Chuyên đề Vấn đề về lí thuyết hóa học phổ Thông

quì tím ngả hồng, có khả năng cho proton.
2. Bazơ có các dạng
	- Phân tử trung hòa: NaOH , NH3 , ...
	- Ion gốc axit yếu: S2- , SO32- , CO32- , ...
Tạo ra môi trường OH- 	đ 	quì tím ngả xanh, có khả năng nhận proton.
	NH3 + H2O NH4 + OH-
	S2- + H2O HS- + OH-
	CO32- + H2O HCO3- + OH-.
3. Những ion trung tính
	- Ion kim loại mạnh: K+ , Na+ , Ca2+ , Ba2+ , ...
	- Ion gốc axit mạnh: Cl- , SO42- , NO3- , Br-.
4. Những chất lưỡng tính (vừa cho H+ vừa nhận H+)
	- Al(OH)3 , Zn(OH)2 , Be(OH)2 , Cr(OH)3.
	- Muối axit của axit yếu: NaHCO3.
	HCO3- CO32- + H+
	HCO3- + H+ H2CO3.
	- H2O là chất lưỡng tính:
	H2O H+ + OH-
	H2O + H+ H3O+.
5. pH
Nếu biểu diễn nồng độ mol của H+ bằng hệ thức	[H+] = 10-a mol/lít
thì số trị a được xem là pH của dung dịch, nên pH = a = -lg[H+].
Tương tự 	[OH-] = 10-b mol/lit. Suy ra:	pOH = -lg[OH].
	Với môi trường trung hòa	:	pH = 7
	Với môi trường axit	:	pH < 7
	Với môi trường bazơ	:	pH > 7
Từ tích số ion	[H+] ´ [OH-] = 10-14	ị	pH + pOH = 14.
IV/- Phản ứng trao đổi
1. Định nghĩa : Phản ứng trao đổi là phản ứng xảy ra với sự đổi chỗ các ion.
2. Điều kiện để phản ứng trao đổi thực hiện được hoàn toàn:
	- Sau phản ứng có chất kết tủa hoặc khí bay lên, hoặc chất điện ly yếu.
	- Chất tham gia phản ứng phải là chất tan.
3. Trường hợp đặc biệt
Một chất tan được vẫn có thể kết tinh trong dung dịch đã bão hòa chính nó hoặc chất khác dễ tan hơn.
	Ví dụ:
* Thêm NaCl vào dung dịch NaCl bão hòa thì phần NaCl thêm sẽ không thể tan được nữa.
* Để tách NaCl ra khỏi dung dịch chứa hỗn hợp NaCl và NaOH người ta dùng phương pháp kết tinh phân đoạn. Chất nào có độ tan nhỏ hơn sẽ kết tinh nhanh hơn khi cô cạn dung dịch.
Do độ tan của NaCl nhỏ hơn của NaOH nên khi cô cạn dung dịch NaCl sẽ kết tinh trước. Lập lại nhiều lần sẽ tách được hết NaCl và thu được dung dịch NaOH riêng.
* Phản ứng giữa một số muối tan trong dung dịch có thể là phản ứng oxi hóa - khử.
	2 FeCl3 + 2 KI đ2 FeCl2 + I2 + 2 KCl
	2 FeCl3 + H2S đ 2 FeCl2 + S¯ + 2 HCl.
* Một số kết tủa có khả năng tạo phức tan như: Cu(OH)2 , Zn(OH)2 , AgCl.
	Cu(OH)2 + 4 NH3 đ [Cu(NH4)3](OH)2
	AgCl + 2 NH3 đ[Ag(NH3)2]Cl
V/- Phản ứng oxi hóa - khử
1. Định nghĩa: Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó nguyên tử hoặc ion này nhường electron cho nguyên tử hoặc ion khác.
 Chất khử là chất cho điện tử đ Quá trình oxi hóa là quá trình cho electron.
 Chất oxi hóa là chất nhận điện tử đ Quá trình khử là quá trình nhận electron.
2. Bản chất của phản ứng oxi hóa - khử: Có sự thay đổi số oxi hóa.
3.Chiều phản ứng: Chất oxi hóa mạnh + chất khử mạnh đ chất oxi hóa yếu + chất khử yếu.
4. Phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa - khử:
	- Phương pháp electron.
	- Phương pháp ion - electron.
	- Phương pháp đại số.
* Phương pháp ion - electron:
	- Chất oxi và chất khử viết dưới dạng ion.
	- Vế nào thiếu oxi thì thêm nước.
	- Vế nào thiếu hiđro thì thêm H+.
	- Cân bằng xong số nguyên tử ở hai vế rồi cân bằng điện tích hai vế.
	Ví dụ:
	FeS2 + HNO3 đ Fe3+ + NO + SO42- + ...
	Phương trình ion:	 FeS2 + 4 H+ + 5 NO3- = Fe3+ + 2 SO42- + 5 NO + 2 H2O
	Phương trình phân tử: FeS2 + 8 HNO3 = Fe(NO3)3 + 2 H2SO4 + 5 NO + 2 H2O
	 hoặc: 2 FeS2 + 10 HNO3 = Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 10 NO + 4 H2O
VI/- Ăn mòn kim loại và chống ăn mòn kim loại
1. Sự ăn mòn kim loại
a) Định nghĩa: Sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hóa học của môi trường xung quanh gọi là sự ăn mòn kim loại.
 Ăn mòn hóa học là sự phá hủy kim loại do kim loại phản ứng hóa học với chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao.
- Đặc điểm của ăn mòn hóa học là không phát sinh dòng điện. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh.
- Bản chất của ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các kim loại nhường electron cho môi trường.
 Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại do kim loại tiếp xúc trực tiếp với dung dịch chất điện ly tạo nên dòng điện.
* Các điều kiện ăn mòn điện hóa:
	- Các điện cực phải khác chất nhau, trong đó kim loại có tính khử mạnh sẽ là cực âm và dễ bị ăn mòn.
	- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp.
	- Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch điện ly.
* Cơ chế của sự ăn mòn điện hóa: .
2. Cách chống ăn mòn kim loại 
	- Cách ly kim loại với môi trường.
	- Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inok).
	- Dùng chất chống ăn mòn (chất kìm hãm) - urotropin.
	- Dùng phương pháp điện hóa.
VII/- Điều chế kim loại
1. Nguyên tắc điều chế kim loại: Khử ion dương kim loại thành kim loại tự do:	Mn+ + ne = Mo.
2. Các phương pháp điều chế kim loại: có 3 phương pháp sau:
a) Phương pháp thủy luyện: Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại khác trong dung dịch muối.
	Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại trung bình và kim loại yếu (từ Zn đ Ag).
	Zn + CuSO4 đZnSO4 + Cu.
b) Phương pháp nhiệt luyện: Dùng chất khử như CO , H2 , C , Al để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.
	Phương pháp này để điều chế các kim loại từ Zn đ Cu.
	CuO + H2 Cu + H2O.
c) Phương pháp điện phân: Dùng dòng điện một chiều trên catot (cực âm) để khử ion kim loại trong hợp chất.
	Phương pháp này điều chế được hầu hết các kim loại.
* Phương pháp điện phân nóng chảy dùng để điều chế các kim loại mạnh từ K đ Al.
	2 NaCl khan 2 Na + Cl2
	2 Al2O3 4 Al + 3 O2.
* Phương pháp điện phân dung dịch dùng để điều chế các kim loại có tính khử trung bình và yếu như các kim loại từ Zn đ Ag.
	CuCl2 Cu + Cl2
	4 AgNO3 + 2 H2O đ 4 Ag + 4 HNO3 + O2
3. Sự điện phân là quá trình oxi hóa - khử, xảy ra trên bề mặt điện cực, dưới tác dụng của dòng điện một chiều chạy qua chất điện ly ở dạng dung dịch hoặc ở dạng nóng chảy.
- Chất điện phân là chất có khả năng phân ly thành các ion trái dấu ở trong dung dịch hoặc ở trong chất nóng chảy.
- Công thức Faraday:	m = 	ị	số mol = 
trong đó:	m - khối lượng đơn chất thu được ở điện cực (g);
	A - khối lượng mol nguyên tử = số khối = M;
	I - cường độ dòng điện (Ampe);
	t - thời gian (giây);
	F - hằng số Faraday ; F = 96500;
	n - số e trao đổi.	
q = It : điện lượng (culông).
VIII/- Nước cứng
1. Định nghĩa: Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Ca2+ , Mg2+.
2. Các loại nước cứng: có 3 loại nước cứng:
	- Nước cứng tạm thời: có chứa HCO3- , Ca2+ , Mg2+.
	- Nước cứng vĩnh cửu: có chứa Cl- , SO42- , Ca2+ , Mg2+.
	- Nước cứng toàn phần: có chứa đồng thời HCO3- và SO42- hoặc Cl- , Ca2+ hoặc Mg2+.
3. Nguyên tắc làm mềm nước cứng: Làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ trong nước bằng cách tạo thành các chất kết tủa.
* Phương pháp hóa học làm mềm nước cứng:
	- Đối với nước cứng tạm thời: có thể đun nóng hoặc dùng nước vôi:
	Ca(HCO3)2 CaCO3 ¯ + H2O + CO2ư
	Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 ¯ + H2O.
	- Đối với nước cứng vĩnh cửu hoặc toàn phần có thể dùng dung dịch Na2CO3:
	MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3 ¯ + Na2SO4
	Mg(HCO3)2 + Na2CO3 = MgCO3 ¯ + 2 NaHCO3.
IX/- Gang
1. Định nghĩa: Gang là hợp kim của Fe có chứa từ 2-6% C và một số tạp chất khác có hàm lượng rất nhỏ như Si (1-4%), Mn (0,5-3%), P (0,1-2%), S (0,1-1%). 
2. Phân loại gang: Người ta phân biệt ra 3 loại gang: Gang xám, gang trắng, gang đặc biệt.
a) Gang xám: được sản xuất ở nhiệt độ cao, thành phần cacbon từ 3,4-6%, Si từ 1,5-4%. Khi được hóa rắn chậm, cacbon tách ra dạng than chì làm gang có màu xám.
Gang xám cứng, giòn, không kéo sợi, dát mỏng được nên thường dùng để chế tạo lưỡi cày, đồ phụ tùng.
b) Gang trắng: được chế tạo ở nhiệt độ cao với thành phần C từ 2-3,5%, Si rất ít, khi được làm lạnh nhanh, những tinh thể xêmetit Fe3C được hình thành làm gang có màu trắng.
Gang trắng cứng, giòn, không dùng để đúc, chỉ dùng để luyện thép.
c) Gang đặc biệt chứa nhiều nguyên tố Mn, Cr, W, Si gọi là Ferromangan, Ferrocrom, ... được trộn với gang thường để luyện thép quí.
3. Nguyên tắc sản xuất gang từ oxit sắt
Nguyên tắc chung: dùng oxit cacbon (CO) để khử oxi của oxit sắt.
a) O2 của không khí được sấy đến 900oC tác dụng với than cốc thành CO2. ở nhiệt độ cao (2000oC) CO2 biến thành CO:	C + O2 = CO2
	CO2 + C = 2CO.
b) Khử oxi của oxit sắt:
	3 Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2ư
	Fe3O4 + CO = 3 FeO + CO2ư
	FeO + CO = Fe + CO2ư.
c) Fe sinh ra kết hợp với C, Si, Mn trong lò khi nóng chảy tạo ra gang.
4. Sản xuất gang từ quặng hêmatit (Fe2O3): Xem 3.
5. Sản xuất gang từ các quặng
	Trước hết: 	C + O2 = CO2	(1)
	CO2 + C = 2CO	(2)
	Sau đó:	4 FeS2 + 11 O2 = 2 Fe2O3 + 8 SO2ư	(3)
	và	3 Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2ư	(4)
	Fe3O4 + CO = 3 FeO + CO2ư	(5)
	FeO + CO = Fe + CO2ư	(6)
- Nếu dùng quặng Hêmatit (Fe2O3) thì dùng các phản ứng 1, 2, 4, 5, 6.
- Nếu dùng quặng Manhetit (Fe3O4) thì dùng các phản ứng 1, 2, 5, 6.
Những quặng dùng để phổ biến là Hêmatit và Manhêtit. Người ta ít dùng loại quặng Pirit để luyện gang vì hàm lượng S còn lại trong gang vượt quá mức cho phép, làm giảm chất lượng của gang, và nhất là chất lượng của thép được luyện từ gang này.
X/- Thép
1. Định nghĩa: Thép là hợp kim của Fe và C và một số các nguyên tố khác trong đó hàm lượng C ít (0,01-2%). 
2. Phân loại thép và ứng dụng: 
a) Thép thường: chứa ít C, Si, Mn hơn gang, còn P, S thì rất ít. Cơ tính của thép thường phụ thuộc vào hàm lượng C.
b) Thép mềm: dùng để chế tạo các bộ phận chi tiết máy, buloong, đinh ốc. 
c) Théo cứng: dùng trong xây dựng.
d) Thép rất cứng: dùng sản xuất đục, bào, phay, ... Nếu thép có nhiều S thì dễ rạn, nhiều P thì dễ gãy, càng nhiều C thì càng cứng.
e) Thép đặc biệt: chứa Mn, Si, Ni, Cr, W.
	- Nếu có Si: thép có tính đàn hồi (dùng làm nhíp xe).
	- Nếu có Mn: tăng tính nhớt, chịu ma sát (dùng làm máy nghiền đá, tủ sắt).
	- Nếu có W: tăng tính cứng (dùng làm mũi khoan).
3. Nguyên tắc luyện thép từ gang:
Nguyên tắc chung là lấy ra khỏi gang 1 phần lớn C, Si, Mn và hầu hết S, P. Người ta cho gang nóng chảy và lấy những chất cần loại ra.
	Trước hết oxi hóa Si:	Si + O2 = SiO2
	Phản ứng này kèm theo chùm tia lửa rất sáng.
	Sau đó oxi hóa Mn, C:	2 Mn + O2 = 2 MnO
	C + O2 = CO2
	O2 + C = 2 CO
	Lúc này nhiệt độ trong lò lên đến 2000oC, trong lò thấy có ngọn lửa màu xanh. Một phần S, và P sẽ bị oxi hóa tiếp.
	S + O2 = SO2
	4 P + 5 O2