Lý thuyết hóa vô cơ

Ag3PO4 bị tan trong HNO3 nên khơng tồn tại kết tủa -Riêng muối sunfua của các kim loại từ Pb về sau trong dãy hoạt động hố học của kim loại khơng tan trong các axit thường gặp.. ---SỰ T

OXIT I- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC:

1) Oxit bazơ + nước → dung dịch bazơ

2) oxit bazơ + axit → muối + nước

3) Oxit bazơ (tan) + oxit axit → muối

1) Oxit axit + nước → dung dịch axit

2) Oxit axit + dd bazơ → muối + nước

3) Oxit axit + oxit bazơ (tan) → muối

Vd : ( xem phần oxit bazơ )

Lưu ý :

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

- Một số oxit hỗn tạp khi tác dụng với axit hoặc dung dịch bazơ thì tạo ra nhiều muối

Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Natri nitrit Natri nitrat

II- PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TRỰC TIẾP

1)Đốt các kim loại hoặc phi kim trong khí O 2 ( trừ Ag,Au,Pt và N 2 ):

2) Nhiệt phân bazơ không tan Ví dụ : 2Fe(OH)3

0

t C

3) Nhiệt phân một số muối : Cacbonat ,nitrat , sunfat … của một số các kim loại ( Xem bài Pư nhiệt phân)

Ví dụ : 2Cu(NO3)2 →t C0 2CuO + 4NO2↑ + O2 ↑

CaCO3 →t C0 CaO + CO2↑

4) Điều chế các hợp chất không bền phân huỷ ra oxit

Ag2O ↓ H2O

-BAZƠ I- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1) Làm đổi màu chất chỉ thị

dd bazơ +

2) dd bazơ + axit → muối + nước

3) dd bazơ + oxit axit → muối + nước

1) Bazơ KT + axit → muối + nước

2) Bazơ KT →t C0 oxit bazơ + nước

2Fe(OH)3 →t C0 Fe2O3 + 3H2O

( xem bài muối )

5) dd bazơ tác dụng với chất lưỡng tính

II- PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TRỰC TIẾP

1) Điều chế bazơ tan

* Kim loại tương ứng + H 2 O → dd bazơ + H 2↑

Ví dụ : Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑

* Oxit bazơ + H 2 O → dd bazơ

* Điện phân dung dịch muối ( thường dùng muối clorua, bromua … )

có màng ngăn

đpdd

* Muối + dd bazơ → muối mới + bazơ mới

2) Điều chế bazơ khơng tan

* Muối + dd bazơ → muối mới + bazơ mới

-AXIT I- TÍNH CHẤT HỐ HỌC

1) Tác dụng với chất chỉ thị màu:

Dung dịch axit làm quì tím → đỏ

2) Tác dụng với kim loại :

a) Đối với các axit thường (HCl, H 2 SO 4 lỗng )

Axit + kim loại hoạt động → muối + H 2 ↑

b) Đối với các axit cĩ tính oxi hố mạnh như H 2 SO 4 đặc , HNO 3

3) Tác dụng với bazơ ( Phản ứng trung hồ )

Axit + bazơ → muối + nước

H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O

4) Tác dụng với oxit bazơ

Axit + oxit bazơ → muối + nước

Lưu ý: Các axit cĩ tính oxi hố mạnh ( HNO 3 , H 2 SO 4 đặc ) khi tác dụng với các hợp chất oxit, bazơ, hoặc muối của kim loại cĩ hố trị chưa cao thì cho sản phẩm như khi tác dụng với kim loại

Ví dụ : 4HNO3 + FeO đặc nóng→ Fe(NO3)3 + 2H2O + NO2↑

5) Tác dụng với muối ( xem bài muối )

(2 ) Sản phẩm cĩ thể là : H 2 S, SO 2 , S ( đối với H 2 SO 4 ) và tạo NO 2 , NO, N 2 , NH 4 NO 3 … ( đối với HNO 3 ).

HNO3 lỗng NO

Ví dụ : S + 2H2SO4 Đặc nóng→ 3SO2 ↑ + 2H2O

P + 5HNO3 Đặc nóng→ H3PO4 + 5NO2↑ + H2O

II- PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TRỰC TIẾP

1) Đối với axit cĩ oxi :

* Một số PK rắn + Axit cĩ tính oxi hố mạnh

2) Đối với axit khơng cĩ oxi

Ví dụ : 2F2 + 2H2O → 4HF + O2↑

Ví dụ : Na2S + H2SO4 → H2S ↑ + Na2SO4

-MUỐI I- TÍNH CHẤT HỐ HỌC

1) Tác dụng với kim loại

Dung dịch muối + kim loại KT → muối mới + Kim loại mới

2) Tác dụng với muối :

Hai dung dịch muối tác dụng với nhau tạo thành 2 muối mới

3) Tác dụng với bazơ

Dung dịch muối + dung dịch bazơ → muối mới + bazơ mới

Ví dụ: Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH → 3Na 2 SO 4 + 2Fe(OH) 3↓

4) Tác dụng với axit

Muối + dung dịch axit → muối mới + axit mới

Ví dụ : H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl

( trắng ) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑

5) Muối bị nhiệt phân huỷ: ( Xem bài phản ứng nhiệt phân )

II- PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI TRONG DUNG DỊCH

1) Khái niệm

Phản ứng trao đổi là phản ứng hố học trong đĩ hai hợp chất trao đổi thành phần cấu tạo để tạo ra các sản phẩm

Vd : phản ứng của muối với : muối, bazơ, axit ( kể cả phản ứng của axit với bazơ hoặc oxit bazơ )

2) Điều kiện để phản ứng trao đổi xảy ra được

Sản phẩm sinh ra cĩ ít nhất một chất khơng tan, hoặc chất khí, hoặc nước

Lưu ý :

-Đa số muối của axit yếu hơn thường bị tan trong axit mạnh hơn ( do xảy ra phản ứng hố học)

Ví dụ :

( Ag3PO4 bị tan trong HNO3 nên khơng tồn tại kết tủa ) -Riêng muối sunfua của các kim loại từ Pb về sau trong dãy hoạt động hố học của kim loại khơng tan trong các axit thường gặp Vì vậy pư sau đây xảy ra được:

CuCl2 + H2S → CuS ↓ ( đen ) + 2HCl

II- PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TRỰC TIẾP

1) Các phản ứng thơng thường

Cĩ thể điều chế các muối bằng sơ đồ tĩm tắt như sau:

Muối (2 ) ( 2’)

Hoặc khí khác

Giải thích : Các chất ở nhánh trái tác dụng các chất cùng số ở nhánh phải tạo sản phẩm ở trung tâm.

2) Các phản ứng chuyển đổi giữa muối trung hồ và muối axit.

* Muối axit + kiềm → muối trung hồ + nước

* Muối trung hồ + oxit tương ứng / H 2 O → muối axit

Ví dụ : 2CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 (1)

3) Phản ứng chuyển mức hố trị của kim loại

Muối Fe(II) PK mạnh ( Cl , Br )2 2

+ +

→

6Fe(NO3)2 + 3Cl2 → 4Fe(NO3)3 + 2FeCl3

Fe2(SO4)3 + Fe → 3FeSO4

2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2

-PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN MUỐI ( Sản phẩm phụ thuộc vào độ hoạt động hố học của kim loại tạo muối ) 1- Nhiệt phân muối Nitrat

Qui luật phản ứng chung :

(1) Phản ứng này giải thích vì sao khi thổi hơi thở vào nước vơi trong đầu tiên nước vơi bị đục, sau đĩ trong trở lại.

Muối Nitrat →t C0 Sản phẩm X + O 2↑

-Nếu KL tan thì sản phẩm X là : Muối Nitrit ( mang gốc - NO 2 )

0

-Nếu KL từ Mg → Cu : Sản phẩm X là: Oxit kim loại + NO 2 ↑

0

-Nếu KL sau Cu : Sản phẩm X là : Kim loại + NO 2↑

0

2-Nhiệt phân muối Cacbonat ( Chỉ có muối không tan mới bị nhiệt phân huỷ )

Muối Cacbonat 0

→t C Sản phẩm Y + CO 2 ↑

-Kim loại từ Cu về trước, thì sản phẩm Y là : Oxit kim loại

0

-Kim loại sau Cu, thì sản phẩm Y là: Kim loại + O 2

0

3- Nhiệt phân muối Hiđrocacbonat

0

4- Nhiệt phân muối sunfat ( trừ muối Sunfat của K, Na, Ba bền với nhiệt )

Muối sunfat 0

→t C sản phẩm Z + O 2 + SO 2↑

* Từ Mg → Cu thì sản phẩm Z là: Oxit kim loại

0

* Sau Cu thì sản phẩm Z là : Kim Loại

0

5- Các muối của nguyên tố hoá trị rất cao khi nhiệt phân đều cho khí O 2

6- Nhiệt phân muối Amôni :

Ví dụ : NH4Cl 0

→t C NH3 ↑ + HCl

Ví dụ : NH4NO3 →250 0C N2O + 2H2O

2NH4NO3 →400 0C 2N2 + O2 + 2H2O

Ngoài tính chất chung của muối, các muối axit còn có những tính chất sau đây:

1- Tác dụng với kiềm :

2- Muối axit của axit mạnh thể hiện đầy đủ tính chất hoá học của axit tương ứng.

-SỰ THỦY PHÂN MUỐI

Khi cho một muối tan trong nước thì dung dịch thu được có môi trường trung tính, bazơ, hoặc axit Sự thuỷ phân muối được tóm tắt theo bảng sau đây :

-Thang pH

Thang pH cho biết một dung dịch có tính bazơ hay tính axit:

-** Tùy vào độ yếu của bazơ và axit đã tạo nên muối đó mà môi trường tạo ra có thể là axit hoặc bazơ

PHẢN ỨNG ĐIỆN PHÂN MUỐI 1) Điện phân nĩng chảy:

Thường dùng muối clorua của các kim loại mạnh , oxit kim loại (mạnh), hoặc các bazơ (bền với nhiệt) -Tổng quát: 2RClx đpnc→ 2R + xCl2 ↑

Ví dụ: 2NaCl đpnc→ 2Na + Cl2↑

-Cĩ thể đpnc oxit của nhơm:

2) Điện phân dung dịch

a) Đối với muối của kim loại tan :

* điện phân dd muối Halogenua ( gốc : – Cl , – Br …) cĩ màng ngăn

có màng ngăn

đp

* Nếu khơng cĩ màng ngăn cách điện cực dương thì Cl 2 tác dụng với NaOH tạo dd JaVen

không có màng ngăn

đp

( dung dịch Javen )

b) Đối với các kim loại TB và yếu : khi điện phân dung dịch thì cho ra kim loại

* Nếu muối chứa gốc halogenua (– Cl , – Br …) : Sản phẩm là: KL + Phi kim

* Nếu muối chứa gốc cĩ oxi: : Sản phẩm thường là: kim loại + axit + O 2

2Cu(NO3)2 + 2H2O →đp 2Cu + O2↑ + 4HNO3

2CuSO4 + 2H2O →đp 2Cu + 2H2SO4 + O2↑

-KIM LOẠI I- DÃY HOẠT ĐỘNG HỐ HỌC CỦA KIM LOẠI

(1)

(2)

1 4 4 4 2 4 4 4 3

1 4 4 4 4 4 4 4 2 4 4 4 4 4 4 43

Zn Fe Ni Sn Pb

H

(3)

Cu , Hg, Ag, Pt, Au1 4 44 2 4 4 43

* (1) Các kim loại mạnh

* (2) Các kim loại hoạt động ( trong đĩ : từ Zn đến Pb là kim loại trung bình )

* (3) Các kim loại yếu

II- TÍNH CHẤT HỐ HỌC

1) Tác dụng với nước ( ở nhiệt độ thường)

* Kim loại ( K → Na) + H 2 O → dung dịch bazơ + H2↑

Ví dụ : Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

2) Tác dụng với axit

* Kim loại hoạt động + dd axit (HCl,H 2 SO 4 lỗng) → muối + H 2↑

* Kim loại khi tác dụng với HNO 3 và H 2 SO 4 đặc thường khơng giải phĩng khí H 2

Ví dụ : Ag + 2HNO3 →đặc, nóng AgNO3 + NO2↑ + H2O

3) Tác dụng với muối :

* Kim loại (KT) + Muối → Muối mới + Kim loại mới

Ví dụ : Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag ↓

4) Tác dụng với phi kim ở nhiệt độ cao:

a) Với O 2 → oxit bazơ

b) Với phi kim khác ( Cl 2 ,S … ) → muối

Ví dụ: 2Al + 3S →t C 0 Al2S3

5) Tác dụng với kiềm :

* Kim loại lưỡng tính ( Al,Zn,Cr…) + dd bazơ → muối + H 2↑

III- PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TRỰC TIẾP.

1) Nhiệt luyện kim

* Đối với các kim loại trung bình và yếu : Khử các oxit kim loại bằng H 2 ,C,CO, Al …

Ví dụ: CuO + H2 →t C 0 Cu + H2O ↑

* Đối với các kim loại mạnh: điện phân nóng chảy muối clorua

2) Thuỷ luyện kim: điều chế các kim loại không tan trong nước

* Kim loại mạnh hơn đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dd muối

* Điện phân dd muối của kim loại trung bình và yếu:

3) Điện phân oxit kim loại mạnh :

4) Nhiệt phân muối của kim loại yếu hơn Cu:

-PHI KIM I- TRẠNG THÁI CỦA PHI KIM

Ở điều kiện thường các phi tồn tại được 3 trạng thái :

-Khí : H2,N2, O2, Cl2, F2…

-Rắn : C.S,P,Si …

II- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA PHI KIM

1) Tác dụng với oxi → oxit:

Ví dụ: 4P + 5O2 →t C 0 2P2O5

Lưu ý : N 2 không cháy, các đ/c Cl 2 ,Br 2 ,I 2 không tác dụng trực tiếp với oxi

2) Tác dụng với kim loại → muối (2)

3) Tác dụng với Hiđro → hợp chất khí

Ví dụ: H2 + S →t C 0 H2S

H2 + Cl2 →a.s 2HCl

4) Một số tính chất đặc biệt của phi kim

a) Các phi kim F 2 ,Cl 2 … : Tác dụng được với nước

(2) Các phi kim mạnh : Cl 2 , Br 2 , O 2 … khi tác dụng với kim loại sẽ nâng hoá trị của kim loại lên trạng thái hoá trị cao nhất.

Ví dụ : Cl2 + H2O → HCl + HClO ( khơng bền dễ huỷ ra : HCl + O )

2F2 + 2H2O → 4HF + O2↑

Lưu ý : HF cĩ khả năng ăn mịn thuỷ tinh : SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

b) Các phi kim Cl 2 ,F 2 ,Si … : Tác dụng được với kiềm

3Cl2 + 6NaOH đặc, nóng→ 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

c) Các phi kim rắn C,S,P… tan trong HNO 3 , H 2 SO 4 đặc:

Ví dụ : P + 5HNO3 Đặc nóng→ H3PO4 + 5NO2↑ + H2O

III- CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ ĐỘ MẠNH YẾU CỦA PHI KIM

Ví dụ: H2 + S →t C 0 H2S

H2 + Cl2 →a.s 2HCl

Suy ra : F2 > Cl2 > S ( chú ý : F2 là phi kim mạnh nhất )

IV- ĐIỀU CHẾ PHI KIM

* Các phi kim được điều chế chủ yếu dựa vào các phản ứng điện phân , nhiệt phân

* Dùng phi kim mạnh đẩy phi kim yếu hơn khỏi hợp chất ( thường dùng muối )

-MỘT SỐ PHẢN ỨNG NÂNG CAO I- Phản ứng đốt cháy:

Khi đốt một hợp chất trong khơng khí thì các nguyên tố chuyển sang dạng oxit ( trừ N,Ag,Au,Pt )

4FeS2 + 11O2 →t C 0 2Fe2O3 + 8SO2

2PH3 + 4O2 →t C 0 P2O5 + 3H2O

2H2S + 3O2 →t C 0 2SO2 + 2H2O ( đủ oxi, cháy hồn tồn )

2H2S + O2 →t C 0 2S + 2H2O ( thiếu oxi, cháy khơng hồn tồn )

4NH3 + 5O2 →t C 0 4NO + 6H2O

II- Phản ứng sản xuất một số phân bĩn

2H2SO4 + Ca3 (PO4)2 → 3CaSO4 + 2H3PO4

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 đặc → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

III- Các phản ứng quan trọng khác

1) 3Fe + 4H2O →< 570 C 0 Fe3O4 + 4H2 ↑

2) Fe + H2O →> 570 C 0 FeO + H2 ↑

Mg + H2O ( hơi) t C 0 → MgO + H2↑

(*) phản ứng số 4 giải thích được vì sao khơng dùng CO 2 để chữa cháy trong các đám cháy Mg

5) 2NaOH →ñpnc 2Na + 2H2O + O2 ↑

8) Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3H2S ( phản ứng thuỷ phân )

13) 4HNO3 a.s → 4NO2 + 2H2O + O2

( clorua vôi)

Ca + 2C t C 0 → CaC2 ( Canxi cacbua – thành phần chính của đất đèn ) 2Na + H2 t C 0 → 2NaH ( Natri hiđrua )

20) Điều chế Cl 2 :

2KMnO 4 + 16HCl ñun nheï → 2KCl + 2MnCl 2 + 5 Cl 2 ↑ + 8H 2 O

MnO2 + 4HCl ñun nheï → MnCl2 + Cl 2 ↑ + 2H 2 O 21) Mg(AlO 2 ) 2 + 2NaOH → Mg(OH) 2↓ + 2NaAlO2

23) 3Na2O2 + 2H3PO4 → 2Na3PO4 + 3H2O + 3/2 O2 ↑ ( nếu dư axit )

3Na2O2 + H3PO4 → Na3PO4 + 3NaOH + 3/2 O2 ↑ ( nếu thiếu axit )

TÁCH CHẤT RA KHỎI HỖN HỢP I- PHƯƠNG PHÁP CHUNG:

1) Sơ đồ tách hỗn hợp rời khỏi nhau:

Hỗn hợp :

Y

X

B B , (Thu trực tiếp B)

+

→ ⇒ + →

↑ ↓⇒

-Trong đĩ X thường là chất dùng hồ tan hỗn hợp Chất Y dùng để tái tạo lại chất đã bị biến đổi trong lần hồ tan vào X

-Chỉ thu được một chất tinh khiết nếu các chất trong mơi trường khác thể với nĩ

-Cĩ thể kết hợp với phương pháp vật lý để tách : gạn, chưng cất, cơ cạn, hồ tan trong nước, chiết …

2) Làm khơ khí : dùng các chất cĩ khả năng hút ẩm nhưng chất này khơng được tác dụng với chất cần làm

II- VÍ DỤ:

Hỗn hợp

+ d.dNaOH t C +d.d HCl ( dư )

↓⇒

0

TÍNH PHỨC TẠP CỦA PHẢN ỨNG GIỮA OXIT AXIT ( HOẶC ĐA AXIT ) VỚI DUNG DỊCH KIỀM I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ:

Tuỳ vào tỉ lệ số mol cặp chất tham gia phản ứng mà cĩ thể tạo thành muối trung hồ hoặc muối axit

1) Cặp CO 2 , SO 2 … H 2 G ( axit) và kiềm của kim loại hố trị I : NaOH,KOH

Đặt T = kiềm

oxit axit

n

≤ ⇒

T 1 phản ứng tạo muối axit ( oxit axit cĩ thể dư )

2) Cặp CO 2 , SO 2 … H 2 G ( axit) và kiềm của kim loại hố trị II : Ca(OH) 2 ,Ba(OH) 2

Đặt T = oxit axit

kiềm

n

≤ ⇒

T 1 phản ứng tạo muối trung hồ (kiềm cĩ thể dư)

3) Cặp P 2 O 5 , hoặc H 3 PO 4 với các dung dịch bazơ thì cĩ thể tạo 3 loại muối khác nhau ứng với 3 gốc : – H 2 PO 4 , = HPO 4 , ≡ PO 4

II- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN

Việc giải bài toán xác định loại muối tạo thành trong trường hợp oxit axit hoặc đa axit tác dụng với dung dịch bazơ có thể được tóm tắt theo các bước sau đây :

B 2 : Lập tỉ số T

B 3 : Tính toán theo PTHH

B 4 : Hoàn thành yêu cầu của đề bài.

Lưu ý : Nếu đề bài cho biết kiềm dư thì luôn tạo muối trung hoà, còn oxit axit dư thì tạo muối axit.

-NHẬN BIẾT HOÁ CHẤT MẤT NHÃN I) PHƯƠNG PHÁP HOÁ HỌC NHẬN BIẾT HOÁ CHẤT MẤT NHÃN:

- Phân loại các chất mất nhãn để xác định tính chất đặc trưng, từ đó chọn thuốc thử đặc trưng

- Trình bày : Nêu thuốc thử đã chọn ? Chất nhận ra ? Dấu hiệu để nhận biết (Hiện tượng) ?

Viết PTHH xảy ra để minh hoạ

* Lưu ý : Nếu chỉ được lấy thêm 1 thuốc thử , thì chất lấy vào phải nhận ra được một chất sao cho chất

này có khả năng làm thuốc thử cho các chất còn lại.

II) TÓM TẮT THUỐC THỬ VÀ DẤU HIỆU NHẬN BIẾT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ: