Bài giảng Các phản ứng vô cơ thường gặp khác

Chương trình Hĩa học IX. CÁC PHẢN ỨNG VÔ CƠ THƯỜNG GẶP KHÁC 1. Kim loại tác dụng với oxi Kim loại + O2 Oxit kim loại (Trừ Ag, Au, Pt) Thí dụ:  2Na + 1/2O2 Na2O Natri Oxi Natri oxit Ca + 1/2O2 CaO Canxi Canxi oxit 2Al + 3/2O2 Al2O3 Nhôm Nhôm oxit 3Fe + 2O2 t0 Fe3O4 Sắt Sắt từ oxit [ Có thể: Fe + 1/2O2 t0 FeO Sắt (II) oxit 2Fe + 3/2O2 t0 Fe2O3 Sắt (III) oxit tùy theo giả thiết ] Cu + 1/2O2 t0 CuO Đồng (II) oxit Zn + 1/2O2 t0 ZnO Kẽm oxit 2K + 1/2O2 K2O Kali oxit Lưu ý L.1. Hầu hết kim loại tác dụng với oxi, không ở nhiệt độ thường thì ở nhiệt độ cao, để tạo oxit kim loại tương ứng, nhưng các kim loại bạc (Ag), vàng (Au), bạch kim (Pt) không tác dụng với O2, ngay cả khi đun nóng ở nhiệt độ cao. Ag, Au, Pt + O2 t0 L.2. Ozon (O3) có thể oxi hóa được bạc (Ag) 2Ag + O3 Ag2O + 1/2O2 L.3. Cu + 1/2O2 t0 CuO Đồng (màu đỏ) Đồng (II) oxit (màu đen) 2Cu + 1/2O2 t0 cao Cu2O Đồng (I) oxit (màu đỏ gạch) L.4. Hầu hết oxit của kim loại là oxit bazơ. Tuy nhiên có một số oxit kim loại là oxit lưỡng tính (Al2O3, Cr2O3, ZnO, BeO, SnO, PbO, SnO2, PbO2), và oxit ứng với hóa trị cao nhất của kim loại có nhiều hóa trị là oxit axit (Mn2O7, CrO3). Thí dụ: Na2O, Ag2O, CaO, MgO, Cu2O, CuO, HgO, FeO, Fe2O3, Fe3O4 là các oxit bazơ. 2. Phi kim tác dụng với oxi Phi kim + O2 Oxit phi kim (Trừ các halogen) Thí dụ:  S + O2 t0 SO2 Lưu huỳnh Oxi Khí sunfurơ, Anhiđrit sunfuric, Lưu huỳnh đioxit C + O2 (dư) t0 CO2 Cacbon Khí cacbonic, Anhiđrit cacbonic, Cacbon đioxit C + 1/2O2 (thiếu) t0 CO Cacbon oxit, Cacbon monoxit H2 + 1/2O2 t0 H2O Hiđro Nước, Hiđro oxit Si + O2 t0 SiO2 Silic Silic oxit, Anhiđrit silicic 2P + 5/2O2 (dư) P2O5 Photpho Anhiđrit photphoric, Điphotpho pentaoxit 2P + 3/2O2 (thiếu) P2O3 Anhiđrit photphorơ, Điphotpho trioxit Lưu ý L.1. Oxi (O2) tác dụng được với phần lớn các phi kim để tạo oxit phi kim tương ứng, nhưng các halogen (F2, Cl2, Br2, I2) không phản ứng trực tiếp với oxi. L.2. Lưu huỳnh (S) khi đốt cháy chỉ tạo khí sunfurơ (SO2). Chỉ khi nào đốt cháy lưu huỳnh mà có chất xúc tác thích hợp (V2O5 hay Pt) thì mới có thể tạo ra SO3 (anhiđrit sunfuric). SO3 được tạo ra là do SO2 tác dụng tiếp với O2 khi có hiện diện chất xúc tác và nhiệt độ thích hợp (V2O5 hay Pt ở 4500C). S + O2 t0 SO2 2SO2 + O2 V2O5 (Pt), 4500C 2SO3 Anhiđrit sunfurơ Anhiđrit sunfuric (V2O5: Vanađi oxit, Đivanađi pentaoxit) L.3. Nitơ (N2) được coi là một khí không cháy (tương đối trơ). N2 chỉ tác dụng được một phần với oxi (O2) để tạo NO (nitơ oxit) khi ở nhiệt độ rất cao (30000C) hay với sự hiện diện của tia lửa điện. NO là một khí không có màu, khí này tác dụng dễ dàng với O2 của không khí để tạo khí NO2 (nitơ đioxit, khí có màu nâu). N2 + O2 t0 N2 + O2 t0 rất cao (30000C) hay tia lửa điện 2NO Nitơ Oxi Nitơ oxit 2NO + O2 2NO2 Nitơ oxit (Khí không màu) Oxi (không khí) Nitơ đioxit (Khí màu nâu, mùi hắc) L.4. Hầu hết oxit của phi kim là oxit axit, tuy nhiên CO, NO, N2O (Đinitơ oxit) là các oxit không tạo muối (oxit trơ). Bài tập 46 Cho 1,92 gam bột lưu huỳnh (S) vào một kín có thể tích 12,32 lít. Trong bình có chứa không khí (20% O2, 80% N2 theo thể tích) và một ít bột V2O5 làm xúc tác. Ở 27,30C, áp suất trong bình là 1atm (coi chất rắn chiếm thể tích không đáng kể). Bật tia lửa điện để đốt cháy hết lưu huỳnh. Sau phản phẩm cháy, thu được hỗn hợp khí hơi A. Dẫn hỗn hợp A qua bình nước brom, hỗn hợp A làm mất màu vừa đủ 3,2 gam Br2 hòa tan trong nước. a. Tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A. b. Nếu cho hỗn hợp A qua lượng dư dung dịch BaCl2. Tính khối lượng kết tủa thu được. c. Tính hiệu suất SO2 bị oxi hóa trong sự đốt cháy trên. Trừ phản ứng SO2 bị oxi hóa trong quá trình cháy trên, các phản ứng khác xảy ra hoàn toàn. (S = 32; Br = 80; Ba = 137; O = 16) ĐS: a. 83,33% N2; 4,17% O2; 4,17% SO2; 8,33% SO3 b. 9,32g c. 66,67% Bài tập 46’ Cho m gam bột lưu huỳnh (S) vào một bình kín có thể tích 8,96lít. Trong bình có chứa không khí và một ít bột vanađi oxit làm xúc tác. Các chất rắn chiếm thể tích không đáng kể, ở 27,30C, áp suất khí trong bình là 836 mmHg. Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn lưu huỳnh. Sau phản ứng cháy, trong bình chỉ còn lại chất xúc tác và thu được hỗn hợp gồm các khí hơi A. Hỗn hợp A làm mất màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO4 0,12M. Nếu cho lượng hỗn hợp A trên qua dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 11,17 gam kết tủa. a. Tính m. b. Tính % khối lượng mỗi khí trong hỗn hợp A. c. Tính hiệu suất SO2 bị oxi hóa trong quá trình đốt cháy lưu huỳnh trên. Trừ phản ứng SO2 bị oxi hóa trong sự đốt cháy lưu huỳnh, các phản ứng khác có hiệu suất 100%. Không khí gồm 20% oxi, 80% nitơ theo thể tích. (S = 32; Ba = 137; S = 32; O = 16; N = 14) ĐS: a. m = 1,6g b. 68,29% N2; 4,88% O2; 14,63% SO2; 12,20% SO3 c. 40% 3. Oxit kim loại kiềm, kiềm thổ tác dụng với nước Oxit kim loại kiềm + H2O Hiđroxit kim loại kiềm Oxit kim loại kiềm thổ Hiđroxit kim loại kiềm thổ Thí dụ:  Na2O + H2O 2NaOH Natri oxit Nước Natri hiđroxit K2O + H2O 2KOH Kali oxit Kali hiđroxit CaO + H2O Ca(OH)2 Canxi oxit Canxi hiđroxit BaO + H2O Ba(OH)2 Bari oxit Bari hiđroxit Lưu ý L.1. Chỉ có oxit của kim loại kiềm, kiềm thổ mới hòa tan được trong nước và tác dụng với nước để tạo bazơ tương ứng. Các oxit kim loại khác không hòa tan trong nước và không tác dụng với nước. Thí dụ:  MgO + H2O Mg(OH)2 Al2O3 + H2O Al(OH)3 CuO, FeO, Fe3O4, Fe2O3, AgO, ZnO, HgO, Cr2O3 H2O L.2. Peoxit kim loại kiềm, kiềm thổ tác dụng với nước tạo hiđroxit kim loại tương ứng và khí oxi. Thí dụ:  1 Na2O2 + H2O t0 2NaOH + O2 2 Natri peoxit Nước Natri hiđroxit Oxi 1 CaO2 + H2O t0 Ca(OH)2 + O2 2 Canxi peoxit Canxi hiđroxit K2O2 + H2O t0 2KOH + 1/2O2 1 BaO2 + H2O t0 Ba(OH)2 + O2 2 Bari peoxit Nước Bari hiđroxit Oxi Peoxit kim loại kiềm, kiềm thổ tác dụng với nước tạo ra hiđroxit kim loại kiềm, kiềm thổ và hiđro peoxit (H2O2) trước. H2O2 khơng bền, dễ bị phân tích tạo nước (H2O) và khí oxi (O2) sau. Quá trình phân hủy H2O2 xảy ra càng nhanh nếu đun nĩng. Do đĩ cĩ tài liệu ghi peoxit kim loại kiềm, kiềm thổ tác dụng với nước tạo hidroxit kim loại kiềm, kiềm thổ và H2O2 ở nhiệt độ thường. Bài tập 47 Đem đun nóng nhẹ 1,89 gam hỗn hợp A gồm hai kim loại Na và Mg trong không khí khô trong một thời gian ngắn. Thu được hỗn hợp B gồm các chất rắn. Đem hòa tan B trong nước, thu được dung dịch C và hỗn hợp D gồm các chất rắn (không có tạo chất khí). Cho dung dịch MgCl2 dư vào dung dịch C thì thu được 0,87 gam kết tủa. Còn khi hòa tan hết lượng hỗn hợp D bằng dung dịch HCl thì thu được 224 ml H2 (đktc). a. Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A. b. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp D. c. Tính hiệu suất Mg bị oxi hóa khi đun nóng hỗn hợp A. Cho biết khi đun nóng hỗn hợp A chỉ có sự tạo oxit kim loại. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, trừ phản ứng Mg bị oxi hóa khi đun nóng. (Mg = 24; Na = 23; O = 16; H = 1) ĐS: a. 36,51% Na; 63,49% Mg b. 1,6g; 0,24g c. 80% Bài tập 47’ Đun nóng m gam hỗn hợp A dạng bột gồm Ba và Al trong không khí khô, các kim loại trong A bị oxi hóa hết tạo oxit kim loại tương ứng. Đem hòa tan lượng hỗn hợp oxit trên trong nước dư, thấy còn lại 1,02 gam chất rắn. Còn nếu đem hòa tan 0,075 mol hỗn hợp A trong lượng nước dư thì thu được 1,344 lít H2 (đktc) và còn lại m’ gam chất rắn. a. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A. b. Tính m’ Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (Ba = 137; Al = 27; O = 16) ĐS: a. 55,92% Ba; 44,08% Al b. m’ = 0,81g 4. Oxit axit tác dụng với nước Oxit axit + H2O Axit tương ứng (Trừ SiO2 và oxit lưỡng tính) Thí dụ:  CO2 + H2O H2CO3 Khí cacbonic Nước Axit cacbonic Anhiđrit cacbonic SO2 + H2O H2SO3 Khí sunfurơ Axit sunfurơ Anhit sunfurơ SO3 + H2O H2SO4 Anhiđrit sunfuric Axit sunfuric P2O5 + 3H2O 2H3PO5 Anhiđrit sunfuric Axit photphoric N2O5 + H2O 2HNO3 Anhiđrit nitric Nước Axit nitric Cl2O5 + H2O 2HClO3 Anhiđrit cloric Axit cloric Mn2O7 + H2O 2HMnO4 Anhiđrit pemanganic Axit pemanganic CrO3 + H2O H2CrO4 Anhiđrit cromic Axit cromic Lưu ý L.1. Hầu hết oxit axit tác dụng được với nước một phần hoặc hoàn toàn để tạo axit tương ứng, nhưng silic oxit và các oxit lưỡng tính không hòa tan trong nước và không tác dụng với nước. SiO2 + H2O Al2O3, Cr2O3, ZnO, BeO, SnO, PbO, SnO2, PbO2 3 2 2 L.2. NO2 (Nitơ đioxit) là một khí màu nâu, mùi hắc, rất độc, được coi là một oxit axit của hai axit (HNO3, axit nitric, và HNO2, axit nitrơ). Khi hòa tan NO2 vào nước, mới đầu có sự tạo ra hai axit, HNO3 và HNO2, nhưng do axit nitrơ (HNO2) không bền, nó dễ bị phân tích tạo HNO3, NO và H2O. Do đó khi hòa tan NO2 trong nước thì thực tế thu được HNO3 và NO. Tuy nhiên nếu hòa tan NO2 trong nước mà có sục tiếp khí oxi (O2) vào thì chỉ thu được HNO3. Khi cho NO2 tác dụng với dung dịch kiềm thì thu được hỗn hợp muối nitrat (NO -), muối nitrit (NO -) và nước (H O). 3 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2 3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O 6NO2 + 2H2O 4HNO3 + 2NO 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO Nitơ oxit Nước Axit nitric Nitơ oxit 2NO2 + H2O + 1 O2 2HNO3 2 2NO2 + 2OH- NO3- + NO2- + H2O Nitơ đioxit Dung dịch kiềm Muối nitrat Muối nitrit Nước Thí dụ:  2NO2 + 2NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O dd Xút Natri nitrat Natri nitrit 4NO2 + 2Ba(OH)2 Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2O Bari hiđroxit Bari nitrat Bari nitrit L.3. CO (cacbon oxit), NO (nitơ oxit), N2O (đinitơ oxit, khí cười, khí vui, laughing gas) là các oxit không tạo muối (oxit trơ), nên các khí này không hòa tan trong nước và không tác dụng với nước. CO, NO, N2O H2O L.4. NO (nitơ oxit) là một khí không màu, nó tác dụng dễ dàng với oxi (O2) của không khí để tạo NO2 (nitơ đioxit), là một khí có màu nâu. 2NO + O2 2NO2 L.5. Hơi SO3 (anhiđrit sufuric, lưu huỳnh trioxit) tác dụng với dung dịch muối bari clorua (BaCl2) hay bari nitrat (Ba(NO3)2) tạo kết tủa màu trắng bari sunfat (BaSO4), kết tủa này không hòa tan trong axit mạnh. Khí SO2, CO2 không tạo được kết tủa với dung dịch BaCl2 cũng như Ba(NO3)2. Người ta thường vận dụng tính chất này để nhận biết SO3. Sở dĩ SO2, CO2 không tác dụng được với dung dịch BaCl2, cũng như Ba(NO3)2 vì SO2, CO2 là các oxit axit của axit yếu (H2SO3, H2CO3), nên các kết tủa BaSO3, BaCO3 không hiện diện được trong môi trường axit mạnh (HCl, HNO3). SO3 + BaCl2 + H2O BaSO4 + 2HCl SO3 + Ba(NO3)2 + H2O BaSO4 + 2HNO3 SO2, CO2 Ba(NO3)2 (BaCl2), H2O Bài tập 48 Đem nung nóng m gam bột sắt trong không khí, thu được hỗn hợp A gồm sắt từ oxit và một kim loại. Hòa tan hết hỗn hợp A bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được khí NO duy nhất và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với lượng dư dung dịch xút, thu được 42,8 gam một kết tủa. a. Tính m. b. Lượng khí NO trên thoát ra trong không khí đã chuyển hóa hết thành một khí màu nâu. Cho lượng khí nâu này hấp thụ vào dung dịch potat dư, thu được dung dịch C. Dung dịch C này làm mất màu vừa đủ 266,7ml dung dịch KMnO4 0,1M trong môi trường axit (H2SO4). Tính hiệu suất sắt đã bị không khí oxi hóa tạo Fe3O4 khi nung m gam sắt trong không khí. Cho biết các phản ứng còn lại xảy ra hoàn toàn. KMnO4, trong môi trường axit, oxi hóa muối nitrit tạo muối nitrat, còn KMnO4 bị khử tạo muối mangan (II). (Fe = 56; O = 16; H = 1) ĐS: a. m = 22,4g b. 75% Bài tập 48’ Hòa tan hết 3,48 gam một oxit sắt FexOy bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được khí NO duy nhất và dung dịch A. Đem cô cạn dung dịch A, thu được 10,89 gam một muối. a. Xác định công thức của FexOy. b. Lượng khí NO trên hóa nâu hết khi tiếp xúc không khí. Lượng khí nâu này được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch xút dư, thu được dung dịch B. Dung dịch B làm mất màu vừa đủ V ml dung dịch KMnO4 0,1M trong môi trường axit H2SO4. Viết các phản ứng xảy ra và tính V. (Fe = 56; O = 16; N = 14) ĐS: a. Fe3O4 b. 10ml 5. Sự nhiệt phân hiđroxit kim loại Hiđroxit kim loại t0 cao (nung) Oxit kim loại + H2O (Trừ hiđroxit KL kiềm) Thí dụ:  2Al(OH)3 t0 cao Al2O3 + 3H2O Nhôm hiđroxit Nhôm oxit Hơi nước Cu(OH)2 t0 cao CuO + H2O Đồng(II) hiđroxit Zn(OH)2 t0 cao ZnO + H2O Kẽm hiđroxit 2Fe(OH)3 t0 cao Fe2O3 + 3H2O Sắt (III) hiđroxit Mg(OH)2 t0 cao MgO + H2O Magie hiđroxit Ca(OH)2 t0 cao CaO + H2O Canxi hiđroxit Lưu ý L.1. Hầu hết hiđroxit kim loại, khi nung ở nhiệt độ cao, bị nhiệt phân tạo oxit kim loại tương ứng và hơi nước bay đi, nhưng hiđroxit kim loại kiềm (trừ liti hiđroxit) không bị nhiệt phân, dù nung ở nhiệt độ cao. NaOH t0 cao KOH t0 cao 2LiOH t0 cao (>5000C) Li2O + H2O Liti hiđroxit Liti oxit Hơi nước Hiđroxit KL kiềm LiOH NaOH KOH Nhiệt độ nóng chảy 4500C 3280C 3600C Nhiệt độ sôi bị phân hủy ở 5000C 13400C 13240C L.2. Tất cả hợp chất của amoni (chứa NH4+) đều bị nhiệt phân khi nung ở nhiệt độ cao, nên NH4OH bị nhiệt phân. Hơn nữa, NH4OH chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, nó dễ dàng bị nhiệt phân tạo NH3 và nước khi đun nóng dung dịch NH4OH. NH4OH t0 NH3 + H2O Amoni hiđroxit Khí amoniac (có mùi khai) L.3. Fe(OH)2 là một chất rắn không tan trong nước, có màu trắng (hơi lục nhạt). Khi để Fe(OH)2 ngoài không khí (có oxi, hơi nước), nó dễ dàng bị oxi hóa tạo Fe(OH)3, là một chất không tan trong nước có màu nâu đỏ. 2Fe(OH)2 + 1 O2 + H2O 2Fe(OH)3 2 Sắt (II) hiđroxit Không khí Sắt (III) hiđroxit Chất rắn trắng hơi lục nhạt Chất rắn màu nâu đỏ L.4. Khi nung Fe(OH)2 trong không khí, nó bị oxi hóa và bị nhiệt phân tạo Fe2O3, một chất rắn có màu nâu đỏ. Chỉ khi nào nung Fe(OH)2 trong chân không hay trong môi trường không có khí oxi (O2), thì Fe(OH)2 mới bị nhiệt phân tạo FeO, một chất rắn có màu đen. 1 2Fe(OH)2 + O2 t0 Fe2O3 + H2O 2 Sắt (II) hiđroxit Oxi Sắt (III) oxit Hơi nước Chất rắn màu trắng Không khí Chất rắn màu nâu đỏ Fe(OH)2 t0 (Chân không) FeO + H2O Sắt (II) oxit (chất rắn có màu đen) L.5. Fe2O3 là một chất rắn có màu nâu đỏ, khi nung Fe2O3 ở nhiệt độ thật cao, nó bị mất bớt oxi và tạo Fe3O4, chất rắn có màu đen. 1 3Fe2O3 t0 cao 2Fe3O4 + O2 2 Sắt (III) oxit Sắt từ oxit Oxi L.6. Muối sắt (III) tác dụng với dung dịch muối SCN- (sunfoxianat, tioxianat) tạo muối Fe(SCN)3 có màu đỏ máu. Thí dụ: Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 Sắt (III) sunfoxianat, Sắt (III) tioxianat Có màu đỏ máu FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl Sắt (III) clorua Kali tioxianat Sắt (III) tioxianat Kali clorua 2Fe(SCN)3 + 3(NH4)2SO4 Sắt (III) tioxianat Amoni sunfat Amoni sunfoxianat Sắt (III) sunfoxianat Bài tập 49 Chia 2,24 gam bột một kim loại M ra làm hai phần bằng nhau. Phần (1) được hòa tan hết trong dung dịch HCl, thu được V ml khí H2 (đktc) và dung dịch A. Phần (2) được hòa tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, cũng thu được V ml khí NO (đktc) và dung dịch B. Nếu đem cô cạn dung dịch A và dung dịch B thì thu được 7,38 gam hỗn hợp hai muối khan. a. Xác định kim loại M. TínhV. b. Cho dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch A, lọc lấy kết tủa trong không khí, rồi đem nung kết tủa thu được cho đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn R. Lấy chất rắn R đem nung ở nhiệt độ thật cao thì lại có khí K thoát ra, và còn lại chất rắn F. Một phần F cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng; Một phần F cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng, có tạo khí G. Xác định K, R, F, G và viết các phản ứng xảy ra. (Na = 23; Mg = 24; Al= 27; Ca = 40; Cr = 52; Fe = 56; Cu = 64; Zn= 65; N = 14; O = 16; Cl = 35,5) ĐS: Fe; 448ml Bài tập 49’ X là một kim loại. Hòa tan hết 2,34 gam X bằng dung dịch HCl, thu được V ml H2 và dung dịch A. Hòa tan hết 1,56 gam X bằng dung dịch HNO3 loãng vừa đủ, thu được 2 V ml NO và dung dịch B. Đem cô cạn hai dung dịch A, B thu được 12,675 gam hỗn 3 hợp hai muối khan. a. Xác định kim loại X. Thể tích hai khí H2 và NO đo trong cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất. b. Nếu cho 100 ml dung dịch NaOH 1M vào lượng dung dịch B trên, lọc lấy kết tủa đem nung cho đến khối lượng không đổi, thu được m gam một chất rắn. Tính m. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (Be = 9; Mg = 24; Al = 27; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Ag = 108; Pb = 207; Cl = 35,5; N = 14; O =16) ĐS: a. Cr b. m = 1,52g 6. Sự nhiệt phân muối cacbonat Cacbonat kim loại t0 cao Oxit kim loại + CO2 (Trừ kim loại kiềm) Thí dụ:  CaCO3 t0 cao CaO + CO2 Canxi cacbonat Canxi oxit Khí cacbonic Đá vôi Vôi sống BaCO3 t0 cao BaO + CO2 Bari cacbonat MgCO3 t0 cao MgO + CO2 Magie cacbonat ZnCO3 t0 cao ZnO + CO2 Ag2CO3 t0 Ag2O + CO2 Bạc cacbonat Lưu ý L.1. Hầu hết muối cacbonat kim loại bị nhiệt phân, tạo oxit kim loại và khí cacbonic, khi nung ở nhiệt độ cao, nhưng cacbonat kim loại kiềm không bị nhiệt phân. Na2CO3 t0 cao Natri cacbonat (Xô đa) K2CO3 t0 cao Kali cacbonat Các muối cacbonat kim loại kiềm rất bền với nhiệt. Sau đây là nhiệt độ nóng chảy (không bị phân hủy) của một số kim loại kiềm. Cacbonat KL kiềm Li2CO3 Na2CO3 K2CO3 Rb2CO3 Nhiệt độ nóng chảy 7350C 8530C 8940C 8370C L.2. Khi nung FeCO3 trong không khí nó bị oxi hóa và bị nhiệt phân tạo Fe2O3 và CO2. Chỉ khi nào nung FeCO3 trong chân không hay trong môi trường không có oxi (O2) thì nó mới bị nhiệt phân tạo FeO và CO2. 2FeCO3 + 1 O2 t0 cao Fe2O3 + 2CO2 2 Sắt (II) cacbonat Oxi Sắt (III) oxit Khí cacbonic Xiđerit (Không khí) FeCO3 t0 cao (Chân không) FeO + CO2 Sắt (II) cacbonat Sắt (II) oxit l.3. Tất cả hợp chất của amoni đều bị nhiệt phân khi nung nóng, nên muối amoni cacbonat bị nhiệt phân. (NH4)2CO3 t0 2NH3 + H2O + CO2 L4. Tất cả muối cacbonat axit đều bị nhiệt phân khi nung nóng. Nhưng sản phẩm nhiệt phân khác nhau tùy theo đó là muối của kim loại kiềm hay khác kim loại kiềm. Cacbonat axit KL kiềm t0 cao Cacbonat KL kiềm + CO2 + H2O Cacbonat axit KL (¹ KL kiềm) t0 cao Oxit KL + CO2 + H2O Thí dụ:  2NaHCO3 (r) t0 cao Na2CO3 (r) + CO2 + H2O Natri cacbonat axit Natri cacbonat Khí cacbonic Hơi nước Natri hiđrocacbonat Xô đa (soda) Natri bicacbonat 2NaHCO3 (dd) t0 Na2CO3 (dd) + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (r) t0 cao CaO (r) + 2CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (dd) t0 CaCO3 + CO2 + H2O 2KHCO3 (r) t0 cao K2CO3 (r) + CO2 + H2O 2KHCO3 (dd) t0 K2CO3 (dd) + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 (r) t0 cao MgO (r) + 2CO2 + H2O Mg(HCO3)2 (dd) t0 MgCO3 + CO2 + H2O NH4HCO3 (r) t0 NH3 + CO2 + H2O 2NH4HCO3 (dd) t0 (NH4)2CO3 (dd) + CO2 + H2O Amoni cacbonat axit Amoni cacbonat Bài tập 50 A và B là hai kim loại đều có hóa trị 2. Lấy m gam hỗn hợp hai muối cacbonat của A và B đem nung nóng một thời gian, có V (lít) khí CO2 (đktc) thoát ra và còn lại p (gam) hỗn hợp các chất rắn. a. Lập biểu thức liên hệ giữa m,V, p. b. Hòa tan hết p gam hỗn hợp các chất rắn trên bằng dung dịch HCl dư, có V’ (lít) khí CO2 (đktc) thoát ra và còn lại dung dịch D. Cô cạn dung dịch D, thu được q (gam) hỗn hợp muối clorua. Lập biểu thức liên hệ giữa m, q, V, V’. Viết các phản ứng xảy ra. c. Xác định A, B nếu biết V = 5,04 lít; V’ = 1,68 lít; q = 51,1 gam; Tổng khối lượng nguyên tử của A và B là 161 đvC; Tỉ lệ số phân tử gam hai muối cacbonat A, B trong hỗn hợp đầu tương ứng là 1 : 2. (C = 12; O = 16; Cl = 35,5; Be = 9; Mg = 24; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Ni = 59; Cu = 64; Zn = 65; Ba = 137) ĐS: a. m = p + 11V/5,6 b. m = q - 11(V + V’)/22,4 c. Mg; Ba Bài tập 50’ Hỗn hợp A gồm hai muối cacbonat của hai kim loại ở hai chu kỳ kế tiếp trong phân nhóm chính nhóm II. Đem nung m gam hỗn hợp A trong một thời gian, có 1,68 lít CO2 (đktc) thoát ra và còn lại 6,38 gam hỗn hợp các chất rắn (hỗn hợp B). a. Tính m. b. Đem hòa tan hết 6,38 gam hỗn hợp B trên bằng dung dịch HCl, có V(ml) khí CO2 (đktc) thoát ra. Dẫn lượng khí CO2 này qua 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M, thu được kết tủa màu trắng và dung dịch D, Đun nóng dung dịch D để phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được thêm 0,985 gam kết tủa nữa. Tính V, xác định hai muối trong hỗn hợp A. Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A. c. Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp B. Biết rằng tỉ lệ số mol mỗi chất trong hỗn hợp A bị nhiệt phân bằng tỉ lệ số mol của chúng trong hỗn hợp lúc đầu. (Be = 9; Mg = 24; Ca = 40; Sr = 88; Ba = 137; Ra = 226; C = 12; O = 16) ĐS: m = 9,68g; V = 560ml; 1,68g MgCO3, 8g CaCO3; 9,40% MgO; 52.67% CaO; 6,58% MgCO3; 31,35% CaCO3 7. Sự nhiệt phân muối sunfit Sunfit kim loại kim loại kiềm t0 cao sunfat KL kiềm + sunfua KL kiềm Thí dụ:  4Na2SO3 t0 cao (6000C) 3Na2SO4 + Na2S Natri sunfit Natri sunfat Natri sunfua 4K2SO3 t0cao (6000C) 3K2SO4 + K2S Kali sunfit Kali sunfat Kali sunfua 8. Sự nhiệt phân muối sunfat Sunfat kim loại t0 cao Oxit kim loại + SO3 (Trừ các KL: Na, K, Ca, Ba) Thí dụ:  MgSO4 t0 cao MgO + SO3 Magie sunfat Magie oxit Anhiđrit sunfuric Al2(SO4)3 t0 cao Al2O3 + 3SO3 Nhôm sunfat Ag2SO4 t0 cao Ag2O + SO3 Bạc sunfat CuSO4 t0 cao CuO + SO3 Đồng (II) sunfat Fe2(SO4)3 t0 cao Fe2O3 + 3 SO3 Sắt (III) sunfat ZnSO4 t0 cao ZnO + SO3 Kẽm sunfat Lưu ý L.1. Chỉ có các muối sunfat của các kim loại Na, K, Ca, Ba là bền đối với nhiệt, không bị phân hủy ở nhiệt độ 10000C. Các muối sunfat khác bị phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn nhiều, tạo oxit kim loại tương ứng và khí SO3. Na2SO4, K2SO4, CaSO4, BaSO4 t0 cao L.2. Do SO3 bị phân hủy tạo SO2 và O2, nên khi nhiệt phân muối sunfat kim loại có thể tạo oxit kim loại, SO2 và O2. 1 Thí dụ: MgSO4 t0 cao MgO + SO2 + O2 2 L.3. Sắt (II) sunfat khi nung nóng bị nhiệt phân tạo sắt (III) oxit, SO2 và O2, ngay cả khi nung trong chân không. (Vì O2 tạo ra do sự nhiệt phân sẽ oxi hóa tiếp FeO tạo Fe2O3) 1 2FeSO4 t0 cao Fe2O3 + 2SO2 + O2 2 9. Sự nhiệt phân muối nitrat Tất cả muối nitrat kim loại đều bị nhiệt phân khi đem nung ở nhiệt độ cao, nhưng sản phẩm nhiệt phân khác nhau tùy theo kim loại trong muối nitrat ở khoảng nào trong dãy thế điện hóa. K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au a. Nitrat kim loại t0 cao Nitrit kim loại + O2 (KL đứng trước Mg, gồm KL kiềm, kiềm thổ) Thí dụ:  1 KNO3 t0 cao KNO2 + O2 2 Kali nitrat Kali nitrit Oxi Ca(NO3)2 t0 cao Ca(NO2)2 + O2 Canxi nitrat Canxi nitrit Oxi 1 NaNO3 t0 cao NaNO2 + O2 2 Ba(NO3)2 t0 cao Ba(NO2)2 + O2 Bari nitrat Bari nitrit Ghi chú: Có tài liệu cho rằng muối bari nitrat bị nhiệt phân tạo bari oxit, NO2 và O2. Đa số tài liệu khác cho rằng sự nhiệt phân bari nitrat tạo sản phẩm như đã thí dụ trên. 1 Ba(NO3)2 t0 cao BaO + 2NO2 + O2 2 b. Nitrat kim loại t0 cao Oxit kim loại + NO2 + O2 (KL: từ Mg - Cu, kể cả Mg và Cu) Thí dụ:  1 Mg(NO3)2 t0 cao MgO + 2NO2 + O2 2 Magie nitrat Magie oxit Nitơ đioxit Oxi 3 2Fe(NO3)3 t0 cao Fe2O3 + 6NO2 + O2 2 1 Cu(NO3)2 t0 cao CuO + 2NO2 + O2 2 c. Nitrat kim loại t0 cao Kim loại + NO2 + O2 (KL: đứng sau Cu) Thí dụ:  1 AgNO3 t0 cao Ag + NO2 + O2 2 Bạc nitrat Bạc Nitơ đioxit Oxi Hg(NO3)2 t0 cao Hg + 2NO2 + O2 Thủy ngân (II) nitrat 3 Au(NO3)3 t0 cao Au + 3NO2 + O2 2 Vàng