Các phương pháp cân bằng một phương trình phản ứng

Các phương pháp cân bằng một phương trình phản ứng. 1/ Cân bằng phương trình theo phương pháp đại số. Ví dụ: Cân bằng phương trình phản ứng P2O5 + H2O -> H3PO4 Đưa các hệ số x, y, z vào phương trình ta có: - Căn cứ vào số nguyên tử P ta có: 2x = z (1) - Căn cứ vào số nguyên tử O ta có: 5x + y = z (2) - Căn cứ vào số nguyên tử H ta có: 2y = 3z (3) Thay (1) vào (3) ta có: 2y = 3z = 6x => y = = 3x Nếu x = 1 thì y = 3 và z = 2x = 2.1 = 2 => Phương trình ở dạng cân bằng như sau: P2O5 + 3H2O -> 2H3PO4 Ví dụ: Cân bằng phương trình phản ứng. Al + HNO3 (loãng) ----> Al(NO3)3 + NO + H2O Bước 1: Đặt hệ số bằng các ẩn số a, b, c, d trước các chất tham gia và chất tạo thành (Nếu 2 chất mà trùng nhau thì dùng 1 ẩn) Ta có. a Al + b HNO3 ----> a Al(NO3)3 + c NO + b/2 H2O. Bước 2: Lập phương trình toán học với từng loại nguyên tố có sự thay đổi về số nguyên tử ở 2 vế. Ta nhận thấy chỉ có N và O là có sự thay đổi. N: b = 3a + c (I) O: 3b = 9a + c + b/2 (II) Bước 3: Giải phương trình toán học để tìm hệ số Thay (I) vào (II) ta được. 3(3a + c) = 9a + c + b/2 2c = b/2 ----> b = 4c ---> b = 4 và c = 1. Thay vào (I) ---> a = 1. Bước 4: Thay hệ số vừa tìm được vào phương trình và hoàn thành phương trình. Al + 4 HNO3 ----> Al(NO3)3 + NO + 2 H2O Bước 5: Kiểm tra lại phương trình vừa hoàn thành. 2/ Cân bằng theo phương pháp electron. Ví dụ: Cu + HNO3 (đặc) -----> Cu(NO3)2 + NO2 + H2O Bước 1: Viết PTPƯ để xác định sự thay đổi số oxi hoá của nguyên tố. Ban đầu: Cu0 ----> Cu+ 2 Trong chất sau phản ứng Cu(NO3)2 Ban đầu: N+ 5 (HNO3) ----> N+ 4 Trong chất sau phản ứng NO2 Bước 2: Xác định số oxi hoá của các nguyên tố thay đổi. Cu0 ----> Cu+ 2 N+ 5 ----> N+ 4 Bước 3: Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử. Cu0 – 2e ----> Cu+ 2 N+ 5 + 1e ----> N+ 4 Bước 4: Tìm bội chung để cân bằng số oxi hoá. 1 Cu0 – 2e ----> Cu+ 2 2 N+ 5 + 1e ----> N+ 4 Bước 5: Đưa hệ số vào phương trình, kiểm tra, cân bằng phần không oxi hoá - khử và hoàn thành PTHH. Cu + 2HNO3 (đặc) -----> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O + 2HNO3 (đặc) -----> Cu + 4HNO3 (đặc) -----> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3/ Cân bằng theo phương pháp bán phản ứng ( Hay ion – electron) Theo phương pháp này thì các bước 1 và 2 giống như phương pháp electron. Bước 3: Viết các bán phản ứng oxi hoá và bán phản ứng khử theo nguyên tắc: + Các dạng oxi hoá và dạng khử của các chất oxi hoá, chất khử nếu thuộc chất điện li mạnh thì viết dưới dạng ion. Còn chất điện li yếu, không điện li, chất rắn, chất khí thì viết dưới dạng phân tử (hoặc nguyên tử). Đối với bán phản ứng oxi hoá thì viết số e nhận bên trái còn bán phản ứng thì viết số e cho bên phải. Bước 4: Cân bằng số e cho – nhận và cộng hai bán phản ứng ta được phương trình phản ứng dạng ion. Muốn chuyển phương trình phản ứng dạng ion thành dạng phân tử ta cộng 2 vế những lượng tương đương như nhau ion trái dấu (Cation và anion) để bù trừ điện tích. Chú ý: cân bằng khối lượng của nửa phản ứng. Môi trường axit hoặc trung tính thì lấy oxi trong H2O. Bước 5: Hoàn thành phương trình. Một số phản ứng hoá học thông dụng. Cần nắm vững điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch. Gồm các phản ứng: 1/ Axit + Bazơ Muối + H2O 2/ Axit + Muối Muối mới + Axít mới 3/ Dung dịch Muối + Dung dịch Bazơ Muối mới + Bazơ mới 4/ 2 Dung dịch Muối tác dụng với nhau 2 Muối mới Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi là: Sản phẩm thu được phải có ít nhất một chất không tan hoặc một chất khí hoặc phải có H2O và các chất tham gia phải theo yêu cầu của từng phản ứng. Tính tan của một số muối và bazơ. Hầu hết các muối clo rua đều tan ( trừ muối AgCl , PbCl2 ) Tất cả các muối nit rat đều tan. Tất cả các muối của kim loại kiềm đều tan. Hầu hết các bazơ không tan ( trừ các bazơ của kim loại kiềm, Ba(OH)2 và Ca(OH)2 tan ít. * Na2CO3 , NaHCO3 ( K2CO3 , KHCO3 ) và các muối cacbonat của Ca, Mg, Ba đều tác dụng được với a xít. NaHCO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O + CO2 Na2CO3 + NaHSO4 Không xảy ra NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O Na2CO3 + NaOH Không xảy ra 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH + H2O 2NaHCO3 + 2KOH Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2NaOH Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 2BaCO3 + 2H2O Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 BaCO3 + CaCO3 + 2H2O NaHCO3 + BaCl2 không xảy ra Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Ba(HCO3)2 + BaCl2 không xảy ra Ca(HCO3)2 + CaCl2 không xảy ra NaHSO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O + SO2 Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2 2NaHSO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O + 2SO2 Na2SO3 + 2NaHSO4 2Na2SO4 + H2O + SO2 2KOH + 2NaHSO4 Na2SO4 + K2SO4 + H2O (NH4)2CO3 + 2NaHSO4 Na2SO4 + (NH4)2SO4 + H2O + CO2 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Cu + Fe SO4 không xảy ra Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 Một số PTHH cần lưu ý: Ví dụ: Hoà tan m( gam ) MxOy vào dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3) Ta có PTHH cân bằng như sau: lưu ý 2y/x là hoá trị của kim loại M MxOy + 2yHCl xMCl2y/x + yH2O 2MxOy + 2yH2SO4 xM2(SO4)2y/x + 2yH2O MxOy + 2yHNO3 xM(NO3)2y/x + yH2O VD: Hoà tan m( gam ) kim loại M vào dung dịch a xit (HCl, H2SO4) Ta có PTHH cân bằng như sau: lưu ý x là hoá trị của kim loại M 2M + 2xHCl 2MClx + xH2 áp dụng: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 2Al + 2*3 HCl 2AlCl3 + 3H2 6 2M + xH2SO4 M2(SO4)x + xH2 áp dụng: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 Các phản ứng điều chế một số kim loại: Đối với một số kim loại như Na, K, Ca, Mg thì dùng phương pháp điện phân nóng chảy các muối Clorua. PTHH chung: 2MClx (r ) 2M(r ) + Cl2( k ) (đối với các kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số) Đối với nhôm thì dùng phương pháp điện phân nóng chảy Al2O3, khi có chất xúc tác Criolit(3NaF.AlF3) , PTHH: 2Al2O3 (r ) 4Al ( r ) + 3 O2 (k ) Đối với các kim loại như Fe , Pb , Cu thì có thể dùng các phương pháp sau: - Dùng H2: FexOy + yH2 xFe + yH2O ( h ) - Dùng C: 2FexOy + yC(r ) 2xFe + yCO2 ( k ) - Dùng CO: FexOy + yCO (k ) xFe + yCO2 ( k ) - Dùng Al( nhiệt nhôm ): 3FexOy + 2yAl (r ) 3xFe + yAl2O3 ( k ) - PTPƯ nhiệt phân sắt hiđrô xit: 4xFe(OH)2y/x + (3x – 2y) O2 2xFe2O3 + 4y H2O Một số phản ứng nhiệt phân của một số muối 1/ Muối nitrat Nếu M là kim loại đứng trước Mg (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x 2M(NO2)x + xO2 (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số ) Nếu M là kim loại kể từ Mg đến Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) 4M(NO3)x 2M2Ox + 4xNO2 + xO2 (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số ) Nếu M là kim loại đứng sau Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x 2M + 2NO2 + xO2 (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số) 2/ Muối cacbonat - Muối trung hoà: M2(CO3)x (r) M2Ox (r) + xCO2(k) (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số) - Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r) M2(CO3)x(r) + xH2O( h ) + xCO2(k) (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số) 3/ Muối amoni NH4Cl NH3 (k) + HCl ( k ) NH4HCO3 NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) NH4NO3 N2O (k) + H2O ( h ) NH4NO2 N2 (k) + 2H2O ( h ) (NH4)2CO3 2NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) 2(NH4)2SO4 4NH3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k) 1) Hoàn thành sơ đồ chuyển hoỏ sau đõy: + CO t0 + CO t0 + CO t0 + S t0 + O2 t0 + O2 t0,xt + H2O + E H G G F E F. D B Fe2O3 A Hướng dẫn : Cỏc chất A,B bị khử bởi CO nờn phải là cỏc oxit ( mức hoỏ trị Fe < III) và D phải là Fe. F và G là cỏc sản phẩm của sự oxi hoỏ nờn phải là cỏc oxit. Chọn cỏc chất lần lượt là : Fe3O4, FeO, Fe, FeS, SO2, SO3, H2SO4. 2) Xỏc định cỏc chữ cỏi trong sơ đồ phản ứng và viết PTHH xảy ra: a) X1 + X2 đ Br2 + MnBr2 + H2O b) X3 + X4 + X5 đ HCl + H2SO4 c) A1 + A2 đ SO2 + H2O d) B1 + B2 đ NH3ư + Ca(NO3)2 + H2O e) D1 + D2 + D3 đ Cl2 ư + MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O Hướng dẫn : Dễ thấy chất X1,X2 : MnO2 và HBr. Chất X3 đ X5 : SO2, H2O , Cl2. Chất A1,A2 : H2S và O2 ( hoặc S và H2SO4 đặc ) Chất B1, B2 : NH4NO3 và Ca(OH)2. Chất D1, D2,D3 : KMnO4 , NaCl, H2SO4 đặc. 3) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau đõy : SO2 muối A1 A A3 Kết tủa A2 Biết A là hợp chất vụ cơ , khi đốt chỏy 2,4gam A thỡ thu được 1,6 gam Fe2O3 và 0,896 lớt khớ sunfurơ ( đktc). Hướng dẫn : Trong 2,4 gam A cú : 1,12 gam Fe ; 1,28 gam S ị khụng cú oxi Xỏc định A : FeS2 ( được hiểu tương đối là FeS. S ) Cỏc phương trỡnh phản ứng : 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 SO2 + 2NaOH đ Na2SO3 + H2O FeS2 + 2HCl đ FeCl2 + H2S + S ¯ ( xem FeS2 Û FeS.S ) Na2SO3 + S đ Na2S2O3 ( làm giảm húa trị của lưu huỳnh ) 4) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau đõy: (2) (3) (6) SO3 H2SO4 a) FeS2 SO2 SO2 S ¯ NaHSO3 Na2SO3 NaH2PO4 b) P đ P2O5 đ H3PO4 Na2HPO4 Na3PO4 c) BaCl2 + ? đ KCl + ? ( 5 phản ứng khỏc nhau ) 5) Xỏc định cỏc chất ứng với cỏc chữ cỏi A, B, C, D, E ... và viết phương trỡnh phản ứng. a) A B + CO2 ; B + H2O đ C C + CO2 đ A + H2O ; A + H2O + CO2 đ D D A + H2O + CO2 b) FeS2 + O2 đ A + B ; G + KOH đ H + D A + O2 đ C ; H + Cu(NO3)2 đ I + K C + D đ axit E ; I + E đ F + A + D E + Cu đ F + A + D ; G + Cl2 + D đ E + L A + D đ axit G c) N2 + O2 A ; C + CaCO3 đ Ca(NO3)2 + H2O + D A + O2 đ B ; D + Na2CO3 + H2O E B + H2O đ C + A ; E Na2CO3 + H2O + D ư (1) (2) (3) (4) (8) (5) (6) (7) A B C D E H2S d) ( Biết ở sơ đồ d : A,B,C,D,E là cỏc hợp chất khỏc nhau của lưu huỳnh ). Hướng dẫn : (1) : H2S + 2NaOH đ Na2S + 2H2O (2): Na2S + FeCl2 đ FeS ¯ + 2NaCl (3): FeS + H2SO4 đ FeSO4 + H2S ư (4): 3FeSO4 + 3/2Cl2 đ Fe2(SO4)3 + FeCl3 (5): Fe2(SO4)3 + 3H2O 2Fe + 3H2SO4 + 3/2 O2 ư (6): H2SO4 + K2S đ K2SO4 + H2S ư (7): FeS + 2HCl đ FeCl2 + H2S ư (8): H2SO4 + FeO đ FeSO4 + H2O Cú thể giải bằng cỏc phương trỡnh phản ứng khỏc. 6) Hoàn thành dóy chuyển hoỏ sau : a) CaCl2 đ Ca đ Ca(OH)2 đ CaCO3 Ca(HCO3)2 Clorua vụi Ca(NO3)2 b) KMnO4 Cl2 đ NaClO đ NaCl đ NaOH đ Javel đ Cl2 O2 KClO3 7) Xỏc định cỏc chất A,B,C,D,E ,G,X, và hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng: Fe + A đ FeCl2 + B ư ; D + NaOH đ E ¯ + G B + C đ A ; G + H2O đ X + B + C FeCl2 + C đ D 8) Thay cỏc chữ cỏi bằng cỏc CTHH thớch hợp và hoàn thành phản ứng sau: A + H2SO4 đ B + SO2 + H2O ; D + H2 A + H2O B + NaOH đ C + Na2SO4 ; A + E đ Cu(NO3)2 + Ag ¯ C D + H2O Hướng dẫn : A: Cu ; B: CuSO4 ; C: Cu(OH)2 ; D: CuO ; E: AgNO3 9) Hóy chọn 2 chất vụ cơ X khỏc nhau và xỏc định A,B,C,D,E,F thỏa món sơ đồ sau : AC E X X X X ( Hướng dẫn : X là chất bị nhiệt phõn hoặc điện phõn) BD F 10) a) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau ( mỗi chữ cỏi là một chất khỏc nhau, với S là lưu huỳnh ) S + A X ; S + B Y Y + A X + E ; X + Y S + E X + D + E U + V ; Y + D + E U + V b) Cho từng khớ X,Y trờn tỏc dụng với dung dịch Br2 thỡ đều làm mất màu dung dịch brom. Viết cỏc phương trỡnh húa học xảy ra. Hướng dẫn : X và Y là những chất tạo ra từ S nờn chỉ cú thể : SO2, H2S , muối sunfua kim loại, sunfua cacbon. Nhưng vỡ X tỏc dụng được với Y nờn phự hợp nhất là : X ( SO2) và Y ( H2S). Cỏc phương trỡnh phản ứng: S + O2 SO2 ( X) H2S + O2 SO2 + H2O ( E) SO2 + Cl2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl ( U: H2SO4 và V : HCl ) S + H2 H2S ( Y) SO2 + 2H2S 3S ¯ + 2H2O H2S + 4Cl2 + 4H2O H2SO4 + 8HCl 11) Xỏc định cỏc chất A,B, ... M,X trong sơ đồ và viết PTHH để minh họa: Fe X + A F X + B HF X + C K H + BaSO4 ¯ X + D XH Hướng dẫn : A,B,C,D phải là cỏc chất khử khỏc nhau, X là oxit của sắt. 12) Viết PTHH để thực hiện sơ đồ chuyển húa sau ( mỗi chữ cỏi là một chất khỏc nhau) A B C D A D E A Biết trong hợp chất oxit, nguyờn tố A cú chiếm 52,94% về khối lượng. 13) Hoàn thành sơ đồ chuyển húa sau: FeCl2 Fe(NO3)2 Fe(OH)2 Fe Fe2O3Fe. FeCl3 Fe(NO3)2 Fe(OH)3 14/ (1) FeCl2 FeSO4 Fe(NO3)2 Fe(OH)2 (5) Fe (11) (12) Fe2O3 (6) FeCl3 Fe2(SO4)3 Fe(NO3)3 Fe(OH)3 (10) 15/. FeS2 SO2 SO3 H2SO4SO2 H2SO4 BaSO4. 16. FeS2SO2SO3H2SO4CuSO4Na2SO4NaOHNa2ZnO2. 17. AlAl2O3AlNaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 Al2(SO4)3AlCl3 Al. 18.AlAl2O3Al2(SO4)3AlCl3Al(OH)3Al(NO3)3AlAlCl3Al(OH)3NaAlO2Al(OH)3Al2O3 Al. 19. Na NaCl NaOH NaNO3 NO2NaNO3. 20. NaNa2ONaOHNa2CO3NaHCO3Na2CO3NaCl NaNO3. 21. Na NaOH NaCl Cl2HClFeCl2FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3Fe Fe3O4FeCl3FeCl2. 22. CaCO3CO2 Na2CO3 MgCO3 MgO MgSO4 MgCl2 Mg(NO3)2 MgOMg3(PO4)2. 23. C CO2 CO CO2 NaHCO3 Na2CO3NaCl Cl2 NaCl + NaClO. 24. Ca CaO Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2 CaCl2 CaCO3 25. Cu CuO CuCl2 Cu(OH)2 CuO CuSO4 Cu. 26. MgSO4 Mg(OH)2 MgO MgCl2Mg(NO3)2MgCO3MgO II- BÀI TẬP ÁP DỤNG VÀ NÂNG CAO 1) Từ Cu và cỏc chất tuỳ chọn, em hóy nờu 2 phương phỏp trực tiếp và 2 phương phỏp giỏn tiếp điều chế CuCl2 ? Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra ? Hướng dẫn: C1: Cu + Cl2 CuCl2 C2: Cu + 2FeCl3 đ FeCl2 + CuCl2 C3: 2Cu + O2 2CuO CuO + 2HCl đ CuCl2 + H2O C4: Cu + 2H2SO4 đặc đ CuSO4 + 2H2O + SO2 CuSO4 + BaCl2 đ CuCl2 + BaSO4 ¯ 2) Từ cỏc nguyờn liệu là : Pyrit ( FeS2), muối ăn , nước và cỏc chất xỳc tỏc. Em hóy viết cỏc phương trỡnh điều chế ra : Fe2(SO4)3 , Fe(OH)3 và Fe(OH)2. 3) Từ CuCl2, dung dịch NaOH, CO2. Viết phương trỡnh húa học điều chế CaO, CaCO3. 4) Từ cỏc dung dịch : CuSO4, NaOH , HCl, AgNO3 cú thể điều chế được những muối nào ? những oxit bazơ nào ? Viết cỏc phương trỡnh húa học để minh họa. 5) a) Từ cỏc chất : Al, O2, H2O, CuSO4(r), Fe, ddHCl. Hóy viết cỏc phương trỡnh húa học điều chế: Cu, Al2(SO4)3, AlCl3, FeCl2. ( Tất cả cỏc chất nguyờn liệu phải được sử dụng). b) Từ cỏc chất : Na2O, CuO, Fe2O3, H2O, H2SO4 . Hóy viết phương trỡnh húa học điều chế : NaOH, Fe(OH)3, Cu(OH)2. 6) Từ mỗi chất: Cu, C, S, O2, H2S, FeS2, H2SO4, Na2SO3, hóy viết cỏc PTHH điều chế SO2 7) Từ khụng khớ, nước, đỏ vụi, quặng Pirit sắt, nước biển. Hóy điều chế : Fe(OH)3, phõn đạm 2 lỏ NH4NO3, phõn đạm urờ : (NH2)2CO 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O NO + ẵ O2 đ NO2 2NO2 + ẵ O2 + H2O đ 2HNO3 HNO3 + NH3 đ NH4NO3 Hướng dẫn : KK lỏng N2 + O2 CaCO3 CaO + CO2 2H2O 2H2 + O2 N2 + 3H2 2NH3 2NH3 + CO2 đ CO(NH2)2 + H2O 8) Từ hỗn hợp MgCO3, K2CO3, BaCO3 hóy điều chế cỏc kim loại Mg, K và Ba tinh khiết. Hướng dẫn : - Hoà tan hỗn hợp vào trong nước thỡ K2CO3 tan cũn BaCO3 và CaCO3 khụng tan. - Điều chế K từ dung dịch K2CO3 : K2CO3 + 2HCl đ 2KCl + H2O + CO2 ư 2KCl 2K + Cl2 ư - Điều chế Mg và Ca từ phần khụng tan MgCO3 và CaCO3 * Nung hỗn hợp MgCO3 và CaCO3 : 9) Phõn đạm 2 lỏ NH4NO3, phõn urờ CO(NH2)2. Hóy viết cỏc phương trỡnh phản ứng điều chế 2 loại phõn đạm trờn từ khụng khớ, nước và đỏ vụi. Hướng dẫn : Tương tự như bài 7 10) Từ Fe nờu 3 phương phỏp điều chế FeCl3 và ngược lại. Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra. 11) Trỡnh bày 4 cỏch khỏc nhau để điều chế khớ clo, 3 cỏch điều chế HCl ( khớ). 12) Một hỗn hợp CuO và Fe2O3 . Chỉ được dựng Al và dung dịch HCl để điều chế Cu nguyờn chất. Hướng dẫn : Cỏch 1: Cho hỗn hợp tan trong dung dịch HCl. Cho dung dịch thu được tỏc dụng với Al lấy kim loại sinh ra hoà tan tiếp vào dung dịch HCl ị thu được Cu Cỏch 2: Hoà tan Al trong dung dịch HCl thu được H2. Khử hỗn hợp 2 oxit ị 2 kim loại. Hoà tan kim loại trong dung dịch HCl ị thu được Cu. Cỏch 3: Khử hỗn hợp bằng Al, Hoà tan sản phẩm vào dung dịch HCl ị thu được Cu 13) Từ FeS , BaCl2, khụng khớ, nước : Viết cỏc phương trỡnh phản ứng điều chế BaSO4 Hướng dẫn: Từ FeS điều chế H2SO4 Từ BaCl2 và H2SO4 điều chế BaSO4 14) Cú 5 chất : MnO2, H2SO4 đặc, NaCl, Na2SO4, CaCl2 . Dựng 2 hoặc 3 chất nào cú thể điều chế được HCl , Cl2. Viết PTHH xảy ra. Hướng dẫn: để điều chế HCl thỡ dựng H2SO4 đặc và NaCl hoặc CaCl2. Để điều chế Cl2 thỡ dựng H2SO4 đặc và NaCl và MnO2 H2SO4 đặc + NaCl(r) đ NaHSO4 + HCl ư 4HCl đặc + MnO2 MnCl2 + 2H2O + Cl2ư 15) Từ cỏc chất NaCl, CaCO3, H2O , hóy viết phương trỡnh húa học điều chế : vụi sống, vụi tụi, xỳt, xụ đa, Javel, clorua vụi, natri, canxi. 16) Trong cụng nghiệp để điều chế CuSO4 người ta ngõm Cu kim loại trong H2SO4 loóng, sục O2 liờn tục, cỏch làm này cú lợi hơn hũa tan Cu trong dung dịch H2SO4 đặc núng hay khụng ? Tại sao? Nờu một số ứng dụng quan trọng của CuSO4 trong thực tế đời sống, sản xuất. Hướng dẫn : Viết cỏc PTHH ị cỏch 1 ớt tiờu tốn H2SO4 hơn và khụng thoỏt SO2 ( độc ). 17) Bằng cỏc phản ứng húa học hóy điều chế : Na từ Na2SO4 ; Mg từ MgCO3, Cu từ CuS ( cỏc chất trung gian tự chọn ). 18) Từ quặng bụxit (Al2O3. nH2O , cú lẫn Fe2O3 và SiO2) và cỏc chất : dd NaCl, CO2, hóy nờu phương phỏp điều chế Al. Viết phương trỡnh húa học xảy ra. Hướng dẫn : -Từ dung dịch NaCl điện phõn để cú NaOH - Hũa tan quặng vào NaOH đặc núng, sục CO2 vào dung dịch, lọc kết tủa Al(OH)3 nung núng, lấy Al2O3 điện phõn núng chảy. 5) Một hỗn hợp gồm cỏc chất : CaCO3, NaCl, Na2CO3 . Hóy nờu phương phỏp tỏch riờng mỗi chất. Hướng dẫn: Dựng nước tỏch được CaCO3 Tỏch NaCl và Na2CO3 theo sơ đồ sau: 6) Trỡnh bày phương phỏp tỏch riờng mỗi chất khỏi hỗn hợp: BaCl2, MgCl2, NH4Cl. Hướng dẫn : - Đun núng hỗn hợp rồi làm lạnh hơi bay ra thu được NH4Cl Làm lạnh - Hỗn hợp rắn cũn lại cú chứa BaCl2, MgCl2 cho tỏc dụng với dung dịch Ba(OH)2 (dư) - Lọc lấy Mg(OH)2 cho tỏc dụng với dung dịch HCl (dư), rồi cụ cạn thu được MgCl2. - Cho phần dung dịch cú chứa BaCl2 và Ba(OH)2 dư tỏc dụng dd HCl. Rồi cụ cạn thu được BaCl2. 7) Một loại muối ăn cú lẫn cỏc tạp chất CaCl2, MgCl2, Na2SO4, MgSO4, CaSO4. Hóy trỡnh bày cỏch loại bỏ cỏc tạp chất để thu được muối ăn tinh khiết. Hướng dẫn : Chỳng ta phải loại bỏ Ca, SO4, Mg ra khỏi muối ăn. - Cho BaCl2 dư để kết tủa hoàn toàn gốc SO4 : Na2SO4 + BaCl2 đ BaSO4 ¯ + 2NaCl CaSO4 + BaCl2 đ BaSO4 ¯ + CaCl2 MgSO4 + BaCl2 đ BaSO4 ¯ + MgCl2 - Bỏ kết tủa và cho Na2CO3 vào dung dịch để loại MgCl2, CaCl2, BaCl2 dư. Na2CO3 + MgCl2 đ MgCO3 ¯ + 2NaCl Na2CO3 + CaCl2 đ CaCO3 ¯ + 2NaCl Na2CO3 + BaCl2 đ BaCO3 ¯ + 2NaCl - Thờm HCl để loại bỏ Na2CO3 dư, cụ cạn dung dịch thỡ được NaCl tinh khiết. Na2CO3 + 2HCl đ 2NaCl + H2O + CO2 ư 8) Tỏch riờng mỗi chất ra khỏi hỗn hợp sau: a) Bột Cu và bột Ag. ; e) Hỗn hợp rắn: AlCl3, FeCl3, BaCl2 . b) Khớ H2, Cl2, CO2. ; g) Cu, Ag, S, Fe . c) H2S, CO2, hơi H2O và N2. ; h) Na2CO3 và CaSO3 ( rắn). d) Al2O3, CuO, FeS, K2SO4 . ; i) Cu(NO3)2, AgNO3 ( rắn). Hướng dẫn: a) b) c) d) e) Cho hỗn hợp tỏc dụng với dung dịch NH3 dư đ dung dịch và 2 KT. Từ dung dịch ( BaCl2 và NH4Cl) điều chế được BaCl2 bằng cỏch cụ cạn và đun núng ( NH4Cl thăng hoa).Hoặc dựng Na2CO3 và HCl để thu được BaCl2. Hũa tan 2 kết tủa vào NaOH dư đ 1 dd và 1 KT. Từ dung dịch: tỏi tạo AlCl3 Từ kết tủa : tỏi tạo FeCl3 g) Sơ đồ tỏch : h) Cho hỗn hợp rắn Na2CO3 và CaSO3 vào nước thỡ CaSO3 khụng tan. Cụ cạn dung dịch Na2CO3 thu đươc Na2CO3 rắn. i) Nung núng hỗn hợp được CuO và Ag. Hũa tan rắn vào dung dịch HCl dư đ CuCl2 + Ag. Từ CuCl2 tỏi tạo Cu(NO3)2 và từ Ag điều chế AgNO3. 9) Hóy thực hiện phương phỏp húa học để : a) Tinh chế muối ăn cú lẫn : Na2SO4, NaBr, MgCl2, CaCl2, CaSO4 b) Tinh chế NaOH cú lẫn NaCl ( Biết SNaCl < SNaOH ). ( làm lạnh hoặc đun bay hơi bớt nước ) c) Tinh chế muối ăn cú lẫn: CaCl2, MgCl2,CaSO4, MgSO4, Na2SO4, Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2. d) Chuyển húa hỗn hợp CO và CO2 thành CO2 ( và ngược lại ). 10) a) Trong cụng nghiệp, khớ NH3 mới điều chế bị lẫn hơi nước. Để làm khụ khớ NH3 người ta cú thể dựng chất nào trong số cỏc chất sau đõy : H2SO4 đặc , P2O5, Na , CaO, KOH rắn ? Giải thớch? Hướng dẫn : chỉ cú thể dựng CaO hoặc KOH rắn ( Na tỏc dụng với H2O sinh khớ H2 làm thay đổi thành phần chả khớ đ khụng chọn Na) b) Khớ hiđroclorua HCl bị lẫn hơi nước, chọn chất nào để loại nước ra khỏi hiđroclorua : NaOH rắn, P2O5, CaCl2 khan , H2SO4 đặc. c) Cỏc khớ CO, CO2, HCl đều lẫn nước. Hóy chọn chất để làm khụ mỗi khớ trờn : CaO, H2SO4 đặc, KOH rắn , P2O5. Giải thớch sự lựa chọn. d) Trong PTN điều chế Cl2 từ MnO2 và HCl đặc, nờn khớ Cl2 thường lẫn khớ HCl và hơi nước. Để thu được Cl2 tinh khiết người ta dẫn hỗn hợp đi qua 2 bỡnh mắc nối tiếp nhau, mỗi bỡnh đựng một chất lỏng. Hóy xỏc định chất đựng trong mỗi bỡnh. Giải thớch bằng PTHH. II- BÀI TẬP ÁP DỤNG VÀ NÂNG CAO ( phần vụ cơ ) 1) Hóy nờu phương phỏp nhận biết cỏc lọ đựng riờng biệt cỏc dung dịch mất nhón: HCl,H2SO4, HNO3. Viết cỏc phương trỡnh húa học xảy ra. Hướng dẫn: thứ tự dựng dung dịch BaCl2 và AgNO3. 2) Chỉ dựng một thuốc thử duy nhất, hóy nhận biết cỏc gúi bột màu đen khụng nhón : Ag2O, MnO2, FeO, CuO. Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra. Hướng dẫn: Dựng thuốc thử : dung dịch HCl. Nếu tạo dung dịch xanh lam là CuO, tạo dung dịch lục nhạt là FeO, tạo kết tủa trắng là Ag2O, tạo khớ màu vàng lục là MnO2. 3) Chỉ dựng một thuốc thử duy nhất, hóy nhận biết cỏc dung dịch mất nhón : NH4Cl, MgCl2, FeCl2, ZnCl2, CuCl2. Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra. Hướng dẫn: dựng dung dịch NaOH để thử : NH4Cl cú khớ mựi khai, FeCl2 tạo kết tủa trắng xanh và húa nõu đỏ, CuCl2 tạo kết tủa xanh lơ, MgCl2 tạo kết tủa trắng, ZnCl2 tạo kết tủa trắng tan trong kiềm dư. 4) Khụng thờm chất khỏc hóy nờu phương phỏp nhận biết cỏc lọ chất mất nhón sau đõy: dd Na2CO3, ddBaCl2, dd H2SO4, dung dịch HCl. Hướng dẫn: Trớch mẫu và cho mỗi chất tỏc dụng với cỏc chất cũn lại. Bảng mụ tả: Na2CO3 BaCl2 H2SO4 HCl Na2CO3 ¯ ư ư BaCl2 ¯ ¯ - H2SO4 ư ¯ - HCl ư - - Nhận xột : Nhận ra Na2CO3 tham gia 1 pư tạo kết tủa, 2 pư tạo khớ. Nhận ra BaCl2 tham gia 2 pư tạo kết tủa. Nhận ra H2SO4 tham gia 1 pư tạo kết tủa, 1 pư tạo khớ. Nhận ra HCl tham gia 1 pư tạo khớ. Cỏc phương trỡnh húa học ( ẵ số dấu hiệu ghi trong bảng , viết một bờn của đường chộo sẫm ) Na2CO3 + BaCl2 đ BaSO4 ¯ + 2NaCl Na2CO3 + H2SO4 đ Na2SO4 + H2O + CO2 ư Na2CO3 + 2HCl đ 2NaCl + H2O + CO2 ư H2SO4 + BaCl2 đ BaSO4 ¯ + 2HCl 5) Bằng phương phỏp húa học, hóy phõn biệt cỏc chất sau đõy đựng trong cỏc lọ khụng nhón: a) Cỏc khớ : CO2, SO2, Cl2, H2, O2, HCl. b) Cỏc chất rắn : bột nhụm, bột sắt, bột đồng, bột Ag. c) Cỏc chất rắn : BaCO3, MgCO3, NaCl, Na2CO3, ZnCl2 ( chỉ được lấy thờm một chất khỏc ). d) Cỏc dung dịch: Na2CO3, NaCl, Na2SO4, NaNO3, BaCl2. e) Cỏc dung dịch : NaHSO4, Na2CO3, Na2SO3, Na2S, BaCl2 ( chỉ được dựng thờm quỳ tớm ). g) Cỏc dung dịch : HCl, HNO3, NaOH, AgNO3, NaNO3, HgCl2 ( được dựng thờm 1 kim loại ). Hướng dẫn: dựng kim loại Cu, nhận ra HNO3 cú khớ khụng màu húa nõu trong khụng khớ. Nhận ra AgNO3 và HgCl2 vỡ pư tạo dung dịch màu xanh. Dựng dung dịch muối Cu tạo ra, nhận ra được NaOH cú kết tủa xanh lơ. Dựng Cu(OH)2 để nhận ra HCl làm tan kết tủa. Dựng dd HCl để phõn biệt AgNO3 và HgCl2 ( cú kết tủa là AgNO3 ) 6) Cú 5 ống nghiệm đựng 5 dung dịch khụng nhón được đỏnh số từ 1 đ 5, gồm: Na2CO3, BaCl2, MgCl2, H2SO4, NaOH . Thực hiện cỏc thớ nghiệm được kết quả như sau: (1) tỏc dụng với (2) đ khớ ; tỏc dụng với (4) đ kết tủa. (3) tỏc dụng với (4),(5) đều cho kết tủa. Hóy cho biết mỗi ống nghiệm đựng những chất gỡ, giải thớch và viết phương trỡnh phản ứng. Hướng dẫn : * C1: chất (2) tạo kết tủa với 2 chất và tạo khớ với 1 chất nờn là : Na2CO3 , và (1) là H2SO4 chất (4) + (1) đ kết tủa nờn chọn (4) là BaCl2 chất (5) + (2) đ kết tủa nờn chọn (5) là MgCl2 ; Chất (3) là NaOH. * C2: Cú thể lập bảng mụ tả như sau: Na2CO3 BaCl2 MgCl2 H2SO4 NaOH Na2CO3 ¯ ¯ ư - BaCl2 ¯ - ¯ - MgCl2 ¯ - X ¯ H2SO4 ư ¯ - NaOH - - ¯ - Chỉ cú Na2CO3 tạo với cỏc chất khỏc 2KT và 1 khớ nờn chọn (2) là Na2CO3 , (1) là H2SO4 Từ đú suy ra : (4) là BaCl2 vỡ tạo kết tủa với (1) ; cũn lọ ( 5) là MgCl2 vỡ tạo kết tủa với (2) 7) Cú 3 cốc đựng cỏc chất: Cốc 1: NaHCO3 và Na2CO3 Cốc 2: Na2CO3 và Na2SO4 Cốc 3: NaHCO3 và Na2SO4 Chỉ được dựng thờm 2 thuốc thử nhận biết ra từng cốc? Viết phương trỡnh phản ứng. Hướng dẫn : -Dựng dung dịch BaCl2 để thử mỗi cốc : Cốc 1: BaCl2 + Na2CO3 đ BaCO3 ¯ + 2NaCl Cốc 2: BaCl2 + Na2SO4 đ BaSO4 ¯ + 2NaCl BaCl2 + Na2CO3 đ BaCO3 ¯ + 2NaCl Cốc 3: BaCl2 + Na2SO4 đ BaSO4 ¯ + 2NaCl - Lọc lấy cỏc kết tủa, hũa tan trong dung dịch HCl dư thỡ: Nếu kết tủa tan hoàn toàn , pư sủi bọt đ cốc 1 BaCO3 + 2HCl đ BaCl2 + H2O + CO2 ư Nếu kết tủa tan 1 phần,pư sủi bọt đ cốc 2 BaCO3 + 2HCl đ BaCl2 + H2O + CO2 ư Nếu kết tủa khụng tan , khụng sủi bọt khớ đ cốc 3 8) Nờu phương phỏp húa học để phõn biệt cỏc chất khớ sau đõy: a) NH3, H2S, HCl, SO2 ; c) NH3, H2S, Cl2, NO2, NO. b) Cl2, CO2, CO, SO2, SO3. ; d) O2, O3, SO2, H2, N2. Hướng dẫn : a) Dựng dd AgNO3 nhận ra HCl cú kết tủa trắng, H2S cú kết tủa đen. Dựng dung dịch Br2, nhận ra SO2 làm mất màu da cam ( đồng thời làm đục nước vụi). Nhận ra NH3 làm quỳ tớm ướt đ xanh. b) Cl2, CO2, CO, SO2, SO3: Dựng dung dịch Br2 nhận ra SO2. Dựng dung dịch BaCl2, nhận ra SO3. Dựng dung dịch Ca(OH)2 nhận ra CO2. Dựng dung dịch AgNO3 nhận ra Cl2 ( cú kết tủa sau vài phỳt ). c) NH3, H2S, Cl2, NO2, NO. Nhận ra NH3 làm xanh quỳ tớm ẩm, Cl2 làm mất màu quỳ tớm ẩm, H2S tạo kết tủa đen với Cu(NO3)2,. Nhận ra NO bị húa nõu trong khụng khớ, NO2 màu nõu và làm đỏ quỳ tớm ẩm. Cú thể dựng dung dịch Br2 để nhận ra H2S do làm mất màu nước Br2: H2S + 4Br2 + 4H2O đ H2SO4 + 8HBr . d) O2, O3, SO2, H2, N2. Để nhận biết O3 thỡ dựng giấy tẩm dung dịch ( hồ tinh bột + KI ) đ dấu hiệu: giấy đ xanh. 2KI + O3 + H2O đ 2KOH + I2 + O2 ( I2 làm hồ tinh bột đ xanh ). 9) Nhận biết cỏc chất sau