Chuyên đề : kiến thức hóa học cơ bản trung học cơ sở và nâng cao

I, Bài ca hoá trị ( Dùng cho hs học môn hóa học) Kali, Iốt, Hiđro Natri với Bạc, Clo một loài Hoá trị là một ai ơi! Học đi cho thuộc kẻo rồi phân vân Magie, Kẽm với Thuỷ ngân Oxi ,Đồng đấy cũng gần Bari Cuối cùng thêm chú Canxi Hoá trị hai đó có gì khó khăn Bác Nhôm hoá trị ba lần Ghi sâu vào trí khi cần có ngay Cácbon, Silic này đây Hoá trị là bốn chẳng ngày nào quên Sắt kia kể cũng quen tên Khi hai, ba đó thật phiền ai ơi! Nitơ rắc rối nhất đời Một, Hai, Ba, Bốn nhất thời lên Năm Lưu huỳnh lắm lúc chơi khăm Xuống hai lên sáu lúc nằm thứ tư Phốtpho kể đến không dư Nếu ai có hỏi thì ừ rằng năm Mong em cố gắng học chăm Bài ca hoá trị đầu năm thuộc làu. II, Hóa trị của một số ng.tố và gốc axit phổ biến Hoá trị của các nguyên tố và nhóm nguyên tố thường dùng - Các ngtố: Br, I, F có hoá trị giống Clo - Các ngtố: Côm và Mangan có nhiều hoá trị Hợp chất Hoá trị của ngtố Hợp chất Hoá trị của ngtố CrO3 Crôm có hoá trị 6 MnO2 Mangan có hoá trị 4 Cr2O3 Crôm có hoá trị 3 KMnO4 Mangan có hoá trị 7 KCrO4 Crôm có hoá trị 7 K2MnO4 Mangan có hoá trị 6 K2Cr2O7 Crôm có hoá trị 7 MnSO4 Mangan có hoá trị 2 K2CrO4 Crôm có hoá trị 6 Gốc Cr3+ Crôm có hoá trị 3 Gốc CrO42- Crôm có hoá trị 7 - Các nhóm gốc axit: có hoá trị bằng điện tích SO42- có hoá trị 2 , NH4+ có hoá trị 1, Cr2O72- có hóa trị 2 SO32- có hoá trị 2 , CO32- có hoá trị 2, MnO4- , MnO42- có hóa trị 1, 2 NO3- có hoá trị 1 , PO43- có hoá trị 3 Cl-, Br-, I- có hóa trị 1, S2- có hóa trị 2..... III, Cách lập công thức của một chất Giả sử khi n.tử của ng.tố A kết hợp với n.tử của n.tố B hoặc một nhóm n.tử thì ta thu được một hợp chất AxBy. Với A có hóa trị là a, B có hóa trị là b Thì ta có x.a = b.y => = khi đó x = b; y = a VD1: Khi kết hợp giữa oxi và natri ta thu được natri oxit 1 2 NaxOy => x.1 = 2.y => = => x = 2 và y = 1 . Như vậy công thức đúng là Na2O VD2: Khi Nhôm kết hợp với oxi ta thu được nhôm oxit có CT AlxOy 3 2 AlxOy => x.3 = 2.y => = . Khi đó x = 2 và y = 3. CT là Al2O3 VD3: Khi sắt (II) kết hợp với gốc sunphat thi được muối sắt sunphat có CT Fex(SO4)y Khi đó: x.3 = y.2 => = . Như vậy x= 2 và y = 3. CT là Fe2(SO4)3 VD4: Lập Ct của các chất sau: Đồng clorua, kẽm nitrat, amoni sunfat, kali cacbonat, Cacbondioxit, Đinito trioxit, Natri hidocacbonat, Bari cacbonat, magie nitrat, các em hãy học thuộc và vận dụng để viết chính xác công thức phân tử của các hợp chất. IV, Một số công thức cần nhớ 1, Công thức tính khối lượng( g) m = M.n ( M là KLPT; n là số mol) m = ( g/ml) ; mct = 2, Công thức tính số mol: n = ; n = CM.V ; n = Khi có bài toán cho giả thiết có nhiệt độ, áp suất và thể tích thì tính số mol theo công thức n = với P là áp suất tính theo đ.vị là atm. Với 1atm = 760mmHg V tính theo đ.vị là lít R = 0,082 ( là conts). T = 273 + t0C Theo định lí Avogadro thì ở cùng điều kiện thì tỉ lệ về thể tích chính là tỉ lệ về số mol: = 3, Công thức tính nồng độ: CM = ; C% = .100%; 4, Công thức tính % của một chất : % khối lượng (hay số mol, thể tích )của một chất thì bằng khối lượng (hay số mol,thể tích) chất đó chia cho khối lượng ( hay số mol, thể tích) của hh. %mA = .100%, %nA = .100% 5, Công thức tính trung bình, tỉ khối: M = ; d= ; d= ; V, Đơn chất: 1. Kim loại : + Kim loại kiềm gồm: Li, Na, K, Rb, Cs + Kim loại kiềm thổ gồm: Be, Mg, Ca, Ba + Kim loại khác: Al, Cu, Fe, Zn, Ag, Hg, Cr, Mn, Ni, Sn, Pb.... * Dãy hoạt động hóa học của kim loại: K, Ba, Na, ca, Mg Al Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H Cu Hg, Ag, Pt, Au * T/C hóa học: + K.loại t/d với oxi -> oxit bazo 4Na+ O2 -> 2Na2O 4Al + 3O2 -> 2Al2O3 + K.loại t/d với phi kim khác-> muối Ca + Cl2 -> CaCl2 Zn + S -> ZnS ( kẽm sunfua) Cu + Br2 -> CuBr2 ( đồng bromua) + Kl t/d với H2O ở nhiệt độ thường: (Li, Na, K, Ca, Ba) -> dd kiềm + H2↑ Ba + 2H2O -> Ba(OH)2 + H2↑. 2Na + 2 H2O -> 2NaOH + H2↑ + T/d với axit: - Axit HCl, H2SO4 loãng -> muối + H2↑ Chỉ kim loại mạnh đứng trước Hidro mới t/d 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 ↑ Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2↑ Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2↑ - Axit HNO3, H2SO4 đặc nóng -> muối + s/p khử + H2O Hầu hết các kim loại đều t/d được chỉ trừ Au và Pt Fe + 4HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O Cu + 2H2SO4 đ.nóng -> CuSO4 + SO2 + H2O Quy tắc: NO M + HNO3 -> M(NO3)n + NO2 + H2O ( M có hóa trị cao nhất) N2O N2 NH4NO3 M + H2SO4 đ.nóng -> M2(SO4)n + SO2 + H2O ( M có h.trị cao nhất) S hoặc H2S + T/d với dd muối: -> muối mới và k.loại mới ( Kim loại t/d mạnh hơn k.loại có trong muối) Mg + CuCl2 -> MgCl2 + Cu Fe + 2AgNO3 -> Fe(NO3)2 + 2Ag + Một số kim loại t/d được với dd kiềm: Al + H2O + NaOH -> NaAlO2 + 3/2H2↑ ( Natri aluminat) Zn + 2NaOH - > Na2ZnO2 + H2↑ (kẽm zincat) 2, Phi kim: gồm: C,Si,F2, Cl2, Br2, I2, O2, S, P, N2... + P.kim t/d được với kim loại -> muối 2Fe + 3Cl2 -> 2FeCl3 2K + S -> K2S + P.kim t/d với oxi: S + O2 -> SO2 N2 + O2 2NO C + O2 -> CO2 + P.kim t/d với hidro S + H2 -> H2S ; N2 + 3H2 t0, xt 2NH3 O2 + 2H2 -> 2H2O + Một số p.kim t/d với axit mạnh S +2 H2SO4 đ.nóng ->3 SO2 +2 H2O C + 4HNO3 -> CO2 + 4NO2 + 2H2O VI, Hợp chất : 1, Oxit : là hợp chất tạo bởi ng.tố oxi và một n.tố khác 1.1: Oxit bazơ: là oxit của kim loại VD: Na2O, BaO, FeO, CuO, Al2O3 + Oxit bazơ tan : Li2O, K2O, Na2O, BaO, CaO + Oxit bazơ ko tan: là oxit của các k.loại còn lại VD: CuO, ZnO, Fe2O3, MgO, Fe3O4.... 1.1.a . Tính chất của oxit bazơ : + Oxit bazơ tan t/d với H2O -> dd kiềm VD: Na2O + H2O -> 2NaOH BaO + H2O -> Ba(OH)2 + Oxit bazơ tan t/d với oxit axit : VD: K2O + CO2 -> K2CO3 CaO + SO2 -> CaSO3 + Oxit bazơ t/d với axit -> muối + H2O VD: Na2O + 2HCl -> 2NaCl + H2O Fe2O3 + 3H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + 3H2O Al2O3 + 6HNO3 -> 2Al(NO3)3 + 3H2O + Oxit bazơ t/d với một số chất khác: VD: FeO + CO t0-> Fe + CO2 CuO + H2 t0 -> Cu + H2O 1.2. Oxit axit: là oxit của phi kim VD: CO2 , SO2, SO3, NO2, P2O5.... 1.2a: Tính chất hóa học : + oxit axit t/d với H2O -> dd axit VD: SO3 + H2O -> H2SO4 , SO2 + H2O -> H2SO3 P2O5 + 3H2O -> 2H3PO4 ; + Oxit axit t/d với oxit bazơ -> muối VD: SO3 + CaO -> CaSO4 BaO + CO2 -> BaCO3 + Oxit axit t/d với dd kiềm -> muối + H2O VD: CO2 + NaOH -> NaHCO3 ; CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O SO3 + 2KOH -> K2SO4 + H2O 1.3 : Oxit không tạo muối: là oxit không t/d với nước tạo axit hoặc bazo VD: NO, CO, N2O, .... T/chất: CO t/d các oxit kim loại 3CO + Fe2O3 -t0> 2Fe + 3CO2 2. Axit: CT axit Tên axit T/c và KLPT CT axit Tên axit T/c và KLPT HNO3 Axit nitric axit rất mạnh( mạnh hơn H2SO4). M= 63 HCl Axit clohidric Axit mạnh ( yếu hơn H2SO4) . M= 36,5 H2SO4 Axit sunfuric axit mạnh( mạnh hơn HI). M= 98 H3PO4 Axit photphoric Axit TB( yếu hơn HCl). M= 98 HI Axit Iothidric Axit mạnh( mạnh hơn HBr). M= 128 H2S Axit sunfuhidric Axit yếu . M= 34 HBr Axit bromhidric Axit mạnh ( mạnh hơn HCl). M= 81 HClO4 Axit pecloric Axit rất mạnh( ít sử dụng) HClO Axit hipoclorơ Axit yếu . M= 52,5 H2SO3 Axit sunfurơ Axit yếu . M = 82 * Tính chất hóa học: + Axit t/d với oxit bazơ -> Muối + H2O VD: 2HCl + CuO -> CuCl2 + H2O 6HNO3 + Fe2O3 -> 2Fe(NO3)3 + 3H2O H2SO4 + CaO -> CaSO4 + H2O FeO + 4HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + Axit t/d với bazơ -> muối + H2O VD: Al(OH)3 + 3HNO3 -> Al(NO3)3 + 3H2O Mg(OH)2 + 2HBr -> MgBr2 + 2H2O Ba(OH)2 + 2HCl -> BaCl2 + 2H2O + Axit t/d với muối -> muối mới + axit mới ( Axit mới yếu hơn axit ban đầu) VD: CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + H2O FeS + 2HCl -> FeCl2 + H2S NaHCO3 + H2SO4 -> Na2SO4 + CO2 + H2O + Axit t/d với kim loại ( xem phần kim loại) + Axit t/d với một số phi kim ( xem phần p.kim) 3. Bazơ: là những hợp chất mà ng.tử kim loại kết hợp với nhóm -OH. VD: NaOH, KOH, Mg(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3 Bazơ tan ( dd kiềm): KOH, NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2 Bazơ ko tan: Mg(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2, Pb(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3 * Tính chất hóa học: + Bazo tan t/d với oxit axit: VD: NaOH + CO2 -> NaHCO3 2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O SO3 + Ba(OH)2 -> BaSO4 + H2O + Bazơ t/d với axit-> muối + H2O VD: Cu(OH)2 + 2 HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2H2O Ba(OH)2 + 2HCl -> BaCl2 + 2H2O + Bazo tan t/d với dd muối -> muối mới + bazơ mới VD: 2NaOH + Cu(NO3)2 -> Cu(OH)2 + 2NaNO3 3Ba(OH)2 + 2FeCl3 -> 3BaCl2 + 2Fe(OH)3 Chú ý: Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3 t/d được với các bazơ tan: Vd: Al(OH)3 + NaOH -> NaAlO2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH -> Na2ZnO2 + 2H2O 4. Muối: gồm: Muối trung hòa: là muối mà gốc axit ko còn n.tử Hidro: Na2CO3, K2S Muối axit là muối mà trong phân tử gốc axit còn có n.tử Hidro: NaHCO3, KHS, NaHSO4 NH4HCO3 * Tính chất: + Muối t/d axit ( xem phần axit) + DD Muối t/d với dd kiềm( xem phần bazo) + DD Muối t/d với dd muối -> 2 muối mới Đk: sản phẩm phải có ít nhất 1 chất kết tủa VD: NaCl + AgNO3 -> AgCl ↓+ NaNO3 BaCl2 + K2SO4 -> BaSO4 ↓ + 2KCl Na2CO3 + Mg(NO3)2 -> MgCO3↓ + 2NaNO3 + Dd muối t/d kim loại -> muối mới + k.loại mới ( trong đó k.loại sinh ra yếu hơn kloai có trong muối) Fe + CuSO4 -> Cu↓ + FeSO4 Mg + 2AgNO3 -> Mg(NO3)2 + 2Ag↓ + Muối bị nhiệt phân: CaCO3 t0-> CaO + CO2 Cu(NO3)2 t0-> CuO + 2NO2 +1/2 O2 Ca(HCO3)2 t0 -> CaCO3 + CO2 + H2O Bài tập vận dụng : 1, Hoàn thành các pt p/ứ sau (nếu có): a, BaCl2 + K2SO4 -> ; b, NaHCO3 + HCl -> ; c, Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 -> d, NH4Cl + NaOH -> ; e, Fe(NO3)2 + KOH -> ; f, CaO + SO3 -> g, Al2O3 + H2SO4 -> ; h, Fe3O4 + H2 -> ; i, Fe(OH)3 t0-> k, HNO3 l + Fe -> ; m, Mg(OH)2 t0-> ; n, H2SO4 + Ba(OH)2 -> p, Al + Ag2SO4 -> ; q, AgNO3 + NaBr -> ; t, (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 -> PHƯƠNG PHÁP : NHẬN BIẾT, PHÂN BIỆT CHẤT MẤT NHÃN I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1) Nguyên tắc: - Phải trích mỗi chất một ít để làm mẫu thử ( trừ trường hợp là chất khí ) - Phản ứng chọn để nhận biết các chất phải xảy ra nhanh và có dấu hiệu đặc trưng ( đổi màu , xuất hiện kết tủa, sủi bọt khí, mùi đặc trưng, … ) 2) Phương pháp: - Phân loại các chất mất nhãn ® xác định tính chất đặc trưng ® chọn thuốc thử. - Trình bày : Nêu thuốc thử đã chọn ? Chất đã nhận ra ? Dấu hiệu nhận biết (Hiện tượng gì ? ), viết PTHH xảy ra để minh hoạ cho các hiện tượng. 3) Lưu ý : - Nếu chất A là thuốc thử của chất B thì chất B cũng là thuốc thử của A. - Nếu chỉ được lấy thêm 1 thuốc thử , thì chất lấy vào phải nhận ra được một chất sao cho chất này có khả năng làm thuốc thử cho các chất còn lại. - Nếu không dùng thuốc thử thì dùng các phản ứng phân hủy, hoặc cho tác dụng đôi một. - Khi chứng minh sự có mặt của một chất trong hỗn hợp thì rất dễ nhầm lẫn. Vì vậy thuốc thử được dùng phải rất đặc trưng. Ví dụ : Không thể dùng nước vôi trong để chứng minh sự có mặt của CO2 trong hỗn hợp : CO2, SO2, NH3 vì SO2 cũng làm đục nước vôi trong: CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3 ¯ + H2O SO2 + Ca(OH)2 ® CaSO3 ¯ + H2O 3) Tóm tắt thuốc thử và dấu hiệu nhận biết một số chất a) Các chất vô cơ : Chất cần nhận biết Thuốc thử Dấu hiệu ( Hiện tượng) dd axit * Quì tím * Quì tím ® đỏ dd kiềm * Quì tím * phenolphtalein * Quì tím ® xanh * Phênolphtalein ® hồng Axit sunfuric và muối sunfat * ddBaCl2 * Có kết tủa trắng : BaSO4 ¯ Axit clohiđric và muối clorua * ddAgNO3 * Có kết tủa trắng : AgCl ¯ Muối của Cu (dd xanh lam) * Dung dịch kiềm ( ví dụ NaOH… ) * Kết tủa xanh lơ : Cu(OH)2 ¯ Muối của Fe(II) (dd lục nhạt ) * Kết tủa trắng xanh bị hoá nâu đỏ trong nước : 2Fe(OH)2 + H2O + ½ O2 ® 2Fe(OH)3 ( Trắng xanh) ( nâu đỏ ) Muối Fe(III) (dd vàng nâu) * Kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3 d.dịch muối Al, Cr (III) … ( muối của Kl lưỡng tính ) * Dung dịch kiềm, dư * Kết tủa keo tan được trong kiềm dư : Al(OH)3 ¯ ( trắng , Cr(OH)3 ¯ (xanh xám) Al(OH)3 + NaOH ® NaAlO2 + 2H2O Muối amoni * dd kiềm, đun nhẹ * Khí mùi khai : NH3 ­ Muối photphat * dd AgNO3 * Kết tủa vàng: Ag3PO4 ¯ Muối sunfua * Axit mạnh * dd CuCl2, Pb(NO3)2 * Khí mùi trứng thối : H2S ­ * Kết tủa đen : CuS ¯ , PbS ¯ Muối cacbonat và muối sunfit * Axit (HCl, H2SO4 ) * Nước vôi trong * Có khí thoát ra : CO2 ­ , SO2 ­ ( mùi xốc) * Nước vôi bị đục: do CaCO3¯, CaSO3 ¯ Muối silicat * Axit mạnh HCl, H2SO4 * Có kết tủa trắng keo. Muối nitrat * ddH2SO4 đặc / Cu * Dung dịch màu xanh , có khí màu nâu NO2 ­ Kim loại hoạt động * Dung dịch axit * Có khí bay ra : H2 ­ Kim loại đầu dãy : K , Ba, Ca, Na * H2O * Đốt cháy, quan sát màu ngọn lửa * Có khí thoát ra ( H2 ­) , toả nhiều nhiệt * Na ( vàng ) ; K ( tím ) ; Li ( đỏ tía ) ; Ca ( đỏ cam) ; Ba (lục vàng )… Kim loại của h.chất lưỡng tính: Al, Zn * dung dịch kiềm * kim loại tan, sủi bọt khí ( H2 ­ ) Kim loại yếu : Cu, Ag, Hg ( thường để lại sau cùng ) * dung dịch HNO3 đặc * Kim loại tan, có khí màu nâu ( NO2 ­ ) ( dùng khi không có các kim loại hoạt động). Hợp chất có kim loại hoá trị thấp như :FeO, Fe3O4, FeS,FeS2,Fe(OH)2,,Cu2S * HNO3 , H2SO4 đặc * Có khí bay ra : NO2 ( màu nâu ), SO2 ( mùi hắc )… BaO, Na2O, K2O CaO P2O5 * hòa tan vào H2O * tan, tạo dd làm quì tím ® xanh. * Tan , tạo dung dịch đục. * tan, tạo dd làm quì tím ® đỏ. SiO2 (có trong thuỷ tinh) * dd HF * chất rắn bị tan ra. CuO Ag2O MnO2, PbO2 * dung dịch HCl ( đun nóng nhẹ nếu là MnO2, PbO2 ) * dung dịch màu xanh lam : CuCl2 * kết tủa trắng AgCl ¯ * Có khí màu vàng lục : Cl2 ­ Khí SO2 * Dung dịch Brôm * Khí H2S * làm mất màu da cam của ddBr2 * xuất hiện chất rắn màu vàng ( S ) Khí CO2 , SO2 * Nước vôi trong * nước vôi trong bị đục ( do kết tủa ) : CaCO3 ¯ , CaSO3 ¯ Khí SO3 * dd BaCl2 * Có kết tủa trắng : BaSO4 ¯ Khí HCl ; H2S * Quì tím tẩm nước * Quì tím ® đỏ Khí NH3 * Quì tím ® xanh Khí Cl2 * Quì tím mất màu ( do HClO ) Khí O2 * Than nóng đỏ * Than bùng cháy Khí CO * Đốt trong không khí * Cháy, ngọn lửa màu xanh nhạt NO * Tiếp xúc không khí * Hoá nâu : do chuyển thành NO2 H2 * đốt cháy * Nổ lách tách, lửa xanh * dung dịch muối của axit mạnh và bazơ yếu ( như : NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3 ) làm quỳ tím ® đỏ. * dung dịch muối của axit yếu và bazơ mạnh ( như : Na2CO3, NaHCO3, Na2S …) làm quỳ tím ® xanh. * dung dịch muối hiđrosunfat ( như NaHSO4, KHSO4 …) có tính chất như H2SO4.