Giáo trình hóa cương đại và vô cơ

885/QĐ-CĐCĐ 15/07/2022 10:49:42 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH KON TUM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG KON TUM GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: HĨA ĐẠI CƯƠNG VÀ VƠ CƠ NGÀNH: DƯỢC TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐCĐ ngày / / 20 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Kon Tum) Kon Tum, năm 2022 i MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN iv LỜI GIỚI THIỆU v CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Cấu tạo nguyên tử 1.1 Thành phần cấu tạo nguyên tử 1.2 Giải thích cấu tạo nguyên tử hydro học lượng tử Cách viết cấu hình electron nguyên tử nhiều electron 2.1 Nguyên lý loại trừ Pauli 2.2 Nguyên lý vững bền 2.3 Quy tắc Klechkovski 2.4 Quy tắc Hund 2.5 Cách biểu diễn cấu trúc vỏ điện tử nguyên tử 2.6 Đặc điểm nguyên tử lớp Hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học 3.1 Nguyên tắc xếp nguyên tố bảng hệ thống tuần hoàn 3.2 Cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn 3.3 Sự biến đổi tuần hồn cấu hình electron ngun tử ngun tố hóa học 10 3.4 Sự biến đổi tính chất kim loại, phi kim nguyên tố hóa học 11 3.5 Sự biến đổi hóa trị nguyên tố 11 3.6 Sự biến đổi tính axit – bazơ oxit hyđroxit tương ứng 12 3.7 Định luật tuần hoàn 12 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC 15 Cấu tạo phân tử 15 Liên kết hóa học 16 2.1 Liên kết ion 16 2.2 Liên kết cộng hóa trị 16 2.3 Liên kết hóa học 18 CHƯƠNG 3: SỰ HÌNH THÀNH VÀ TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY 25 Dung dịch phân loại dung dịch 26 ii 1.1 Định nghĩa 26 1.2 Phân loại 27 Các nồng độ dung dịch 27 2.1 Nồng độ phần trăm 27 2.2 Nồng độ mol/L 28 2.3 Nồng độ đương lượng 28 Các công thức pha chế dung dịch 28 3.1 Pha dung dịch nồng độ mol/l (CM) 28 3.2 Pha dung dịch có nồng độ đương lượng (CN) 29 3.3 Pha dung dịch có nồng độ phần trăm khối lượng 30 3.4 Pha dung dịch có nồng độ phần trăm khối lượng-thể tích 30 3.5 Pha dung dịch có nồng độ phần trăm thể tích-thể tích 30 3.6 Pha số dung dịch khác 30 Dung dịch chất điện ly 32 4.1 Sự điện ly 32 4.2 Phân loại chất điện ly 32 Thuyết acid – base 34 5.1 Quan điểm axit - bazơ Bronsted 34 5.2 Định nghĩa phản ứng axit – bazơ 35 5.3 Tính pH dung dịch 35 Dung dịch đệm 36 6.1 Định nghĩa 36 6.2 Phân loại 36 6.3 pH dung dịch đệm 36 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 38 CHƯƠNG 4: PHẢN ỨNG OXY HĨA – KHỬ VÀ DỊNG ĐIỆN 40 Phản ứng oxi hóa khử 41 1.1 Ví dụ 41 1.2 Định nghĩa 41 1.3 Lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa – khử 41 1.4 Ý nghĩa phản ứng oxi hóa – khử 42 Dãy điện hóa kim loại 42 iii 2.1 Khái niệm cặp oxi hóa - khử kim loại 42 2.2 Pin điện hóa 43 2.3 Thế điện cực chuẩn pin 44 2.4 Dãy điện cực chuẩn kim loại 46 2.5 Ý nghĩa dãy điện cực chuẩn kim loại 46 Sự điện phân 48 3.1 Khái niệm 48 3.2 Ứng dụng điện phân 49 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 50 CHƯƠNG 5: HĨA VƠ CƠ 52 Các nguyên tố phi kim hợp chất 53 1.1 Đặc điểm phi kim 53 1.2 Hyđro - Oxi - Nước 54 1.3 Clo - Hyđro clorua 62 1.4 Axit sunfuric 65 1.5 Nitơ - Amoniac - Axit nitric 68 Các nguyên tố kim loại hợp chất 76 2.1 Các nguyên tố kim loại 76 2.2 Một số hợp chất quan trọng kim loại 80 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO iv TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại giảng nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm v LỜI GIỚI THIỆU Hóa học ngành khoa học nghiên cứu thành phần, cấu trúc, tính chất thay đổi vật chất Hóa học nói nguyên tố, hợp chất, nguyên tử, phân tử phản ứng hóa học xảy thành phần Hố học đem đến cho kiến thức khoa học sinh động, giúp giải thích nhiều tượng lý thú tự nhiên sống thường ngày Hoá học giúp rèn luyện, nâng cao cho thân kỹ thiết yếu như: quan sát, phán đốn, so sánh, phân tích… đem lại niềm đam mê cho học viên môn Hóa đại cương – vơ mơn học chương trình đào tạo Dược sĩ Để nâng cao chất lượng học tâp, giảng dạy bổ trợ kiến thức hóa học cho sinh viên ngành Dược, Giáo trình Hóa đại cương - vơ biên soạn theo đề cương chi tiết học phần Hóa đại cương - vơ Chương trình đào tạo Cao đẳng ngành Dược gồm hai phần: Lý thuyết thực hành Cuối chương, tác giả trọng đưa câu hỏi trọng tâm nhằm gợi ý định hướng nghiên cứu cho sinh viên Trong trình biên soạn, có nhiều cố gắng tham khảo sử dụng nhiều cơng trình lao động tác giả lĩnh vực Hóa đại cương vơ khác nhau, song giáo trình khó tránh khỏi sai sót khiếm khuyết Vì vậy, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Kon Tum, ngày 05 tháng năm 2022 Biên soạn: ThS Nguyễn Trần Kim Tuyến GIÁO TRÌNH MƠN HỌC TÊN MƠN HỌC: HĨA ĐẠI CƯƠNG VÀ VÔ CƠ THÔNG TIN CHUNG VỀ MÔN HỌC Mã mơn học: 61022511 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Là môn học thuộc khối kiến thức sở thực học kỳ I khóa học - Tính chất: Là mơn học bắt buộc quan trọng chương trình đào tạo chuyên ngành Cao đẳng Dược hệ quy Yêu cầu sinh viên (SV) phải đảm bảo lên lớp đủ số lý thuyết, thực hành kiểm tra - Ý nghĩa vai trị mơn học: Có ý nghĩa vai trị quan trọng việc cung cấp phần kiến thức SV ngành Cao đẳng Dược cấu tạo nguyên tử, thay đổi tính chất nguyên tố bảng tuần hồn, điều kiện để phản ứng hóa học xảy ra, tốc độ phản ứng cân hóa học, nồng độ dung dịch, dãy hoạt động hóa học kim loại, tính chất kim loại, phi kim số hợp chất quan trọng chúng Giải thích nguyên lý làm việc, cách sử dụng bảo quản thiết bị phịng thí nghiệm hóa đại cương – vơ thường gặp cân phân tích, tủ sấy, máy cất nước, máy đo pH, Tạo sở để SV học tốt môn học khác chuyên ngành Mục tiêu môn học: Về kiến thức: - Mô tả cấu tạo nguyên tử, xác định số lượng tử từ cấu hình e ngược lại - Trình bày tốc độ phản ứng cân hóa học - Xác định pH dung dịch acid, base mạnh, yếu pH dung dịch muối - Trình bày khái niệm dung dịch, phản ứng oxi hóa-khử pin điện hóa - Mơ tả tính chất hóa học phương pháp điều chế số chất vô - Mô tả thực tất thí nghiệm - Vận dụng kiến thức học, giải thích tượng thí nghiệm, viết phương trình phản ứng hóa học xảy Về kỹ năng: - Đọc tài liệu chọn kiến thức - Giải tập lí thuyết thực hành, quan sát giải thích tượng thí nghiệm - Vận dụng kiến thức vào việc học nghiên cứu môn Y học sở Y học lâm sàng, vận dụng hiểu biết chuyên ngành có liên quan như: y học, dược học - Kỹ thực hành thí nghiệm phịng thực hành - Sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ, hóa chất phịng thí nghiệm - Làm tường trình thí nghiệm theo qui định Về lực tự chủ trách nhiệm: - Thể tính nghiêm túc, tự giác tích cực tham gia đầy đủ buổi học lý thuyết lớp buổi thực hành trực tiếp phịng thí nghiệm - Tác phong làm việc khoa học, xác Ln thận trọng, tỷ mỉ q trình sử dụng thiết bị, hóa chất, dụng cụ thí nghiệm - Chấp hành nội qui phịng thí nghiệm qui định giảng viên - Có khả tự tìm việc làm, tự tạo việc làm tiếp tục học tập lên trình độ cao sau tốt nghiệp NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Mã chương: 01 GIỚI THIỆU Nguyên tử cấu tạo gồm phần vỏ nguyên tử hạt nhân Vỏ nguyên tử gồm hạt electron (e) mang điện tích âm, hạt nhân nguyên tử tạo thành hạt proton nơtron Vì nơtron khơng mang điện, số proton nhạt nhân phải số đơn vị điện tích dương hạt nhân số e quay xung quanh hạt nhân Trong bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử Các nguyên tố có số lớp e nguyên tử xếp thành hàng Các nguyên tố có số e hóa trị nguyên tử xếp thành cột MỤC TIÊU - Trình bày thành phần cấu tạo, mơ hình ngun tử - Xác định số lượng tử từ cấu hình e Từ cấu hình e xác định số lượng tử e có mức lượng cao - Trình bày định luật tuần hồn - Mơ tả cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn vận dụng giải thích thay đổi tính chất nguyên tố bảng tuần hoàn - Viết cấu hình e ngun tố có số hiệu nguyên tử cho trước Từ cấu hình e, xác định vị trí chúng (chu kì, nhóm) cho biết kim loại, phi kim, khí hiếm? - Mơ tả biến đổi tính chất chất chu kì, nhóm - Có thái độ học tập nghiêm túc, tích cực, chủ động xây dựng - Rèn luyện khả tự học, tự nghiên cứu phân tích vấn đề liên quan đến nguyên tử NỘI DUNG Cấu tạo nguyên tử 1.1 Thành phần cấu tạo nguyên tử Lớp vỏ (-) gồm hạt electron, me = 9,1095.10-31 kg=0,00055 đvC, qe= -1,6.10-19 C =1- Nguyên tử Hạt proton (+), mp = 1,67.10-27 kg  1đvC, qp = 1,6.10-19 C =1+ Hạt nhân (+) Hạt nơtron (kmđ), mn = 1,67.10-27 kg  1đvC 1.2 Giải thích cấu tạo nguyên tử hydro học lượng tử Bộ số lượng tử 1.2.1 Số lượng tử (n) Tương ứng với số thứ tự lớp Tất điện tử ngun tử có số lượng tử n giống tập hợp lại thành lớp n số lớp e n Lớp e K L M N O p 1.2.2 Số lượng tử phụ (l) Cho biết hình dạng orbitan không gian xác định số phân lớp lớp Là tập hợp điện tử có giá trị l xếp vào phân lớp l Kiểu orbitan s p d f Từ số lượng tử (n) suy số lượng tử phụ phân lớp sau: ứng với giá trị n có n giá trị l (từ đến n-1) Số lượng tử n Số lượng tử phụ l phân lớp 1s 0, 2s, 2p 0, 1, 3s, 3p, 3d 89 Fe  OH 3  3HCl  FeCl3  3H 2O t Fe  OH 3  NaOH   Na  Fe  OH 4  - Sắt (III) clorua FeCl3 Dung dịch sắt (III) clorua FeCl3 có màu nâu Khi cho axit HCl hay ion clorua vào dung dịch sắt (III) clorua có thay đổi màu, từ màu nâu chuyển sang màu nâu nhạt Điều chứng tỏ có hình thành ion phức FeCl3  Cl   [FeCl4 ] Sắt (III) clorua dùng làm chất bám màu vải, sợi dùng làm chất oxi hóa tổng hợp hữu - Sắt (III) sunfat (Fe2(SO4)3) Sắt (III) sunfat điều chế cách đun sắt (III) oxit axit H2SO4 đặc, cô dung dịch có kết tủa sắt (III) sunfat màu vàng khơng ngậm nước sắt (III) sunfat hình thành loạt hiđrat nhiều loại phèn khác nhau, thông dụng phèn amoni – sắt màu tím (NH4Fe(SO4)2.12H2O) Dung dịch phèn có màu nâu, có phần phèn bị thủy phân.(10) 2.2.9 Đồng hợp chất đồng 2.2.9.1 Đồng - Tính chất vật lý Đồng thật tinh khiết có màu hồng Màu kim loại có liên quan đến tham gia e d vào liên kết kim loại Kim loại dẻo, dễ dát mỏng dễ kéo thành sợi Đồng dẫn điện, nhiệt tốt - Tính chất hóa học Đồng hịa tan axit H2SO4 đặc nóng, giải phóng khí SO2 t Cu  H SO4( dac )   CuSO4  SO2  2 H 2O Dung môi tốt cho Cu axit HNO3 3Cu  8HNO3(loang )  3Cu ( NO3 )  NO  4 H 2O 3Cu  3NO3  8H   3Cu 2  NO  4 H 2O Ngồi khơng khí, đồng bao phủ lớp mỏng đồng (I) oxit màu đỏ (màu đồng ta thường nhìn thấy) Lớp Cu2O khơng khí ẩm có nhiều khí CO2 hình thành muối cacbonat bazơ có màu lục 90 - Ứng dụng đồng Đồng nguyên chất dùng để sản xuất vật liệu dẫn điện, loại nồi hơi, ống sinh hàn, giàn trao đổi nhiệt hợp kim Các hợp kim quan trọng đồng đồng thau bronzơ 2.2.9.2 Các hợp chất đồng - Các oxit đồng Đồng có oxit: Cu2O CuO + Đồng (I) oxit: Cu2O có tự nhiên dạng quặng cuprit Cu2O có màu đỏ, bền CuO Cu2O điều chế cách tách nước CuOH hay oxi hóa trực tiếp kim loại Cu2O dùng để tạo màu cho thủy tinh (màu đỏ), dùng làm sơn chống gỉ cho tàu biển dùng để sản xuất chỉnh lưu thay cho asen + Đồng (II) oxit: CuO điều chế nhiệt phân hợp chất đồng (II) Cu(NO3)2, CuCO3, Cu(OH)2 hay đồng cacbonat bazơ CuCO3.Cu(OH)2: t 2Cu  NO3 2   2CuO  NO2  O2  t CuCO3 Cu  OH 2   2CuO  CO2   H 2O CuO có màu đen, bắt đầu bị nhiệt phân 1073K t 4CuO   2Cu2O  O2  CuO không tan nước, dễ tan axit loãng tạo dung dịch muối Cu2+ CuO  H SO4  CuSO4  H 2O CuO dễ bị khử nhiêt độ cao H2, CO…tạo thành Cu kim loại CuO dùng làm chất oxi hóa tổng hợp phân tích hợp chất hữu - Đồng hiđroxit + Đồng (I) hiđroxit (CuOH): Người ta chưa điều chế CuOH, hợp chất khơng bền Nếu cho dung dịch bazơ mạnh tác dụng với dung dịch muối Cu+ có tạo thành đồng (I) oxit 2Cu   2OH   2CuOH 2CuOH  Cu2O  H 2O 91 + Đồng (II) hiđroxit (CuOH)2: tạo thành cho bazơ mạnh tác dụng với dung dịch đồng (II): Cu 2  2OH   Cu  OH 2  + Đồng (II) hiđroxit tan bazơ mạnh đun nóng tạo thành cuprat (II): NaOH  Cu  OH 2  Na2 Cu  OH 4   Na2CuO2  H 2O + Đồng (II) hiđroxit tan amoniac tạo thành ion phức tetraammin đồng (II): Cu  OH 2  NH 2 Cu  NH 4   2OH  Dung dịch có khả hịa tan xenlulozơ kết tủa xenlulozơ trở lại xử lí dung dịch với axit Phương pháp dùng để sản xuất sợi bán nhân tạo.(10) TÓM TẮT CHƯƠNG - Nếu nguyên tử dễ nhận clectron tính phi kim ngun tố mạnh Các phi kim phản ứng với tạo thành hợp chất liên kết cộng hóa trị hay cộng hóa trị phân cực - Các kim loại thuộc nguyên tố tiêu biểu nguyên tố chuyển tiếp Các kim loại tiêu biểu nằm nhóm A (phân nhóm chính), cịn kim loại chuyển tiếp nằm nhóm B (phân nhóm phụ) bảng tuần hồn - Ngun tử kim loại có lượng ion thấp lực với e thấp phản ánh xu hướng dễ nhường e chúng Vì phản ứng hóa học kim loại thường thể tính khử BÀI TẬP Xác định vị trí phi kim bảng HTTH Trình bày tính chất vật lý, hóa học phi kim điểm hình So sánh tính oxi hóa phi kim điểm hình Viết cơng thức cấu tạo, mơ tả tính chất lý, hóa học số hợp chất sau: NH3, HNO3, H2SO4, PH3, SO2, SO3, H2O, CO, CO2, Hoàn thành phương trình phản ứng (kèm theo điều kiện phản ứng có); H  N2  H2O + Na2O  92 H  Na  H2O + Fe3O4  H  Fe3O4  H2O + Ba  H  C  H2O + F2  H2O + CaC2  dp 10 H 2O   Hiđro nhẹ hay nặng khơng khí lần? Có thể chuyển hiđro từ cốc sang cốc khác không? a) Trong hai khuynh hướng phản ứng (oxi hóa – khử) hiđro khuynh hướng điển hình nhất? Tại sao? b) Khi tạo hợp chất phản ứng thuộc khuynh hướng nào? Hiđro clorua; nước; amoniac; silan metan; canxi hiđrua; natri hiđrua? Liên kết hợp chất thuộc loại liên kết nào? a) Tính chất hóa học quan trọng hiđro? Tại nhiệt độ thường hiđro hoạt động mặt hóa học? b) Những nguyên tố có khả phản ứng với hiđro nhiệt độ phịng? Tại nước clo, javen có tác dụng tẩy màu? 10 Viết phương trình phản ứng sau: a) MnO2 + HCl  b) KMnO4 + HCl  c) Cl2 + H2  d) Br2 + KI  e) Ca(OH)2 + Cl2  f) PbO2 + HCl  11 Hãy viết phương trình hóa học biễu diễn biến đổi số oxi hóa nguyên tố lưu huỳnh theo sơ đồ sau:        S   S 2   S   S 4   S 6 12 Viết phương trình hóa học phản ứng thực sơ đồ chuyển hóa sau: Khí A  H 2O   dung dịch A  HCl  NaOH   B  khí  HNO nung A   C   D  H 2O 13 Viết phương trình hóa học phản ứng thực sơ đồ chuyển hóa sau: 93 14 Xác định vị trí kim loại bảng HTTH 15 Trình bày tính chất vật lý, hóa học đặc trưng kim loại điểm hình 16 So sánh tính khử kim loại điểm hình 17 Nguyên tử kim loại nhóm IA khác a) số lectron lớp ngồi ngun tử b) cấu hình e nguyên tử c) số oxi hóa nguyên tử hợp chất d) kiểu mạng tinh thể đơn chất 18 Kim loại Na nhiệt độ cao tác dụng với khí oxi khơ dư, tạo peoxit Khi hợp chất tác dụng với nước, thu dung dịch natri hiđroxit Người ta thu dung dịch natri hiđroxit cách cho kim loại Na tác dụng với nước Viết phương trình hóa học 19 Nước tự nhiên có chứa ion gọi nước có tính cúng tạm thời? a) Ca2+, Mg2+, Cl- b) Ca2+, Mg2+, SO42 c) Ca2+, Cl-, SO42 , HCO3 d) HCO3 , Ca2+, Mg2+ 20 Viết phương trình phản ứng sau ghi rõ điều kiện phản ứng: a) Li r   Cl2 k   b) Cs r   Br2l   c) Rb r   O2 k   d) Na r   S r   e) K r   N 2 k   g) Rb r   H 2Ol   h) Cs r   NH 3l   i) 2Li  C4 H9 Br  21 Viết phương trình phản ứng sau: a) Na2O2  H 2O  b) Na2O2  H 2O  CO2  94 c) KO2  H SO4  d) NaOH  CO2  e) Zn  NaOH  f) KO2  CO  g) KO3  H 2O  h) KO3  i) Si  NaOH  H 2O  k) SiO2  KOH  22 Viết phương trình phản ứng sau: a) Fe  HNO3(l )  b) Fe  H SO4( d ,n)  t Fe  H SO4( d )   t  d) Fe  S  c) e) FeO  H SO4( d ,n)  f) Cu  H SO4( n)  g) Fe(OH)3  H SO4  t Cu (OH )2   h) 23 Hồn thành phương trình hóa học sau cho biết vai trò chất phản ứng: a) K2Cr2O7  H S  H SO4  Cr2 (SO4 )3  S  K2 SO4  2H 2O b) K2Cr2O7  FeSO4  H SO4  Cr2 (SO4 )3  Fe2 (SO4 )3  K2 SO4  H 2O c) K2Cr2O7  HCl  CrCl3  Cl2  KCl  H 2O 24 Viết phương trình hóa học theo sơ đồ chuyển hóa sau Fe3O4 FeO FeCl2 FeCl3 Fe(OH)3 Fe Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3 FeSO4 Fe(OH)2 25 Khử hoàn toàn 16 g bột Fe2O3 bột nhôm Hãy cho biết: a) Khối lượng bột nhôm dùng b) Khối lượng chất sau phản ứng 26 Cho 3,1g hỗn hợp hai kim loại kiềm hai chu kì liên tiếp bảng tuần hoàn tác dụng hết với nước thu dung dịch kiềm 1,12 lít H2 (đktc) a) Xác định tên hai kim loại kiềm tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp b) Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng để trung hòa dung dịch kiềm khối lượng hỗn hợp muối clorua thu 95 27 Cho 10g kim loại kiềm thổ tác dụng với nước, thu 6,11 lít khí H2 (250C 1atm) Hãy xác định tên kim loại kiềm thổ dùng ĐÁP ÁN BÀI TẬP 20 Viết phương trình phản ứng sau ghi rõ điều kiện phản ứng: a) 2Li r   Cl2 k   2LiCl b) 2Cs r   Br2l   2CsBr c) Rb r   O2 k   2Rb2O d) Na r   S r   Na2 S e) K r   N 2 k   2K3 N g) Rb r   H 2Ol   RbOH  H h) 2Cs r   NH 3l   2CsNH  H i) 2Li  C4 H9 Br  C4 H9  Li  LiBr 21 Viết phương trình phản ứng sau: a) Na2O2  H 2O  NaOH  O2 b) Na2O2  H 2O  2CO2  NaHCO3  O2 c) 2KO2  H SO4  K SO4  H 2O  O2 d) NaOH  CO2  NaHCO3 e) Zn  NaOH  Na2 ZnO2  H f) 2KO2  CO  K2CO3  O2 g) 2KO3  H 2O  2KOH  O2 h) KO3  KO2  O2 i) Si  NaOH  H 2O  Na2 SiO3  H k) SiO2  2KOH  K2 SiO3  H 2O 22 Viết phương trình phản ứng sau: a) Fe  4HNO3(l )  Fe( NO3 )3  NO  2H 2O b) 2Fe  6H SO4( d ,n)  không phản ứng t Fe  H SO4( d )   Fe2 ( SO4 )3  3SO2  H 2O c) t  FeS d) Fe  S  e) 2FeO  4H SO4( d ,n)  Fe2 (SO4 )3  SO2  4H 2O f) Cu  H SO4( n)  không phản ứng g) 2Fe(OH)3  3H SO4  Fe2 (SO4 )3  6H 2O t Cu (OH )   CuO  H 2O h) 96 23 Hoàn thành phương trình hóa học sau cho biết vai trò chất phản ứng: a) K2Cr2O7  3H S  4H SO4  Cr2 (SO4 )3  3S  K2 SO4  7H 2O b) K2Cr2O7  6FeSO4  H SO4  Cr2 (SO4 )3  3Fe2 (SO4 )3  K2 SO4  H 2O c) K2Cr2O7  14HCl  2CrCl3  3Cl2  2KCl  H 2O 25 Phương trình phản ứng hóa học xảy t Al  Fe2O3   Al2O3  Fe a) Khối lượng bột nhôm dùng Số mol Fe2O3 nFe O  16  0,1(mol ) 160 Từ PTPU ta thấy nAl  2nFe O  x0,1  0, 2(mol ) Vậy khối lượng bột nhôm dùng mAl  0, x27  5, 4( g ) b) Khối lượng chất sau phản ứng Từ PTPU ta thấy nAl O  nFe O  0,1(mol ) ; nFe  nAl  0, 2(mol ) 3 Khối lượng Al2O3 mAl O  0,1x102  10, 2( g ) Khối lượng Fe mFe  0, x56  11, 2( g ) 26 Gọi KLK chu kì liên tiếp BHTTH A PTPU: A  2H 2O  AOH  H  1,12 Số mol H2 nH  22,  0,05(mol ) Theo PTPU nA  2nH  x0,05  0,1(mol ) 3,1 Suy M A  0,1  31 Vậy 23  M A  31  39 Vậy KLK Na K Phần trăm khối lượng KLK dung Gọi a, b số mol Na K 97 Na  2H 2O  NaOH  H  a (mol) a/2 (mol) 2K  2H 2O  2KOH  H  b (mol) b/2 (mol) Ta có 23a + 39b = 3,1 (1) a/2 + b/2 = 0,05 (2) Từ (1) (2) ta có a = 0,1 (mol) b = 0,1 (mol) mNa  23x0,05  1,15( g ) mK  39 x0,05  1,95( g ) %mNa  1,15 x100%  37,1% 3,1 %mCu  1,95 x100%  62,9% 3,1 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH Mục đích, u cầu a) Mục đích - Chứng minh tính chất vật lý, hóa học phi kim, kim loại hợp chất chúng - Mô tả cách tiến hành làm thí nghiệm - Quan sát giải thích tượng thí nghiệm - Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ, xác, trung thực, an tồn lao động, vệ sinh mơi trường b) u cầu - Trước thí nghiệm: SV đọc kỹ thí nghiệm giáo trình, chuẩn bị tường trình thực hành, dụng cụ, vật liệu theo yêu cầu GV - Trong thí nghiệm: 98 SV chăm nghe GV dẫn, thực theo thứ tự thao tác dẫn, ghi chép lại thơng tin quan trọng, tích cực tham gia thực hành, đảm bảo an toàn, kỹ thuật - Sau thí nghiệm: SV nộp bảng tường trình thí nghiệm, sử dụng thành thạo dụng cụ vật liệu thực hành, áp dụng vào thực tiễn Dọn dẹp nơi thí nghiệm, tắt điện, nước, trước khỏi phịng thí nghiệm Phương tiện thực hành - Thiết bị: Cân phân tích, ổ cắm điện, đèn cồn, bếp điện, máy cất nước - Dụng cụ: Ống nghiệm, cặp gỗ, pipet, bóp cao su, bình định mức 100ml, bình tam giác 250ml, cốc thủy tinh, giá sắt, chậu thủy tinh, nút cao su có ống vuốt nhọn, dây dẫn khí - Hóa chất: H2SO4 10%, kẽm hạt, KClO3, MnO2, I2, Al bột, bột S, HNO3 đặc, BaCl2 1M, dung dịch NH3, PP, Na, Mg, Al, NaOH, axit HCl, CuSO4, FeCl3, KI, Cu, AlCl3, Al2(SO4)3, NaOH loãng, FeCl3, dung dịch KI, H2SO4 loãng, H2SO4 đặc, HNO3 loãng, K2CrO4, K2Cr2O7, H2SO4 1M, NaOH 2M, Ba(NO3)2 Nội dung thực hành(11) Điều chế hiđro cách cho kim loại tác dụng với axit Điều chế oxi phương pháp nhiệt phân KClO3 Tác dụng kim loại với iot Tác dụng lưu huỳnh với axit HNO3 đặc Điều chế amoniac từ dung dịch amoniac Tính tan NH3 nước So sánh khả phản ứng Na, Mg, Al với nước Phản ứng kim loại nhôm với NaOH axit HCl Phản ứng nhôm với dung dịch CuSO4 Điều chế Al(OH)3 99 Tính chất lưỡng tính Al(OH)3 Phản ứng FeCl3 với dung dịch KI Phản ứng đồng với axit Sự chuyển dịch cân muối cromat đicromat Cách tiến hành Bài 1: Tính chất phi kim số hợp chất quan trọng phi kim(11) Thí nghiệm 1: Điều chế hiđro bằng cách cho kim loại tác dụng với axit Trong ống nghiệm đựng khoảng 1ml dung dịch H2SO4 10%, cho vào viên kẽm (cần nghiên ống nghiệm để viên kẽm chạy trượt theo thành ống), đậy ống nút có cắm ống thủy tinh vuốt nhọn (Hình 1) Quan sát tượng Viết PTPƯ Hình 5.4 Điều chế hiđro Thí nghiệm 2: Điều chế oxi bằng phương pháp nhiệt phân KClO3 Lấy ống nghiệm chịu nhiệt sấy khô, ống thứ đựng tinh thể KClO3, ống thứ đựng tinh thể KClO3 có trộn thêm MnO2 Mắc ống nghiệm vào giá sắt (hình 2) Dùng đèn cồn đun đáy ống nghiệm lúc Nhận biết khí oxi ống nghiệm Nhận xét, giải thích thí nghiệm Cho biết vai trị MnO2 Viết PTPƯ xảy ra? 100 Hình 5.5 Điều chế oxi bằng cách nhiệt phân KClO3 Thí nghiệm 3: Tác dụng kim loại với iot Cho vào cối sứ tinh thể iot (bằng hạt đậu xanh) bột nhơm Nghiền trộn cối sứ Quan sát tượng Cho vài giọt nước vào Nêu tượng xảy Viết PTPƯ Thí nghiệm 4: Tác dụng lưu huỳnh với axit HNO3 đặc Cho bột S vào ống nghiệm, cho tiếp vào 1ml HNO3 đặc Quan sát tượng Đun sơi tiếp tục quan sát phản ứng Đun sôi khoảng – phút, để nguội cho vào ống nghiệm giọt dung dịch BaCl2 1M Quan sát tượng xảy Giải thích viết PTPƯ Thí nghiệm 5: Điều chế amoniac từ dung dịch amoniac Dùng bình cầu có lắp ống sinh hàm hồi lưu, chứa 100ml dung dịch NH3 đậm đặc (25%) lắp ráp bình cầu vào giá sắt, đặt bình vịng đun có lưới thép tráng amiăng, ống sinh hàm bình cầu nối với ống dẫn khí có đoạn nối ống nhựa nhân tạo (PVC) mềm để dễ thay đổi hướng ống Đun nhẹ bình cầu Thu khí NH3 vào lọ thủy tinh khô phương pháp dời chỗ khơng khí Hình 5.6 Điều chế NH3 từ dung dịch NH3 đậm đặc Thí nghiệm 6: Tính tan NH3 nước Dùng lọ thu đầy khí NH3 thí nghiệm Lấy nút cao su có cắm ống dẫn vuốt nhọn đầu nhúng vào chậu nước có pha thêm vài giọt PP Dùng ngón tay trỏ bịt đầu ống dẫn đưa nhanh vào miệng lọ chứa khí NH3 Bỏ ngón tay úp ngược lọ vào chậu nước Quan sát giải thích tượng Dung dịch thu có tính gì? Vì sao? Hình 5.7 Tính tan khí NH3 101 Bài 2: Tính chất kim loại số hợp chất quan trọng kim loại(11) Thí nghiệm 1: So sánh khả phản ứng Na, Mg, Al với nước - Rót nước vào ống nghiệm thứ (khoảng ¾ ống), thêm vài giọt dung dịch phenolphtalein Đặt ống nghiệm vào giá cho vào mẩu Na nhỏ hạt gạo - Rót vào ống nghiệm thứ hai thứ ba khoảng ml nước, thêm vài giọt dung dịch phenolphtalein, sau đặt vào giá ống nghiệm, cho vào ống thứ hai mẩu kim loại Mg ống thứ ba mẩu kim loại Al vừa cạo lớp vỏ oxit Quan sát tượng xảy Đun nóng hai ống nghiệm và quan sát Nhận xét mức độ phản ứng ống nghiệm Viết phương trình hóa học phản ứng xảy Thí nghiệm 2: Phản ứng kim loại nhôm với NaOH axit HCl Cho vào ống nghiệm thứ ml dung dịch HCl ống nghiệm thứ hai ml dung dịch NaOH, cho vào ống nghiệm mẩu nhôm nhỏ cạo lớp oxit bên Quan sát tượng viết phương trình hóa học xảy Thí nghiệm 3: Phản ứng nhơm với dung dịch CuSO4 Dùng giấy ráp đánh lớp Al2O3 phủ ngồi nhơm nhỏ, sau nhúng nhơm vào dung dịch CuSO4 bão hịa Quan sát tượng, giải thích viết phương trình hóa học dạng ion rút gọn Thí nghiệm 4: Điều chế Al(OH)3 Rót 3ml dung dịch muối nhơm (AlCl3 Al2(SO4)3) vào ống nghiệm NHỏ dần giọt dung dịch NaOH loãng, đồng thời lắc ống nghiệm tạo kết tủa Quan sát tượng, giải thích viết phương trình hóa học dạng phân tử ion rút gọn Giữ lại sản phẩm để làm thí nghiệm sau Thí nghiệm 5: Tính chất lưỡng tính Al(OH)3 Lấy kết tủa thí nghiệm cho vào ống nghiệm NHỏ vài giọt dung dịch axit HCl vào ống nghiệm thứ vài giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm thứ hai Quan sát tượng, giải thích viết phương trình hóa học dạng phân tử ion rút gọn 102 Thí nghiệm 6: Phản ứng FeCl3 với dung dịch KI Cho vào ống nghiệm ml dung dịch FeCl3 Nhỏ dung dịch KI vào ống nghiệm Mô tả tượng, cho biết loại phản ứng xảy Kết luận tính chất hóa học muối FeCl3 Viết phương trình hóa học Thí nghiệm 7: Phản ứng đồng với axit Cho vào ống nghiệm, ống vài mãnh đồng Rót vào ống nghiệm thứ ml dung dịch H2SO4 loãng, vào ống nghiệm thứ hai 1ml H2SO4 đặc, vào ống nghiệm thứ ba 1ml HNO3 loãng Nêu tượng quan sát Đun nóng nhẹ ống nghiệm Mơ tả tượng viết phương trình hóa học phản ứng xảy Thí nghiệm 8: Sự chuyển dịch cân bằng muối cromat đicromat a) Lấy ống nghiệm đánh số 1, 2, 3, Cho vào ống nghiệm 1, ống 2ml K2CrO4, cho vào ống nghiệm 3, ống 3ml dung dịch K2Cr2O7 Dung dịch ống đặt vào giá ống nghiệm, dùng để so sánh Cho vào ống nghiệm vài giọt axit H2SO4 1M So sánh màu sắc dung dịch với ống Cho vào ống nghiệm vài giọt axit NaOH 2M So sánh màu sắc dung dịch với ống b) Lấy ống nghiệm cho vào 2ml dung dịch K2Cr2O7 vài giọt Ba(NO3)2 Quan sát tượng Viết PTPƯ Báo cáo kết đánh giá - Nộp sản phẩm thí nghiệm - Nộp bảng tường trình thí nghiệm - GV theo dõi thao tác thực hiện, kết thí nghiệm tường trình SV 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Nhâm Hóa học vô - tập Hà Nội: NXB Giáo dục; 1999 Lê Mậu Quyền Hóa học đại cương Hà Nội: NXB Giáo dục; 1998 Lê Thành Phước Hóa đại cương - vơ tập Hà Nội: Nhà xuất Y học; 2012 Nguyễn Đức Chung Hóa học đại cương Hà Nội: NXB Đại học Quốc gia; 2002 Đại học tổng hợp Hà Nội Giáo trình sở lý thuyết hóa học Hà Nội: NXB Giáo dục; 2010 Trần Hiệp Hải, Vũ Ngọc Lan, Trần Thành Huế Hóa học đại cương Hà Nội: NXB Đại học Sư phạm; 2004 Đại học tổng hợp Hà Nội Hóa đại cương Hà Nội: NXB Giáo dục; 2011 Hà Thị Ngọc Loan Giáo trình hóa học đại cương - Thực hành PTN Hà Nội: NXB Đại học Sư phạm; 2007 Hoàng Nhâm Hóa học vơ - tập Hà Nội: NXB Giáo dục; 1999 10 Hồng Nhâm Hóa học vơ - tập Hà Nội: NXB Giáo dục; 1999 11 Nguyễn Thế Ngơn Thực hành hóa học vơ Hà Nội: NXB Đại học Sư phạm; 2005 ... học viên môn Hóa đại cương – vơ mơn học chương trình đào tạo Dược sĩ Để nâng cao chất lượng học tâp, giảng dạy bổ trợ kiến thức hóa học cho sinh viên ngành Dược, Giáo trình Hóa đại cương - vơ biên... nghiệp bạn đọc để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Kon Tum, ngày 05 tháng năm 2022 Biên soạn: ThS Nguyễn Trần Kim Tuyến GIÁO TRÌNH MƠN HỌC TÊN MƠN HỌC: HĨA ĐẠI CƯƠNG VÀ VÔ CƠ THÔNG TIN... nghiên cứu cho sinh viên Trong trình biên soạn, có nhiều cố gắng tham khảo sử dụng nhiều cơng trình lao động tác giả lĩnh vực Hóa đại cương vơ khác nhau, song giáo trình khó tránh khỏi sai sót