ÔN THI HSG PHẦN PHI KIM

phi kim sơ lợc bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học A - một số Kiến thức cần nhớ I. Tính chất vật lí của phi kim ở điều kiện thờng các phi kim tồn tại ở cả ba trạng thái: + Một số phi kim tồn tại ở trạng thái rắn nh: cacbon, silic, lu huỳnh, photpho + Có phi kim tồn tại ở trạng thái lỏng nh brom + Một số phi kim tồn tại ở trạng thái khí nh: oxi, clo, flo, nitơ - Phần lớn các phi kim không dẫn điện. - Các phi kim đều dẫn nhiệt kém. - Một số phi kim độc nh clo, brom, iot II. tính chất hoá học chung của phi kim 1. Tác dụng với kim loại - Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành oxit. Thí dụ 1: Kali phản ứng với oxi tạo thành kali oxit: 4K + O 2 2K 2 O Thí dụ 2: Nhôm cháy trong oxi tạo thành nhôm oxit: 4Al + 3O 2 o t Al 2 O 3 Thí dụ 3: Đồng cháy trong oxi tạo thành đồng (II) oxit: 2Cu + O 2 o t 2CuO - Các phi kim khác tác dụng với các kim loại tạo thành muối. Thí dụ 1: Magie phản ứng với khí clo tạo thành muối magiê clorua tinh thể: Mg + Cl 2 o t MgCl 2 Thí dụ 2: Sắt phản ứng với lu huỳnh ở nhiệt độ cao tạo thành sắt sunfua: Fe + S o t FeS 2. Tác dụng với hidro - Oxi tác dụng với hidro tạo thành hơi nớc. 2H 2 + O 2 o t 2H 2 O - Một số phi kim khác tác dụng với hidro tạo thành hợp chất khí. H 2 + Cl 2 o t 2HCl H 2 + S o t H 2 S 3. Tác dụng với oxi Nhiều phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit C + O 2 o t CO 2 S + O 2 o t SO 2 4P + 5O 2 o t 2P 2 O 5 4. Mức độ hoạt động hoá học của phi kim Mức độ hoạt động hoá học mạnh hay yếu của các phi kim đợc xét dựa trên khả năng và mức độ phản ứng của chúng với kim loại và hidro. Flo, oxi và clo là những phi kim hoạt động mạnh, còn lu huỳnh, photpho, cacbon là những phi kim hoạt động yếu hơn. III. Clo Clo là chất khí màu vàng lục, mùi hắc, tan một phần trong nớc. Clo là khí độc. 1. Tính chất hoá học a. Tác dụng với kim loại Clo tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua. Mg + Cl 2 o t MgCl 2 2Fe + 3Cl 2 o t 2FeCl 3 Cu + Cl 2 o t CuCl 2 b. Tác dụng với hidro Clo tác dụng với hidro tạo thành khí hidroclorua, khí này tan trong nớc tạo thành dung dịch axit clohidric. H 2 + Cl 2 o t 2HCl c. Tác dụng với nớc Khi tan trong nớc một phần khí clo tác dụng với nớc tạo thành axit clohidric và axit hipoclorơ: H 2 O + Cl 2 HCl + HClO d. Tác dụng với dung dịch kiềm 2NaOH + Cl 2 NaCl+ NaClO + H 2 O Clo tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành muối natri clorua và muối natri hipoclorit (hỗn hợp muối NaCl và NaClO trong nớc gọi là nớc Gia- ven). 6KOH + 3Cl 2 o t 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O Chú ý: Clo không tác dụng trực tiếp với oxi tạo thành oxit. 2. ứng dụng và điều chế a. ứng dụng Clo có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong sản suất nh: khử trùng nớc sinh hoạt, tẩy trắng vải, sợi, bột giấy và đợc sử dụng nhiều trong công nghiệp cao su, chất dẻo b. Điều chế - Trong phòng thí nghiệm: Cho axit clohidric đặc tác dụng với chất oxi hoá mạnh. 4HCl (dd đặc) + MnO 2 o t MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 16HCl (dd đặc) + 2KMnO 2 o t 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2 O - Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn xốp. 2NaCl (dd bão hoà) + 2H 2 O 2NaOH + Cl 2 + H 2 IV. Cacbon 1. Đơn chất a. Tính chất vật lí của cacbon - Dạng thù hình: " Dạng thù hình của nguyên tố là dạng tồn tại của những đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố hoá học tạo nên". Cacbon có ba dạng thù hình chính: + Kim cơng: là chất rắn trong suốt, cứng và không có khả năng dẫn điện. Kim cơng thờng đợc dùng làm đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt kính + Than chì: là chất rắn mềm, có khả năng dẫn điện. Than chì thờng đợc dùng làm điện cực, chất bôi trơn, ruột bút chì + Cacbon vô định hình: là chất rắn, xốp không có khả năng dẫn điện. Th- ờng đợc sử dụng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản suất. - Tính chất hấp phụ: Một số dạng cacbon vô định hình nh than gỗ, than xơng mới điều chế có khả năng hấp phụ các chất khí, chất màu trên bề mặt của chúng (gọi là than hoạt tính). b. Tính chất hoá học Cacbon là một phi kim hoạt động hoá học yếu. - Cacbon tác dụng với oxi: Cacbon cháy trong oxi tạo thành cacbon đioxit và toả nhiều nhiệt. C + O 2 o t CO 2 + Q - Cacbon tác dụng với oxit kim loại: Cacbon có tính khử nên ở nhiệt độ cao có thể khử một số oxit kim loại: C + 2CuO o t CO 2 + 2Cu C + 2ZnO o t CO 2 + 2Zn 2. Một số hợp chất của cacbon a. Các oxit của cacbon Điện phân có màng ngăn - Cacbon oxit: CO là chất khí không màu rất độc không tan trong nớc. Cacbon oxit là oxit trung tính không tác dụng với axit và kiềm. Cacbon oxit có tính khử mạnh, ở nhiệt độ cao có thể khử đợc nhiều oxit kim loại: CO + CuO o t CO 2 + Cu 3CO + Fe 2 O 3 o t 3CO 2 + 2Fe Cacbon oxit cháy trong không khí hoặc trong oxi toả nhiều nhiệt: 2CO + O 2 o t 2CO 2 + Q - Cacbon đioxit: CO 2 là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, khi bị nén và làm lạnh bị hoá rắn thành nớc đá khô (tuyết cacbonic) dùng để bảo quản thực phẩm. Cacbon đioxit là oxit axit. + Tác dụng với nớc Cacbon đioxit tác dụng với nớc tạo thành dung dịch axit cacbonic là axit yếu không bền, lầm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 + Tác dụng với dung dịch bazơ: Tuỳ theo tỉ lệ số mol giữa CO 2 và bazơ mà tạo thành muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp hai muối: NaOH + CO 2 NaHCO 3 2NaOH + CO 2 Na 2 CO 3 + H 2 O + Tác dụng với oxit bazơ: CaO + CO 2 CaCO 3 b. Axit cacbonic và muối cacbonat * Axit cacbonic (H 2 CO 3 ) tạo thành khi hoà tan CO 2 vào nớc. H 2 CO 3 là một axit yếu không bền dễ bị phân tích thành CO 2 và nớc, dung dịch H 2 CO 3 làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. * Muối cacbonat: có hai loại muối cacbonat trung hoà và muối cacbonat axit (hidrocacbonat). - Đa số muối cacbonat không tan trong nớc (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm: Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 Hầu hết các muối hidrocacbonat tan tốt trong nớc nh: Ca(HCO 3 ) 2 , Ba(HCO 3 ) 2 , Mg(HCO 3 ) 2 - Tính chất hoá học của muối cacbonat + Tác dụng với dung dịch axit Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O 2NaHCO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2CO 2 + 2H 2 O + Tác dụng với dung dịch bazơ K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 2KOH + CaCO 3 NaHCO 3 + NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O + Tác dụng với dung dịch muối tạo thành hai muối, trong đó ít nhất có một muối ít tan K 2 CO 3 + CaCl 2 2KCl + CaCO 3 + Muối cacbonat dễ bị nhiệt phân huỷ: Hầu hết các muối cacbonat đều dễ bị nhiệt phân huỷ (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm) CaCO 3 o t CaO + CO 2 2NaHCO 3 o t Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O V - Silic và công nghiệp silicat 1. Silic Là nguyên tố phổ biến thứ 2 (sau oxi) trong thiên nhiên, silic chiếm 1/4 khối lợng vỏ trái đất, silic tồn tại chủ yếu dới dạng hợp chất trong cát trắng và đất sét. Silic là chất rắn màu xám, tinh thể tinh khiết có tính bán dẫn nên có nhiều ứng dụng trong công nghệ điện tử, pin mặt trời ở nhiệt độ cao silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit: Si + O 2 o t SiO 2 2. Silic đioxit (SiO 2 ) Silic đioxit là oxit axit không tan trong nớc, tác dụng với kiềm và oxit bazơ ở nhiệt độ cao tạo thành muối silicat: 2NaOH (r) + SiO 2 (r) o t Na 2 SiO 3 + H 2 O CaO (r) + SiO 2 (r) o t CaSiO 3 3. Công nghiệp silicat a. Sản xuất gốm, sứ - Đồ gốm, sứ: gạch, ngói, gạch chịu lửa sành, sứ - Từ nguyên liệu chính là đất sét, thạch anh, fenspat đợc trộn với nớc để hoá dẻo sau đó tạo hình, sấy khô và cuối cùng là nung ở nhiệt độ thích hợp. b. Sản xuất xi măng Xi măng là chất kết dính trong xây dựng có thành phần chính là canxi silicat và canxi aluminat. Các công đoạn chính để sản xuất xi măng: - Nghiền nhỏ nguyên liệu: đá vôi, đất sét, quặng sắt sau đó trộn với n ớc tạo dạng bùn. - Nung hỗn hợp trên trong lò quay hay lò đứng ở nhiệt độ 1400 o C - 1500 o C thu đợc clanhke. - Nghiền clanhke thành bột mịn (xi măng). c. Sản xuất thuỷ tinh Thành phần chính của thuỷ tinh là hỗn hợp canxi silicat (CaSiO 3 ) và Natri silicat (Na 2 SiO 3 ). Các công đoạn chính để sản xuất thuỷ tinh: - Trộn hỗn hợp cát (SiO 2 ), đá vôi (CaCO 3 ) và xôđa (Na 2 CO 3 ) theo tỉ lệ thích hợp. - Nung hỗn hợp trên trong lò nung ở nhiệt độ khoảng 900 o C thu đợc thuỷ tinh: CaO (r) + SiO 2 (r) o t CaSiO 3 Na 2 CO 3(r) + SiO 2 (r) o t Na 2 SiO 3 + CO 2 - Làm nguội thuỷ tinh đến dẻo rồi tạo hình thành các đồ vật. VI - Sơ lợc về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học 1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Các nguyên tố đợc sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. 2. Cấu tạo bảng tuần hoàn a. Ô nguyên tố Ô nguyên tố cho biết: Số hiệu nguyên tử, kí hiệu hoá học, tên nguyên tố, nguyên tử khối của nguyên tố đó. - Số hiệu nguyên tử còn gọi là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Số hiệu nguyên tử có số trị bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số electron trong nguyên tử. b. Chu kì - Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và đợc xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. - Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron. - Có 7 chu kì trong đó các chu kì 1, 2, 3 đợc gọi là chu kì nhỏ, các chu kì 4, 5, 6, 7 là các chu kì lớn. 12 Mg Magie 24 Số hiệu nguyên tử Tên nguyên tố Kí hiệu hoá học Nguyên tử khối Thí dụ: Chu kì 2 gồm 8 nguyên tố có 2 lớp electron trong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Ne là 10+. c. Nhóm Nhóm gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau và đợc xếp thành cột theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. Thí dụ: Nhóm I gồm các nguyên tố kim loại mạnh, chúng đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Fr là 87+. 3. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn a. Trong một chu kì Trong các chu kì nhỏ: Đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: - Số electron lớp ngoài cùng tăng dần từ 1 đến 8 electron. - Tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố tăng dần. - Đầu chu kì là một kim loại kiềm, cuối chu kì là halogen và kết thúc là một khí hiếm. b. Trong một nhóm Trong một nhóm: Đi từ trên xuống dới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: - Số lớp electron tăng dần. - Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố giảm dần. 4. ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học a. Biết vị trí nguyên tố ta có thể suy đoán cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố. Thí dụ: Nguyên tố A ở ô số 9, nhóm V chu kì II trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Nêu cấu tạo nguyên tử và dự đoán tính chất của nguyên tố A. Nguyên tố A (Flo) ở ô thứ 9 nên có số hiệu nguyên tử là 9, có điện tích hạt nhân bằng 9+ và có 9 electron và có hai lớp electron. Nguyên tố A ở cuối chu kì II nên là phi kim hoạt động mạnh hơn oxi ở ô số 8 và nguyên tố A ở đầu nhóm VII nên tính phi kim mạnh hơn clo ở ô 17. b. Biết cấu tạo nguyên tử có thể suy đoán vị trí và tính chất của nguyên tố. Thí dụ: Nguyên tố B có điện tích hạt nhân là 12+ có 3 lớp electron và có 2 electron ở lớp ngoài cùng. Xác định vị trí của B và dự đoán tính chât hoá học cơ bản của nó. Nguyên tố B (Magie) có 3 lớp electron và 2 electron lớp ngoài cùng nên nguyên tố B ở chu kì III nhóm II. Mg đứng ở gần đầu chu kì II nên nó là một kim loại. Tính kim loại của Mg yếu hơn Na đứng trớc nó trong cùng chu kì và Ca đứng dới nó trong cùng nhóm. Tính kim loại của Mg mạnh hơn Al đứng sau nó trong cùng chu kì và Be đứng trên nó trong cùng nhóm. B - Bài tập 3.1 Trong các nhóm chất sau, nhóm nào toàn là phi kim. a. Cl 2 , O 2 , N 2 , Pb, C b. O 2 , N 2 , S, P, I 2 c. Br 2 , S, Ni, N 2 , P d. Cl 2 , O 2 , N 2 , Pb, C Đáp án: b đúng. 3.2 Trong các nhóm chất phi kim sau, nhóm nào toàn là phi kim tồn tại ở trạng thái khí trong điều kiện thờng: a. Cl 2 , O 2 , N 2 , Br 2 , C b. O 2 , N 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 c. Br 2 , S, F 2 , N 2 , P d. Cl 2 , O 2 , N 2 , F 2 Đáp án: d đúng. [...]... electron tăng dần, tính kim loại giảm dần đồng thời tính phi kim tăng dần b Trong một chu kì: số lớp electron tăng dần, tính phi kim giảm dần đồng thời tính kim loại tăng dần c Trong một chu kì: số electron lớp ngoài cùng tăng dần, tính phi kim giảm dần đồng thời tính kim loại tăng dần d Trong một chu kì: số electron lớp ngoài cùng tăng dần, tính kim loại giảm dần đồng thời tính phi kim tăng dần Đáp án:... electron tăng dần, tính kim loại giảm dần đồng thời tính phi kim tăng dần b Trong một nhóm: số lớp electron tăng dần, tính phi kim giảm dần đồng thời tính kim loại tăng dần c Trong một nhóm: số electron lớp ngoài cùng tăng dần, tính phi kim giảm dần đồng thời tính kim loại tăng dần d Trong một nhóm: số electron lớp ngoài cùng tăng dần, tính kim loại giảm dần đồng thời tính phi kim tăng dần Đáp án: b... Silic là nguyên tố phổ biến nhất trong thi n nhiên, có khả năng dẫn điện tốt, nó có tính phi kim yếu hơn cacbon b Silic là nguyên tố có nhiều nhất trong vỏ trái đất nhng chỉ phổ biến thứ hai trong thi n nhiên, có khả năng dẫn điện kém, nó có tính phi kim yếu hơn cacbon c Silic là nguyên tố phổ biến nhất trong thi n nhiên, có khả năng dẫn điện tốt, nó có tính kim loại yếu hơn cacbon d Cả câu a và câu... CaCl2 3.26 Kim cơng là: a Hợp chất của cacbon với kim loại b Là hợp chất của cacbon với phi kim c Một dạng thù hình của cacbon d Cả a và b đều đúng Đáp án: c đúng 3.27 Chọn câu đúng trong các câu sau: a Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cơng, than chì và than gỗ b Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cơng, than chì và cacbon vô định hình c Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cơng,... mol - Khối lợng Na2SiO3 tạo thành: m Na 2SiO3 = 28.0,25 = 7,0 gam 3.50 Nguyên liệu thông thờng để nấu thuỷ tinh là soda (Na 2CO3), đá vôi và cát (SiO2) Tính khối lợng cần thi t của các nguyên liệu để nấu đợc 0,239 tấn thuỷ tinh có thành phần ứng với công thức Na2O.CaO.6SiO2 Giải - Thuỷ tinh có thành phần ứng với công thức Na 2O.CaO.6SiO2 có thể viết dới dạng muối và oxit nh sau: Na2SiO3.CaSiO3.4SiO2... MX = 35,5 vậy nguyên tố X là Clo và khí X có công thức phân tử là Cl2 - Thể tích khí Cl2 đã phản ứng với Mg: VCl2 = 22,4.0,10 = 2,24 lít 3.17 Một muối clorua kim loại chứa 79,78% clo theo khối lợng Xác định công thức phân tử của muối Giải - Trong các hợp chất muối clorua, clo có hoá trị I - Gọi công thức phân tử của muối là MCln, trong đó n là hoá trị của kim loại M - % khối lợng của M trong hợp chất... loại yếu hơn cacbon d Cả câu a và câu b đều đúng Đáp án: b đúng 3.46 Thành phần chính trong xi măng là: a Canxi silicat và natri silicat b Nhôn silicat và kali silicat c Nhôm silicat và canxi silicat d Canxi silicat và canxi aluminat Đáp án: d đúng 3.47 Thành phần chính trong thuỷ tinh vô cơ: a Canxi silicat và natri silicat b Nhôn silicat và kali silicat c Kali silicat và natri silicat d Canxi silicat... là phù hợp Vậy công thức phân tử của muối là AlCl3 3.18 Một muối có công thức phân tử là FeX2 trong đó Fe chiếm 44,1% theo khối lợng Xác định công thức phân tử của muối và viết 3 phơng trình phản ứng trực tiếp tạo thành muối FeX2 Giải - % khối lợng của X trong hợp chất là: 100% - 44,1% = 55,9% Ta có: %m X 2.M X 2.M X 55,9% = = = %m Fe M Fe 56 44,1% MX = 35,5 Vậy X là nguyên tố Clo, công thức phân tử... 2CO3 = m CaCO3 = mSiO 2 = 500 106 = 53000 gam = 53 kg 500 100 = 50000 gam = 50 kg 6.500 60 = 180000 gam = 180 kg 3.51 Một loại thuỷ tinh pha lê có thành phần ứng với công thức: 120SiO2.Al2(SiO3)3.3CaSiO3.25PbSiO3.20Na2SiO3.22.K2SiO3 Hãy tính thành phần phần trăm của Si có trong thuỷ tinh pha lê trên và % quy theo SiO2 Giải - Để dễ dàng cho tính khối lợng Si trong thuỷ tinh ta có thể viết: 120SiO2.Al2(SiO3)3.3CaSiO3.25PbSiO3.20Na2SiO3.22.K2SiO3... tính d Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cơng, than chì và than đá Đáp án: b đúng 3.28 Khả năng hấp phụ cao là đặc tính của: a Than đá b Kim cơng c Than chì d Than hoạt tính Đáp án: d đúng 3.29 Trong các phản ứng hoá học sau: C + O2 C + 2CuO CO2 + Q o t o t CO2 + 2Cu cacbon luôn là: a Chất oxi hoá b Chất khử (1) (2) c Là chất oxi hoá và chất khử d Không là chất oxi hoá và chất khử Đáp án: b . phi kim tồn tại ở trạng thái lỏng nh brom + Một số phi kim tồn tại ở trạng thái khí nh: oxi, clo, flo, nitơ - Phần lớn các phi kim không dẫn điện. - Các phi kim đều dẫn nhiệt kém. - Một số phi. phi kim sơ lợc bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học A - một số Kiến thức cần nhớ I. Tính chất vật lí của phi kim ở điều kiện thờng các phi kim tồn tại ở cả ba trạng thái: + Một số phi kim. hoá học của phi kim Mức độ hoạt động hoá học mạnh hay yếu của các phi kim đợc xét dựa trên khả năng và mức độ phản ứng của chúng với kim loại và hidro. Flo, oxi và clo là những phi kim hoạt động