PHẦN HOÁ HỌC HỮU CƠ ĐỀ CƯƠNG ÔN THI TỐT NGHIỆP MÔN HÓA PHẦN HOÁ HỌC HỮU CƠ CHƯƠNG I ESTE – LIPIT I TÓM TẮC LÍ THUYẾT Este Lipit – Chất béo Khái niệm Khi thay nhóm OH ở nhóm cacboxyl của axit cacbo[.]
Trang 1Đấ̀ CƯƠNG ễN THI Tễ́T NGHIậ́P MễN HÓA
PHẦN HOÁ HỌC HỮU CƠ CHƯƠNG I : ESTE – LIPIT
I TểM TẮC LÍ THUYẾT
Khỏi
niệm
- Khi thay nhúm OH ở nhúm cacboxyl của axit
cacboxylic bằng nhúm OR thỡ được este.
- Cụng thức chung của este đơn chức :
'
RCOOR (Tạo từ axit RCOOH và ancol
R’COOH)
R’OH + RCOOH
o
2 4
t , H SO đặc RCOOR’ + H2O
Este đơn chức: CxHyO2 (y ≤ 2x)
Este no đơn chức: CnH2nO2 (n ≥ 2)
- Lipit là những hợp chất hữu cơ cú trong tế bào sống, khụng hũa tan trong nước, tan nhiều trong dung mụi hữu
cơ
- Chất bộo là trieste của glixerol với axit bộo (axit bộo là axit đơn chức cú mạch cacbon dài, khụng phõn nhỏnh).
Cụng thức cấu tạo:
CH2 - O - CO - R1
CH - O - CO - R2
CH2 - O - CO - R3 Cụng thức trung bỡnh: ( RC OO)3C H3 5
- Chỉ số axớt, chỉ số xà phũng húa
Tớnh
chất
húa
học
- Phản ứng thủy phõn
+ Mụi trường axit:
RCOOR’ + H2O
o
2 4
t , H SO đặc RCOOH + R’OH
+ Mụi Trường bazơ (P/ư xà phũng húa):
RCOOR’ + NaOH to
RCOONa + R’OH
- Phản ứng ở gốc hidrocacbon khụng no :
+ Phản ứng cộng.
+ Phản ứng trựng hợp.
Phản ứng thuỷ phân của một số este đặc biệt:
- Este đa chức:
(CH3COO)3C3H5+3NaOH 3CH3COONa +
C3H5(OH)3
- Este thủy phõn cho andehit vậy este cú dạng
sau: RCOO-CH=CH-R’
- Este thủy phõn cho xeton vậy este co dạng sau:
RCOO-C = CHR’
CH3
- Este thủy phõn cho 2 muối và H2O vậy este cú
dạng sau:RCOOC6H5
- Phản ứng thủy phõn.
(RCOO)C H + 3H2O H
3RC OOH + C3H5(OH)3
- Phản ứng xà phũng húa.
(RCOO)C H + 3NaOH to
3RC OONa+C3H5(OH)3
- Phản ứng hidro húa chất bộo lỏng.
Ni
(C H COO) C H +3H (C H COO) C H
II CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN (theo SGK)
1 Viết cụng thức cấu tạo thu gọn của cỏc đồng phõn este:
Lưu ý:
- Viết theo thứ tự gốc muối của axit Bắt đầu viết từ este fomiat H-COOR’, thay đổi R’ để cú cỏc đồng phõn, sau
đú đến loại este axetat CH3COOR’’ …
Bài 1: Viết cỏc cụng thức cấu tạo thu gọn của cỏc đồng phõn este cú cụng thức phõn tử C4H8O2, C5H10O2 Đọc tờn cỏc đồng phõn?
Bài 2: Viết cụng thức cấu tạo cỏc đồng phõn mạch hở ứng với cụng thức phõn tử:
a) C2H4O2 ; b) C3H6O2
- Những đồng phõn nào cho phản ứng trỏng bạc? Vỡ sao? Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra
Bài 3: So sỏnh đặc điểm của xà phũng và chất giặc rửa tổng hợp? Giải thớch tại sao xà phũng cú tỏc dụng giặc rửa?
2 Tỡm cụng thức cấu tạo của este dựa trờn phản ứng xà phũng húa.
Lưu ý 1:
- Sản phẩm tạo muối và ancol: RCOOR’ + NaOH to
RCOONa + R’OH
- Trước khi viết phản ứng xà phũng húa cần xỏc định este đú tạo ra từ axớt đơn chức hay đa chức, rượu đơn chức hay đa chức
Trang 2- Thông thường, qua phản ứng xà phòng hóa, tìm cách xác định khối lượng phân tử của muối hoặc rượu tạo thành
để suy ra gốc hiđrocacbon của axit và rượu trong este
- Xác định số chức este dựa vào tỉ lệ nNaOH : nE = số chức este
Bài 1:Chất A là este tạo bởi một axit no đơn chức và một rượu no đơn chức Tỉ khối hơi của A đối với khí Cacbonic là 2.
a) Xác định công thức phân tử của A
b) Đun 1,1 gam chất A với dung dịch KOH dư người ta thu được 1,4 gam muối Xác định công thức cấu tạo và tên chất A
Bài 2: Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol este E (chỉ chứa loại chức este) cần dùng 100 gam dung dịch NaOH 12% thu được
20,4 gam muối của axit hữu cơ và 9,2 gam rượu Tìm công thức cấu tạo của este E Biết rằng axit tạo ra este là đơn chức
- Công thức este R(COOR’)2 => Được tạo ra từ Axit 2 chức R(COOH)2 và rượu R’OH
- Công thức este (RCOO)2R’ => Được tạo ra từ axit RCOOH và rượu hai chức R’(OH)2
- Một este khi xà phòng hóa cho muối có thể tham gia phản ứng tráng gương thì este đó thuộc loại este fomiat H-COO-R’
3.Xác định chỉ số axít, chỉ số xà phòng hóa.
4 Tìm công thức phân tử của este dựa trên phản ứng đốt cháy.
Lưu ý :
- Đốt cháy một este cho nCO2 = nH2O thì este đó là este no đơn chức có công thức tổng quát CnH2nO2
- Khi đề bài cho đốt cháy một este không no (có một nối đôi) đơn chức CnH2n - 2O2 thì :
neste = nCO2 - n H2O
Bài 1 Đốt cháy hoàn toàn 0,88 gam hỗn hợp 2 este đồng phân ta được 1,76 gam CO2 và 0,72 gam nước.CTPT của 2 este
là :
A C3H6O2 B C2H4O2 C C4H6O2 D.C5H10O2
5 Hiệu suất phản ứng.
Lưu ý:
Hiệu suất phản ứng: este
este
thuc tê'
lí thuyê't
n H
Trong đó : neste lí thuyết được tính khi giả sử rằng một trong hai chất tham gia phản ứng (axit, rượu) phản ứng hoàn toàn
CHƯƠNG II : CACBOHIDRAT
I TÓM TẮC LÍ THUYẾT
Công thức
phân tử
C6H12O6 C6H12O6 C12H22O11 (C6H10O5)n (C6H10O5)n
CTCT thu
gọn
CH2OH[CHOH]4CHO C H O6 11 5O C H O6 11 5 [C H O OH6 7 2( ) ]3
Đặc điểm
cấu tạo
- có nhiều nhóm –OH
kề nhau
- có nhiều nhóm –OH
kề nhau
- có nhiều nhóm –OH
kề nhau
- có 3 nhóm –
OH kề nhau
- có nhóm -CHO - Không có
nhóm -CHO -Từ hai gốc
α-glucozo và β-frutozo
- Từ nhiều mắt xích α-glucozo
- Từ nhiều gốc β-glucozo -Mạch xoắn - Mạch thẳng
Tính chất
HH
1 Tính chất
anđehit
Ag(NO)3/NH3
2 Tính chất
ancol đa
chức
- Cu(OH)2 - Cu(OH)2 - Cu(OH)2
3 Phản ứng
thủy phân
- chuyển hóa thành fructozo
- chuyển hóa thành glucozơ
Cho α-glucozo và β- fructozo
Cho gốc α-glucozo
Cho gốc β-glucozo
4 Tính chất
khác
- Có phản ứng lên men
rượu
- Phản ứng màu với I2
- HNO3/ H2SO4
Trang 3II CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN
Tính chất và nhận biết từng loại cacbohiđrat.
- Nắm được tính chất hóa học đặc trưng của từng loại
Viết phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau đây:
a) Saccarozơ → Canxi saccarat → saccarozơ → glucozơ → ancol etylic → axit axetic → natri axetat → metan → anđehit fomic
b) Tinh bột → glucozơ → ancol etylic → etilen → etilen glycol
CHƯƠNG III : AMIN – AMINO AXIT – PROTEIN
I TÓM TẮT LÍ THUYẾT
Khái
niệm
Amin là hợp chất hữu được tạo nên khi
thay thế một hay nhiều nguyên tử H
trong phân tử NH3 bằng gốc
hidrocacbon
Amino axit là hợp chất hữu
cơ tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino(NH2
) và nhóm cacboxyl(COOH
)
- Peptit là hợp chất chứa từ 2
50 gốc - amino axit liên kết
với nhau bởi các liên kết peptit
CO NH
- Protein là loại polipeptit cao
phân tử có PTK từ vài chục nghìn đến vài triệu
(anilin)
Tính
chất hóa
học
- Tính bazơ.
CH NH H O
3 3
CH NH OH
Trong H2O Không tan, lắng xuống
- Tính chất lưỡng tính.
- Phản ứng hóa este.
- Phản ứng trùng ngưng.
- Phản ứng thủy phân.
- Phản ứng màu biure.
2
3
Tạo muối Tạo muối
H N R COOH HCl
3
Tạo muối hoặc thủy phân khi
đun nóng
Bazơ tan
(NaOH)
Tạo muối
H N R COOH NaOH
H N RCOONa H O
Thủy phân khi đun nóng
Ancol
ROH/
HCl
Tạo este
p/ư trùng ngưng
II CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN (theo SGK)
1 Viết công thức cấu tạo các đồng phân Amin, Aminoaxit:
Lưu ý:
Đối với đồng phân Amin: Để viết đủ và nhanh, ta nên viết theo bậc.
Amin bậc hai: R – NH – R’.
''
R N R R
(R, R’, R’’ ≥ CH3-)
CH 3 – NH 2
CH 3
|
CH 3 – N – CH 3
CH 3 – NH – CH 3
TQ: RNH 2
H 2 N – CH 2 – COOH
(glyxin)
CH 3 – CH – COOH
|
NH 2
(alanin)
Trang 4Đối với đồng phân Aminoaxit: Các đồng phân có công thức phân tử CnH2n+1O2N là: Aminoaxit ; Aminoeste ; muối amoni hoặc ankyl amoni của axit hữu cơ chưa no ; hợp chất nitro.
Bài 1: Viết công thức cấu tạo thu gọn các đồng phân có công thức phân tử C4H11N.
HD: Amin có gốc hiđrocacbon no, chưa biết bậc, nên viết cả bậc I, bậc II, bậc III.
Bài 2: Viết công thức cấu tạo thu gọn các đồng phân mạch hở có công thức phân tử C3H7O2N.
HD: Công thức phân tử có dạng CnH2n+1O2N nên ta viết lần lượt các dạng đồng phân của Aminoaxit ; Aminoeste ; muối và hợp chất nitro.
2 Viết công thức cấu tạo các đồng phân Peptit và protein: (hoặc sản phẩm trùng ngưng của hốn hợp aminoaxit)
Lưu ý:
- Thứ tự liên kết thay đổi thì chất và tính chất của chất cũng thay đổi:
Ví dụ:
3
2 2
H N CH CO NH CH COOH
đầu C là Alanin)
3
2 2
H N CH CO NH CH COOH
=> Gly-Ala và Ala-Gly là 2 chất khác nhau.
- Khi viết công thức, để viết đủ và nhanh, ta nên viết theo kí hiệu viết tắc trước, thay đổi thứ tự các phân tử amino axit Sau đó viết lại bằng kí hiệu hóa học.
3 Nhận biết và tách chất:
4 So sánh tính bazơ của các Amin:
Lưu ý:
Nhóm đẩy e: (CH3)3C- > (CH3)2CH- > C2H5- > CH3
Nhóm hút e: CN- > F- > Cl- > Br- > I- > CH3O- > C6H5- > CH2
=CH Không so sánh được tính Bazơ của amin bậc ba.
5 Xác định công thức phân tử amin – amino axit:
a Phản ứng cháy của amin đơn chức:
+ (x + ) xCO + +
x y
6n+3
2 + 2nCO + (2n + 3)H + N
2
- nO2
phản ứng với amin = 2 2
1 + 2
b Bài toán về aminoaxit:
- Xác định công thức cấu tạo:
+ Giả sử công thức tổng quát của aminoaxit là (H2N)n-R(COOH)m.
- Phương trình đốt cháy một aminoaxit bất kì:
+ (x + - ) xCO + +
Ch¬ng IV: polime vµ vËt liÖu polime
Trang 5I kiến thức cần nhớ
1 Khái niệm về polime
Polime là các hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ gọi là mắt xích liên kết với nhau tạo nên.
- Số mắt xích (n) trong phân tử polime đợc gọi là hệ số polime hoá hay độ polime hoá.
- Theo nguồn gốc, ta phân biệt polime thiên nhiên, polime tổng hợp, polime nhân tạo (bán tổng hợp).
- Theo phản ứng polime hoá, ta phân biệt polime trùng hợp và polime trùng ngng.
2 Cấu trúc
- Phân tử polime có thể tồn tại ở dạng mạch không phân nhánh, dạng mạch phân nhánh và dạng mạng không gian.
- Phân tử polime có thể có cấu tạo điều hoà (nếu các mắt xích nối với nhau theo một trật tự xác định) và không điều hoà (nếu các mắt xích nối với nhau không theo một trật tự nào cả).
3 Tính chất
a) Tính chất vật lí
Hầu hết polime là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định, một số tan trong các dung môi hữu cơ Đa số polime có tính dẻo ; một số polime có tính đàn hồi, một số có tính dai, bền, có thể kéo thành sợi.
b) Tính chất hoá học : Có 3 loại phản ứng.
- Phản ứng cắt mạch polime : Polime bị giải trùng ở nhiệt độ thích hợp Polime có nhóm chức trong mạch
- Phản ứng giữ nguyên mạch polime : Phản ứng cộng vào liên kết đôi hoặc thay thế các nhóm chức ngoại
mạch Thí dụ :
|
OC CHO
3
CH2 CH )n nCH COONa3
| OH
- Phản ứng khâu mạch polime : Phản ứng tạo cầu nối giữa các mạch (cầu -S-S- hay -CH2-) thành polime mạng không gian hoặc phản ứng kéo dài thêm mạch polime.
4 điều chế polime
Có thể điều chế polime bằng phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngng.
a Phản ứng trùng hợp
Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome), giống nhau hay tơng tự nhau thành phân tử rất lớn (polime).
Điều kiện cần về cấu tạo của monome tham gia phản ứng trùng hợp là trong phân tử phải có liên kết bội (nh
CH2=CH2, CH2=CHC6H5 , CH2= CH-CH=CH2) hoặc là vòng kém bền nh :
Thí dụ :
o
xt, t , p 2
|
Cl
|
Cl
n
vinyl clorua (VC) poli(vinyl clorua) (PVC)
Ngời ta phân biệt phản ứng trùng hợp thờng chỉ của một loại monome (nh trên) và phản ứng đồng trùng hợp của một hỗn hợp monome Thí dụ :
o
Na, t
|
6 5
C H
6 5
)
C H
Poli(butađien-stiren)
b Phản ứng trùng ngng
Trùng ngng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (nh H O ).
Trang 6o t
axit -aminocaproic policaproamit (nilon-6)
o
t
nHOOC C H COOHnHO CH CH OH ( CO C H6 4 CO O CH2 CH2 O )n 2nH O2
axit terephtalic etylen glicol poli(etylen terephtalat)
Điều kiện cần để có phản ứng trùng ngng : Các monome tham gia phản ứng trùng ngng phải có ít nhất hai
nhóm chức có khả năng phản ứng để tạo đợc liên kết với nhau Thí dụ : HOCH2CH2OH và HOOCC6H4COOH ;
H2N[CH2]6NH2 và HOOC[CH2]5COOH ; H2N[CH2]COOH ;
5 Khái niệm về các loại vật liệu polime
- Chất dẻo : vật liệu polime có tính dẻo.
- Tơ : vật liệu polime hình sợi, dài và mảnh
- Cao su : vật liệu có tính đàn hồi.
- Keo dán hữu cơ : vật liệu polime có khả năng kết nối chắc chắn hai mảnh vật liệu khác
- Vật liệu compozit : vật liệu tổ hợp gồm polime làm nhựa nền và các vật liệu vô cơ, hữu cơ khác.
II Các dạng bài tập cơ bản
- Tớnh hệ số trựng hợp( hệ số polime húa)
- Xỏc định cỏc monome hoặc polime tạo thành
- Một số loại chất dẻo và tơ thụng dụng
PHẦN HÓA Vễ CƠ Chương 5: ĐẠI CƯƠNG Vấ̀ KIM LOẠI
TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI – DÃY ĐIậ́N HÓA CỦA KIM LOẠI I./ Tớnh chất vật lớ:
Kim loại cú những tớnh chất vật lớ chung :Tớnh dẻo - Tớnh dẫn điện - Tớnh dẫn nhiệt - Ánh kim
Tớnh chất vật lớ chung của kim loại gõy nờn bởi sự cú mặt của cỏc electron tự do trong mạng tinh thể kim loại II./ Tớnh chất húa học:
Tớnh chất húa học chung của kim loại là tớnh khử (dễ bị oxi húa)
M -> M n+ + ne (n=1,2 hoặc 3e) 1./ Tỏc dụng với phi kim:
Thớ dụ: 2Fe + 3Cl2 t o 2FeCl3 Cu + Cl2 t o CuCl2
4Al + 3O2 t o 2Al2O3 Fe + S t o FeS
2./ Tỏc dụng với dung dịch axit:
a./ Với dung dịch axit HCl , H 2 SO 4 loóng: (trừ Cu , Ag , Hg , Pt, Au) muối + H2
Thớ dụ: Fe + 2HCl FeCl2 + H2
b./ Với dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 đặc: (trừ Pt , Au ) muối + sản phẩm khử + nước.
Trang 7Thí dụ: 3Cu + 8HNO3 (lỗng) t 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O
Fe + 4HNO3 (lỗng) t o Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O
Cu + 2H2SO4 (đặc) t o CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
Chú ý: HNO3 , H2SO4 đặc nguội khơng phản ứng với các kim loại Al , Fe, Cr …
3./ Tác dụng với nước: Li , K , Ba , Ca , Na + nước ở nhiệt độ thường bazơ + H2
Thí dụ: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2
4./ Tác dụng với dung dịch muối: kim loại mạnh hơn khử ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại
tự do
Thí dụ: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Điều kiện để kim loại A đẩy kim loại B ra khỏi muối : A + Bn+
+ Kim loại A đứng trước kim loại B trong dãy hoạt động hĩa học +Kim loại A khơng tan trong nước
+Muối tạo thành phải tan
III./ Dãy điện hĩa của kim loại:
1./ Dãy điện hĩa của kim loại:
K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H Cu2+ Fe 3+ Hg2+ Ag+ Pt2+ Au3+
Tính oxi hĩa của ion kim loại tăng dần
K Na Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe 2+ Hg Ag Pt Au
Tính khử của kim loại giảm dần
2./ Ý nghĩa của dãy điện hĩa:
Dự đốn chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hĩa khử xảy ra theo chiều: chất oxi hĩa mạnh hơn sẽ oxi hĩa chát khử mạnh hơn sinh ra chất oxi hĩa yếu hơn và chất khử yếu hơn.( qui tắc )
Thí dụ: phản ứng giữa 2 cặp Fe2+/Fe và Cu2+/Cu là:
Cu2+ + Fe Fe2+ + Cu
Oxh mạnh khử mạnh oxh yếukhử yếu
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Tổng quát: Giả sử có 2 cặp oxi hoá – khử Xx+/X và Yy+/Y (cặp Xx+/X đứng trước cặp Yy+/Y)
Phương trình phản ứng : Yy+ + X → Xx+ + Y
SỰ ĂN MỊN KIM LOẠI I./ Khái niệm: Sự ăn mịn kim loại là sự phá hủy KL hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong mơi trường xung
quanh
M > Mn+ + ne
II./ Các dạng ăn mịn kim loại:
1./ Ăn mịn hĩa học: là quá trình oxi hĩa - khử, trong đĩ các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất
trong mơi trường
2./ Ăn mịn điện hĩa học:
a./ Khái niệm: ăn mịn điện hĩa là quá trình oxi hĩa – khử, trong đĩ kim loại bị ăn mịn do tác dụng của dung
dịch chất điện li và tạo nên dịng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương
b./ Cơ chế:
+ Cực âm: kim loại cĩ tính khử mạnh hơn bị oxi hĩa
+ Cực dương: kim loại cĩ tính khử yếu hơn
III./ Chống ăn mịn kim loại:
a./ Phương pháp bảo vệ bề mặt:
b./ Phương pháp điện hĩa: Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại cĩ tính khử mạnh hơn
Thí dụ: để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép người ta gắn vào những mặt ngồi của vỏ tàu (phần chìm dưới nước) những lá kẽm (Zn)
ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I./Nguyên tắc: Khử ion kim loại thành nguyên tử.
M n+ + ne > M II./ Phương pháp:
1./ Phương pháp nhiệt luyện: dùng điều chế những kim loại (sau Al) như: Zn , Fe , Sn , Pb , Cu , Hg …
Dùng các chất khử mạnh như: C , CO , H 2 hoặc Al để khử các ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.
Thí dụ: PbO + H2 t o Pb + H2O Fe2O3 + 3CO t o 2Fe + 3CO2
2./ phương pháp thủy luyện: dùng điều chế những kim loại Cu , Ag , Hg …
Fe2+ Cu2+
Trang 8Dùng kim loại có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại trong dung dịch muối
Thí dụ: Fe + CuSO4 -> Cu + FeSO4
3./ Phương pháp điện phân:
a./ điện phân nóng chảy: điều chế những kim loại K , Na , Ca , Mg , Al.
Điện phân nóng chảy các hợp chất (muối, oxit, bazơ) của chúng
Thí dụ: 2NaCl đpnc 2Na + Cl2 MgCl2 đpnc Mg + Cl2 2Al2O3 đpnc 4Al + 3O2
b./ Điện phân dung dịch: điều chế kim loại đứng sau Al.
Thí dụ: CuCl2 đpdd Cu + Cl2
4AgNO3 + 2H2O đpdd 4Ag + O2 + 4HNO3
CuSO4 + 2H2O đpdd 2Cu + 2H2SO4 + O2
c./Tính lượng chất thu được ở các điện cực m=
n
AIt
96500 m: Khối lượng chất thu được ở các điện cực
A: Khối lượng mol nguyên tử (hay M) I: Cường độ dòng điện (ampe0
t : Thời gian (giây)
n : số electron mà nguyên tử hay ion cho hoặc nhận
Chương 6: KIM LOẠI KIỀM , KIM LOẠI KIỀM THỔ , NHÔM
KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM A./ Kim loại kiềm:
I./ Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron:
Kim loại kiềm gồm: Liti (Li) , Natri (Na) , Kali (K) , Rubiđi (Rb) , Xesi (Cs) , Franxi (Fr)
Thuộc nhóm IA Cấu hình electron: ns 1 Đều có 1e ở lớp ngoài cùng
Li (Z=3) 1s22s 1 hay [He]2s1
Na (Z=11) 1s22s22p63s 1 hay [Ne]3s1
K (Z=19) 1s22s22p63s23p64s 1 hay [Ar]4s1
II./ Tính chất hóa học:
Có tính khử mạnh: M -> M+ + e
1./ Tác dụng với phi kim:
Thí dụ: 4Na + O2 -> 2Na2O 2Na + Cl2 -> 2NaCl
2./ Tác dụng với axit (HCl , H 2 SO 4 loãng): tạo muối và H2
Thí dụ: 2Na + 2HCl -> 2NaCl + H2↑
3./ Tác dụng với nước: tạo dung dịch kiềm và H2
Thí dụ: 2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2↑
III./ Điều chế:
1./ Nguyên tắc: khử ion kim loại kiềm thành nguyên tử.
2./ Phương pháp: điện phân nóng chảy muối halogen hoặc hidroxit của chúng.
Thí dụ: điều chế Na bằng cách điện phân nóng chảy NaCl và NaOH
PTĐP: 2NaCl đpnc 2Na + Cl2 4NaOH đpnc 4Na + 2H2O + O2
B./ Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm:
I./ Natri hidroxit – NaOH
+ Tác dụng với axit: tạo và nước NaOH + HCl -> NaCl + H2O
+ Tác dụng với oxit axit:
CO2 +2 NaOH -> Na2CO3 + H2O (1)
CO2 + NaOH -> NaHCO3 (2)
Lập tỉ lệ :
2
CO
NaOH
n
n
f
* f 1 : NaHCO3 *1 f 2 : NaHCO3 & Na2CO3 *2 f : Na2CO3
* NaOH (dư) + CO2 Na 2 CO 3 + H2O
* NaOH + CO2 (dư) NaHCO 3
Thí dụ: 2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O
+ Tác dụng với dung dịch muối:
Thí dụ: 2NaOH + CuSO4 -> Na2SO4 + Cu(OH)2↓
II./ Natri hidrocacbonat – NaHCO 3
1./ phản ứng phân hủy: 2NaHCO 3 t o Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
2./ Tính lưỡng tính:
+ Tác dụng với axit: NaHCO 3 + HCl -> NaCl + CO 2 + H 2 O
Trang 9+ Tác dụng với dung dịch bazơ: NaHCO 3 + NaOH -> Na 2 CO 3 + H 2 O
III./ Natri cacbonat – Na 2 CO 3
+ Tác dụng với dung dịch axit mạnh: Na 2 CO 3 + 2HCl -> 2NaCl + CO 2 + H 2 O
Muối cacbonat của kim loại kiềm trong nước cho môi trường kiềm
IV./ Kali nitrat: KNO 3
Tính chất: có phản ứng nhiệt phân 2KNO 3 -> 2KNO 2 + O 2
KLK THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ A./ Kim loại kiềm thổ
I./ Vị trí – cấu hình electron:
Thuộc nhóm IIA gồm các nguyên tố sau: beri (Be) , magie (Mg) , canxi (Ca) , stronti (Sr) , bari (Ba)
Cấu hình electron: Đều có 2e ở lớp ngoài cùng
Be (Z=4) 1s22s 2 hay [He]2s2
Mg (Z=12) 1s22s22p63s 2 hay [Ne]3s2
Ca (Z= 20) 1s22s22p63s23p64s 2 hay [Ar]4s2
II./ Tính chất hóa học:
Có tính khử mạnh (nhưng yếu hơn kim loại kiềm) M -> M2+ + 2e
1./ Tác dụng với phi kim: Ca + Cl2 -> CaCl2 2Mg + O2 -> 2MgO
2./ Tác dụng với dung dịch axit:
a./ Với axit HCl , H 2 SO 4 loãng muối và giải phóng H2 Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
b./ Với axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc muối + sản phẩm khử + H2O
Thí dụ: 4Mg + 10HNO3 ( loãng) -> 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
4Mg + 5H2SO4 (đặc) -> 4MgSO4 + H2S+ 4H2O
3./ Tác dụng với nước: Ca , Sr , Ba + H2O bazơ và H2
Thí dụ: Ca + 2H2O -> Ca(OH)2 + H2
B./ Một số hợp chất quan trọng của canxi:
I./ Canxi hidroxit – Ca(OH) 2 :
+ Tác dụng với axit: Ca(OH)2 + 2HCl -> CaCl2 + 2H2O
+ Tác dụng với oxit axit: Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3↓ + H2O (nhận biết khí CO2)
+ Tác dụng với dung dịch muối: Ca(OH)2 + Na2CO3 -> CaCO3 ↓ + 2NaOH
II./ Canxi cacbonat – CaCO 3:
+ Phản ứng phân hủy: CaCO3 t o CaO + CO2
+ Phản ứng với axit mạnh: CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
+ Phản ứng với nước có CO2: CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca(HCO3)2
III./ Canxi sunfat:
Thạch cao sống: CaSO4.2H2O CaSO4.2H2O t o CaSO4.H2O
Thạch cao nung: CaSO4.H2O
Thạch cao khan: CaSO4
C./ Nước cứng:
1./ Khái niệm: nước có chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước cứng
Phân loại:
a./ Tính cứng tạm thời: gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2
b./ Tính cứng vĩnh cửu: gây nên bởi các muối CaSO4 , MgSO4 , CaCl2 , MgCl2
c./ Tính cứng toàn phần: gồm cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu
2./ Cách làm mềm nước cứng:
Nguyên tắc: là làm giảm nồng độ các ion Ca2+ , Mg2+ trong nước cứng
a./ phương pháp kết tủa:
* Đối với nước có tính cứng tạm thời:
+ Đun sôi , lọc bỏ kết tủa Ca(HCO 3 ) 2 t o CaCO 3 ↓ + CO 2 ↑ + H 2 O
+ Dùng Ca(OH)2 , lọc bỏ kết tủa: Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 -> 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O
+ Dùng Na2CO3 ( hoặc Na3PO4): Ca(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 -> CaCO 3 ↓ + 2NaHCO 3
* Đối với nước có tính cứng vĩnh cửu và toàn phần: dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4)
Thí dụ: CaSO4 + Na2CO3 -> CaCO3↓ + Na2SO4
b./ Phương pháp trao đổi ion:
3./ Nhận biết ion Ca 2+ , Mg 2+ trong dung dịch: Thuốc thử: dung dịch chứa CO32- (như Na2CO3 …)
NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM A./ Nhôm:
I./ Vị trí – cấu hình electron:
Nhóm IIIA , chu kì 3 , ô thứ 13
Cấu hình electron: Al (Z=13): 1s22s22p63s23p1 hay [Ne]3s23p1 Al3+: 1s22s22p6
Trang 10II./ Tính chất hóa học:
Có tính khử mạnh (yếu hơn kim loại kiềm, kiềm thổ) Al > Al 3+ + 3e
1./ Tác dụng với phi kim : 2Al + 3Cl2 -> 2AlCl3 4Al + 3O2 -> 2Al2O3
2./ Tác dụng với axit:
a./ Với axit HCl , H 2 SO 4 loãng: 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2
b./ Với axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc, nóng:
Thí dụ: Al + 4HNO3 (loãng) -> Al(NO3)3 + NO + 2H2O
2Al + 6H2SO4 (đặc) t o Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Chú ý: Al không tác dụng với HNO 3 đặc nguội và H 2 SO 4 đặc nguội
3./ Tác dụng với oxit kim loại ( PƯ nhiệt nhôm)
Thí dụ: 2Al + Fe2O3 t o Al2O3 + 2Fe
4./ Tác dụng với nước: không tác dụng với nước dù ở nhiệt độ cao vì trên bề mặt của Al phủ kin một lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn không cho nước và khí thấm qua
5./ Tác dụng với dung dịch kiềm: 2Al + 2NaOH + 2H2O -> 2NaAlO2 + 3H2 ↑
IV./ Sản xuất nhôm:
1./ nguyên liệu: quặng boxit (Al2O3.2H2O)
2./ Phương pháp: điện phân nhôm oxit nóng chảy
Thí dụ: 2Al2O3 đpnc 4Al + 3O2
B./ Một số hợp chất của nhôm
I./ Nhôm oxit – A 2 O 3 : là oxit lưỡng tính
Tác dụng với axit: Al2O3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2O
Tác dụng với dung dịch kiềm: Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O
II./ Nhôm hidroxit – Al(OH) 3 : Al(OH) 3 là hidroxit lưỡng tính.
Tác dụng với axit: Al(OH)3 + 3HCl -> AlCl3 + 3H2O
Tác dụng với dung dịch kiềm: Al(OH)3 + NaOH -> NaAlO2 + 2H2O
Điều chế Al(OH) 3 :
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O -> Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl
Hay: AlCl3 + 3NaOH -> Al(OH)3 + 3NaCl
III./ Nhôm sunfat: phèn chua : K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O
IV./ Cách nhận biết ion Al 3+ trong dung dịch:
+ Thuốc thử: dung dịch NaOH dư
+ Hiện tượng: kết tủa keo trắng xuất hiện sau đó tan trong NaOH dư
Chương 7: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG
SẮT (Fe=56) I./ Vị trí – cấu hình electron:
Sắt ở ô thứ 26, nhóm VIIIB, chu kì 4
Cấu hình electron: Fe (Z=26): 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2
Fe2+: [Ar]3d6 Fe3+: [Ar]3d5
II./Tính chất vật lí :
Sắt có tính nhiễm từ khí bị nam châm hút.Dẫn điện kém và giảm dần :Ag>Cu>Au>Al>Fe
II./ Tính chất hóa học:
Có tính khử trung bình Fe -> Fe+2 + 2e Fe -> Fe+3 + 3e
1./ Tác dụng với phi kim:
Thí dụ: Fe + S t o FeS 3Fe + 2O2 t o Fe3O4 2Fe + 3Cl2 t o 2FeCl3
2./ Tác dụng với axit:
a./ Với dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng muối Fe (II) + H2
Thí dụ: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
b./ Với dung dịch HNO 3 và H 2 SO 4 đặc nóng: tạo muối Fe (III)
Thí dụ: Fe + 4 HNO3 (loãng) → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
2Fe + 6H2SO4 (đặc) t o Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Chú ý: Fe không tác dụng với axit HNO 3 đặc nguội và H 2 SO 4 đặc nguội
3 Tác dụng với dung dịch muối: Fe khử được ion của các kim loại đứng sau nó.
Thí dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
4./ Tác dụng với nước: Ở nhiệt độ thường sắt không khử nước
Ở nhiệt độ cao:
Thí dụ: 3Fe + 4H2O t 570o o Fe3O4 + 4H2↑