Tài liệu ôn Đại học Hóa học phần Vô cơ

NH3
Phân loại phản ứng oxi hóa- khử
Phản ứng oxi hóa- khử nội phân tử: là phản ứng có 2 nguyên tố trong cùng một phân tử thay đổi số oxh.
vd: Cu(NO3) 2	CuO	+	2NO2	+	1/2O2
Phản ứng tự oxi hóa- tự khử: là phản ứng cùng một nguyên tố vừa tăng vừa giãm số oxh 
Vd: 2NO2 +	2NaOH	NaNO2	+	NaNO3 +	 H2O
Phản ứng oxi hóa- khử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hóa
Vd: As2S3 +	HNO3	H2SO4 +	H3AsO4 +	 NO
Phản ứng oxi hóa- khử tổng quát
Vd: FexOy +	HNO3	Fe(NO3) 3 +	NO2 +	H2O
Cân bằng phản ứng oxi hóa- khử: 4 bước
Xác định số oxi hóa trước và sau phản ứng
Viết nửa phản ứng cho và nửa phản ứng nhận ( sau cho số e cho= số e nhận)
Đưa hệ số lên phương trình
Cân bằng theo thứ tự kim loại, phi kim, hidro và oxi
Vd1: cân bằng các phản ứng trên theo pp oxi hóa khử
Vd2: cân bằng các phản ứng sau theo pp oxi hóa khử
K2Cr2O7 + HBr +H2SO4 	Cr2(SO4 ) 3+ Br2+ K2SO4 + H2O	
FeSO4+ H2SO4 + KMnO4 Fe2(SO4 ) 3+MnSO4+ K2SO4 + H2O
Fe3O4 +	HNO3	Fe(NO3) 3 +	NO +	H2O
NaBr + KMnO4 + H2SO4	Br2 + MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O
FeS2 + O2	Fe2O3 + SO2
As2S3 + HNO3 + H2O	H3AsO4 + H2SO4 + NO
Cu2S + HNO3	Cu(NO3) 2 + CuSO4 + NO + H2O
FeCu2S2 + O2	Fe2O3 + CuO + SO2
KI + MnO2 + H2SO4	 I2 + MnSO4 + K2SO + H2O
K2Cr2O7 + NO + H2SO4 	Cr2(SO4 ) 3+ HNO3+ K2SO4 + H2O
CrI + KOH + Cl2	K2CrO + KIO +KCl +H2O
FeS +	HNO3	Fe(NO3) 3 +	NO2 +	H2SO4 +	H2O
Một số qui luật của phản ứng oxi hóa- khử
Chiều phản ứng
Zn + Cu2+	Cu + Zn2+
C khử. m c oxh. m	C khử. y c oxh. y
Phản ứng oxh khử xảy ra theo chiều chất khử mạnh tác dụng với chất oxh mạnh tao chất khử yếu và chất oxh yếu hơn.
Hoặc theo qui tắc α
 Tác chất
 Zn2+	 Pb2+
 Zn	 Pb
	Sản phẩm
Vd: Dự đoán chiều phản ứng của cặp oxh- khử sau: Pb2+/Pb và Zn2+/Zn
Phản ứng xảy ra theo chiều: Zn + Pb2+	 Pb + Zn2+
Để so sánh tính oxh của ion kim loại và tính khử của kim loại ta dựa vào dãy điện hóa
Tính oxh của ion kim loại tăng
 Li+ K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+
 Li K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe2+ Ag Hg
Tính khử của kim loại giãm
Vd: Chỉ dung một dung dịch chứa một hóa chất để tách Ag ra khỏi hỗn hợp Ag, Cu, Fe với điều kiện khối lượng không đổi. viết phương trình phản ứng:
Thứ tự phản ứng: nếu phản ứng có nhiều chất khử tác dụng với nhiều chất oxi hóa. Thì sẽ ưu tiên chất khử mạnh nhất tác dụng với chất oxh mạnh nhất. Sau đó dựa vào tỉ lệ mol suy ra các phản ứng tiếp theo.
Vd: Cho Mg và Zn tác dụng với 2 muối AgNO3 và Cu(NO3) 2 trình bày thứ tự phản ứng và các trường hợp có thể xảy ra.
Bài tâp1: Viết phương trình dưới dạng phân tử và ion, nêu rõ vai trò của Fe, Fe2+, Fe3+
 trong các trường hợp:
Fe + H2SO4l
Fe + HNO3l
Fe2(SO4) 3 + Cu
FeCl2 + Cl2
Fe2(SO4) 3 + Cu
	Bài tâp 2: Cho NO2 tác dụng với KOH dư được dung dịch A, cho Zn tác dụng với dung dịch A thu được hổn hợp khí NH3, H2. Viết các phương trình phản ứng
Phản ứng không oxi hóa- khử
Phản ứng trao đổi ion
Điều kiện xảy ra phản ứng: Sản phẩm phải có chất kết tủa hoặc chất bay hơi hoặc chất điện ly yếu
Vd1: Hòa tan các cặp chất sau vào nước cặp nào tồn tại? Viết phản ứng xảy ra nếu có:
NaHCO3 + CaCl2
MgCl2 + NaOH
NH4Cl + KOH
FeCl3 + Na2CO3
Vd2: Cho 4 dung dịch NH3, FeSO4, BaCl2, HNO3. Các cặp dung dịch nào phản ứng được với nhau? Viết phương trình dạng phân tử và ion thu gọn.
Tính tan của oxit, axit, bazo, muối
Tính tan của oxit, axit, bazo
Những kim loại tan( kim loại kiềm, Ca, Ba,Sr) trong nước thì oxit và hydroxit tương ứng sẽ tan.
Oxit phi kim hầu hết tan trong nước tạo axit (trừ SiO2 không tan)
Tính tan của muối
Các muối có ion kim loại kiềm, NH4+, NO3-, và các muối axit hầu hết đều tan.
Các muối clorua tan ( trừ AgCl,, AgI, AgBr, PbCl2 không tan).
Các muối sunfat tan (trừ BaSO4, PbSO4 không tan, CaSO4, SrSO4 ít tan).
Hầu hết các muối CO32-, SO32-, PO43-, không tan (trừ muối kim loại kiềm, NH4+ tan)
Hầu hết các muối sunfua S không tan (trừ muối kim loại kiềm, NH4+, BaS, CaS tan)
Phản ứng trao đổi axit- bazo
Định nghĩa axit- bazo
Theo Areniut:
Axit là chất khi điện ly cho H+
bazo là chất khi điện ly cho OH-
HCl	H+ + Cl
NaOH	Na + OH-
Theo Bronstet:
Axit là chất có khả năng cho proton H+
bazo là chất có khả năng nhận proton OH-
 Vd: Phân loại các chất sau: S2-, Al3+, Fe3+, Cu2+, Zn2+, H2O, CO32-, Cl-, Na+, K+, NO3-. chất nào là axit, bazo, lưỡng tính, trung tính?
Phản ứng axit-bazo: là phản ứng trao đổi proton
Vd: 2HCl + Ba(OH) 2	BaCl2 + H2O
 H+ + OH-	H2O
Phản ứng thủy phân: là phản ứng giữa muối và nước. Hầu hết các phản ứng thủy phân đều thuận nghịch.
Điều kiện để muối bị thủy phân: những muối tạo từ 
Axit mạnh với bazo yếu 
Axit yếu với bazo mạnh
Axit yếu với bazo yếu
Vd: Những muối nào sau đây sẽ bị thủy phân: AlCl3, NH4NO3, CH3COONa, Na2S, FeSO4, BaCl2. Viết phản ứng dưới dạng ion và cho biết khoãng PH của các muối trên.
Kết luận: để xác định được tính chất hóa học của một chất đầu tiên ta xác định tính oxi hóa- khử? Tính axit-bazo? của chất đó.
Bài tập: Dự đoán tính chất hóa học của các chất sau: H2S, H2SO4, FeO, HNO3, FeCl2
Chương3: Kim Loại
Đặc điểm về cấu tạo
Cấu tạo nguyên tử
Hầu hết các kim loại có 1,2, 3 e lớp ngoài cùng. Vd: kim loại kiềm có 1 e lớp ngoài cùng (ns1), kim loại kiềm thổ có 2 e ngoài cùng (ns2) và Al là 3 e lớp ngoài cùng.
Bán kính kim loại tương đối lớn hơn bán kính phi kim
Kim loại thể hiện tính khử
Liên kết kim loại: là liên kết giữa e tự do với các ion dương kim loại ( vừa mang bản chất của liên kết ion vừa mang bản chất của liên kết cộng hóa trị).
Tính chất vật lý chung: tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo và ánh kim ( do các e tự do trong kim loại tạo nên)
Tính chất vật lý riêng: tính cứng, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy ( do các e tự do, bán kính nguyên tử, cấu trúc mạng tinh thểgây nên) 
Tính chất hóa học của kim loại: tính khử
	M -ne	Mn+
Na + O2 	
Na + O2 	
Fe + Cl2 to
Fe + O2 to
Fe + S to
Phản ứng với phi kim
Na + H2O
Mg + H2O to
Fe + H2O to>750
Fe + H2O to<750
Phản ứng với nước: Những kim loại tan trong nước ( gồm kim loại kiềm, Ca, Ba) sẽ tác dụng với nước ở nhiệt độ thường
Phản ứng với axit
H2SO4l và HCl ( tính axit mạnh)
Đk: kim loại phải đúng trước hidro.
Vd: Fe + H2SO4l →
 Zn +HCl →
 Cu + H2SO4l →
H2SO4đ và HNO3 (tính axit mạnh và tính oxi hóa mạnh)
Vd1: Fe + H2SO4đ, nóng →
 Cu + H2SO4đ →
 Mg + HNO3l →
Nhận xét:
Phản ứng với dung dịch bazo: chỉ những kim loại mà oxit và hydroxit của chúng lưỡng tính mới tan trong dung dịch bazo như Al, Zn, 
Vd: Al + NaOH + H2O →
 Zn + NaOH + H2O
Phản ứng với dung dịch muối 
Kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối
Vd: Zn + CuSO4 →
 Vd2: Cho Na vào dung dịch FeSO4
Nhận xét:
Vd3: Viết các phản ứng sau
 Fe + FeCl3
Cu + FeCl3
Fe + AgNO3
Điều chế kim loại
Phương pháp điện phân
Điện phân nóng chảy ( điều chế kim loại từ Li→Al)
Vd1: điện phân nóng chảy muối NaCl
Catot(-): Na
Na+ +1e →	Na
Anot(+): Cl
2Cl- -2e →	Cl2
NaCl	đpnc	Na + Cl2
Lưu ý: 
Điều chế Al ta điện phân nóng chảy Al2O3
Điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ ta điện phân nóng chảy muối clorua hoặc hydroxit của chúng
Điện phân dung dịch ( điều chế kim loại sau Al)
Vd1: điện phân dung dịch CuCl2
Catot(-):Cu2+ , H2O
Cu2+ +2e →	Cu
Anot(+):Cl- , H2O 
2Cl- -2e →	Cl2
CuCl2	đpdd	Cu + Cl2
Lưu ý:
Ở Catot (-) những cation kim loại từ Al trở về trước không tham gia điện phân, khi đó nước sẽ tham gia điện phân: 2H2O +2e →	H2 + 2OH-
Ở anot(+) những anion gốc axit có chứa oxi không tham gia điện phân, khi đó nước sẽ tham gia điện phân: 2H2O -4e	→	O2 + 4 H+
Dung dịch có nhiều cation kim loại thì cation kim loại nào có tính khử mạnh hơn( đứng sau trong dãy điện hóa) sẽ tham gia điện phân trước
Vd2: Điện phân các dung dịch muối Cu(NO3) 2, NaCl, AgNO3, FeSO4. Viết phương trình điện phân và cho biết dung dịch các muối sau khi điện phân PH tăng hay giãm?
Vd3: Điện phân dung dịch chứa CuCl2, AgNO3. Viết phương trình điện phân trong các trường hợp.
Phương pháp thủy luyện ( pp này chỉ dùng để điều chế kim loại yếu)
Dùng kim loại có tính khử mạnh hơn khử ion kim loại khác ra khỏi dung dịch muối
Vd: Zn + FeSO4→
 Cu + AgNO3→
Phương pháp nhiệt luyện (pp này dung điều chế những kim loại sau Al)
Dùng các chất khử như CO, C, H, Al để khử ion kim loại trong oxit kim loại ở nhiệt độ cao
Vd: Fe2O3 + Al to
 CuO + C to
 ZnO + H2 to
Ăn mòn kim loại
Định nghĩa: là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của môi trường.
Phân loại: 2 loại gồm ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học
Ăn mòn hóa học: là quá trình oxi hóa-khử, trong đó các e của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
Vd: 2Fe + 3Cl2 →	2FeCl3
	Ăn mòn hóa học thường xãy ra ở nhiệt độ cao.
Ăn mòn điện hóa học: là quá trình oxi hóa khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và sinh ra dòng điện.
Điều kiện để có ăn mòn điện hóa học: 
Các điện cực phải khác nhau về bản chất, trong đó kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ đóng vai trò cực âm.
Các điện cực phải tiếp xúc với nhau trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn.
Các điện cực phải cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.
Vd: gang, thép để ngoài không khí ẩm sắt sẽ bị ăn mòn.
Chống ăn mòn kim loại:
Phương pháp bảo vệ bề mặt: 
Cách li kim loại với môi trường xung quanh: sơn, mạ
Dung hợp kim chống gỉ (inox)
Dung chất chống ăn mòn
Phương pháp điện hóa: để bảo vệ kim loại người ta gắn vào kim loại đó một kim loại có tính khử mạnh hơn, kim loại gắn vào sẽ bị ăn mòn trước.
Vd: bảo vệ vỏ tàu bằng thép người ta gắn thêm những tấm kẽm phía ngoài vỏ tàu, Zn có tính khử mạnh hơn Fe nên Zn sẽ đóng vai trò cực(-) và Zn bị ăn mòn trước.
Nước cứng
Định nghĩa: nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+
 Nước cứng
phân loại
Chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+
Tạm thời
HCO3
Vĩnh cửu
Cl- hoặc SO42-
Toàn phần
HCO3-, SO42-, Cl-
Tác hại của nước cứng: Nước cứng gây tác hại trong đời sống và sản xuất như làm mất tác dụng tẩy rủa của xà phòng, đóng cặn nồi hơi gây hao tốn nhiên liệu, giảm mùi vị của trà và thực phẩm
Cách làm mềm nước:
Nguyên tắc: làm giãm hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+