BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ NÂNG CAO MÔN HÓA HỌC 9 VIẾT PHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN CHUỖI ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT

+ Kim loại đứng trước Mg tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ và giải phóng khí H2 + Trừ những kim loại đứng trước Mg trong dãy hoạt động hóa học.. Những kim loại

CHUYÊN ĐỀ: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH – THỰC HIỆN CHUỖI –

ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT I/ LÝ THUYẾT:

A VIẾT PHƯƠNG TRÌNH, THỰC HIỆN CHUỖI.

* Mối quan hệ giữa các loại hợp chất vô cơ

Kim loại Phi kim

Kim loại mới và muối mới Hai muối mới

* Cần nắm vững tính chất hóa học của từng loại hợp chất vô cơ và sơ

đồ chuyển hóa dưới đây:

- Kim loại  Oxit bazơ  Bazơ (kiềm)  Muối (1)  Muối (2)  Axit

- Kim loại  Muối  Bazơ (không tan)  Oxit  Muối

- Kim loại  Bazơ  Oxit  Muối  Kim loại

- Phi kim  Oxit axit  Muối axit  Muối trung hòa

- Riêng đối với phản ứng trao đổi cần sử dụng thành thạo bảng tính tan Xác định chất kết tủa hoặc chất khí

- Khi viết phản ứng đặc biệt cần chú ý đến điều kiện phản ứng (nếu có) và sau khi cân bằng cần kiểm tra lại

* Dãy hoạt động hóa học của kim loại:

Li , K , Ba , Ca , Na , Mg , Al , Zn , Fe , Cd , Ni , Sn , Pb , (H) , Cu , Ag , Hg , Pt , Au.

+ Theo chiều từ trái qua phải mức độ hoạt động của các kim loại giảm dần

+ Kim loại (đứng trước Mg) tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ và giải phóng khí H2

+ Trừ những kim loại đứng trước Mg trong dãy hoạt động hóa học Những kim loại hoạt động hóa học mạnh có thể đẩy được kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng

+ Những kim loại đứng trước (H) trong dãy hoạt động hóa học của kim loại phản ứng được với dung dịch axit loãng, những kim loại đứng sau (H)

không tác dụng được với dung dịch axit loãng

* Một số trường hợp khác lưu ý:

+ Khi cho kim loại kiềm vào dung dịch muối trước tiên kim loại kiềm tác dụng với nước trước tạo ra hidroxit kim loại (bazơ), sau đó hidroxit kim loại mới tác dụng với muối

+ Khi cho kim loại (tác dụng với nước ở nhiệt độ thường) vào dung dịch axit thì trước tiên kim loại tác dụng với axit, sau đó mới tác dụng với nước

+ Hidroxit lưỡng tính tác dụng được với dung dịch axit và dung dịch kiềm

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

+ Phản ứng tạp phức tan của một số hidroxit kim loại hoặc muối với dung dịch NH3 như: Cu(OH)2; Zn(OH)2 ; AgCl nếu dung dịch NH3 dư thì kết tủa tạo thành có thể tan do quá trình tạo phức

Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NHCu(NH3)4](OH)2 (Phức tan màu xanh)Phức tan màu xanh)

+ Một số hidroxit kim loại không bền như: AgOH; Hg(OH)2 dễ bị phân hủy ngay ở nhiệt độ thường tạo thành các oxit tương ứng là Ag2O, HgO (Phức tan màu xanh)màu

đen)

2AgOH  Ag2O +H2O;

sau đó Hg(OH)2 bị phân hủy Hg(OH)2  HgO + H2O

+ Muối axit của axit mạnh có thể tác dụng với dung dịch muối của axit yếu hơn tạo thành muối trung hòa của axit mạnh và axit yếu không bền

2NaHSO4 + Na2SO3  2Na2SO4 + SO2 + H2O

2NaHSO4 + Ba(HCO3)2  BaSO4 + Na2SO4 + 2SO2 + 2H2O

B ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT:

Là dạng toán đi từ nguyên liệu cho sẵn, trình bày các phương pháp để điều chế các chất cần thiết bằng cách sử dụng các phương trình hóa học biến đổi

PHƯƠNG PHÁP:

Áp dụng các tính chất hóa học của các chất đầu bài cho sẵn (nguyên liệu) chọn hóa chất phù hợp điều chế các chất (nguyên tố) có trong nguyên liệu về chất mới ở trạng thái rắn, lỏng, khí Rồi sử dụng các phương pháp vật lí để tách, lọc, chưng cất, chiết, các chất cần thiết

* Các dạng điều chế

- Dạng 1: Điều chế các chất có thể sử dụng hóa chất ngoài

- Dạng 2: Điều chế các chất mà không sử dụng hóa chất ngoài

LƯU Ý:

- Cần chú ý đến điều kiện của bài toán có được dùng thêm các hóa chất khác hay không, các điều kiện của quá trình điều chế đã đầy đủ chưa

- Hiệu suất của quá trình điều chế phải đạt >80% (cần đủ lớn)

- Cần nắm rõ sơ đồ liên hệ giữa các hợp chất vô cơ, kim loại, tính chất riêng của các chất…

* Một số lưu ý:

1/ Bazơ tác dụng với oxit lưỡng tính:

2NaOH + Al2O3  2NaAlO2 + H2O

2KOH + ZnO  K2ZnO2 + H2O

2/ Bazơ tác dụng với hidroxit lưỡng tính:

NaOH + Al(OH)3  NaAlO2 + 2H2O

Ba(OH)2 + 2Al(OH)3  Ba(AlO2)2 + 4H2O

3/ Bazơ tác dụng với Al, Zn:

2KOH + 2Al + 2H2O  2KAlO2 + 3H2

2NaOH + Zn  Na2ZnO2 + H2

4/ Muối tác dụng với kim loại: Khi Fe phản ứng với dung dịch AgNO3 thì phản ứng xảy ra theo chiều:

Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (*)

- Nếu dư Fe phản ứng (*) dừng lại

- Nếu dư AgNO3 sẽ xảy ra phản ứng

Fe(NO3)2 + AgNO3  Fe(NO3)3 + Ag

5/ Oxit (của những kim loại đứng sau Al) tác dụng với chất khử như H2, Co, C, Al…

FeO + CO  Fe + CO2

6/ Điện phân nóng chảy muối clorua (từ K đến Al trong dãy HĐHH kim loại) 2NaCl 2Na + Cl2

Riêng Al2O3 có thể điện phân nóng chảy

2Al2O3 4Al + 3O2

7/ Từ NaAlO2 thành Al(OH)3 có thể sử dụng

NaAlO2 + HCl + H2O  Al(OH)3 + NaCl

NaAlO2 + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3

3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O  4Al(OH)3 + 3NaCl

8/ Những phương trình phản ứng đặc biệt

- Từ FeCl2 tạo FeCl3

2FeCl2 + Cl2  2FeCl3

- Từ FeSO4 thành Fe2(SO4)3

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4  5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

- Từ FeCl3 thành FeCl2

2FeCl3 + Cu  2FeCl2 + CuCl2

2FeCl3 + Fe  3FeCl2

- Từ Fe(OH)2 thành Fe(OH)3

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 (*)

Như vậy nếu nung Fe(OH)2 trong không khí sẽ thu được Fe2O3 vì xảy ra phản ứng (*) và phản ứng

2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O

Do vậy muốn chuyển Fe(OH)2 thành FeO phải nung Fe(OH)2 trong điều kiện chân không

Fe(OH)2 FeO + H2O

* Một số phản ứng đặc biệt cần lưu ý:

FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S

Cl2 + NaOH  NaCl + NaClO + H2O

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2

Ca(OH)2 + Al2O3  Ca(AlO2)2 + H2O

Fe3O4 + 8HCl  2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3

t 0

điện phân nóng chảy điện phân nóng chảy

t 0

Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O

4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2

Cu + 2H2SO4  CuSO4 + SO2 + 2H2O

Ba(OH)2 + NH4HSO4  BaSO4 + NH3 + 2H2O

2CO2 + Ba(AlO2)2 + 4H2O  2Al(OH)3 + Ba(HCO3)2

2Fe + 6H2SO4(đ)  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Fe + 4HNO3(đ)  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

3M + 4nHNO3  3M(NO3)n + nNO + 2nH2O

3M + 2nH2SO4(đ)  M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O

II/ BÀI TẬP VẬN DỤNG:

Bài 1: Viết 7 phương trình phản ứng khác nhau để điều chế CO2

Hướng dẫn:

CaCO3 CaO + CO2

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

CuO + CO Cu + CO2

2CO + O2 2CO2

Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O

C + O2 CO2

Ca(HCO3)2 + 2HCl  CaCl2 + 2CO2 + H2O

Bài 2: Từ NaCl, CaCO3, H2O, không khí và các điều kiện cần thiết khác, viết phương trình phản ứng điều chế: NH3, Na2CO3, NaOH, nước Javen, Clorua vôi

Hướng dẫn:

Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn thu được NaOH và các nguyên liệu

H2, Cl2

2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2

Sục khí Cl2 vào dung dịch NaOH được nước Javen

Cl2 + NaOH  NaCl + NaClO + H2O

Nung CaCO3 thu được CO2, lấy vôi sống điều chế clorua vôi

CaCO3 CaO + CO2

CaO + H2O  Ca(OH)2

Cl2 + Ca(OH)2  CaOCl2 + H2O

Hóa lỏng không khí rồi chưng cất phân đoạn sẽ thu được N2

Cho N2 phản ứng với H2 ở nhiệt độ cao

2N2 + 3H2  2NH3

Cho CO2 phản ứng với NaOH dư

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

Bài 3: Viết phương trình hóa học theo sơ đồ chuyển hóa sau:

C CO2

A CO2 CaCO3 Ca(HCO3)2

B

Hướng dẫn:

(1) CaCO3 + HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

t 0

t 0

t 0

t 0

t 0

điện phân dung dịch màng ngăn xốp

t 0

(1)

(7) (6)

(2)

(3)

(4) (5)

(8)

t 0

(2) CO2 + C 2CO

(3) 2CO + O2 2CO2

(4) CaCO3 CaO + CO2

(5) CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O

(6) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

(7) Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O

(8) CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2

Bài 4: Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong các thí

nghiệm sau: Cho sắt dư vào dung dịch H2SO4 đặc nóng được dung dịch A Cho

A vào dung dịch NaOH dư được kết tủa B Lọc kết tủa B nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi

Hướng dẫn:

2Fe + 6H2SO4(đặc nóng)  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Fe + Fe2(SO4)3  3FeSO4

FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2 + Na2SO4

4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O

III/ BÀI TẬP TỰ LUYỆN:

Bài 1: Cho dãy chuyển hóa sau:

Fe  A  B  C  Fe  D  E  F  D

Xác định A, B, C, D, E, F Viết phương trình phản ứng

Hướng dẫn:

A: FeCl3 B: Fe(OH)3 C: Fe2O3

D: FeCl2 E: Fe(OH)2 F: FeSO4

Bài 2:

Thay các chữ cái bằng các công thức hóa học thích hợp và hoàn thành các phản ứng sau:

A + H2SO4  B + SO2 + H2O

B + NaOH  C + Na2SO4

C D + H2O

D + H2 A + H2O

A + E  Cu(NO3)2 + Ag

Hướng dẫn:

A: Cu; B: CuSO4; C: Cu(OH)2; D: CuO; E: AgNO3

Bài 3: Cho Na vào dung dịch hỗn hợp CuSO4 và Al2(SO4)3 thu được khí A, dung dịch B và kết tủa C Nung C được chất rắn D Cho A dư qua D nung nóng được chất rắn E Hòa tan E trong dung dịch HCl dư thấy E tan một phần Viết phương trình phản ứng có thể xảy ra

Hướng dẫn:

A: H2; B: Na2SO4, NaAlO2; C: Cu(OH)2; Al(OH)3 ;

D: CuO, Al2O3; E: Cu; Al2O3

Bài 4: Từ các nguyên liệu ban đầu là quặng pirit sắt, muối ăn, không khí, H2O

và các thiết bị cùng những chất xúc tác cần thiết Viết các phương trình phản ứng điều chế: FeSO4; Fe(OH)3; NaHSO4

Hướng dẫn:

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2

t 0

t 0

t 0

t 0

t 0

t 0

t 0

2SO2 + O2 2SO3

SO3 + H2O  H2SO4

2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2

Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O

Fe + H2SO4  FeSO4 + H2

Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O

Fe2(SO4)3 + 6NaOH  2Fe(OH)3 + 3Na2SO4

H2SO4 + NaOH  NaHSO4 + H2O

Bài 5: Viết các phương trình hóa học xảy ra khi cho:

a Hỗn hợp Na – Al vào nước

b Ca vào dung dịch Na2CO3

c Ba vào dung dịch NaHSO4

d K vào dung dịch NH4NO3

e Na và dung dịch AlCl3

Hướng dẫn:

a 2Na + 2H2O  2NaOH + H2

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2

b Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2

Ca(OH)2 + Na2CO3  CaCO3 + 2NaOH

c Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2

Ba(OH)2 + 2NaHSO4  BaSO4 + Na2SO4 + 2H2O

d 2K + 2H2O  2KOH + H2

KOH + NH4NO3  KNO3 + NH3 + H2O

e 2Na + 2H2O  2NaOH + H2

3NaOH + AlCl3  Al(OH)3 + 3NaCl

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

Bài 6: Cho hỗn hợp A gồm: Al, Fe, Cu vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng

được khí B, dung dịch C, còn lại một chất rắn D, lọc D Cho NaOH dư vào trong dung dịch C được dung dịch E và kết tủa F Lấy F nung trong không khí đến khối lượng không đổi Sục khí CO2 dư vào dung dịch E Viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra

Hướng dẫn:

- 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

- NaOH + HCl  NaCl + H2O

FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl

AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl

NaOH + Al(OH)3  NaAlO2 + 2H2O

- 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3

2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O

- CO2 + NaOH  NaHCO3

CO2 + 2H2O + NaAlO2  Al(OH)3 + NaHCO3

Bài 7: Thay các chữ cái bằng các công thức hóa học thích hợp và hoàn thành

các phản ứng sau:

A + O2  B + C

điện phân

B + O2  D

D + E  F

D + BaCl2 + E  G + H

F + BaCl2  G + H

H + AgNO3  AgCl + I

I + A  J + F + NO + E

I + C  J + E

J + NaOH  Fe(OH)3 + K

Hướng dẫn:

A: FeS2 hoặc FeS; B: SO2; C: Fe2O3

J: Fe(NO3)3; K: NaNO3

Bài 8: Viết phương trình phản u71nh cho sơ đồ sau

A

B

R + dung dịch HCl C

D

E

R là những chất rắn khác nhau; A, B, C, D, E là những chất khí Phân loại những chất trên (A, B, C, D, E) theo những chất vô cơ đã học

Hướng dẫn:

- R: MnO2; Zn; CaCO3; CaSO3; FeS

- A: Cl2; B: H2; C: CO2; D: SO2; E: H2S

- Phân loại:

+ Phi kim: H2; Cl2

+ Oxit axit: SO2; CO2

+ Axit: H2S

Bài 9: Nung nóng Cu trong không khí, sau một thời gian được chất rắn A Hòa

tan chất rắn A trong H2SO4 đặc nóng (vừa đủ) được dung dịch B và khí C có mùi xốc Cho Natri kim loại vào dung dịch B thu được khí G và kết tủa M; cho khí C tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch E, E vừa tác dụng với dung dịch BaCl2 vừa tác dụng với dung dịch NaOH

Hướng dẫn:

G: H2; M: Cu(OH)2; E: KHSO3, K2SO3

Bài 10: Trong công nghiệp người ta điều chế CuSO4 bằng cách ngâm Cu kim loại trong dung dịch H2SO4 loãng và sục oxi liên tục Cách làm này có lợi hơn hòa tan Cu bằng H2SO4 đặc nóng hay không? Tại sao?

Hướng dẫn:

Cách 1: 2Cu + O2 + 2H2SO4  2CuSO4 + 2H2O

Cách 2: Cu + 2H2SO4  CuSO4 + SO2 + 2H2O

Với cách làm này có lợi hơn vì tiết kiệm được H2SO4, không gây ô nhiễm môi trường…

Bài 11: Cho sơ đồ phản ứng sau:

A + B  C + D

C + E  F + G

F + H  I + J

J K + H

K + D A + H

A + L  M + D

Biết rằng C là muối clorua sắt; nếu lấy 1,27g C tác dụng với dung dịch AgNO3

dư thì thu được 2,87g kết tủa

Xác định các chất tương ứng với các chữ cái và hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ trên

Hướng dẫn:

Gọi công thức phân tử của sắt clorua là FeClx

FeClx + xAgNO3  Fe(NO3)x + xAgCl

(56+35,5x)g (143,5x)g

1,27g 2,87g

 (56+35,5x)2,87 = (143,5x)1,27

 x = 2

 CTPT: FeCl2

E: NaOH; F: Fe(OH)2; H: H2O; I: O2;

J: Fe(OH)3; K: Fe2O3; L: H2SO4; M: FeSO4

Bài 12: Cho luồng khí CO dư đi qua hỗn hợp A gồm CuO, Fe2O3, Al2O3 (t0 cao), sau phản ứng thu được chất rắn B Cho B vào dung dịch NaOH dư, sau phản ứng lọc thu được chất rắn C và dung dịch D Từ C và D hãy điều chế ra các kim loại trong A ban đầu

Hướng dẫn:

- Chất rắn B: Fe, Cu và Al2O3

- Chất rắn C: Fe, Cu

- Dung dịch D: NaAlO2, NaOH dư

Từ chất rắn C điều chế từng kim loại Fe, Cu Ngâm trong dung dịch HCl, lọc (thu được Cu), sau đó cho NaOH dư vào, lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi rồi cho H2 đi qua được Fe

Từ D điều chế Al Sục CO2 dư vào, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi rồi điện phân nóng chảy được Al

Bài 13: Cho hỗn hợp X gồm BaCO3, Fe(OH)3, Al(OH)3, CuO, MgCO3 Nung X trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn A Cho A vào nước dư khuấy đều được dung dịch B chứa 2 chất tan và một phần không tan C Cho khí

CO dư qua bình chứa C nung nóng được hỗn hợp chất rắn E và hỗn hợp khí D Cho E vào dung dịch AgNO3 thu được dung dịch F và hỗn hợp chất rắn Y Cho

Y vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng thấy có khí bay ra Cho D dư vào dung dịch B được kết tủa M và dung dịch N Đun nóng dung dịch N được kết tủa K và khí G

Viết tất cả các phương trình hóa học xảy ra Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Hướng dẫn:

A: BaO, MgO, Fe2O3, Al2O3; B: Ba(OH)2, Ba(AlO2)2;

t0

t0

C: CuO, Fe2O3; E: Fe, Cu; D: CO2;

F: Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2; Y: MgO, Ag;

M: Al(OH)3; N: Ba(HCO3)2; K: BaCO3; G: CO2

Bài 14: Thay các chữ cái bằng các công thức hóa học thích hợp và hoàn thành

các phản ứng sau:

FeS2 + O2 A + B

A + H2S  C + D

C + E  F

G + NaOH  H + I

J B + D

B + L E + D

F + HCl  G + H2S

H + O2 + D  J

Hướng dẫn:

J: Fe(OH)3; L: H2

Bài 15: Viết các phản ứng trong sơ đồ sau:

NaAlO2

Al Al2O3 Al(OH)3 Al4C3

AlCl3

Al2S3 AlN

Hướng dẫn:

2/ Điện phân nóng chảy 10/ H2O

7/ Điện phân nóng chảy 15/ H2O

t0

t0

t0

(1) (2)

(3)

(4)

(5)

(6) (7)

(8) (9)

(10)

(11) (12)

(13) (14) (15)

(16)