Lý thuyết hóa vô cơ THPT
Nhóm halogen gồm flo (F), clo (Cl), brom (Br) và iot (I). Đặc điểm chung của nhóm là ở vị trí nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn, có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2np5. Các halogen thiếu một electron nữa là bão hòa lớp electron ngoài cùng, do đó chúng có xu hướng nhận electron, thể hiện tính oxi hóa mạnh. Trừ flo, các nguyên tử halogen khác đều có các obitan d trống, điều này giúp giải thích các số oxi hóa +1, +3, + 5, +7 của các halogen. Nguyên tố điển hình, có nhiều ứng dụng nhất của nhóm VIIA là clo.
+ NaOH ® NaHSO3 - Nếu : Tạo muối Na2SO3 - Nếu : Tạo 2 muối NaHSO3 + Na2SO3 SO2 + Ca(OH)2 ® CaSO3 + H2O (SO2 làm vẩn đục nước vôi trong) - Tác dụng với oxit bazơ tan muối sunfit Na2O + SO2 ® Na2SO3 CaO + SO2 ® CaSO3 2. Tính khử - Tác dụng với oxi: 2SO2 + O2 2SO3 - Tác dụng với dung dịch nước clo, brom: SO2 + Cl2 + 2H2O ® H2SO4 + 2HCl SO2 + Br2 + 2H2O ® H2SO4 + 2HBr (phản ứng làm mất màu dung dịch brom) -2 0 +4 +6 3. Tính oxi hóa - Tác dụng với H2S: SO2 + 2H2S ® 3S + 2H2O 4. Điều chế: a) Trong PTN: - Đốt quặng sunfua: 2FeS2 + 11O2 ® 2Fe2O3 + 8SO2 2ZnS + 3O2 ® 2ZnO + 3SO2 - Cho muối sunfit, hidrosunfit tác dụng với dung dịch axit mạnh: Na2SO3 + H2SO4 ® Na2SO4 + SO2+ H2O b) Trong CN: - Đốt cháy lưu huỳnh: S + O2 SO2 - Cho kim loại tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng: Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + SO2 + 2H2O V. Lưu huỳnh trioxit: 1. Tính oxit axit: - Tác dụng với nước axit sunfuric: SO2 + H2O ® H2SO4 - Tác dụng với dung dịch bazơ Muối + H2O: SO3 + 2NaOH ® Na2SO4 + H2O SO3 + NaOH ® NaHSO4 - Tác dụng với oxit bazơ tan muối sunfat Na2O + SO3 ® Na2SO4 BaO + SO3 ® BaSO4 2. Điều chế: SO2 + O2 2SO3 VI. Axit Sunfuric: 1. Dung dịch H2SO4 loãng (thể hiện tính axit mạnh) a) Tác dụng với kim loại (đứng trước H) Muối + H2: Fe + H2SO4 ® FeSO4+ H2 2Al + 3H2SO4® Al2(SO4)3 + 3H2 b) Tác dụng với bazơ (tan và không tan) Muối + H2O H2SO4 + 2NaOH ® Na2SO4 + 2H2O H2SO4 + Mg(OH)2 ® MgSO4 + 2H2O c) Tác dụng với oxit bazơMuối + H2O Al2O3 + 3H2SO4 ® Al2(SO4)3 + 3H2O CuO + H2SO4 ® CuSO4 + H2O d) Tác dụng với muối (tạo kết tủa hoặc chất bay hơi) MgCO3 + H2SO4 ® MgSO4 + CO2+ H2O Na2CO3 + H2SO4 ® Na2SO4 + CO2+ H2O FeS + H2SO4 ® FeSO4 + H2S K2SO3 + H2SO4 ® K2SO4 + SO2+ H2O BaCl2 + H2SO4 ® BaSO4 + 2HCl 2. Dung dịch H2SO4 đặc: a) Tính axit mạnh - Tác dụng với hidroxit (tan và không tan) Muối + H2O H2SO4 đặc + NaOH ® Na2SO4 + H2O H2SO4 đặc + Mg(OH)2 ® MgSO4 + H2O - Tác dụng với oxit bazơ Muối + H2O Al2O3 + 3H2SO4 đặc ® Al2(SO4)3 + 3H2O CuO + H2SO4 đặc ® CuSO4 + H2O - Đẩy các axit dễ bay hơi ra khỏi muối H2SO4 đặc + NaCl tinh thể ® NaHSO4 + HCl H2SO4 đặc + CaF2 tinh thể ® CaSO4 + 2HF H2SO4 đặc + NaNO3 tinh thể ® NaHSO4 + HNO3 -2 0 +4 +6 2. Tính oxi hoá mạnh - Tác dụng với nhiều kim loại, kể cả một số kim loại đứng sau H như Cu, Ag: 2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + SO2 + H2O 2Ag + 2H2SO4 đặc Ag2SO4 + SO2 + 2H2O Một số kim loại mạnh như Mg, Zn có thể khử H2SO4 đặc đến S hoặc H2S: 3Zn + 4H2SO4 đặc 3ZnSO4 + S + 4H2O 4Zn + 5H2SO4 đặc 4ZnSO4 + H2S + 4H2O Các kim loại Al, Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc nguội! - Tác dụng với phi kim: C + 2H2SO4 đặc ® CO2 + 2SO2 + 2H2O S + 2H2SO4 đặc 3SO2 + 2H2O - Tác dụng với hợp chất có tính khử (ở trạng thái oxi hoá thấp) 2FeO + 4H2SO4 đặc ® Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 2FeCO3 + 4H2SO4 đặc ® Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc ® 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 đặc ® Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O 3. Điều chế H2SO4 Sơ đồ điều chế: Quặng prit sắt FeS2 hoặc S SO2 SO3 H2SO4. 4. Nhận biết: Gốc SO42- được nhận biết bằng ion Ba2+, vì tạo kết tủa trắng BaSO4 không tan trong các axit HNO3, HCl. CHƯƠNG III: NITƠ - PHOTPHO TÓM TẮT LÝ THUYẾT: Nitơ và photpho thuộc nhóm VA của bảng tuần hoàn. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của chúng là ns2np3. Mặc dù nitơ có tính chất phi kim mạnh hơn photpho, tuy nhiên, đơn chất photpho hoạt động hóa học với oxi mạnh hơn nitơ. Tính chất kém hoạt động hóa học của nitơ được lí giải bởi liên kết ba bền vững giữa hai nguyên tử nitơ: . Nitơ chiếm khoảng 78% thể tích không khí, không độc, nhưng không duy trì sự sống. Nguyên tố N có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống, là thành phần hóa học không thể thiếu được của các chất protit. I. Nitơ: 1. Tác dụng với hidro: N2 + 3H2 2NH3 2. Tác dụng với oxi: N2 + O2 2NO 3. Điều chế: - Trong phòng thí nghiệm: NH4NO2 N2 + 2H2O - Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu được N2 và O2. II. Amoniac: 1. Khí amoniac a) Tính bazơ: NH3 + HCl ® NH4Cl 2 NH3 + H2SO4 ® (NH4)2SO4 b) Tính khử: - Tác dụng với oxi: 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O - Tác dụng với clo: 2NH3 + 3Cl2 ® N2 + 6HCl - Khử một số oxit kim loại: 3CuO + 2NH3 ® 3Cu + N2 + 3H2O 2. Dung dịch amoniac a) Tác dụng của NH3 với H2O: NH3 + H2O NH4+ + OH- b) Tính chất của dung dịch NH3: - Tính bazơ: tác dụng với axit tạo ra muối amoni NH3 + H+ ® NH4+ - Làm đổi màu chỉ thị: quì tím xanh ; phenolphtalein hồng. - Tác dụng với dung dịch muối hiđroxit kết tủa, thí dụ: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O ® Al(OH)3 + 3NH4Cl Hay: Al3+ + 3NH3 + 3H2O ® Al(OH)3 + 3NH4+ Phản ứng cũng xảy ra tương tự với các dung dịch muối FeCl3 ; FeSO4… - Khả năng tạo phức (Thể hiện tính bazơ theo Liuyt): Amoniac có khả năng tạo phức với nhiều cation kim loại, đặc biệt cation của các nguyên tố nhóm phụ. Chẳng hạn: Cu(OH)2¯ + 4 NH3 (dd) ® [Cu(NH3)4]2+ (dd) + 2OH- (dd) Hoặc: AgCl¯ + 2 NH3 (dd) ® [Ag(NH3)2]+ (dd) + Cl- (dd) 3. Điều chế amoniac: * Trong phòng thí nghiệm: NH4+ + OH- NH3 +H2O Hay 2NH4Cl (r) + CaO 2NH3 + CaCl2 * Trong công nghiệp: - Nguyên liệu: N2 được điều chế bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng. H2 được điều chế bằng cách nhiệt phân metan không có không khí: CH4 C + 2H2 - Phản ứng tổng hợp: N2 + 3H2 2NH3 (Xúc tác Fe được hoạt hoá bởi hỗn hợp oxit Al2O3 và K2O) III. Muối amoni: 1. Phản ứng trao đổi ion: NH4Cl + NaOH ® NaCl + NH3 + H2O (phản ứng nhận biết muối amoni) Hay: NH4+ + OH- ® NH3 + H2O 2. Phản ứng phân huỷ (thể hiện tính kém bền nhiệt): Phản ứng tổng quát: (NH4)nX ® NH3 + HnX (trong đó X là gốc axit có hoá trị n) Thí dụ: NH4Cl NH3 + HCl NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O Nhưng với muối tạo bởi axit có tính oxi hoá thì: Do NH3 thể hiện tính khử mạnh, nên sản phẩm của phản ứng sẽ không dừng lại ở giai đoạn trên. Thí dụ: NH4NO2 N2 + 2 H2O Hoặc: NH4NO3 N2O + 2 H2O IV. Axit nitric: 1. Tính axit mạnh - Tác dụng với hidroxit (tan và không tan) Muối + H2O HNO3 + NaOH ® NaNO3 + H2O 2HNO3 + Mg(OH)2 ® Mg(NO3)2 + 2H2O - Tác dụng với oxit bazơ Muối + H2O Fe2O3 + 6 HNO3 ® 2 Fe(NO3)3 + 3 H2O CuO + 2 HNO3® Cu(NO3)2 + H2O 2. Tính oxi hoá mạnh: -3 0 +1 +2 +4 +5 NH4NO3 N2 N2O NO NO2 HNO3 a) Tác dụng với hầu hết kim loại, kể cả một số kim loại đứng sau H như Cu, Ag: Fe + 6HNO3 đặc Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Fe + 4HNO3 loãng ® Fe(NO3)3 + NO + 2H2O Cu + 4HNO3 ® Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Ag + 2HNO3 ® AgNO3 + NO2 + H2O Lưu ý: + Sản phẩm của phản ứng thụ thuộc vào: Bản chất kim loại; Nồng độ axit: axit đặc, chủ yếu NO2 ; axit loãng, chủ yếu NO; Nhiệt độ phản ứng. + Một kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 tạo ra nhiều sản phẩm khí, mỗi sản phẩm viết 1 phương trình phản ứng, thí dụ: 10Al + 36HNO3 ® 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 8Al + 30HNO3 ® 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O + Các kim loại mạnh có thể khử HNO3 thành NH3 và sau đó NH3 + HNO3 ® NH4NO3, có nghĩa là trong dung dịch tồn tại NH4+ và NO3-. Chẳng hạn như: 4Mg + 10HNO3 ® 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O + Các kim loại Al, Fe bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc nguội! + Dung dịch chứa muối nitrat (KNO3) trong môi trường axit cũng có tính chất tương tự như dung dịch HNO3, vì trong dung dịch tồn tại H+ và NO3-. Cách giải: Viết các phương trình điện li của muối nitrat và axit. Viết phương trình dạng ion: M + H+ + NO3- sản phẩm Thí dụ: Cho Cu vào dung dịch chứa KNO3 và H2SO4 loãng: Phương trình điện li: KNO3 ® K+ + NO3- và H2SO4 ® 2H+ + SO42- Phương trình phản ứng: 3Cu + 2NO3- + 8H+ ® 3Cu2+ + 2NO + 4H2O b) Tác dụng với phi kim: C + 4HNO3 ® CO2 + 4NO2 + 2H2O S + 6HNO3 ® H2SO4 + 6NO2 + 2H2O c) Tác dụng với hợp chất có tính khử (ở trạng thái oxi hoá thấp): 3FeO + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Fe3O4 + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O FeCO3 + 4HNO3 ® Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O 3Fe2+ + NO3- + 4H+ ® 3Fe3+ + NO + 2H2O FeS2 + 18HNO3 ® Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 + 7H2O 3. Điều chế - Trong PTN: NaNO3 tinh thể + H2SO4 đặc ® NaHSO4 + HNO3 - Trong công nghiệp: Sơ đồ điều chế: Không khí N2 NH3 NO NO2 HNO3. 4NH3 + 5O2 4 NO + 6H2O 2NO + O2 ® 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O ® 4HNO3 V. Muối nitrat 1. Tính tan: Tất cả các muối nitrat đều tan trong nước. 2. Phản ứng nhiệt phân (thể hiện tính kém bền nhiệt): - Muối nitrat của kim loại hoạt động mạnh (thường là các kim loại từ Mg trở về trước trong dãy hoạt động hoá học) bị phân huỷ bởi nhiệt tao ra muối nitrit và oxi: Thí dụ: 2KNO3 2KNO2 + O2 - Muối nitrat của các kim loại hoạt động trung bình (sau Mg đến Cu) bị phân huỷ bởi nhiệt tạo ra oxit, nitơ đioxit và oxi: Thí dụ: 2Pb(NO3)2 2PbO + 4NO2 + O2 2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2 - Muối nitrat của các kim loại kém hoạt động (sau Cu) bị phân huỷ bởi nhiệt tạo ra kim loại, nitơ đioxit và oxi. Thí dụ: 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 CHƯƠNG IV: CACBON VÀ SILIC TÓM TẮT LÝ THUYẾT: Cacbon - silic thuộc nhóm IVA của bảng hệ thống tuần hoàn. Trong nhóm có các nguyên tố cacbon C, silic Si, gemani Ge, thiếc Sn và chì Pb. Nguyên tử của các nguyên tố này có 4 electron lớp ngoài cùng, có cấu hình ns2np2. Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính chất của các nguyên tố biến đổi như sau: cacbon C và silic Si là các phi kim rõ rệt, thiếc Sn và chì Pb là các kim loại, gemani Ge là nguyên tố trung gian. Ta chỉ tìm hiểu hai nguyên tố có nhiều ứng dụng nhất là cacbon C, silic Si. I. Đơn chất cacbon: 1. Tính chất vật lí: Cacbon là chất rắn, tồn tại ở nhiều dạng thù hình: - Kim cương: tinh thể trong suốt, là vật liệu cứng nhất trong tự nhiên, dẫn nhiệt kém, không dẫn điện. - Than chì: màu xám, có ánh kim, mềm, dẫn điện tốt thường được dùng làm điện cực. - Than vô định hình: than đá, than gỗ, mồ hóng. 2. Tính chất hóa học: Ở điều kiện thường, cacbon là phi kim hoạt động hoá học kém. Nhưng khi đun nóng, đơn chất cacbon khá hoạt động. a. Thể hiện tính khử đối với các chất oxi hoá, chẳng hạn: - Cháy với oxi: ở nhiệt độ cao (trên 9000C) thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là CO. Ở nhiệt độ thấp hơn (dưới 5000C) thì sản phẩm tạo
File đính kèm:
- Tong hop hoa vo co.doc