Chuyên đề: PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN A – LÍ THUYẾT I/ Khái niệm - Bản chất của phản ứng: - Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân là phản ứng phân huỷ các hợp chất hoá học dưới tác dụng của nhiệt độ..[r]
(1)Chuyên đề: PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN A – LÍ THUYẾT I/ Khái niệm - Bản chất phản ứng: - Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân là phản ứng phân huỷ các hợp chất hoá học tác dụng nhiệt độ - Bản chất: Phân cắt các liên kết kém bền phân tử hợp chất vô hay hữu nhiệt độ * Lưu ý: (1) Phản ứng nhiệt phân có thể thuộc phản ứng oxi hoá - khử không: VD: t 2KClO3 2KCl + 3O2 : Thuộc phản ứng oxi hoá - khử t0 CaCO3 CaO + CO2 : Không thuộc phản ứng oxi hoá - khử (2) Phản ứng điện phân nóng chẩy không thuộc phản ứng nhiệt phân vì nó 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: t0 PƯ: 2M(OH)n M2On + nH2O (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba) * Lưu ý: + Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)2 có mặt không khí: t0 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O + Với AgOH và Hg(OH)2 : Không tồn nhiệt độ thường Ag2O + H2O 2AgOH HgO + H2O Hg(OH)2 Ở nhiệt độ cao thì Ag2O và HgO tiếp tục bị phân huỷ: t 2Ag2O 4Ag + O2 t0 2HgO 2Hg + O2 2/ Nhiệt phân muối: a/ Nhiệt phân muối amoni (NH4+): * NX: - Tất các muối amoni kém bền nhiệt và 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 không có tính oxi hoá) * TH1: Nếu anion gốc axit muối không có tính oxi hoá (VD: X-; PO43-; CO32- ) PƯ: t (NH4)nA nNH3 + HnA : Không thuộc phản ứng oxi hoá khử t0 VD: NH4Cl (rắn) NH3 (k) + HCl (k) * TH2: Nếu anion gốc axit muối có tính oxi hoá (VD: NO 3-; NO2- ; Cr2O42- ) thì sản phẩm phản ứng không phải là NH3 và axit tương ứng: VD: t NH4NO3 N2O + 2H2O (Nếu nung > 5000C có thể cho N2 và H2O) t NH4NO2 N2 + 2H2O t0 (NH4)2Cr2O4 Cr2O3 + N2 + 4H2O b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO3-): * NX: - Tất các muối nitrat dễ bị nhiệt phân - Nguyên nhân: Do cấu trúc ion NO3- kém bền với nhiệt - Sản phẩm quá trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả hoạt động kim loại có muối Có trường hợp: (2) TH1: K Ba Ca Na Muối nitrit + O2 Mg TH2 Zn Fe Co Ni Oxi + NO2 + O2 Al Sn Pb H Cu TH3 Hg Ag Pt Au Kim loại + NO2 + O2 VD: t 2NaNO3 2NaNO2 + O2 t 2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2 t0 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 * Lưu ý: + Ba(NO3)2 thuộc TH2 + Tất các phản ứng nhiệt phân muỗi nitrat thuộc phản ứng oxi hoá - khử + Khi nhiệt phân NH4NO3 t0 NH4NO3 N2O + 2H2O + Khi nhiệt phân muối Fe(NO3)2 môi trường không có không khí: Có phản ứng: t 2Fe(NO3)2 2FeO + 4NO2 + O2 (1) t0 4FeO + O2 2Fe2O3 (2) + Nếu phản ứng hoàn toàn thì chất rắn bình sau phản ứng là Fe 2O3 c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat và muối cacbonat: * Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO3-) : * NX: Tất các muối hiđrocacbonat kém bền nhiệt và bị phân huỷ đun nóng t PƯ: 2M(HCO3)n M2(CO3)n + nCO2 + nH2O t0 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 t0 VD: CaCO3 CaO + CO2 * Lưu ý: - Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat và hiđrocacbonat không thuộc phản ứng oxi hoá - khử - Phản ứng nhiệt phân muối FeCO3 không khí có pư: t FeCO3 FeO + CO2 t0 4FeO + O2 2Fe2O3 d/ Nhiệt phân muối chứa oxi clo: * NX: Tất các muối chứa oxi clo kém bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ nung nóng và phản ứng phân huỷ thuộc phản ứng oxi hoá - khử VD1: VD2: t0 2NaClO 2NaCl + O2 (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử) Phản ứng nhiệt phân muối KClO3 xảy theo hướng 400 C 4KClO3 KCl + 3KClO4 (1) (Phản ứng tự oxi hoá - khử) 2KClO3 xt600 C :MnO2 t0 2KCl + 3O2 (2) (phản ứng oxi hoá nội phân tử) VD3: 2CaOCl2 2CaCl2 + O2 e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO42-): * NX: - Nhìn chung các muối sunfat khó bị phân huỷ nhiệt so với các muối khác - Nguyên nhân: Do liên kết ion SO42- bền: (3) - Phản ứng: + Các muối sunfat các kim loại từ: Li đến Ba (Li; K; Ba; Ca; Na) khó bị nhiệt phân Ở nhiệt độ cao nó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng) + Các muối sunfat các kim loại khác bị nhiệt phân nhiệt độ cao (>1000 0C) PƯ: t cao 2M2On + 2nSO2 + nO2 2M2(SO4)n (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử) t cao 2MgO + 2SO2 + O2 VD: 2MgSO4 f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO32-): * NX: Các muối sunfit kém bền nhiệt, dễ bị phân huỷ nung nóng: t0 PƯ: 4M2(SO3)n 3M2(SO4)n + M2Sn (thuộc phản ứng tự oxi hoá - khử) g/ Nhiệt phân muối photphat (PO43-): NX: Hầu các muối photphat bền với nhiệt và không bị nhiệt phân t 0cao 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 và khí X Lượng khí X sinh cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu sau phản ứng là (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 các 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 nào đun nhẹ muối amoni nitrit? A N2; H2O B N2O; H2O C H2; NH3; O2 D H2; N2; H2O Câu 4: Nhiệt phân hoàn toàn muối amoni axit cacbonic sau đó dẫn toàn sản phẩm vào 50 gam dung dịch H 2SO4 19,6 % thì đủ tạo muối trung hoà có nồng độ 23,913% Công thức và khối lượng muối ban đầu là: A (NH4)2CO3; 9,6 gam B (NH4)2CO3; 11,5 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 và đem cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu Khối lượng muối Cu(NO3)2 đã 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 là gì ? A Na B K C Cs D Rb Câu 7: Nung 316g KMnO4 thời gian thấy còn 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 MgCO 3; CaCO3 cho toàn khí thoát (khí A) hấp thụ vừa hết dung dịch Ca(OH)2 thu kết tủa B và dung dịch C Hỏi A, B, C là chất gì? A CO; CaCO3; Ca(HCO3)2 B CO2; 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 thì sau phản ứng ta thu gam chất rắn Xác định công thức phân tử muối trên A AgNO3 B Mg(NO3)2 C Cu(NO3)2 D Trường hợp khác Câu 10: Khí oxi thu nhiệt phân các chất: H 2O2, 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 trên là: A Zn B Mn C Ni D Ca Câu 12: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO 3, phần còn lại là 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 NH 4HCO3; (NH4)2CO3 thu hỗn hợp khí và đó CO chiếm 30% thể tích tỉ lệ số mol NH4HCO3; (NH4)2CO3 theo thứ tự là : A 3:1 B 1:2 C 2:1 D 1:1 Câu 14: Nhiệt phân hoàn toàn 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO 3)2 và Mg(NO3)2 đến khối lượng không đổi thì sau phản ứng phần chất rắn giảm 3,24 gam Thành phần % khối lượng muối hỗn hợp ban đầu là: A 50% và 50% B 47,34% và 52,66% C 71,76% và 28,24% D 60% và 40% (4) Câu 15: Nung nóng hoàn toàn 27,3 gam hỗn hợp NaNO 3; Cu(NO3)2 Hỗn hợp khí thoát dẫn vào nước dư thì 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) và chất rắn Y Giá trị m là: A gam B gam C 9,4 gam D 1,88 gam (5)