Chuyên đề: PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN A – LÍ THUYẾT I/ Khái niệm - Bản chất phản ứng: - Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân phản ứng phân huỷ hợp chất hoá học tác dụng nhiệt độ - Bản chất: Phân cắt liên kết bền phân tử hợp chất vô hay hữu nhiệt độ * Lưu ý: (1) Phản ứng nhiệt phân thuộc phản ứng oxi hoá - khử không: VD: t 2KClO3 2KCl + 3O2 : Thuộc phản ứng oxi hoá - khử t CaCO3 CaO + CO2 : Không thuộc phản ứng oxi hoá - khử (2) Phản ứng điện phân nóng chẩy không thuộc phản ứng nhiệt phân phân huỷ tác dụng dòng điện chiều II/ Các trường hợp nhiệt phân: 1/ Nhiệt phân hiđroxit: * NX: Các bazơ không tan bị phân huỷ t0 cao: t 2M(OH)n M2 On + nH2O (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba) PƯ: * Lưu ý: + Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)2 có mặt không khí: t 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O + Với AgOH Hg(OH)2 : Không tồn nhiệt độ thường 2AgOH Ag2O + H2O Hg(OH)2 HgO + H2O Ở nhiệt độ cao Ag2O HgO tiếp tục bị phân huỷ: t 2Ag2O 4Ag + O2 t 2HgO 2Hg + O2 2/ Nhiệt phân muối: a/ Nhiệt phân muối amoni (NH4+): * NX: - Tất muối amoni bền nhiệt bị phân huỷ nung nóng - Nguyên nhân: Do cấu trúc ion NH4+ không bền - Sản phẩm phản ứng nhiệt phân phụ thuộc vào chất anion gốc axit muối (có hay tính oxi hoá) * TH1: Nếu anion gốc axit muối tính oxi hoá (VD: X-; PO43-; CO32- ) PƯ: t (NH4)nA nNH3 + HnA : Không thuộc phản ứng oxi hoá khử VD: t NH4Cl (rắn) NH3 (k) + HCl (k) * TH2: Nếu anion gốc axit muối có tính oxi hoá (VD: NO3-; NO2- ; Cr2O42- ) sản phẩm phản ứng NH3 axit tương ứng: VD: t NH4NO3 N2O + 2H2 O (Nếu nung > 5000C cho N2 H2O) t NH4NO2 N2 + 2H2O t (NH4)2Cr2O4 Cr2O3 + N2 + 4H2O b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO3-): * NX: - Tất muối nitrat dễ bị nhiệt phân - Nguyên nhân: Do cấu trúc ion NO3- bền với nhiệt - Sản phẩm trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả hoạt động kim loại có muối Có trường hợp: TH1: TH2 K Ba Ca Na Mg Muối nitrit + O2 VD: Al Zn Fe Co Ni Oxi + NO2 + O2 TH3 Sn Pb H2 Cu Hg Ag Pt Au Kim loại + NO2 + O2 t 2NaNO3 2NaNO2 + O2 t 2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2 t 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 * Lưu ý: + Ba(NO3)2 thuộc TH2 + Tất phản ứng nhiệt phân muỗi nitrat thuộc phản ứng oxi hoá - khử + Khi nhiệt phân NH4NO3 t NH4NO3 N2O + 2H2O + Khi nhiệt phân muối Fe(NO3)2 môi trường không khí: Có phản ứng: t 2Fe(NO3)2 2FeO + 4NO2 + O2 t 4FeO + O2 2Fe2O3 (1) (2) + Nếu phản ứng hoàn toàn chất rắn bình sau phản ứng Fe2O3 c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat muối cacbonat: * Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO3-) : * NX: Tất muối hiđrocacbonat bền nhiệt bị phân huỷ đun nóng t PƯ: 2M(HCO3)n M2(CO3)n + nCO2 + nH2O t VD: 2NaHCO3 Na2 CO3 + CO2 + H2O * Nhiệt phân muối cacbonat (CO32-) : * NX: Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) bị phân huỷ nhiệt t PƯ: M2(CO3)n M2On + CO2 t VD: CaCO3 CaO + CO2 * Lưu ý: - Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat hiđrocacbonat không thuộc phản ứng oxi hoá - khử - Phản ứng nhiệt phân muối FeCO3 không khí có pư: t FeCO3 FeO + CO2 t 4FeO + O2 2Fe2O3 d/ Nhiệt phân muối chứa oxi clo: * NX: Tất muối chứa oxi clo bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ nung nóng phản ứng phân huỷ thuộc phản ứng oxi hoá - khử VD1: t 2NaClO 2NaCl + O2 (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử) VD2: Phản ứng nhiệt phân muối KClO3 xảy theo hướng 400 C 4KClO3 KCl + 3KClO4 600 C 2KClO3 2KCl + 3O2 (2) xt:MnO VD3: (1) (Phản ứng tự oxi hoá - khử) (phản ứng oxi hoá nội phân tử) t 2CaOCl2 2CaCl2 + O2 e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO42-): * NX: - Nhìn chung muối sunfat khó bị phân huỷ nhiệt so với muối khác - Nguyên nhân: Do liên kết ion SO42- bền: - Phản ứng: + Các muối sunfat kim loại từ: Li đến Ba (Li; K; Ba; Ca; Na) khó bị nhiệt phân Ở nhiệt độ cao chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng) + Các muối sunfat kim loại khác bị nhiệt phân nhiệt độ cao (>10000C) 0 t cao 2M2 (SO4)n 2M2On + 2nSO2 + nO2 PƯ: VD: (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử) t cao 2MgSO4 2MgO + 2SO2 + O2 f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO32-): * NX: Các muối sunfit bền nhiệt, dễ bị phân huỷ nung nóng: PƯ: t 4M2 (SO3)n 3M2(SO4 )n + M2Sn (thuộc phản ứng tự oxi hoá - khử) 3- g/ Nhiệt phân muối photphat (PO4 ): NX: Hầu muối photphat bền với nhiệt không bị nhiệt phân t0cao B- BÀI TẬP PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN Câu 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại hóa trị 2, thu 6,8 gam chất rắn khí X Lượng khí X sinh cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu sau phản ứng (cho H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23) A 6,3 gam B 6,5 gam C 5,8 gam D 4,2 gam Câu 2: Khi nung hỗn hợp chất Fe(NO3)2; Fe(OH)3 ; FeCO3 không khí đến khối lượng không đổi, thu chất rắn là: A FeO B Fe3O4 C Fe D Fe2O3 Câu 3: Thu chất đun nhẹ muối amoni nitrit? B N2 O; H2O C H2; NH3; O2 D H2; N2; H2 O A N2; H2O Câu 4: Nhiệt phân hoàn toàn muối amoni axit cacbonic sau dẫn toàn sản phẩm vào 50 gam dung dịch H2SO4 19,6 % đủ tạo muối trung hoà có nồng độ 23,913% Công thức khối lượng muối ban đầu là: B (NH4 )2CO3; 11,5 gam A (NH4 )2CO3; 9,6 gam C NH4HCO3; 9,6 gam D NH4HCO3 ; 11,5 gam Câu 5: Đem nung nóng m gam Cu(NO3)2 thời gian dừng lại, làm nguội đem cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu Khối lượng muối Cu(NO3)2 bị nhiệt phân là: A 1,88 gam B 9,4 gam C 0,47 gam D 0,94 gam Câu 6: Tiến hành nung 6,06g muối nitrat kim loại kiềm thu 5,1g muối nitrit Hỏi muối nitrat kim loại đem phân hủy ? A Na B K C Cs D Rb Câu 7: Nung 316g KMnO4 thời gian thấy lại 300g chất rắn Vậy phần trăm KMnO4 bị nhiệt phân là: A 50% B 40% C 30% D 25% Câu 8: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp MgCO3; CaCO3 cho toàn khí thoát (khí A) hấp thụ vừa hết dung dịch Ca(OH)2 thu kết tủa B dung dịch C Hỏi A, B, C chất gì? B CO2; CaCO3; Ca(HCO3)2 A CO; CaCO3; Ca(HCO3)2 C CO; Ca(HCO3)2 ; Ca(OH)2 D CO2; Ca(HCO3)2, CaCO3 Câu 9: Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam muối nitrat kim loại R sau phản ứng ta thu gam chất rắn Xác định công thức phân tử muối B Mg(NO3)2 C Cu(NO3)2 D Trường hợp khác A AgNO3 Câu 10: Khí oxi thu nhiệt phân chất: H2 O2, KMnO4, KClO3, KNO3 Khi nhiệt phân 10 gam chất trên, thể tích khí oxi thu điều kiện tiêu chuẩn lớn là: A KNO3 B KMnO4 C H2O2 D KClO3 Câu 11: Đem nung 1,50 gam muối cacbonat kim loại khối lượng không đổi, thu 268,8 cm3 khí cacbon đioxit (đktc) Kim loại muối cacbonat là: A Zn B Mn C Ni D Ca Câu 12: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3, phần lại tạp chất trơ Nung m gam đá thời gian thu chất rắn nặng 0,78m gam Hiệu suất phân huỷ CaCO3 : A 58,8% B 65% C 78% D 62,5% Câu 13: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp muối NH4HCO3 ; (NH4)2CO3 thu hỗn hợp khí CO2 chiếm 30% thể tích tỉ lệ số mol NH4HCO3; (NH4)2CO3 theo thứ tự : A 3:1 B 1:2 C 2:1 D 1:1 Câu 14: Nhiệt phân hoàn toàn 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO3)2 Mg(NO3 )2 đến khối lượng không đổi sau phản ứng phần chất rắn giảm 3,24 gam Thành phần % khối lượng muối hỗn hợp ban đầu là: A 50% 50% B 47,34% 52,66% C 71,76% 28,24% D 60% 40% Câu 15: Nung nóng hoàn toàn 27,3 gam hỗn hợp NaNO3; Cu(NO3)2 Hỗn hợp khí thoát dẫn vào nước dư thấy có 1,12 lít khí (đktc) không bị hấp thụ (lượng O2 hoà tan không đáng kể) Khối lượng Cu(NO3)2 hỗn hợp ban đâu là: A 8,6 gam B 18,8 gam C 28,2 gam D 4,4 gam Câu 16: Nhiệt phân hoàn toàn m gam Cu(NO3)2 thu 0,56 lít hỗn hợp khí X (đktc) chất rắn Y Giá trị m là: A gam B gam C 9,4 gam D 1,88 gam