Giáo trình Tính chất hóa học của kim loại (tiết 3)

rocacbonat của k.loại kiềm:Na2CO3, NaHCO3, KHCO3
Muối CH3COONa, Na2S, 
Muối tạo bởi bazo yếu - axit mạnh, bị thủy phân cho môi trường axit(pH<7).
VD: AlCl3, FeCl3, Al2(SO4)3, FeCl2, NH4Cl,
Muối tạo bởi bazo mạnh – axit mạnh, không bị thủy phân môi trương trung tính(pH=7).
VD: NaCl, K2SO4, NaNO3,
Muối tạo bởi bazo yếu – axit yếu, bị thủy phân , cho môi trường phụ thuộc độ mạnh, yếu của bazo hay axit. (Nếu bazo yếu – axit yếu ngang nhau thì pH=7 như CH3COONH4 dựa vào hằng số K).
V. Phản ứng trao đổi:
 1) Axit mạnh t/d được với bazo tan và cả bazo không tan.3HCl + Fe(OH)3 FeCl3 + 3H2O.
 2) Axit mạnh t/d được với oxyt bazo tan và cả oxyt bazo không tan.
3HCl + Fe2O3 2FeCl3 + 3H2O.
	3) Axit mạnh t/d với Muối tan hoặc không tan của axit yếu hơn, nhẹ hơn thì xảy ra p/ư.( muối của axit mạnh và nặng hơn thì không p/ư)
 2 HCl + FeS H2S + FeCl2 
	 H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + H2O + CO2.
 	(HCl + CaSO4 không xảy ra).
Các p/ư của Bazo + Muối, Muối + Muối, thì các chất tham gia p/ư phải tan trong dd và sau p/ư phải có chất kết tủa, chất điện ly yếu hay chất bay hơi.
VD: 2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4. BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaCl.
NaOH + CaCO3 không p/ư.	NaCl + KNO3 không p/ư.
VI. Phản ứng nhiệt phân:
Muối HCO3- của tất cả các k.loại đều dễ bị nhiệt phân:
VD:2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2. Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2. 
Muối cacbonat của k.loại kiềm không bị nhiệt phân, còn của k.loại khác bị nhiệt phân;
VD: Na2CO3 Không xảy ra p/ư.
 CaCO3 CaO +CO2. (NH4)2CO3 2NH3 + H2O + CO2. 
Muối nitrat của các k.loại đều bị nhiệt phân cho sản phẩm khác nhau.
VD:* Muối nitrat kim loại kiềm Ca ,Nhiệt phân cho : nitrit + O2
 2NaNO3 2NaNO2 + 3O2 
 * Muối nitrat của MgCu, nhiệt phân cho oxyt k.loại + NO2 + O2.
 2Mg(NO3)2 2MgO + 4NO2 + O2.
 * Muối nitrat của HgAu, nhiệt phân cho k.loại + NO2 + O2.
	2AgNO3 2Ag + 2NO2 + 3O2.
Hydroxyt của k/loại kiềm(IA) và kiềm thổ(IIA:Ca,Sr, Ba) không bị nhiệt phân, Hydroxyt của kim loại khác (không tan trong nước ) bị nhiệt phân thành oxyt tương ứng và H2O
VD: NaOH không xảy ra p/ư
 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O.
Trường hợp hydroxyt có tính khử, khi có sự tham gia của oxy(không khí) thì p/ư nhiệt phân thu được oxyt có số oxy hóa của k.loại cao hơn, VD: 4Fe(OH)2 + O22Fe2O3 + 4H2O.
VII. Phản ứng điện phân:
Ở cực dương( catot): ion dương kim loại (hoặc H+) có tính oxy hóa mạnh ( ở bên phải dãy đ.hóa) bị khử trước.( VD: Au3+> Ag+> Cu2+> H+>). Trong dd các ion: Từ Al3+ trở về trước(Al3+,Mg2+,Na+,K+Li+)không bị khử.
Ở cực âm (anot): ion âm phi kim, OH-, gốc axit có tính khử mạnh bị oxy hóa trước.( VD: thứ tự S2-, I-, Br-, Cl-, OH-) NO3-, SO42- thực tế không bị oxy hóa.
VD: Điện phân dd CuSO4, Ag NO3 ?
 2CuSO4 +2H2O 2 Cu + 2 H2SO4 + O2.(1)
 4AgNO3 + 2H2O 4 Ag + 4HNO3 + O2.(2)
Nếu dd có đồng thời 2 muối trên thì p/ư (2) xảy ra trước.
VIII. Phản ứng oxy hóa-khử: Có sự cho nhận e hay có sự thay đổi số oxy hóa của các chất p/ư.
HNO3, H2SO4 đặc vừa là axit(H+) vừa là chất oxy hóa(N+5, S+6).
Nếu gặp chất oxy hóa( Số oxy hóa cao nhất)CuO,Fe2O3,ZnO, Fe(OH)3, Al2O3,CaCO3,thì p/ư là axit-bazo: Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O.
 Hoặc p/ư trao đổi:CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2.
Nếu gặp chất khử: kim loại(Ag,Cu,Fe,Al,Mg,Zn,)phi kim(C,S,P), hợp chất(FeO,Fe3O4,Fe(OH)2, FeS,FeSO4,FeCl2,)sẽ xảy ra p/ư oxy hóa khử, thu được Muối + H2O + s.p khử.
 	VD: Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + 3H2O +NO.
2) Nhiều chất khử và chất oxy hóa có thể p/ư với nhau: HCl + MnO2, Fe + Cu2+, Al + Fe3O4,
 P/ư: FeSO4 + KMnO4( nếu môi trường axit thì Mn+7 Mn+2, môi trường trung tính(nước) Mn+7 Mn+4, môi trường kiềm Mn+7 Mn+6).
IX. Phản ứng axit-bazo: Axit là chất nhường proton(H+), bazo là chất nhận proton.
 P/ư axit-bazo là p/ư cho- nhận proton.
VD : 2HCl + Ba(OH)2 BaCl2 + 2H2O.
 Thực chất là: H+ + OH- H2O.
 Hay gặp: CO2 + NaOH(KOH) ? Lập tỉ lệ:= t 
	Nếu t 1 p/ư CO2 + NaOH NaHCO3
	Nếu t 2 p/ư CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O.
	Nếu 1< t < 2 cả 2 p/ư trên.
 Khi CO2 + Ca(OH)2 (hay Ba(OH)2) ? Lập tỉ lệ: = h .
	Nếu h 1 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O.
Nếu h 2 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2.
Nếu 1<h < 2 cả 2 p/ư trên.
X.Nước cứng:Nước chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+.(dd)
- Dd có HCO3- nước cứng tạm thời. Vì khi đun nóng mất tính cứng do tạo kết tủa lắng xuống, 
 M(HCO3)2 MCO3 +H2O + CO2.
Dd có Cl-, SO42- nước cứng vĩnh cửu. Khi đun nóng không mất tính cứng, không có kết tủa.
Nước có cả 2 loại trên gọi là nước cứng toàn phần.
Đối với nước cứng tạm thời, để làm giảm tính cứng có thể sử dụng các cách: đun sôi, dùng nước vôi(Ca(OH)2, muối cacbonat(Na2CO3),phôtphat(Na3PO4) hoặc pp trao đổi ionit.
Đối với nước cứng vĩnh cửu hoặc toàn phần thì phải dùng: cacbonat(Na2CO3), phôtphat(Na3PO4) hoặc pp trao đổi ionit(không dùng vôi).
XI.Chất lưỡng tính(T/d với dd axit và dd kiềm)
	* Các oxyt, hydroxyt thường gặp: Al2O3, ZnO, Cr2O3, Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3
* Còn có oxyt, hydroxyt:Pb(OH)2,Sn(OH)2, BeO, Be(OH)2.
* Các muối có gốc axit yếu HCO3-( NaHCO3, Ca(HCO3)2, KHCO3,) muối có gốc HS-(NaHS,) muối có gốc HSO3-(NaHSO3,), muối (NH4)2CO3, aminoaxit, H2O,
XII.Hiện tượng hóa học:
Sục CO2 đến dư vào dd Ca(OH)2 hay Ba(OH)2, thấy có kết tủa trắng, sau đó tan, Nếu đun nóng lại thấy có vẫn đục. Do: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2( tan) CaCO3.
Cho dd kiềm đến dư vào dd các muối: Al3+,Zn2+, Cr3+, có kết tủa, sau đó kết tủa tan, do: tạo hydroxyt không tan trong nước, nhưng tan trong kiềm vì chúng có tính lưỡng tính.
VD: Al3+ + 3OH- Al(OH)3 .
 Al(OH)3 + OH- AlO2-(tan).
Cho từ từ dd muối Al3+ đến dư vào dd kiềm, thấy: Lúc đầu không kết tủa, sau có kết tủa.
 Do p/ư sau: Al3+ + NaOH NaAlO2 + H2O.
	 Al3+ + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + Na+.
	* Cho dd kiềm từ từ đến dư vào dd các muối của kim loại khác như: Cr2+, Fe3+,Mg2+, Fe2+, thấy có kết tủa, kết tủa không tan trong kiềm dư, vì hydroxyt của chúng không tan trong nước và không có tính lưỡng tính
 Cr2+ + 2OH- Cr(OH)2 
Các muối :Al3+, Cr3+, Cr2+, Fe3+,Mg2+, Fe2+,khi t/d với dd NH3 tạo kết tủa, kết tủa không tan trong NH3 dư. VD: 6NH3 + 6H2O + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4
 Riêng Cu2+ , Zn2+ tạo kết tủa với dd NH3 nhưng kết tủa lại tan khi NH3 dư, do tạo phức.
 VD: 2NH3 + 2H2O + ZnSO4 Zn(OH)2 + (NH4)2SO4
	Zn(OH)2 +4NH3 [Zn(NH3)4](OH)2(tan).
Cho từ từ dd HCl vào dd aluminat(NaAlO2), zicat(Na2ZnO2) đến dư, thấy có kết tủa, kết tủa tan. Do: tạo hydroxyt không tan trong nước, nhưng tan trong axit mạnh.
 VD: HCl + H2O + NaAlO2 Al(OH)3 + NaCl.
 Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
Cho từ từ CO2 vào dd aluminat(NaAlO2), zicat(Na2ZnO2) đến dư, thấy có kết tủa, kết tủa không tan. 
Do: tạo hydroxyt không tan trong nước, nhưng tan trong axit yếu(H2CO3).
	 VD: CO2 + 2H2O + NaAlO2 Al(OH)3 + NaHCO3.
Cho từ từ dd NaAlO2 đến dư vào dd HCl, thấy: Lúc đầu không kết tủa, sau có kết tủa là do:
 Có p/ư: NaAlO2 + 4 HCl AlCl3 + NaCl + 2H2O.
	 3NaAlO2(dư) + AlCl3 + 6H2O 4Al(OH)3 + 3NaCl.
Cho từ từ đến dư dd HCl vào dd Na2CO3 , Thấy: Lúc đầu không có khí bay ra, sau có khí bay ra.
 	Lúc đầu: HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl.
	Sau: HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2.
* Cho 	từ từ đến dư dd Na2CO3 vào dd HCl, thấy có khí bay ra ngay.
	Do HCl dư: Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2.
XIII. Tính chất của Fe và h/chất của Fe:
Fe Fe(II) Khi Fe t/d với:I2, S, HCl, H2SO4 loãng, H2O(>5700C),dd muối của k.loại sau Fe2+/Fe. Và Fe3+/Fe2+.
VD: Fe + 2HCl FeCl2 + H2.
 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu.
	 Fe +2FeCl3 3FeCl2.
Fe Fe(III), Khi Fe t/d với : F2,Cl2,Br2, HNO3đặc, nóng, H2SO4 đặc,nóng, O2 + H2O.
 	VD: Fe + 4HNO3 Fe(NO4)3 + 2H2O + NO.
Fe Fe3O4, Khi Fe t/d với O2, H2O(5700C).
Fe(II) Fe(III) Khi Fe(II) t/d các chất Như ở 2).và với chất oxy hóa KMnO4, K2Cr2O7,AgNO3,...
 VD : 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + 5H2O + NO.
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O.
 Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag
Fe(II) Fe, Khi Fe(II) t/d với : chất khử trước Fe2+/Fe (trong dd ),
VD : Zn + FeSO4 ZnSO4 + Fe
 	với chất khử: C,H2,CO, k.loại. VD : FeO + CO Fe + CO2.
Fe(III) Fe, Khi Fe(III) t/d với các chất như ở 5).
Fe(III) Fe(II), Khi Fe(III) t/d với Cu,Fe, 
VD: Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2.
 	 PHAÛN ÖÙNG CUÛA CAÙC CHAÁT HÖÕU CÔ VAØ VOÂ CÔ THƯỜNG GẶP.
Nhöõng chaát t/duïng vôùi Na(K..):
Caùc ancol(no, khoâng no, ñôn,ña chöùc,thôm.) 
Gluxit(glucozô, fructozô, saccarozô, mantozô) 
Axit h/cơ(no, khoâng no, ñôn,ña chöùc,thôm.) 
Phenol 
Ankin (coù noái 3 ñaàu maïch)
- Axit vô cơ
- H2O ( nöôùc nguyeân chaát hay trong dd caùc chaát)
- Phi kim(O2, Cl2,S,)
2 Nhöõng chaát t/duïng vôùi dd kieàm(NaOH, KOH)
Axitcacboxylic(no, khoâng no, ñôn,ña chöùc,thôm.) 
 Aminoaxit 
Este(đơn chức : RCOOR’, đa chức,..) 
Chất béo
Phenol 
Muoái amoni(RNH2HX, C6H5NH3X) 
- Moät soá phi kim: Cl2, S, Br2,Si
- H/c löôõng tính: Al2O3,ZnO,Al(OH)3,Zn(OH)2,NaHCO3,(NH4)2CO3,
- dd muoái cuûa kim loaïi: Mg,Al,Zn, Fe,Cu,
( hydroxit cuûa caùc kim loaïi naøy khoâng tan)
- Kim loại :Zn, Al, Be, 
-Axít ,oxyt axít.
3.Nhöõng chaát t/duïng vôùi muoái cuûa axít yeáu, deã bay hơi: NaHCO3, Na2CO3, CaCO3,..(khoâng t/duïng vôùi muoái cuûa axit maïnh:Na2SO4, NaCl):
 -Axít h/cô: no, khoâng no, ñôn chöùc, ña chöùc 
- Axít voâ cô ( maïnh hôn axit H2CO3) 
 - dd moät soá muoái:CaCl2,MgCl2, BaCl2 Ca(NO3)2,  va ødd kieàm Ca(OH)2,Ba(OH)2 taïo keát tuûa vôùi dd có CO32-. 
4.Nhöõng chaát t/duïng vôùi axít( HX, RCOOH,):
 - Caùc ancol(no, khoâng no, ñôn,ña chöùc,thôm.) 
 - Gluxít( glucozo,fructozo,xenlulozo,) 
 - An ken, ankin, ankadien,
 - Amin
 - Amino axit
 - dd Phenolat t/d:H2O + CO2 , các axit HCl,
- Kim loaïi maïnh( tröôùc H trong daõy hñ hh)
- Muoái AgNO3 t/d vôùi:HCl,HBr,HI taïo k.tuûa traéng 
5. Nhöõng chaát t/duïng vôùi dd Br2
 - Anilin , Phenol 
 - Andehyt, glucozo, fructozo(trong môi trường kiềm)
 - Caùc axít, andehyt, röôïu, este: khoâng no
 - An ken, ankin, ankadien, xiclopropan,.
Cl2, SO2 laøm maát maøu nöôùc brom
6. Nhöõng chaát t/duïng vôùi dd AgNO3/NH3:
 - Andehyt: R –CHO (taïo ktuûa Ag)
 + HCOOH, HCOOR, HCOONa,
 + Glucozô, mantozô
 - Ankin coù noái 3 ñaàu maïch ( taïo R CAg )
HX(X: Cl, Br, I)
MXn(M laø kim loaïi coù hoùa trò n)
7. Nhöõ