Hóa học (gọi tắt là hóa) (Tiếng Anh: chemistry) là một nhánh của khoa học tự nhiên nhằm nghiên cứu về thành phần, cấu trúc, tính chất, và sự thay đổi của vật chất.12 Các chủ đề chính trong hóa học là nguyên tố, hợp chất, nguyên tử, phân tử, và các phản ứng hóa học.
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH QUẢNG NAM TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TIỂU LA
Trang 2KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÔ CƠ CHUYÊN ĐỀ 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI
I TÍNH CHẤT VẬT LÍ
* Tính chất vật lí chung của kim loại (do các e tự do trong kim loại gây ra): Tính dẻo, tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính ánh kim
* Nhiệt độ càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm
* Tính chất vật lí khác: khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng
- khối lượng riêng lớn nhất: Os (Osimi: d=22,6g/cm3), nhỏ nhất: Li (d=0,5g/cm3)
- nhiệt độ nóng chảy lớn nhất W(Vonfam=34100C), nhỏ nhất Hg (-390C)
- kim loại cứng nhất là Cr, mềm nhất là kim loại kiềm (Cs)
II TÍNH CHẤT HÓA HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI: Tính khử (kim loại dễ bị oxi hóa)
1 Tác dụng với phi kim: 2Fe + 3Cl2 t o 2FeCl3 Cu + Cl2 t o CuCl2
4Al + 3O2 t o 2Al2O3 3Fe + 2O2 t o Fe3O4
Fe + S t o FeS Hg + S -> HgS
2 Tác dụng với dung dịch axit:
* Với dung dịch axit HCl , H 2 SO 4 loãng: chỉ tác dụng với KL trước H giải phóng H2
Thí dụ: Fe + 2HCl FeCl2 + H2
* Với dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 đặc: (trừ Pt , Au không phản ứng)
sản phẩm là muối có hóa trị cao nhất+ sản phẩm khử + nước
Thí dụ: 3Cu + 8HNO3 (loãng) t o 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O
Cu + 4 HNO3 (đặc) t o Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
Fe + 4HNO3 (loãng) t o Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O
Cu + 2H2SO4 (đặc) t o CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
Chú ý: HNO3 , H2SO4 đặc nguội không phản ứng với các kim loại Al , Fe, Cr …
3 Tác dụng với nước: các kim loại nhóm IA, IIA ( Trừ Be, Mg) phản ứng được với nước ở nhiệt độ
thường tạo bazơ và khí H2 Thí dụ: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2
4 Tác dụng với dung dịch muối: kim loại mạnh hơn( trừ KL tác dụng với nước ở nhiệt độ thường) khử ion
của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do
VD: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
* Đối với kim loại tan trong nước thì không khử ion kim loại khác trong dd muối mà khử H2O
2Na + 2H2O + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2
6Na + 6H2O + 2FeCl3 2Fe(OH)3 + 6NaCl +3 H2
5 Tác dụng với dung dịch kiềm (Al, Zn)
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
Zn + 2NaOH Na2ZnO2 + H2
III DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
a Dãy điện hóa của kim loại:
Li+ K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Mn2+ Zn2+ Cr2+ Fe 2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe 3+ Hg2+ Ag+ Pt2+ Au3+
Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe 2+ Hg Ag Pt Au
Tính khử của kim loại giảm dần
b Ý nghĩa của dãy điện hóa:
Dự đoán chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa Fe2+ Cu2+
Trang 3
Cu2+ + Fe Fe2+ + Cu Fe Cu
Oxh mạnh khử mạnh oxh yếu khử yếu
IV ĂN MÒN KIM LOẠI
1 Khái niệm: Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong
môi trường xung quanh.(kim loại mất đi những tính chất quý báo và bị oxi hóa thành ion dương)
M > Mn+ + ne
2 Các dạng ăn mòn kim loại:
Ăn mòn hóa học Ăn mòn điện hóa ( 3 điều kiện.)
Khái niệm
Là sự phá hủy của kim loại
Do kim loại tiếp xúc với chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao Do kim loại tiếp xúc với dung dịch chất điện li sinh ra dòng điện
Một số thí dụ - Đốt Fe trong bình đựng khí Cl2,
O2, H2O
- Ngâm kim loại trong dd axit
- Vật bằng gang, thép trong không khí ẩm
- Vỏ tàu chìm trong nước biển
- Ống dẫn trong lòng đất
Bản chất Là quá trình oxi hóa –khử, trong
đó e tự do chuyển trực tiếp sang môi trường
Là quá trình oxi hóa – khử xảy ra trên bề mặt các điện cực
* Cực âm (anot - kim loại có tính khử mạnh): xảy ra quá trình oxi hóa kim loại
M Mn+ + n e
* Cực dương (catot) xảy ra quá trình khử
2H+ +2e H2 (môi trường điện li là axit)O2 + 2H2O + 4e 4OH- (môi trường điện li
là bazơ, trung tính, không khí ẩm)
3 Chống ăn mòn kim loại:
a Phương pháp bảo vệ bề mặt:sơn, bôi dầu mỡ, mạ bằng kim loại khác,
b Phương pháp điện hóa:Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại có tính khử mạnh hơn Thí dụ: để bảo
vệ vỏ tàu biển làm bằng thép người ta gắn vào những mặt ngoài của vỏ tàu (phần chìm dưới nước) những lá kẽm (Zn)
V ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
* Sơ đồ điều chế kim loại
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H 2 Cu Hg Ag Pt Au
-Nhiệt luyện
-Thuỷ luyện
-Điện phân nóng chảy -Điện phân dung dịch
1 Điều chế Kim loại (K,Li,Ba,Ca,Na,Mg, Al ) : dùng Phương pháp điện phân nóng chảy
2 Điều chế Kim loại sau Al: phương pháp thuỷ luyện, nhiệt luyện, điện phân dung dịch
* Các phương pháp:
1 Phương pháp thuỷ luyện:
Kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dd muối của chúng trừ :
K, Na, Ca, Ba,Li
2 Phương pháp nhiệt luyện
Khử các oxýt kim loại về kim loại dùng các chất khử C, CO, H2, Al
( phương pháp này điều chế những kim loại sau nhôm)
3 Phương pháp điện phân:
a Kim loại Al và những kim loại đứng trước Al điện phân nóng chảy
MgCl2 dpnc Mg + Cl2 2Al2O3 dpnc 4Al + 3O2
b Kim loại sau nhôm
+ Điện phân dung dịch muối clorua ( H 2 O không tham gia)
CuCl2 dpdd Cu + Cl2
Trang 4+ Điện phân dd muối sunfat, muối nitrat ( H 2 O tham gia )
CuSO4 + H2O dpdd Cu + 1/2O2 + H2SO4Cu(NO3)2 + H2O dpdd Cu + 1/2O2 + 2HNO3
Lưu ý đối với điện phân dung dịch
* Điện phân dung dịch muối clorua:
- của kim loại mạnh (NaCl, KCl, CaCl2, BaCl2, ) co ùmàng ngăn bazơ + H2 + Cl2
- của kim loại yếu (CuCl2, ) kim loại + Cl2 (cĩ pH > 7)
* Điện phân dung dịch muối nitrat, muối sunfat:
- của kim loại yếu, trung bình (Pb(NO3)2, CuSO4, Cu(NO3)2, AgNO3, ) kim loại + axit + O2
( cĩ pH < 7) Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng kim loại + khối lượng khí thốt ra
- của kim loại mạnh (K2SO4, NaNO3, ): muối khơng tham gia điện phân mà chính là H2O bị điện phân
2H2O 2H2 + O2
* Điện phân dung dịch bazơ mạnh (KOH, NaOH, ) cũng chính là sự điện phân của H2O
* Vận dụng định luật Faraday để tìm khối lượng các chất thu được ở các điện cực
AIt
m =
nF trong đĩ m là khối lượng chất thu được ở điện cực (g)
A là khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực
n là số e mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
I là cường độ dịng điện (ampe)
t là thời gian điện phân(s) F là hằng số Faraday (F=96500)
ne =It/F trong đĩ ne là số mol electron trao đổi(đã cho hoặc nhận)
CHUYÊN ĐỀ ĐIỆN PHÂN
I – LÍ THUYẾT
a) Điện phân nĩng chảy oxit:
Nhơm là kim loại được sản xuất bằng cách điện phân Al2O3 nĩng chảy Al2O3 nguyên chất
nĩng chảy (Na3AlF6)
Phương trình sự điện phân: 2Al2O3 = 4Al + 3O2
•Tác dụng của Na3ALF6 (criolit):
- Hạ nhiệt độ nĩng chảy cho hỗn hợp phản ứng
- Tăng khả năng dẫn điện cho Al
- Ngăn chặn sự tiếp xúc của oxi khơng khí với Al
- Chú ý: Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot ăn mịn:
2C + O2 → 2CO↑
2CO + O2 → 2CO2↑
Vì vậy, trong quá trình điện phân nĩng chảy oxit, tại anot thường thu được hỗn hợp khí CO, CO2, O2
b) Điện phân nĩng chảy hydroxit kim loại kiềm:
2MOH → 2M + O2↑ + H2O↑ (M = Na, K,…)
c) Điện phân muối clorua (thường dùng điều chế KL kiềm và kiềm thổ)
2MClx → 2M + xCl2 (x = 1,2)
Trang 52) Điện phân dung dịch chất điện li trong nước:
- Vai trò của nước: trước hết là dung môi hòa tan các chất điện phân, sau đó có thể tham gia trực tiếpvào quá trình điện phân:
* Quy tắc catot:
+ Tại catot (cực âm) H2O bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH–
+ Tại anot (cực dương) H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
- Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử M+, H+ (axit), H2O theo quy tắc:
+ Các cation nhóm IA, IIA, Al3+ không bị khử (khi đó H2O bị khử)
+ Các ion H+ (axit) và cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy thế điện cực chuẩn (ion có
+ Các ion H+ (axit) dễ bị khử hơn các ion H+ (H2O)
+ Ví dụ khi điện phân dung dịch hỗn hợp chứa FeCl3, CuCl2 và HCl thì thứ tự các ion bị khử là: Fe3+
+ m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam)
+ A: khối lượng mol của chất thu được ở điện cực
+ n: số electron trao đổi ở điện cực
+ I: cường độ dòng điện (A)
+ t: thời gian điện phân
+ F: hằng số Faraday (F = 96500 nếu thời gian tính theo giây; F = 26,8 nếu thời gian tính theo giờ)
II – MỘT SỐ CƠ SỞ ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐIỆN PHÂN
- Nếu đề bài cho I và t thì trước hết tính số mol electron trao đổi ở từng điện cực (ne) theo công thức:
ne = Sau đó dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường hoặc nhận với ne để biết mức độ điện phân xảy ra Ví dụ để dự đoán xem cation kim loại có bị khử hết không hay nước
-Trong nhiều trường hợp, có thể dùng định luật bảo toàn mol electron (số mol electron thu được ở catot bằng số mol electron nhường ở anot) để giải cho nhanh
III – MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌA
gian điện phân là 2giờ, người ta nhận thấy khối lượng cực âm tăng thêm 3,44g Nồng độ mol của mỗi muối trong dd ban đầu lần lượt là:
A 0,1M và 0,2M B 0,1M và 0,1M C 0,1M và 0,15M D 0,15M và 0,2M
Câu 2: Điện phân nóng chảy hoàn toàn 1,9 g muối clorua của kim loại M được 0,48g kim loại M ở
catot Kim loại M là:
Trang 6A Zn B Ca C Mg D Ba
Câu 3: Điện phân một dd muối MCln với điện cực trơ Khi ở catot thu được 16g kim loại M thì ở
anot thu được 5,6 lít khí (đktc) Kim loại M là:
A Mg B Fe C Cu D Ca
Câu 4: Có 400ml dd chứa HCl và KCl đem điện phân trong bình điện phân có vách ngăn với cường
độ dòng điện 9,65A trong 20 phút thì dung dịch chứa một chất tan có PH=13 (coi thể tích dung dịch không đổi) Nồng độ mol/lit của HCl và KCl trong dung dịch ban đầu lần lượt?
A 0,2M và 0,2M B 0,1M và 0,2M C 0,2M và 0,1M D 0,1M và 0,1M
Câu 5: Điện phân 200ml dd CuSO4 0,2M với I=10A trong thời gian a, thấy có 224ml khí (đktc) thoát ra ở anot Biết điện cực trơ và hiệu suất phản ứng là 100% Khối lượng kim loại bám ở catot là:
A 1,38g B 1,28g C 1,52g D 2,56g
trong 32phút 10 giây Khối lượng kim loại bám vào catot là:
A 6,24g B 3,12g C 6,5g D 7,24g
Câu 7: Sau một thời gian điện phân 200ml dd CuCl2 người ta thu được 1,12 lít khí (đktc) ở anot Ngâm đinh sắt sạch trong dd còn lại sau khi điện phân Phản ứng xong, nhận thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,2g Nồng độ mol ban đầu cảu dd CuCl2 là:
A 1M B 1,5M C 1,2M D 2M
ngừng lại Để yên dd cho đến khi khối lượng catot không đổi, lúc đó khối lượng catot tăng thêm 3,2g
so với lúc chưa điện phân Nồng độ mol của dd Cu(NO3)2 trước phản ứng là:
A 0,5M B 0,9M C 1M D 1,5M
một nửa so với trước phản ứng thì dừng lại Khối lượng kim loại bám ở catot là:
A 4,2% B 2,4% C 1,4% D 4,8%
a Điện phân dd X với I=5A đến khi kết tủa hết ion kim loại bám trên catot thì thời gian điện phân là:
A 7720s B 7700s C 3860s D 7750s
b Điện phân (có màng ngăn) dd X thêm một thời gian nữa đến khi dd sau điện phân có pH = 13 thì tổng thể tích khí thoát ra ở anot (đktc) là:
Trang 7A 3,36lít B 6,72lit C 8,4 lít D 2,24lit
Câu 13: Đem điện phân 200ml dd NaCl 2M(d=1,1g/ml) với điện cực bằng than có màng ngăn xốp và
dd luôn luôn được khuấy đều.Khí ở catot thoát ra 22,4 lít khí đo ở điều kiện 20 độ C, 1atm thì ngừng điện phân Cho biết nồng độ phần trăm của dd NaOH sau điện phân:
A 149,3 lít và 74,7 lít B 156,8 lít và 78,4 lít
C 78,4 lít và 156,8 lít D 74,7 lít và 149,3 lít
(than chì) thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam Để làm kết tủa hết ion Cu2+ còn lại trong dung dịch
đầu là:
A 12,8 % B 9,6 % C 10,6 % D 11,8 %
Cu bám vào catot khi thời gian điện phân t1 = 200 s và t2 = 500 s Biết hiệu suất điện phân là 100 %
A 0,32 gam và 0,64 gam B 0,64 gam và 1,28 gam
C 0,64 gam và 1,60 gam D 0,64 gam và 1,32 gam
cường độ dòng điện bằng 5A Sau 19 phút 18 giây dừng điện phân, lấy catot sấy khô thấy tăng m gam Giá trị của m là:
A 5,16 gam B 1,72 gam C 2,58 gam D 3,44 gam
X Đem điện phân dung dịch X (các điện cực trơ) với cường độ dòng điện 1,34A trong 4 giờ Khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí thoát ra ở anot (ở đktc) lần lượt là (Biết hiệu suất điện phân là 100 %):
A 6,4 gam và 1,792 lít B 10,8 gam và 1,344 lít
C 6,4 gam và 2,016 lít D 9,6 gam và 1,792 lít
Câu 20: Có 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 và AgNO3, để điện phân hết ion kim loại trong dung dịch cần dùng cường độ dòng điện 0,402A trong 4 giờ Sau khi điện phân xong thấy có 3,44 gam kim loại bám ở catot Nồng độ mol của Cu(NO3)2 và AgNO3 trong hỗn hợp đầu lần lượt là:
A 0,2 M và 0,1 M B 0,1 M và 0,2 M
C 0,2 M và 0,2 M D 0,1 M và 0,1 M
với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A Nếu thời gian điện phân là t (s) thì thu được kim loại
M ở catot và 156,8 ml khí tại anot Nếu thời gian điện phân là 2t (s) thì thu được 537,6 ml khí Biết thể tích các khí đo ở đktc Kim loại M và thời gian t lần lượt là:
A Ni và 1400 s B Cu và 2800 s
C Ni và 2800 s D Cu và 1400 s
Trang 8Câu 22: Mắc nối tiếp hai bình điện phân: bình (1) chứa dung dịch MCl2 và bình (2) chứa dung dịch AgNO3 Sau 3 phút 13 giây thì ở catot bình (1) thu được 1,6 gam kim loại còn ở catot bình (2) thu được 5,4 gam kim loại Cả hai bình đều không thấy khí ở catot thoát ra Kim loại M là:
A Zn B Cu C Ni D Pb
Câu 23: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100 %) thu được m kg Al
ở catot và 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa Giá trị của m là:
A 54,0 kg B 75,6 kg C 67,5 kg D 108,0 kg
xốp) đến khi khối lượng dung dịch giảm đi 10,75 gam thì ngừng điện phân (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể) Tất cả các chất tan trong dung dịch sau điện phân là
CHUYÊN ĐỀ 6: KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM.
I KIM LOẠI KIỀM
a) Cấu tạo và tính chất vật lí: Từ Li đến Cs:
- Số e ngoài cùng đều bằng 1 - Bán kính tăng
- Độ cứng giảm (kim loại mềm nhất là Cs)
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng thấp và giảm dần (vì kim loại kiềm cómạng tinh thể lập
phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng, mặt khác trong tinh thể các nguyên tử và ion liên kết với nhau bằng liên kết kim loại)
-Do có năng lượng ion hoá nhỏ nên kim loại kiềm có tính khử rất mạnh
b)Tính chất hoá học: Tính khử tăng, khả năng tan trong nước tăng dần từ Li đến Cs
c) Điều chế: phương pháp: điện phân nóng chảy muối halogenua MX hoặc hiđrôxit MOH
2MX ñpnc 2M + X2 4MOH ñpnc 4M + O2 + 2H2O
* Lưu ý: - khi cho Na vào dung dịch CuSO4: hiện tượng sủi bọt khí và có kết tủa xanh xuất hiện
- khi cho Na vào dung dịch FeCl3: hiện tượng sủi bọt khí và có kết tủa đỏ nâu xuất hiện
2Na + 2H2O + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4 + H26Na + 6H2O + 2FeCl3 2Fe(OH)3 + 6NaCl +3 H2
II HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM
1 NaOH: (xút ăn da) - chất rắn, không màu, dễ nóng chảy, dẽ hút ẩm, tan nhiều trong nước
- tác dụng với bazơ, oxit bazơ, một số muối (CuSO4, FeCl3, ) NaOH + CO2 NaHCO3
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O
* T=1 tạo muối NaHCO3
* T=2 tạo muối Na2CO3
* T<1 tạo muối NaHCO3 sản phẩm gồm NaHCO3 và CO2 dư
* T>2 tạo muối Na2CO3 sản phẩm gồm Na2CO3 và NaOH dư
* 1<T<2 tạo hai muối NaHCO3 và Na2CO3
2 NaHCO 3 :
NaHCO3 t o Na2CO3 + CO2 + H2O
NaHCO3 có tính lưỡng tính
3 KNO 3 - Bị phân huỷ thành KNO2 & O2
- Dùng làm thuốc nổ ( 68% KNO3, 15%S & 17% C)
2KNO3 + 3C + S N2 + 3CO2 + K2St0
* KIẾN THỨC VỀ KIM LOẠI KIỀM THỔ& HỢP CHẤT CỦA CANXI
2
NaOH CO
n T
Trang 9I KIM LOẠI KIỀM THỔ
1) Từ Be, Mg, Ca, Sr, Ba:
- Tính khử tăng, năng lượng ion hoá giảm - Khả năng phản ứng với H2O tăng:
*Be không phản ứng với H2O ở nhiệt độ thường
* Mg phản ứng rất chậm ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng mảnh liệt ở nhiệt độ cao
* Ca, Sr, Ba phản ứng ngay ở t0 thường
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng biến đổi không theo một quy luật do kim loại kiềm thổ có kiểu mạng tinh thể khác nhau
2) Một số hiện tượng cần lưu ý
- Cho từ từ khí CO2 (đến dư) vào dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2: xuất hiện kết tủa trắng, kết tủa tan trongCO2 dư
- Cho từ từ khí CO2 (đến dư) vào dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2, rồi đun nóng: xuất hiện kết tủa trắng, kết tủa tan trong CO2 dư, khi nung nóng lại xuất hiện kết tủa
- Cho Ca(OH)2 vào dung dịch Ca(HCO3)2: xuất hiện kết tủa trắng
3) Điều chế kim loại kiềm thổ: Dùng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất muối clorua MCl2
- Al không phản ứng với HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội
- Trên lý thuyết có phản ứng 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2, nhưng không sử dụng khi tính toán vì phản ứng trên nhanh chóng dừng lại do tạo Al(OH)3 là chất kết tủa keo
- Al tác dụng với dung dịch NaOH:
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
- Al tan trong dung dịch axit, tan trong dung dịch kiềm nhưng không được gọi là kim loại (chất) lưỡng tính
- Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng dùng kim loại nhôm để khử những ion kim loại (sau nhôm) trong oxit ở nhiệt độ cao
2) Sản xuất: * Nguyên liệu: Quặng boxit (Al2O3.nH2O) lẫn tạp chất Fe2O3, SiO2
* Phương pháp: điện phân nóng chảy Al2O3
- Tại cực âm: xảy ra quá trình khử Al3+ + 3e Al
- Tại cực dương xảy ra quá trình oxi hoá O2- O2 + 2e
2Al2O3 ñpnc, criolit 4Al + 3O2
II HỢP CHẤT QUAN TRONG CỦA NHÔM
1) Nhôm oxit: - Al2O3 là oxit lưỡng tính: Al2O3 + 3HCl 2AlCl3 + 3H2O
Nước cứng là nước
chứa nhiều ion Ca2+,
Mg2+
Nước cứng tạm thời: Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
Nước cứng vĩnh cửu:CaSO
4,MgSO
4,CaCl2, MgCl2
Na3PO4, K3PO4.Cách làm mềm
Dùng dd Na2CO3, K2CO3,Na
3PO
4, K
3PO
4.Cách làm mềm
Nước cứng toàn phần
Cách làm mềm
Trang 102) Nhôm hiđrôxit Al(OH) 3
-là hiđrôxit lưỡng tính: Al(OH)3 + 3HCl 2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
- Điều chế * Cho dung dịch NH3 (dư) vào dung dịch muối Al3+
Al3+ + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4+
* Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch muối aluminat AlO2
-NaAlO2 + CO2 + H2O Al(OH)3 + NaHCO3
3) Nhôm sunfat: Phèn chua K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O
Khi thay thế K+ bằng Li+, Na+ hay NH4+ phèn nhôm
III Một số hiện tượng
Cho từ từ dung dịch NaOH (đến dư) vào
Al3+ + 3OH- Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O 4Al(OH)3
Cho từ từ dung dịch NH3 (đến dư) vào dung
Cho từ từ dung dịch HCl (đến dư) vào dung
dịch NaAlO2 Xuất hiện kết tủa keo màu trắng, kết tủa tan trong HCl dư
Cho từ từ dung dịch NaAlO2 (đến dư) vào
+ đã hết, tiếp tục cho NaAlO2 vào thì lại có kết tủa và kết tủa không tan
AlO2- + H+ + H2O Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O 4Al(OH)3
Cho kim loại Na (dư) tác dụng với dung
dịch AlCl3 Na tan, sủi bọt khí, xuất hiện kết tủa keo, kết tủa tan
Sản phẩm: NaOH, NaAlO2, NaCl, H2
Cho Ba kim loại đến dư vào các dung dịch
NaHCO3, CuSO4, (NH4)2SO4, Al(NO3)3
Khi cho Ba kim loại vào các dung dịch, trước tiên
Ba tác dụng với H2O tạo ra dd Ba(OH)2 và giải phóng khí H2 Sau đó xảy ra phản ứng trao đổi giữa Ba(OH)2 với các muối
- Với dd NaHCO3 có phản ứngBa(OH)2 + 2NaHCO3 BaCO3 + Na2CO3+2H2OBa(OH)2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaOH
- Với dd (NH4)2SO4 có phản ứngBa(OH)2 + (NH4)2SO4 BaSO4 + 2NH3 +2H2O
- Với dd (NH4)2SO4 có phản ứng3Ba(OH)2 + 2Al(NO3)3 3Ba(NO3)2 + 2Al(OH)3 Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 Ba(AlO2)2 + 4H2O
- Với dd CuSO4 có phản ứngBa(OH)2 + CuSO4 Cu(OH)2 + BaSO4
Cho dung dịch AlCl3 vào dung dịch K2CO3
có dư
Có kết tủa trắng và có sủi bọt khí
CÁC DẠNG BÀI TẬP CO 2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM:
Trang 11Câu 1: Dẫn từ từ V lít khí CO ở (đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ởnhiệt độ cao) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dưdung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa V có giá trị là:
Câu 4: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị II, thu được 6,8 gam chất rắn và khí
X Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu được sau phảnứng là:
Câu 5: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu được 15,76gam kết tủa Giá trị của a là:
Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol etan rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình chứa 300ml dung dịch
NaOH 1M Khối lượng muối thu được sau phản ứng là: A 8,4g; 10,6g B 84g; 106g
Trang 12A 5g B 15g C 10g D 1g
Câu 14: Dung dịch X chứa NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,15M Hấp thụ 7,84 lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dungdịch X thì khối lượng kết tủa thu được là:
Câu 15: Hấp thụ hết CO2 vào dung dịch NaOH được dung dịch A Chia A làm 2 phần bằng nhau:
- Cho dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 được a gam kết tủa
- Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần 2 được b gam kết tủa
Cho biết a < b Dung dịch A chứa:
A Na2CO3 B NaHCO3 C NaOH và NaHCO3 D NaHCO3, Na2CO3
Câu 16: Hấp thụ hết CO2 vào dung dịch NaOH được dung dịch A Biết rằng:
- Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A thì phải mất 50ml dung dịch HCl 1M mới bắt đầu thấykhí thoát ra
- Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch A được 7,88 gam kết tủa
Dung dịch A chứa:
A Na2CO3 B NaHCO3 C NaOH, Na2CO3 D NaHCO3, Na2CO3
Câu 17: Cho 0,2688 lít CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn bởi 200ml dung dịch NaOH 0,1M và Ca(OH)2 0,01M.Tổng khối lượng muối thu được là:
Câu 18: Nhỏ từ từ 200ml dung dịch HCl 1,75M vào 200ml dung dịch X chứa K2CO3 1M và NaHCO3 0,5M.Thể tích CO2 thu được ở (đktc) là:
Câu 19: Hấp thụ toàn bộ x mol CO2 vào dung dịch chứa 0,03 mol Ca(OH)2 được 2 gam kết tủa Giá trị của xlà:
A 0,02 mol; 0,04 mol B 0,02 mol; 0,05 mol
C 0,01 mol; 0,03 mol D 0,03 mol; 0,04 mol
Câu 20: Hấp thụ V lít CO2 (đktc) vào dung dịch Ca(OH)2 thu được 10gam kết tủa Loại bỏ kết tủa rồi nungnóng phần dung dịch còn lại thu được 5 gam kết tủa nữa V có giá trị là:
Câu 24: Sục V lít khí CO2 (đktc) vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,05M, thu được 7,5 gam kết tủa V có giá trịlà:
Trang 13A 1,68 lít B 2,88 lít C 2,24 lít và 2,8 lít D 1,68 lít và 2,8 lít
Câu 25: Nung nóng 7,2g Fe2O3 với khí CO Sau một thời gian thu được m(g) chất rắn X Khí sinh ra hấp thụhết bởi dung dịch Ba(OH)2 được 5,91(g) kết tủa, tiếp tục cho Ba(OH)2 dư vào dung dịch trên thấy có 3,94 (g)kết tủa nữa m có giá trị là:
Câu 26: Cho 0,14 mol CO2 hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,11 mol Ca(OH)2 Khối lượng dung dịch sauphản ứng giảm bao nhiêu gam so với khối lượng dung dịch ban đầu ?
Câu 27: Cho 1,4(g) hỗn hợp X gồm CO2 và SO2 lội chậm qua 500ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M Sau thínghiệm phải dùng 250ml dung dịch HCl 0,2M để trung hòa Ba(OH)2 dư % theo số mol của CO2 và SO2trong hỗn hợp X lần lượt là:
Câu 28: Dẫn 5,6 lít CO2 (đktc) vào bình chứa 200ml dung dịch NaOH nồng độ a M; dung dịch thu được có
khả năng tác dụng tối đa 100ml dung dịch KOH 1M Giá trị của a là:
CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ NHÔM- KẼM VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÚNG:
Câu 1: Hòa tan hết m gam ZnSO4 vào nước đựơc dung dịch X Cho 110ml dung dịch KOH 2M vào X, thu được a gam kết tủa Mặc khác, nếu cho 140ml dung dịch KOH 2M vào X thì cũng thu được a gam kết tủa Giá trị của m là:
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Na2O và Al2O3 vào H2O thu được 200ml dung dịch Y chỉ chứa chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M Thổi khí CO2 (dư) vào Y thu được a gam kết tủa Giá trị của m và a lần lượt là:
A 13,3 và 3,9 B 8,3 và 7,2 C 11,3 và 7,8 D 8,2 và 7,8
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 47,4 gam phèn chua KAl(SO4)2.12H2O vào nước, thu được dung dịch X Cho toàn
bộ X tác dụng với 200ml dung dịch Ba(OH)2 1M, sau phản ứng thu được m gam kết tủa Giá trị của m là:
Câu 5: Để điều chế được 78 gam Cr từ Cr2O3 (dư) bằng phương pháp nhiệt nhôm với hiệu suất của phản ứng
là 90% thì khối lượng bột nhôm cần dùng tối thiểu là:
Câu 6: Cho hỗn hợp gồm Na và Al tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2 vào nước dư Sau khi các phản ứng xảy ra
hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 ở (đktc) và m gam chất rắn không tan Giá trị của m là:
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm Al và Al4C3 vào dung dịch KOH dư, thu được a mol hỗn hợpkhí và dung dịch X Sục khí CO2 dư vào dung dịch X, lượng kết tủa thu được là 46,8 gam Giá trị của a là:
A 0,55 B 0,60 C 0,40 D 0,45
Trang 14Câu 8: Đốt nóng một hỗn hợp gồm Al và 16 gam Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phảnứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch NaOH 1M sinh ra3,36 lít H2 ở (đktc) V có giá trị là:
Câu 9: Chia m gam Al thành hai phần bằng nhau:
- Phần một tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, sinh ra x mol khí H2
- Phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch HNO3 loãng, sinh ra y mol khí N2O (sản phẩm khử duynhất) Quan hệ giữa x và y là:
Câu 10: Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M; lượng kết tủa thu được
là 15,6 gam Giá trị lớn nhất của V là:
Câu 11: Hỗn hợp X gồm Na và Al Cho m gam X vào lượng dư nước thì thoát ra V lít khí Nếu cũng cho m
gam X vào dung dịch NaOH dư thì thu được 1,75V lít khí Các khí đo ở (đktc) Thành phần % theo khốilượng của Na trong X là:
A 0,1 mol và 0,06 mol B 0,09 mol và 0,15 mol
B 0,06 mol và 0,15 mol D 0,15 mol và 0,09 mol
Câu 16: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm 0,35 mol Al với 0,3 mol Fe2O3 thu được 0,2 mol Fe Hiệu suất củaphản ứng là:
Trang 15Câu 20: Hòa tan một hỗn hợp 2 kim loại Na và Al (tỉ lệ mol 1:2) vào lượng H2O dư, thu được 4,48 lít H2(đktc) và còn lại chất rắn có khối lượng là:
- m(g) X tác dụng với H2O dư thu được 0,4 mol H2
- m(g) X tác dụng với dung dịch KOH dư thu được 0,475 mol H2 Giá trị của m là:
Câu 23: X là dung dịch AlCl3, Y là dung dịch NaOH 2M Thêm 150ml dung dịch Y vào cốc chứa 100mldung dịch X, khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 7,8(g) kết tủa Thêm tiếp vào cốc 100mldung dịch Y, khuấy đều đến kết thúc các phản ứng thấy trong cốc có 10,92(g) kết tủa Nồng độ mol của dungdịch X là:
Câu 31: Cho Al tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 2,016 lít khí (đktc) Vậy sau khi phản ứng xong,
khối lượng dung dịch NaOH tăng hay giảm bao nhiêu gam?
A Giảm 1,44 g B Tăng 1,44g C Giảm 2,88g D Tăng 2,88g
Trang 16Câu 32: Cho 5,1(g) hỗn hợp X gồm Al và Mg ở dạng bột tác dụng hết với O2 thu được hỗn hợp oxit Y cókhối lượng 9,1(g) Số mol axit HCl cần để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Y là:
A 0,25 mol B 0,125 mol C 0,5 mol D 0,75 mol
Câu 33: Sau khi thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với Fe3O4 thu được chất rắn A và nhận thấy khối lượngnhôm tăng 0,96(g) Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí (đktc) Giả sử các phảnứng đều xảy ra với hiệu suất 100%) Khối lượng của A là:
Câu 34: Nhúng một thanh Al nặng 50(g) vào 500ml dung dịch CuSO4 0,4M Sau một thời gian lấy thanh Al
ra khỏi dung dịch, cân lại thấy nặng 51,38(g) Giả sử tất cả Cu thoát ra bám vào thanh Al Khối lượng Cuthoát ra là:
Câu 40: Chia m gam hỗn hợp A gồm Ba và Al thành 2 phần như nhau:
- Phần 1: Tan trong nước dư thu được 1,344 lít khí H2 (đktc) và dung dịch B
- Phần 2: Tan trong dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 10,416 lít khí H2 (đktc)
a Khối lượng kim loại Al trong hỗn hợp ban đầu là:
b Cho 50ml dung dịch HCl vào B Sau phản ứng thu được 0,78 gam kết tủa Nồng độ mol của dung dịchHCl là:
- Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB
- Cấu hình e: 1s2 2s22p63s23p63d6 4s2 , => Fe là nguyên tố d, có 2 e ngoài cùng, 8 e hoá trị
Trang 17- Fe là kim loại nặng, dễ rèn, màu trắng hơi xám, có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và có tính nhiễm từ ( khác với các kim loại khác), Fe có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện hoặc tâm khối tuỳ vào nhiệt độ
2 Tính chất hoá học: Fe là kim loại có tính khử trung bình
Các phương trình phản ứng
a) Tác dụng với phi kim:Fe + S t0
FeS3Fe + 2O2 t0
- Đối với phản ứng (*) nếu Fe dư thì Fe + 2Fe 3+ 3Fe 2+
- Fe thụ động trong HNO3 đặc nguội hoặc H2SO4 đặc nguội
c) Tác dụng với dung dịch muối: Fe bị oxi hoá thành Fe2+
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
muối Fe3+ 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3
b) Hợp chất sắt (III)
Muối Fe3+ Fe Cu( )
muối Fe2+ 2FeCl3 + Fe 3FeCl2
2FeCl3 + Cu 2FeCl2 + CuCl2 Fe2O3 Al H CO C, 2 , ,
Fe Fe2O3 + 2Al t0
Al2O3 + 2Fe9Fe3O4 + 8Al t0
4Al2O3 + 9Fe
Muối sắt(III) cacbonat không tồn tại trong dung dịch, bị thủy phân ngay tạo Fe(OH)3 ; CO2:
VD: FeCl3 + Na2CO3
c) * Ngoài ra, FeO, Fe(OH) 2 còn có tính bazơ :
FeO, Fe(OH)2 tác dụng với ddHCl, H2SO4 (l) muối Fe2+ và H2O
* Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3 có tính bazơ :
Fe2O3, Fe(OH)3 tác dụng với ddHCl, H2SO4,HNO3 muối Fe3+ và H2O
d) Đối với Fe 3 O 4 : Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
e) Một số quặng sắt: quặng xiđerit: FeCO3, quặng hematit đỏ: Fe2O3 khan,
pirit: FeS2, quặng hematit nâu: Fe2O3.nH2O,
quặng manhetit: Fe3O4 (giàu sắt nhất)
4 Điều chế a) FeO từ Fe(OH)2 t0
FeO + H2O (không có không khí)