Lý thuyết sắc và các hợp chất hóa 2010

Chia sẻ: Trần Bá Trung5 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
137
lượt xem
44
download

Lý thuyết sắc và các hợp chất hóa 2010

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

" Lý thuyết sắc và các hợp chất hóa 2010 " nhằm giới thiệu một hệ thống kiến thức bài tập khách quan , các bài tập này bao quát được tất cả những kiến thức cơ bản nhất của chương, gồm cả bài tập lí thuyết và bài tập tính toán, phù hợp với yêu cầu thi và kiểm tra hiện nay

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Lý thuyết sắc và các hợp chất hóa 2010

  1. Ph m Huy Quang S t và h p ch t Ph m Huy Quang S t và h p ch t A. S T – C u t o và tính ch t C n chú ý nh ng ñi m chính v s t như sau: Ph m Huy Quang 1. C u hình electron: Z = 26 Bài Gi ng 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 2. Fe có các s oxi hóa +2, +3, +6 (ñ c trưng là +2 và +3) S T VÀ H P CH T C A S T 3. Fe nguyên ch t có màu tr ng b c, tương ñ i n ng, d n ñi n và d n nhi t t t (nhưng kém hơn ð ng và Nhôm). S t có tính d o, d dát m ng và kéo s i. 4. Là ch t s t t , d b nam châm hóa nên ñư c dùng làm lõi c a ñ ng cơ ñi n 26 5. H p ch t s t (II) có màu l c l c nh t, mu i s t (III) có màu nâu. Fe 6. Fe có kh năng t o nhi u ph c ch t như [Fe(H2O)6]2+, [Fe(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]4-, [Fe(CN)6]3- … 56 7. Fe là m t kim lo i ho t ñ ng trung bình. 8. Fe có tác d ng v i h u h t các phi kim khi ñun nóng. V i phi kim là nh ng ch t oxi hóa m nh (Cl2, O2,…) s thu ñư c các h p ch t trong ñó s t có s oxi hóa +3, ph n ng t a nhi t m nh: to 2Fe + 3Cl2 to 2FeCl3 3Fe + 2O2 2Fe3O4 (Fe3O4 – oxit s t t là m t h p ch t ion, tinh th ñư c t o nên b i các ion Fe2+, Fe3+ và O2-. Trung bình trong ch t r n c có 1 ion Fe2+ s có 2 ion Fe3+ và 4 ion O2-). 9. Trong không khí m, s t d b g theo ph n ng: 4Fe + 3O2 + nH2O 2Fe2O3.nH2O 10. V i phi kim ho t ñ ng y u như S thì s t s t o h p ch t có s oxi hóa +2: http://ebook.here.vn 1 http://ebook.here.vn 2
  2. Ph m Huy Quang S t và h p ch t Ph m Huy Quang S t và h p ch t o t Fe + S FeS 3Fe2O3 + CO to 2Fe3O4 + CO2 11. S t ch ph n ng v i nư c nhi t ñ cao: Fe3O4 + CO FeO + CO2 to to > 570oC FeO + CO2 Fe + CO2 Fe + H2O to < 570oC FeO + H2 S t ch y qua C xu ng dư i thu ñư c s n ph m gang l ng 1200oC và 3Fe +4H2O Fe3O4 + 4H2 x y ra các ph n ng ph : o t 12. S t có tác d ng v i HCl và H2SO4 loãng t o ra Fe2+: 3Fe + C to Fe3C Fe + 2HCl FeCl2 + H2 3Fe + 2CO Fe3C + CO2 Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (xementit) + (Fe + 2H Fe+ + H2) Ngoài ra còn thu ñư c xo t các ph n ng ph sau: t 13. S t b th ñ ng hóa trong H2SO4 ñ c ngu i và HNO3 ñ c ngu i CaCO3 CaO + CO2 to 14. S t tác d ng v i H2SO4 ñ c nóng, HNO3 ñ c nóng và HNO3 lõng CaO + SiO2(cát) CaSiO3 (x ) cho mu i s t (III): Và khí lò cao g m CO, H2, CH4, .... dùng làm nhiên li u. to 2Fe + 6H2SO4(ñ) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 3H2O 18. Luy n thép: to Fe + 6HNO3(ñ) Fe(NO3)3 + 2NO2 + 3H2O Kho ng 90% lư ng gang s n xu t ñư c trong lò cao ñư c dùng và m c to Fe + 4HNO3(l) Fe(NO3)3 + NO + 2H2O ñích luy n thép. ðó là quá trình oxi hóa ñ lo i b các t p ch t có trong 15. S t có th ñ y ñư c kim lo i ho t ñ ng y u hơn ra kh i dung d ch gang như C, S, P, Si, Mn, .... dư i d ng khí như CO, CO2, SO2 ho c mu i c a chúng: chuy n thành x (dùng s n xu t xi măng) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Ngày nay có m t s phương pháp luy n thép ch y u sau ñây: 16. ði u ch S t: S t tinh khi t ñư c ñi u ch b ng cách ñi n phân dung 1. Phương pháp Bessemer: th i không khí vào trong gang l ng ñ d ch mu i s t (II) ho c dùng H2 hay Al kh Fe2O3: ñ t cháy các t p ch t trongogang: t 2Mn + O2 to 2MnO ñpdd 2FeSO4 + 2H2O o 2Fe + O2 + 2H2SO4 Si + O2 SiO2 t to Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O C + O2 CO2 to to Fe2O3 + 2Al 2Fe + Al2O3 2Fe + O2 to 2FeO FeO + SiO2 FeSiO3 to 17. S t kĩ thu t (gang) ñư c ñi u ch b ng phương pháp nhi t luy n : MnO + SiO2 MnSiO3 x dùng than c c ñ ñi u ch CO ñ kh s t oxit trong lò cao. Th t các * ð c ñi m: ph n ng: - X y ra nhanh (15 – 20 phút), không cho phép ñi u ch nh ñư c thành to C + O2 CO2 ph n c a thép. to CO2 + C 2CO http://ebook.here.vn 3 http://ebook.here.vn 4
  3. Ph m Huy Quang S t và h p ch t Ph m Huy Quang S t và h p ch t o t - Không lo i b ñư c P, S do ñó không luy n ñư c thép n u gang có FeO + 2H+ Fe2+ + H2O ch a nh ng t p ch t ñó. • FeO th hi n tính kh : tác d ng ñư c v i các ch t oxi hóa m nh 2. Phương pháp Bessemer c i ti n: như H2SO4 ñ c, nóng, oHNO3 ñ c nóng, HNO3 loãng: t a) Phương pháp Thomas: Lót b ng g o ch a MgO và CaO ñ lo i b P: ch 2FeO + 4H2SO4(ñ) Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O t to 4P + 5O2 2P2O5 3FeO + 10HNO3(l) 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O to to P2O5 + 3CaO Ca3(PO4)2 FeO + 4HNO3(ñ) Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O * ð c ñi m: Cho phép lo i ñư c P nhưng không lo i ñư c lưu huỳnh. • FeO có tính oxi hóa: tác d ng ñư c v i các ch t kh như Al, CO, H2,... o t b) Phương pháp th i Oxi: thay không khí b ng O2 tinh khi t có áp su t 3FeO + 2Al Al2O3 + 3Fe to cao (kho ng 10atm) ñ oxi hóa hoàn toàn các t p ch t. ðây là phương FeO + CO CO2 + Fe to pháp hi n ñ i nh t hi n nay. FeO + H2 Fe + H2O * ð c ñi m: • ði u ch FeO b ng cách Oxi hóa Fe ho c kh Fe2O3: - Nâng cao ch t lư ng và ch ng lo i thép to > 570oC - Dùng ñư c qu ng s t và s t thép g ñ làm ph i li u Fe + H2O FeO + H2 - Khí O2 có t c ñ l n xuyên qua ph li u nóng ch y và oxi hóa các t p 500oC ch t m t cách nhanh chóng. Nhi t lư ng t a ra trong ph n ng oxi hóa Fe2O3 + H2 500 C 2FeO + H2O o gi cho ph i li u trong lò luôn th l ng. Fe2O3 + CO 2FeO + CO2 - Công su t t i ưu. 2. S t (II) hiddroxxit: Fe(OH)2 3. Phương pháp Martin: ch t oxi hóa là oxi không khí và c s t oxit c a • Fe(OH)2 là ch t k t t a màu tr ng, không b n, d b oxi hóa t t qu ng s t. trong không khí m chuy n vo Fe(OH)3, màu nâu ñ : t * ð c ñi m: - t n nhiên li u ñ ñ t lò 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 - X y ra ch m (6 – 8h) nên ki m soát ñư c ch t lư ng thép theo ý mu n. • Ph n ng nhi t phân Fe(OH)2: 4. Phương pháp h quang ñi n: nh nhi t ñ trong lò ñi n cao (> + không có không khí: to 3000oC) nên có th luy n ñư c các lo i thép ñ c bi t ch a nh ng kim Fe(OH)2 FeO + H2O lo i khó nóng ch y như Mo, W, ... + có không khí: to * ð c ñi m: luy n ñư c thép chuyên d ng v i ch t lư ng cao. 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 to B. H P CH T C A S T (II, III, VI) 2x 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O I. H P CH T S T (II) to 1. S t (II) oxit: FeO 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 3H2O • FeO là ch t r n màu ñen, không tan trong nư c • Fe(OH)2 th hi n tính bazo :tác d ng v i dung d ch axit. to • FeO là oxit bazo, tác d ng d dàng v i dung d ch axit: Fe(OH)2 + 2H+ Fe2+ + 2H2O http://ebook.here.vn 5 http://ebook.here.vn 6
  4. Ph m Huy Quang S t và h p ch t Ph m Huy Quang S t và h p ch t • Fe(OH)2 có tính kh khi tác d ng v i oxi không khí, H2SO4 ñ c, FeCO3 + 4HNO3 (ñ c) Fe(NO3)3 +NO2 + CO2 +2H2O HNO3,... to • Nung FeCO3: 2Fe(OH)2 + 4H2SO4(ñ c) to Fe2(SO4)3 + SO2 +6H2O 3Fe(OH)2 +10HNO3(loãng) to 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O + Trong không khí: to Fe(OH)2 + 4HNO3(ñ c) Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O FeCO3 FeO +CO2 • ði u ch Fe(OH)2 b ng cách cho mu i s t (II) tác d ng v i dung 2FeO + 1\2 O2 Fe2O3 d ch ki m m nh: + Trong chân không: to FeSO4 +2KOH Fe(OH)2 +K2SO4 FeCO3 FeO +CO2 • K t t a Fe(OH)2 tinh khi t ch ñư c t o nên d ng khí quy n và • Nung FeSO4: to dung d ch hoàn toàn không có oxi. 2FeSO4 Fe2O3 +SO2 +SO3 3. Mu i s t (II) Tính oxi hóa:Ag>Fe • Mu i s t (II) k t tinh t dung d ch thư ng dư i d ng tinh th Tính kh :Fe>Ag hidrat(ng m nư c) như: FeSO4.7H2O, FeCl2.6H2O, Nên có ph n ng: Fe(NO3)2 +AgNO3 Fe(NO3)3 +Ag Fe(ClO4)2.6H2O,... II. H P CH T S T(III) • Mu i s t (II) d b oxi hóa b i không khí và các châ oxi hóa 1. S t (III) oxit Fe2O3 m nh ñ chuy n thành mu i s t (III): • Fe2O3 là ch t r n màu ñ nâu, không tan trong nư c, b 4FeSO4 + O2 +2H2O 4Fe(OH)SO4 nhi t phân chuy n thành oxit s t r Fe3O4: to 2FeCl2 +Cl2 2FeCl3 6Fe2O3 4Fe3O4 + O2 6FeSO4 +K2Cr2O7 +7H2SO4 3Fe(SO4)3 +Cr(SO4)3 +K2SO4 +7H2O • Fe2O3 có tính bazo :tác d ng v i dung d ch axit • Dùng dung d ch KMnO4 trong m i trư ng axit ñ chu n ñ dung Fe2O3 + 6H+ 2Fe3+ + 3H2O d ch mu i s t (II) : • Fe2O3 có tính axit y u:tan ñư c trong xút r n nóng ch y ho c 10FeSO4 +2KMnO4 +8H2SO4 5Fe2(SO4)3 +2MnSO4 +K2SO4 +8H2O cacbonat kim lo i ki m nóng ch y, t o mu i ferit: • Trong môi trư ng trung tính và ki m: tonc Fe2O3 +2NaOH 2NaFeO2 + H2O 6FeSO4 +2KMnO4 +H2O Fe2O3 +2Fe2(SO4)3 + 2MnO2 +2KOH (r n) tonc FeSO4 +KMnO4 +3KOH Fe(OH)3 +K2MnO4 + K2SO4 Fe2O3 +2Na2CO3 2NaFeO2 + CO2 • S t (II) cacbonat FeCO3 (r n) (màu vàng) FeCO3 +2HCl FeCl2 +CO2 +H2O • Chú ý : Oxit s t t Fe3O4 cũng ñư c coi là s t (II) ferit FeCO3 +H2SO4 (loãng) FeSO4 + CO2 +H2O Fe(FeO2)2 trong ñó t l Fe+2 : Fe+3 = 1:2 2FeCO3 +4H2SO4(ñ c) Fe2(SO4)3 +SO2 + 2CO2 + 4H2O 3FeCO3 +10HNO3 (loãng) 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O http://ebook.here.vn 7 http://ebook.here.vn 8
  5. Ph m Huy Quang S t và h p ch t Ph m Huy Quang S t và h p ch t • Fe2O3 có tính oxi hóa y u :tác d ng ñư c v i các ch t kh • Dung d ch mu i Fe2(CO3)3 không t n t i do b th y phân: như Al, H2,CO,.... nhionc ñ cao. t t Fe2(CO3)3 + 3H2O 2Fe(OH)3 + 3CO2 Fe2O3 +2Al 2Fe +Al2O3 • Mu i s t (III) th hi n tính oxy hóa: CO CO CO 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe 3FeCl3 + Cu FeCl2 + CuCl2 • Fe2O3 có s n trong thiên nhiên dư i d ng qu ng hematit, 2FeCl3 + 2KI 2FeCl2 + I2 + 2KCl Fe2O3 ñư c ñi u ch b ng cách nhi t phân Fe(OH)3: 2FeCl3 + H2S 2FeCl2 + S + 2HCl to 2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H20 • Nh n bi t mu i s t (III) nh tác d ng v i dung d ch mu i kali ho c 2. S t (III) Hidroxit: Fe(OH)3 mu i amoni sunfoxianua (KSCN, NH4SCN) ñ t o mu i s t (III) • Fe(OH)3 k t t a màu nâu ñ , không tan trong nư c và có tính sunfoxianua màu ñ máu: lư ng tính: tan d trong dung d ch axit và tan ñư c trong FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl 2+ 3+ dung d ch ki m ñ c nóng ho c Na2CO3 hay K2CO3 nóng • ð i v i Fe và Fe thì có th nh n bi t qua ph c xyanua: +3 ch y: Fe2+ + 6CN- [Fe(CN)6]4- Fe Fe4[Fe(CN)6]3 Fe(OH)3 + 3HCl to FeCl3 + 3H2O Feroxianua xanh Prusse Fe+3 Fe(OH)3 + NaOH(ñ) nc NaFeO2 + 2H2O Fe3+ + 6CN- [Fe(CN)6]3- Fe3[Fe(CN)6]2 2Fe(OH)3 + K2CO3 2K2FeO2 + CO2 + 3H2O Feroxianua xanh Turn bull 3+ • Fe(OH)3 ñư c ñi u ch b ng cách cho mu i s t (III) ph n ng • Các mu i Fe ñư c ñi u ch b ng cách oxi hóa các mu i s t (II) v i dung d ch ki m: ho c s t (II) hiddroxxit b ng các axit tương ng: Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 3Fe(OH)2 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O 3.Mu i S t (III) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O • Mu i S t (III) k t tinh t dung d ch thư ng d ng tinh th H P CH T S T (VI) hidrat: Fe(OH)3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O,… • ði u ch : Oxi hóa Fe(OH)3 ho c Fe2O3 trong môi trư ng ki m m nh o t nc • Mu i S t (III) d b th y phân tương t mu i Nhôm (III) và mu i Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O Crom (III): 2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10KOH 2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ (s t tetraoxoferat) 2+ Fe(OH) + H2O Fe(OH)2 + + H+ • H p ch t s t (VI) màu ñ , không b n, khi ñun nóng nh b phân Fe(OH)2+ + H2O Fe(OH)3 + H+ h y gi i phóng oxi: to S th y phân t o nên các ion Fe(OH)2+, Fe(OH)2+, Fe(OH)3 làm cho 4K2FeO4 4K2FeO2 + 2K2O + 3O2 dung d ch mu i s t (III) có màu vàng nâu. (kali ferit) • Th hi n tính oxi hóa m nh: http://ebook.here.vn 9 http://ebook.here.vn 10
  6. Ph m Huy Quang S t và h p ch t 2K2FeO4 + 2NH3 2K2FeO2 + N2 + 2KOH + 2H2O • Ferat ch b n trong môi trư ng ki m m nh, khi tan trong nư c gi i phóng oxi: 4K2FeO2 + 10H2O 4Fe(OH)3 + 3O2 + 8KOH • Nh ng năm g n ñây ñã có thong báo v vi c ñi u ch ñư c s t tetraoxit FeO4 là h p ch t tương t OsO4. Oxit FeO4 ñư c t o nên khi ñun nóng ferat trong dung d ch ki m m nh (n ng ñ FeO4 t o nên trong dung d ch kho ng 10%có th chi t ñư c b ng dung môi CCl4, tuy nhiên, kém b n và d phân h y trong nư c và dung môi h u cơ gi i phóng oxi). +H2O+===rong môi trư ng axư ng dư i d ng http://ebook.here.vn 11
Đồng bộ tài khoản