Export HTML To Doc Tóm tắt Lý thuyết Hóa 12 Chương 7 Mục lục nội dung Tính chất của Crom (Cr) Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng • I Vị trí, cấu tạo • II Tính chất vật lý • III Tính chất hó[.]
Tóm tắt Lý thuyết Hóa 12 Chương Mục lục nội dung Tính chất Crom (Cr): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng • I Vị trí, cấu tạo • II Tính chất vật lý • III Tính chất hóa học • IV Ứng dụng • V Sản xuất Lý thuyết Hợp chất Crom • I CROM (II) • II CROM (III) • III CROM (VI) Tính chất Sắt (Fe): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng • I Vị trí, cấu tạo • II Tính chất vật lý • III Tính chất hóa học Lý thuyết Hợp chất sắt • I SẮT (II) • II SẮT (III) Lý thuyết Hợp kim sắt • I Gang • II Thép Đồng (Cu) hợp chất: Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng • A ĐỒNG • I Vị trí, cấu tạo • II Tính chất vật lý • III Tính chất hóa học • B HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG Tính chất Niken, Kẽm, Chì, Thiếc, Vàng, Bạc • I Bạc • II Vàng • III Niken - Ni • IV Kẽm - Zn • V Thiếc - Sn • VI Chì - Pb Tính chất Crom (Cr): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng I Vị trí, cấu tạo - Thuộc nhóm VIB, chu kì 4, số thứ tự 24, kim loại chuyển tiếp - Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d54s1 - Số oxi hóa: +1 đến + (số oxi hóa bền: +2, +3, +6) - Khi Crom thể hóa trị thấp II, III có tính chất kim loại, cịn hóa trị VI có tính chất phi kim - Cấu tạo đơn chất: mạng tinh thể lập phương tâm khối II Tính chất vật lý - Màu trắng ánh bạc, cứng - Khối lượng riêng lớn, khó nóng chảy III Tính chất hóa học Tác dụng với phi kim Tác dụng với nước Crom bền nước khơng khí có màng oxit mỏng, bền bảo vệ Tác dụng với axit Chú ý: Crom không tác dụng với dung dịch axit HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội bị thụ động hóa IV Ứng dụng - Thép chứa 2,8 - 3,8% crom có độ cứng cao, bền, có khả chống gỉ - Thép chứa 18% crom thép không gỉ (thép inox) - Thép chứa 25-30% crom siêu cứng dù nhiệt độ cao - Crom dùng để mạ thép Thép mạ crom bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn tạo vẻ đẹp cho đồ vật V Sản xuất Phương pháp nhiệt nhôm: Cr2O3 tách từ quặng cromit FeO.Cr2O3 Lý thuyết Hợp chất Crom I CROM (II) Oxit CrO - CrO oxit bazơ, màu đen - CrO có tính khử, khơng khí CrO dễ bị oxi hóa thành Cr2O3 - CrO tan dễ dàng dung dịch HCl loãng; H2SO4 loãng CrO + 2HCl → CrCl2 + H2O CrO + H2SO4 → CrSO4 + H2O - CrO có tính khử, khơng khí CrO dễ bị oxi hóa thành Cr2O3 2 Hidroxit Cr(OH)2 - Cr(OH)2 chất rắn, màu vàng - Cr(OH)2 có tính khử, khơng khí oxi hóa thành Cr(OH)3 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3 - Cr(OH)2 bazơ Cr(OH)2 + 2HCl → CrCl2 + H2O Muối crom (II) - Muối crom (II) có tính khử mạnh 4CrCl2 + O2 + 4HCl → 4CrCl3 + 2H2O - Dung dịch CrCl2 để ngồi khơng khí lại chuyển từ màu xanh lam sang màu lục - CrCl2 dung dịch phân ly Cr2+ Cl- Ion Cr2+ tồn dạng [Cr(H2O)]2+ có màu xanh, nên dung dịch CrCl2 có màu xanh - Mặt khác trạng thái oxi hóa +2 Cr có tính khử mạnh, dung dịch CrCl2 bị oxi hóa oxi khơng khí chuyển thành CrCl3 Ion Cr3+ dung dịch tồn dạng [Cr(H2O)]3+ có màu lục Nên khơng khí CrCl2 chuyển từ màu xanh lam sang màu lục II CROM (III) Oxit Cr2O3 - Crom (III) oxit: Cr2O3 oxit lưỡng tính, tan axit kiềm đặc Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O Cr2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Cr(OH)4] - Được dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thủy tinh 2 Hidroxit Cr(OH)3 - Crom (III) hiđroxit: Cr(OH)3 hiđroxit lưỡng tính, kết tủa nhầy, màu lục nhạt, tan dung dịch axit dung dịch kiềm Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + 2H2O Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O - Bị phân huỷ nhiệt tạo oxit tương ứng: 2Cr(OH)3 → Cr2O3 + 3H2O Chú ý: trạng thái số oxi hóa trung gian, ion Cr3+ dung dịch vừa có tính oxi hóa (trong mơi trường axit) vừa có tính khử (trong mơi trường bazơ) Cr3+ + Zn → 2Cr2+ + Zn2+ 2CrO2- + 3Br2 + 8OH- → 2CrO42- + 6Br- + 4H2O Muối crom (III) - Muối crom (III) có tính khử tính oxi hóa - Muối Cr(III): CrCl3 màu tím, Cr2(SO4)3 màu hồng Chú ý: vào dung dịch, muối Cr(III) có màu tím - đỏ nhiệt độ thường màu lục đun nóng - Trong mơi trường axit, muối crom (III) có tính oxi hóa bị Zn khử thành muối crom (II) 2Cr3+(dd) + Zn → 2Cr2+ + Zn2+(dd) Ví dụ: 2CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2 Cr2(SO4)3 + Zn → 2CrSO4 + ZnSO4 - Trong môi trường kiềm, muối crom (III) có tính khử bị chất oxi hóa mạnh oxi hóa thành muối crom (VI) 2Cr3+(dd) + 3Br2 → 2Cr6+(dd) + 2Br-(dd) Ví dụ: 2CrCl3 + 3Br2 + 16KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 6KCl + 8H2O Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 3K2SO4 + 8H2O 2Cr(NO3)2 + 3Br2 + 16KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 6KNO3 + 8H2O - Phèn crom - kali K2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O có màu xanh tính, dùng để thuộc da, làm chất cầm màu ngành nhuộm vải III CROM (VI) Oxit CrO3 - CrO3 oxit axit, tác dụng với nước tạo axit: CrO3 + H2O → H2CrO4: axit cromic 2CrO3 + H2O → H2Cr2O7: axit đicromic - CrO3 có tính oxi hóa mạnh, số chất vô hữu S, P, C, C2H5OH bốc cháy tiếp xúc với CrO3 Muối crom (VI) Muối cromat: natri cromat (Na2CrO4) kali cromat (K2CrO4) muối axit cromic, có màu vàng ion cromat (CrO42-) Muối đicromat: natri cromat (Na2Cr2O7) kali đicromat (K2Cr2O7) muối axit đicromat, có màu da cam ion đicrom (Cr2O72-) - Trong môi trường axit, cromat chuyển hóa thành đicromat 2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O - Trong môi trường kiềm đicromat chuyển hóa thành cromat K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + H2O Các muối cromat đicromat có tính oxi hóa mạnh, muối crom (VI) bị khử thành muối crom (III) Tính chất Sắt (Fe): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng I Vị trí, cấu tạo - Fe thuộc 26, chu kì 4, nhóm VIIIB - Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d64s2 ⇒ Fe nguyên tố d, có 2e ngồi cùng, 8e hố trị II II Tính chất vật lý - Fe kim loại nặng, dễ rèn, màu trắng xám - Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt có tính nhiễm từ (khác với kim loại khác) - Fe có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện tâm khối tuỳ vào nhiệt độ III Tính chất hóa học Tác dụng với phi kim: - Tác dụng với lưu huỳnh: - Tác dụng với oxi: - Tác dụng với Cl2: Tác dụng với axit - Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ - Với dung dịch HNO3 H2SO4 đặc, nóng: Fe + 4HNO4 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O - Chú ý: Fe bị thụ động với axit HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội Tác dụng với dung dịch muối Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Tác dụng với nước nhiệt độ cao Lý thuyết Hợp chất sắt I SẮT (II) Oxit FeO - Là chất rắn, đen, không tan nước - FeO tác dụng với dung dịch HNO3 muối sắt (III) - Phương trình ion rút gọn sau: 3FeO + NO3- + 10H+ → 3Fe3+ + NO + 5H2O Điều chế: dùng H hay CO khử sắt (III) oxit 5000C: Hidroxit Fe(OH)2 Tác dụng với dung dịch kiềm tạo kết tủa màu trắng xanh, hóa nâu đỏ Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓ (trắng xanh) Chú ý: Muốn có Fe(OH)2 tinh khiết phải điều chế điều kiện khơng có khơng khí Muối sắt (II) Muối sắt (II) dễ bị oxi hóa thành muối sắt (III) chất oxi hóa FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 Điều chế: cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)2) tác dụng với HCl H2SO4 loãng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2 Chú ý: dung dịch muối sắt (II) điều chế cần dùng ngay, khơng khí muối sắt (II) chuyển dần thành muối sắt (III) II SẮT (III) Oxit Fe2O3 - Sắt (III) oxit bazơ nên dễ tan dung dịch axit mạnh Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 bị CO khử H2 khử thành Fe Điều chế: phân hủy Fe(OH)3 nhiệt độ cao Hidroxit Fe(OH)3 Fe(OH)3 không tan nước dễ tan dung dịch axit 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O Điều chế: cho dung dịch kiềm tác dụng với muối sắt (III) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl Muối sắt (III) Các muối sắt (III) có tính oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt (II) Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 Bột đồng tan dung dịch muối sắt (III) Cu + 2FeCl3 (vàng nâu) → CuCl2 + FeCl2 ⇒ Dung dịch CuCl2 (màu xanh) dung dịch FeCl2 (khơng màu) nên dung dịch thu có màu xanh Lý thuyết Hợp kim sắt I Gang Khái niệm Gang hợp kim Fe với C có từ − 5% khối lượng C, ngồi cịn lượng nhỏ ngun tố Si, Mn, S, Phân loại, tính chất ứng dụng gang a Gang trắng Gang trắng chứa cacbon, silic, chứa nhiều xementit Fe3C Gang trắng cứng giòn, dùng để luyện thép b Gang xám Gang xám chứa nhiều cacbon silic Gang xám cứng giòn gang trắng, nóng chảy thành chất lỏng linh động (ít nhớt) hóa rắn tăng thể tích, gang xám dùng để đúc phận máy, ống dẫn nước, cánh cửa, Sản xuất gang Các phản ứng hóa học xảy trình luyện quặng thành gang: - Phản ứng tạo thành chất khử CO: - Phản ứng khử oxit sắt: +) Ở nhiệt độ khoảng 400oC xảy phản ứng: +) Ở nhiệt độ khoảng 500-600oC khử Fe3O4 thành FeO: +) Ở nhiệt độ khoảng 700-800oC xảy khử FeO thành Fe: +) Phản ứng tạo oxit: CaCO3 −tº→ CaO + CO2 II Thép Khái niệm: Thép hợp kim sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng cacbon với số nguyên tố khác (Cr, Ni, Mn, Si, ) Phân loại, tính chất ứng dụng thép Dựa vào thành phần tính chất, phân thép thành hai nhóm: a Thép thường (hay thép cacbon): chứa cacbon, silic, mangan lưu huỳnh, photpho Độ cứng thép phụ thuộc vào hàm lượng cacbon Thép cứng chứa 0,9%C, thép mềm không 0,1%C Loại thép thường sử dụng xây dựng nhà cửa, chế tạo vật dụng đời sống b Thép đặc biệt: thép có chứa thêm nguyên tố khác như: Si, Mn, Cr, Ni, W, V, Thép đặc biệt có tính chất học, vật lí quý Sản xuất thép - Nguyên tắc: giảm hàm lượng tạp chất C, S, Si, Mn, có gang cách oxi hóa tạp chất thành oxit biến thành xỉ tách khỏi thép - Các phương pháp luyện thép: +) Phương pháp Bet-xơ-me Oxi nén áp suất 10atm thổi bề mặt lịng gang nóng chảy, oxi oxi hóa mạnh tạp chất gang thành phần chất thép trộn Lò thổi oxi có ưu điểm phản ứng xảy bên khối gang tỏa nhiều nhiệt, thời gian luyện thép ngắn Lị cỡ lớn luyện 300 thép thời gian 45 phút Ngày có khoảng 80% thép sản xuất phương pháp +) Phương pháp Mac-tanh Nhiên liệu khí đốt dầu với khơng khí oxi phun vào lị để oxi hóa tạp chất gang Ưu điểm phương pháp kiểm soát tỉ lệ nguyên tố thép bổ sung nguyên tố cần thiết khác Mn, Ni, Cr, Mo, W, V, Do vậy, luyện loại thép có chất lượng cao +) Phương pháp lò điện Trong lò điện, than chì điện cực, gang dùng điện cực thứ hai Hồ quang sinh chúng tạo nhiệt độ cao dễ điều chỉnh so với loại lò Do phương pháp lị hồ quang điện có ưu điểm luyện loại thép đặc biệt mà thành phần có kim loại khó nóng chảy vonfam, molipđen, crom loại hầu hết nguyên tố có hại cho thép lưu huỳnh, photpho Nhược điểm lò hồ quang điện dung tích nhỏ nên khối lượng mẻ thép lị khơng lớn Đồng (Cu) hợp chất: Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng A ĐỒNG I Vị trí, cấu tạo Kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, chu kỳ Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d104s1 hoặc: 3d104s1 Trong hợp chất đồng có số oxi hóa phổ biến là: +1; +2 Cấu hình e của: Ion Cu+: 3d10 Ion Cu2+: 3d9 II Tính chất vật lý Là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi tráng mỏng Dẫn điện nhiệt cao (chỉ bạc) D = 8,98g/cm3; tonc = 1083oC III Tính chất hóa học Tác dụng với phi kim Khi đốt nóng: Cu tác dụng với Cl2, Br2, S, nhiệt độ thường đun nóng: Cu + Cl2 → CuCl2 (đồng clorua) Chú ý: đồng không tác dụng với hiđro, nitơ, cacbon Tác dụng với axit Lưu ý: Cu không tác dụng với axit HCl H2SO4 loãng Tác dụng với dung dịch muối - Đồng khử ion kim loại đứng sau dãy điện hóa dd muối KL tự B HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG Đồng (II) oxit - CuO chất rắn, màu đen - CuO oxit bazơ, tác dụng dễ với axit oxit axit - Khi đun nóng, CuO dễ bị H2, CO, C khử thành đồng kim loại Đồng (II) hiđroxit - Cu(OH)2: Chất rắn, màu xanh - Cu(OH)2 bazơ, dễ tan dung dịch axit - Cu(OH)2 dễ bị nhiệt phân hủy: Muối đồng (II) - Muối đồng thường gặp đồng (II): CuCl2, CuSO4, Cu(NO3)2 - Muối đồng (II) sunfat kết tinh dạng ngậm nước CuSO4.5H2O Tính chất Niken, Kẽm, Chì, Thiếc, Vàng, Bạc I Bạc Bạc kim loại chuyển tiếp chu kì 5, nhóm IB Trong hợp chất, bạc có số oxi hóa phổ biến +1 1 Tính chất bạc - Bạc kim loại nặng, tonc = 960,5oC, có màu trắng, dẫn điện dẫn nhiệt tốt - Bạc không bị oxi hóa khơng khí nhiệt độ Nó tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh HNO3, H2SO4 đặc nóng Ag + 2HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O - Bạc có màu đen tiếp xúc với nước khơng khí ẩm có chứa H2S: 4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S↓ (đen) + 2H2O Ứng dụng bạc - Bạc tinh khiết dùng để chế tác đồ trang sức, vật trang trí, mạ bạc, chế tạo linh kiện kĩ thuật vô tuyến - Chế tạo số hợp kim có tính chất q hợp kim Ag - Cu, Ag - Au dùng để chế tác đồ trang sức, đúc tiền, - Ion Ag+ có khả sát trùng, diệt khuẩn Trạng thái tự nhiên - Trong tự nhiên, bạc có trạng thái tự do, phần lớn dạng hợp chất lẫn quặng đồng, quặng chì - Bạc điều chế chủ yếu từ hợp chất với đồng chì II Vàng Vàng kim loại chuyển tiếp chu kì 6, nhóm IB Trong hợp chất, vàng có số oxi hóa phổ biến +3 Tính chất vàng - Vàng kim loại mềm, màu vàng, dẻo, có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt (sau Ag Cu) - Vàng có tính khử yếu so với kim loại khác Khơng bị oxi hóa khơng khí kể nhiệt độ cao Khơng bị hịa tan axit có tính oxi hóa, bị hịa tan nước cường toan (đó dung dịch hỗn hợp gồm thể tích HNO3 đặc thể tích HCl đặc): Au + HNO3 + 3HCl → AuCl3 + 2H2O + NO - Vàng tan dung dịch xianua kim loại kiềm tạo thành ion phức [Au(CN)2]2- Ứng dụng vàng - Chế tạo đồ trang sức - Mạ vàng cho đồ trang sức - Chế tạo hợp kim quí III Niken - Ni Niken kim loại chuyển tiếp nằm số 28, thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB Trong hợp chất, niken có số oxi hóa phổ biến +2, ngồi cịn có số oxi hóa +3 Tính chất Ni - Ni kim loại màu trắng bạc, cứng, khối lượng riêng lớn (D = 8,9g/cm3), tonc = 1455oC - Ni có tính khử yếu sắt, không tác dụng với nước oxi khơng khí nhiệt độ thường Khơng tác dụng với axit thường bề mặt có lớp oxit bảo vệ Niken dễ dàng tan dung dịch axit HNO3 đặc nóng Ni + 4HNO3 (đặc, nóng) → Ni(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O - Tác dụng với nhiều đơn chất hợp chất, không tác dụng với H2 Ứng dụng Ni Niken dùng để chế tạo hợp kim chống ăn mòn chịu nhiệt cao Chẳng hạn như: - Hợp kim Inva Ni - Fe có hệ số giãn nở nhỏ, dùng kĩ thuật vô tuyến, replay nhiệt - Hợp kim Cu - Ni có tính bền vững cao, khơng bị nước biển ăn mòn, dùng để đúc chân vịt tàu biển, tuabin cho động máy bay Ngoài ra, phần Ni dùng kĩ thuật mạ điện, chế tạo ắc - qui - Trong công nghiệp hóa chất Ni dùng chất xúc tác Hơn 80% lượng Ni sản xuất dùng ngành luyện kim, thép chứa Ni có độ bền cao mặt hóa học học ... Sắt (Fe): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng • I Vị trí, cấu tạo • II Tính chất vật lý • III Tính chất hóa học Lý thuyết Hợp chất sắt • I SẮT (II) • II SẮT (III) Lý thuyết Hợp kim sắt... cromat (Na2Cr2O7) kali đicromat (K2Cr2O7) muối axit đicromat, có màu da cam ion đicrom (Cr2O72-) - Trong mơi trường axit, cromat chuyển hóa thành đicromat 2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O... đicromat chuyển hóa thành cromat K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + H2O Các muối cromat đicromat có tính oxi hóa mạnh, muối crom (VI) bị khử thành muối crom (III) Tính chất Sắt (Fe): Tính chất hóa học, vật