe: [Ar]3d^6 4s^2).
(2) Đúng. Trong dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất, chromium (Cr) có độ cứng lớn nhất do số electron d chưa ghép cặp nhiều, liên kết kim loại mạnh.
(3) Sai. Phân lớp 3d của hầu hết các nguyên tử chưa bão hòa (chỉ Cu có 3d^10 và Zn có 3d^10 là đầy đủ; các kim loại khác như Sc 3d^1 4s^2, Fe 3d^6 4s^2... đều chưa bão hòa).
(4) Đúng. Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đều thuộc nhóm B (nhóm 3B đến 2B: Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn).
(5) Sai. Hầu hết có nhiệt độ nóng chảy cao hơn Ca (842°C) và K (63°C), nhưng Zn chỉ nóng chảy ở khoảng 420°C, thấp hơn Ca, nên phát biểu 'đều' là sai.
Vậy các phát biểu đúng là (1), (2), (4).

Dữ kiện:
m${}_1$ = 30,10 gam
m${}_2$ = 32,6 gam
m${}_3$ không đổi = 31,9 gam
Khối lượng mẫu CuSO${}_4$·xH${}_2$O ban đầu: 2,50 gam
Khối lượng chất rắn sau khi đun đến khối lượng không đổi: 31,9 - 30,10 = 1,80 gam
Khối lượng nước kết tinh đã mất: 2,50 - 1,80 = 0,70 gam
Phần trăm khối lượng nước kết tinh: a = 0,70 : 2,50 × 100\% = 28\%
a) Đúng. Khi đun nóng nhẹ, nước kết tinh trong CuSO${}_4$·xH${}_2$O bay hơi làm khối lượng chất rắn giảm. Từ độ giảm khối lượng có thể xác định hàm lượng nước kết tinh.
b) Sai. Theo số liệu thí nghiệm: a = 28\%, không phải 36\%.
c) Đúng. CuSO${}_4$ khan có màu trắng và có khả năng hút ẩm. Nếu để lâu trong không khí ẩm, chất rắn sẽ hút nước trở lại nên khối lượng tăng.
d) Sai. Nếu nung mạnh, CuSO${}_4$ có thể bị phân hủy tạo CuO màu đen: CuSO${}_4$ → CuO + SO${}_3$. Từ 1,80 gam CuSO${}_4$: n${}_{CuS{O}_4}$ = 1,80 : 160 = 0,01125 mol; m${}_{CuO}$ = 0,01125 × 80 = 0,90 gam. Khi đó khối lượng chén và chất rắn là 30,10 + 0,90 = 31,00 gam. Giá trị này không nhỏ hơn 30,8 gam. Vậy phát biểu sai.
→ Câu 3: ĐSDS
a) Khi đun nóng nhẹ, nước kết tinh trong CuSO${}_4$·xH${}_2$O bay hơi làm khối lượng chất rắn giảm. Từ độ giảm khối lượng có thể xác định hàm lượng nước kết tinh.
b) Theo số liệu thí nghiệm:
Khối lượng mẫu CuSO${}_4$·xH${}_2$O ban đầu: 32,6 – 30,10 = 2,50 gam
Khối lượng chất rắn sau khi đun đến khối lượng không đổi: 31,9 – 30,10 = 1,80 gam
Khối lượng nước kết tinh đã mất: 2,50 – 1,80 = 0,70 gam
Phần trăm khối lượng nước kết tinh:
a = 0,70 : 2,50 × 100\% = 28\%
Không phải 36\%.
c) CuSO${}_4$ khan có màu trắng và có khả năng hút ẩm. Nếu để lâu trong không khí ẩm, chất rắn sẽ hút nước trở lại nên khối lượng tăng.
d) Nếu nung mạnh, CuSO${}_4$ có thể bị phân hủy tạo CuO màu đen:
CuSO${}_4$ → CuO + SO${}_3$
Từ 1,80 gam CuSO${}_4$:
n${}_{CuS{O}_4}$ = 1,80 : 160 = 0,01125 mol
m${}_{CuO}$ = 0,01125 × 80 = 0,90 gam
Khi đó khối lượng chén và chất rắn là:
30,10 + 0,90 = 31,00 gam
Giá trị này không nhỏ hơn 30,8 gam. Vậy phát biểu sai.

Các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất là dãy 3d, bắt đầu từ Sc đến Zn. Chúng thuộc chu kì 4 trong bảng tuần hoàn.
→ Đáp án A. Chu kì 4.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại chuyển tiếp (nhóm B) là nguyên tố có electron hóa trị điền vào phân lớp d. Na và Ca thuộc nhóm IA, IIA (nhóm A); Al thuộc nhóm IIIA (nhóm A). Cr (Z = 24) có cấu hình electron $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^1$, thuộc nhóm VIB, là kim loại chuyển tiếp. Vậy đáp án là C, trùng với đáp án nguồn ở trang 110.

(AI giải đề cho tôi)
Chromium (Cr) là kim loại cứng nhất trong các kim loại chuyển tiếp, được dùng để cắt thủy tinh. Đây là tính chất vật lí: tính cứng. Đáp án A, trùng với đáp án nguồn ở trang 5.

(AI giải đề cho tôi)
Sắt có Z = 26. Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^2$, viết gọn là $[Ar]3d^{6}4s^2$ (điền theo thứ tự năng lượng tăng dần, 4s điền trước 3d nhưng khi viết cấu hình electron các phân lớp cùng mức năng lượng thì viết 3d trước 4s). Tổng electron: 18 + 6 + 2 = 26, đúng với Z = 26. Phương án A là cấu hình của Cr (Z = 24); C sai vì tổng electron = 25; D viết sai thứ tự các phân lớp. Đáp án khớp với đáp án nguồn: B.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 23 hỏi kim loại có độ cứng lớn nhất trong tất cả các kim loại. Trong các kim loại, crom (Cr) là kim loại cứng nhất (độ cứng theo thang Mohs khoảng 9, cao hơn vonfam, đồng, sắt). Crom thường được dùng để mạ cứng, làm thép không gỉ nhờ độ cứng cao. Đáp án nguồn: D. Crom, khớp với kiến thức hóa học.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 21 về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất. a) SAI: Không phải hợp chất nào cũng có màu, ví dụ hợp chất của Zn (ZnSO4, ZnO) màu trắng, ion Sc3+ không màu, do không có electron d chưa ghép cặp. b) ĐÚNG: Cho NH3 từ từ vào dung dịch CuSO4, ban đầu tạo kết tủa xanh Cu(OH)2 (Cu2+ + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2↓ + 2NH4+), khi NH3 dư kết tủa tan tạo phức [Cu(NH3)4]2+ màu xanh lam thẫm: Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH−. c) SAI: Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có phân lớp d (3d) không bão hòa, không phải phân lớp 6. d) ĐÚNG: NaOH phân biệt được: FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ kết tủa trắng xanh, dần hóa nâu đỏ do bị oxi hóa thành Fe(OH)3; Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ kết tủa nâu đỏ ngay.
a) (AI giải đề cho tôi)
Sai: nhiều hợp chất của Zn, Sc... không màu vì không có electron d chưa ghép cặp.
b) (AI giải đề cho tôi)
Ban đầu tạo kết tủa Cu(OH)2 xanh, NH3 dư tan kết tủa tạo [Cu(NH3)4]2+ màu xanh lam.
c) (AI giải đề cho tôi)
Sai: chúng có phân lớp d (3d) không bão hòa, không phải phân lớp 6.
d) (AI giải đề cho tôi)
NaOH tạo Fe(OH)2 trắng xanh (hóa nâu dần) với FeSO4 và Fe(OH)3 nâu đỏ với Fe2(SO4)3, nên phân biệt được.

a) Sai. Đồng dẫn điện rất tốt nhưng kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc, không phải đồng.

b) Sai. Trong phản ứng $2Cu+2H_{2}S{O}_4+O_2\to 2CuS{O}_4+2H_{2}O$, oxygen là chất oxi hóa, không phải chất xúc tác.

c) Đúng. Ở $80^{\circ }C$, 184 g dung dịch bão hòa gồm 84 g CuSO${}_4$ và 100 g H${}_2$O. Gọi x gam CuSO${}_4$·5H${}_2$O kết tinh. Trong đó có $\frac{160}{250}x$ gam CuSO${}_4$ và $\frac{90}{250}x$ gam nước. Dung dịch còn lại bão hòa ở $20^{\circ }C$ nên $\frac{84-\frac{160}{250}x}{100-\frac{90}{250}x}=\frac{32}{100}$. Giải ra $x\approx 99,085$ g, làm tròn 99,1 g. Mệnh đề đúng.

d) Sai. Khối lượng dung dịch cần pha là $m_{dd}=1,01\cdot 1000=1010$ g. Dung dịch CuSO${}_4$ 0,1\% cần $m_{CuS{O}_4}=0,001\cdot 1010=1,01$ g. Khối lượng CuSO${}_4$·5H${}_2$O cần dùng là $m=1,01\cdot \frac{250}{160}\approx 1,6$ g, không phải 15,8 g.

Câu 3: S, S, Đ, S.
(Lưu ý: bản gốc lời giải trang 10 bị lỗi render, nhiều đoạn chữ/công thức bị mất, đánh dấu [thiếu]; nội dung trên được khôi phục theo ngữ cảnh hiển thị.)
a) Đồng dẫn điện rất tốt nhưng kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc, không phải đồng.
b) Trong phản ứng $2Cu+2H_{2}S{O}_4+O_2\to 2CuS{O}_4+2H_{2}O$, oxygen là chất oxi hóa, không phải chất xúc tác.
c) Ở $80^{\circ }C$, 184 g dung dịch bão hòa gồm 84 g CuSO${}_4$ và 100 g H${}_2$O.
Gọi x gam CuSO${}_4$·5H${}_2$O kết tinh. Trong đó có $\frac{160}{250}x$ gam CuSO${}_4$ và $\frac{90}{250}x$ gam nước.
Dung dịch còn lại bão hòa ở $20^{\circ }C$ nên $\frac{84-\frac{160}{250}x}{100-\frac{90}{250}x}=\frac{32}{100}$.
Giải ra $x\approx 99,085$ g, làm tròn 99,1 g. Mệnh đề đúng.
d) Khối lượng dung dịch cần pha là $m_{dd}=1,01\cdot 1000=1010$ g.
Dung dịch CuSO${}_4$ 0,1\% cần $m_{CuS{O}_4}=0,001\cdot 1010=1,01$ g.
Khối lượng CuSO${}_4$·5H${}_2$O cần dùng là $m=1,01\cdot \frac{250}{160}\approx 1,6$ g, không phải 15,8 g.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (Sc → Zn) có electron cuối cùng điền vào phân lớp 3d, nên thuộc khối d. Ví dụ: Fe có cấu hình $[Ar]3d^{6}4s^2$. Vậy đáp án là A.

(AI giải đề cho tôi) Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (Sc → Zn) có electron cuối cùng điền vào phân lớp 3d, nên thuộc khối nguyên tố d.

(AI giải đề cho tôi)
Nam châm điện (electromagnet) cần vật liệu có tính từ mạnh. Sắt (Fe) và cobalt (Co) là các kim loại sắt từ điển hình, thường được dùng để chế tạo nam châm điện. Chromium và manganese không có tính sắt từ ở điều kiện thường. Vậy đáp án là B (Sắt và cobalt), trùng với đáp án nguồn được tô sáng ở trang 8.

Đáp án 24