Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT

Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT Chuyên đề ôn thi HSG môn hóa Nhiệt phân muối Ôn thi hsg Hóa THCS và THPT

(Chuyên đề: Nhiệt phân muối) 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 hố - 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 khơng 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: PƯ: t 2M(OH)n  → M2On + nH2O (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba) * Lưu ý: + Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)2 có mặt khơng khí: t → 2Fe2O3 + 4H2O 4Fe(OH)2 + O2  + 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 khơng có tính oxi hố) * TH1: Nếu anion gốc axit muối khơng có tính oxi hố (VD: X-; PO43-; CO32- ) PƯ: t (NH4)nA  → nNH3 + HnA : Khơng thuộc phản ứng oxi hố khử t VD: NH4Cl (rắn)  → NH3 (k) + HCl (k) * TH2: Nếu anion gốc axit muối có tính oxi hố (VD: NO3-; NO2- ; Cr2O42- ) sản phẩm phản ứng khơng phải NH3 axit tương ứng: (Thầy Đỗ Ngọc Kiên – 0948206996) – Victory loves preparation Page (Chuyên đề: Nhiệt phân muối) VD: t NH4NO3  → N2O + 2H2O (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: K Ba Ca Na Mg Muối sunfit + O2 VD: Al Zn TH2 Fe Co Ni Sn Oxi + NO2 + O2 Pb H2 TH3 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 mơi trường khơng có khơng khí: Có phản ứng: t 2Fe(NO3)2  → 2FeO + 4NO2 + O2 (1) t 4FeO + O2  (2) → 2Fe2O3 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  → Na2CO3 + 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 khơng thuộc phản ứng oxi hố - khử (Thầy Đỗ Ngọc Kiên – 0948206996) – Victory loves preparation Page (Chuyên đề: Nhiệt phân muối) - Phản ứng nhiệt phân muối FeCO3 khơng 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 t VD1: 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 (1) > 600 C 2KClO3 → 2KCl + 3O2 xt :MnO (2) (Phản ứng tự oxi hoá - khử) (phản ứng oxi hoá nội phân tử) t VD3: 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) PƯ: VD: t cao 2M2(SO4)n  → 2M2On + 2nSO2 + nO2 (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 bao nhiêu? Hướng dẫn BTKL: RCO3 → RO + CO2 Vậy: mCO2 = 6,6g → nCO2 = 0,15 → k = nOH-/nCO2 = 0,5 → tạo muối NaHCO3: 0,15 (BTNTC)→ m = 12,6g nCO2 = 0,15 nNaOH = 0,075 Câu 2: 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: (Thầy Đỗ Ngọc Kiên – 0948206996) – Victory loves preparation Page (Chuyên đề: Nhiệt phân muối) Hướng dẫn Pt: Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + 0,5O2 x→ 2x 0,5x Khối lượng giảm = m(NO2 + O2) → 46.2x + 32.0,5x = 0,54 → x = 0,005 → mCu(NO3)2 = 0,94g Câu 3: Khí oxi thu nhiệt phân chất: H2O2, KMnO4, KClO3, KNO3 Khi nhiệt phân 10 gam chất trên, thể tích khí oxi thu điều kiện tiêu chuẩn lớn là: Hướng dẫn  H 2O2 : 2,94  KMnO : 0, 63  Số mol  → KClO3 KClO : 0,82   KNO3 : 0, 99 Câu 5: Đem nung 1,50 gam muối cacbonat kim loại khối lượng khơng đổi, thu 268,8 cm3 khí cacbon đioxit (đktc) Xác định kim loại Hướng dẫn  M (CO3 ) n :1,5 g 0, 012 0, 012 → BTNTC : nM (CO3 ) n = → (2 M + 60n) = 1,5 → M = 32,5n → M : Zn(65)  n n CO2 : 0, 012 Câu 6: 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 : Hướng dẫn m(g) đá có 80% CaCO3 → mCaCO3 = 0,8m(g) BTKL: mCO2 = m – 0,78m = 0,22m → nCO2 = 0,005m (mol) → nCaCO3phân hủy = 0,005m → mCaCO3phân hủy = 0,5m(g) → H% = 62,5% Câu 7: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp muối NH4HCO3; (NH4)2CO3 thu hỗn hợp khí CO2 chiếm 30% thể tích Vậy tỉ lệ số mol NH4HCO3; (NH4)2CO3 theo thứ tự : Hướng dẫn Không tính tổng qt tốn, ta giả sử số mol NH4HCO3: 1(mol) ; (NH4)2CO3: x (mol) Pt: NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O 1→ 1 (NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O x 2x x x  NH :1 + 2x  Sau phản ứng CO2 :1 + x → %V (CO2 ) = 30% → + x = 30%.(3 + 4x) → x = 0,5 → Tỉ lệ: :  H O :1 + x  Câu 8: Nhiệt phân hoàn toàn 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO3)2 Mg(NO3)2 đến khối lượng khơng đổi sau phản ứng phần chất rắn giảm 3,24 gam Thành phần % khối lượng muối hỗn hợp ban đầu là: Hướng dẫn BTKL: mRắn giảm = m(NO2+O2) Giả sử nO2 = x → nNO2 = 4x → 32.x + 46.4x = 3,24 → x = 0,015 Cu ( NO3 )2 : a 188a + 148b = 5, 24 a = 0, 02 → → → 71, 76% / 28, 24%   Mg ( NO3 )2 : b 2a + 2b = 0, 06( BTNT : N ) b = 0, 01 (Thầy Đỗ Ngọc Kiên – 0948206996) – Victory loves preparation Page (Chuyên đề: Nhiệt phân muối) Câu 9: Nung nóng hồn tồn 27,3 gam hỗn hợp NaNO3; Cu(NO3)2 Hỗn hợp khí dẫn vào nước dư thấy có 1,12 lít khí (đktc) khơng bị hấp thụ (lượng O2 hồ tan khơng đáng kể) Khối lượng Cu(NO3)2 hỗn hợp ban đâu là: Hướng dẫn Pt: NaNO3 → NaNO2 + 0,5O2 x→ 0,5x Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + 0,5O2 y→ 2y 0,5y 2NO2 + 0,5O2 + H2O → 2HNO3 2y→ 0,5y Vậy: 0,5x = 0,05 → x = 0,1 → y = 18,8(g) Câu 10: Hỗn hợp A gồm muối Cu(NO3)2, Fe(NO3)3, Mg(NO3)2 O chiếm 55,68% khối lượng Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch chứa 50 gam muối A, lọc kết tủa thu đem nung đến khối lượng khơng đổi thu m gam oxit Tính m Hướng dẫn mO = 55,68% 50 = 27,84g → nO = 1,74 → BTNT O: nNO3 = 1,74:3 = 0,58 Pt: 2NO3- → O2- + 2NO2 + 0,5O2 0,58→ 0,29 Oxit = Kim loại + O2- = (50 – mNO3) + 16.0,29 = 18,68g Câu 11: Cho hỗn hợp X gồm KCl KClO3 Người ta cho thêm 10 gam MnO2 vào 39,4 gam hỗn hợp X thu hỗn hợp Y Nung Y nhiệt độ cao chất rắn Z khí P Cho Z vào dung dịch AgNO3 lấy dư thu 67,4 gam chất rắn Lấy 1/3 khí P sục vào dung dịch chứa 0,5 mol FeSO4 0,3 mol H2SO4 thu dung dịch Q Cho dung dịch Ba(OH)2 lấy dư vào dung dịch Q thu m gam kết tủa Biết phản ứng xảy hồn tồn Tính m Hướng dẫn   MnO2 :10 g + AgNO3 → Ran : 67, g    KCl : x  Z   AgCl : 0, 4(mol ) 39, g   t0 →   KClO3 : y  10 gMnO ↑ P +  FeSO4 : 0,5 → ddQ  + Ba ( OH ) → ↓: m( g )    H SO : 0,3   74,5 x + 122,5 y = 39,  x = 0, → nKClO3 = 0,2 → nO2 (P) = 0,3 → 1/3P là: 0,1 (mol) →  x + y = 0, 4( BTNT : Cl )  y = 0, Ta có:  Pt: 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 → 2Fe2(SO4)3 + 2H2O ←0,1 0,4 Dư: 0,1  Fe(OH )3 : 0,  m(g) kết tủa gồm  Fe(OH )2 du : 0,1 → m = 238, g  BaSO : 0,8  Câu 13: Nung hỗn hợp gồm 15,8 gam KMnO4 24,5 gam KClO3 thời gian thu 36,3 gam hỗn hợp Y gồm chất Cho Y tác dụng với dung dịch HCl đặc dư đun nóng lượng khí clo sinh hấp thụ vào 300 ml dung dịch NaOH 5M đun nóng thu dung dịch Z Cô cạn Z chất rắn khan (các phản ứng xảy hoàn toàn) Khối lượng chất rắn thu (Thầy Đỗ Ngọc Kiên – 0948206996) – Victory loves preparation Page (Chuyên đề: Nhiệt phân muối) Hướng dẫn   NaCl + NaOH :1,5 Cl2 → Z   NaOHdu   KMnO4 : 0,1 t  + HCl  → hhY : 36, g  →  H 2O   KClO3 : 0, ddT   BTKL: m(KMnO4+KClO3) = mY + mO2 → mO2 = (15,8+24,5) – 36,3 = → nO2 = 0,125  K + : 0,3  ddT  Mn 2+ : 0,1 → a = 0, Nguyên tố O Y hết vào H2O Cl − : a  BTNT O: nO(hh ban đầu) = nO(O2 đi) + nO(H2O) → nH2O = 0,75 → BTNT H: nHCl = 1,5  NaCl :1, → m = 82, g  NaOHdu:0,3 BTNT Cl: nCl(hh đầu) + nCl(HCl) = nCl(Cl2) + nCl(T) → nCl2 = 0,6 →  Câu 14: Cho 0,5 mol Mg 0,2 mol Mg(NO3)2 vào bình kín khơng có oxi nung nhiệt độ cao đến phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp chất rắn X Hỗn hợp chất rắn X tác dụng với với nhiều 500 ml dung dịch Fe(NO3)3 có nồng độ aM Tính giá trị a Hướng dẫn (Thầy Đỗ Ngọc Kiên – 0948206996) – Victory loves preparation Page ... 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... 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... * 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