Bài tập chuỗi phản ứng hoá học
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (778.41 KB, 46 trang )
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
kim loại nhóm IA
Phần A. tóm tắt lý thuyết
I- kim loại
1- Tác dụng với phi kim:
t
2Na + O 2
Na2 O2
0
2Na + H 2
t
2Na + Cl2
2NaCl
0
t
2NaH
0
2- Tác dụng với dung dịch axit:
2Na + 2HCl 2NaCl + H 2
Nếu Na d-: 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2
3- Tác dụng với n-ớc:
2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2
2K + 2H 2 O 2KOH + H 2
4- Tác dụng với dung dịch muối:
Các kim loại kiềm khi cho vào dung dịch muối sẽ tác dụng với n-ớc dung dịch bazơ, bazơ tạo thành
có thể tác dụng tiếp với muối:
- Ví dụ cho Na kim loại vào dung dịch CuSO 4 xảy ra các ph-ơng trình:
2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2
2NaOH + CuSO 4 Na2 SO4 + Cu(OH)2
5- Điều chế:
2Na + Cl2
2NaCl pnc
4NaOH pnc
4Na + O 2 + 2H2 O
II- oxit
1- Tác dụng với n-ớc dung dịch bazơ kiềm:
Na2 O + H 2 O 2NaOH
K2 O + H 2 O 2KOH
2- Tác dụng với axit muối + n-ớc:
3- Tác dụng với oxit axit muối:
Na2 O + CO 2 Na2 CO3
III- Hidroxit
1- Tác dụng với dung dịch axit muối + n-ớc:
K2 O + 2HCl 2KCl + H 2 O
2- Tác dụng với oxit axit muối + n-ớc:
CO2 + 2NaOH Na2 CO3 + H2 O
CO2 + NaOH NaHCO 3
Na2 O + SO 3 Na2 SO4
Gia s Thnh c
- Nếu
www.daythem.edu.vn
n NaOH
2 : Tạo muối Na2 CO3
n CO2
- Nếu 1
n NaOH
2 : Tạo 2 muối NaHCO 3 + Na2 CO 3
n CO2
3- Tác dụng với dung dịch muối muối mới + bazơ mới (có một chất kết tủa !)
Fe(NO 3 )3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaNO 3
4- Tác dụng với Al, Zn, các oxit và các hidroxit của chúng:
Al + NaOH + H 2 O NaAlO2 +
3
H2
2
Al2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H2 O
Al(OH)3 + NaOH NaAlO 2 + 2H2 O
Zn + 2NaOH Na2 ZnO 2 + H2
Zn(OH)2 + 2NaOH Na2 ZnO 2 + H2 O
IV- muối cacbonat - hidrocacbonat
1- Muối cacbonat
- Phản ứng thuỷ phân tạo ra môi tr-ờng kiềm (quỳ tím xanh; phenoltalein hồng)
CO 32 + H2 O HCO 3 + OH - Tác dụng với dung dịch axit:
- Cho từ từ dung dịch axit HCl vào dung dịch Na2 CO3 :
Na2 CO3 + HCl NaHCO 3 + NaCl
(giai đoạn 1)
NaHCO 3 + HCl NaCl + CO 2 + H 2 O
(giai đoạn 2)
- Cho từ từ dung dịch Na2 CO3 vào dung dịch axit HCl:
Na2 CO3 + 2HCl 2NaCl + CO 2 + H2 O
- Sục khí CO 2 vào dung dịch Na2 CO 3 :
Na2 CO3 + CO 2 + H2 O 2NaHCO 3
- Tác dụng với dung dịch muối:
Na2 CO3 + CaCl2 2NaCl + CaCO 3
2- Muối hidrocacbonat
- Tác dụng với dung dịch axit:
KHCO 3 + HCl KCl + CO 2 + H2 O
- Tác dụng với dung dịch bazơ:
NaHCO 3 + Ca(OH)2 (d-) CaCO 3 + NaOH + H 2 O
- Phản ứng nhiệt phân:
t
2NaHCO 3
Na2 CO3 + CO 2 + H2 O
0
V- muối clorua
- Phản ứng điện phân:
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
mn
2NaCl + 2H 2 O pdd,
2NaOH + Cl2 + H2
2NaCl pnc
Na + Cl2
- Phản ứng với H 2 SO4 đặc (điều chế HCl trong PTN):
NaCl (tinh thể) + H2 SO4 (đặc) NaHSO 4 + HCl
t
2NaCl (tinh thể) + H2 SO4 (đặc)
Na2 SO4 + 2HCl
0
- Phản ứng nhận biết:
NaCl + AgNO 3 AgCl (trắng) + NaNO 3
VI- muối nitrat
- Phản ứng nhiệt phân:
t
2KNO3
2KNO 2 + O2
0
- Tính oxi hoá mạnh trong dung dịch với các axit HCl hoặc H 2 SO 4 loãng (t-ơng đ-ơng HNO 3 !)
Ví dụ cho Cu vào dung dịch chứa KNO 3 và H 2 SO4 loãng:
Ph-ơng trình điện li:
KNO 3 K+ + NO 3 và H2 SO4 2H+ + SO 24
Ph-ơng trình phản ứng: 3Cu + 2NO 3 + 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2 O
Phần B- chuỗi pHảN ứNG
1. Sơ đồ 1
Na
(6)
(3)
(2)
NaOH
Na2 CO3
(7)
(8)
NaOH
Na
NaH
(1)
(5)
(4)
NaHCO 3
NaOH
NaCl
(9)
(10)
NaOH
NaCl + NaOCl
Đáp số:
(1):
2Na + 2H 2 O
2NaOH + H 2
(2):
2NaOH
(3):
Na2 CO 3 + CO 2 + H2 O
(4):
2NaHCO 3 + Ca(OH)2 (d-)
(5):
NaOH + HCl
(6):
mn
2NaOH + Cl2 + H2
2NaCl + 2H 2 O pdd,
(7):
4NaOH
+ CO 2
Na2 CO 3 + H 2 O
2NaHCO 3
CaCO 3 + 2NaOH + 2H 2 O
NaCl + H 2 O
(8):
pnc
4Na + O 2 + 2H 2 O
0
t
2Na + H 2
2NaH
(9):
NaH + H 2 O
(10):
2NaOH
NaOH + H 2
+ Cl2
NaCl + NaOCl + H 2 O
2. Sơ đồ 2
(7)
(1)
(6)
(8)
(9)
(10)
Gia sư Thành Được
www.daythem.edu.vn
KClO
K
KClO 3
KCl
KCl
KNO 3
K2 SO 4
KCl
KNO 2
KOH
§¸p sè:
t0
(1):
2K + Cl2
2KCl
(2):
t
2KCl (tinh thÓ) + H 2 SO4 (®Æc)
K2 SO4 + 2HCl
(3):
K2 SO4 + BaCl2
(4):
mn
2KCl + 2H 2 O đpdd,
2KOH + Cl2 + H 2
(5):
KOH + HNO 3
(6):
kmn
KCl + H 2 O đpdd,
KClO + H 2
0
2KCl
+ BaSO 4
KNO 3 + H2 O
C
3KClO 100
KClO 3 + 2KCl
0
t
2KClO
2KCl + 3O
0
(7):
(8):
3
2
KCl + AgNO 3
KNO 3 + AgCl
0
t
2KNO
2KNO + O
(9):
(10):
3
2
2
3. S¬ ®å 3
(7) KOH
(8)
(9)
K[Al(OH)4 ]
KHCO 3
(10)
K2 CO 3 (11)
K2 O
KOH
(1) KCl
(2)
K
(3)
KOH (4)
KClO 3 (5)
KCl (6)
§¸p sè:
(1):
K2 O + 2HCl
2KCl + H 2 O
(2):
2KCl đpnc
2K + Cl2
(3):
2K + 2H 2 O
2KOH
+ H2
(5):
C
5KCl + KClO3 + 3H2 O
6KOH + 3Cl2 100
0
t 2KCl + 3O
2KClO 3
2
(6):
mn
2KOH + Cl2 + H 2
2KCl + 2H2 O đpdd,
(7):
K2 O + H 2 O
(8):
4KOH (d-) + AlCl3
(9):
(10):
K[Al(OH)4 ] +
t0
2KHCO
(11):
K2 CO3 + Ba(OH)2
(4):
4. S¬ ®å 4
0
3
2KOH
CO 2
K[Al(OH)4 ] + 3KCl
Al(OH)3 + KHCO 3
K2 CO3 + CO 2 + H2 O
BaCO 3 + 2KOH
Gia sư Thành Được
www.daythem.edu.vn
(4)
(1)
Na
(2)
Na2 O
(5)
NaOH
(3)
NaCl
(7)
(8)
NaAlO 2
(6)
(9)
NaCl
NaHCO 3
Na2 SO4
§¸p sè:
(1):
2Na + 2H 2 O
2NaOH
+ H2
(2):
Na2 O + H 2 O
(3):
mn
2NaCl + 2H 2 O đpdd,
2NaOH + Cl2 + H2
(4):
4NaOH (d-) + AlCl3
(5):
2NaOH + 2Al + 6H2 O
(6):
2NaOH + Al2 O3 + 3H2 O
(7):
Na[Al(OH)4 ] +
4HCl
(8):
Na[Al(OH)4 ] +
CO 2
(9):
2Na[Al(OH)4 ] + 4H 2 SO4 (lo·ng)
2NaOH
Na[Al(OH)4 ] + 3NaCl
2Na[Al(OH)4 ] + 3H 2
2Na[Al(OH)4 ]
AlCl3 + NaCl + 4H 2 O
Al(OH)3 + NaHCO 3
Al2 (SO 4 )3 + Na2 SO4 + 8H2 O
5. S¬ ®å 5
KH
(3) KCl
(1)
(5) KOH (6)
K[Al(OH)4 (9)
K
K2 SO 4 (2) (4) KOH
(7) KClO
3
(8) KCl
(11) KOH
KHCO 3
(12) K2 CO3
(10)
§¸p sè:
t0
(1):
2K + H 2
(2):
2K + H 2 SO4 (lo·ng)
(3):
2K + Cl2
(4):
2K + 2H 2 O
(5):
mn
2KOH + Cl2 + H 2
2KCl + 2H2 O đpdd,
(6):
4KOH (d-) + AlCl3
t0
2KH
K2 SO4 + H2
2KCl
2KOH
+ H2
K[Al(OH)4 ] + 3KCl
(8):
C
5KCl + KClO 3 + 3H2 O
6KOH + 3Cl2 100
0
2KClO 3 t ,xt 2KCl + 3O 2
(9):
K[Al(OH)4 ] +
(10):
KHCO 3 + HCl
(11):
KHCO 3 + Ba(OH)2 (d-)
BaCO 3 + KOH + H 2 O
(12):
K2 CO3 + CO 2 + H2 O
2KHCO 3
(7):
0
Al(OH)3 + KHCO 3
CO 2
KCl + CO 2 + H2 O
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
kim loại nhóm IIA
Phần A. tóm tắt lý thuyết
I- kim loại
1- Tác dụng với dung dịch axit:
Mg + 2HCl MgCl2 + H2
2- Tác dụng với n-ớc: (chỉ các kim loại Ca, Sr, Ba phản ứng)
Ca + 2H 2 O Ca(OH)2 + H2
3- Tác dụng với dung dịch muối:
Các kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) khi cho vào dung dịch muối sẽ tác dụng với n-ớc dung dịch
bazơ, bazơ tạo thành có thể tác dụng tiếp với muối:
- Ví dụ cho Ca kim loại vào dung dịch CuSO 4 xảy ra các ph-ơng trình:
Ca + 2H 2 O Ca(OH)2 + H2
Ca(OH)2 + CuSO 4 CaSO 4 + Cu(OH)2
4- Điều chế: Điện phân nóng chảy muối halogenua:
CaCl2 pnc
Ca + Cl2
II- oxit
1- Tính tan: CaO tan, BaO tan, SrO tan, MgO không tan.
2- Tác dụng với n-ớc dung dịch bazơ kiềm: (chỉ CaO, SrO và BaO tác dụng)
CaO + H 2 O = Ca(OH)2
3- Tác dụng với axit muối + n-ớc:
4- Tác dụng với oxit axit muối: (chỉ CaO, SrO và BaO tác dụng)
CaO + CO 2 CaCO 3
III- Hidroxit
1- Tác dụng với dung dịch axit muối + n-ớc:
2- Tác dụng với oxit axit muối + n-ớc: (chỉ Ca(OH)2 , Sr(OH)2 và Ba(OH)2 tác dụng)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO 3 + H2 O
2CO 2 + Ca(OH)2 Ca(HCO 3 )2
Dấu hiệu nhận biết sự tạo thành muối axit:
- Đun nóng dung dịch sau phản ứng , xuất hiện kết tủa:
Ca(HCO 3 )2 CaCO 3 + CO 2 + H2 O
- Cho dung dịch kiềm vào dung dịch sau phản ứng, xuất hiện kết tủa:
Ca(HCO 3 )2 + Ca(OH)2 2CaCO 3 + 2H2 O
Ca(HCO 3 )2 + 2NaOH CaCO 3 + Na2 CO 3 + 2H2 O
- Cho dung dịch axit mạnh vào dung dịch sau phản ứng, có khí bay ra:
Ca(HCO 3 )2 + 2HCl CaCl2 + 2CO 2 + 2H 2 O
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
3- Tác dụng với dung dịch muối:
Ca(OH)2 + Na2 SO4 CaSO 4 + 2NaOH
Ca(OH)2 (d-) + NaHCO 3 CaCO 3 + NaOH + H 2 O
4- Tác dụng với Al, Zn, các oxit và các hidroxit của chúng:
2Al + Ba(OH)2 + 2H 2 O Ba(AlO 2 )2 + 3H2
2Al(OH)3 + Ba(OH)2 Ba(AlO 2 )2 + 4H 2 O
IV- muối cacbonat - hidrocacbonat
1- Muối cacbonat
- Phản ứng nhiệt phân: Các muối cacbonat của kim loại nhóm IIA đều bị nhiệt phân tạo thành oxit kim loại
và CO 2 :
- Tác dụng với dung dịch axit:
CaCO 3 + 2HCl CaCl2 + CO 2 + H2 O
- Phản ứng hoà tan kết tủa khi sục khí CO 2 :
CaCO 3 + CO 2 + H2 O Ca(HCO 3 )2
2- Muối hidrocacbonat
- Tác dụng với dung dịch axit:
Ca(HCO 3 )2 + 2HCl CaCl2 + 2CO 2 + 2H 2 O
- Tác dụng với dung dịch bazơ:
Ca(HCO 3 )2 + Ca(OH)2 2CaCO 3 + 2H2 O
Ca(HCO 3 )2 + 2NaOH CaCO 3 + Na2 CO3 + 2H2 O
- Phản ứng nhiệt phân khi đun nóng trong dung dịch::
Ca(HCO 3 )2
CaCO 3 + CO 2 + H2 O
V- muối clorua
- Phản ứng điện phân:
CaCl2 loãng + 2H2 O Ca(OH)2 + Cl2 + H2
CaCl2
Ca + Cl2
- Phản ứng nhận biết.
VI- Muối sunfat
1- Tính tan: MgSO 4 tan, CaSO 4 không tan, BaSO 4 không tan.
2- Tác dụng với dung dịch bazơ kiềm:
MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2 SO4
3- Tác dụng với dung dịch muối:
MgSO4 + Na2 CO3 MgCO3 + Na2 SO4
1. Sơ đồ 1
(1)
(3)
(5)
(6)
(7)
(11)
Gia sư Thành Được
CaH2
www.daythem.edu.vn
CaO
Ca(OH)2
Ca(HCO 3 )2
Ca(HCO 3 )2
Ca
CaCl2
CaCO 3
Ca(OH)2
CaOCl2
CaCl2
Ca(NO 3 )2
§¸p sè:
(1):
t0
Ca + H2
(2):
t0
Ca + Cl2
t0
CaH2
CaCl2
(3):
2Ca + O2
2CaO
(4):
Ca + 2H2 O
Ca(OH)2
(5):
CaO + H2 O
Ca(OH)2
(6):
Ca(OH)2 + CO 2
(7):
Ca(HCO 3 )2 + 2NaOH
(8):
(9):
Ca(OH)2 (huyÒn phï) + Cl2
t0 2CaCl + O
2CaOCl2
2
2
(10):
CaCl2 + Na2 CO 3
(11):
CaCO 3 + CO 2 + H2 O
(12):
CaCO 3 + 2HNO 3
+ H2
CaCO 3 + H 2 O
CaCO 3 + Na2 CO3 + 2H2 O
CaOCl2 + H2 O
CaCO 3 + 2NaCl
Ca(HCO 3 )2
Ca(NO 3 )2 + CO 2 + H 2 O
2. S¬ ®å 2
(7) Ba(OH)2
(8)
Ba(AlO 2 )2 ]
(9)
BaO
(1) BaCO 3
(2)
BaO
(3)
BaCl2
Ba(HCO 3 )2
(4)
(10)
BaCO 3 (11)
BaCl2
Ba
(5)
Ba(OH)2 (6)
§¸p sè:
(1):
(2):
BaO + CO2
BaCO 3
t0
BaCO 3
BaO + CO 2
(3):
BaO + 2HCl
(4):
BaCl2
(5):
Ba + 2H2 O
(6):
Ba(OH)2 + 2HCl
(7):
BaO + H2 O
(8):
2Al + Ba(OH)2 + 2H2 O
(9):
(10):
Ba(AlO 2 )2 + 2CO 2 + 2H 2 O
2Al(OH)3 + Ba(HCO 3 )2
0
t
Ba(HCO 3 )2
BaCO3 + CO2 + H2 O
(11):
BaCO 3 + 2HCl
BaCl2
+ H2O
đpnc
Ba + Cl2
Ba(OH)2
+ H2
BaCl2 + 2H 2 O
Ba(OH)2
Ba(AlO2 )2 + 3H 2
BaCl2 + CO 2 + H2 O
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
3. Sơ đồ 3
(6)
(1)
Ca
CaCl2
(7)
Ca(OH)2
(2) CaCO 3
(3)
Ca(ClO)2
Ca(HCO 3 )2
(8)
(4)
CaCl2
(9)
(10)
Ca(NO 3 )2
CaSO 4
CaCO 3 (5)
Đáp số:
t0
(1):
Ca + Cl2
(2):
CaCl2 + Na2 CO 3
(3):
(4):
CaCO 3 + CO 2 + H2 O
Ca(HCO 3 )2
0
t
Ca(HCO 3 )2
CaCO3 + CO2 + H2 O
(5):
CaCO 3 + 2HNO 3
(6):
mn
CaCl2 (loãng) + 2H 2 O pdd,
Ca(OH)2 + Cl2 + H2
(7):
CaCl2
CaCO 3 + 2NaCl
Ca(NO 3 )2 + CO 2 + H 2 O
(8):
2Ca(OH)2 (loãng) + 2Cl2
CaCl2 + Ca(OCl)2 + 2H 2 O
0
t
Ca(OCl)2
CaCl2 + O2
(9):
CaCl2 + 2AgNO 3
(10):
Ca(NO 3 )2 + Na2 SO4
Ca(NO3 )2 + 2AgCl
CaSO 4 + 2NaNO 3
4. Sơ đồ 4
Chọn các muối A, B thích hợp của bari để hoàn thành sơ đồ phản ứng:
(1) Ba(OH)
2
(2)
(4) (5)
(6)
Ba
BaO
(10)
Đáp số:
(3) B
A
(12)
(8) (9)
BaCO 3
(11)
A l muối BaCl2 , B là muối Ba(HCO 3 )2
(1):
Ba(OH)2 + 2HCl
(2):
mn
Ba(OH)2 + Cl2 + H2
BaCl2 (loãng) + 2H 2 O pdd,
(3):
BaCl2 + 2H2 O
(4):
Ba(OH)2 + 2CO 2
t0
Ba + Cl2
BaCl2
(5):
BaCl2
(6):
BaO + H2 O
t0
Ba(OH)
(7):
Ba(HCO 3 )2
pnc
Ba + Cl2
2
Ba(OH)2
0
t
BaO + H 2 O
(8):
Ba(HCO 3 )2
BaCO3 + CO2 + H2 O
(9):
(10):
BaCO 3 + CO 2 + H2 O
t0 2BaO
2Ba + O 2
(11):
BaO + CO2
BaCO 3
Ba(HCO 3 )2
Gia sư Thành Được
(12):
www.daythem.edu.vn
t0
BaCO 3
BaO + CO 2
5. S¬ ®å 5
(1) CaCl2
Ca
(13)
(7) CaO
(2)
(3)
Ca(OH)2
Ca(HCO 3 )2
(14)
(8)
(4)
CaSO 4
(16)
(15)
CaCO 3
CaCl2
(9)
Ca
(10)
(11)
(5)
CaO
(6)
(17) (18) CaSO 4
Ca(OH)2 (12)
§¸p sè:
t0
(1):
Ca + Cl2
CaCl2
(2):
mn
CaCl2 (lo·ng) + 2H 2 O đpdd,
Ca(OH)2 + Cl2 + H2
(3):
Ca(OH)2
(4):
(5):
Ca(HCO3 )2 + Na2 SO4
CaSO 4 + Na2 SO4
t0
2CaSO 4
2CaO + 2SO 2 + O 2
(6):
CaO + SO 3
+ 2CO 2
t0
Ca(HCO 3 )2
CaSO 4
(7):
2Ca + O2
2CaO
(8):
CaO + CO 2
(9):
CaCO 3 + 2HCl
(10):
CaCl2 đpnc
Ca + Cl2
(11):
Ca + 2H 2 O
(12):
Ca(OH)2 + Na2 SO4
(13):
CaO + 2HCl
(14):
Ca(OH)2 + CO 2
(15):
Ca(HCO3 )2 + 2HCl
(16):
Ca + H2 SO4 (lo·ng)
(17):
CaO
CaCO 3
CaCl2 + CO 2 + H2 O
Ca(OH)2 + H 2
CaSO4 + 2NaOH
CaCl2 + H 2 O
CaCO 3 + H2 O
CaCl2 + CO 2 + H2 O
CaSO4 + H2
+ H2O
Ca(OH)2
t0
Ca(OH)2
CaO + H2 O
(18):
6. S¬ ®å 6
BaCl2 (1)
(4) BaO
(2) Ba
BaH 2 (3) (8) Ba(OH)2
(5)
(2):
(3):
(6)
BaCl2
(7)
Ba(OH)2
(13) (12)
(9)
§¸p sè:
(1):
BaCO 3
BaCl2 đpnc
Ba + Cl2
t0
Ba + Cl2
BaCl2
t0
Ba + H 2
BaH 2
t0
Ba(HCO 3 )2
(10)
BaCO 3
(11)
BaO
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
(4):
2Ba + O 2
(5):
BaO + CO2
(6):
BaCO 3 + 2HCl
(7):
mn
BaCl2 (loãng) + 2H 2 O pdd,
Ba(OH)2 + Cl2 + H2
(8):
Ba + 2H2 O
(9):
Ba(OH)2 + 2CO2
(10):
(12):
Ba(HCO 3 )2 un
núng
BaCO3 + CO 2 + H 2 O
0
t
BaCO3
BaO + CO 2
t0
Ba(OH)2
BaO + H2 O
(13):
BaO + 2H2 O
(11):
2BaO
BaCO 3
BaCl2 + CO 2 + H2 O
Ba(OH)2 + H 2
Ba(HCO 3 )2
Ba(OH)2
7. Sơ đồ 7
A
(1)
Ca(HCO 3 )2
B
(6)
(3)
(2)
CaCO 3
(5)
CaCl2
(8)
Ca(OCl)2
(7)
(4)
CaCl2
(9)
Đáp số: A là Ca(OH)2 ; B là CaCO 3 .
(1):
Ca(OH)2
(2):
CaCO 3 + CO 2 + H2 O
(3):
núng
CaCO3 + CO 2 + H 2 O
Ca(HCO 3 )2 un
(4):
Ca(HCO 3 )2 + 2NaOH
(5):
CaCO 3 + 2HCl
(6):
k mn
Ca(OCl)2 + 2H2
CaCl2 (loãng) + 2H2 O pdd,
(7):
k mn
Ca(OCl)2 + 2H2 + 4NaCl
CaCl2 + 2Cl2 + 4NaOH pdd,
(8):
(9):
+ 2CO 2
Ca(HCO 3 )2
Ca(HCO 3 )2
CaCO 3 + Na2 CO3 + 2H2 O
CaCl2 + CO 2 + H2 O
Ca(OCl)2 + 4HCl (đặc))
CaCl2 + 2Cl2 + 2H 2 O
0
t
Ca(OCl)2
CaCl2 + O2
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
Nhôm và hợp chất
Phần A. tóm tắt lý thuyết
I. nhôm
1. Tác dụng với phi kim
Khi đốt nóng, nhôm tác dụng với nhiều phi kim nh- oxi, l-u huỳnh, halogen.
t
4Al + 3O 2
2Al2 O3
0
t
2Al + 3S
Al2 S3
0
t
2Al + 3Cl2
2AlCl3
2. Tác dụng với axit
a. Dung dịch axit HCl và H 2 SO4 loãng giải phóng hidro:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3 H2
0
2Al + 3H 2 SO 4 Al2 (SO 4 )3 + 3H2
b. Dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng:
t
2Al + 6H 2 SO 4 (đặc)
Al2 (SO 4 )3 + 3SO 2 + 6H2 O
Chú ý: Al không tan trong dung dịch H 2 SO 4 đặc nguội!
c. Dung dịch HNO 3 :
Nhôm tác dụng với dung dịch HNO 3 tạo thành Al(NO 3 )3 , n-ớc và các sản phẩm ứng với số oxi hoá thấp hơn
của nitơ: NH 4 NO3 ; N2 ; N2 O ; NO ; NO 2 .
10Al + 36HNO 3 10Al(NO 3 )3 + 3N2 + 18H 2 O
0
8Al + 30HNO 3 8Al(NO 3 )3 + 3N2 O + 15H 2 O
Chú ý: Al không tan trong dung dịch HNO 3 đặc nguội!
3. Tác dụng với n-ớc
2Al + 6H 2 O 2Al(OH)3 + 3H 2
Phản ứng này chỉ xảy ra trên bề mặt của thanh Al do Al(OH) 3 tạo thành không tan đã ngăn cản phản ứng.
Thực tế coi Al không tác dụng với n-ớc!
4. Tác dụng với dung dịch kiềm
2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H2
hoặc:
2Al + 2NaOH + 4H2 O Na[Al(OH)4 ] + 3H2
2Al + Ba(OH)2 + 2H 2 O Ba(AlO 2 )2 + 3H2
5. Tác dụng với dung dịch muối
2Al + 3CuSO 4 Al2 (SO 4 )3 + 3Cu
Al + 3AgNO 3 Al(NO 3 )3 + 3Ag
6. Tác dụng với oxit kim loại (phản ứng nhiệt nhôm):
a. Khái niệm
Nhiệt nhôm là ph-ơng pháp điều chế kim loại bằng cách dùng Al kim để khử oxit kim loại thành kim loại ở
nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí.
t
2Al + Fe2 O3
Al2 O3 + 2Fe
0
(*)
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
b. Phạm vi áp dụng
Phản ứng nhiệt nhôm chỉ sử dụng khi khử các oxit của kim loại trung bình và yếu nh-: oxit sắt, (FeO, Fe 2 O3 ,
Fe3 O4 ) oxit đồng, oxit chì...
Không sử dụng ph-ơng pháp này để khử các oxit kim loại mạnh nh-: ZnO, MgO...
II. nhôm oxit
1. Tính chất vật lý: Là chất rắn màu trắng, không tan trong n-ớc.
2. Tính chất hoá học: (Tính chất l-ỡng tính)
Tác dụng với dung dịch axit:
Al2 O 3 + 3H2 SO4 Al2 (SO 4 )3 + 3H2 O
Tác dụng với dung dịch bazơ muối aluminat:
Al2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H2 O
hoặc:
Al2 O 3 + 2NaOH + 3H2 O 2Na[Al(OH)4 ]
Al2 O 3 + Ba(OH)2 Ba(AlO 2 )2 + H2 O
3. Điều chế:
- Cho Al tác dụng với oxi.
t
- Nhiệt phân Al(OH)3 : 2Al(OH)3
Al2 O3 + 3H2 O
0
III. nhôm hidroxit
1. Tính chất vật lý: Là chất kết tủa keo màu trắng, không tan trong n-ớc.
2. Tính chất hoá học: (Tính chất l-ỡng tính)
Tác dụng với dung dịch axit:
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2 O
Tác dụng với dung dịch bazơ muối aluminat:
Al(OH)3 + NaOH NaAlO 2 + 2H2 O
hoặc:
Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4 ]
2Al(OH)3 + Ba(OH)2 Ba(AlO 2 )2 + 4H 2 O
Chú ý: Al(OH)3 không tan đ-ợc trong các dung dịch bazơ yếu nh- NH 3 , Na2 CO 3 ...
3. Điều chế
a. Từ dung dịch muối Al3+ nh- AlCl3 , Al(NO 3 )3 , Al2 (SO 4 )3 :
- Tác dụng với dung dịch bazơ yếu (dung dịch NH 3 , dung dịch Na2 CO 3 ...):
AlCl3 + 3NH 3 + 3H2 O Al(OH)3 + 3NH 4 Cl
2AlCl3 + 3Na2 CO3 + 3H2 O 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO 2
- Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh (dung dịch NaOH, Ba(OH)2 ...):
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 tạo thành tan dần khi cho kiềm d-:
Al(OH)3 + NaOH NaAlO 2 + 2H2 O
Tổng quát:
AlCl3 + 4NaOH NaAlO 2 + 3NaCl + 2H 2 O
b. Từ dung dịch muối aluminat (NaAlO 2 , Ba(AlO 2 )2 ...):
- Tác dụng với dung dịch axit yếu (khí CO 2 , dung dịch NH 4 Cl, dung dịch AlCl3 ... :
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
NaAlO 2 + CO 2 + 2H2 O Al(OH)3 + NaHCO 3
NaAlO 2 + NH 4 Cl + H2 O Al(OH)3 + NaCl + NH 3
3NaAlO 2 + AlCl3 + 3H2 O 4Al(OH)3 + 3NaCl
- Tác dụng với dung dịch axit mạnh (dung dịch HCl...):
NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH)3 + NaCl
Al(OH)3 tạo thành tan dần khi cho axit d-:
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2 O
Tổng quát:
NaAlO 2 + 4HCl AlCl3 + NaCl + 2H 2 O
IV. muối nhôm
Hầu hết các muối nhôm đều tan trong n-ớc và tạo ra dung dịch có môi tr-ờng axit yếu làm chuyển quỳ tím
thành màu hồng:
[Al(H 2 O)]3+ + H2 O
[Al(OH)]2+ + H 3 O+
Một số muối nhôm ít tan là: AlF3 , AlPO 4 ...
Muối nhôm sunfat có khả năng tạo phèn. Công thức của phèn chua là K2 SO4 .Al2 (SO 4 )3 .24H 2 O.
Điều chế phèn nhôm:
kết tinh
Al2 (SO 4 )3 + K2 SO4 + 24H 2 O
2KAl(SO4 )2 .12H 2 O
V. Sản xuất nhôm
Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng boxit Al2 O 3 .nH2 O. Quặng boxit th-ờng lẫn các tạp chất là Fe2 O3 và
SiO 2 . Ng-ời ta làm sạch nguyên liệu theo trình tự sau:
Quặng boxit đ-ợc nghiền nhỏ rồi đ-ợc nấu trong dung dịch xút đặc ở khoảng 180oC. Loại bỏ đ-ợc tạp chất
không tan là Fe2 O 3 , đ-ợc dung dịch hỗn hợp hai muối là natri aluminat và natri silicat:
Al2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H2 O
SiO2 + 2NaOH Na2 SiO 3 + H2 O
Sục CO 2 vào dung dịch, Al(OH)3 tách ra:
NaAlO 2 + CO 2 + 2H2 O Al(OH)3 + NaHCO 3
Lọc và nung kết tủa Al(OH)3 ở nhiệt độ cao (> 900oC) ta đ-ợc Al2 O 3 khan.
Điện phân nóng chảy Al2 O3 với criolit (3NaF.AlF3 hay Na3 AlF6 ) trong bình điện phân với hai điện cực bằng
than chì, thu đ-ợc nhôm:
4Al + 3O 2
2Al2 O3 dpnc
Các phản ứng phụ xảy ra trên điện cực: khí oxi ở nhiệt độ cao đã đốt cháy d-ơng cực là cacbon, sinh ra hỗn
hợp khí là CO và CO 2 theo các ph-ơng trình:
C + O2 CO2
2C + O 2 2CO
Sự khử ion Al3+ trong Al2 O 3 là rất khó khăn, không thể khử đ-ợc bằng những chất khử thông th-ờng nh- C,
CO, H 2 ...
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
Phần B- chuỗi pHảN ứNG của nhôm
1. Sơ đồ 1
(5)
(2)
(3)
(4)
Al2 O3
Al(NO 3 )3
Al(OH)3
Na[Al(OH)4 ]
(9)
(6)
(7)
(8)
Al(OH)3
Al2 O3
Na[Al(OH)4 ]
Al2 (SO 4 )3
KAl(SO 4 )2 .12H 2 O
Al
(1)
Đáp số:
t0
(1):
4Al + 3O 2
2Al2 O3
(2):
Al2 O3 + 6HNO 3
(3):
Al(NO 3 )3 + 3NH 3 + 3H2 O
(4):
Al(OH)3 + NaOH
(5):
(6):
K[Al(OH)4 ] + CO 2
Al(OH)3
0
t
2Al(OH)3
2Al2 O3 + 3H 2 O
(7):
Al2 O3 + 2NaOH + 3H 2 O
(8):
2K[Al(OH)4 ] + 4H 2 SO4
(9):
Al2 (SO 4 )3 + K2 SO4 + 24H 2 O
2Al(NO 3 )3 + 3H2 O
Al(OH)3
+ 3NH 4 NO3
Na[Al(OH)4 ]
+ KHCO 3
2Na[Al(OH)4 ]
Al2 (SO 4 )3 + K2 SO 4 + 4H 2 O
kết tinh
2KAl(SO 4 )2 .12H 2 O
2. Sơ đồ 2
Al
(1)
(10) Al2 O 3
(9)
Al(NO 3 )3
AlCl3
(2)
(3)
NaAlO 2
(8)
Al(OH)3
KAlO 2
(4)
(7)
Al
Al2 O3 (5)
Đáp số:
t0
(1):
2Al + 3Cl2
(2):
AlCl3 + 4NaOH
(3):
(4):
Na[Al(OH)4 ] + HCl
Al(OH)3 + NaCl + H 2 O
0
t 2Al O + 3H O
2Al(OH)3
2 3
2
(5):
2Al2 O 3
(6):
Al + Fe2 O3
(7):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O
2Na[Al(OH)4 ] + 3H 2
(8):
K[Al(OH)4 ] + 4HNO 3
Al(NO 3 )3 + KNO 3 + 4H2 O
(9):
2Al(NO 3 )3
(10):
Al2 O3 + 6HCl
đpnc
2AlCl3
Na[Al(OH)4 ] + 3NaCl
4Al + 3O 2
t0 Al O + 2Fe
2 3
200 0C
Al2 O3 + 6NO 2 +
2AlCl3 + 3H2 O
3
O2
2
(6)
Fe
Gia sư Thành Được
www.daythem.edu.vn
3. S¬ ®å 3
(6)
Al2 S3
(7)
(8)
Al(OH)3
(9)
Ba(AlO 2 )2
Al(OH)3 (10)
Al
(1)
Al4 C3
(2)
(3)
Al(OH)3
K[Al(OH)4
(4)
Al2 O3
Al(NO 3 )3
(5)
§¸p sè:
1500 0C
(1):
4Al + 3C (grafit)
(2):
Al4 C3 + 12H2 O
(3):
Al(OH)3 + KOH
(4):
K[Al(OH)4 ] + 4HNO 3
(5):
2Al(NO 3 )3
(6):
2Al + 3S
(7):
Al2 S3 + 6H2 O
(8):
2Al(OH)3 + Ba(OH)2
(9):
Ba(AlO 2 )2 + 2CO 2 + 4H 2 O
2Al(OH)3
t0
2Al(OH)3
2Al2 O3 + 3H 2 O
(10):
200 0C
200 0C
Al4 C3
4Al(OH)3 + 3CH 4
K[Al(OH)4 ]
Al(NO 3 )3 + KNO 3 + 4H2 O
3
O2
2
Al2 O3 + 6NO 2 +
Al2 S3
2Al(OH)3
+ 3H2 S
Ba(AlO 2 )2 + 4H2 O
+ Ba(HCO 3 )2
4. S¬ ®å 4
Al
Al2 O3
AlCl3
(1)
(4)
(7)
(2)
(5)
(8)
NaAlO 2
(3)
Al(OH)3
(6)
(9)
KAlO 2
Ba(AlO 2 )2
Al2 (SO 4 )3
§¸p sè:
2Na[Al(OH)4 ] + 3H 2
(1):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O
(2):
Al2 O3 + 2NaOH + 3H 2 O
(3):
AlCl3 + 4NaOH
(4):
Na[Al(OH)4 ] + CO 2
(5):
Na[Al(OH)4 ] + NH 4 Cl
(6):
Na[Al(OH)4 ] + HCl (võa ®ñ)
(7):
Al(OH)3 + KOH
(8):
2Al(OH)3 + Ba(OH)2
Ba(AlO 2 )2 + 4H2 O
(9):
2Al(OH)3 + 3H2 SO4
Al2 (SO 4 )3 + 6H2 O
2Na[Al(OH)4 ]
Na[Al(OH)4 ] + 3NaCl
Al(OH)3 + NaHCO 3
Al(OH)3 + NaCl + NH 3
Al(OH)3 + NaCl
K[Al(OH)4 ]
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
5. Sơ đồ 5
Cho M là một kim loại. Viết các ph-ơng trình phản ứng theo dãy biến hóa sau:
B
+ HCl
+ X+ Z
M
t0
D
+ NaOH + Z
C
E
điện phân
nóng chảy
M
+ Y+ Z
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH - CĐ khối A năm 2003)
Đáp số: Các ph-ơng trình phản ứng theo dãy biến hóa:
2AlCl3 + 3H2
2Al + 6HCl
2NaAlO 2 + 3H2
2Al + 2NaOH + 2H 2 O
Al(OH)3
AlCl3 + 3NH3 + 3H2 O
Al(OH)3 + NaHCO 3
NaAlO 2 + CO 2 + 2H2 O
(C)
2Al(OH)3
+ 3NH4 Cl
(Y)
(Z)
(D)
0
t
2Al2 O3 + 3H 2 O
(D)
(E)
2Al2 O 3
(E)
đpnc
4Al + 3O 2
(M)
6. Sơ đồ 6
Chọn các muối A, B thích hợp của nhôm để hoàn thành sơ đồ phản ứng:
(1)
A
(12)
Al
(2)
(10)
(11)
Al(OH)3
(9)
(3)
(4)
(7)
Al2 O3
(8)
B
(5) (6)
Al(NO 3 )3
Đáp số: A là muối nhôm clorua; B là muối natri aluminat.
(1):
Al(OH)3 + 3HCl
AlCl3 + 3H2 O
(2):
AlCl3 + 3NH3 + 3H2 O
(3):
Na[Al(OH)4 ] + CO 2
(4):
Al(OH)3 + NaOH
(5):
Na[Al(OH)4 ] + 4HNO 3
(6):
Al(NO 3 )3 + 4NaOH
Al(OH)3 + 3NH 4 Cl
Al(OH)3 + NaHCO 3
Na[Al(OH)4 ]
Al(NO 3 )3 + NaNO 3 + 4H2 O
Na[Al(OH)4 ] + 3NaNO 3
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
200 0C
2Al(NO 3 )3
(8):
(9):
Al2 O3 + 6HNO 3
2Al(NO 3 )3 + 3H2 O
0
t
2Al(OH)3
2Al2 O3 + 3H 2 O
(10):
2Al2 O 3
(11):
4Al + 3O 2
(12):
2Al + 3Cl2
đpnc
Al2 O3 + 6NO 2 +
3
O2
2
(7):
4Al + 3O 2
t0 2Al O
2 3
t0
2AlCl3
7. Sơ đồ 7
Hãy chọn các chất A, B, C, D thích hợp từ các chất Al2 O3 , AlCl3 , Na[Al(OH)4 ], Al(NO 3 )3 để hoàn thành sơ đồ
biến hóa sau:
(3)
A
(1)
B
(5)
(2)
(8)
(6)
Al
(11) (12)
(9)
(7)
(10)
D
(4)
C
Đáp số: A là AlCl3 ; B là Al(NO 3 )3 ; C là Al2 O 3 ; D là Na[Al(OH)4 ].
(1):
AlCl3 + 4NaOH
(2):
Na[Al(OH)4 ] + 4HCl
(3):
AlCl3 + 3AgNO 3
(4):
(6):
Al2 O3 + 2NaOH + 3H 2 O
2Na[Al(OH)4 ]
0
t
2Al + 3Cl2
2AlCl3
0
t
AlCl3 + 3Na
Al + 3NaCl
(7):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O
(8):
Al + 4HNO 3 (loãng)
(5):
đpnc
(9):
2Al2 O 3
(10):
4Al + 3O 2
Na[Al(OH)4 ] + 3NaCl
AlCl3 + NaCl + 4H 2 O
Al(NO 3 )3 + 3AgCl
2Na[Al(OH)4 ] + 3H 2
Al(NO 3 )3 + NO + 2H 2 O
4Al + 3O 2
t0 2Al O
2
3
0
200 C
(11):
2Al(NO 3 )3
(12):
Al2 O3 + 6HNO 3
Al2 O3 + 6NO 2 +
3
O2
2
2Al(NO 3 )3 + 3H2 O
8. Sơ đồ 8
(5)
(6)
Al(OH)3
Al(NO 3 )3 (9)
Na[Al(OH)4 ]
(1) (3) AlCl3
(11)
Al
Al2 O3
(7)
(2)
(4)
Al(NO 3 )3
K[Al(OH)4 ]
Al(OH)3 (10) (12) Al
(8)
Al2 O3
Gia sư Thành Được
www.daythem.edu.vn
§¸p sè:
t0
(1):
4Al + 3O 2
2Al2 O3
(2):
(3):
Al + 4HNO 3 (lo·ng)
Al(NO 3 )3 + NO + 2H 2 O
0
t
2Al + 3Cl
2AlCl
(4):
2Al + 2KOH + 6H 2 O
(5):
AlCl3 + 3NH3 + 3H2 O
(6):
Al(OH)3 + 3HNO 3
Al(NO 3 )3 + 3H 2 O
(7):
K[Al(OH)4 ] + HCl
Al(OH)3 + KCl + H 2 O
(8):
Al(OH)3 + KOH
(9):
(10):
Al2 O3 + 6HNO 3
2Al(NO 3 )3 + 3H2 O
t0
2Al(OH)3
2Al2 O3 + 3H 2 O
(11):
Al2 O3 + 2NaOH + 3H 2 O
2
(12):
2Al2 O 3
®pnc
3
2K[Al(OH)4 ] + 3H 2
Al(OH)3
+ 3NH4 Cl
K[Al(OH)4 ] + H 2 O
2Na[Al(OH)4 ]
4Al + 3O 2
9. S¬ ®å 9
(1)
Al
(4)
AlCl3
(3)
Al2 O3
(2)
(6)
Al(NO 3 )3
(8)
Na[Al(OH)4 ]
(5)
(9)
AlCl3
(11)
(7)
Al(OH)3
(10)
(14)
K[Al(OH)4 ]
(13)
(12)
Ba(AlO 2 )2
Al2 (SO 4 )3
(15)
§¸p sè:
t0
(1):
2Al + 3Cl2
2AlCl3
(2):
AlCl3 + 4NaOH
(3):
(4):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O
t0
4Al + 3O 2
2Al2 O3
(5):
Al2 O3 + 2NaOH + 3H 2 O
(6):
Na[Al(OH)4 ] + 4HNO 3
(7):
Al(NO 3 )3 + 3NH 3 + 3H2 O
(8):
Na[Al(OH)4 ] + CO 2
(9):
Na[Al(OH)4 ] + 4HCl
(10):
AlCl3 + 3NH3 + 3H2 O
(11):
Al(OH)3 + KOH
(12):
2Na[Al(OH)4 ] + 4H 2 SO4
(13):
2Al(OH)3 + 3H2 SO4
(14):
2Al(OH)3 + Ba(OH)2
Na[Al(OH)4 ] + 3NaCl
2Na[Al(OH)4 ] + 3H 2
2Na[Al(OH)4 ]
Al(NO 3 )3 + NaNO 3 + 4H2 O
Al(OH)3 + 3NH 4 NO 3
Al(OH)3 + NaHCO 3
AlCl3 + NaCl + 4H 2 O
Al(OH)3
+ 3NH4 Cl
K[Al(OH)4 ] + 2H 2 O
Al2 (SO 4 )3 + Na2 SO 4 + 8H 2 O
Al2 (SO 4 )3 + 6H2 O
Ba(AlO 2 )2 + 4H2 O
Gia sư Thành Được
(15):
www.daythem.edu.vn
Al2 (SO 4 )3 + BaSO 4 + 4H2 O
Ba(AlO 2 )2 + 4H2 SO4
10. S¬ ®å 10
Al
F
+ O2, t 0
A
(1)
+ dd NaOH
+ dd H2SO4 l, d(7)
(2)
B
+ CO2
(3)
kÕt tinh
G +H
D
I
(8)
+ dd NaOH
B
(4)
+ dd NH3
+ dd HCl d-
D
(9)
E
(5)
t0
(10)
A
+ dd KOH d(6)
®pnc
(11)
Al
§¸p sè:
(1):
4Al + 3O 2
t0
2Al2 O3
(A)
(2):
Al2 O3 + 2NaOH + 3H 2 O
2Na[Al(OH)4 ]
(A)
(3):
(B)
Al(OH)3 + NaHCO 3
Na[Al(OH)4 ] + CO 2
(B)
(4):
(5):
(6):
(D)
Al(OH)3 + NaOH
Na[Al(OH)4 ] + 2H2 O
(D)
(B)
Na[Al(OH)4 ] + 4HCl
AlCl3 + NaCl + 4H 2 O
(B)
(E)
AlCl3 + 4KOH
K[Al(OH)4 ] + 3KCl
(E)
(7):
(F)
2K[Al(OH)4 ] + 4H 2 SO4
(F)
(7):
Al2 (SO 4 )3 + K2 SO4 + 8H2 O
(G)
Al2 (SO 4 )3 + K2 SO4 + 24H 2 O
(G)
(H)
(H)
K2 SO4 .Al2 (SO 4 )3 .24H 2 O
(I)
(8):
K2 SO4 .Al2 (SO 4 )3 .24H2 O + 3NH 3 + 3H 2 O
(9):
3NH4 NO 3 + 24H2 O
t0 2Al O + 3H O
2Al(OH)3
2 3
2
(D)
(12):
2Al2 O 3
(A)
®pnc
4Al + 3O 2
Al(OH)3 + K2 SO 4
(D)
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
sắt
Phần a. tóm tắt lý thuyết
I. sắt
1. Tác dụng với phi kim:
t
3Fe + 2O 2 (không khí)
Fe3 O 4
0
t
Fe + S
FeS
0
t
2Fe + 3Cl2
FeCl3
2. Tác dụng với axit
- Tác dụng với dung dịch axit HCl và H 2 SO 4 loãng Muối sắt(II) + H 2 :
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
0
Fe + H2 SO 4 FeSO 4 + H2
- Dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng:
t
2Fe + 6H 2 SO 4
Fe2 (SO 4 )3 + 3SO 2 + 6H2 O
Nếu Fe d-:
Fe + Fe2 (SO 4 )3 3FeSO 4
0
Chú ý: Fe không tan trong dung dịch H 2 SO 4 đặc nguội!
- Dung dịch HNO 3 : Fe tác dụng với dung dịch HNO 3 tạo thành Fe(NO 3 )3 , n-ớc và các sản phẩm ứng với số
oxi hoá thấp hơn của nitơ (NH 4 NO3 ; N2 ; N2 O ; NO ; NO 2 ). Ví dụ:
t
Fe + 6HNO 3 (đặc)
Fe(NO 3 )3 + 3NO2 + 3H2 O
0
Nếu Fe d-:
Fe + 2Fe(NO 3 )3 3Fe(NO 3 )2
Chú ý: Fe không tan trong dung dịch HNO 3 đặc nguội!
3. Tác dụng với hơi n-ớc
570 C
Fe3 O4 + 4H 2
3Fe + 4H 2 O
0
570 C
FeO + H 2
Fe + H2 O
0
4. Tác dụng với dung dịch muối
Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu
Fe + 2AgNO 3 Fe(NO 3 )2 + 2Ag
II. Hợp chất sắt(II):
Hợp chất Fe(II) khi tác dụng với chất oxi hoá sẽ bị oxi hoá thành hợp chất Fe(III).
1. Sắt(II) oxit: FeO
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu đen, không tan trong n-ớc.
b. Tính chất hoá học:
- Tính chất của oxit bazơ:
FeO + H 2 SO 4 (loãng) FeSO 4 + H2 O
- Tính khử: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh nh- dung dịch HNO 3 , dung dịch H 2 SO4 đặc
2FeO + 4H 2 SO4 (đặc) Fe2 (SO 4 )3 + SO 2 + 4H2 O
3FeO + 10HNO 3 3Fe(NO 3 )3 + NO + 5H 2 O
- Tính oxi hoá: thể hiện khi nung nóng với các chất khử nh- C, CO, H 2 , Al:
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
t
FeO + H 2
Fe + H 2 O
c. Điều chế:
- Nhiệt phân các hợp chất không bền của Fe(II) trong điều kiện không có không khí:
0
t
t
Fe(OH)2
FeO + H 2 O hoặc FeCO 3
FeO + CO 2
0
0
2. Sắt(II) hidroxit: Fe(OH)2
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu lục nhạt, không tan trong n-ớc.
b. Tính chất hoá học:
- Tính chất bazơ: Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2 O
- Tính khử: ở nhiệt độ th-ờng Fe(OH)2 bị oxi hoá nhanh chóng trong không khí ẩm thành Fe(OH)3 màu nâu
đỏ:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H 2 O 4Fe(OH)3
c. Điều chế:
Cho dung dịch muối Fe(II) tác dụng với dung dịch kiềm.
3. Muối sắt(II):
a. Muối tan: FeCl2 , FeSO 4 , Fe(NO 3 )2 :
- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi):
FeSO 4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2 SO 4
- Tính khử mạnh: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh nh- khí Cl2 , dung dịch HNO 3 , dung dịch
H 2 SO 4 đặc, dung dịch KMnO 4 trong môi tr-ờng H 2 SO4 loãng
2FeCl2 + Cl2 2FeCl3
2FeSO 4 + 2H2 SO4 (đặc) Fe2 (SO 4 )3 + SO 2 + 2H2 O
3Fe2+ + NO 3. + 4H+ 3Fe3+ + NO + 2H 2 O
10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H2 SO4 5Fe2 (SO 4 )3 +K2 SO4 + 2MnSO 4 + 8H2 O
Dạng ion thu gọn:
5Fe2+ + MnO 4.+ 8H + 5Fe3+ + Mn2+ + 4H 2 O
- Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn:
Mg + FeSO 4 MgSO4 + Fe
b. Muối không tan
- Muối FeCO 3 :
t
Phản ứng nhiệt phân: FeCO 3
FeO + CO 2
0
t
Nếu nung trong không khí: 4FeO + O 2
2Fe2 O3
Phản ứng trao đổi: FeCO 3 + 2HCl FeCl2 + CO 2 + H2 O
Tính khử:
FeCO 3 + 4HNO 3 Fe(NO 3 )3 + NO 2 + CO 2 + 2H2 O
2FeCO 3 + 4H2 SO4 (đặc) Fe2 (SO 4 )3 + SO 2 + 2CO 2 + 4H2 O
0
- Muối FeS:
Phản ứng trao đổi: FeS + 2HCl FeCl2 + H2 S
Tính khử:
FeS + 6HNO 3 Fe(NO 3 )3 + H2 SO 4 + 3NO + 2H 2 O
c. Muối FeS2 :
t
- Tính khử:
4FeS2 + 11O 2
2Fe2 O 3 + 8SO 2
FeS2 + 18HNO 3 Fe(NO 3 )3 + H2 SO 4 + 15NO 2 + 7H2 O
0
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
III. Hợp chất sắt(III)
1. Sắt(III) oxit: Fe2 O3
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong n-ớc.
b. Tính chất hoá học:
- Tính chất của oxit bazơ:
Fe2 O 3 + 3H2 SO4 Fe2 (SO4 )3 + 3H2 O
Fe2 O 3 + 6HNO 3 2Fe(NO 3 )3 + 3H 2 O
- Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các chất khử thông th-ờng nh- C, CO, H 2 , Al:
t
Fe2 O 3 + 3H2
2Fe + 3H 2 O
c. Điều chế:
0
t
- Nhiệt phân Fe(OH)3 : 2Fe(OH)3
Fe2 O3 + 3H2 O
2. Sắt(III) hidroxit: Fe(OH)3
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất kết tủa màu nâu đỏ, không tan trong n-ớc.
b. Tính chất hoá học:
- Tính chất bazơ:
0
t
Fe(OH)3 + 3H2 SO4
Fe2 (SO 4 )3 + 3H2 O
0
t
- Phản ứng nhiệt phân: 2Fe(OH)3
Fe2 O3 + 3H 2 O
c. Điều chế:
- Cho dung dịch muối Fe(III) tác dụng với dung dịch NH 3 hoặc các dung dịch bazơ kiềm:
FeCl3 + 3NH 3 + 3H2 O Fe(OH)3 + 3NH 4 Cl
0
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
3. Muối sắt(III):
a. Muối tan: FeCl3 , Fe2 (SO 4 )3 , Fe(NO 3 )3 :
- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi):
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
- Tính oxi hoá (Thể hiện khi tác dụng với chất khử nh- Cu, Fe):
Fe + 2Fe(NO 3 )3 3Fe(NO 3 )2
Cu + 2Fe(NO 3 )3 2Fe(NO 3 )2 + Cu(NO 3 )2
- Khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn:
Mg + 2FeCl3 MgCl2 + 2FeCl2
Mg + FeCl2 MgCl2 + Fe
b. Muối không tan: FePO 4
IV. oxit sắt từ : Fe3 O 4 (FeO.Fe2 O 3 )
1. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu, không tan trong n-ớc.
2. Tính chất hoá học:
- Tính bazơ: Fe3 O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2 O
Fe3 O 4 + 4H2 SO4 (loãng) FeSO 4 + Fe2 (SO 4 )3 + 4H2 O
- Tính khử:
2Fe3 O4 + 10H2 SO4 (đặc) 3Fe2 (SO 4 )3 + SO 2 + 10H2 O
Fe3 O 4 + 10HNO 3 3Fe(NO 3 )3 + NO 2 + 5H2 O
- Tính oxi hoá (tác dụng với các chất khử thông th-ờng nh- C, CO, H 2 , Al):
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
t
Fe3 O 4 + 4CO
3Fe + 4CO 2
0
V. Sản xuất gang
1. Nguyên liệu
- Quặng hematit, chứa Fe2 O3
- Quặng manhetit, chứa Fe3 O4
- Quặng xiđerit, chứa FeCO 3
- Quặng prit, chứa FeS2
2. Nguyên tắc sản xuất gang
Khử oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao (ph-ơng pháp nhiệt luyện)
Trong lò cao, sắt có số oxi hoá cao bị khử dần dần đến sắt có số oxi hoá thấp theo sơ đồ:
Fe2 O 3 Fe3 O4 FeO Fe
3. Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình sản xuất gang
- Phản ứng tạo chất khử CO:
C + O2 CO 2 và CO 2 + C 2CO
- CO khử sắt trong oxit:
Phần trên thân lò có nhiệt độ khoảng 400oC: 3Fe2 O 3 + CO 2Fe3 O4 + CO 2
Phần giữa thân lò có nhiệt độ khoảng 500 - 600oC: Fe3 O4 + CO 3FeO + CO 2
Phần d-ới thân lò có nhiệt độ khoảng 700 - 800oC: FeO + CO Fe + CO 2
Gia s Thnh c
www.daythem.edu.vn
Phần b. chuỗi Đồ PHảN ứNG của sắt
1. Sơ đồ 1
Fe
Fe
(1)
(7)
FeS
(2)
Fe(NO 3 )2
(5)
(6)
(3)
(4)
FeSO 4
Fe2 (SO 4 )3
Fe(OH)3
Fe2 O3
(10)
(11)
(8)
(9)
Fe(NO 3 )3
Fe2 O3
Fe2 (SO 4 )3
FeSO 4
Đáp số:
t0
(1):
Fe + S
(2):
FeS + H 2 SO4 (loãng)
(3):
2FeSO 4 + 4H2 SO4 (đặc)
(4):
(6):
Fe2 (SO 4 )3 + 6NaOH
2Fe(OH)3 + 3Na2 SO 4
0
t Fe O + 3H O
2Fe(OH)3
2 3
2
t0
Fe2 O3 + 3H2
2Fe + 3H 2 O
(7):
Fe + Cu(NO 3 )2
(8):
3Fe(NO 3 )2 + 4HNO 3 (loãng)
(9):
2Fe(NO 3 )3
(10):
Fe2 O3 + H2 SO 4
Fe2 (SO 4 )3 + 3H 2 O
(11):
Fe2 (SO 4 )3 + Fe
3FeSO 4
(5):
FeS
FeSO 4 + H2 S
Fe2 (SO 4 )3 + SO 2 + 4H2 O
Fe(NO 3 )2 + Cu
t0
3Fe(NO 3 )3 + NO + 2H2 O
3
O2
2
Fe2 O3 + 6NO 2 +
2. Sơ đồ 2
Fe3 O4
(1)
(4) FeO
(5)
FeCl2
(6)
FeCl3
(7)
Fe(OH)3
(2)
Fe
(3)
(8) Fe2 (SO 4 )3
Fe(NO 3 )3
(9)
FeSO 4
(10)
Fe
(11)
(12)
FeCl3
Đáp số:
(1):
t0
Fe3 O4 + 4CO
(2):
3Fe + 4CO 2
t0 Fe O
3Fe + 2O 2 (không khí)
3 4
(3):
Fe + 4HNO 3 (loãng)
0
Fe(NO 3 )3 + NO + 2H 2 O
0
t >570 C
(4):
Fe + H 2 O
FeO + H 2
(5):
FeO + 2HCl
FeCl2 + H2 O
(6):
2FeCl2 + Cl2
2FeCl3
(7):
FeCl3 + 3NaOH
(8):
2Fe + 6H 2 SO 4 (đặc)
(9):
Fe2 (SO 4 )3 + Fe
Fe(OH)3 + 3NaCl
t0
Fe2 (SO 4 )3 + 3SO 2 + 6H2 O
3FeSO 4
