MỘT SỐ VẤN DỀ CƠ BẢN TRONG HOÁ HỌC VÔ CƠ

Nồng độ của dung dịch: Định nghĩa : Dung dịch là hỗn hợp của dung môi và chất tan.. Cho phương trình hoá học: A + B → C + D Khi biết số mol của một chất trong phương trình phản ứng ta có

MỘT SỐ VẤN DỀ CƠ BẢN TRONG HOÁ HỌC VÔ CƠ

I/ Một số công thức hoá học cơ bản:

1

M

m

n  (Áp dụng cho mọi chất để tính số mol, khối lượng hoặc khối lượng mol )

Ví dụ 1: Tính số mol của 9,8 g axit H2SO4

Ta có :

M

m

M

m

n H SO 0 , 1

98

8 , 9

4

VD2: Xác định khối lượng của 0,02 mol CaSO4

Ta có:

M

m

n   m = n.M = 0,02.136 = 2,72g

2

4

,

22

V

n  (Áp dụng để tính số mol hoặc thể tích của chất khí ở đktc)

VD1 Xác định số mol của 6,72 l khí A đo ở đktc

Ta có

4 ,

22

V

n   nA = V 0 , 3mol

4 , 22

72 , 6 4 ,

VD2: Tính thể tích của 4,4 g khí CO2 đo ở đktc

Ta có

M

m

n   n CO 0 , 1mol

44

4 , 4

V CO n 22 , 4 0 , 1 22 , 4 2 , 24l

3 Nồng độ của dung dịch:

Định nghĩa : Dung dịch là hỗn hợp của dung môi và chất tan

Ví dụ: Nói dung dịch NaOH ta hiểu rằng chất tan là NaOH và dung môi là H2O

- Nồng độ mol:

V

n

C M  (Trong đó n là số mol chất tan; V là thể tích của dung dịch) VD1: Hoà tan hoàn toàn 0,4 g NaOH vào H2O thu được 100 ml dung dich A Xác định nồng độ của dd A?

Ta có:

M

m

n  = 0 , 1mol

40

4 , 0

V

n

1 , 0

1 , 0





- Nồng độ phần trăm: % 100 %

dd

ct m

m

C  (Trong đó mct là khối lượng của chất tan;

mdd là khối lượng của dung dịch)

VD2: Hoà tan hoàn toàn 4g NaOH vào H2O thu được 200 g dung dịch A Xác định nồng độ của dd A?

Ta có: % 100 %

dd

ct m

m

200

4



II/ Tính toán theo công thức hoá học và phương trình hoá học

1 Tính theo công thức hoá học

- Xác định số nguyên tử của các nguyên tố có trong hợp chât sau:

Trong 1 phân tử H2SO4 có: 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử S và 4 nguyên tử O

Trong 1 mol phân tử H2SO4 có: 2 mol nguyên tử H, 1 mol nguyên tử S và 4 mol nguyên tử O

VD: Xác định số mol nguyên tử của các nguyên tố có trong 0,05 mol Fe(NO3)3

Ta có: 1 mol phân tử Fe(NO3)3 có: 1 mol Fe, 3 mol N và 9 mol O

 0,05 mol Fe(NO3)3 có: 1.0,05 mol Fe, 3.0,05 = 0,15 mol N và 9.0,05 = 0,45 mol O

2 Tính toán theo phương trình hoá học

Cho phương trình hoá học: A + B → C + D

Khi biết số mol của một chất trong phương trình phản ứng ta có thể tính được số mol của các chất còn lại trong phương trình phản ứng

VD: Cho phương trình phản ứng:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O Biết số mol phản ứng của NaOH là 0,02 mol tính số mol của H2SO4 đã phản ứng và số mol của muối Na2SO4 tạo thành?

Theo phương trình phản ứng ta có: n n NaOH mol

SO

2

02 , 0 2

4

mol

n

2

02 , 0 2

4

VD2: Cho 5,6 g Fe tác dụng hoàn toàn với dd axit H2SO4 đặc nóng Xác định khối lượng axit đã tham gia phản ứng, khối lượng muối khan và thể tích khí SO2 thu được sau phản ứng?

Giải

PTPƯ: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 +6 H2O

M

m

56

6 , 5







Theo ptpư: n H SO n Fe 3.n Fe 3.0,1 0,3mol

2

6 4

m H SO n.M  0 , 3 98  29 , 4g

Tương tự theo ptpư: n Fe SO n Fe 0,05mol

2

1 , 0 2

3 4

m Fe SO n.M 0 , 05 400 20g

3

4

- Tính thể tích khí SO2 (đktc)

Theo ptpư: n SO n Fe 0,15mol

2

1 , 0 3 2

3

 V SO n 22 , 4 0 , 15 22 , 4 3 , 36l

III/ Các định luật hoá học:

1 Định luật bảo toàn khối lượng

- Áp dụng cho một phương trình hoá học: A + B → C + D

Nội dung định luật:

Trong một phương trình hoá học tổng khối lượng của các chất tham gia bằng tổng khối lượng các chất tạo thành

Thể hiện: mA + mB = mC + mD

Ví dụ: Cho phản ứng CaCO3 → CaO + CO2 Biết khối lượng của các chất như sau:

g m

g

m CaCO 10 , CaO 5 , 6

3   Tính thể tích của khí CO2 sinh ra?

Giải

Áp dụng ĐLBTKL ta có:

g m

m m

m m

m

CaO CaCO

CO

CO CaO

CaCO

4 , 4 6 , 5 10

3 2

2 3

















M

m

44

4 , 4

2

- Áp dụng cho một chất:

Nội dung định luật:

Khối lượng của một chất bằng tổng khối lượng các nguyên tử của các nguyên

tố có trong hợp chất đó

VD: Khối lượng của hợp chất CxHyOz bằng tổng khối lượng của các nguyên tử của các nguyên tố có trong hợp chất là: C, H và O

Thể hiện mC H O mC mH mO

z y

VD: Đốt cháy hoàn toàn mg một hiđrocacbon Sau phản ứng thu được 4,48 l khí CO2

ở đktc và 5,4 g H2O Xác định m?

Giải

Ta có: mHidrocacbon = mC + mH

Mà mC = mC (trong CO2) = 12 2 , g

4 , 22

48 , 4



Và mH = mH (trong H2O) = 2 0 , 6g

18

4 , 5



mHidrocacbon = mC + mH = 2,4 + 0,6 = 3g

VD: Cho 21g hỗn hợp gồm Fe, Mg và Zn tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch HCl 1M Sau phản ứng thu được dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu g muối khan?

Giải

Ta có nHCl = .1 0,2mol

1000

200



Mặt khác mMuối = mKim loại + mGốc axit = mhỗn hợp kim loại + mCl

Mà: mCl = 0,2 35,5 = 7,1g

 mMuối = 21 + 7,1 = 28,1g

III Tính chất hoá học cơ bản của các hợp chất vô cơ

1 Oxit

Oxit là hợp chất của 2 nguyên tố, trong đó có một nguyên tố là oxi

VD: SO2, Fe2O3, NO, CuO, CO2, Ag2O…

a Oxit Axit

Là oxit của phi kim khi tác dụng với H2O cho dung dịch axit

VD: SO2, CO2, SO3, NO2…

* Tính chất hoá học của oxit axit

- Oxit axit + H 2 O → Axit

VD: SO3 + H2O → H2SO4

SO2 + H2O → H2SO3

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

- Oxit axit + Oxit bazơ→ Muối

VD: CO2 + CaO → CaCO3

VD: CO2 +2 NaOH → Na2CO3 + H2O

CO2 + NaOH → NaHCO3

b Oxit Bazơ

Là oxit của kim loại với oxi

VD: Fe2O3, CuO, MgO, Ag2O, Na2O

* Tính chất hoá học của oxit bazơ

( Chỉ có một số oxit bazơ tác dụng H2O như: Na2O, K2O, CaO, BaO) VD: Na2O + H2O → 2NaOH

BaO + H2O → Ba(OH)2

- Oxit Bazơ + Oxit axit → Muối

VD: CO2 + BaO → BaCO3

- Oxit Bazơ + Axit → Muối + H 2 O

VD: BaO + 2HCl → BaCl2 + H2O

Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O

Na2O +2HNO3 →2 NaNO3 + H2O

c Oxit lưỡng tính

Tác dụng được cả với axit và dd bazơ như: Al2O3, ZnO, Cr2O3

- Tác dụng với axit → Muối + H 2 O:

VD: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 +3 H2O

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

- Tác dụng với dd Bazơ → Muối + H 2 O:

VD: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

ZnO +2 NaOH → Na2ZnO2 + H2O

d Oxit trung tính: NO, CO

Không tác dụng với cả axit và bazơ (Còn gọi là oxit không tạo muối )

2 Axit

Là hợp chất của 1 hoặc nhiều nguyên tử Hiđrô với gốc axit VD: HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4…

 Tính chất hoá học của axit

a Axit + Oxit bazơ → Muối + H 2 O

VD: 2HCl + BaO → BaCl2 + H2O

b Axit + Bazơ → Muối +H 2 O

VD: HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

c Axit + Muối → Muối mới + Axit mới

Điều kiện để xảy ra phản ứng Sau phản ứng phải có chất kết tủa hoặc bay hơi

VD: HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2

Chú ý: Bảng tính tan của muối

- Tất cả các muối NO3 đều tan

- Hầu hết các muối Cl đều tan trừ AgCl↓Trắng, PbCl2↓Trắng

- Hầu hết các muối SO4 đều tan trừ BaSO4↓ trắng, PbSO4↓Trắng

- Hầu hết các muối CO3 Và PO4 đều không tan trừ muối của kim loại kiềm và

muối của NH4

d.Axit + Kim loại

d 1 Trường hợp kim loại tác dụng với axit mạnh:

- Axit mạnh thường gặp là: HCl, H 2 SO 4 loãng , HBr, HI

- Kim loại + Axit mạnh → Muối + H 2 ↑

Điều kiện để xảy ra phản ứng: Kim loại phải đứng trước H trong dãy hoạt động hoá học

Chú ý: Dãy hoạt động hoá học

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

VD: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

2Al +3 H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2↑

d 2 Trường hợp kim loại tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh

- Axit oxi hoa mạnh thường gặp là: HNO 3 và H 2 SO 4 đặc

- Axit oxi hoa mạnh tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Pt và Au

- Kim loại tác dụng với axit oxi hoa mạnh được đưa lên hoá trị cao nhất đồng

thời giải phóng ra sản phẩm khử

VD:3 Ag +4 HNO3 →3 AgNO3 + NO + 2H2O

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

Chú ý: Kim loại Fe, Al và Cr thụ động với axit HNO 3 đặc nguội và H 2 SO 4 đặc nguội

3 Bazơ

Là hợp chất của kim loại với 1 hoặc nhiều nhóm OH

VD: NaOH, Mg(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3…

* Tính chất hoá học của Bazơ:

a Bazơ + Oxit axit → Muối + H 2 O

Hoặc Bazơ + oxit axit → Muối axit

VD 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

NaOH + CO2 → NaHCO3

b Bazơ + Axit → Muối + H 2 O

VD NaOH + HCl → NaCl + H2O

H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + H2O

c Bazơ + Muối → Muối mới + Bazơ mới

Điều kiện để xảy ra phản ứng:

- Các chất trước phản ứng phải là chất tan

- Sau phản ứng phải có chất kết tủa

VD:2 NaOH + MgCl2 →2 NaCl + Mg(OH)2↓

Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ +2 NaOH

4 Muối

Muối là hợp chất của kim loại với gốc axit

VD: NaCl, BaSO4, Cu(NO3)2…

 Tính chất hoá học của muối

a Muối + Axit → Muối mới + Axit mới

Điều kiện để xảy ra phản ứng: Sau phản ứng phải có chất kết tủa hoặc bay hơi (Xem lại phần axit + muối)

VD Na2CO3 + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2O + CO2

b .Muối + Bazơ → Muối mới + Bazơ mới

(Xem lại phần Bazơ + Muối)

VD: BaCl2 + 2AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2AgCl↓

c Muối + Muối → 2 Muối mới

Điều kiện để xảy ra phản ứng:

- Các chất trước phản ứng phải tan

- Sau phản ứng phải có chất kết tủa

VD: Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3↓ + 2NaCl

K2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2KCl

5 Kim loại

a Kim loại + Axit

(Xem blại phần axit + Kim loại)

b Kim loại + Muối → Muối mới + Kim loại mới

Điều kiện: Kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối (Hay kim loại

đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối)(phải nhớ được dãy điện

hoá của kim loại)

- Dãy điện hoá:

Li + , K + , Ba 2+ , Ca 2+ , Na + , Mg 2+ , Al 3+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ni 2+ , Sn 2+ ,Pb 2+ , H + , Cu 2+ Fe 3+ , Ag + , Hg 2+ , Pt 2+ , Au 3+

Li K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe Ag Hg Pt Au

- Phản ứng xảy ra theo quy tắc 

VD: Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag

Fe + MgSO4 → không phản ứng