LY THUYET.doc

Cần phải nắm đợc các kiến thức cơ bản sau: 1) Cấu tạo nguyên tử: Nguyên tử đợc cấu tạo từ những hạt cơ bản nào? Nêu đặc điểm của từng loại hạt đó (khối lợng, điện tích) Nêu mối liên hệ giữa các đại lợng trong nguyên tử (khối lợng, số khối, đthn,STT,số p, số n, ) Thế nào là nguyên tố hoá học, thế nào là đồng vị? Nêu cách tính % các đồng vị? Thế nào là obitan nguyên tử. Viết cấu hình e của các nguyên tử có số thứ tự sau và ion mà chúng có thể tạo ra. Dựa vào cấu hình xác định chu kỳ phân nhóm? Z= 11, 26, 24, 35, 29, 16, 28, 20, 30. Dựa vào cấu hình e hãy giải thích tại sao 8 O và 16 S thuộc cùng một phân nhóm chính nhng chúng lại có số oxi hoá khác nhau. Làm các bài tập kèm theo. 2) Bảng hệ thống tuần hoàn: Nêu nguyên tắc sắp xếp trong bảng HTTH. Thế nào là chu kỳ, nhóm. Bảng hệ thống tuần hoàn có bao nhiêu chu kỳ, bao nhiêu nhóm? Nêu sự biến thiên tính kim loại, phi kim, bán kính nguyên tử, độ âm điện theo từng chu kỳ và phân nhóm. Giải thích. Nêu sự biến thiên tính tính axit, bazơ của oxit và hidroxit theo chu kỳ? Giải thích và lấy chu kỳ 3 làm ví dụ. Phát biểu định luật tuần hoàn. Nêu sự biến thiên hoá trị cao nhất với oxi, hoá trị với hidro. 3)Liên kết hoá học: So sánh liên kết cộng hoá trị, liên kết cho nhận và liên kết ion. Viết CTCT của CH 4 , CO 2 , H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , NO 2 , CO, SO 2 , Al 2 (SO 4 ) 3 , NH 4 Cl, N 2 , NaCl, KHS, Al 4 C 3 , CaC 2 . Giải thích tại sao Al 4 C 3 thuỷ phân cho CH 4 còn CaC 2 thuỷ phân cho C 2 H 2 . Hoá trị của một nguyên tố là gì? xác định hoá trị của các nguyên tố trong các hợp chất trên. Thế nào là liên kết hidro nêu các ảnh hởng mà liên kết hidro có thể tạo ra. 4) Phản ứng oxi hoá khử: Thế nào là số oxi hoá?chất oxi hoá, chất khử? Sự oxi hoá, sự khử? Trộn một chất oxi hoá với một chất khử phản ứng có xảy ra hay không? Nếu xảy ra thì theo chiều nào? Phân loại phản ứng oxi hoá -khử. Các chất sau đây đóng vai trò là chất oxi hoá hay chất khử? Viết phơng trình phản ứng minh hoạ: S 2- , KMnO 4 , SO 2 , HNO 3 , Fe 2+ , Fe 3+ , Fe 3 O 4 , Cl 2 , CH 3 CHO, KClO 3 Một số chất trong phản ứng này nó thể tính oxi hoá nhng trong phản ứng khác nó lại thể hiện tính khử. Lấy ví dụ mà các chất đó là: axit, muối, oxit bazơ, oxit axit, phi kim. Lấy ví dụ mà trong phản ứng oxi hoá khử axit đóng vai trò chất oxi hoá, chất khử, môi trờng, vừa đóng vai trò chất khử vừa đóng vai trò môi trờng. 5) Tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học: Định nghĩa tốc độ phản ứng. Nêu các điều kiện ảnh hởng đến tốc độ phản ứng. Một phản ứng khi tăng nhiệt độ lên 10 o C thì tốc độ phản ứng tăng 3 lần. Nếu phản ứng kết thúc sau 60 phút ở 27 o C thì nhiệt độ nào phản ứng sẽ kết thúc sau 25 phút. Tại sao nói cân bằng hoá học là cân bằng động. Nêu nguyên lý chuyển dịch cân bằng và các yếu tố ảnh hởng đến cân bằng hoá học. Ví dụ cho phản ứng thuận nghịch 2SO 2 + O 2 2SO 3 + Q. Nhiệt độ áp suất chất xt ảnh hởng thế nào đến cân bằng trên. Để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp NH 3 ngời ta làm thế nào?. 6) Thuyết điện ly: Thế nào là sự điện ly, thế nào là chất điện ly, chất điện ly mạnh, chất điện ly yếu, chất không điện ly, độ điện ly. Độ điện ly phụ thuộc vào các yếu tố nào? Cho cân bằng điện ly CH 3 COOH CH 3 COO - + H + . Cân bằng đó sẽ dịch chuyể thế nào khi thêm vào đó dung dịch HCl, dung dịch NaOH, nớc cất. Thế nào là axit, thế nào là bazơ. Các chất sau đây thể hiện tính axit, bazơ, lỡng tính hay trung tính. pH lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng 7 : Na 2 CO 3 , C 6 H 5 ONa, FeCl 3 , NaHSO 4 , NH 4 Cl, NaHCO 3 ,NaCl, CH 3 COONa. 7) Phân bón hoá học: Thế nào là phân bón hoá học? Nêu các chất dùng làm phân bón Để điều chế phân bón amophot đã dùng hết 6000 mol H 3 PO 4 . Tính thể tích NH 3 (đktc) đã phản ứng và khối lợng amophot thu đợc biết rằng hỗn hợp muối trong amophot có số mol bằng nhau . 8) Nhóm chức và các khái niệm cơ bản: Thế nào là nhóm chức, hợp chất đơn chức, đa chức, tạp chức? Cho ví dụ. Viết các công thức tổng quát của rợu, andehit, axit, este trong các trờng hợp no, không no, đơn chức, đa chức. Thế nào là bậc rợu, độ rợu? Phân biệt bậc rợu với bậc amin.Lấy ví dụ. Phân biệt phenol và rợu thơm? Nêu thí dụ chứng minh rằng giữa các nhóm nguyên tử trong phân tử có ảnh hởng qua lại lẫn nhau. (cần 4 thí dụ : gốc-gốc, chức- chức, chức- gốc, gốc- chức) Thế nào là phản ứng este hoá, nêu đặc điểm của phản ứng este hoá. Cho biết vai trò của H 2 SO 4 trong phản ứng este hoá. Để tăng hiệu suất phản ứng ngời ta làm thế nào? Thế nào là gluxit? Có bao nhiêu loại gluxit, nêu đặc điểm từng loại. Viết CTCT mạch hở của glucozơ và fructozơ Thế nào là lipit? Chỉ số xà phòng của chất béo là gì? 9) Polime: Thế nào là hợp chất cao phân tử hay polime. Tại sao polime không bay hơi và có nhiệt độ nóng chảy không xác định ? thế nào là chất dẻo, nêu thành phần của chất dẻo. Thế nào là phản ứng trùng hợp, phản ứng trùng ngng? Những hợp chất thế nào thì có phản ứng trùng ngng? Thế nào là tơ, có bao nhiêu loại tơ? tại sao tơ pliamit lại kém bền trong môi trờng axit và bazơ. Nguyễn Minh Tuấn 1 Từ các monome tơng ứng hãy điều chế các polime sau: Xenlulozơ trinitơrat, tơ axetat, cao su buna-S, cao su buna-N, polistiren, PVC, PVA, polimetylacrylat, nhựa phenolfomandehit, tơ nilon, tơ capron, tơ enang. Từ than đá, đá vôi và các chất vô cơ điều chế: cao su buna, polivinylancol. 10) Đại cơng về kim loại: So sánh cặp oxi hoá khử Fe 3+ /Fe 2+ và Ag + /Ag, từ đó nêu ý nghĩa của dãy điện hoá. Thế nào là sự ăn mòn kim loại, ăn mòn hỗn hợp, ăn mòn điện hoá? Nêu điều kiện để có sự ăn mòn điện hoá? Nêu các biện pháp để chống ăn mòn. Hãy giải thích cơ chế ăn mòn khi cho một vật bằng gang hay thép để trong không khí ẩm . Giải thích tại sao để bảo vệ tàu biển ngời ta gắn những tấm kẽm vào vỏ tàu. Một vật bằng tôn (sắt tráng kẽm) và sắt tây (sắt tráng thiếc), nếu trên bề mặt của vật đó có vết sây sát sâu tới lớp bên trong, hãy cho biết. Hiện tợng gì xảy ra khi vật đó để trong không khí ẩm, giải thích cơ chế. Tôn hay sắt tây bị thủng nhanh hơn. Tại sao khi cho Fe tác dụng với dung dịch HCl khi cho vài giọt CuCl 2 thì khí thoát ra nhiều hơn. Nêu nguyên tắc và các phơng pháp để điều chế kim loại. Cho ví dụ. 11) Kim loại nhóm I, II: Để bảo vệ Na ngời ta ngâm trong dầu hoả. Hãy giải thích. Giải thích sự tạo thành thạch nhủ trong hang động. Hoàn thành sơ đồ A B A 1 B A 2 +B A . Biết B là hợp chất có rất nhiều trong tự nhiên, các chất A 1 và A 2 dùng để đúc tợng. Thế nào là nớc cứng, có mấy loại nớc cứng? Nêu tác hại của nớc cứng và cách làm mềm nớc cứng. 12) Nhôm và sắt: Giải thích sự phá huỷ một thanh nhôm trong môi trờng kiềm. Giải thích sự đánh trong nớc của phèn nhôm. Nêu sự cần thiết phải loại các tạp chất ra khỏi quặng boxit khi sản xuất nhôm. Trong quá trình sản xuất nhôm, ngời ta cho thêm criolit vào hỗn hợp nóng chảy. Cho biết công thức và vai trò của chất này. Nêu tính chất hoá học của hợp chất sắt II và hợp chất sắt III. Nêu tên và công thức các quặng sắt đã học. Nhận biết chúng bằng phơng pháp hoá học. Nêu nguyên tắc và các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện gang. Viết các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện gang thành thép. Nêu u và nhợc điểm của các phơng pháp luyện gang thành thép. 13) Điện phân: So sánh hiện tợng điện phân và phản ứng oxi hoá khử thông thờng: Viết phơng trình phản ứng điện cực và phơng trình tổng quát trong quá trình điện phân các dung dịch sau: CuSO 4 , NaCl, AgNO 3 , NaNO 3 , CuSO 4 và KCl, FeCl 3 . Viết công thức của định luật Faraday. Hớng dẫn một số trả lời A - Hóa đại cơng I/- Các khái niệm cơ bản 1. Nguyên tử là hạt vi mô đại diện cho nguyên tố hóa học và không bị chia nhỏ hơn trong phản ứng hóa học. 2. Phân tử là hạt vi mô đại diện cho chất và mang đầy đủ tính chất hóa học của chất. 3. Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. 4. Đơn chất là những chất chỉ cho một nguyên tố hóa học cấu tạo nên, ví dụ nh O 2 , H 2 , Cl 2 , Al, Fe, S, P, 5. Hợp chất là những chất đợc cấu tạo từ 2 nguyên tố hóa học trở lên. 6. Nguyên chất là chất gồm các nguyên tử hay phân tử cùng loại. 7. Hỗn hợp là tập hợp nhiều chất đồng thể và không có tơng tác hóa học hóa học với nhau. 8. Ion là nguyên tử hay nhóm nguyên tử mang điện tích: ion dơng : cation, ion âm : anion. 9. Mol là lợng chất hay lợng nguyên tố có chứa N hạt vi mô nguyên tử, phân tử, ion: N = 6,02.10 23 . 10. Khối lợng nguyên tử, phân tử là khối lợng tơng đối của nguyên tử, phân tử tính bằng đvc (đơn vị cacbon). 11. Đơn vị cacbon là đơn vị đo khối lợng nguyên tử, phân tử và các hạt cơ bản: 1 đvc = 1 12 khối lợng của nguyên tử cacbon = 1,67 . 10 -24 kg (= 1 12 . 1,9926 . 10 -23 ). 12. Khối lợng mol nguyên tử (phân tử) là khối lợng tính bằng gam của N hạt vi mô nguyên tử, phân tử, ion có trị số bằng nguyên tử khối (phân tử khối). Nguyễn Minh Tuấn 2 180 o C 350 o C 13. Định luật Avogađrô: ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất những thể tích bằng nhau của các chất khí khác nhau đều chứa cùng một số phân tử. 14. Định luật bảo toàn khối lợng: Khối lợng các chất tham gia phản ứng bằng khối lợng các chất thu đợc sau phản ứng. 15. Thù hình: các dạng đơn chất khác của cùng một nguyên tố gọi là dạng thù hình của nguyên tố đó. Ví dụ: oxi - ozon, than - kim cơng, phốt pho đỏ - phốt pho trắng. 16. Hỗn hống là trạng thái hòa tan một phần của kim loại trong thủy ngân. Ví dụ: (Al, Hg); (Cu, Hg). 17. Hợp kim là vật liệu thu đợc khi đun nóng chảy nhiều kim loại hoặc kim loại với phi kim rồi để nguội. Ví dụ: thép, gang (Fe-C), đuyra (Al-Mg). 18. Axit là chất có khả năng cho proton H + (trong dung dịch) còn dung dịch axit là dung dịch có chứa proton H + 19. Bazơ là chất có khả năng nhận proton H + còn dung dịch bazơ là dung dịch có chứa ion OH . 20. Muối là hợp chất mà phân tử gồm cation kim loại (hoặc amoni) với anion gốc axit. 21. Chất trung tính là chất không có khả năng cho và nhận proton. 22. Chất lỡng tính là chất vừa có khả năng cho proton lại vừa có khả năng nhận proton. 23. Hóa trị là số liên kết của một nguyên tử trong phân tử (hóa trị là số nguyên, không dấu). 24. Số oxi hóa là điện tích của nguyên tử trong phân tử giả sử cặp electron lệch hẳn về nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. Ví dụ 1: Phân tử CaC 2 ,Ví dụ 2: Phân tử HNO 3 : 25. Độ điện ly ( ) của chất điện ly ở một nồng độ nhất định là tỷ số giữa số phân tử điện ly (n') với số phân tử ban đầu của nó tan trong dung dịch (n o ): = o n' n 26. Độ tan là số gam chất tan có trong 100 gam nớc ở một nhiệt độ xác định để tạo thành dung dịch bão hòa. 27. Độ rợu là số ml rợu nguyên chất có trong 100ml dung dịch rợu. Ví dụ rợu 45 o thì có 45ml rợu và 55ml nớc: độ rợu = r ợu ng / c dd rợu V 100 V ì II/- Cấu tạo nguyên tử e điện tích 1 khối lợng: 9,1.10 -31 kg = 1/1840 đvc p điện tích 1 + khối lợng: 1,6727.10 -27 kg = 1 đvc n điện tích 0 khối lợng: 1,6750 -27 kg = 1 đvc 1 = 1,6 . 10 -19 C (culông) 1 + = +1,6 . 10 -19 C (culông) 2. Điện tích hạt nhân Điện tích hạt nhân = số electron (e) = số proton (p) = số thứ tự = số hiệu nguyên tử. 3. Số khối (A) bằng tổng số proton (Z) và tổng số nơtron (N): A = Z + N , trong đó 1 N Z 1,5. 4. Khối lợng nguyên tử bằng tổng số khối lợng của proton, nơtron và electron (xấp xỉ bằng số khối, vì khối lợng electron không đáng kể). 5. Ký hiệu nguyên tử: 6. Đồng vị là những nguyên tử có cùng số proton nhng khác số nơtron. Ví dụ: 37 17 Cl và 35 17 Cl ; 16 8 O và 17 8 O và 18 8 O . Đồng khối là các dạng nguyên tử có cùng số khối nhng khác số proton. Ví dụ: 14 6 C và N 14 7 . 7. Lớp điện tử (e) đợc đánh số từ trong ra ngoài theo thứ tự mức năng lợng tăng dần: STT 1 2 3 4 5 6 7 Tên K L M N O P Q - Số electron tối đa trên mỗi lớp là 2n 2 (n - số thứ tự của lớp). - Lớp ngoài cùng bất luận ở thứ tự nào từ lớp 2 đến lớp 7 cũng chỉ chứa tối đa 8e. Nguyễn Minh Tuấn 3 Ca C C Ca có số oxi hóa +2, hóa trị 2 C có số oxi hóa -1, hóa trị 4 N có số oxi hóa +5 N có hóa trị 4 N O O OH 1. Nguyên tử lp v (e mang in tớch õm) ht nhõn proton (+) ntron (0) A Z X 8. Phân lớp electron: Các lớp electron lại chia ra thành phân lớp: K (n = 1) phân lớp s 2e = 2e L (n = 2) phân lớp sp (2 + 6)e = 8e M (n = 3) phân lớp spd (2 + 6 + 10)e = 18e N (n = 4) phân lớp spdf (2 + 6 + 10 + 14)= 32e. 9. Obitan là vùng không gian chung quanh hạt nhân, trong đó khả năng có mặt electron là lớn nhất. - Mỗi obitan chỉ chứa tối đa 2e: s có 1 obitan s hình cầu d có 5 obitan d phức tạp p 3 p hình số 8 nổi f 7 f phức tạp. 10. Nguyên lý vững bền: Trong nguyên tử, các electron lần lợt chiếm các mức năng lợng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4f 11. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng: Khí hiếm có 8 electron ngoài cùng. Kim loại có 1, 2, 3 electron ngoài cùng. Phi kim có 5, 6, 7 electron ngoài cùng. 4 electron: có thể là phi kim (C, Si) hoặc là kim loại (Sn, Pb). 12. Electron hóa trị là electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử (hoặc một phần electron ở lớp sát ngoài cùng) có khả năng tham gia tạo thành liên kết hóa học. 13. Độ âm điện của một nguyên tố là đại lợng đặc trng cho khả năng của nguyên tử của nguyên tố đó trong phân tử hút electron về phía mình. Phi kim có độ âm điện lớn, còn kim loại có độ âm điện nhỏ. III/- Định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học 1. Nội dung định luật: Tính chất của các nguyên tố cũng nh thành phần và tính chất của các đơn chất và hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử. 2. Chu kỳ là dãy các nguyên tố xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần có cùng số lớp electron. Đầu chu kỳ là kim loại kiềm, cuối chu kỳ là khí hiếm . 3. Nhóm là dãy các nguyên tố nằm trong cột do có số e hoá trị bằng nhau, tức là có hóa trị cao nhất đối với oxi bằng nhau. 4. Sự biến thiên tính chất - Trong chu kỳ: từ trái sang phải, bán kính nguyên tử giảm, tính kim loại giảm, tính phi kim tăng, độ âm điện tăng. - Trong phân nhóm chính: từ trên xuống, bán kính nguyên tử tăng, tính kim loại tăng, tính phi kim giảm, độ âm điện giảm. - STT số p số e. STT chu kỳ số lớp e. STT phân nhóm chính số e lớp ngoài cùng. IV/- Liên kết hóa học 1. Liên kết ion là loại liên kết hóa học đợc hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. - Kim loại điển hình + phi kim điển hình. - Hiệu độ âm điện của 2 nguyên tố trong phân tử (): 1,7 : liên kết ion. < 1,7 : liên kết cộng hóa trị có cực. = 0 : liên kết cộng hóa trị không có cực. Hiệu số độ âm điện càng lớn thì sự phân cực càng nhiều. 2. Liên kết cộng hóa trị là liên kết đợc hình thành bởi những cặp e dùng chung. + Không cực : 2 nguyên tử của cùng một nguyên tố phi kim. + Có cực : 2 nguyên tử của 2 nguyên tố khác nhau. 3. Liên kết cho nhận là liên kết đợc hình thành khi cặp e dùng chung do 1 nguyên tử bỏ ra. Ví dụ: SO 2 : O = S O NH 4 + : H | H N H | H + 4. Liên kết kim loại là loại liên kết hóa học đợc hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion dơng có trong mạng tinh thể kim loại với các electron tự do. 5. Liên kết hiđro là loại liên kết hóa học giữa các phân tử, liên kết nguyên tử H của phân tử này với nguyên tử có độ âm điện lớn hơn nh F, O, N của phân tử khác. Ví dụ: HF : F H F H F H Nguyễn Minh Tuấn 4 2 5 C H OH : H O H O H O | | | C 2 H 5 C 2 H 5 O H O CH 3 C C CH 3 O H O Nêu các ảnh hởng mà liên kết hidro tạo nên? B - Hóa vô cơ I/- Thuyết điện ly 1. Sự điện ly là quá trình phân ly thành các ion trái dấu của phân tử chất điện ly khi tan trong nớc hay ở trạng thái nóng chảy. 2. Chất điện ly là chất dẫn đợc điện khi tan trong nớc (hay ở trạng thái nóng chảy). 3. Độ điện ly: = o n n trong đó: n là số phân tử điện ly còn n o là tổng phân tử đầu. Chất điện ly mạnh : 0,3 (phân ly gần nh hoàn toàn) Chất điện ly trung bình : 0,03 < < 0,3. Chất điện ly yếu : 0,03 (phân ly một phần) 4. Hằng số điện ly là hằng số cân bằng của sự điện ly. Xét phản ứng điện ly: XY X + + Y K a = [ ] X . Y XY + và pK a = -lgK a 5. Phản ứng axit - bazơ là phản ứng hóa học trong đó có sự cho và nhận H + (proton): dd axit + dd bazơ dd axit + oxit bazơ dd axit + bazơ không tan oxit axit + dd kiềm v.v 6. H 3 PO 4 là axit đa chức. So sánh tỉ lệ: 3 4 NaOH H PO n a n b = 3 4 NaOH H PO n a n b = 1 2 3 NaH 2 PO 4 Na 2 HPO 4 Na 3 PO 4 NaH 2 PO 4 H + d NaH 2 PO 4 Na 2 HPO 4 Na 2 HPO 4 Na 3 PO 4 Na 3 PO 4 OH d II/- Muối 1. Muối là hợp chất mà phân tử gồm cation kim loại (hoặc amoni) liên kết với anion gốc axit. Ngoại lệ: Ag C C Ag và CH 3 CH 2 O Na cũng là muối. 2. Dung dịch muối: Khi tan trong nớc, muối phân ly thành các ion. Dung dịch muối có chứa cation kim loại (amoni) và anion gốc axit. 3. Màu của dung dịch muối: CuSO 4 khan : màu trắng. dd CuSO 4 : xanh lam (CuSO 4 .5H 2 O) dd FeSO 4 : xanh lục nhạt (FeSO 4 .7H 2 O) dd KMnO 4 : tím là màu của MnO 4 dd K 2 MnO 4 : xanh lục là màu MnO 4 2 . 4. Phân loại muối: a) Muối trung hòa: Trong gốc axit không còn nguyên tử hiđro có khả năng thay thế bởi kim loại . - Muối thờng: gồm 1 loại cation và 1 anion. - Muối kép: gồm nhiều loại cation khác nhau kết hợp với một loại anion. Ví dụ: KAl(SO 4 ) 2 - phèn. - Muối hỗn tạp: 1 loại cation kết hợp với nhiều loại anion khác. Ví dụ: O Cl Ca Cl hay CaOCl 2 : clorua vôi. b) Muối axit: Trong gốc axit vẫn còn hiđro có khả năng thay thế bởi kim loại . Thông thờng gốc axit có hidro là muối axit . Ngoại lệ H O P O H O | H = hay Na 2 HPO 3 là muối trung hòa. 5. Tính axit - bazơ trong dung dịch muối Sự tơng tác giữa các ion trong muối với nớc gọi là sự thủy phân muối và thờng là quá trình thuận nghịch. Muối Dung dịch pH a m + b m trung tính 7 Nguyễn Minh Tuấn 5 a m + b y Axit < 7 a y + b m bazơ > 7 a y + b y tùy quá trình cho hay nhận H + mạnh hơn tùy Muối của axit mạnh và bazơ mạnh không bị thủy phân. Ví dụ: NaCl hòa tan trong nớc, NaCl không thủy phân, pH = 7. Muối của axit yếu và bazơ mạnh bị thủy phân tạo ra dung dịch có tính bazơ. Ví dụ: Thủy phân Na 2 CO 3 : Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 2 CO 3 2 + H 2 O HCO 3 + OH dung dịch có OH pH > 7. Muối của axit mạnh và bazơ yếu bị thủy phân tạo ra dung dịch có tính axit. Ví dụ: Thủy phân NH 4 Cl: NH 4 Cl = NH 4 + + Cl - Ph.trình ion: NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + dung dịch có H 3 O + pH < 7. Muối của axit yếu và bazơ yếu bị thủy phân tạo ra dung dịch trung tính nên những muối này thực ra không tồn tại trong dung dịch. Ví dụ: AlN + 3H 2 O = Al(OH) 3 + NH 3 Fe 2 (CO 3 ) 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3CO 2 Al 2 (CO 3 ) 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3CO 2 Một số trờng hợp đặc biệt: Một số muối lại có khả năng thủy phân hoàn toàn trong dung dịch (hầu hết là do các chất tạo thành không phản ứng đợc với nhau để cho phản ứng thuận nghịch). Ví dụ: a) Cho dung dịch Na 2 CO 3 tác dụng với dung dịch FeCl 3 hoặc AlCl 3 có CO 2 và kết tủa tạo thành. Vì: CO 3 2 + H 2 O HCO 3 + OH HCO 3 CO 2 + OH Fe 3+ + 3 OH = Fe(OH) 3 3 Na 2 CO 3 + 2 FeCl 3 + 3 H 2 O = 2 Fe(OH) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl b) Cho dung dịch NH 4 Cl tác dụng với dung dịch NaAlO 2 tạo kết tủa và có khí bày ra. NH 4 Cl = NH 4 + + Cl NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + NaAlO 2 = Na + + AlO 2 AlO 2 + H 3 O + = Al(OH) 3 NH 4 Cl + NaAlO 2 + H 2 O = Al(OH) 3 + NH 3 + NaCl III/- Axit - bazơ 1. Axit có các dạng sau - Phân tử trung hòa: HCl , HNO 3 , H 2 SO 4 , - Ion dơng: NH 4 + , Fe 3+ , Al 3+ , - Ion âm: HSO 4 . HCl + H 2 O = H 3 O + + Cl HSO 4 + H 2 O = H 3 O + + SO 4 2 NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + Fe 3+ + 3 H 2 O Fe(OH) 3 + 3 H + Tạo môi trờng axit, làm quì tím ngả hồng, có khả năng cho proton. 2. Bazơ có các dạng - Phân tử trung hòa: NaOH , NH 3 , - Ion gốc axit yếu: S 2 , SO 3 2 , CO 3 2- , Tạo ra môi trờng OH quì tím ngả xanh, có khả năng nhận proton. NH 3 + H 2 O NH 4 + OH S 2 + H 2 O HS + OH CO 3 2 + H 2 O HCO 3 + OH . 3. Những ion trung tính - Ion kim loại mạnh: K + , Na + , Ca 2+ , Ba 2+ , - Ion gốc axit mạnh: Cl , SO 4 2 , NO 3 , Br . 4. Những chất lỡng tính (vừa cho H + vừa nhận H + ) Nguyễn Minh Tuấn 6 - Al(OH) 3 , Zn(OH) 2 , Be(OH) 2 , Cr(OH) 3 . - Muối axit của axit yếu: NaHCO 3 . HCO 3 CO 3 2 + H + HCO 3 + H + H 2 CO 3 . - H 2 O là chất lỡng tính: H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH 5. pH Nếu biểu diễn nồng độ mol của H + bằng hệ thức [H + ] = 10 -a mol/lít thì số trị a đợc xem là pH của dung dịch, nên pH = a = -lg[H + ]. Tơng tự [OH ] = 10 -b mol/lit. Suy ra: pOH = -lg[OH]. Với môi trờng trung hòa : pH = 7 Với môi trờng axit : pH < 7 Với môi trờng bazơ : pH > 7 Từ tích số ion [H + ] ì [OH ] = 10 -14 pH + pOH = 14. IV/- Phản ứng trao đổi 1. Định nghĩa : Phản ứng trao đổi là phản ứng xảy ra với sự đổi chỗ các ion. 2. Điều kiện để phản ứng trao đổi thực hiện đợc hoàn toàn: - Sau phản ứng có chất kết tủa hoặc khí bay lên, hoặc chất điện ly yếu. - Chất tham gia phản ứng phải là chất tan. 3. Trờng hợp đặc biệt Một chất tan đợc vẫn có thể kết tinh trong dung dịch đã bão hòa chính nó hoặc chất khác dễ tan hơn. Ví dụ: * Thêm NaCl vào dung dịch NaCl bão hòa thì phần NaCl thêm sẽ không thể tan đợc nữa. * Để tách NaCl ra khỏi dung dịch chứa hỗn hợp NaCl và NaOH ngời ta dùng phơng pháp kết tinh phân đoạn. Chất nào có độ tan nhỏ hơn sẽ kết tinh nhanh hơn khi cô cạn dung dịch. Do độ tan của NaCl nhỏ hơn của NaOH nên khi cô cạn dung dịch NaCl sẽ kết tinh trớc. Lập lại nhiều lần sẽ tách đợc hết NaCl và thu đợc dung dịch NaOH riêng. * Phản ứng giữa một số muối tan trong dung dịch có thể là phản ứng oxi hóa - khử. 2 FeCl 3 + 2 KI = 2 FeCl 2 + I 2 + 2 KCl 2 FeCl 3 + H 2 S = 2 FeCl 2 + S + 2 HCl. * Một số kết tủa có khả năng tạo phức tan nh: Cu(OH) 2 , Zn(OH) 2 , AgCl. Cu(OH) 2 + 4 NH 3 = [Cu(NH 4 ) 3 ](OH) 2 AgCl + 2 NH 3 = [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl V/- Phản ứng oxi hóa - khử 1. Định nghĩa: Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó nguyên tử hoặc ion này nhờng electron cho nguyên tử hoặc ion khác. Chất khử là chất cho electron Quá trình oxi hóa là quá trình cho electron. Chất oxi hóa là chất nhận electron Quá trình khử là quá trình nhận electron. 2. Bản chất của phản ứng oxi hóa - khử: Có sự thay đổi số oxi hóa. 3. Chiều phản ứng: Chất oxi hóa mạnh + chất khử mạnh chất oxi hóa yếu + chất khử yếu. 4. Phơng pháp cân bằng phản ứng oxi hóa - khử: - Phơng pháp electron. - Phơng pháp ion - electron. - Phơng pháp đại số. VI/- Ăn mòn kim loại và chống ăn mòn kim loại 1. Sự ăn mòn kim loại a) Định nghĩa: Sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hóa học của môi trờng xung quanh gọi là sự ăn mòn kim loại. Ăn mòn hóa học là sự phá hủy kim loại do kim loại phản ứng hóa học với chất khí hoặc hơi nớc ở nhiệt độ cao. - Đặc điểm của ăn mòn hóa học là không phát sinh dòng điện. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh. - Bản chất của ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các kim loại nhờng electron cho các chất trong môi trờng. Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại do kim loại tiếp xúc trực tiếp với dung dịch chất điện ly tạo nên dòng điện. * Các điều kiện ăn mòn điện hóa: - Các điện cực phải khác chất nhau, trong đó kim loại có tính khử mạnh sẽ là cực âm và dễ bị ăn mòn. - Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp. - Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch điện ly. * Cơ chế của sự ăn mòn điện hóa: <Xem SGK 12 - trang 97>. Nguyễn Minh Tuấn 7 2. Cách chống ăn mòn kim loại - Cách ly kim loại với môi trờng. - Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inox). - Dùng chất chống ăn mòn (chất kìm hãm) - urotropin. - Dùng phơng pháp điện hóa. VII/- Điều chế kim loại 1. Nguyên tắc điều chế kim loại: Khử ion dơng kim loại thành kim loại tự do: M n+ + ne = M o . 2. Các phơng pháp điều chế kim loại: có 3 phơng pháp sau: a) Phơng pháp thủy luyện: Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại khác trong dung dịch muối. Phơng pháp này dùng để điều chế các kim loại trung bình và kim loại yếu (từ Zn Ag). Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu. b) Phơng pháp nhiệt luyện: Dùng chất khử nh CO , H 2 , C , Al để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao. Phơng pháp này để điều chế các kim loại từ Zn Cu. CuO + H 2 o t = Cu + H 2 O. c) Phơng pháp điện phân: Dùng dòng điện một chiều trên catot (cực âm) để khử ion kim loại trong hợp chất. Phơng pháp này điều chế đợc hầu hết các kim loại. * Phơng pháp điện phân nóng chảy dùng để điều chế các kim loại mạnh từ K Al. 2 NaCl khan đpnc 2 Na + Cl 2 2 Al 2 O 3 3 6 đpnc Na AlF 4 Al + 3 O 2 . * Phơng pháp điện phân dung dịch dùng để điều chế các kim loại có tính khử trung bình và yếu nh các kim loại từ Zn Ag . CuCl 2 đpdd Cu + Cl 2 4 AgNO 3 + 2 H 2 O = 4 Ag + 4 HNO 3 + O 2 3. Sự điện phân là quá trình oxi hóa - khử, xảy ra trên bề mặt điện cực, dới tác dụng của dòng điện một chiều chạy qua chất điện ly ở dạng dung dịch hoặc ở dạng nóng chảy. - Chất điện phân là chất có khả năng phân ly thành các ion trái dấu ở trong dung dịch hoặc ở trong chất nóng chảy. - Công thức Faraday: m = AIt nF số mol = m It A nF = trong đó: m - khối lợng đơn chất thu đợc ở điện cực (g); A - khối lợng mol nguyên tử = số khối = M; I - cờng độ dòng điện (Ampe); t - thời gian (giây); F - hằng số Faraday ; F = 96500; n - số e trao đổi. q = It : điện lợng (culông). VIII/- Nớc cứng 1. Định nghĩa: Nớc cứng là nớc có chứa nhiều ion Ca 2+ , Mg 2+ . 2. Các loại nớc cứng: có 3 loại nớc cứng: - Nớc cứng tạm thời: là nớc cứng có chứa HCO 3 (của muối Ca 2+ , Mg 2+ ). - Nớc cứng vĩnh cửu: : là nớc cứng có chứa Cl , SO 4 2 . - Nớc cứng toàn phần: : là nớc cứng có chứa đồng thời HCO 3 và SO 4 2 hoặc Cl ,NO 3 - 3. Nguyên tắc làm mềm nớc cứng: Làm giảm, hoặc loại bỏ nồng độ các ion Ca 2+ , Mg 2+ trong nớc bằng cách tạo thành các chất kết tủa. * Phơng pháp hóa học làm mềm nớc cứng: - Đối với nớc cứng tạm thời: có thể đun nóng hoặc dùng nớc vôi: Ca(HCO 3 ) 2 o t = CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = 2 CaCO 3 + H 2 O. - Đối với nớc cứng vĩnh cửu hoặc toàn phần có thể dùng dung dịch Na 2 CO 3 : MgSO 4 + Na 2 CO 3 = MgCO 3 + Na 2 SO 4 Mg(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 = MgCO 3 + 2 NaHCO 3 . * Phơng pháp ionit. IX/- Gang 1. Định nghĩa: Gang là hợp kim của Fe có chứa từ 2-6% C và một số tạp chất khác có hàm lợng rất nhỏ nh Si (1-4%), Mn (0,5-3%), P (0,1-2%), S (0,1-1%). Nguyễn Minh Tuấn 8 2. Phân loại gang: Ngời ta phân biệt ra 3 loại gang: Gang xám, gang trắng, gang đặc biệt. a) Gang xám: đợc sản xuất ở nhiệt độ cao, thành phần cacbon từ 3,4-6%, Si từ 1,5-4%. Khi đợc hóa rắn chậm, cacbon tách ra dạng than chì làm gang có màu xám. Gang xám cứng, giòn, không kéo sợi, dát mỏng đợc nên thờng dùng để chế tạo lỡi cày, đồ phụ tùng b) Gang trắng: đợc chế tạo ở nhiệt độ cao với thành phần C từ 2-3,5%, Si rất ít, khi đợc làm lạnh nhanh, những tinh thể xêmetit Fe 3 C đợc hình thành làm gang có màu trắng. Gang trắng cứng, giòn, không dùng để đúc, chỉ dùng để luyện thép. c) Gang đặc biệt chứa nhiều nguyên tố Mn, Cr, W, Si gọi là Ferromangan, Ferrocrom, đợc trộn với gang thờng để luyện thép quí. 3. Nguyên tắc sản xuất gang từ oxit sắt Nguyên tắc chung: dùng oxit cacbon (CO) để khử oxi của oxit sắt. a) O 2 của không khí đợc sấy đến 900 o C tác dụng với than cốc thành CO 2 . ở nhiệt độ cao (2000 o C) CO 2 biến thành CO: C + O 2 = CO 2 CO 2 + C = 2CO. b) Khử oxi của oxit sắt: 3 Fe 2 O 3 + CO = 2 Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO = 3 FeO + CO 2 FeO + CO = Fe + CO 2 . c) Fe sinh ra kết hợp với C, Si, Mn trong lò khi nóng chảy tạo ra gang. 4. Sản xuất gang từ quặng hêmatit (Fe 2 O 3 ): Xem 3. 5. Sản xuất gang từ các quặng Trớc hết: C + O 2 = CO 2 (1) CO 2 + C = 2CO (2) Sau đó: 4 FeS 2 + 11 O 2 = 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 (3) và 3 Fe 2 O 3 + CO = 2 Fe 3 O 4 + CO 2 (4) Fe 3 O 4 + CO = 3 FeO + CO 2 (5) FeO + CO = Fe + CO 2 (6) - Nếu dùng quặng Hêmatit (Fe 2 O 3 ) thì dùng các phản ứng 1, 2, 4, 5, 6. - Nếu dùng quặng Manhetit (Fe 3 O 4 ) thì dùng các phản ứng 1, 2, 5, 6. Những quặng dùng để phổ biến là Hêmatit và Manhêtit. Ngời ta ít dùng loại quặng Pirit để luyện gang vì hàm lợng S còn lại trong gang vợt quá mức cho phép, làm giảm chất lợng của gang, và nhất là chất lợng của thép đợc luyện từ gang này. X/- Thép 1. Định nghĩa: Thép là hợp kim của Fe và C và một số các nguyên tố khác trong đó hàm lợng C ít (0,01-2%). 2. Phân loại thép và ứng dụng: a) Thép thờng: chứa ít C, Si, Mn hơn gang, còn P, S thì rất ít. Cơ tính của thép thờng phụ thuộc vào hàm lợng C. b) Thép mềm: dùng để chế tạo các bộ phận chi tiết máy, buloong, đinh ốc. c) Théo cứng: dùng trong xây dựng. d) Thép rất cứng: dùng sản xuất đục, bào, phay, Nếu thép có nhiều S thì dễ rạn, nhiều P thì dễ gãy, càng nhiều C thì càng cứng. e) Thép đặc biệt: chứa Mn, Si, Ni, Cr, W. - Nếu có Si: thép có tính đàn hồi (dùng làm nhíp xe). - Nếu có Mn: tăng tính nhớt, chịu ma sát (dùng làm máy nghiền đá, tủ sắt). - Nếu có W: tăng tính cứng (dùng làm mũi khoan). 3. Nguyên tắc luyện thép từ gang: Nguyên tắc chung là lấy ra khỏi gang 1 phần lớn C, Si, Mn và hầu hết S, P. Ngời ta cho gang nóng chảy và lấy những chất cần loại ra. Trớc hết oxi hóa Si: Si + O 2 = SiO 2 Phản ứng này kèm theo chùm tia lửa rất sáng. Sau đó oxi hóa Mn, C: 2 Mn + O 2 = 2 MnO C + O 2 = CO 2 O 2 + C = 2 CO Lúc này nhiệt độ trong lò lên đến 2000 o C, trong lò thấy có ngọn lửa màu xanh. Một phần S, và P sẽ bị oxi hóa tiếp. S + O 2 = SO 2 4 P + 5 O 2 = 2 P 2 O 5 . Phản ứng cuối cùng này tỏa nhiệt và đa nhiệt độ từ 1200 o C 1600 o C. Các khí CO 2 , CO, SO 2 bay ra khỏi hệ. SiO 2 , P 2 O 5 tác dụng với MnO thành các muối silicat, photphat nổi lên trên kim loại nóng chảy gọi là xỉ. Sau khi sự oxi hóa tạp chất kết thúc, lúc này đên Fe bị oxi hóa: Nguyễn Minh Tuấn 9 Fe + 1 2 O 2 = FeO Lúc này miệng lò xuất hiện đám khói nâu dày đặc. Ngời ta ngừng oxi hóa và thêm vào lò một ít gang giàu C đã loại tạp chất và một lợng nhỏ Mn thì: FeO + Mn = MnO + Fe. 4. Luyện thép từ sắt vụn chứa Fe 2 O 3 và gang: Trong lò xảy ra các phản ứng oxi hóa các chất trong gang bằng Fe 2 O 3 làm giảm lợng tạp chất đó: Fe 2 O 3 + 3 C = 2 Fe + 3 CO 2 Fe 2 O 3 + 3 Si = 4 Fe + 3 SiO 2 Fe 2 O 3 + 3 Mn = 2 Fe + 3 MnO. XI/- Nhiệt phân 1. Muối amoni: NH 4 Cl o t NH 3 + HCl (NH 4 ) 2 CO 3 o t 2 NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 HCO 3 o t NH 3 + H 2 O + CO 2 NH 4 NO 2 o t N 2 + 2 H 2 O NH 4 NO 3 o t N 2 O + 2 H 2 O (NH 4 ) 2 S o t = 2 NH 3 + H 2 S (NH 4 ) 2 SO 3 = 2 NH 3 + H 2 O + SO 2 NH 4 HSO 3 = NH 3 + H 2 O + SO 2 2. Muối nitrat: + Muối NO 3 của kim loại mạnh (K, Na, Ca, Ba) nhiệt phân tạo thành muối nitrit và giải phóng oxi: 2 KNO 3 o t 2 KNO 2 + O 2 Ba(NO 3 ) 2 o t Ba(NO 2 ) 2 + O 2 + Muối NO 3 của kim loại trung bình (Mg Cu) khi nhiệt phân tạo ra oxit kim loại và giải phóng hỗn hợp khí NO 2 , O 2 : Cu(NO 3 ) 2 o t CuO + 2 NO 2 + O 2 . (Chú ý: 2Fe(NO 3 ) 2 0 t Fe 2 O 3 + 4NO 2 + 2 1 O 2 ) + Muối NO 3 của kim loại yếu (Ag, Hg) khi nhiệt phân tạo ra kim loại và giải phóng hỗn hợp khí NO 2 , O 2 : 2 AgNO 3 o t 2 Ag + 2 NO 2 + O 2 3. Muối của kim loại kiềm: 3KClO o t KClO 3 + 2 KCl 4KClO 3 o t 3KClO 4 + KCl 2KClO 3 o t 2KCl + 3 O 2 2NaHCO 3 o t Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O 2NaNO 3 o t 2NaNO 2 + O 2 2KMnO 4 o t K 2 MnO 4 + 2O 2 + 2MnO 2 4. Muối và các chất chứa kim loại kiềm thổ: CaCO 3 o 1000 C CaO + CO 2 Nguyễn Minh Tuấn 10 . điện ly: Thế nào là sự điện ly, thế nào là chất điện ly, chất điện ly mạnh, chất điện ly yếu, chất không điện ly, độ điện ly. Độ điện ly phụ thuộc vào các yếu tố nào? Cho cân bằng điện ly CH 3 COOH. điện ly: = o n n trong đó: n là số phân tử điện ly còn n o là tổng phân tử đầu. Chất điện ly mạnh : 0,3 (phân ly gần nh hoàn toàn) Chất điện ly trung bình : 0,03 < < 0,3. Chất điện ly. Hóa vô cơ I/- Thuyết điện ly 1. Sự điện ly là quá trình phân ly thành các ion trái dấu của phân tử chất điện ly khi tan trong nớc hay ở trạng thái nóng chảy. 2. Chất điện ly là chất dẫn đợc điện