Sau khi phản ứng kết thúc, dung dịch thu được có nồng độ phần trăm khối lượng là. Kết quả thí nghiệm được[r]
Trang 1TỔ HÓA HỌC
- -
TÀI LIỆU ÔN TẬP
MÔN: HÓA HỌC
(HÓA HỌC 11)
NĂM HỌC 2017 - 2018
Cần Thơ, 2017
Trang 2CHƯƠNG 3 – CACBON - SILIC
- -
CACBON
I Tính chất vật lý
Kim cương Tứ diện đều Tinh thể không màu, trong suốt,
không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, rất cứng
Than chì Có cấu trúc lớp Tinh thể màu xám đen, có ánh
kim, dẫn điện tốt nhưng kém kim loại
Fuleren Gồm các phân tử C60, C70 có
cấu trúc hình cầu rỗng gồm
60 đỉnh, 32 mặt
Cacbon vô định hình Có cấu tạo xốp Có khả năng hấp phụ mạnh các
chất khí và chất tan trong dung dịch
II Tính chất hóa học
- Cacbon vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học
- Cacbon vừa thể hiện tính khử và tính oxi hóa Nhưng, tính khử vẫn là tính chất chủ yếu của Cacbon
1 Tính khử
a Tác dụng với oxi: C + O2
0
t
CO2, ∆H <0
Ở nhiệt độ cao hoặc O2 thiếu, cacbon lại khử CO2 theo phản ứng: C + CO2
0
t
2CO
b Tác dụng với hợp chất
- Tác dụng với chất oxi hóa như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3
C + HNO3(đặc) toCO2 + 4NO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 (đặc)to
4
C
O2 + 2SO2 + H2O
- Tác dụng với oxit kim loại:
+ Oxit kim loại trung bình từ Al trở về sau, không kể Al → kim loại
C + ZnO to Zn + CO
C + 2CuO to 2Cu + CO2
+ Oxit kim loại mạnh → Cacbua kim loại: CaO + 3C toCaC2 + CO
Trang 32 Tính oxi hóa
- Tác dụng với hiđro: C + 2H2
0
xt, t
CH4
- Tác dụng với một số kim loại mạnh (Al, Mg, Ca, Na) → cacbua kim loại
4Al + 3C t0 Al4C3
III Trạng thái tự nhiên
+ Cacbon tự do: kim cương và than chì
+ Các khoáng vật:
▪ Canxit (đá vôi, đá phấn, đá hoa)
▪ Magiezit (MgCO3)
▪ Đolomit (CaCO3.MgCO3) + Dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên: các hiđrocacbon
+ Cơ thể thực vật và động vật
HỢP CHẤT CỦA CACBON
I CACBON MONOOXIT
1 Cấu tạo phân tử
- CTCT phân tử CO: C
O Trong phân tử CO cacbon có số oxi hóa là +2
2 Tính chất vật lí
- Chất khí không màu, không mùi, không vị
- Hơi nhẹ hơn không khí
- Rất ít tan trong nước
- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ hóa rắn thấp
Rất bền với nhiệt và rất độc
3 Tính chất hóa học
a) Trong phân tử cacbon monooxit có liên kết ba giống phân tử nitơ nên tương tự với nitơ, cacbon monooxit rất kém hoạt động ở nhiệt độ thường và trở nên hoạt động hơn khi đun nóng
Cacbon monooxit là oxit không tạo muối (oxit trung tính)
b) Cacbon monooxit là chất khử mạnh
- Tác dụng với O2: 2CO + O2 to 2CO2
- Tác dụng với clo: (xúc tác than hoạt tính): CO + Cl2 COCl2 (photgen)
- Tác dụng với oxit kim loại: (từ Al trở về sau và không kể Al)
Fe2O3 +3CO to2Fe +3CO2
CuO + CO to Cu + CO2
4 Điều chế
Trong công nghiệp
Phương pháp khí than ướt: C + H2O CO + H 2
Phương pháp lò gas: C + O2 to CO2
CO2 + C to 2CO
Trang 4 Trong phòng thí nghiệm: HCOOH 2 4
o t
H SO
CO + H2O
II CACBON ĐIOXIT
1 Cấu tạo phân tử: O = C = O
Các liên kết CO trong CO2 là liên kết cộng hoá trị có cực, nhưng do có cấu tạo thẳng, nên phân tử
CO2 là phân tử không có cực
2 Tính chất vật lí
- Là chất khí không màu
- Nặng gấp 1,5 lần không khí
- Ít tan trong nước
- CO2 lỏng không màu, linh động
CO2 rắn dễ thăng hoa tạo môi trường lạnh và khô nước đá khô
3 Tính chất hóa học
a) Tính oxi hoá
CO2 + C 2CO
người ta không dùng khí CO2 để dập tắt đám cháy than hay kim loại (magie hoặc nhôm) nóng
đỏ
b) CO+ là oxit axit
Tác dụng với nước tạo dung dịch axit cacbonic 2 nấc rất yếu và kém bền
CO2 + H2O H2CO3
Tác dụng với bazơ tạo thành muối trung hòa và muối axit
CO2 + NaOH NaHCO3
CO2 + 2NaOH Na2CO3 +H2O T=
2
OH CO
n n
T = 1 HCO3
T = 2 CO23
1 < T < 2 HCO3
và CO23
T < 1 HCO3
và CO2 dư
T > 2 CO23 và NaOH dư
Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối cacbonat: CO2 + Na2O Na2CO3
4 Điều chế
a) Phòng thí nghiệm
- Cho CaCO3 tác dụng với dd HCl trong bình kíp
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
b) Công nghiệp: Thu hồi CO2 từ
- Quá trình đốt cháy các nhiên liệu: than, xăng, dầu, khí,…
2
CO + 2Mg 2MgO + C
Trang 5- Quá trình nung vôi
- Quá trình lên men rượu,…
III AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT
- Axit cacbonic là axit rất yếu và kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dễ bị phân huỷ thành
CO2 và H2O
- Axit cacbonic tạo ra 2 loại muối:
+ Muối cacbonat chứa ion 2
-3
CO : Na2CO3, CaCO3, (NH4)2CO3 + Muối hiđrocacbonat chứa ion
-3
HCO : NaHCO3, Ca(HCO3)2, NH4HCO3
1 Tính chất của muối cacbonat
a/ Tính tan
- Muối cacbonat trung hoà của kim loại kiềm (trừ Li2CO3), amoni và các muối hiđrocacbonat dễ tan trong nước (NaHCO3 hơi ít tan)
- Muối cacbonat còn lại : không tan hoặc ít tan trong nước
b/ Tác dụng với axit → CO2
-3
HCO + H+ H2O +CO2
-2 3
CO + 2H+ H2O + CO2 c/ Tác dụng với dung dịch kiềm
-3
HCO + OH- H2O + 2
-3
CO
d/ Tác dụng với dung dịch muối (thỏa mãn điều kiện phản ứng trao đổi ion)
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓+ 2NaCl
NaHCO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O e/ Phản ứng nhiệt phân
2NaHCO3
0
t
Na2CO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
0
t
CaCO3 + CO2 + H2O MgCO3
0
t
MgO + CO2
* Nhận xét:
▪ Muối cacbonat → oxit kim loại + CO2 (trừ kim loại kiềm)
▪ Muối hidrocacbonat → muối cacbonat + CO2 + H2O
2 Ứng dụng của một số muối cacbonat
- Canxi cacbonat (CaCO3) được dùng làm chất độn cao su và một số ngành công nghiệp
- Natri cacbonat (Na2CO3) khan, được dùng trong công nghiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt,
- Natri hiđrocacbonat (NaHCO3) dùng trong công nghiệp thực phẩm, làm thuốc chữa bệnh đau dạ dày
SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC
I Silic
- Cấu hình electron: Si (Z = 14) : 1s2 2s22p63s23p2
7
2 3 3 1
2 11
3 3 2
H CO H HCO ;K 4, 5.10 HCO H CO ;K 4,8.10
Trang 6- Có 4 electron ngoài cùng
- Trong hợp chất, nguyên tố C có thể tạo được tối đa 4 liên kết cộng hóa trị
1 Tính chất vật lý
Silic tồn tại ở 2 dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô định hình
+ Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, nóng chảy 1420oC, có tính bán dẫn
+ Silic vô định hình là chất bột màu nâu
2 Tính chất hóa học
- Silic có các số oxi hóa -4, 0, +2, +4
- Silic vô định hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể
a Tính khử
* Tác dụng với phi kim
- Ở nhiệt độ thường: Si + 2F2 SiF4 (silic tetraflorua)
- Khi đun nóng, tác dụng với clo, brom, iot, oxi: Si + O2 toSiO2 (silic đioxit)
- Ở nhiệt độ rất cao, tác dụng với C, N, S: Si + C to SiC (silic cacbua)
* Tác dụng với hợp chất: Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + H2
b Tính oxi hóa: tác dụng với các kim loại như Ca, Mg, Fe, → silixua kim loại
2Mg + Si Mg2Si (magie silixua)
3 Điều chế:
- Trong phòng thí nghiệm: Đốt cháy một hỗn hợp gồm bột magie và cát nghiền mịn
SiO2 + 2MgtoSi + 2MgO
- Trong công nghiệp: Khử SiO2 trong lò điện ở nhiệt độ cao
SiO2 + 2CtoSi + 2CO
II Hợp chất của silic
1 Silic đioxit
a Tính chất vật lý:
- SiO2 là tinh thể màu trắng, rất cứng, không tan trong nước
- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy cao, khi có lẫn tạp chất thường có màu
b Tính chất hóa học:
- SiO2 là oxit axit, tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy
hoặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy
SiO2 + 2NaOHto Na2SiO3 + H2O SiO2 + Na2CO3
o
t
Na2SiO3 + CO2
- SiO2 tan trong axit HF: SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O
2 Axit silixic
a Tính chất vật lý
- Axit H2SiO3 là dạng kết tủa keo, không tan trong nước, khi đun nóng dễ bị mất nước
H2SiO3 to H2O + SiO2
- Khi sấy khô, axit silixic mất một phần nước tạo thành silicagel
Trang 7b Tính chất hóa học: Axit H2SiO3 là axit rất yếu, yếu hơn cả axit H2CO3
Na2SiO3 + H2O + CO2 Na2CO3 + H2SiO3 (axit silixic)
B CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
MỨC ĐỘ NHẬN BIẾT
Câu 1: Tính oxi hóa của cacbon thể hiện ở phản ứng nào?
A C + O2 CO2 B 3C + 4Al Al4C3
C C + CuO Cu + CO2 D C + H2O CO + H2
Câu 2: Để loại khí CO2 có lẫn trong hỗn hợp CO ta dẫn hỗn hợp qua dung dịch
Câu 3: “Nước đá khô” không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô rất tiện cho việc bảo quản thực phẩm “Nước đá khô” là
A SO2 rắn B CO rắn C CO2 rắn D H2O rắn
Câu 4: Khí CO khử được chất nào sau đây:
Câu 5: Thổi khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì dung dịch sau phản ứng chứa
A Ca(HCO3)2 B CaCO3 C.CaCO3 ,Ca(HCO3)2 D Ca(OH)2
Câu 6: Chỉ ra nội dung sai:
A Trong các dạng tồn tại của cacbon, cacbon vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học
B Than gỗ, than xương có cấu tạo xốp nên có khả năng hấp phụ mạnh các chất khí và chất tan trong dung dịch
C Trong tinh thể than chì, các lớp liên kết với nhau bằng lực tương tác bền chắc
D Than muội được dùng làm chất độn (khi lưu hóa cao su), xi đánh giày,
Câu 7: Loại đá và khoáng chất nào sau đây không chứa CaCO3:
A Đá vôi B Thạch cao C Đá phấn D Đá hoa cương
Câu 8: Nhóm những chất khí (hoặc hơi) nào dưới đây đều gây hiệu ứng nhà kính khi nồng độ của chúng trong khí quyển vượt quá tiêu chuẩn cho phép?
A CH4 và H2O B CO2 và CH4 C N2 và CO D CO2 và O2
Câu 9: Hãy chọn phát biểu đúng:
(1) H2SiO3 là chất không tan trong nước
(2) SiO2 tan trong dung dịch axit sunfuric loãng
(3) SiO2 tan được trong axit flohiđric
(4) SiO2 tan được trong kiềm hoặc cacbonat kiềm nóng chảy
A (2), (3), (4) B (1), (2), (3) C (1), (3), (4) D (1), (2), (4)
Câu 10: Phát biểu nào sau đây không đúng?
A Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 được gọi là thủy tinh lỏng
B Đám cháy magie có thể được dập tắt bằng cát khô
C CF2Cl2 bị cấm sử dụng do khi thải ra khí quyển thì phá hủy tầng ozon
D Trong phòng thí nghiệm, N2 được điều chế bằng cách đun nóng dung dịch NH4NO2 bão hoà
Trang 8Câu 11: Cho sơ đồ phản ứng: NaCl → (X) → NaHCO3 → (Y) → NaNO3 X và Y có thể là :
A NaOH và NaClO B Na2CO3 và NaClO C NaClO3 và Na2CO3 D NaOH và Na2CO3
MỨC ĐỘ THÔNG HIỂU
Câu 1: Phản ứng nào sau đây để giải thích sự tạo thành lớp cặn đá vôi trong ống đun nước, phích đựng nước nóng:
A Ca(HCO3)2
o
t
CaCO3 ↓ + CO2 ↑+ H2O
B CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
C Mg(HCO3)2
o
t
MgCO3 ↓ + CO2 ↑+ H2O
D MgCO3 + CO2 + H2O → Mg(HCO3)2
Câu 2: Cho các cặp chất:
(1): Cnóng đỏ và H2O; (2): (NH4)2SO4 và KOH; (3): NaOH dư và CO2;
(4): CO2 và Ca(OH)2; (5): NaHCO3 và Ba(OH)2; (6): Na2CO3 và Ca(OH)2;
(7): KHSO4 và Ca(HCO3)2; (8): HCl và NaHCO3; (9): C + FeO (to)
Các cặp chất khi tác dụng với nhau có tạo chất khí là:
Câu 3: Dãy gồm các chất vừa tan trong dung dịch HCl, vừa tan trong dung dịch NaOH là:
A NaHCO3, MgO, Ca(HCO3)2 B NaHCO3, ZnO, Mg(OH)2
C NaHCO3, Ca(HCO3)2, Al2O3 D Mg(OH)2, Al2O3, Ca(HCO3)2
Câu 4: Cho các thí nghiệm sau:
(a) Đốt khí H2S trong O2 dư; (b) Nhiệt phân KClO3 (xúc tác MnO2);
(c) Dẫn khí F2 vào nước nóng; (d) Đốt P trong O2 dư;
(e) Khí NH3 cháy trong O2; (g) Dẫn khí CO2 vào dung dịch Na2SiO3
Số thí nghiệm tạo ra chất khí là
Câu 5: Tiến hành các thí nghiệm sau:
(1) Sục khí H2S vào dung dịch FeSO4;
(2) Sục khí H2S vào dung dịch CuSO4;
(3) Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Na2SiO3;
(4) Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Ca(OH)2;
(5) Nhỏ từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3;
(6) Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số thí nghiệm thu được kết tủa là
Câu 6: Cho các phát biểu sau:
(a) Khí CO2 gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính
(b) Khí SO2 gây ra hiện tượng mưa axit
(c) Khi được thải ra khí quyển, freon (chủ yếu là CFCl3 và CF2Cl2) phá hủy tầng ozon
(d) CO là chất khí nặng hơn không khí và rất độc
Trang 9Số phát biểu đúng là
A 2 B 4 C 3 D 1
Câu 7: Silic phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào sau đây (trong những điều kiện thích hợp):
A CuSO4, SiO2, H2SO4 (đặc) B Na2SiO3, KOH (đặc), NaCl
C HCl, Fe(NO3)2, O2 D F2, Mg, NaOH
Câu 8: Cho hỗn hợp gồm CuO, MgO, PbO và Al2O3 qua than nung nóng thu được hỗn hợp rắn Chất rắn A gồm:
C Cu, Al, MgO và Pb D Pb, Cu, Al và Al
Câu 9: Muối B có các đặc điểm sau:
- Khi bị nhiệt phân thì tạo ra một chất khí duy nhất
- Hòa tan B vào nước rồi cho vào dung dịch đó một ít axit clohiđric và vài vụn đồng thì thấy có khí không màu bay ra và hóa nâu trong không khí; đồng thời dung dịch từ không màu chuyển thành màu xanh Vậy B là
Câu 10: Dãy gồm các chất đều tác dụng được với dung dịch Ba(HCO3)2 là:
A NaNO3, Na2SO4, Ca(OH)2, HCl B HNO3, Ca(OH)2, KHSO4, Na2SO4
C HNO3, NaCl, Na2SO4, KOH D HNO3, Ca(OH)2, KHSO4, Ca(NO3)2
Câu 11: Cho dung dịch chứa a mol Ca(HCO3)2 vào dung dịch có chứa a mol Ca(HSO4)2 Kết luận nào sau đây đúng?
A Có sủi bọt khí B Dung dịch sau phản ứng có pH < 7
C Không có hiện tượng gì D Dung dịch vẩn đục, sủi bọt khí
Câu 12: Hoà tan hỗn hợp gồm: K2O, BaO, Al2O3, Fe3O4 vào nước (dư), thu được dung dịch X và chất rắn Y Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch X, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được kết tủa là
A Fe(OH)3 B K2CO3 C Al(OH)3 D BaCO3
Câu 13: Để phân biệt CO2 và SO2 chỉ cần dùng thuốc thử là
MỨC ĐỘ VẬN DỤNG
Câu 1: Cho cân bằng (trong bình kín) sau: CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k) ΔH < 0 Trong các yếu
tố: (1) tăng nhiệt độ; (2) thêm một lượng hơi nước; (3) thêm một lượng H2; (4) tăng áp suất chung của hệ; (5) dùng chất xúc tác Dãy gồm các yếu tố đều làm thay đổi cân bằng của hệ là:
A (1), (4), (5) B (1), (2), (3) C (2), (3), (4) D (1), (2), (4)
Câu 2: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu được dung dịch X Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol của chất tan trong dung dịch X là
Câu 3: Cho 10 lit (đktc) hỗn hợp X gồm N2 và CO2 ở đktc vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thì thu được 1 gam kết tủa Thành phần % thể tích CO2 trong hỗn hợp X là
A 2,24% B 2,24% hoặc 13,44%
Trang 10C 2,24% hoặc 15,68% D 2,24% hoặc 11,20%
Câu 4: Độ cứng của nước được tính bằng tổng mg/l của các ion Ca2+ và Mg2+ có trong một lít nước Tính tổng khối lượng theo mg/l của các ion Ca2+ và Mg2+có trong một mẫu lít nước Biết rằng mẫu nước này có chứa đồng thời các muối Ca(HCO3)2 112,5 mg/l, Mg(HCO3)2 11,9 mg/l, CaSO4 54,4 mg/l
Câu 5: Cho 0,05 mol CO2 hay 0,35 mol CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 cũng đều thu được 0,05 mol kết tủa Vậy số mol Ca(OH)2 trong dung dịch là
Câu 6: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (ở dktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa Giá trị của m là
Câu 7: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 ở nhiệt độ cao một thời gian người ta thu được 6,72 gam hỗn hợp gồm 4 chất rắn khác nhau (A) Đem hòa tan hoàn toàn hỗn hợp này vào dung dịch HNO3 dư thấy tạo thành 0,448 lít khí B duy nhất có tỷ khối so với hiđro là 15 m nhận giá trị là
Câu 8: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CaCO3 và Na2CO3 thu được11,6 g chất rắn
và 2,24 lít khí (đktc) Hàm lượng % CaCO3 trong X là
Câu 9: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H2 đi qua ống sứ đựng 16,8g hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3, nung nóng cho phản ứng xảy ra hoàn toàn Sau phản ứng thu được m gam chất rắn, một hỗn hợp khí và hơi nặng hơn khối lượng của V lít hỗn hợp ban đầu là 0,32 gam Giá trị của V và m lần lượt là:
A 0,224 và 14,48 B 0,448 và 18,46 C 0,112 và 12,28 D 0,448 và 16,48
Câu 10: Cho một luồng khí CO qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 đốt nóng Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được B gồm 4 chất rắn nặng 4,784g Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 9,062g kết tủa Phần trăm khối lượng Fe2O3
trong hỗn hợp A là
Câu 11: Lấy m gam hỗn hợp Si và SiO2 hòa tan hoàn toàn trong dung dịch NaOH đậm đặc, đun nóng Sau phản ứng thu được dung dịch X và 6,72 lít khí (đktc) Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch X thì thu được 19,5 gam chất kết tủa Giá trị của m là (cho C = 12 ; O = 16 ; Na = 23 ; Si = 28)
Câu 12: Cho hỗn hợp K2CO3 và NaHCO3 (tỉ lệ mol 1 : 1) vào bình dung dịch Ba(HCO3)2 thu được kết tủa X và dung dịch Y Thêm từ từ dung dịch HCl 0,5M vào bình đến khi không còn khí thoát ra thì hết 560 ml Biết toàn bộ Y phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 1M Khối lượng kết tủa X là