Bài giảng chương III phi kim sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

Chương 3 phi kim sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học A - một số Kiến thức cần nhớ I. Tính chất vật lí của phi kim ở điều kiện thường các phi kim tồn tại ở cả ba trạng thái: + Một số phi kim tồn tại ở trạng thái rắn như: cacbon, silic, lưu huỳnh, photpho … + Có phi kim tồn tại ở trạng thái lỏng như brom + Một số phi kim tồn tại ở trạng thái khí như: oxi, clo, flo, nitơ … - Phần lớn các phi kim không dẫn điện. - Các phi kim đều dẫn nhiệt kém. - Một số phi kim độc như clo, brom, iot … II. tính chất hoá học chung của phi kim 1. Tác dụng với kim loại - Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành oxit. Thí dụ 1: Kali phản ứng với oxi tạo thành kali oxit: 4K + O2 2K2O Thí dụ 2: Nhôm cháy trong oxi tạo thành nhôm oxit: 4Al + 3O2 Al2O3 Thí dụ 3: Đồng cháy trong oxi tạo thành đồng (II) oxit: 2Cu + O2 2CuO - Các phi kim khác tác dụng với các kim loại tạo thành muối. Thí dụ 1: Magie phản ứng với khí clo tạo thành muối magiê clorua tinh thể: Mg + Cl2 MgCl2 Thí dụ 2: Sắt phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệt độ cao tạo thành sắt sunfua: Fe + S FeS 2. Tác dụng với hidro - Oxi tác dụng với hidro tạo thành hơi nước. 2H2 + O2 2H2O - Một số phi kim khác tác dụng với hidro tạo thành hợp chất khí. H2 + Cl2 2HCl H2 + S H2S 3. Tác dụng với oxi Nhiều phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit C + O2 CO2 S + O2 SO2 4P + 5O2 2P2O5 4. Mức độ hoạt động hoá học của phi kim Mức độ hoạt động hoá học mạnh hay yếu của các phi kim được xét dựa trên khả năng và mức độ phản ứng của chúng với kim loại và hidro. Flo, oxi và clo là những phi kim hoạt động mạnh, còn lưu huỳnh, photpho, cacbon là những phi kim hoạt động yếu hơn. III. Clo Clo là chất khí màu vàng lục, mùi hắc, tan một phần trong nước. Clo là khí độc. 1. Tính chất hoá học a. Tác dụng với kim loại Clo tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua. Mg + Cl2 MgCl2 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Cu + Cl2 CuCl2 b. Tác dụng với hidro Clo tác dụng với hidro tạo thành khí hidroclorua, khí này tan trong nước tạo thành dung dịch axit clohidric. H2 + Cl2 2HCl c. Tác dụng với nước Khi tan trong nước một phần khí clo tác dụng với nước tạo thành axit clohidric và axit hipoclorơ: H2O + Cl2  HCl + HClO d. Tác dụng với dung dịch kiềm 2NaOH + Cl2 đ NaCl + NaClO + H2O Clo tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành muối natri clorua và muối natri hipoclorit (hỗn hợp muối NaCl và NaClO trong nước gọi là nước Gia-ven). 6KOH + 3Cl2 5KCl + KClO3 + 3H2O Chú ý: Clo không tác dụng trực tiếp với oxi tạo thành oxit. 2. ứng dụng và điều chế a. ứng dụng Clo có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong sản suất như: khử trùng nước sinh hoạt, tẩy trắng vải, sợi, bột giấy và được sử dụng nhiều trong công nghiệp cao su, chất dẻo … b. Điều chế - Trong phòng thí nghiệm: Cho axit clohidric đặc tác dụng với chất oxi hoá mạnh. 4HCl(dd đặc) + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2O 16HCl(dd đặc) + 2KMnO2 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O - Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn xốp. Điện phân có màng ngăn 2NaCl(dd bão hoà) + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 IV. Cacbon 1. Đơn chất a. Tính chất vật lí của cacbon - Dạng thù hình: " Dạng thù hình của nguyên tố là dạng tồn tại của những đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố hoá học tạo nên". Cacbon có ba dạng thù hình chính: + Kim cương: là chất rắn trong suốt, cứng và không có khả năng dẫn điện. Kim cương thường được dùng làm đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt kính … + Than chì: là chất rắn mềm, có khả năng dẫn điện. Than chì thường được dùng làm điện cực, chất bôi trơn, ruột bút chì … + Cacbon vô định hình: là chất rắn, xốp không có khả năng dẫn điện. Thường được sử dụng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản suất. - Tính chất hấp phụ: Một số dạng cacbon vô định hình như than gỗ, than xương mới điều chế có khả năng hấp phụ các chất khí, chất màu … trên bề mặt của chúng (gọi là than hoạt tính). b. Tính chất hoá học Cacbon là một phi kim hoạt động hoá học yếu. - Cacbon tác dụng với oxi: Cacbon cháy trong oxi tạo thành cacbon đioxit và toả nhiều nhiệt. C + O2 CO2 + Q - Cacbon tác dụng với oxit kim loại: Cacbon có tính khử nên ở nhiệt độ cao có thể khử một số oxit kim loại: C + 2CuO CO2 + 2Cu C + 2ZnO CO2 + 2Zn 2. Một số hợp chất của cacbon a. Các oxit của cacbon - Cacbon oxit: CO là chất khí không màu rất độc không tan trong nước. Cacbon oxit là oxit trung tính không tác dụng với axit và kiềm. Cacbon oxit có tính khử mạnh, ở nhiệt độ cao có thể khử được nhiều oxit kim loại: CO + CuO CO2 + Cu 3CO + Fe2O3 3CO2 + 2Fe Cacbon oxit cháy trong không khí hoặc trong oxi toả nhiều nhiệt: 2CO + O2 2CO2 + Q - Cacbon đioxit: CO2 là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, khi bị nén và làm lạnh bị hoá rắn thành nước đá khô (tuyết cacbonic) dùng để bảo quản thực phẩm. Cacbon đioxit là oxit axit. + Tác dụng với nước Cacbon đioxit tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic là axit yếu không bền, lầm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. H2O + CO2  H2CO3 + Tác dụng với dung dịch bazơ: Tuỳ theo tỉ lệ số mol giữa CO2 và bazơ mà tạo thành muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp hai muối: NaOH + CO2 đ NaHCO3 2NaOH + CO2 đ Na2CO3 + H2O + Tác dụng với oxit bazơ: CaO + CO2 đ CaCO3 b. Axit cacbonic và muối cacbonat * Axit cacbonic (H2CO3) tạo thành khi hoà tan CO2 vào nước. H2CO3 là một axit yếu không bền dễ bị phân tích thành CO2 và nước, dung dịch H2CO3 làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. * Muối cacbonat: có hai loại muối cacbonat trung hoà và muối cacbonat axit (hidrocacbonat). - Đa số muối cacbonat không tan trong nước (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm: Na2CO3, K2CO3 … Hầu hết các muối hidrocacbonat tan tốt trong nước như: Ca(HCO3)2, Ba(HCO3)2, Mg(HCO3)2 … - Tính chất hoá học của muối cacbonat + Tác dụng với dung dịch axit Na2CO3 + H2SO4 đ Na2SO4 + CO2 + H2O 2NaHCO3 + H2SO4 đ Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O + Tác dụng với dung dịch bazơ K2CO3 + Ca(OH)2 đ 2KOH + CaCO3¯ NaHCO3 + NaOH đ Na2CO3 + H2O + Tác dụng với dung dịch muối tạo thành hai muối, trong đó ít nhất có một muối ít tan K2CO3 + CaCl2 đ 2KCl + CaCO3¯ + Muối cacbonat dễ bị nhiệt phân huỷ: Hầu hết các muối cacbonat đều dễ bị nhiệt phân huỷ (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm) CaCO3 CaO + CO2 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O V - Silic và công nghiệp silicat 1. Silic Là nguyên tố phổ biến thứ 2 (sau oxi) trong thiên nhiên, silic chiếm 1/4 khối lượng vỏ trái đất, silic tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất trong cát trắng và đất sét. Silic là chất rắn màu xám, tinh thể tinh khiết có tính bán dẫn nên có nhiều ứng dụng trong công nghệ điện tử, pin mặt trời … ở nhiệt độ cao silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit: Si + O2 SiO2 2. Silic đioxit (SiO2) Silic đioxit là oxit axit không tan trong nước, tác dụng với kiềm và oxit bazơ ở nhiệt độ cao tạo thành muối silicat: 2NaOH(r) + SiO2 (r) Na2SiO3 + H2O CaO(r) + SiO2 (r) CaSiO3 3. Công nghiệp silicat a. Sản xuất gốm, sứ - Đồ gốm, sứ: gạch, ngói, gạch chịu lửa sành, sứ … - Từ nguyên liệu chính là đất sét, thạch anh, fenspat được trộn với nước để hoá dẻo sau đó tạo hình, sấy khô và cuối cùng là nung ở nhiệt độ thích hợp. b. Sản xuất xi măng Xi măng là chất kết dính trong xây dựng có thành phần chính là canxi silicat và canxi aluminat. Các công đoạn chính để sản xuất xi măng: - Nghiền nhỏ nguyên liệu: đá vôi, đất sét, quặng sắt … sau đó trộn với nước tạo dạng bùn. - Nung hỗn hợp trên trong lò quay hay lò đứng ở nhiệt độ 1400oC - 1500oC thu được clanhke. - Nghiền clanhke thành bột mịn (xi măng). c. Sản xuất thuỷ tinh Thành phần chính của thuỷ tinh là hỗn hợp canxi silicat (CaSiO3) và Natri silicat (Na2SiO3). Các công đoạn chính để sản xuất thuỷ tinh: - Trộn hỗn hợp cát (SiO2), đá vôi (CaCO3) và xôđa (Na2CO3) theo tỉ lệ thích hợp. - Nung hỗn hợp trên trong lò nung ở nhiệt độ khoảng 900oC thu được thuỷ tinh: CaO(r) + SiO2 (r) CaSiO3 Na2CO3(r) + SiO2 (r) Na2SiO3 + CO2 - Làm nguội thuỷ tinh đến dẻo rồi tạo hình thành các đồ vật. VI - Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học 1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. 2. Cấu tạo bảng tuần hoàn a. Ô nguyên tố Ô nguyên tố cho biết: Số hiệu nguyên tử, kí hiệu hoá học, tên nguyên tố, nguyên tử khối của nguyên tố đó. - Số hiệu nguyên tử còn gọi là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Số hiệu nguyên tử có số trị bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số electron trong nguyên tử. 12 Mg Magie 24 Số hiệu nguyên tử Tên nguyên tố Kí hiệu hoá học Nguyên tử khối b. Chu kì - Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. - Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron. - Có 7 chu kì trong đó các chu kì 1, 2, 3 được gọi là chu kì nhỏ, các chu kì 4, 5, 6, 7 là các chu kì lớn. Thí dụ: Chu kì 2 gồm 8 nguyên tố có 2 lớp electron trong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Ne là 10+. c. Nhóm Nhóm gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau và được xếp thành cột theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. Thí dụ: Nhóm I gồm các nguyên tố kim loại mạnh, chúng đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Fr là 87+. 3. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn a. Trong một chu kì Trong các chu kì nhỏ: Đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: - Số electron lớp ngoài cùng tăng dần từ 1 đến 8 electron. - Tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố tăng dần. - Đầu chu kì là một kim loại kiềm, cuối chu kì là halogen và kết thúc là một khí hiếm. b. Trong một nhóm Trong một nhóm: Đi từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: - Số lớp electron tăng dần. - Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố giảm dần. 4. ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học a. Biết vị trí nguyên tố ta có thể suy đoán cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố. Thí dụ: Nguyên tố A ở ô số 9, nhóm V chu kì II trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Nêu cấu tạo nguyên tử và dự đoán tính chất của nguyên tố A. Nguyên tố A (Flo) ở ô thứ 9 nên có số hiệu nguyên tử là 9, có điện tích hạt nhân bằng 9+ và có 9 electron và có hai lớp electron. Nguyên tố A ở cuối chu kì II nên là phi kim hoạt động mạnh hơn oxi ở ô số 8 và nguyên tố A ở đầu nhóm VII nên tính phi kim mạnh hơn clo ở ô 17. b. Biết cấu tạo nguyên tử có thể suy đoán vị trí và tính chất của nguyên tố. Thí dụ: Nguyên tố B có điện tích hạt nhân là 12+ có 3 lớp electron và có 2 electron ở lớp ngoài cùng. Xác định vị trí của B và dự đoán tính chât hoá học cơ bản của nó. Nguyên tố B (Magie) có 3 lớp electron và 2 electron lớp ngoài cùng nên nguyên tố B ở chu kì III nhóm II. Mg đứng ở gần đầu chu kì II nên nó là một kim loại. Tính kim loại của Mg yếu hơn Na đứng trước nó trong cùng chu kì và Ca đứng dưới nó trong cùng nhóm. Tính kim loại của Mg mạnh hơn Al đứng sau nó trong cùng chu kì và Be đứng trên nó trong cùng nhóm. B - Bài tập 3.1 Trong các nhóm chất sau, nhóm nào toàn là phi kim. a. Cl2, O2, N2, Pb, C b. O2, N2, S, P, I2 c. Br2, S, Ni, N2, P d. Cl2, O2, N2, Pb, C Đáp án: b đúng. 3.2 Trong các nhóm chất phi kim sau, nhóm nào toàn là phi kim tồn tại ở trạng thái khí trong điều kiện thường: a. Cl2, O2, N2, Br2, C b. O2, N2, Cl2, Br2, I2 c. Br2, S, F2, N2, P d. Cl2, O2, N2, F2 Đáp án: d đúng. 3.3 Trong không khí thành phần chính là O2 và N2 có lẫn một số khí độc là Cl2 và H2S. Có thể cho hỗn hợp khí này lội qua dung dịch nào trong các dung dịch sau để loại bỏ các khí độc. a. Dung dịch NaOH b. Dung dịch H2SO4 c. Nước d. Dung dịch CuSO4 Đáp án: a đúng. 3.4 Khí O2 có lẫn một số khí là CO2 và SO2. Có thể cho hỗn hợp khí này lội qua dung dịch nào trong các dung dịch sau để loại bỏ các khí độc. a. Dung dịch CaCl2 b. Dung dịch Ca(OH)2 c. Dung dịch Ca(NO3)2 d. Nước Đáp án: b đúng. 3.5 Khi điều chế khí SO3 bằng phản ứng: Na2SO3 + H2SO4 đ Na2SO4 + SO2 + H2O có thể thu khí SO2 bằng phương pháp: a. Dời chỗ nước b. Dời chỗ dung dịch Ca(OH)2 c. Dời chỗ không khí d. Cả a và c đều đúng Đáp án: d đúng. 3.6 O3 (ozon) là: a. Một dạng thù hình của oxi b. Là hợp chất của oxi c. Cách viết khác của O2 d. Cả a và c đều đúng Đáp án: d đúng. 3.7 Cho sơ đồ các phản ứng sau: A + O2 B B + O2 C C + H2O đ D D + BaCl2 đ E¯ + F A là chất nào trong số các chất sau: a. C b. S c. Cl2 d. Br2 Đáp án: b đúng. 3.8 Có ba lọ đựng ba khí riêng biệt là clo, hiđroclorua và O2. Có thể dùng một chất nào trong số các chất sau để đồng thời nhận biết được cả ba khí: a. Giấy quỳ tím tẩm ướt b. Dung dich NaOH c. Dung dịch CaCl2 d. Dung dich H2SO4 Đáp án: a đúng. 3.9 Có ba lọ đựng ba dung dịch riêng biệt là BaCl2, Ca(HCO3)2 và MgSO4 bị mất nhãn. Có thể dùng một chất nào trong số các chất sau để đồng thời nhận biết được cả ba dung dịch: a. Dung dịch Ba(OH)2 b. Dung dich NaOH c. Dung dịch FeCl3 d. Dung dich H2SO4 Đáp án: d đúng. 3.10 Trong những cặp chất sau 1. H2SO4 và Na2CO3 2. Na2CO3 và NaCl 3. MgCO3 và CaCl2 4. Na2CO3 và BaCl2 những cặp chất nào có thể phản ứng được với nhau: a. Cặp (1) và cặp (2) b. Cặp (3) và cặp (4) c. Cặp (2) và cặp (3) d. Cặp (1) và cặp (4) Đáp án: d đúng. 3.11 Trong những cặp chất sau 1. Cl2 và O2 2. Cl2 và Cu 3. S và O2 4. Cl2 và Br2 những cặp chất nào có thể phản ứng được với nhau: a. Cặp (1) và cặp (2) b. Cặp (3) và cặp (4) c. Cặp (2) và cặp (3) d. Cặp (1) và cặp (4) Đáp án: c đúng. 3.12 Hoàn thành phương trình sơ đồ phản ứng sau: A + O2 B B + O2 C C + H2O đ D D + NaOH đ E + H2O E + BaCl2 đ G¯ + F Trong đó B, C là các oxit axit, E là một muối tan. Giải Các phương trình phản ứng: S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O đ H2SO4 H2SO4 + 2NaOH đ Na2SO4 + 2H2O Na2SO4 + BaCl2 đ BaSO4¯ + 2NaCl 3.13 Một chất khí có công thức phân tử là X2. Khí đó là khí gì? Biết rằng 1,0 lít khí đó ở điều kiện tiêu chuẩn cân nặng 3,1696 gam. Viết các phương trình phản ứng (nếu có) của khí X2 với các chất sau: H2, O2, Cu, dung dịch NaOH và nước. Giải: - Một mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn chiếm thể tích là 22,4 lít, nên khối lượng mol phân tử của khí đó là: M = 2MX = 22,4. 3,1696 = 71 ị MX = 35,5 vậy nguyên tố X là Clo và khí X có công thức phân tử là Cl2. - Các phương trình phản ứng của Cl2 với các chất đã cho: + Cl2 + H2 đ 2HCl + Cl2 + O2 đ không phản ứng + Cl2 + Cu đ CuCl2 + Cl2 + 2NaOH đ NaCl + NaClO + H2O + Cl2 + H2O đ HCl + HClO 3.14 Cho 1,12 lít khí Cl2 (đo ở đktc) tác dụng với H2 dư, hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào nước thu được 100,0 ml dung dịch A. Tính nồng độ mol/l của dung dịch A. Giải - Số mol khí Cl2 là: = =0,05 mol - Phản ứng với khí H2 dư: Cl2 + H2 đ 2HCl (1) Theo phương trình phản ứng (1) H2 dư nên số mol khí HCl sinh ra: nHCl = 2= 2.0,05 = 0,1 mol - Khí HCl tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch axit HCl. - Nồng độ dung dịch HCl thu được: CHCl = =1,0 mol/l (hay 1,0 M) 3.15 Cho 3,36 lít khí Cl2 (đo ở đktc) tác dụng với H2 dư, hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào 100,0 gam nước thu được dung dịch B. Tính nồng độ % của dung dịch B. Giải - Số mol khí Cl2 là: = = 0,15 mol - Phản ứng với khí H2 dư: Cl2 + H2 đ 2HCl (1) Theo phương trình phản ứng (1) H2 dư nên số mol khí HCl sinh ra: nHCl = 2= 2.0,15 = 0,3 mol - Khí HCl tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch axit HCl. - Khối lượng dung dịch axit HCl thu được: mdung dịch HCl = mHCl + = 36,5.0,3 + 100,0 = 110,95 gam - N ồng độ % HCl trong dung dịch B là: C%HCl = = 9,87% 3.16 Cho 2,40 gam Mg kim loại phản ứng hoàn toàn với V lít khí X2 (đo ở đktc) theo phương trình phản ứng sau: X2 + Mg đ MgX2 Khối lượng MgX2 thu được là 9,50 gam. Hãy cho biết X2 là khí gì? và tính thể tích V của khí X2 đã phản ứng với Mg ở trên. Giải - Số mol của Mg kim loại: nHCl = = 0,10 mol - Phương trình phản ứng: X2 + Mg đ MgX2 (1) Theo phương trình phản ứng (1): nMg = = = 0,10 mol - Khối lượng mol phân tử của MgX2: = = 95 = MMg +2MX = 95 ị MX = 35,5 vậy nguyên tố X là Clo và khí X có công thức phân tử là Cl2. - Thể tích khí Cl2 đã phản ứng với Mg: = 22,4.0,10 = 2,24 lít 3.17 Một muối clorua kim loại chứa 79,78% clo theo khối lượng. Xác định công thức phân tử của muối. Giải - Trong các hợp chất muối clorua, clo có hoá trị I. - Gọi công thức phân tử của muối là MCln, trong đó n là hoá trị của kim loại M. - % khối lượng của M trong hợp chất là: 100% - 79,78% = 20,22% Ta có: ị M = 9n Chỉ có cặp n = 3 và M = 27 (Al) là phù hợp. Vậy công thức phân tử của muối là AlCl3. 3.18 Một muối có công thức phân tử là FeX2 trong đó Fe chiếm 44,1% theo khối lượng. Xác định công thức phân tử của muối và viết 3 phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành muối FeX2. Giải - % khối lượng của X trong hợp chất là: 100% - 44,1% = 55,9% Ta có: ị MX = 35,5 Vậy X là nguyên tố Clo, công thức phân tử của muối là FeCl2. - Ba phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành FeCl2 là: Fe + 2HCl đ FeCl2 + H2 (1) Fe + CuCl2 đ FeCl2 + Cu (2) FeSO4 + BaCl2 đ FeCl2 + BaSO4¯ (3) 3.19 Một muối có công thức phân tử là FeX3. Cho dung dịch chứa 1,30 gam FeX3 tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 3,444 gam kết tủa. Xác định công thức phân tử của muối và viết 2 phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành muối FeX3. Giải - Phương trình phản ứng: FeX3 + 3AgNO3 đ Fe(NO3)3 + 3AgX¯ (1) - Gọi x là số mol của FeX3, theo phương trình phản ứng (1) thì số mol của AgX là 3x mol. - Ta có hệ phương trình: = (56 + 3MX).x = 1,30 gam = (108 + MX) .3x = 3,444 gam ị MX = 35,5 và x = 0,008 mol. Vậy nguyên tố X là Clo và muối là FeCl3. - Hai phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành FeCl3 là: 2Fe + 3Cl2 đ 2FeCl3 (1) Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 đ 2FeCl3 + 3BaSO4¯ (2) 3.20 Hoà tan 18,4 gam hỗn hợp hai kim loại hoá trị II và III bằng dung dịch axit HCl dư thu được dung dịch A và khí B. Chia khí B làm hai phần bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn một phần thu được 4,5 gam nước. a. Hỏi khi cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối khan? b. Đem phần 2 cho phản ứng hoàn toàn với khí clo rồi cho sản phẩm hấp thụ vào 200,0 ml dung dịch NaOH 20% (d = 1,20 gam/ml). Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu được. Giải: Gọi kim loại hoá trị II là X có số mol trong 18,4 gam hỗn hợp là x mol. Gọi kim loại hoá trị III là Y có số mol trong 18,4 gam hỗn hợp là y mol. Phương trình phản ứng: X + 2HCl đ XCl2 + H2 (1) 2Y + 6HCl đ 2YCl3 + 3H2 (2) Dung dịch A chứa XCl2, YCl3 và HCl có thể dư, khí B là H2. Đốt cháy một nửa khí B; 2H2 + O2 2H2O (3) a. Theo các phương trình phản ứng từ (1) - (3): Số mol HCl tham gia phản ứng: Theo định luật bảo toàn khối lượng, khi cô cạn dung dịch A lượng muối thu được là: b. Phần 2 tác dụng với clo: H2 + Cl2 2HCl (4) Hấp thụ HCl vào dung dịch NaOH: HCl + NaOH đ NaCl + H2O (5) Số mol HCl: Số mol NaOH: nHCl < nNaOH ị NaOH dư Trong dung dịch thu được gồm NaOH dư và NaCl có số mol: nNaOH dư = 1,2 - 0,5 = 0,7 mol và nNaCl = nHCl = 0,5 mol Khối lượng dung dịch thu được: mdd = 200,0.1,2 + 36,5.0,5 = 258,25 gam Nồng độ các chất trong dung dịch: 3.21 Tính thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn khi đun nóng nhẹ 1,58 gam KMnO4 với dung dịch axit clohiđric đặc dư. Giải - Số mol của KMnO4: == 0,010 mol - Phương trình phản ứng: 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O (1) - Theo phương trình phản ứng (1) số mol của Cl2 sinh ra: = = 0,025 mol - Thể tích khí Cl2 thu được: = 22,4.0,025 = 0,56 lít 3.22 Tính thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn khi đun nóng nhẹ 2,61 gam MnO2 với dung dịch axit clohiđric đặc dư. Lượng clo này phản ứng hết bao nhiêu gam sắt kim loại. Giải - Số mol của MnO2: == 0,030 mol - Phương trình phản ứng: MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O (1) - Theo phương trình phản ứng (1) số mol của Cl2 sinh ra: = = 0,030 mol - Thể tích khí Cl2 thu được: = 22,4.0,030 = 0,672 lít - Phản ứng với Fe: 3Cl2 + 2Fe đ 2FeCl3 (2) nFe = = 0,02 mol - Khối lượng sắt đã tham gia phản ứng: mFe = 56.0,02 = 1,12 gam 3.23 Điện phân có màng ngăn dung dịch NaCl bão hoà bằng dòng điện một chiều thu được 33,6 lít khí clo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính khối lượng muối dung dịch nước Gia - ven thu được khi cho lượng khí clo này phản ứng hoàn toàn với 200,0 gam dung dịch NaOH 60%. Giải - Phương trình phản ứng điện phân: Điện phân có màng ngăn 2NaCl(dd bão hoà) + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 (1) - Số mol của Cl2 thu được: = = 1,5 mol - Số mol của NaOH có trong 200,0 gam dung dịch: nNaOH = = 3,0 mol - Phản ứng của clo với NaOH: Cl2 + 2NaOH đ NaCl + NaClO + H2O (2) - Số mol NaOH gấp hai lần số mol Cl2 nên phản ứng vừa đủ . - Khối lượng dung dịch nước Gia - ven thu được: m = mdung dịch NaOH + = 200,0 + 71.0,15 = 3,6,5 gam 3.24 Tiến hành điện phân có màng ngăn dung dịch NaCl bão hoà bằng dòng điện một chiều thu được 33,6 m3 khí clo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính khối lượng muối NaCl đã đem điện phân, và tính khối lượng NaOH thu được trong quá trình điện phân. Biết hiệu suất thu hồi khí clo là 95%. Giải - Số mol của Cl2 thu được: = .103 = 1,5.103 mol - Phương trình phản ứng điện phân: Điện phân có màng ngăn 2NaCl(dd bão hoà) + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 (1) - Số mol của NaCl đem điện phân và số mol NaOH thu được: nNaCl = nNaOH = 2= 1.1,5.103 = 3.103 mol - Khối lượng NaCl cần dùng: mNaCl = 3.103.58,5. =184,74.103 gam = 184,74 kg - Khối lượng NaOH tác dụng: mNaOH = 3.103.40. =126,32.103 gam = 126,32 kg 3.25 Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hoá sau: Cl2 HCl CaCl2 NaCl đ NaCl đ NaCl CaCO3 Na NaOH Na2CO3 Giải Các phương trình phản ứng: Điện phân nóng chảy 2NaCl 2Na + Cl2 (1) 2Na + Cl2 đ 2NaCl (2) H2 + Cl2 2HCl (3) 2Na + 2H2O đ 2NaOH + H2 (4) HCl + NaOH đ NaCl + H2O (5) 2HCl + Ca(OH)2 đ CaCl2 + 2H2O (6) CO2 + 2NaOH đ Na2CO3 + H2O (7) Na2CO3 + CaCl2 đ CaCO3 + 2NaCl (8) 3.26 Kim cương là: a. Hợp chất của cacbon với kim loại b. Là hợp chất của cacbon với phi kim c. Một dạng thù hình của cacbon d. Cả a và b đều đúng Đáp án: c đúng. 3.27 Chọn câu đúng trong các câu sau: a. Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cương, than chì và than gỗ. b. Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cương, than chì và cacbon vô định hình. c. Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cương, than chì và than hoạt tính. d. Các dạng thù hình đúng của cacbon là: kim cương, than chì và than đá. Đáp án: b đúng. 3.28 Khả năng hấp phụ cao là đặc tính của: a. Than đá b. Kim cương c. Than chì d. Than hoạt tính Đáp án: d đúng. 3.29 Trong các phản ứng hoá học sau: C + O2 CO2 + Q (1) C + 2CuO CO2 + 2Cu (2) cacbon luôn là: a. Chất oxi hoá b. Chất khử c. Là chất oxi hoá và chất khử d. Không là chất oxi hoá và chất khử Đáp án: b đúng. 3.30 Cacbon oxit (CO) là: a. Oxit axit b. Oxit bazơ c. Oxit trung tính d. Oxit lưỡng tính Đáp án: c đúng. 3.31 Trong các phản ứng hoá học sau: 2CO + O2 2CO2 + Q (1) CO + CuO CO2 + Cu (2) cacbon oxit luôn là: a. Chất oxi hoá b. Không là chất oxi hoá và chất khử c. Là chất oxi hoá và chất khử d. Chất khử Đáp án: d đúng. 3.32 Cacbon đioxit (hay còn gọi là anhiđrit cacbonic, khí cacbonic: CO2) là: a. Oxit axit b. Oxit bazơ c. Oxit trung tính d. Oxit lưỡng tính Đáp án: a đúng. 3.33 Nguyên tố R tạo thành với hiđro một hợp chất có công thức phân tử RH4. R là nguyên tố nào trong các nguyên tố sau: a. S b. Si c. C d. P Đáp án: a đúng. 3.34 Hấp thụ toàn bộ 2,24 lít khí CO2 (đo ở đktc) vào 100,0 ml dung dịch NaOH 1,5 M. Dung dịch thu được chứa những muối nào? a. NaHCO3 b. Na2CO3 c. NaHCO3 và Na2CO3 d. Phản ứng không tạo muối Đáp án: c đúng. 3.35 Một viên than tổ ong có khối lượng 350,0 gam chứa 60% cacbon theo khối lượng. Tính nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn một viên than này. Biết khi đốt cháy 1 mol cacbon sinh ra lượng nhiệt là 394 kJ. Giải - Phản ứng cháy: C + O2 CO2 + Q - Số mol cacbon có trong một viên than tổ ong là: nC = = 17,5 mol - Lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn một viên than tổ ong là: Q = 17,5.394 = 6895 kJ 3.36 Tính thể tích khí CO cần lấy ở điều kiện tiêu chuẩn để khử hết 8,0 gam CuO. Biết rằng hiệu suất phản ứng khử là 80%. Giải - Số mol CuO: nCuO = = 0,10 mol - Phản ứng khử CuO CO + CuO CO2 + Cu - Theo phương trình phản ứng số mol CO bằng số mol CuO: nCO = nCuO = 0,10 mol - Thể tích CO cần lấy: nCO = = 2,80 lít 3.37 Dẫn 22,4 lít hỗn hợp khí A gồm CO và CO2 qua dung dịch NaOH dư thấy có 1,12 lít khí thoát ra. Tính % theo thể tích và % theo khối lượng của hỗn hợp khí A. Biết các thể tích đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giải - Gọi số mol khí CO trong hỗn hợp A là x mol. - Gọi số mol khí CO2 trong hỗn hợp A là y mol. - Khi cho hỗn hợp khí A qua dung dịch NaOH: