CHUYÊN ĐỀ: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH – THỰC HIỆN CHUỖI – ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT I/ LÝ THUYẾT: A VIẾT PHƯƠNG TRÌNH, THỰC HIỆN CHUỖI * Mối quan hệ loại hợp chất vô Kim loại Oxit bazơ Bazơ Phi kim Muối Oxit axit Axit Kim loại muối Hai muối * Cần nắm vững tính chất hóa học loại hợp chất vô sơ đồ chuyển hóa đây: - Kim loại Oxit bazơ Bazơ (kiềm) Muối (1) Muối (2) Axit - Kim loại Muối Bazơ (không tan) Oxit Muối - Kim loại Bazơ Oxit Muối Kim loại - Phi kim Oxit axit Muối axit Muối trung hòa - Riêng phản ứng trao đổi cần sử dụng thành thạo bảng tính tan Xác định chất kết tủa chất khí - Khi viết phản ứng đặc biệt cần ý đến điều kiện phản ứng (nếu có) sau cân cần kiểm tra lại * Dãy hoạt động hóa học kim loại: Li , K , Ba , Ca , Na , Mg , Al , Zn , Fe , Cd , Ni , Sn , Pb , (H) , Cu , Ag , Hg , Pt , Au + Theo chiều từ trái qua phải mức độ hoạt động kim loại giảm dần + Kim loại (đứng trước Mg) tác dụng với nước nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ giải phóng khí H2 + Trừ kim loại đứng trước Mg dãy hoạt động hóa học Những kim loại hoạt động hóa học mạnh đẩy kim loại hoạt động yếu khỏi dung dịch muối chúng + Những kim loại đứng trước (H) dãy hoạt động hóa học kim loại phản ứng với dung dịch axit loãng, kim loại đứng sau (H) không tác dụng với dung dịch axit loãng * Một số trường hợp khác lưu ý: + Khi cho kim loại kiềm vào dung dịch muối trước tiên kim loại kiềm tác dụng với nước trước tạo hidroxit kim loại (bazơ), sau hidroxit kim loại tác dụng với muối + Khi cho kim loại (tác dụng với nước nhiệt độ thường) vào dung dịch axit trước tiên kim loại tác dụng với axit, sau tác dụng với nước + Hidroxit lưỡng tính tác dụng với dung dịch axit dung dịch kiềm Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O + Phản ứng tạp phức tan số hidroxit kim loại muối với dung dịch NH3 như: Cu(OH)2; Zn(OH)2 ; AgCl dung dịch NH3 dư kết tủa tạo thành tan trình tạo phức Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2 (Phức tan màu xanh) + Một số hidroxit kim loại không bền như: AgOH; Hg(OH)2 dễ bị phân hủy nhiệt độ thường tạo thành oxit tương ứng Ag 2O, HgO (màu đen) 2AgOH Ag2O +H2O; sau Hg(OH)2 bị phân hủy Hg(OH)2 HgO + H2O + Muối axit axit mạnh tác dụng với dung dịch muối axit yếu tạo thành muối trung hòa axit mạnh axit yếu không bền 2NaHSO4 + Na2SO3 2Na2SO4 + SO2 + H2O 2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 BaSO4 + Na2SO4 + 2SO2 + 2H2O B ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT: Là dạng toán từ nguyên liệu cho sẵn, trình bày phương pháp để điều chế chất cần thiết cách sử dụng phương trình hóa học biến đổi PHƯƠNG PHÁP: Áp dụng tính chất hóa học chất đầu cho sẵn (nguyên liệu) chọn hóa chất phù hợp điều chế chất (nguyên tố) có nguyên liệu chất trạng thái rắn, lỏng, khí Rồi sử dụng phương pháp vật lí để tách, lọc, chưng cất, chiết, chất cần thiết * Các dạng điều chế - Dạng 1: Điều chế chất sử dụng hóa chất - Dạng 2: Điều chế chất mà không sử dụng hóa chất LƯU Ý: - Cần ý đến điều kiện toán có dùng thêm hóa chất khác hay không, điều kiện trình điều chế đầy đủ chưa - Hiệu suất trình điều chế phải đạt >80% (cần đủ lớn) - Cần nắm rõ sơ đồ liên hệ hợp chất vô cơ, kim loại, tính chất riêng chất… * Một số lưu ý: 1/ Bazơ tác dụng với oxit lưỡng tính: 2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O 2KOH + ZnO K2ZnO2 + H2O 2/ Bazơ tác dụng với hidroxit lưỡng tính: NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 Ba(AlO2)2 + 4H2O 3/ Bazơ tác dụng với Al, Zn: 2KOH + 2Al + 2H2O 2KAlO2 + 3H2 2NaOH + Zn Na2ZnO2 + H2 4/ Muối tác dụng với kim loại: Khi Fe phản ứng với dung dịch AgNO phản ứng xảy theo chiều: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (*) - Nếu dư Fe phản ứng (*) dừng lại - Nếu dư AgNO3 xảy phản ứng Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag 5/ Oxit (của kim loại đứng sau Al) tác dụng với chất khử H 2, Co, C, Al… FeO + CO Fe + CO2 6/ Điện phân nóng chảy muối clorua (từ K đến Al dãy HĐHH kim loại) điện phân nóng chảy 2NaCl 2Na + Cl2 Riêng Al2O3 điện phân nóng chảy điện phân nóng chảy 2Al2O3 4Al + 3O2 7/ Từ NaAlO2 thành Al(OH)3 sử dụng NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O 4Al(OH)3 + 3NaCl 8/ Những phương trình phản ứng đặc biệt - Từ FeCl2 tạo FeCl3 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 - Từ FeSO4 thành Fe2(SO4)3 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O - Từ FeCl3 thành FeCl2 2FeCl3 + Cu 2FeCl2 + CuCl2 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 - Từ Fe(OH)2 thành Fe(OH)3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 (*) Như nung Fe(OH)2 không khí thu Fe2O3 xảy phản ứng (*) phản0 ứng t 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O Do muốn chuyển Fe(OH)2 thành FeO phải nung Fe(OH)2 điều kiện chân không t Fe(OH)2 FeO + H2O * Một số phản ứng đặc biệt cần lưu ý: FeS + 2HCl FeCl2 + H2S Cl2 + NaOH NaCl + NaClO + H2O 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 Ca(OH)2 + Al2O3 Ca(AlO2)2 + H2O Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + SO2 + H2O 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O Ba(OH)2 + NH4HSO4 BaSO4 + NH3 + 2H2O 2CO2 + Ba(AlO2)2 + 4H2O 2Al(OH)3 + Ba(HCO3)2 2Fe + 6H2SO4(đ) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Fe + 4HNO3(đ) Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3M + 4nHNO3 3M(NO3)n + nNO + 2nH2O 3M + 2nH2SO4(đ) M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O II/ BÀI TẬP VẬN DỤNG: Bài 1: Viết phương trình phản ứng khác để điều chế CO2 Hướng dẫn: t CaCO3 CaO + CO2 CaCO3 + 2HCl 0 CaCl2 + CO2 + H2O t CuO + CO Cu + CO2 t 2CO + O2 2CO2 t0 Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O t0 C + O2 CO2 Ca(HCO3)2 + 2HCl CaCl2 + 2CO2 + H2O Bài 2: Từ NaCl, CaCO3, H2O, không khí điều kiện cần thiết khác, viết phương trình phản ứng điều chế: NH3, Na2CO3, NaOH, nước Javen, Clorua vôi Hướng dẫn: Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn thu NaOH nguyên liệu H2, Cl2 điện phân dung dịch 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 màng ngăn xốp Sục khí Cl2 vào dung dịch NaOH nước Javen Cl2 + NaOH NaCl + NaClO + H2O Nung CaCO3 0thu CO2, lấy vôi sống điều chế clorua vôi t CaCO3 CaO + CO2 CaO + H2O Ca(OH)2 Cl2 + Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O Hóa lỏng không khí chưng cất phân đoạn thu N2 Cho N2 phản ứng với H2 nhiệt độ cao 2N2 + 3H2 2NH3 Cho CO2 phản ứng với NaOH dư CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O Bài 3: Viết phương trình hóa học theo sơ đồ chuyển hóa sau: C (7) CO2 (1) (6) (4) (8) A CO2 (5) CaCO3 Ca(HCO3)2 (3) (2) B Hướng dẫn: (1) CaCO3 + HCl 0 CaCl2 + CO2 + H2O t (2) CO2 + C 2CO t0 (3) 2CO + O20 2CO2 t (4) CaCO3 CaO + CO2 (5) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (6) CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (7) Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O (8) CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Bài 4: Viết phương trình hóa học phản ứng xảy thí nghiệm sau: Cho sắt dư vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dung dịch A Cho A vào dung dịch NaOH dư kết tủa B Lọc kết tủa B nung không khí đến khối lượng không đổi Hướng dẫn: 2Fe + 6H2SO4(đặc nóng) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 FeSO4 + 2NaOH Fe(OH) + Na2SO4 t0 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O III/ BÀI TẬP TỰ LUYỆN: Bài 1: Cho dãy chuyển hóa sau: Fe A B C Fe D E F D Xác định A, B, C, D, E, F Viết phương trình phản ứng Hướng dẫn: A: FeCl3 B: Fe(OH)3 C: Fe2O3 D: FeCl2 E: Fe(OH)2 F: FeSO4 Bài 2: Thay chữ công thức hóa học thích hợp hoàn thành phản ứng sau: A + H2SO4 B + SO2 + H2O B + NaOH C + Na2SO4 t0 C D + H2O t0 D + H2 A + H2 O A + E Cu(NO3)2 + Ag Hướng dẫn: A: Cu; B: CuSO4; C: Cu(OH)2; D: CuO; E: AgNO3 Bài 3: Cho Na vào dung dịch hỗn hợp CuSO4 Al2(SO4)3 thu khí A, dung dịch B kết tủa C Nung C chất rắn D Cho A dư qua D nung nóng chất rắn E Hòa tan E dung dịch HCl dư thấy E tan phần Viết phương trình phản ứng xảy Hướng dẫn: A: H2; B: Na2SO4, NaAlO2; C: Cu(OH)2; Al(OH)3 ; D: CuO, Al2O3; E: Cu; Al2O3 Bài 4: Từ nguyên liệu ban đầu quặng pirit sắt, muối ăn, không khí, H 2O thiết bị chất xúc tác cần thiết Viết phương trình phản ứng điều chế: FeSO4; Fe(OH)3; NaHSO4 Hướng dẫn: t 4FeS2 + 11O20 2Fe2O3 + 8SO2 t 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O H2SO4 điện phân 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2(SO4)3 + 6NaOH 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2O Bài 5: Viết phương trình hóa học xảy cho: a Hỗn hợp Na – Al vào nước b Ca vào dung dịch Na2CO3 c Ba vào dung dịch NaHSO4 d K vào dung dịch NH4NO3 e Na dung dịch AlCl3 Hướng dẫn: a 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 b Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaOH c Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 Ba(OH)2 + 2NaHSO4 BaSO4 + Na2SO4 + 2H2O d 2K + 2H2O 2KOH + H2 KOH + NH4NO3 KNO3 + NH3 + H2O e 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O Bài 6: Cho hỗn hợp A gồm: Al, Fe, Cu vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng khí B, dung dịch C, lại chất rắn D, lọc D Cho NaOH dư vào dung dịch C dung dịch E kết tủa F Lấy F nung không khí đến khối lượng không đổi Sục khí CO dư vào dung dịch E Viết tất phương trình phản ứng xảy Hướng dẫn: - 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 - NaOH + HCl NaCl + H2O FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O - 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O - CO2 + NaOH NaHCO3 CO2 + 2H2O + NaAlO2 Al(OH)3 + NaHCO3 Bài 7: Thay chữ công thức hóa học thích hợp hoàn thành phản ứng sau: A + O2 B + C B + O2 D D + E F D + BaCl2 + E G + H F + BaCl2 G + H H + AgNO3 AgCl + I I + A J + F + NO + E I + CJ + E J + NaOH Fe(OH)3 + K Hướng dẫn: A: FeS2 FeS; B: SO2; C: Fe2O3 D: SO3; E: H2O; F: H2SO4 G: BaSO4; H: HCl; I: HNO3; J: Fe(NO3)3; K: NaNO3 Bài 8: Viết phương trình phản u71nh cho sơ đồ sau A B R + dung dịch HCl C D E R chất rắn khác nhau; A, B, C, D, E chất khí Phân loại chất (A, B, C, D, E) theo chất vô học Hướng dẫn: - R: MnO2; Zn; CaCO3; CaSO3; FeS - A: Cl2; B: H2; C: CO2; D: SO2; E: H2S - Phân loại: + Phi kim: H2; Cl2 + Oxit axit: SO2; CO2 + Axit: H2S Bài 9: Nung nóng Cu không khí, sau thời gian chất rắn A Hòa tan chất rắn A H2SO4 đặc nóng (vừa đủ) dung dịch B khí C có mùi xốc Cho Natri kim loại vào dung dịch B thu khí G kết tủa M; cho khí C tác dụng với dung dịch KOH thu dung dịch E, E vừa tác dụng với dung dịch BaCl2 vừa tác dụng với dung dịch NaOH Hướng dẫn: A: CuO, Cu dư; B: CuSO4; C: SO2; G: H2; M: Cu(OH)2; E: KHSO3, K2SO3 Bài 10: Trong công nghiệp người ta điều chế CuSO4 cách ngâm Cu kim loại dung dịch H2SO4 loãng sục oxi liên tục Cách làm có lợi hòa tan Cu H2SO4 đặc nóng hay không? Tại sao? Hướng dẫn: Cách 1: 2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O Cách 2: Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O Với cách làm có lợi tiết kiệm H2SO4, không gây ô nhiễm môi trường… Bài 11: Cho sơ đồ phản ứng sau: A + B C + D C + E F + G F + H I + J t0 J K + H t0 K + D A + H A + LM + D Biết C muối clorua sắt; lấy 1,27g C tác dụng với dung dịch AgNO dư thu 2,87g kết tủa Xác định chất tương ứng với chữ hoàn thành phương trình phản ứng theo sơ đồ Hướng dẫn: Gọi công thức phân tử sắt clorua FeClx FeClx + xAgNO3 Fe(NO3)x + xAgCl (56+35,5x)g (143,5x)g 1,27g 2,87g (56+35,5x)2,87 = (143,5x)1,27 x = CTPT: FeCl2 A: Fe; B: HCl; C: FeCl2; D: H2; E: NaOH; F: Fe(OH)2; H: H2O; I: O2; J: Fe(OH)3; K: Fe2O3; L: H2SO4; M: FeSO4 Bài 12: Cho luồng khí CO dư qua hỗn hợp A gồm CuO, Fe 2O3, Al2O3 (t0 cao), sau phản ứng thu chất rắn B Cho B vào dung dịch NaOH dư, sau phản ứng lọc thu chất rắn C dung dịch D Từ C D điều chế kim loại A ban đầu Hướng dẫn: - Chất rắn B: Fe, Cu Al2O3 - Chất rắn C: Fe, Cu - Dung dịch D: NaAlO2, NaOH dư Từ chất rắn C điều chế kim loại Fe, Cu Ngâm dung dịch HCl, lọc (thu Cu), sau cho NaOH dư vào, lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi cho H2 qua Fe Từ D điều chế Al Sục CO2 dư vào, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi điện phân nóng chảy Al Bài 13: Cho hỗn hợp X gồm BaCO 3, Fe(OH)3, Al(OH)3, CuO, MgCO3 Nung X không khí đến khối lượng không đổi chất rắn A Cho A vào nước dư khuấy dung dịch B chứa chất tan phần không tan C Cho khí CO dư qua bình chứa C nung nóng hỗn hợp chất rắn E hỗn hợp khí D Cho E vào dung dịch AgNO3 thu dung dịch F hỗn hợp chất rắn Y Cho Y vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng thấy có khí bay Cho D dư vào dung dịch B kết tủa M dung dịch N Đun nóng dung dịch N kết tủa K khí G Viết tất phương trình hóa học xảy Biết phản ứng xảy hoàn toàn Hướng dẫn: A: BaO, MgO, Fe2O3, Al2O3; B: Ba(OH)2, Ba(AlO2)2; C: CuO, Fe2O3; E: Fe, Cu; D: CO2; F: Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2; Y: MgO, Ag; M: Al(OH)3; N: Ba(HCO3)2; K: BaCO3; G: CO2 Bài 14: Thay chữ công thức hóa học thích hợp hoàn thành phản ứng sau: t0 FeS2 + O2 A + B A + H2 S C + D C + E F G + t0NaOH H + I J Bt0 + D B +L E + D F + HCl G + H2S H + O2 + D J Hướng dẫn: A: SO2; B: Fe2O3; C: S; D: H2O; E: Fe; F: FeS; G: FeCl2; H: Fe(OH)2; I: NaCl; J: Fe(OH)3; L: H2 Bài 15: Viết phản ứng sơ đồ sau: (15) (14) NaAlO2 (13) (12) (1) Al (2) (6) (5) Al2S3 (3) Al2O3 AlCl3 (11) Al4C3 (8) (7) (9) (4) AlN Hướng dẫn: 1/ O2 2/ Điện phân nóng chảy 3/ Nhiệt phân Al(OH)3 (10) (16) 9/ NaOH 10/ H2O 11/ H2O 4/ N2 5/ S 6/ HCl 7/ Điện phân nóng chảy 8/ HCl 12/ NaOH+H2O 13/ CO2+H2O 14/ NaOH 15/ H2O 16/ C ... B ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT: Là dạng toán từ nguyên liệu cho sẵn, trình bày phương pháp để điều chế chất cần thiết cách sử dụng phương trình hóa học biến đổi PHƯƠNG PHÁP: Áp dụng tính chất hóa học chất. .. Dạng 1: Điều chế chất sử dụng hóa chất - Dạng 2: Điều chế chất mà không sử dụng hóa chất LƯU Ý: - Cần ý đến điều kiện toán có dùng thêm hóa chất khác hay không, điều kiện trình điều chế đầy đủ... chọn hóa chất phù hợp điều chế chất (nguyên tố) có nguyên liệu chất trạng thái rắn, lỏng, khí Rồi sử dụng phương pháp vật lí để tách, lọc, chưng cất, chiết, chất cần thiết * Các dạng điều chế