Sơ lược phi kim và các hợp chất của phi kim

Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - BÀI 27. PHI KIM VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA PHI KIM TÀI LIỆU BÀI GIẢNG Nhóm VII A Halogen: 9 F 19 17 Cl 35,5 35 Br 80 55 I 127 (At) Cấu hình e ngoài cùng ns 2 np 4 nd 1 + 3 Cơ bản ns 2 np 5 kích thích ns 2 np 3 nd 2 + 5 Số oxi hoá-1 ns 1 np 3 nd 3 + 7 Tính chất đơn chất Là các phi kim mạnh nhất tác dụng hầu hết kim loại, phi kim, hiđrô, các chất khử tạo X -1 nX 2 + 2M 2MXn X 2 + H 2 2HX X 2 + H 2 O + SO 2 2HX + H 2 SO 4 Flo mạnh nhất F 2 +H 2 2HF tối lạnh nổ F 2 + H 2 O 2HF + 1/2 O 2 nước bốc cháy Clo, Brom vừa khử vừa oxi hoá. X 2 + HOH HX + HXO Nước Clo tẩy màu sát trùng Tính oxi hoá : I 2 < Br 2 < Cl 2 Br 2 + 2NaI 2NaBr + I 2 Điều chế Oxi hoá HX : 4HX + MnO 2 MnX 2 + X 2 + 2H 2 O Điện phân nóng chảy 2 NaX 2Na + X 2 Tính chất hợp chất Hiđrua halogen HX đều là khí, tan trong nước tạo axit halogen hiđríc HX. HX đều là axit mạnh (+bazơ, Oxit bazơ, muối, kim loại trước H H 2 ) HX và HX đều là chất khử 16HX + 2KMnO 4 5X 2 + 2KX+2MnX 2 +8H 2 O Đặc biệt HF ăn mòn thuỷ tinh 4HF + SiO 2 2H 2 O + SiF 4 Điều chế tổng hợp H 2 + X 2 2HX Sunfat 2NaX + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2HX Các hợp chất có oxi của Halogen đều có số oxi hoá dương Không bền 2KClO 3 2KCl + 3O 2 Oxi hoá mạnh CaOCl 2 +2HCl CaCl 2 +H 2 O+Cl 2 Điều chế: tác dụng với kiềm Cl 2 +2NaOH NaCl+NaClO+H 2 O Cl 2 + Ca(OH) 2 CaOCl 2 + H 2 O Nhóm IV A: 6 C 12 14 Si 28 32 Ge 72,6 50 Sn 118,7 82 Pb 207 Cấu hình e ngoài cùng Cơ bản ns 2 np 2 kích thích ns 1 np 3 Tính chất đơn chất Là các phi kim trung bình, kim loại yếu C 2 2 2 x y 2 4 3 Al 43 H 4 O ;CO ;M O H SO ;HNO 2 Al C CH CO kh CO oxiho¸ ö 3 dạng thù hình: kim cương, than chì, Fuloren Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Si 2 2 F 4 O 2 Mg 2 SiF kh SiO Mg Si ö oxiho¸ 2 dạng thù hình: tinh thể, vô định hình Tính chất hợp chất * CO trung tính, khử mạnh CO + CuO CO 2 + Cu * CO 2 oxít axít CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 CO 2 + NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O Oxi hoá yếu CO 2 + Mg CO + MgO * H 2 CO 3 và M 2 (CO 3 ) n không bền SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O SiO 2 + 4HF SiF 4 + 2H 2 O * H 2 SiO 3 yếu hơn H 2 CO 3 * Muối silitcát thuỷ phân Na 2 SiO 3 + 2H 2 O 2NaOH + H 2 SiO 3 Nhóm VI : 8 O 16 16 S 32 34 Se 79 52 Te 27,6 84 Po 209 Cấu hình e ngoài cùng Cơ bản s 2 np 4 kích thích ns 2 np 3 nd 1 +4 Số oxi hoá-2 ns 1 np 3 nd 2 + 6 Tính chất đơn chất Là các phi kim mạnh (trừ Po) yếu hơn halogen. Tác dụng hầu hết KL, nhiều PK, H 2 (trừ Cl 2 , F 2 ) * Oxi: 2O 2 + 3Fe - Fe 3 O 4 O 2 + 2H 2 2H 2 O 2O 2 + CH 4 CO 2 + 2H 2 O * Lưu huỳnh rắn màu vàng 2 dạng thù hình - Tính oxi hoá: nS + 2M M 2 S n S +H 2 H 2 S - Tính khử : S + O 2 SO 2 S + 2H 2 SO 4 3SO 2 + 2H 2 O * Ozon O 3 : Oxi hoá mạnh hơn oxi: 2Ag + O 3 Ag 2 O + O 2 2O 3 O 2 2KI + O 3 + H 2 O 2KOH + I 2 + O 2 Tính chất hợp chất * Hiđropezoxit Lỏng không màu, không bền H 2 O 2 1/2 O 2 + H 2 O Tính OXH H 2 O 2 + KI I 2 + KOH Tính khử H 2 O 2 + Ag 2 O Ag + O 2 + H 2 O * Hiđrôsunphua H 2 S - Khí không màu, thối, độc, tan tốt. - Tính khử: Tác dụng với O 2 ; nước clo; I 2 - Tính axit yếu: tác dụng với dung dịch NaOH * Đioxit sunphua SO 2 - Khí không màu hắc, độc - Có cả tính oxi hoá và tính khử + Tính khử : tác dụng O 2 + Tính oxi hoá: tác dụng H 2 S - Là oxit axit: tác dụng bazơ và oxit bazơ * H 2 SO 4 Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - - H 2 SO 4 đặc có tính oxi hoá rất mạnh: tác dụng chất khử tạo SO 2 ; S hay H 2 S. - H 2 SO 4 loãng có tính axit mạnh: tác dụng với bazơ; oxit bazơ; kim loại, muối Nhóm VA : 7 N 14 15 P 32 33 Ag 75 51 Sb 121,75 84 Bi 209 Cấu hình e ngoài cùng Cơ bản ns 2 np 3 (+3) Kích thích ns 1 np 3 nd 4 (+5) Riêng nitơ : +1 +2 +3 +4 +5 Tính chất đơn chất Là các phi kim (trừ Bi) Tính oxi hoá > khử, tác dụng nhiều kim loại một số phi kim, H 2 * Nitơ N 2 có liên kết bền trơ ở t 0 thường 2 N 2 2 H 3 Ca 32 O; NH Ca N NO : kh tl® oxiho¸ ö N 2 điều chế bằng pp chưng cất phân đoạn không khí lỏng hoặc nhiệt phân NH 4 NO 2 * Photpho có 2 dạng thù hình, P đỏ, P trắng. Có cả tính oxi hoá và tính khử - Tính oxi hoá P + Ca Ca 3 P 2 - Tính khử: 4P + 5O 2 2P 2 O 5 P + Cl 2 PCl 3 hoặc PCl 5 Tính chất hợp chất * Amoniăc: khí khai tan rất nhiều trong nước - Khí NH 3 có tính khử o o 3 2 2 2 t 3 2 2 t 3 2 2 3 2 2 4NH 3O 2N 6H O 4NH 5O 4NO 6H O 2NH 3CuO 3Cu N 3H O 2NH 3Cl N 6HCl - Dung dịch NH 3 có tính bazơ 34 3 2 3 4 2 NH HCl NH Cl 4NH Cu(OH) [Cu(NH ) ](OH) tan Điều chế : NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3 * H 3 PO 4 axit 3 lần trung bình Muối trung tính 3Ag + + PO 4 3- Ag 3 PO 4 (dùng nhận ra PO 3 4 ) Muối axit Ca(H 2 CO) 4 + 2Ca(OH) 2 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 4H 2 O Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHI KIM I. ĐIỀU CHẾ-SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG Bài 1. Phản ứng được dùng để điều chế SO 2 trong công nghiệp là A. 3S + 2KClO 3 (đặc) 0 t 3SO 2 + 2KCl. B. Cu + 2H 2 SO 4 (đặc) 0 t SO 4 + CuSO 4 + 2H 2 O C. 4FeS 2 + 11O 2 0 t 8 SO 2 + 2Fe 2 O 3 D. C + 2H 2 SO 4 (đặc) 0 t 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O Bài 2. Cho sơ đồ phản ứng sau: X (khí) + Y (khí) o xt, p, t Z (khí) Z + Cl 2 X + HCl Z + HNO 2 T T X + 2H 2 O Các chất X, Y, Z, T tương ứng với nhóm chất là A. H 2 , N 2 , NH 3 , NH 4 NO 2 . B. N 2 , H 2 , NH 3 , NH 4 NO 2 . C.N 2 , H 2 , NH 4 Cl, NH 4 NO 3 . D. N 2 O, H 2 , NH 3 , NH 4 NO 3 . II. PHÂN BIỆT VÀ TÁCH Bài 1. Cho 4 chất bột màu trắng: Na 2 CO 3 , Na 2 SO 4 , BaCO 3 , BaSO 4 . Hoá chất dùng để nhận biết 4 chất bột riêng biệt màu trắng đó là A. H 2 O. B. CO 2 . C. dung dịch HCl và H 2 O. D. dung dịch NaOH và H 2 O. Bài 2. Làm thế nào để tách riêng được khí NH 3 khi có lẫn khí O 2 ? A. Dẫn hỗn hợp đi qua CaO . B. Dẫn hỗn hợp đi qua NaOH rắn . C. Dẫn hỗn hợp đi qua H 2 SO 4 đặc rồi cho sản phẩm tác dụng với dung dịch kiềm dun nóng. D. Dẫn hỗn hợp đi qua P . III. BÀI TOÁN VỀ CHẤT KHÍ Bài 1: Cho hỗn hợp khí gồm N 2 và H 2 có tỉ khối so với H 2 là 3,6. Sau khi đun nóng 1 thời gian với bột sắt thấy tỉ khối của hỗn hợp tăng lên và bằng 4,5. Thành phần % về thể tích của hỗn hợp khí sau phản ứng là: A. N 2 (12,5%); H 2 (62,5) và NH 3 (25%) B. N 2 (62,5%); H 2 (12,5) và NH 3 (25%) C. N 2 (12,5%); H 2 (25) và NH 3 (62,5%) D. N 2 (62,5%); H 2 (62,5) và NH 3 (25%) Hướng dẫn: Hỗn hợp trước phản ứng: N 2 H 28 2 7,2 2 5,2 20,8 = 1 4 Giả sử số mol N 2 ban đầu là 1 mol Số mol H 2 là 4 mol; n 1 = 5. Gọi số mol N 2 phản ứng bằng x (mol) N 2 + 3H 2 0 450 - 500 C, 200 - 300 atm, Fe 2NH 3 Hỗn hợp sau phản ứng: 2 2 3 N : (1 - x) (mol) H : (4 - 3x) (mol) NH : 2x (mol) Tổng số mol hỗ hợp sau phản ứng n 2 = 5 - 2x (mol) 12 21 nM x 0,5 nM Vậy: tổng số mol khí sau phản ứng n 2 = 5 - 2.0,5 = 4 (mol) Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - 2 N 1 0,5 %V = .100% = 12,5% 4 ; 2 H 4 3.0,5 %V = .100% = 62,5% 4 3 NH 2.0,5 %V = .100% = 25% 4 Bài 2. Trong bình kín dung tích 56 lít chứa N 2 , H 2 ở 0 0 C và 200 atm có tỉ khối hơi so với không khí bằng 0,25 và một ít chất xúc tác. Nung nóng bình một thời gian sau đó đưa bình về 0 0 C thấy áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu (không khí có 20% O 2 , 80% N 2 ). Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH 3 là A. 30%. B. 25%. C. 20%. D. 40%. Hướng dẫn Số mol hỗn hợp ban đầu = 500 (mol) Vì không khí có 20%VO 2 và 80%VN 2 kk 20.32 80.28 M 28,8 100 Mà hçn hîp hçn hîp/KK d 0,25 M 7,2 Hỗn hợp trước phản ứng: N 2 H 28 2 7,2 2 5,2 20,8 = 1 4 Vậy: số mol N 2 = 100 (mol); số mol H 2 = 400 (mol); n 1 = 500. Giả sử số mol N 2 phản ứng là x mol Theo phản ứng: N 2 + 3H 2 0 450 - 500 C, 200 - 300 atm, Fe 2NH 3 x 3x 2x số mol khí giảm = 2x (mol) Tổng số mol khí sau phản ứng n 2 = 500 - 2x (mol) Vì V, T không đổi nên 11 22 pn = pn 100 500 = 90 500-2x x = 25 (mol) ph¶n øng 25 H = .100% 25% 100 IV. BÀI TOÁN AXIT THƢỜNG TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI Bài 1: Cho 5,35 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Al vào 250ml dung dịch Y gồm H 2 SO 4 0,5M và HCl 1M thu được 3,92 lít khí (đktc) và dung dịch A. Cô cạn dung dịch A trong điều kiện không có không khí, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 20,0. B. 41,8. C. 20,9. D. 15,6 Hướng dẫn + H n =0,25+0,25 =0,5(mol) 2 H 3,39 n = = 0,175(mol) 22, 4 m muối = m kim loại + m gốc axit + (ph¶nøng) H n =0,175.2 =0,35(mol) < 0,5 (mol) Axit dư; + H d n = 0, 5 - 0,35 =0,15(mol) Vậy dung dịch sau phản ứng có các ion: Mg 2+ , Fe 2+ , Al 3+ , H + dư và Cl - , SO 4 2- Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 6 - Khi cô cạn dung dịch thì axit sẽ bay hơi, theo tính chất vật lý của axit thì HCl dễ bay hơi và H 2 SO 4 khó bay hơi. khi đun nóng dung dịch thì H + và Cl - sẽ tách ra khỏi dung dịch trước theo phản ứng: H + + Cl - 0 t HCl n Cl - = 0,25 – 0,15 = 0,1 mol. - 2- 4 muèi kim lo¹i Cl (t¹o muèi) SO (t¹o muèi) m =m +m +m = 5,35 + 0,1.35,5 + 96.0,125 = 20,9 (gam) Bài 2: Hoà tan 0,56 gam Fe vào 100 ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,2M và H 2 SO 4 0,1M thu được V lít H 2 (ở đktc). Giá trị của V là A. 0,224. B. 0,112. C. 0,336. D. 0,448. Hướng dẫn: n Fe = 0,56 = 0,01 (mol) 56 + H n (trong HCl và 24 H SO ) = 0,1.0,2 + 2.0,1.0,1 = 0,04 (mol) Bảo toàn mol e: + Fe H n = 2n = 0,01.2 = 0,02 < 0,04 (mol) Axit dư 2 H Fe n = n = 0,01 (mol) 2 H V = 0,01. 22,4 = 0,224 (lít) Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn Nguồn: Hocmai.vn . –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - BÀI 27. PHI KIM VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA PHI KIM. Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHI KIM I. ĐIỀU. ứng có các ion: Mg 2+ , Fe 2+ , Al 3+ , H + dư và Cl - , SO 4 2- Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 27. Phi kim và hợp chất của phi kim Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học