Chủ đề 1: lý thuyết cơ bản hóa vô cơ

CHỦ ĐỀ 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN HÓA VÔ CƠ. I/ CÁC LOẠI HỢP CHẤT VÔ CƠ. 1. OXIT: a. Oxit bazơ: + Tác dụng với nước: Một số oxit bazơ của kim loại kiềm (Li2O, Na2O, K2O) và của vài kim loại kiềm thổ (BaO, SrO, CaO) tác dụng với nước tạo thành bazơ mạnh, tan trong nước gọi là kiềm. Na2O + H2O 2NaOH CaO + H2O Ca(OH)2 + Tác dụng với oxit axit: ( Một số) tạo thành muối CaO + CO2 CaCO3 CaO + SiO2 CaSiO3 + Tác dụng với axit: Tạo thành muối và nước. CaO + 2HCl CaCl2 + H2O Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 b. Oxit axit: + Tác dụng với nước: (Một số) SO2 + H2O H2SO3 P2O5 + 3H2O 2H3PO4 + Tác dụng với oxit bazơ: (Nhiều) tạo thành muối. SO2 + BaO BaSO3 CO2 + CaO CaCO3. + Tác dụng với bazơ: Tạo thành muối và nước SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O * Lưu ý: Một số oxit axit tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối axit hoặc muối trung hòa tùy theo tỉ lệ số mol. - Ví dụ 1: Cho a là số mol khí CO2 tác dụng với dung dịch của b mol NaOH. . Khi a 0,5b thu được dung dịch chứa 1 muối Na2CO3 và NaOH dư. CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1) . Khi 0,5b < a < b xảy ra phản ứng (1), sau đó xảy ra phản ứng (2), thu được dung dịch chứa 2 muối Na2CO3 và NaHCO3. Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3 (2) . Khi a = b chỉ thu được một muối là NaHCO3. CO2 + NaOH NaHCO3 - Ví dụ 2: Cho a mol oxit P2O5 tác dụng với dung dịch chứa b mol NaOH các phản ứng xảy ra như sau: P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (1) H3PO4 + NaOH NaH2PO4 (2) NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O (3) . Theo phương trình (1) có: a mol oxit tác dụng với nước tạo nên 2a mol axit. . Khi b<2a, tức là lượng kiềm thiếu so với lượng axit, xảy ra phản ứng (2), khi đó sản phẩm phản ứng tính theo NaOHsố mol NaH2PO4 bằng b và còn lại (2a-b) mol H3PO4. . Nếu b=2a, cũng vẫn xảy ra phản ứng (2), trong dung dịch chỉ có b=2a mol muối duy nhất NaH2PO4. . Nếu 2a<b<4a, thì đầu tiên xảy ra (2) tạo thành 2a mol NaH2PO4, còn lại (b-2a) mol NaOH, nên xảy ra phản ứng (3) tạo ra (b-2a) mol muối Na2HPO4, trong dung dịch vì vậy có hỗn hợp 2 muối NaH2PO4 và Na2HPO4. . Nếu b=4a thì vẫn xảy ra phản ứng (2) và (3) trong đó lượng NaH2PO4 vừa hết, trong dung dịch sau các phản ứng đó chỉ có 1 muối duy nhất Na2HPO4, nên có thể gộp 2 phản ứng trên như sau: H3PO4 + 2NaOHNa2HPO4 + 2H2O (4) . Nếu 4a<b<6a, đầu tiên xảy ra (2), tiếp theo xảy ra (3) còn dư NaOH nên xảy ra: Na2HPO4 + NaOH Na3PO4 + H2O (5) Và sau phản ứng đó dung dịch thu được 2 muối Na2HPO4 và Na3PO4. . Nếu b=6a, tức là số mol NaOH = 6 lần số mol P2O5 (hoặc 3 lần số mol H3PO4 do lượng P2O5 tác dụng với nước tạo nên), thì lược tạo ra các phản ứng (2), (3) và (5), sau phản ứng trong dung dịch chỉ thu được một muối Na3PO4 với số mol là 2a. - Ví dụ 3: Cho a mol CO2 tác dụng với b mol Ca(OH)2 * Khi đề bài cho đủ dữ kiện để xác định được các phản ứng xảy ra . Nếu bài toán cho dd Ca(OH)2 dư hoặc khi tính được tỉ lệ số mol a/b1 thì xảy ra phản ứng (1) tạo muối trung hòa kết tủa. CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) . Khi đề bài cho CO2 dư hoặc tính ra số mol a/b2 thì xảy ra phản ứng (2) tạo ra muối axit tan 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) Chú ý: Phản ứng (2) là phản ứng tổng cộng của hai phản ứng nối tiếp. + CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 Điều này giải thích tại sao khi dẫn từ từ CO2 vào nước vôi trong, lúc đầu có kết tủa xuất hiện, sau đó tan dần, dung dịch trong suốt trở lại khi CaCO3 bị hòa tan hết. . Nếu tỉ lệ số mol 1< a/b< 2 thì xảy ra cả 2 phản ứng và CO2, Ca(OH)2 đều phản ứng hết việc tính toán có thể dựa vào cả 2 phản ứng song song: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) Chú ý: Trường hợp này cũng là trường hợp số mol CaCO3 kết tủa thu được ít hơn a cho ban đầu (nCaCO3<a) * Khi dẫn CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 có kết tủa xuất hiện (kết tủa lần 1) và dung dịch sau phản ứng khi đun nóng hoặc khi tác dụng với kiềm lại xuất hiện thêm kết tủa (kết tủa lần 2) thì kết luận CO2 đã tác dụng với Ca(OH)2 theo cả 2 phản ứng (1) và (2) CO2 + Ca(OH)2 H2O + CaCO3 (lần 1) (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (tan trong dd) (2) Bởi vì khi đung nóng dd sau phản ứng: Ca(HCO3)2 CO2+ H2O + CaCO3 * Trường hợp đặc biệt: Khi đề toán cho biết số mol Ca(OH)2 và số mol CaCO3 kết tủa mà nCaCO3< nCa(OH)2 thì bài toán phải giải với cả 2 trường hợp: TH1: nCO2 < nCa(OH)2: chỉ xảy ra phản ứng (1) CO2 + Ca(OH)2 H2O + CaCO3 Khi đó: nCO2= nCaCO3 TH2: Số mol CO2 nhiều hơn số mol Ca(OH)2 nhưng chưa gấp đôi: Xảy ra cả 2 phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 H2O + CaCO3 (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) Hoặc giải theo cách dùng 2 phản ứng nối tiếp. c. Oxit lưỡng tính: Là oxit vừa có tính axit (tác dụng với dung dịch kiềm) vừa có tính bazơ (tác dụng với dung dịch axit) như (ZnO, Al2O3, Cr2O3,…) + Tác dụng với dd bazơ: Tạo thành muối và nước: Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (Natri aluminat) ZnO + 2NaOHNa2ZnO2 + H2O (Natri zincat) + Tác dụng với dd axit: Tạo thành muối và nước: Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O d. Oxit trung tính (Oxit không tạo muối) Là oxit không tác dụng với dd axit, không tác dụng với dung dịch bazơ như (CO, NO, N2O,…) 2. AXIT: a. Thứ tự độ mạnh các axit: HClO4 (axit pecloric) là axit mạnh nhất trong các axit. HNO3, H2SO4, HCl, HBr, HI đều là các axit mạnh H3PO4, H2SO3 là 2 axit thuộc loại trung bình (H3PO4 khá bền còn H2SO3 kém bền, khi bị đung nóng nhẹ sẽ bị phân hủy thành SO2 và H2O). HF: Axit yếu. H2CO3: Axit rất yếu dễ bị phân hủy thành CO2 và H2O. H2S: Là axit rất yếu và dễ bị bay hơi, có mùi trứng thối và rất độc. b. Tính chất hóa học: + Đổi màu chất chỉ thị: Làm giấy quỳ tím thành đỏ. + Tác dụng với bazơ (phản ứng trung hòa): Tạo thành muối và nước, (+Q). Tùy theo số mol của axit và bazơ mà thu được muối axit hoặc muối trung hòa. HCl + NaOH NaCl + H2O H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2O H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O Khi cho dd H3PO4 (axit 3 lần axit) tác dụng với dung dịch kiềm (NaOH hoặc KOH) thì tùy thuộc số mol axit và bazơ có thể tạo thành 3 loại muối NaH2PO4, Na2HPO4 và Na3PO4, hoặc hỗn hợp 2 trong 3 muối đó. + Tác dụng với oxit bazơ: Tạo thành muối và nước (+Q). 2HCl + CaO CaCl2 + H2O + Tác dụng với muối: Tạo thành muối mới và axit mới. Điều kiện để phản ứng xảy ra: Axit tạo ra phải yếu hơn axit ban đầu (hoặc sản phẩm phải có chất khí, hoặc chất không tan, hoặc chất điện li yếu). CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 HCl + AgNO3 HNO3 + AgCl H2SO4 + BaCl2 2HCl + BaSO4 + Tác dụng với kim loại: * Trường hợp 1: Axit không có tính oxi hóa mạnh (HCl, H2SO4 loãng…) phản ứng với kim loại trước hidro trong dãy hoạt động hóa học tạo thành muối và giải phóng khí hidro. Mg + 2HCl MgCl2 + H2. * Trường hợp 2: Axit có tính oxi hóa mạnh như (HNO3đđ, H2SO4đđ,…) phản ứng với kim loại trước và sau hidro trong dãy hoạy động hóa học, không giải phóng hidro mà giải phóng hợp chất khí nitơ hoặc hợp chất của lưu huỳnh. - Ví dụ: 2Ag + 2H2SO4đđ Ag2SO4 + SO2+ 2H2O Cu + 2H2SO4đđ CuSO4 + SO2+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4đđ Fe2(SO4)3 + 3SO2+ 6H2O. Phản ứng của kim loại với axit nitric phức tạp hơn - Ví dụ: M + 2nHNO3 M(NO3)n + nNO2+ nH2O 3M + 4nHNO3 3M(NO3)n + nNO + 2nH2O + Tác dụng với phi kim: (Chỉ có một số axit có tính oxi hóa mạnh) 2H2SO4 đặc + S 3SO2 + 2H2O 2HNO3 đặc + C 2NO2+ CO2+ H2O 3. BAZƠ. Bazơ tan là bazơ của kim loại kiềm, và một số bazơ của kim loại kiềm thổ. + Đổi màu chất chỉ thị (dd kiềm): Làm giấy quỳ tím thành xanh. Phenolphlatein không màu biến thành màu đỏ. + Tác dụng với axit (dd kiềm và bazơ không tan) (phản ứng trung hòa): Tạo thành muối và nước (+Q) NaOH + HCl NaCl + H2O + Tác dụng với oxit axit (dd kiềm): Tạo thành muối và nước. 2KOH + SO2 K2SO3 + H2O + Tác dụng với muối (dd kiềm): Tạo thành muối mới và bazơ mới (khó tan). Hoặc tạo thành muối trung hòa và nước. (Điều kiện để phản ứng xảy ra: Các chất tham gia phải là dung dịch kiềm và dung dịch muối tan, bazơ mới hoặc muối mới phải là chất không tan) 2NaOH + CuSO4 Na2SO4 + Cu(OH)2 KOH + KHCO3 K2CO3 + H2O (đây cũng là phản ứng trung hòa). + Một số bazơ có tính lưỡng tính (như Al(OH)3, Zn(OH)2, Pb(OH)2) Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O (tính bazơ). Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (tính axit) (Natri aluminat) + Bazơ không tan bị nhiệt phân hủy: Cu(OH)2 CuO + H2O * Lưu ý: AgOH, và Hg(OH)2 khi mới tạo thành đã bị phân hủy ngay ở nhiệt độ thường. 2AgOH Ag2O + H2O Hg(OH)2 HgO + H2O 4. MUỐI: a. Phân loại: + Muối axit: KHCO3, NaH2PO4. + Muối trung hòa:AlCl3, Na2SO4 + Muối kép (là muối chứa 2 loại khác nhau cùng kết tinh theo tỉ lệ mol nhất định và thường là tinh thể ngậm nước: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O sunfat kép kali và nhôm (phèn chua). b. Tính tan trong nước của muối: + Muối của kim loại kiềm và amoni tan trong nước. + Tất cả các muối nitrat và axetat đều tan. + Muối clorua (hay muối của nhóm halogen) đều tan trừ AgCl, còn PbCl2 ít tan trong nước lạnh, nhưng tan nhiều khi đun nóng. + Muối sunfat tan trong nước trừ BaSO4, PbSO4, SrSO4 còn CaSO4, Ag2SO4 ít tan. + Muối cacbonat: - Muối cacbonat trung hòa: Muối cacbonat của kim loại kiềm (Na2CO3, K2CO3, Li2CO3) và muối amoni cacbonat ((NH4)2CO3) tan trong nước. Còn lại hầu hết muối cacbonat của kim loại hóa trị (II) không tan trong nước. - Muối cacbonat axit: Hầu hết tan trong nước. * Lưu ý: Nhôm và sắt(III) không tạo muối cacbonat trung hòa cũng như cacbonat axit. + Muối photphat: - Hầu hết muối photphat của kim loại kiềm và amoni tan. - Muối photphat trung hòa của kim loại hóa trị II không tan. - Muối đihidro photphat của kim loại kiềm thổ tan. - Muối hidro photphat của kim loại kiềm thổ không tan. + Muối sunfua: Muối sunfua của kim loại kiềm, amoni, và của bari tan trong nước, còn lại không tan. + Muối sunfit: Không tan trừ muối sunfit của kim loại kiềm, amoni tan c. Tính chất hóa học: c.1/ Muối trung hòa: + Dd muối tác dụng với dd bazơ: Tạo thành muối mới và bazơ mới MgCl2 + 2KOH Mg(OH)2+ 2KCl Fe2(SO4)3 + 6NaOH 2Fe(OH)3+ 3Na2SO4 NH4Cl + NaOH NaCl + NH3+ H2O (ĐK: Muối mới hoặc bazơ mới phải là chất không tan hoặc có chất khí) + Muối tác dụng với axit: Tạo muối mới và axit mới Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2 CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 3CaSO4 + 2H3PO4 (ĐK: Axit sinh ra là chất khí hoặc muối tạo thành không tan) + Dd muối tác dụng với dd muối: Tạo ra 2 muối mới BaCl2 + Na2SO4 BaSO4+ 2NaCl (ĐK: Một hoặc cả 2 muối mới tạo thành không tan) + Dd muối tác dụng với kim loại: Tạo thành muối mới và kim loại mới CuCl2 + Fe FeCl2 + Cu ( ĐK: Kim loại phải hoạt động hơn kim loại của muối) * Lưu ý: Khi cho các kim loại hoạt động mạnh như kim loại kiềm, một số kim loại kiềm thổ tác dụng với dd muối của các kim loại hoạt động yếu hơn, trước hết các kim loại hoạt động mạnh này tác dụng với nước tạo thành các dd kiềm, sau đó dd kiềm này tác dụng với mưối của kim loại hoạt động kém hơn. Ví dụ: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Fe2(SO4)3 + 6NaOH 2Fe(OH)3+ 3Na2SO4 + Muối ở trạng thái rắn bị phân hủy ở nhiệt độ cao: 2CuSO4 2CuO + 2SO2+ O2 2Fe(NO3)3 Fe2O3 + 6NO2+ 1,5O2 c.2/ Muối axit: + Muối axit tác dụng với dung dịch kiềm: Tạo muối và nước NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O + Muối axit của các axit yếu vừa tác dụng với dung dịch kiềm vừa tác dụng với axit mạnh hơn. NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 + Muối của hidrosunfat phản ứng như một axit khá mạnh 2NaHSO4 + CaCO3 CaSO4 + Na2SO4 + CO2+ H2O 2NaHSO4 + Mg MgSO4 + Na2SO4 + H2 II. KIM LOẠI: 1/ Tính chất vật lí: (SGK) - Ở điều kiện thường chỉ có Hg tồn tại ở trạng thái lỏng, còn lại đa số ở trạng thái rắn - Kim loại nào dẫn điện tốt thì dẫn nhiệt tốt, Thứ tự giảm dần là: Ag, Cu, Au, Al, Zn, Fe, Pb, Hg. - Theo quy ước: D<5g/cm3 kim loại nhẹ D>5g/cm3 kim loại nặng 2/ Tính chất hóa học: a. Tác dụng với oxi: Đa số các kim loại (trừ Ag, Pt, Au) tác dụng với oxi tạo thành oxit. 3Fe + 2O2 Fe3O4 b. Tác dụng với phi kim: Kim loại tác dụng với các halogen tạo thành muối halogenua. 3Fe + 3Cl2 2FeCl3 c. Tác dụng với dung dịch axit (Xem ở phần axit tác dụng với kim loại) d. Tác dụng với dung dịch muối: (Kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối) Tạo thành muối mới và kim loại mới CuCl2 + Fe FeCl2 + Cu 3/ Dãy hoạt động hóa học của kim loại: K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au. - Ý nghĩa 4/ Kim loại kiềm: Kim loại hoạt động mạnh và có hóa trị I Liti(Li), natri(Na), kali(K), rubiđi(Rb), xesi(Cs), franxi(Fr). Kim loại kiềm tác dụng mãnh liệt với các phi kim, nước, các dung dịch axit. 4Na + O2 2Na2O 2Na + Cl2 2NaCl 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Khi cho các kim loại hoạt động mạnh như kim loại kiềm tác dụng với dd muối của các kim loại hoạt động yếu hơn, trước hết các kim loại hoạt động mạnh này tác dụng với nước tạo thành các dd kiềm, sau đó dd kiềm này tác dụng với mưối của kim loại hoạt động kém hơn. Ví dụ: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Fe2(SO4)3 + 6NaOH 2Fe(OH)3+ 3Na2SO4 * Lưu ý: Kali và hợp chất của kali cháy với ngọn lửa màu tím Natri và hợp chất của natri cháy với ngọn lửa màu vàng đậm. KOH, NaOH không bị phân hủy khi nung đến nhiệt độ cao K2CO3, Na2CO3 rất bền với nhiệt không bị phân hủy khi đun nóng. Các muối clorua, sunfat rất bền với nhiệt. - Muối hidrocacbonat, muối nitrat bị nhiệt phân: 2MHCO3 M2CO3 + CO2 + H2O 2MNO3 2MNO2 (nitrit) + O2 5/ Kim loại kiềm thổ: Có hóa trị II Beri(Be), magie(Mg), canxi(Ca), stronti(Sr), bari(Ba), rađi(Ra: kim loại phóng xạ). MgO không tan trong nước, CaO tan ít. Ở dạng rắn các hidroxit bị nhiệt phân hủy thành oxit và hơi nước. MCO3: Khó tan trong nước, đun nóng bị nhiệt phân hủy. M(HCO3)2: Tan nhiều trong nước, không tồn tại ở dạng rắn. MCl2: Đều không màu tan nhiều trong nước. M(NO3)2: Đều không màu tan nhiều trong nước, bị nhiệt phân tạo thành oxit, khí NO2 và O2. Muối MSO4 không bị nhiệt phân khi đun nóng. Muối MgSO4 tan nhiều trong nước, CaSO4 ít tan trong nước (dùng làm phấn viết bảng, nặn tượng, dùng trong y học), BaSO4 không tan trong nước và trong axit loãng. 6/ Nhôm: (Trong hợp chất nhôm luôn có hóa trị III. Nhôm có tính chất hóa học mạnh nhưng yếu hơn kim loại kiềm và kiềm thổ). a. Có tính chất hóa học của kim loại: + Tác dụng với oxi. (Xem phần tính chất chung của kim loại) + Tác dụng với phi kim. (Xem phần tính chất chung của kim loại) + Tác dụng với dung dịch axit. (Xem phần tính chất chung của kim loại) + Tác dụng với dung dịch muối.(Xem phần tính chất chung của kim loại) b. Một số tính chất hóa học khác: + Phản ứng nhiệt nhôm: Nhôm khử được các oxit kim loại đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học. 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe + Q 2Al + Cr2O3 Al2O3 + 2Cr + Q + Phản ứng với dung dịch kiềm: 2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 Hay: 2Al + 6H2O2Al(OH)3 + 3H2 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O ( Phản ứng này giải thích tại sao nhôm không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch kiềm) + Hidroxit nhôm có tính lưỡng tính. 7/ Sắt: Trong các phản ứng sắt thường thể hiện hóa trị II và III, nhưng khi phản ứng các chất oxi hóa mạnh như: clo, oxi dư khi đun nóng, axit nitric, axit sunfuric đặc đun nóng nó thường thể hiện hóa trị III. + Khi đun nóng sắt trong không khí, nó thường bị oxi hóa thành sất từ oxit: 3Fe + 2O2 Fe3O4 + Khi đốt nóng lượng nhỏ bột sắt trong oxi hoặc trong không khí dư oxi nó bị oxi hóa thành sắt (III) oxit: 2Fe + 3O2 2Fe2O3 + Các tính chất của sắt được thể hiện như sau: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 2Fe + 6H2SO4(đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Fe + 6HNO3(đặc) Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Fe + 2FeCl3 3FeCl2 Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 + Các oxit sắt bị các chất khử là CO, H2, C khử tạo thành oxi và sắt. + Fe(OH)3 có màu đỏ nâu, Fe(OH)2 có màu trắng hơi xanh nhạt và dễ dàng oxi hóa bời oxi không khí ngay trong dung dịch khi mới được tạo thành. FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2+ Na2SO4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 + Để lâu sắt trong không khí ẩm dưới tác dụng của oxi và nước sắt bị han rỉ tạo thành lớp rỉ là Fe2O3: 4Fe + 3O2 + 2nH2O 2Fe2O3.nH2O * Lưu ý: + Chuyển muối sắt II thành muối sắt III: Dùng chất oxi hóa (O2, KMnO4, Cl2, K2Cr2O7,…) và axit tương ứng Ví dụ: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 4Fe(NO3)2 + O2 + 4HNO3 4Fe(NO3)3 + 2H2O + Chuyển muối sắt III thành muối sắt II: Dùng chất khử là kim loại (Fe, Cu,…) Fe2(SO4)3 + Fe 3FeSO4 2Fe(NO3)3 + Cu 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2 (Nên dùng kim loại sắt cho sản phẩm tinh khiết hơn) III. PHI KIM. 1. Tính chất hóa học: + Tác dụng với kim loại: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 + Tác dụng với hidro: S + H2 H2S * Những phi kim càng mạnh càng dễ dàng tác dụng với kim loại và hidro. Mức độ hoạt động giảm dần theo thứ tự sau: F>O>Cl>Br>S>P,… + Tác dụng với oxi: S + O2 SO2 2. Halogen: Flo(F2), Clo(Cl2), Brom(Br2), Iot(I2). Flo: Màu lục nhạt, Clo: Màu vàng lục, Brom: Chất lỏng nặng màu nâu đỏ, Iot: Là chất kết tinh màu tím sẫm. + Có tính oxi hóa mạnh: Flo tác dụng với nước mãnh liệt, các halogen khác phản ứng thuận nghịch 2F2 + 2H2O 4HF + O2 X2 + H2O HX + HXO + Cac halogen mạnh đẩy các halogen nhẹ ra khỏi hợp chất của chúng: F2 + 2KCl 2KF + Cl2 Cl2 + 2KBr2KCl + Br2 Br2 + 2KI 2KBr + I2 * Các hợp chất AgX không tan trong nước. PbX2 ít tan trong nước lạnh nhưng tan trong nước nóng. 3. Cacbon: a. Các dạng thù hình: Dạng thù hình của nguyên tố là những đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố hóa học tạo nên. Cacbon có 3 dạng thù hình: Kim cương, than chì, cacbon vô định hình. b. Tính chất: + Tác dụng với oxi: C + O2 CO2 + Khử được các oxit kim loại: (Giống như CO) Các oxit kim loại từ sắt trở về sau trong dãy hoạt động hóa học của kim loại Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO CuO + C Cu + CO + Khử được các oxit của phi kim: SiO2 + 3C SiC + 2CO C + H2O CO + H2 4. Silic: Là chất bán dẫn. + Tác dụng với một số kim loại hoạt động tạo thành muối silixua (như Mg2Si,…) + Tính chất cơ bản nhất là tính khử: Si + O2 SiO2 Si + 2Cl2 SiCl4 Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2 + Si dễ tác dụng với HF tạo thành khí SiF4. Vậy axit HF ăn mòn thủy tinh rất mạnh. IV. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC CHẤT. 1/ Sơ đồ mối quan hệ giữa các chất. PHI KIM KIM LOẠI (11) (5) (18) (17) (6) (2) (1) (12) (13) (7) MUỐI OXIT AXIT OXIT BAZƠ (14) (8) (20) (19) (15) (9) (3) (16) (10) (4) AXIT BAZƠ 2/ Những sơ đồ thực hiện: Kim loại (trừ Ag, Pt, Au) + Oxi Oxit bazơ Oxit bazơ (từ sắt trở về sau trong dãy hoạt động hh) + H2 (hoặc C, CO)Kim loại + nước Oxit bazơ (của kim loại kiềm và kiềm thổ) + Nước Bazơ (dd kiềm) + khí hidro Bazơ (không tan)Oxit bazơ + oxit axit Kim loại + phi kimMuối Kim loại (trước hidro) + axitMuối + khí hidro Kim loại (sau hidro) + axit (HNO3, H2SO4đđ)Muối + nước + hợp chất khí Kim loại (đứng trước) + muối (của kim loại đứng sau)Muối mới + kim loại mới Muối (của kim loại đứng sau) + Kim loại (đứng trước)Kim loại mới + muối mới. Oxit bazơ + oxit axit Muối Oxit bazơ + axit Muối + nước Muối Oxit bazơ + oxit axit Bazơ(dd) + oxit axit Muối + nước Bazơ + axit Muối + nước Bazơ + muối Muối mới + bazơ mới (10) Muối + bazơ Bazơ mới + muối mới (11) Muối Phi kim + muối mới (KClO3 KCl + 3/2O2) Muối Phi kim + oxit axit + oxit bazơ (2CuSO4 2CuO + 2SO2+ O2) (12) Phi kim + kim loạiMuối Phi kim + muối Muối mới + phi kim mới (F2 + 2KCl 2KF + Cl2) (13) Muối Oxit axit + oxit bazơ Muối Oxit axit + oxit bazơ + phi kim (2CuSO4 2CuO + 2SO2+ O2) (14) Oxit axit + oxit bazơ Muối Oxit axit + bazơ Muối + nước (15) Axit + kim loại Muối + khí hidro Axit + oxit bazơ Muối + nước Axit + Bazơ Muối + nước Axit + Muối Muối mới + axit mới (16) Muối + axit Axit mới + muối mới (17) Phi kim + oxi Oxit axit (18) Oxit axit + kim loại Phi kim + oxit bazơ (CO2 + 2Mg 2MgO + C) (19) Oxit axit + nước Axit (20) Axit Oxit axit + nước (Axit kém bền: H2CO3, Axit H2SO4đđ , HNO3 tác dụng với kim loại) * HỮU CƠ. I/ LÝ THUYẾT: 1. Khái niệm hợp chất hữu cơ: Khái niệm hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ, phân loại, 2. Cấu tạo hợp chất hữu cơ: Mạch cacbon: Mạch thẳng, mạch nhánh, mạch vòng. Trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử Ví dụ: CH3CH2OH và CH3OCH3 3. Hidrocacbon: 3.1/ Ankan: (CnH2n+2 trong đó n1) Hidrocacbon no H 109o28’ H – C – H hay CH4 (metan) H a. Tác dụng với oxi: CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O b. Tác dụng với clo: CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl. c. Ứng dụng: CH4 + H2O CO2 + H2 2CH4 C2H2 + 3H2 d. Điều chế: - Hidrogen hóa anken: CnH2n + nH2 CnH2n+2 - Phản ứng natri hóa halogen:(Dùng tổng hợp ankan đối xứng) 2R-X + 2Na R-R + 2NaX - Cracking: Ankan H2 + Ankan nhỏ hơn + Anken. e. Dãy đồng đẳng: CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 metan etan propan butan pentan hexan f. Đồng phân: Có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về công thức cấu tạo. + Ví dụ: C – C – C – C và C – C – C C 3.2/ Anken: (CnH2n trong đó n2) Hidrocacbon không no H H C = C Hay CH2 = CH2 (etilen ) H H a. Tác dụng với oxi: C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O b. Tác dụng với dung dịch brom:(làm mất màu dung dịch brom) CH2 = CH2 + Br2 Br - CH2 - CH2 - Br (phản ứng cộng) c. Tác dụng với hidro: (Khi có nhiệt độ và xúc tác Ni thì tạo thành ankan) CH2 = CH2 + H2 CH3 – CH3 (phản ứng cộng) d. Phản ứng trùng hợp: nCH2 = CH2 (– CH2 – CH2 – )n (polietilen) P.E e. Ứng dụng: - Điều chế nhựa P.E - Điều chế rượu etylic, axit axetic C2H4 + H2O C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O f. Điều chế: - Khử nước ancol: - C – C - - C = C - + H2O H OH - Khử halogen của dihalogenua kế cận X - C – C - + Zn - C = C - + ZnCl2 X g. Dãy đồng đẳng: C2H4 C3H6 C4H8 etilen propilen butilen Hay: eten propen buten h. Đồng phân: - Đồng phân nhánh: + Ví dụ: C = C – C – C và C = C – C C - Đồng phân liên kết: + Ví dụ: C = C – C – C , C – C = C – C 3.3/ Ankin: (CnH2n-2 trong đó n2) Hidrocacbon không no H – C C – H hay CHCH (axetilen) a. Tác dụng với oxi: C2H2 + 5/2 O2 2CO2 + H2O b. Tác dụng với dung dịch brom: (làm mất màu dung dịch brom) phản ứng cộng CHCH + Br2 BrCH = CHBr (Đibrom etilen) BrCH = CHBr + Br2 Br2CH – CHBr2 (Tetrabrom etan) c. Tác dụng với H2: (phản ứng cộng) CHCH + H2 CH2 = CH2 CHCH + H2 CH3 – CH3 e. Phản ứng nhị hợp và tam hợp: 2CHCH CH2=CH-CCH (Vinylaxetilen) 3CHCH C6H6 f. Phản ứng nhận biết và tách axetilen: CHCH + Ag2O AgCCAg + H2O (Bạc axetilen): vàng nhạt Bạc axetilen tác dụng với lượng dư dd HCl thì axetilen được giải phóng ra AgCCAg + 2HCl 2AgCl + C2H2 g. Ứng dụng: - Dùng để tổng hợp chất dẻo P.V.C C2H2 + HCl nCH2 = CHCl (- CH2 – CHCl -)n (P.V.C) - Điều chế axit axetic: C2H2 C2H4 C2H5OH CH3COOH - Điều chế cao su: C2H2 C4H4 C4H6 (-CH2-CH=CH-CH2-)n (1) 2CHCH CH2=CH-CCH (C4H4) (2) CH2=CH-CCH + H2 CH2=CH-CH=CH2 (C4H6) (3) nCH2=CH-CH=CH2 (-CH2-CH=CH-CH2-)n (cao su) h. Điều chế: CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2 m. Dãy đồng đẳng: C2H2 C3H4 C4H6 C5H8 C6H10 etin propin butin pentin hexin n. Đồng phân: - Đồng phân nhánh: Ví dụ: CC – C – C – C và CC – C – C C - Đồng phân liên kết: Ví dụ: CC – C – C , C – CC – C CH CH 3.4/ Benzen: C6H6 HC HC CH Hay hoặc CH a. Tác dụng với oxi: C6H6 + 15/2 O2 6CO2 + 3H2O b. Phản ứng thế brom: (không làm mết màu dd brom như etilen và axetilen). C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr (Brombenzen) c. Phản ứng cộng: + Với H2: C6H6 + 3H2 C6H12 (Xiclohexan) + Với Cl2: C6H6 + 3Cl2 C6H6Cl6 (Thuốc trừ sâu 666) 4. Dẫn xuất của hidrocacbon: 4.1/ Ancol: (Rượu no đơn chức) CnH2n+1OH với n1 a. Phản ứng cháy: C2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2O b. Phản ứng với natri: 2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 c. Phản ứng với axit: + Với axit hữu cơ: C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O (Etyl axetat) Hay: O O CH3-CH2-O-H + HO-C-CH3 CH3-CH2-O-C-CH3 + H2O + Với axit vô cơ: C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O d. Ứng dụng: - Điều chế axit axetic: C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O. e. Điều chế: - Từ C2H4: C2H4 + H2O C2H5OH - Từ tinh bột hoặc đường: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 f. Dãy đồng đẳng: n =1: CH3OH (Rượu metylic) n =2: C2H5OH (Rượu etylic) n =3: C3H7OH (Rượu propylic) g. Đồng phân: - Đồng phân nhóm OH: CH3 – CH2 – CH2 – OH và CH3 – CH – CH3 OH - Đồng phân mạch cacbon: CH3 – CH2 – CH2 - CH2 – OH và CH3 – CH – CH2 – OH CH3 4.2/ Axitcacboxylic: (Axit no đơn chức) CnH2n+1COOH, n0 - Có đủ tính chất của 1 axit: a. Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ b. Tác dụng với kim loại giải phóng khí hidro 2CH3COOH + Zn (CH3COO)2Zn + H2 c. Tác dụng với oxit bazơ và bazơ tạo thành muối và nước 2CH3COOH + CaO (CH3COO)2Ca + H2O 2CH3COOH + Cu(OH)2 (CH3COO)2Cu + 2H2O d. Tác dụng với muối của axit yếu hơn tạo thành muối mới và axit mới 2CH3COOH + CaCO3 (CH3COO)2Ca + H2O + CO2 e. Tác dụng với rượu tạo thành este và nước C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O (Etyl axetat) f. Ứng dụng: g. Điều chế: - Dùng axit mạnh (H2SO4, HCl,…) đẩy muối của axitcacboxylic: 2CH3COONa + H2SO4 2CH