Câu 1. Hai ống nghiệm (1) và (2) đều chứa 1 mL dung dịch copper(II) sulfate 0,5% màu xanh nhạt. Tiến hành hai thí nghiệm sau ở 20°C.
• Thí nghiệm 1: Thêm từ từ cho đến hết 2 mL dung dịch hydrochloric acid đặc (nồng độ khoảng 11M) không màu vào ống nghiệm (1) thu được dung dịch Y có màu vàng chanh, do có quá trình:
[Cu(OH2)6]2+(aq) + 4Cl-(aq) ⇌ [CuCl4]2-(aq) + 6H2O(l) Kc = 4,18.10^5 (1)
• Thí nghiệm 2: Thêm từ từ cho đến hết 2 mL dung dịch sodium chloride bão hòa (nồng độ khoảng 5,3M) không màu vào ống nghiệm (2) thu được dung dịch có màu xanh nhạt hơn so với ban đầu.
a. Trong thí nghiệm (1), phức chất [CuCl4]2- kém bền hơn phức chất [Cu(OH2)6]2+.
b. Trong thí nghiệm (2), không có dấu hiệu của phản ứng hình thành phức chất.
c. Khả năng thay thế phối tử trong phức chất [Cu(OH2)6]2+ không phụ thuộc vào nồng độ của ion Cl- trong dung dịch mà phụ thuộc vào tính acid mạnh của hydrochloric acid.
d. Khi cho dung dịch HCl có nồng độ khoảng 5,3M vào dung dịch copper(II) sulfate 0,5% thì không quan sát thấy dấu hiệu của phản ứng tạo thành phức chất [CuCl4]2-.
Câu 2. Hai ống nghiệm (1) và (2) đều chứa 1 mL dung dịch copper(II) sulfate 0,5% màu xanh nhạt. Tiến hành hai thí nghiệm sau ở 20°C:
• Thí nghiệm 1: Thêm từ từ cho đến hết 2 mL dung dịch hydrochloric acid đặc không màu vào ống nghiệm (1), vừa nhỏ vừa lắc đều thì sau đó thu được dung dịch có màu vàng chanh, do có quá trình:
[Cu(OH2)6]2+(aq) + 4Cl-(aq) ⇌ [CuCl4]2-(aq) + 6H2O(l) Kc = 4,18.10^5
• Thí nghiệm 2: Thêm từ từ cho đến hết 2 mL dung dịch sodium chloride không màu vào ống nghiệm (2), vừa nhỏ vừa lắc đều thì sau đó thu được dung dịch có màu xanh nhạt hơn so với ban đầu.
Phát biểu sau đây đúng hay sai?
a) Thí nghiệm 2, không có dấu hiệu của phản ứng hình thành phức chất.
b) Trong thí nghiệm 1 có sự thay đổi màu sắc dung dịch, chứng tỏ có phản ứng thay thế phối tử H2O trong phức chất [Cu(OH2)6]2+ bởi các phối tử Cl-.
c) Liên kết trong phức [Cu(OH2)6]2+ là liên kết cho – nhận, trong đó mỗi phối tử H2O đã cho 2 cặp electron chưa liên kết vào các orbital trống của ion trung tâm Cu2+tạo nên phức có dạng hình học bát diện.
d) Thí nghiệm 1 chứng minh phức [Cu(OH2)6]2+ bền hơn phức [CuCl4]2-.
Câu trả lời tốt nhất
Câu 1.
(a) Sai, Kc của (1) rất lớn nên (1) chuyển dịch mạnh theo chiều thuận, nồng độ [CuCl4]2- lớn —> [CuCl4]2- bền hơn [Cu(OH2)6]2+ (xu hướng phản ứng là chuyển hóa chất kém bền thành chất bền hơn).
(b) Đúng, (c) Sai: TN2 không có dấu hiệu tạo phức. Quá trình tạo phức có phụ thuộc nồng độ Cl- và nồng độ H+:
Trong môi trường trung tính (NaCl đặc), Cu2+ rất dễ bị thủy phân tạo Cu(OH)2 làm phức [Cu(OH2)6]2+ kém ổn định. Khi pH thấp (HCl đặc) quá trình thủy phân được ngăn chặn làm phức [Cu(OH2)6]2+ ổn định, là tiền đề để chuyển hóa thành phức [CuCl4]2-.
HCl có độ tan lớn hơn NaCl nên HCl đặc có nồng độ Cl- cao hơn NaCl đặc. Nồng độ Cl- càng cao thì [CuCl4]2- càng dễ được tạo ra.
(d) Đúng, hệ số cân bằng của Cl- rất lớn (4) nên việc giảm nồng độ Cl- (từ 11M xuống còn 5,3M) sẽ làm tốc độ phản ứng thuận giảm xuống rõ rệt, mặt khác nếu lượng phức chất tạo ra quá ít sẽ bị màu xanh của CuSO4 che khuất —> Hầu như không quan sát thấy hiện tượng tạo phức nữa.
Câu 2.
(a) Đúng, thêm dung dịch NaCl làm màu xanh nhạt đi một chút do bị pha loãng, chiều thuận xảy ra không đáng kể, chưa xuất hiện màu vàng chanh.
(b) Đúng, trong thí nghiệm 1 [Cu(OH2)6]2+(aq) màu xanh chuyển sang [CuCl4]2-(aq) màu vàng chứng tỏ phối tử H2O đã bị thay thế bởi phối tử Cl-.
(c) Sai, mỗi phối tử H2O đã cho 1 cặp electron chưa liên kết vào các orbital trống của ion trung tâm Cu2+ tạo nên phức có dạng hình học bát diện. Liên kết trong phức [Cu(OH2)6]2+ là liên kết cho – nhận.
(d) Sai, phức [CuCl4]2- bền hơn phức [Cu(OH2)6]2+ do Kc lớn (chiều thuận xảy ra dễ dàng, các chất luôn có xu hướng chuyển từ trạng thái kém bền sang trạng thái bền hơn).