Tác dụng với dung dịch muối: Kim loại từ Mg trở về sau KL mạnh hơn có thể khử được ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do.. Ý nghĩa dãy điện hoá của kim loại[r]
(1)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc PHẦN I: SƠ LƯỢC PHẢN ỨNG OXI HĨA – KHỬ I Cách xác định hóa trị số oxi hóa:
1 Các xác định hóa trị:
a Điện hĩa trị: Trong hợp chất ion, hoá trị nguyên tố điện tích ion gọi điện hố trị ngun tố
Ví dụ NaCl hợp chất ion: tạo cation Na+ anion Cl-, natri có điện hố trị 1+, clo có điện hoá trị 1-
b Cộng hĩa trị: Trong hợp chất cộng hoá trị, hoá trị nguyên tố xác định số liên kết cộng hĩa trị nguyên tử nguyên tố phân tử gọi cộng hoá trị nguyên tố
VD:
H H - N - H
H :1, N:3
2 Cách xác định số oxi hóa:
*** Qui tắc 1: Số oxi hố ngun tố đơn chất khơng
Ví dụ: Số oxi hóa nguyên tố Cu, Zn, O… Cu, Zn, O2… baèng
*** Qui tắc 2: Trong phân tử, tổng số số oxi hố ngun tố khơng
Ví duï: NH3 : (-3).1+3.(+)1 =
***Qui tắc 3: Số oxi hoá ion đơn nguyên tử điện tích ion Trong ion đa ngun tử, tổng số số oxi hoá nguyên tố điện tích ion
Ví du 1: số oxi hĩa K, Ca, Cl, S K+, Ca2+, Cl-, S2- +1, +2, -1, -2 *** Qui tắc 4: Trong hầu hết hợp chất, số oxi hoá hidro +1, trừ số
trường hợp hiđrua kim loại ( NaH, CaH2…); Số oxi hoá oxi -2 trừ trường
hợp OF2, peoxit ( chẳng hạn H2O2…)
VD: - Tính số oxi hóa N hợp chất HNO3: 1.(+1) + 1.x + 3.(-2) = => x = +5
- Tính số oxi hóa N ion NH4+: 1.x + 4.(+1) = +1 => x = -3
II LẬP PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXI HĨA – KHỬ: Gồm bước:
B1 Xác định số oxi hố ngun tố Tìm ngun tố có số oxi hoá thay đổi B2 Viết trình làm thay đổi số oxi hố
Chất có oxi hoá tăng: Chất khử - nesố oxi hoá tăng
Chất có số oxi hố giảm: Chất oxi hố + mesố oxi hố giảm
B3 Xác định hệ số cân cho: số e cho = số e nhận
B4 Đưa hệ số cân vào phương trình, chất (Nên đưa hệ số vào bên phải
pt trước) kiểm tra lại theo trật tự : kim loại – phi kim – hidro – oxi
VD: Lập ptpứ oxi hóa-khử sau: Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2O + H2O O H O N NO Al O N H Al 2 3 3 ) ( 2 3 N e N e Al Al
=> Al H NO Al NO N O H2O
1 3 3 15 ) ( 30
8
(2)PHẦN II: TÍNH CHẤT HĨA HỌC CHUNG
CỦA MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ (phần bản).
1 Oxit:
- Oxit bazơ + H2O -> dd bazơ (đk: Ca, Ba, Na, K, Li) - Oxit bazơ + Axit -> Muối + H2O
- Oxit bazơ + oxit axit -> Muối (đk: Ca, Ba, Na, K, Li)
- Oxit bazơ + Chất khử -> Kim loại + Sản phẩm khử (Kim loại sau Al) (C; CO; Al, H2) (CO2; Al2O3; H2O)
- Oxit axit + H2O -> dd axit
- Oxit axit + dd bazơ -> Muối trung hòa + H2O - Oxit axit + dd bazơ -> Muối axit
- Oxit lưỡng tính + dd bazơ -> Muối + H2O VD: Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O
ZnO + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2O 2 Axit:
- Axit + Kim loại:
* Axit + Kim loại -> Muối + H2 (HCl; H2SO4loãng) (đứng trước H)
* Axit + Kim loại -> Muối + sp khử + H2O
(HNO3; H2SO4đặc) (Hóa trị cao nhất)
* HNO3 đặc nguội; H2SO4đặc nguội không tác dụng với Al; Fe
- Axit + Oxit bazơ -> Muối + Nước - Axit + Bazơ -> Muối + Nước
- Axit + Muối -> Muối + Axit mới (sp: ;) 3 Bazơ:
- dd bazơ + Oxit axit -> Muối trung hòa + H2O - dd bazơ + Oxit axit -> Muối axit
- Bazơ + Axit -> Muối + Nước
- dd bazơ+dd muối->Muối + Bazơ mới (sp: ;) - Bazơ không tan t0 > Oxit bazơ + H2O
- dd bazơ + Oxit lưỡng tính -> Muối + H2O - Dd bazơ + Bazơ lưỡng tính -> Muối + H2O
NaOH + Al(OH)3 -> NaAlO2 + 2H2O 4 Muối:
- dd Muối + Kim loại -> Muối + kim loại (Kim loại mạnh hơn kim loại muối)
- Dd Muối + axit -> muối + axit mới (sp: ;) - Dd muối+dd bazơ ->muối + bazơ mới (sp: ;) - Dd muối + dd muối -> muối mới (sp: ;)
- Muối bị nhiệt phân (xem phần III) 5 Kim loại:
(3)Lý thuyết vô - BD HSG Hóa học - Kim loại + oxi -> Oxit bazơ (trừ Ag, Au, Pt)
- Kim loại + Axit (xem phần II.2) - Kim loại + Muối (xem phần II.4)
- Kim loại lưỡng tính + dd bazơ -> Muối + H2 VD: 2Al + 2H2O + 2NaOH -> 2NaAlO2 + 3H2
Zn + 2NaOH(dd) -> Na2ZnO2 + H2 - Kim loại kiềm + H2O -> Kiềm + H2
III Một số phương trình phản ứng đặc biệt
- 2NaAlO2 + 3H2O + CO2 -t0 > Na2CO3 + 2Al(OH)3 - NH4Cl + NaOH -> NaCl + NH3 + H2O
- Nhiệt phân muối cacbonat:
+ Muối cacbonat t0 > Oxit bazơ + CO2 (Trừ muối Na, K) + Muối hidrocacbonat t0 > Muối cacbonat + H2O + CO2 - Nhiệt phân muối nitrat:
+ Muối nitrat kim loại đứng trước Mg: Muối nitrat t0 > Muối nitrit + O2 + Muối nitrat kim loại từ Mg đến Cu:
Muối nitrat t0 > Oxit bazơ + NO2 + O2 + Muối nitrat kim loại đứng sau Cu:
Muối nitrat t0 > Kim loại + NO2 + O2
- 3Cu + 4H2SO4 + 2KNO3 -> 3CuSO4 +2NO + K2SO4 + 4H2O - Nhiệt phân muối amoni:
+ Muối NH4 chứa gốc axit khơng có tính oxi hóa nhiệt phân tạo NH3
VD: NH4Cl t0 > NH3 + HCl NH4HCO3 t0 > NH3 + H2O + CO2
+ Muối NH4chứa gốc axit có tính oxi hóa nhiệt phân tạo N2, N2O H2O
VD: NH4NO3 t0 > N2O + H2O NH4NO2 t0 > N2 + 2H2O
- 4Fe(OH)2+O2+2H2O -t0->4Fe(OH)3 (nung Fe(OH)2trong kk)
=============================================================
ĐỐ VUI:
1. Kí hiệu chất vieát
Này thằng bé; bố, cha Tình cờ ghép lại thành
Nước nhỏ Châu Mĩ, đảo xa anh hùng? 2. Tên hiệu giống dáng nước Nam Hai họ người Việt ghép làm tên riêng
(4)PHẦN III: TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HĨA HỌC
CỦA MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ QUAN TRỌNG (phần nâng cao).
CLO
Là chất khí, màu vàng lục, độc, nặng khơng khí 2,5
I Tính chất hóa học: 1.Tác dụng với kim loại:
2M + nCl2 2MCln
(KL) (n: hóa trị cao cuûa M ) +1 -1
VD: 2Na + Cl2 2NaCl (Natri clorua)
2Fe +3Cl2 2FeCl3 (saét III clorua)
Cu + Cl2 CuCl2 (đồng clorua)
2 Tác dụng với H2: +1 -1
H2 + Cl2 2HCl
HCl H 2O dd HCl axit clohydrit 3 Tác dụng với H2O:
-1 +1
Cl2 + H2O HCl + HClO nước clo
Axit hipolorơ
HClO: axit yếu, có tính oxy hóa mạnh
HClO HCl + [O]
O + O O2
Tổng quát: 2Cl2 + 2H2O 4HCl + O2
4 Tác dụng với muối halogen:
-1 -1
Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2
-1 -1
Cl2 + 2NaI 2NaCl + I2 5 Tác dụng với dd bazơ:
- t0 thường: -1 +1
Cl2 + NaOH NaCl + NaClO + H2O
_t0 cao: -1 +5
3Cl2 + 6KOH 5KCl +KClO3 +3H2O
Kali clorat
6 Tác dụng với chất khác
Cl2 + 2H2O + SO2 -> H2SO4 + 2HCl
Cl2 + 2FeCl2 -> 2FeCl3 II Điều chế:
1 Trong phòng thí nghiệm:
_Chất oxy hóa mạnh:
KMnO4, K2Cr2O4, MnO2, KClO3… + HCl Cl2 +4 -1 +2
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O
(5)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 +5Cl2 +8H2O
+5 -1 -1
KClO3 +6HCl KCl + 3Cl2 + 3H2O
2 Trong công nghiệp:
2NaCl nóng chảy dp 2Na + Cl2
2NaCl +2H2O dpdd 2NaOH + H2 + Cl2
-
Hóa học vui:
NGUYÊN TỬ KHỐI CÁC NGUN TỐ
Hidro (H) (1)
Mười hai (12) cột Cacbon (C) Nitơ (N) mười bốn tròn (14) Oxi (O) trăng mười sáu (16) Natri (Na) hay láu táu Nhảy tót lên hai ba (23) Khiến Magiê (Mg) gần nhà Ngậm ngùi nhận hai bốn (24) Hai bảy(27) - Nhôm (Al) la lớn: Lưu huỳnh (S) giành ba hai (32)! Khác người thật tài:
Clo (Cl) ba lăm rưỡi (35,5) Kali (K) thích ba chín (39) Can xi (Ca) tiếp bốn mươi (40) Năm lăm (55) Mangan (Mn)cười: Sắt (Fe) năm sáu (56)! Sáu tư (64) - Đồng (Cu) cáu? Vì Kẽm(Zn) sáu lăm(65) Tám mươi(80)- Brôm(Br) nằm Xa Bạc (Ag) -một linh tám (108) Bari (Ba) buồn chán ngán: Một ba bảy (137) ích chi, Thua người ta cịn gì?
Thuỷ ngân (Hg) hai linh mốt (201)! Còn tôi: sau rốt…
(6)I Tính chất hóa học: a/ Là axit mạnh:
*Làm quỳ tím đổi màu
HCl H+ + Cl- Môi trường axit
*Tác dụng với kim loại đứng trước hydro, axit bazơ, bazơ muối +1 +2
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
+2 -2 +1 -1 +2 -1 +1 -2
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
+2 -2 +1 +1 -1 +2 -1 +1 -2
Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O
+2 +4 -2 +1 -1 +2 -1 +1 -2 +4 -2
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2
b/ Tính khử:
-1 -1
HCl : Cl Cl0 , Cl+1, Cl+3, Cl+5, Cl+7
+6 -1 -1 +3
K2Cr2O7 + 14HCl 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O
+4 -1 +2
PbO2 + 4HCl PbCl2 + Cl2 + H2O
II Điều chế hydro clorua:
a/Trong phòng thí nghiệm:
NaCL(tt.raén) + H2SO4 NaHSO4 + HCl
2NaCltt + H2SO4
t Na
2SO4 +2HCl
b/Trong công nghiệp: (phương pháp tổng hợp) H2 + Cl2
o
t HCl
III Muối clorua:
a/ Cơng thức tổng quát: MCln (n: hóa trị kl M) b/ Tính tan:
_Hầu hết tan, trừ{AgCl, PbCl2, CuCl}làtrắng
c/ Tính chất:
BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + HCl
CuCl2 + NaOH NaCl + Cu(OH)2
NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl
d/ Nhận biết ion Cl- : dùng ddAgNO3 AgCl trắng
HCl + AgNO3 HNO3 + AgCl
NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl
- ĐỐ VUI:
Tên hiệu giống trái mãng cầu, Đây kim loại phải đâu treo cành? Đố em, đố chị, đố anh:
Là gì? Ai biết? đáp nhanh chất gì?
(7)Lý thuyết vô - BD HSG Hóa học I Nứơc Javel:
1 Điều chế:
-1 +1
2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O
*Điện phân dd NaCl không vách ngăn:
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2
2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O
NaCl + H2O NaClO + H2
2 Tính chất ứng dụng: Tẩy trắng vải sợi , giấy, sát trùng , khử mùi
NaClO + H2O + CO2 NaHCO3 + HClO
3 Clorua voâi( CaOCl2):
-1 Cl Ca
+1 O Cl a Điều chế:
Cl2 + Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O
Cl2+ CaO CaOCl2
2Cl2 + 2Ca(OH)2 CaCl2 + Ca(OCl)2 + 2H2O
b Ứng dụng:
*Xử lý chất độc Cl
/
2Ca + H2O + CO2 CaCO3 + CaCl2 + 2HClO
\ O-Cl *Điều chế clo:
CaOCl2 + 2HCl CaCl2 + H2O + Cl2
4 Muoái clorat(KClO3 ) : a Điều chế:
-1 +5
3Cl2 + KOH
o
100 5KCl + KClO
3 + 3H2O
*Điện phân dd KCl 25% , 70 – 750C
6KCl + 6H2O 6KOH + 3H2 + 3Cl2
3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O
KCl + 3H2O KClO3 + 3H2
b Ứng dụng:
_Chế tạo thuốc nổ, sản xuất pháo hoa: 2KClO3 + 3S
o
t 3SO
2 + 2KCl
_Điều cheá oxy: KClO3
o t
MnO2
KCl + 3/2 O2
4KClO3
0
t KCl + 3KClO
4
FLO
(8)_Tác dụng với hầu hết kim loại _Với hydro
+1 -1
H2 + F2
250 2HF
_Phân tích nước nóng
-2 -1
2H2O + 2F2 4HF + O2 HF:
- Điều chế:
CaF2 + H2SO4 CaSO4 +2HF (hidro florua)
HF H 2O ddHF (axit flohidric)
- Axit flohidric axit yếu yếu so với HCl - Axit flohidric ăn mòn kim loại
4HF + SiO2 SiF4 + 2H2O (Silic tetraflorua)
- Muối HF muối florua: hầu hết tan, kể muối bạc florua (AgF) Các
muối florua độc
c Hợp chất chứa oxy Flo: (OF2)
_Độc, chất khí khơng màu
2F2 + 2NaOH 2NaF + H2O + OF2
_OF2 có tính oxy hóa mạnh
- Hóa học vui:
HỐ HỌC LÀ GÌ?
Là hố học nghĩa chai với lọ Là bình to, bình nhỏ …đủ thứ bình Là ống dài, ống ngắn xếp linh tinh
Là ống nghiệm, bình cầu xếp bên hình với bóng
***
Là hóa học nghĩa làm phản ứng, Cho bay hơi, ngưng tụ, thăng hoa Nào đun, gạn, lọc, trung hịa Oxi hố, chuẩn độ, kết tủa
***
Nhà Hoá học chấp nhận “đau khổ”: Đứng run chân, tay mỏi lắc, mắt mờ Nhưng tìm triệu chất bất ngờ
Khiến đời nghiêng bên Hố học…
BROM
(9)Lý thuyÕt v« c¬ - BD HSG Hãa häc
-1 -1
2NaBr + Cl2 2NaCl + Br2
+4 +6 +2
MnO2 + 2H2SO4 + 2KBr K2SO4+ MnSO4 + Br2 + 2H2O
3 Tính chất hóa học: a/ Tính oxy hoùa:
_Với kim loại:
+3 -1
2Fe + 3Br2 2FeBr3
+1 -1
2Al + 3Br2 2AlBr3
_Với hidro:
+1 -1
H2 + Br2 2HBr (hidro bromua)
_Với muối iotua (I-) :
-1 -1
Br2 + 2NaI 2NaBr- + I2
_Các chất khử khác: brom thể tính oxy hóa mạnh với chất khử khác:
+4 +6 -1
SO2 + 2H2O + Br2 H2SO4 + 2HBr
Màu đỏ khơng màu
b/ Tự oxy hóa khử:
_Với nước : yếu clo
-1 +1
Br2 + H2O HBr- + HBrO
(axit hipobromic) _Với dd bazơ:
-1 +1
Br2 +2 NaOH NaBr + NaBrO + H2O
c/ Tính khử: Khi tác dụng với chất oxy hóa mạnh +5 -1
3Cl2 + 6H2O + Br2 2HBrO3 +10HCl
OXH K axit bromic
4 Hợp chất Brom:
a Hidro Bromua- Axit Bromhidric (HBr):
PBr3 + 3H2O H3PO3 + 3HBr
(photpho tribromua)
_Khí hidro bromua (HBr) chất khí không màu HBr H2O dd HBr (axit bromhidric)
_Axit Bromhidric axit mạnh (mạnh axit clohidric), có tính khử mạnh axit clohdric
-1 +6 +4
2HBr +H2SO4 ñ Br2 + SO2 + 2H2O
-1 -2
2HBr + ½ O2 Br2 + H2O
(10)-_Hầu hết muối bromua tan trừ AgBr (kết tủa vàng nhạt)
2AgBras 2Ag + Br2
b Hợp chất chứa oxy brom:
HBrO HBrO3 HbrO4
a.hipobromo a.bromic a.pebromic tính axit độ bền
- Hóa học vui:
BÀI CA HỐ TRỊ I
Ka li (K), Ioát (I), Hidro (H),
Natri (Na) với Bạc (Ag), Clo (Cl) loài Là hoá trị (I) em ơi!
Nhớ ghi cho kĩ kẻo hoài phân vân Magiê (Mg), Kẽm (Zn) với Thuỷ ngân (Hg) Oxi (O), Đồng (Cu), Thiếc (Sn), thêm phần Bari (Ba)
Cuối thêm chữ Canxi (Ca) Hoá trị hai (II) nhớ có khó khăn?
Anh Nhơm (Al) hoá trị ba lần (III) In sâu vào trí cần nhớ
Cacbon (C), Silic (Si) Là hoá trị bốn (IV) chẳng ngày qn
Sắt (Fe) lúc hay phieàn?
Hai (II), ba (III) lên xuống nhớ liền thôi! Lại gặp Nitơ (N) khổ rồi!
Một (I), hai (II), ba (III), bốn (IV) thời lên năm (V) Lưu huỳnh (S) lúc chơi khăm:
Xuống hai (II), lên sáu (VI), lúc nằm thứ tư (IV) Phốt (P) nói đến khư khư
Hỏi đến hĩa trị năm (V) Em cố gắng học chăm Bài ca hoá trị suốt năm cần dùng!
IOT
1 Điều chế Iot:
-1 -1
(11)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc
Nhaân biết IOT: dùng hồ tinh bột hóa xanh
2 Tính chất vật lý:
_Iot tinh thể màu đen tím, sáng kim loại
_Khi đun nhẹ Iot biến thành màu tím thăng hoa
3 Tính chất hóa học: a/ Tính chất kim loại: +3 -1
2Al + 3I2 2AlI3 +2 -1
Fe + I2 FeI2 b/ Tính chất với hydro: +1 -1
H2 + I2 2HI
c/ Tính chất với hydro sunfua:
-2 -
H2S + I2 2HI + S
=> Kết luận: I2 có tính oxy hóa 4 Hợp chất Iot:
* Hydro Iotua – Axit Iot hydric: - HI bền nhiệt cả: 2HI H2 + I2
_Tan nhiều nước tạo thành dd có tính axit mạnh ( HI > HBr > HCl > HF ) _HI có tính khử mạnh ( > HBr )
-1 +6 -2
8HI + H2SO4(ñ) H2S + 4I2 + 4H2O
-1 +3 +2
2HI + 2FeCl3 2FeCl2 + I2 + 2HCl
*Muối Iotua:
_Là muối axit iot hydric
_Đa số Iotua dễ tan trừ PbI2 ( vàng ), AgI ( vàng sậm)
Ion Iotua bị Clo hay Brom oxy hóa 2NaI + Br2 2NaBr- + I2
* Kết luận : IOT có tính oxy hóa yếu
- ĐỐ VUI:
Huy chương đứng thứ ba Sao tên hiệu đặt bé trai Dẫn nhiệt, dẫn điện cao tài Là biết, đố đáp liền?
OXI
1/ Tính chất hĩa học: Oxi chất oxi hóa mạnh a) Tác dụng với hidro : 2H2 + O2
o t
(12)b) Tác dụng với kim loại (trừ Au, Pt…)
O2 + kim loại Oxit kim loại
Vd: 3Fe + 2O2
o t
Fe3O4
2Cu + O2 o t
2CuO (ñen)
c) Tác dụng với phi kim (trừ Halogen)
O2 + phi kim Oxit phi kim
Vd : C + O2 o t
CO2
S + O2 o t
SO2
4P + 5O2 o t
2P2O5
N2 + O2
o 2000 C
2NO
d) Tác dụng với oxit (của kim loại phi kim có số oxi hóa thấp)
VD: 2CO + O2 2CO2
2NO + O2 2NO2
2SO2 + O2 2SO3
6FeO + O2 2Fe3O4
e) Tác dụng với chất hữu cơ: VD: C2H2 + 5/2O2 2CO2 + H2O 2/ Điều Chế:
- Chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng
- Nhiệt phân : 2KClO3
o MnO t
2
2KCl + 3O2
2KMnO4
o t
K2MnO4 +MnO2 + O2
2KNO3 o t
2KNO2 + O2
3/ Dạng thù hình oxi: Ozôn (O3) - Có tính oxi hóa mạnh oxi:
4Ag + O2 2Ag2O ( nhiệt độ cao )
2Ag + O3 Ag2O + O2 (nhiệt độ thường)
- Tác dụng với dung dịch KI: phản ứng dùng để nhận biết O3 ( dùng dung dịch KI lẫn
hồ tinh bột )
2KI + O3 + H2O I2 + 2KOH + O2
HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH
1 HIDRÔSUNFUA (H2S) chất khử mạnh H2S lưu huỳnh có số oxi hoá thấp
nhất (-2), tác dụng hầu hết chất ơxihóa tạo sản phẩm ứng với số oxi hĩa cao
(13)Lý thuyết vô - BD HSG Hóa học
2H2S + 3O2
0 t 2H
2O + 2SO2 (dư ôxi, đốt cháy)
2H2S + O2t tthấp
2H2O + 2S(Dung dịch H2S khơng khí làm
lạnh lửa H2S cháy)
- TÁC DỤNG VỚI CLO tạo S hay H2SO4 tùy điều kiện phản ứng
H2S + 4Cl2 + 4H2O8HCl + H2SO4
H2S + Cl2 HCl + S (khí clo gặp khí H2S)
- DUNG DỊCH H2S CĨ TÍNH AXIT YẾU : Khi tác dụng dung dịch kiềm tạo muối axit muối trung hoà
H2S + NaOH 1:1 NaHS + H2O
H2S + 2NaOH 1::2 Na2S + 2H2O
2 LƯU HUỲNH (IV) OXIT cơng thức hóa học SO2, ngồi có tên gọi khác
lưu huỳnh dioxit hay khí sunfurơ, anhidrit sunfurơ
Với số oxi hố trung gian +4 (S4O2) Khí SO2 vừa chất khử, vừa chất oxi
hoá oxit axit *** SO2 LAØ CHẤT KHỬ (
4
S - 2e
6
S) Khi gặp chất oxi hố mạnh O2, Cl2, Br2 :
khí SO2 đóng vai trị chất khử
2S4O2 + O2 V2O5 4500 2SO3 O
S
2 + Cl2 + 2H2O 2HCl + H2SO
4 *** SO2 LAØ CHẤT OXI HOÁ (
4
S + 4e
0
S) Khi tác dụng chất khử mạnh
O S
4
2 + 2H2S 2H2O + S O S
2 + Mg MgO + S ***Ngoài SO2 oxit axit
SO2 + NaOH 1:1 NaHSO3 ( nSO
nNaOH 1)
SO2 + NaOH 1:2 Na2SO3 + H2O ( nSO
nNaOH )
Neáu 1<
2 nSO
nNaOH < tạo hai muối mol y SO Na mol x NaHSO : : 3
3 LƯU HUỲNH (VI) OXIT cơng thức hóa học SO3, ngồi cịn tên gọi khác lưu
huỳnh tri oxit, anhidrit sunfuric Là ôxit axit:
TÁC DỤNG VỚI H2O tạo axit sunfuric SO3 + H2O H2SO4 + Q
SO3 tan vô hạn H2SO4 tạo ôleum : H2SO4.nSO3
TÁC DỤNG BAZƠ tạo muối: SO3 + NaOH Na2SO4 + H2O
AXIT SUNFURIC VÀ MUỐI SUNFAT.
(14)a) H2SO4 loãng axit mạnh - Quỳ tím hóa đỏ
- Tác dụng với bazơ, oxit bazơ
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O
- Tác dụng với kim loại (trước H)
H2SO4 + Fe FeSO4 + H2
- Tác dụng với muối (sản phẩm có )
H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl
H2SO4 + Na2SO3 Na2SO4 + SO2 + H2O
H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + CO2 + H2O
b) H2SO4 đặc chất oxi hóa mạnh - Tác dụng với kim loại (trừ Au, Pt)
H2SO4 ñ + KL yếu (Cusau) SO2 + Muối sunfat(hóa trị cao KL) + H2O
H2SO4 đ + KL maïnh
SO
S H O
2 KL) H
2S
Muoái sunfat (hóa trị cao
VD: 2H2SO4 đ + Cu CuSO4 + SO2 + 2H2O
6H2SO4 ñ + 2Fe Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
4H2SO4 ñ + 2Al Al2(SO4)3 + S + 4H2O
5H2SO4 ñ + 4Mg 4MgSO4 + H2S + 4H2O
- Tác dụng với phi kim
2H2SO4 ñ + C CO2 + 2SO2 + 2H2O
2H2SO4 ñ + S 3SO2 + 2H2O
5H2SO4 đ + 2P 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O - Tác dụng với hợp chất khử : (H2S, HBr, HI, FeO)
H2SO4 ñ + H2S S + SO2 + 2H2O
H2SO4 đ + 2HBr Br2 + SO2 + 2H2O - Tính háo nước:
Vỏ bào, đường, … + H2SO4 đ C + H2SO4.nH2O II. MUỐI SUNFAT
- Muoái axit : NaHSO4 (Natri hiđrosunfat)
- Muối trung hòa : Na2SO4 (Natri sunfat)
- Hầu hết muối sunfat tan nước trừ BaSO4 (trắng), PbSO4 (trắng)
(15)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc
Nhận biết gốc sunfat (SO42-) : dùng dung dịch BaCl2 ( Ba(NO3)2 , Ba(OH)2 , …) có
hiện tượng trắng
H2SO4 ñ + BaCl2 BaSO4 + HCl
Na2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4 + 2NaNO3
(Traéng)
BaSO4 không tan axit
III. SẢN XUẤT H2SO4
4FeS2 + 11O2
o t
2Fe2O3 + 8SO2 + Q
2SO2 + O2
o V O ,450 C
2SO3 + Q
SO3 + H2O H2SO4
==============================================================
*** Hóa học vui:
DÃY HOẠT ĐỘNG HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI
K Na Ba Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au Khi Nào Bạn Cần May Áo Záp Phái Người Sang Phố Hỏi Cửa Hàng Á Phi Âu
Đố vui:
1 Tên hiệu có a sau Ba tên, ba chất kể mau chất gì? 2 Tên hiệu có a đầu Ba tên kim loại, kể mau chất gì? 3 Âm ba độ lạnh tê
Nó lại nóng chảy, lạ ghê chất gì? Chất nhanh đáp
Kim loại mà lỏng thật kì, bạn ơi? 4 Khí khơng biết
Tưởng anh ma trơi Bập bùng nghĩa địa Vào đêm tối trời?
NITƠ
I- TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Nitơ chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, nhẹ khơng khí; Hóa lỏng -196oC; Hóa rắn -210oC; Tan rấât nước (ở 20oC lit nước hịa tan 0,015 lit khí nitơ); Nitơ khơng trì cháy sống
(16)- Phân tử nitơ bền, trơ mặt hóa học - Ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động
- Nitơ có tính khử tính oxi hóa nhiên tính oxi hóa tính chất đặc trưng
1- Tính oxi hóa
a) Tác dụng với hidro
N2 + H2 NH3 H = -92 kJ
b) Tác dụng với kim loại tạo kim loại nitrua
Ở nhiệt độ thường nitơ tác dụng với kim loại Li
N2 + Li Li3N
Ở nhiệt độ cao nitơ tác dụng với số kim loại : Ca, Mg, Al …
N2 + Mg Mg3N2
2- Tính khử
Tác dụng với oxi:
Ở nhiệt độ 3000oC (hồ quang điện) nitơ kết hợp trực tiếp với oxi tạo nitơ monooxit
N2 + O2 NO H = +180 kJ
NO kết hợp với oxi khơng khí tạo khí nitơ đioxit màu nâu đỏ
2NO + O2 NO2
Các oxit khác nitơ N2O N2O3 N2O5 không điều chế từ phản ứng trực tiếp
giữa nitơ oxi
III Điều chế
a) Trong cơng nghiệp; Chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng
Sau loại CO2 nước, khơng khí hóa lỏng áp suất cao nhiệt
độ thấp
Nâng nhiệt độ đến -196oC N2 sơi lên tách
b) Trong phịng thí nghiệm: Đun nóng dung dịch bão hòa amoni nitrit dung
dịch hỗn hợp NaNO2 NH4Cl
NH4NO2 N2 + 2H2O
==============================================================
***Hóa học vui:
Cơ gái Nitơ
Em cô gái Nitơ Tên thật Azôt anh ngờ làm chi
(17)Lý thuyết vô - BD HSG Hóa học Cho dù không giống Oxygen
Thế em dịu hiền Nhà em chu kì
Có electron ngồi bao che Mùa đông mùa hè Nhớ ô thứ thăm em Bình thuờng em người quen Người ta bảo trầm
Cứ dịng họ khí trơ! Ai mà ngỏ ý làm ngơ đành
Tuổi em mười bốn xuân xanh Vội chi tính chuyện yến oanh làm
Thế năm tháng trơi Có anh bạn trẻ oxi gần nhà Bình thường anh chẳng lân la Nhưng giơng tố tới nhà tìm em
Gần lâu nên quen Nitơ oxit (NO) sinh liền
Khơng bền nên chất khí Bị oxi hoa liền tức Thêm nguyên tử oxi (NO2) Thêm màu nâu đậm,chất đậm hơn?
Bơ vơ sống cô đơn Thủy tề thấy bắt nhà
Gọi hoàng tử nước Ghép chồng vợ thật ác thay
(2NO2 +H2O=HNO3+HNO2) Hờn đau bốc khói lên đầy Nên tim em chịu chua cay bề
Đêm giông tố rét đêm Oxi chẳng gần kề bên em!
Vì dịng họ phi kim Cho nên cô bác hai bên bực
Oxi từ buồn tình Bỏ em đơn độc bơ vơ
(2NO= N2+O2) Em cô gái Nitơ
Lâu em mong chờ tình yêu
* * * * *
AMONIAC
I- TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Amoniac chất khí không màu, mùi khai xốc nhẹ không khí
- Tan nhiều nước (ở 20oC lit nước hòa tan 800 lit NH3)
- Dung dịch amoniac có tính bazơ
(18)1- Tính bazơ yếu
a) Tác dụng với nước
NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb = 1,8.10-5 b) Tác dụng với axit
2NH3 + HCl NH4 Cl (khói trắng) nhận biết NH3 phản ứng
NH3 + H+ NH4+
Kết luận: dd NH3 tác dụng với axit tạo muối amoni c) Tác dụng với dung dịch số muối
Al3+ + NH3 + H2O Al(OH)3 + 3NH4+
Fe2+ + NH3 + H2O Fe(OH)2 + 2NH4+ 3- Tính khử
a) Tác dụng với oxi
- Amoniac cháy với lửa màu lục nhạt NH3 + 3O2 N2 + H2O
- Khi có xúc tác hợp kim Pt Ir 850-900oC sản phẩm NO nước
4 NH3 + 5O2 4NO + H2O
b) Tác dụng với clo
2NH3 + 3Cl2 N2 + HCl
Có tạo thành “khói” trắng HCl kết hợp với NH3
III- ĐIỀU CHẾ
1- Trong phịng thí nghiệm: Cho muối amoni tác dụng với kiềm, đun nhẹ
2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3 + CaCl2 + 2H2O
2- Trong công nghiệp: Tổng hợp từ H2 N2
N2 (k) + H2(k) NH3(k)
Điều kiện tiến hành: nhiệt độ 450 – 500oC, áp suất 300-1000 atm, xúc tác sắt kim loại hoạt hóa hỗn hợp Al2O3 K2O (hiệu suất 20-25%)
==============================================================
*** Hóa học vui:
Thuật nhớ bảng hệ thống tuần hồn: " Hồng lặng bờ bắc
Có nhớ phương nam Nắng mai ánh sương phủ Song cửa không cài " Hoặc:
“Liễu Bên Bờ Che Ngang Ong Phấn Nắng Nàng May Áo Sau Phòng Sát Cạnh Ao Khung Cảnh Sầu Tư Vẫn Còn Mang Cư Dung Da Diết Anh Sầu Khổ”
MUỐI AMONI
I- TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Muối amoni hợp chất tinh thể ion, phân tử gồm cation amoni NH4+ anion
goác axit
- Dễ tan nước tạo dung dịch khơng màu
(19)Lý thut v« c¬ - BD HSG Hãa häc
* Tác dụng với dung dịch kiềm
(NH4)2SO4 + NaOH NH3 + Na2SO4 + H2O
NH4+ + OH- NH3 + H2O
* Tác dụng với dung dịch muối
NH4Cl + AgNO3 AgCl + NH4NO3
* Tác dụng với dung dịch axit
(NH4)2CO3 + HCl NH4Cl + H2O + CO2 2- Phản ứng nhiệt phân
a) Muối amoni tạo axit khơng có oxi
NH4Cl (r) o t
NH3(k)_ + HCl (k)
(NH4)2CO3 NH3 + NH4HCO3
NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O
NH4HCO3 dùng làm bột nở bánh
b) Muối amoni tạo axit có tính oxi hóa NH4NO2 N2 + H2O
NH4NO3 N2O + H2O
==============================================================
AXIT NITRIC VAØ MUỐI NITRAT
A- AXIT NITRIC: HNO3 I- TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- HNO3 tinh khiết chất lỏng không màu, bốc khói mạnh không khí ẩm
- Khối lượng riêng 1,53g/cm3; ts = 86oC
- Không bền lắm:
4 HNO3 NO2 + O2 + H2O
- Tan nước theo tỉ lệ
II- TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1- Tính axit
- Là axit mạnh nhất, dd HNO3 phân li hoàn toàn
HNO3 H+ + NO
3 Làm quỳ tím đổi màu đỏ
- Tác dụng oxit bazơ bazơ tạo thành muối nước
CuO + 2HNO3 Cu(NO3)2 + H2O
NaOH + HNO3 Na NO3 + H2O
- Tác dụng với muối tạo thành muối axit
CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2O
2- Tính oxi hóa
HNO3 axit có tính oxi hóa mạnh
a) Tác dụng với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết kim loại trừ vàng
bạch kim Phản ứng khơng giải phóng hidro
Tác dụng với kim loại yếu Cu , Ag HNO3 đậm đặc bị khử đến NO2
HNO3 loãng bị khử đến NO
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O
(20) Tác dụng với kim loại có tính khử mạnh Mg, Zn, Al HNO3 bị khử đến
N2O N2 ; HNO3 loãng bị khử đến NH3 (NH4NO3)
8Al+ 30HNO3 8Al (NO3)3 + 3N2O + 15H2O
5Mg + 12HNO3 5Mg (NO3)2 + N2 + H2O
4Zn+ 10HNO3 4Zn (NO3)2 +NH4NO3 + 3H2O
Fe, Al dễ tan dung dịch HNO3 lỗng bị thụ động hóa dung
dịch HNO3 đậm đặc nguội, tạo lớp oxit bền bề mặt kim loại
b) Tác dụng với phi kim: C, S, P…
Phi kim bị oxi hóa đến mức cao , phi kim bị khử đến NO2 NO tùy theo
nồng độ axit
C + HNO3 CO2 + NO2 + 2H2O
S + HNO3 H2SO4 + NO2 + H2O
c) Tác dụng với hợp chất: H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II) Nguyên tố bị oxi hóa lên mức cao
3 FeO + 10 HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O
3 H2S + HNO3 S + NO + H2O
III ĐIỀU CHẾ
1- Trong phòng thí nghiệm
Cho kali nitrat natri nitrat tác dụng với H2SO4 đậm đặc đun nóng
NaNO3(r) + H2SO4 HNO3 + NaHSO4
2- Trong công nghiệp
HNO3 sản xuất từ amoniac
Quá trình sản xuất qua ba giai đoạn
* Oxi hóa amoniac oxi khơng khí , to = 850-900oC; xúc tác hợp kim Pt Ir
4 NH3 + 5O2 4NO + H2O H =-907 kJ
* Oxi hóa NO thành NO2
2 NO + O2 NO2
* Chuyển hóa NO2 thành HNO3
4 NO2 + O2 + H2O HNO3 B- MUỐI NITRAT:
1- Tính chất vật lý
- Muối nitrat tan tốt nước chất điện li mạnh - Ion NO3- không màu
- Một số muối nitrat dễ bị chảy rữa như: NaNO3; NH4NO3
2- Tính chất hóa học
Muối nitrat bền với nhiệt
* Muối nitrat kim loại hoạt động mạnh phân huỷ thành muối nitrit
2 KNO3 KNO2 + O2
* Muối nitrat kim loại hoạt động mạnh phân huỷ thành oxit kim loại
2 Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2
* Muối nitrat kim loại hoạt động phân huỷ thành kim loại
2 AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2
3- Nhận biết ion nitrat: Cho dung dịch tác dụng với đồng v H2SO4
(21)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc
2NO + O2 2NO2 (nâu đỏ)
3Cu +8H+ + NO3- 3Cu2+ +2NO+ H2O
==============================================================
PHOT PHO
I- TÍNH CHẤT VẬT LÝ 1- Photpho trắng
- Chất rắn không màu vàng nhạt giống sáp, có cấu trúc mạng tinh the,å phân
tử mềm dễ nóng chảy, tnc = 44,1oC
- Không tan nước tan tốt dung môi hữu benzen, CS2, ete
- Rất độc, gây bỏng nặng rơi vào da; tự bốc cháy khơng khí nhiệt độ thường
2- Photpho đỏ
- Chất rắn dạng bột màu đỏ có cấu trúc polime
- Khơng tan dung môi thường, không độc, dễ hút ẩm chảy rữa
- Bền khơng khí nhiệt độ thường, bốc cháy 250oC
- Khi đun nóng khơng có khơng khí P đỏ chuyển hóa thành P trắng
II- TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Nhận xét : : Số oxh P :
-Tăng từ + , + : thể tính khử - Giảm từ - : thể tính oh
1- Tính oxi hóa
P tác dụng với kim loại mạnh : K, Na, Ca, Mg … tạo phophua kim loại
2 P + Ca to
Ca3P2
Nhận xét : Trong pư P với KL số oh P giảm từ -3 , P thể tính oh
2- Tính khử
a) Tác dụng với oxi
Khi đốt nóng P cháy hỗn hợp tạo oxit photpho
Thieáu oxi:
4 P + O2 P2O3 (diphotpho trioxit)
Dö oxi:
4 P + O2 P2O5 (diphotpho pentaoxit)
b) Tác dụng với clo
Clo ñi qua photpho nóng chảy
Thiếu clo:
4 P + Cl2 PCl3 (diphotpho triclorua)
Dö clo:
4 P + Cl2 PCl5 (diphotpho pentaclorua)
P tác dụng với S đun nóng tạo P2S3 (diphotpho trisunfua)và P2S5 (diphotpho
pentasunfua)
* Nhận xét : Trong pứ số oh P tăng từ +3 , +5 P thể tính khử
III Điều chế: Nung hỗn hợp quặng photphoric cát than cốc 1200oC lò điện
(22)==============================================================
AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOT PHAT
I- AXIT PHOTPHORIC 1- Tính chất vật lý
Chất rắn suốt khơng màu Nhiệt độ nóng chảy : 42,3oC
Háo nước, dễ chảy rữa, tan nước theo tỉ lệ nào, không bay hơi, khơng độc
2- Tính chất hóa học
a) Tính oxi hóa –khử
Axit photphoric khó bị khử P mức +5 bền N b) Tác dụng nhiệt
Khi bị đun nóng đến khoảng 200-250oC axit photphoric bớt nước
2H3PO4 H4P2O7 + H2O
đun tiếp 400-500oC H4P2O7 HPO3 + H2O
c) Tính axit
H3PO4 axit lần axit
H3PO4 H+ + H2PO4- K1 = 7,6.10 –
H2PO4- H+ + HPO42- K2 = 6,2 10 –
HPO42- H+ + PO43- K3 = 4,4 10 – 13
Dung dịch H3PO4 có tính chất chung axit:
- Tác dụng với quỳ tím
- Tác dụng với oxit bazơ bazơ - Tác dụng với muối
- Tác dụng với kim loại
H3PO4 + NaOH H2O + NaH2PO4
H3PO4 + 2NaOH 2H2O + Na2HPO4
H3PO4 + 3NaOH 3H2O + Na3PO4
3- Điều chế:
a Trong phòng thí nghiệm
Dùng HNO3 63% oxi hoùa photpho
3P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO
b Trong coâng nghiệp
Phương pháp chiết :
Ca3(PO4)2 + H2SO4 H3PO4 + 3CaSO4
Phương pháp nhiệt:
4 P + O2 P2O5
P2O5 + H2O H3PO4
Axit photphoric dùng để điều chế muối photphat sản xuất phân lân
II- MUỐI PHOTPHAT
Muối photphat có dãy : muối photphat trung hòa photphat axit
1- Tính chất muối photphat
a) Tính tan
(23)Lý thuyết vô - BD HSG Hóa học
* Trong số muối hidrophotphat photphat trung hòa có muối kali, natri amoni dễ tan
b) Phản ứng thủy phân
Caùc muối photphat tan bị thủy phân dung dịch
Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH
PO43- + H2O HPO42- + OH – 2- Nhận biết ion photphat
Dung dịch AgNO3
Tạo kết tủa màu vàng 3Ag+ + PO43- Ag3PO4
==============================================================
CÁC BON VÀ HỢP CHẤT CỦA CÁC BON
A CACBON:
I –TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Một số dạng thù hình C :kim cương, than chì, cacbon vô định hình
1- Kim cương
Là tinh thể không màu suốt, không dẫn điện, dẫn nhiệt khối lượng
rieâng:3,51g/cm3
thuộc tinh thể nguyên tử có cấu trúc tứ diện nên kim cương chất cứng tất chất
2- Than chì
Tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện nhiệt tốt kim loại Tinh thể than chì có cấu trúc lớp , lớp liên kết với lực Van de van yếu nên dễ tách khỏi
3- Cacbon vô định hình
Than vơ định hình gồm tinh thể nhỏ có cấu tạo xốp nên có khả hấp phụ chất
II- TÍNH CHẤT HĨA HỌC 1- Tính khử
a) Tác dụng với oxi
Cacbon chaùy không khí tỏa nhiều nhiệt
C + O2 CO2
b) Tác dụng với hợp chất
Ở nhiệt độ cao C khử nhiều hợp chất
Fe2O3 + 3C Fe + CO
CO2 + C CO
SiO2 + 2C Si + CO
2- Tính oxi hoùa
a) Tác dụng với hidro
Cacbon phản ứng với hidro nhiệt độ cao tạo thành metan
C + H2 CH4
b) Tác dụng với kim loại
Ở nhiệt độ cao C phản ứng với kim loại tạo thành cacbua kim loại
(24)4 Al + 3C Al4C3 ( nhôm cacbua) III ĐIỀU CHẾ:
- Kim cương nhân tạo làm từ than chì : nung 3000oC áp suất 70.000-100.000
atm thời gian dài
- Than chì nhân tạo điều chế từ than cốc: nung 2500-3000oC lị điện
không có không khí
- Than cốc đươc điều chế từ than mỡ : nung 1000-1250oC lị điện, khơng có
không khí
- Than gỗ điều chế từ gỗ: đốt điều kiện khơng có khơng khí
- Than muội điều chế từ CH4
CH4
o t
C + H2
- Than mỏ khai thác thiên nhiên B HỢP CHẤT CỦA CACBON:
I –CACBON MONO OXIT
1- Tính chất vật lý: CO chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ
khơng khí, tan nước; Hóa lỏng -191,5oC; Hóa rắn -205,2oC; Rất bền với nhiệt độc
1- Tính chất hóa học
a) CO oxit không tạo muối
CO có liên kết ba giống N2 nên hoạt động nhiệt độ thường hoạt động
đun nóng
b) Tính khử mạnh
Tác dụng với O2:
CO cháy với lửa xanh lam nhạt, tỏa nhiều nhiệt 2CO(k) + O2(k) CO2 (k)
Tác dụng với Cl2:
Khi có xúc tác than hoạt tính CO tác dụng với clo tạo photgen
CO + Cl2 COCl2
Tác dụng với oxit kim loại
Ở nhiệt độ cao CO khử nhiều oxit kim loại thành kim loại
CO + CuO CO2 + Cu
2- Điều chế
a) Trong công nghiệp
* Cho nước qua than nóng đỏ (nhiệt độ khoảng 1050oC)
C + H2O CO + H2
Hỗn hợp khí tạo thành gọi khí than ướt (44%CO; 45% H2; 5% H2O; 6% N2)
* Cho nước qua than nung đỏ lò gas
C + O2 CO2
CO2 + O2 CO
Hỗn hợp khí thu đưọc gọi khí lị gas (25%CO; 70%N2; 4%CO2 1% khí khác)
Khí than ướt khí lị ga dùng làm nhiên liệu b) Trong phịng thí nghiệm
(25)Lý thut vô - BD HSG Hóa học
HCOOH H SO2 dam dac CO + H
2O
II- CACBON ĐIOXIT (CO2) VÀ AXIT CACBONIC (H2CO3) 1- Tính chất vật lý
CO2 chất khí khơng màu, nặng gấp 1,5 lần khơng khí tan không nhiều nước (
điều kiện thường lit H2O hòa tan lit CO2)
Nén áp suất 60 atm, CO2 hóa lỏng
Làm lạnh đột ngột -76oC CO2 hóa rắn gọi nước đá khơ 2- Tính chất hóa học
a) Tác dụng với kim loại có tính khử mạnh (như Al, Mg)
CO2 + Mg MgO + C
CO2 không cháy khơng trì cháy nên dùng dập tắt lửa, khơng dùng
trong đám cháy có Mg nhơm b) Tính chất oxit axit
Tác dụng với nước tạo thành axit cacbonic CO2 + H2O H2CO3
Axit cacbonic axit yếu bền H2CO3 H+ + HCO3-
K1 = 4,5.10-7
HCO3- H+ + CO32-
K2 = 4,8.10-11 3- Điều chế
a) Trong công nghiệp
Nung đá vơi 900-1000oC lò nung
CaCO3(r) CaO (r) + CO2 (k)
b) Trong phòng thí nghiệm
Cho dung dịch HCl tác dụng với đá vôi
CaCO3 + HCl CO2 + CaCl2 + H2O
III- MUỐI CACBONẠT
Axit cacbonic axit hai nấc nên có hai loại muối: muối trung hịa muối axit
1- Tính chất muối cacbonat
a) Tính tan
Các muối cacbonat trung hòa kim loại kiềm amoni (trừ Li2CO3) muối
hidrocacbonat tan nước (NaHCO3 tan)
b) Tác dụng với axit
NaHCO3 + HCl NaCl + H2O CO2
HCO3- + H+ H2O + CO2
Na2CO3+2HCl 2NaCl H2O+CO2
CO32- + 2H+ H2O + CO2
c) Tác dụng với dung dịch kiềm
Các muối hidrocacbonat dễ tác dụng với dung dịch kiềm
NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O
HCO3- + OH- CO32- + H2O
d) Phản ứng nhiệt phân
(26)Các muối cacbonat kim loại khác muối hidrocacbonat dễ bị phân hủy đun nóng
MgCO3 MgO + CO2
2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O
2- Một số muối cacbonat quan
- CaCO3 : dùng làm chất độn lưu hóa cao su số ngành công nghiệp
- Na2CO3 (soda khan) dùng công nghiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt
- NaHCO3 dùng làm thuốc chữa bệnh đau dày
==============================================================
SILIC VAØ HỢP CHẤT CỦA SILIC
I –SILIC
1- Tính chất vật lý
Silic có hai dạng thù hình: silic tinh thể silic vô định hình
Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, dẫn điện
Nhiệt độ nóng chảy 1420oC
Nhiệt độ sơi2620oC
Silic tinh thể có tính bán dẫn
Silic vô định hình chất bột màu nâu
2- Tính chất hóa học
Si có số oxi hóa -4; 0; +2 +4
Si vơ định hình có khả phản ứng cao Si tinh thể a) Tính khử
* Tác dụng với phi kim
Silic tác dụng với F2 nhiệt độ thường, đun nóng Si tác dụng với phi
kim khaùc
Si + F2 SiF4 (silic tetraflorua)
Si + O2 SiO2 (silic dioxit)
Si + C SiC (silic cacbua)
* Tác dụng với hợp chất
Silic tác dụng mạnh với dung dịch kiềm
Si + NaOH + H2O Na2SiO3 + H2
b) Tính oxi hóa Tác dụng với kim loại
Ở nhiệt độ cao Si tác dụng với kim loại Ca, Mg, Fe tạo hợp chất silixua
2 Mg + Si Mg2Si (magie silixua)
3- Điều chế:
* Trong phòng thí nghiệm:
Si điều chế cách đốt cháy hỗn hợp gồm bột Mg cát mịn
SiO2 + Mg Si + MgO
* Trong công nghiệp:
Dùng than cốc khử SiO2 lò điện nhiệt độ cao
SiO2 + C Si + CO
(27)Lý thuyết vô - BD HSG Hóa häc
a) Tính chất vật lý
Là chất rắn dạng tinh thể không tan nước
Nhiệt độ nóng chảy 1713oC
Nhiệt độ sơi 2590oC b) Tính chất hóa học * Là oxit axit
SiO2 + NaOH Na2SiO3 + H2O
SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2
* Tác dụng với axit flohidric SiO2 + HF SiF4 + H2O 2- Axit silicic muối silicat
a) Axit silicic
Axit silicic chất kết tủa dạng keo, khơng tan nước, đun nóng dễ bị nước
H2SiO3 SiO2 + H2O
Khi sấy khô axit silicic bị phần nước tạo thành silicagen, dùng để hút ẩm hấp phụ nhiều chất
Tính axit yếu:
Na2SiO3 + CO2 + H2O H2SiO3 + Na2CO3
b) Muoái silicat
Chỉ có silicat kim loại kiềm tan nước (dung dịch đặc Na2SiO3
K2SiO3gọi thủy tinh lỏng)
Thủy tinh lỏng dùng chế keo dán thủy tinh sứ, tẩm vào vải gỗ khó cháy ==============================================================
TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KIM LOẠI
1 Tính chất vật lí chung: Ở điều kiện thường, kim loại trạng thái rắn, có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt có ánh kim
2 Giải thích
a) Tính dẻo
- Kim loại có tính dẻo ion dương mạng tinh thể kim loại trượt lên dễ dàng mà không tách rời nhờ electron tự chuyển động dính kết chúng với
- Ứng dụng : Dễ rèn, dễ dát mỏng dễ kéo sợi.(VD: Vàng dát mỏng kéo sợi)
b) Tính dẫn điện
- Khi đặt hiệu điện vào hai đầu dây kim loại, electron chuyển động tự kim loại chuyển động thành dịng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dịng điện
VD: Tính dẫn điện
Ag > Cu > Au > Al > Fe
(28)c) Tính dẫn nhiệt
- Các electron vùng nhiệt độ cao có động lớn, chuyển động hỗn loạn nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền lượng cho ion dương vùng nên nhiệt độ lan truyền từ vùng đến vùng khác khối kim loại - Thường kim loại dẫn điện tốt dẫn nhiệt tốt
d) Ánh kim
Các electron tự tinh thể kim loại phản xạ hầu hết tia sáng nhìn thấy được, kim loại sáng lấp lánh gọi ánh kim
Kết luận: Tính chất vật lí chung kim loại gây nên có mặt electron tự
do mạng tinh thể kim loại
٭ Ngồi số tính chất vật lí chung kim loại, kim loại cịn có số tính chất vật lí khơng giống ( gọi tính chất vật lí khác)
- Khối lượng riêng(d):
d < kim loại nhẹ ( Na, K , Mg , Al )
d > kim loại nặng ( Ag , Cu , Au , Fe , Zn ) d nhỏ nhất: Li (0,5g/cm3);
d lớn Os (22,6g/cm3) - Nhiệt độ nóng chảy(tocn-c):
Thấp nhất: Hg (−390C) ; cao W (34100C) - Tính cứng:
- Cứng Cr (9) cắt kính, sau W (7), Fe (4,5), Cu Al (~ 3)
- Kim loại mềm Na, K, Rb, Cs (0,2) (dùng dao cắt được)
=============================================================
TÍNH CHẤT HĨA HỌC CỦA KIM LOẠI
- Trong chu kì: Bán kính ngun tử nguyên tố kim loại < bán kính nguyên tử nguyên tố phi kim
- Số electron hố trị ít, lực liên kết với hạt nhân tương đối yếu nên chúng dễ tách khỏi nguyên tử
Tính chất hố học chung kim loại tính khử M → Mn+ + ne
1 Tác dụng với phi kim
a) Tác dụng với clo
2Fe +0 3Cl0 2 t0 2FeCl+3 -1 3
b) Tác dụng với oxi 2Al + 3O0 02 t 2Al+3 -22O3
0
3Fe + 2O0 02 t Fe+8/3 -23O4
0
c) Tác dụng với lưu huỳnh
Với Hg xảy nhiệt độ thường, kim loại cần đun nóng Fe +0 t +2 -2
0
S FeS
Hg +0 S0 +2 -2HgS
2 Tác dụng với dung dịch axit
a) Dung dịch HCl, H2SO4 loãng
Fe +0 2HCl+1 FeCl+2 2 + H02
(29)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc
3Cu + 8HNO0 +53 (loãng) 3Cu(NO+2 3)2 + 2NO + 4H+2 2O
Cu + 2H2SO4 (đặc) CuSO4 + SO2 + 2H2O
0 +6 +2 +4
- Al , Cr , Fe bị thụ động hóa dd HNO3 H2SO4 (đặc, nguội) 3 Tác dụng với nước
- Các kim loại có tính khử mạnh: kim loại nhóm IA IIA (trừ Be, Mg) khử H2O dễ dàng nhiệt độ thường
- Các kim loại có tính khử trung bình khử nước nhiệt độ cao (Fe, Zn,…) Các kim loại cịn lại khơng khử H2O
2Na + 2H0 +12O 2NaOH + H+1 02
4 Tác dụng với dung dịch muối: Kim loại từ Mg trở sau KL mạnh khử ion kim loại yếu dung dịch muối thành kim loại tự
Fe +0 CuSO+2 4 FeSO+2 4 + Cu0
==============================================================
DÃY ĐIỆN HOÁ CỦA KIM LOẠI
1 Cặp oxi hoá – khử kim loại
Ag+ + 1e Ag Cu2+ + 2e Cu Fe2+ + 2e Fe [K] [O]
- Dạng oxi hoá dạng khửcủa nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá – khử kim loại
Thí dụ: Cặp oxi hố – khử Ag+/Ag; Cu2+/Cu; Fe2+/Fe 2 So sánh tính chất cặp oxi hố – khử
Thí dụ: So sánh tính chất hai cặp oxi hố – khử Cu2+/Cu Ag+/Ag Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag
Kết luận: Tính khử: Cu > Ag Tính oxi hố: Ag+ > Cu2+ 3 Dãy điện hoá kim loại
K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Ag+ Au3+
K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Ag Au
Tính oxi hố ion kim loại tăng Tính khử kim loại giảm
4 Ý nghĩa dãy điện hoá kim loại
Dự đoán chiều phản ứng oxi hoá – khử theo quy tắc α: Phản ứng hai cặp oxi hoá – khử xảy theo chiều chất oxi hoá mạnh oxi hoá chất khử mạnh hơn, sinh chất oxi hoá yếu chất khử yếu
Thí dụ: Phản ứng hai cặp Fe2+/Fe Cu2+/Cu xảy theo chiều ion Cu2+ oxi hoá Fe tạo ion Fe2+ Cu
Fe2+ Cu2+
Fe Cu
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
(30)Xx+ Yy+
X Y
Phương trình phản ứng: Yy+ + X → Xx+ + Y
=========================================================
KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM A KIM LOẠI KIỀM
I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ - Thuộc nhóm IA bảng tuần hoàn, gồm nguyên tố: Li, Na, K, Rb, Cs Fr
(nguyên tố phóng xạ)
- Cấu hình electron nguyên tử:
Li: [He]2s1 Na: [Ne]3s1 K: [Ar]4s1 Rb: [Kr]5s1 Cs: [Xe]6s1
II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Màu trắng bạc có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp
- Nguyên nhân: Kim loại kiềm có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng Mặt khác, tinh thể nguyên tử ion liên kết với liên kết kim loại yếu
III – TÍNH CHẤT HỐ HỌC
Các nguyên tử kim loại kiềm có lượng ion hố nhỏ, kim loại kiềm có tính khử mạnh Tính khử tăng dần từ Li → Cs
M → M+ + 1e
Trong hợp chất, kim loại kiềm có số oxi hoá +1 1 Tác dụng với phi kim
a Tác dụng với oxi
2Na + O2 → Na2O2 (natri peoxit) 4Na + O2 → 2Na2O (natri oxit)
b Tác dụng với clo
2K + Cl2 → 2KCl 2 Tác dụng với axit
2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑ 3 Tác dụng với nước 2K + 2H2O → 2KOH + H2↑
Để bảo vệ kim loại kiềm người ta ngâm kim loại kiềm dầu hoả IV – ỨNG DỤNG, TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ 1 Ứng dụng:
- Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ ngồi thấp
Thí dụ: Hợp kim Na-K nóng chảy nhiệt độ 700C dùng làm chất trao đổi nhiệt lò phản ứng hạt nhân
- Hợp kim Li – Al siêu nhẹ, dùng kĩ thuật hàng không - Cs dùng làm tế bào quang điện
2 Trạng thái thiên nhiên
(31)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc 3 Điều chế: Khử ion kim loại kiềm hợp chất cách điện phân nóng chảy hợp chất chúng
Thí dụ:
2NaCl ñpnc 2Na + Cl2
B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I – NATRI HIĐROXIT
1 Tính chất
a Tính chất vật lí:
- Chất rắn, khơng màu, dễ nóng chảy (tnc = 3220C), hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa), tan nhiều nước
- Khi tan nước, NaOH phân li hoàn toàn thành ion: NaOH → Na+ + OH−
b Tính chất hoá học
Tác dụng với axit
HCl + NaOH → NaCl + H2O H+ + OH− → H2O
Tác dụng với oxit axit
NaOH + CO2 → NaHCO3 (nNaOH : nCO2 ≤ 1) 2NaOH + CO2 → Na2CO3 (nNaOH : nCO2 ≥ 2) Tác dụng với dung dịch muối
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 Cu2+ + 2OH− → Cu(OH)2↓
2 Ứng dụng: Nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm công nghiệp luyện nhôm dùng công nghiệp chế biến dầu mỏ
II – NATRI HIĐROCACBONAT
1 Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, tan nước 2 Tính chất hố học
a Phản ứng phân huỷ
2NaHCO3 t0 Na2CO3 + CO2 + H2O
b NaHCO3 hợp chất lưỡng tính NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
2 Ứng dụng: Dùng công nghiệp dược phẩm (chế thuốc đau dày,…) công nghiệp thực phẩm (làm bột nở,…)
III – NATRI CACBONAT
1 Tính chất vật lí: Chất rắn màu trắng, tan nhiều nước Ở nhiệt độ thường tồn dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O, nhiệt độ cao muối dần nước trở thành Na2CO3 khan, nóng chảy 8500C
2 Tính chất hố học
Phản ứng với axit, kiềm, muối
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O Na2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2NaOH Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3↓ + 2NaCl
Muối cacbonat kim loại kiềm dung dịch nước cho môi trường kiềm
3 Ứng dụng: Là hoá chất quan trọng công nghiệp thuỷ tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy, sợi,…
IV – KALI NITRAT
(32)2 Tính chất hố học: Bị phân huỷ nhiệt độ cao 2KNO3 t 2KNO2 + O2
0
3 Ứng dụng: Dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) chế tạo thuốc nổ Thuốc nổ thông thường (thuốc súng) hỗn hợp 68%KNO3, 15%S 17%C (than)
Phản ứng cháy thuốc súng: 2KNO3 + 3C + S N2 + 3CO2 + K2S
t0
= = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
A KIM LOẠI KIỀM THỔ
I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ - Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA bảng tuần hồn, gồm ngun tố beri (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) Ra (Ra)
- Cấu hình electron lớp ns2 (n số thứ tự lớp) Be: [He]2s2; Mg: [Ne]2s2; Ca: [Ar]2s2;
Sr: [Kr]2s2; Ba: [Xe]2s2 II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Màu trắng bạc, dát mỏng
- Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi kim loại kiềm thổ có cao kim loại kiềm tương đối thấp
- Khối lượng riêng nhỏ, nhẹ nhôm (trừ Ba) Độ cứng cao kim loại kiềm tương đối mềm
III – TÍNH CHẤT HỐ HỌC
- Các nguyên tử kim loại kiềm thổ có lượng ion hố tương đối nhỏ, kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh Tính khử tăng dần từ Be đến Ba
M → M2+ + 2e
- Trong hợp chất kim loại kiềm thổ có số oxi hố +2 1 Tác dụng với phi kim
2Mg + O0 02 2MgO+2 -2 2 Tác dụng với axit
a) Với HCl, H2SO4 loãng
2Mg + 2HCl MgCl2 + H2
0 +1 +2
b) Với HNO3, H2SO4 đặc
4Mg + 10HNO3(loãng) 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
0 +5 +2 -3
4Mg + 5H0 2+6SO4(đặc) 4MgSO+2 4 + H2-2S + 4H2O
3 Tác dụng với nước: Ở nhiệt độ thường Be không khử nước, Mg khử chậm Các kim loại lại khử mạnh nước giải phóng khí H2
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑
B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI 1 Canxi hiđroxit
Ca(OH)2 cịn gọi vơi tơi, chất rắn màu trắng, tan nước Nước vơi dung dịch Ca(OH)2
Hấp thụ dễ dàng khí CO2:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O nhận biết khí CO2
(33)Lý thuyÕt vô - BD HSG Hóa học 2 Canxi cacbonat
Chất rắn màu trắng, không tan nước, bị phân huỷ nhiệt độ cao CaCO3 t CaO + CO2
0
Bị hồ tan nước có hồ tan khí CO2
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
t0
3 Canxi sunfat
Trong tự nhiên, CaSO4 tồn dạng muối ngậm nước CaSO4.2H2O gọi thạch cao sống
Thạch cao nung:
CaSO4.2H2O 1600C CaSO4.H2O + H2O thạch cao sống thạch cao nung Thạch cao khan CaSO4
CaSO4.2H2O 350 CaSO4 + 2H2O
0C
thạch cao sống thạch cao khan
=========================================================
NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM
I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUN TỬ - Ơ số 13, nhóm IIIA, chu kì
- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1 hay [Ne]3s23p1
- Dễ nhường electron hố trị nên có số oxi hố +3 hợp chất II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Màu trắng bạc, tnc = 6600C, mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng - Là kim loại nhẹ (d = 2,7g/cm3), dẫn điện tốt dẫn nhiệt tốt III – TÍNH CHẤT HỐ HỌC
Nhơm kim loại có tính khử mạnh, sau kim loại kiềm kim loại kiềm thổ, nên dễ bị oxi hoá thành ion dương
Al -> Al3+ + 3e
1 Tác dụng với phi kim
a) Tác dụng với halogen
2Al + 3Cl2-> 2AlCl3
b) Tác dụng với oxi 4Al + 3O2 t 2Al2O3
0
Al bền không khí nhiệt độ thường có lớp màng oxit Al2O3 mỏng bảo vệ 2 Tác dụng với axit
Khử dễ dàng ion H+
dung dịch HCl H2SO4 loãng H2 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2
Tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 lỗng, HNO3 đặc, nóng H2SO4 đặc, nóng
Al + 4HNO3 (lỗng) t0 Al(NO3)3 + NO + 2H2O 2Al + 6H2SO4 (đặc) t Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
0
Nhôm bị thụ động hoá dung dịch HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc nguội 3 Tác dụng với oxit kim loại
(34)- Phá bỏ lớp oxit bề mặt Al (hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg Al phản ứng với nước niệt độ thường)
2Al + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 3H2
- Nhôm không phản ứng với nước dù nhiệt độ cao bề mặt nhơm phủ kín lớp Al2O3 mỏng, bền mịn, khơng cho nước khí thấm qua.
5 Tác dụng với dung dịch kiềm
- Trước hết, lớp bảo vệ Al2O3 bị hoà tan dung dịch kiềm: Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O (1)
- Al khử nước:
2Al + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 3H2 (2)
- Lớp bảo vệ Al(OH)3 bị hoà tan dung dịch kiềm Al(OH)3 + NaOH -> NaAlO2 + 2H2O (3)
Các phản ứng (2) (3) xảy xen kẽ khí nhơm bị hồ tan hết 2Al + 2NaOH + 2H2O -> 2NaAlO2 + 3H2
IV ỨNG DỤNG VÀ TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN 1 Ứng dụng
- Dùng làm vật liệu chế tạo ô tô, máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ - Dùng xây dựng nhà cửa, trang trí nội thất
- Dùng làm dây dẫn điện, dùng làm dụng cụ nhà bếp
- Hỗn hợp tecmit (Al + FexOy) để thực phản ứng nhiệt nhôm dùng hàn đường ray 2 Trạng thái thiên nhiên
Đất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O), mica (K2O.Al2O3.6SiO2), boxit (Al2O3.2H2O), criolit (3NaF.AlF3),
V SẢN XUẤT NHÔM
Trong công nghiệp, nhôm sản xuất phương pháp điện phân Al2O3 nóng chảy 1 Nguyên liệu: Quặng boxit Al2O3.2H2O có lẫn tạp chất Fe2O3 SiO2 Loại bỏ tạp chất phương pháp hoá học Al2O3 gần nguyên chất
2 Điện phân nhôm oxit nóng chảy
Chuẩn bị chất điện li nóng chảy: Hồ tan Al2O3 criolit nóng chảy nhằm hạ nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp xuống 9000 C dẫn điện tốt, khối lượng riêng nhỏ Quá trình điện phân
Al2O3 o t
2Al3+ + 3O
2-K (-) Al2O3 (nóng chảy) A (+)
Al3+ O
2-Al3+ + 3e Al 2O2- O2 + 4e
Phương trình điện phân: 2Al2O3 ñpnc 4Al + 3O2
Khí oxi nhiệt độ cao đốt cháy cực dương cacbon, sinh hỗn hợp khí CO CO2 Do trình điện phân phải hạ thấp cực dương
I – NHƠM OXIT 1 Tính chất
Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, không tan nước không tác dụng với nước, tnc > 20500C
Tính chất hố học: Là oxit lưỡng tính * Tác dụng với dung dịch axit
(35)Lý thuyÕt v« c¬ - BD HSG Hãa häc natri aluminat
Al2O3 + 2OH-> 2AlO2 + H2O
2 Ứng dụng: Nhôm oxit tồn dạng ngậm nước dạng khan
Dạng ngậm nước thành phần yếu quặng boxit (Al2O3.2H2O) dùng để sản xuất nhơm
Dạng oxit khan, có cấu tạo tinh thể đá quý, hay gặp là:
- Corinđon: Dạng tinh thể suốt, không màu, rắn, dùng để chế tạo đá mài, giấy nhám,
- Trong tinh thể Al2O3, số ion Al3+ thay ion Cr3+ ta có hồng ngọc dùng làm đồ trang sức, chân kính đồng hồ, dùng kĩ thuật laze
- Tinh thể Al2O3 có lẫn tạp chất Fe2+, Fe3+ Ti4+ ta có saphia dùng làm đồ trang sức - Bột nhôm oxit dùng công nghiệp sản xuất chất xúc tác cho tổng hợp hữu II NHÔM HIĐROXIT
Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, kết tủa dạng keo Tính chất hố học: Là hiđroxit lưỡng tính
* Tác dụng với dung dịch axit Al(OH)3 + 3HCl -> AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+-> Al3+ + 3H2O * Tác dụng với dung dịch kiềm Al(OH)3 + NaOH -> NaAlO2 + 2H2O natri aluminat
Al(OH)3 + OH-> AlO2 + 2H2O III – NHÔM SUNFAT
- Muối nhôm sunfat khan tan nước vàlàm dung dịch nóng lên bị hiđrat hố - Phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O dùng ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu công nghiệp nhuộm vải, chất làm nước,
- Phèn nhôm: M2SO4.Al2(SO4)3.24H2O (M+ Na+; Li+, NH4+)
IV – CÁCH NHẬN BIẾT ION Al3+ TRONG DUNG DỊCH
Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch thí nghiệm, thấy kết tủa keo xuất tan NaOH dư ->có ion Al3+
Al3+ + 3OH-> Al(OH)3
Al(OH)3 + OH (dư) -> AlO2 + 2H2O
= = = = = = == ====== == == ==== == ==
SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT
A SẮT:
I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUN TỬ - Ơ thứ 26, nhóm VIIIB, chu kì
- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2
Sắt dễ nhường electron phân lớp 4s trở thành ion Fe2+ nhường thêm electron phân lớp 3d để trở thành ion Fe3+
II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ: Là kim loại màu trắng xám, có khối lượng riêng lớn (d = 8,9 g/cm3), nóng chảy 15400C Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt có tính nhiễm từ III – TÍNH CHẤT HỐ HỌC
Có tính khử trung bình
(36)a) Tác dụng với lưu huỳnh Fe + S0 t +2 -2FeS
0
b) Tác dụng với oxi 3Fe + 2O2 Fe3O4
0 t0 +8/3 -2
(FeO.Fe2O3)
+2 +3
c) Tác dụng với clo 2Fe + 3Cl0 2 t 2FeCl+3 -13
0
2 Tác dụng với dung dịch axit
a) Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng
Fe + H0 +12SO4 FeSO+2 4 + H02
b) Với dung dịch HNO3 H2SO4 đặc, nóng Fe khử
5
N
6
S
HNO3 H2SO4 đặc, nóng đến số oxi hố thấp hơn, cịn Fe bị
oxi hoá thành
3
Fe
Fe + 4HNO0 +5 3 (loãng) Fe(NO+3 3)3 + NO + 2H+2 2O
Fe bị thụ động axit HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội 3 Tác dụng với dung dịch muối
Fe + CuSO0 +2 4 FeSO+2 4 + Cu0 4 Tác dụng với nước
3Fe + 4H2O t Fe3O4 + 4H2
0 < 5700C
Fe + H2O t FeO + H2
0 > 5700C
IV – TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN
- Chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất, đứng hàng thứ hai kim loại (sau Al)
- Trong tự nhiên sắt chủ yếu tồn dạng hợp chất có quặng: quặng manhetit (Fe3O4), quặng hematit đỏ (Fe2O3), quặng hematit nâu (Fe2O3.nH2O), quặng xiđerit (FeCO3), quặng pirit (FeS2)
- Có hemoglobin (huyết cầu tố) máu - Có thiên thạch
B HỢP CHẤT CỦA SẮT: I – HỢP CHẤT SẮT (II)
Tính chất hố học hợp chất sắt (II) tính khử Fe2+ → Fe3+ + 1e
1 Sắt (II) oxit
a Tính chất vật lí: (SGK) b Tính chất hố học
3FeO + 10HNO+2 +5 3 (loãng) t 3Fe(NO+3 3)3 + NO + 5H+2 2O
0
3FeO + 10H+ +
3
NO → 3Fe3+ + NO + 5H2O
c Điều chế
Fe2O3 + CO t 2FeO + CO2
0
2 Sắt (II) hiđroxit
a Tính chất vật lí : (SGK) b Tính chất hố học
(37)Lý thuyết vô - BD HSG Hãa häc FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
c Điều chế: Điều chế điều kiện khơng có khơng khí 3 Muối sắt (II)
a Tính chất vật lí : Đa số muối sắt (II) tan nước, kết tinh thường dạng ngậm nước
Thí dụ: FeSO4.7H2O; FeCl2.4H2O
b Tính chất hố học
2FeCl+2 2 + Cl0 2 2FeCl+3-1 3
c Điều chế: Cho Fe (hoặc FeO; Fe(OH)2) tác dụng với HCl H2SO4 loãng Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
- Dung dịch muối sắt (II) điều chế phải dùng khơng khí chuyển dần thành muối sắt (III)
II – HỢP CHẤT SẮT (III)
Tính chất hoá học đặc trưng hợp chất sắt (III) tính oxi hố Fe3+ + 1e → Fe2+
Fe3+ + 2e → Fe 1 Sắt (III) oxit
a Tính chất vật lí: (SGK) b Tính chất hố học
Fe2O3 oxit bazơ
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O Tác dụng với CO, H2
Fe2O3 + 3CO t0 2Fe + 3CO2
c Điều chế
Fe2O3 + 3H2O 2Fe(OH)3 t0
- Fe3O3 có tự nhiên dạng quặng hematit dùng để luyện gang 2 Sắt (III) hiđroxit
Fe(OH)3 chất rắn, màu nâu đỏ, không tan nước, dễ tan dung dịch axit tạo thành dung dịch muối sắt (III)
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O
Điều chế: dung dịch kiềm + dung dịch muối sắt (III) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl
3 Muối sắt (III)
Đa số muối sắt (III) tan nước, kết tinh thường dạng ngậm nước
Thí dụ: FeCl3.6H2O; Fe2(SO4)3.9H2O
Muối sắt (III) có tính oxi hố, dễ bị khử thành muối sắt (II) Fe + 2FeCl0 +3 3 3FeCl+2 2
Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2
0 +3 +2 +2
= = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = *** Hóa học vui:
I BÀI CA KÍ HIỆU HỐ HỌC
Ca Can xi Ba cậu Bari họ hàng
II BAØI CA NGUYÊN TỬ KHỐI
137 Bari
(38)Au tên gọi Vaøng
Ag Bạc làng với
Viết Đồng C trước u sau
Pb mà đứng Chì Al tên gì?
Gọi Nhơm bác cười khì mà xem
Cacbon vốn tính nhọ nhem
Kí hiệu C bạn đem nhóm lị
Oxy O lị dị
Gặp hai bạn hò cháy to
Cl chuù Clo
Lưu huỳnh em nhớ viết cho S (ét siø) Zn Kẽm khó
Na tên gọi Natri họ hàng
Br ghi thật rõ ràng
Brom tên hàng Canxi Fe cũng chẳng khó chi
Gọi tên Sắt em ghi vào
Hg chẳng khó tí
Thuỷ ngân em đọc tự hào chẳng sai …
Bài ca xin nhắc hơĩ
Học chăm nhớ kĩ kẻo hồi tuổi xuân.
197 laø Vaøng
200 lẻ chàng Thuỷ ngân Kali ba chục chín đơn Hidro phân vân làm 16 Oxi
23 Natri
Lu huúnh ba đứng hai ngồi
32 em đọc lời 64 Đồng chẳng xa 65 kẽm viết liền Bạc ngày trước đúc tiền 108 viết liền xong
27 bác Nhôm “ xoong” 56 sắt long đong sớm chiều Iot phiền nhiều 127 viết liền em
28 Silic đến chơi
Brom 80 ( taùm chục) tuỳ nơi ghi vào 12 Cacbon
31 của photpho gào lâu
Clo bạn nhớ ghi sâu
35 phẩy rưỡi lấy đâu mà cười
Bài ca xin nhắc người
Học chăm có chây lười mà gay
PHẦN IV: NHẬN BIẾT CÁC CHẤT VƠ CƠ
* Phương pháp vật lí: màu sắc, độ tan, nhiệt độ nóng chảy, từ tính, mùi, vị * Phương pháp hóa học:
+ Trích chất cần nhận biết thành mẫu thử riêng biệt
+ Cho thuốc thử đặc trưng vào mẫu thử để quan sát tượng, nhận dấu hiệu phản ứng -> kết luận chất
+ Viết PTHH để minh họa * Một số thuốc thử thường dùng:
Chất cần nhận biết
Thuốc thử Hiện tượng
Axit Q tím Q tím hóa đỏ Q tím Q tím hóa xanh Dd kiềm
Dd Phenolphtalein khơng màu Phenolphtalein đỏ hồng
-Cl Dd AgNO3 AgCl ↓ trắng, hóa đen ngồi khơng khí
-Br // AgBr↓ vàng nhạt
// AgI↓ vàng sậm
-I
Hồ tinh bột Xanh tím
PO4 AgNO3 Ag3PO4 ↓vàng (tan dd HNO3) =S Pb(NO3)2 Cu(NO3)2 PbS↓ CuS ↓đen =SO4 Dd BaCl2 BaSO4 ↓ trắng
(39)Lý thuyết vô - BD HSG Hóa học
-HSO3 // //
=CO3 // CO2 ↑làm đục nước vôi
-HCO3 // //
=SiO3 // H2SiO3 ↓ keo trắng -NO3 H2SO4đặc, nóng + Vụn Cu Dd màu xanh lam, NO2 ↑nâu đỏ -ClO3 Nung có xúc tác MnO2 O2 ↑, làm cháy tàn đóm đỏ
-NH4 Dd NaOH NH3 ↑, có mùi khai
Al(III) // Al(OH)3 ↓ keo trắng, tan kiềm dư Fe(II) // Fe(OH)2 ↓ trắng xanh, hóa nâu ngồi khơng khí Fe(III) // Fe(OH)3 ↓ đỏ nâu
Mg(II) // Mg(OH)2 ↓ trắng
Cu(II) // Cu(OH)2 ↓ xanh lam
Cr(III) // Cr(OH)3 ↓ xanh da trời, tan kiềm dư
Co(II) // Co(OH)2 ↓ hồng
Ni(II) // Ni(OH)2 ↓ màu lục sáng (xanh lục) Pb(II) Na2S K2S PbS ↓ đen
Na Đốt Ngọn lửa màu vàng
K // Ngọn lửa tím hồng
Ca // Ngọn lửa đỏ da cam
H2 // Ngọn lửa xanh nhạt, nổ nhỏ, tạo H2O Cl2 Nước Brôm (màu nâu) Nước Brom màu
NH3(khai) Q tím ẩm Q tím hóa xanh
H2S Pb(NO3)2 Cu(NO3)2 (H2S có mùi trứng thối) PbS↓ CuS ↓đen SO2 Dd Brom, thuốc tím Nhạt màu
CO2 Nước vôi Vẩn đục (CaCO3↓)
CO CuO (đen), t0 Cu (đỏ)
CO Đốt Cháy với lửa màu xanh, sp làm đục Ca(OH)2 NO2 Q tím ẩm Q tím hóa đỏ
=Cr2O7 Quan sát màu Màu da cam =MnO4 Quan sát màu Màu Hồng tím
PHẦN V: PHỤ LỤC
Nội dung Trang
PHẦN I: PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ
PHẦN II: TÍNH CHẤT HĨA HỌC CHUNG CỦA MỘT SỐ CHẤT VƠ CƠ.
PHẦN III: TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HĨA HỌC CỦA MỘT SỐ CHẤT VƠ CƠ
QUAN TRỌNG
4
Clo
Axit Clohidric
Hợp chất có oxi Clo
Flo
Brom
Iot 11
Oxi 12
Hợp chất Lưu huỳnh 13
Axit sunfuric muối Sunfat 14
Nitơ 16
Amoniac 18
Muối Amoni 19
(40)Photpho 21
Axit photphoric muối Photphat 22
Cacbon hợp chất Cacbon 23
Silic hợp chất Silic 26
Tính chất vật lý Kim loại 27
Tính chất hóa học Kim loại 28
Dãy điện hóa Kim loại 29
Kim loại kiềm hợp chất quan trọng kim loại kiềm 30 Kim loại kiềm thổ hợp chất quan trọng kim loại kiềm thổ 32
Nhôm hợp chất Nhôm 33
Sắt hợp chất Sắt 36
PHẦN IV: NHẬN BIẾT CÁC CHẤT VÔ CƠ 39