Chuyên đề: Viết phương trình - Thực hiện chuỗi - Điều chế các chất

Chia sẻ: Trần Văn Cân | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

386
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tóm tắt lý thuyết, trình bày phương pháp và các bài tập áp dụng về các dạng bài: Viết phương trình - thực hiện chuỗi phản ứng và điều chế các chất. Tài liệu hữu ích dành cho các em học sinh cấp THCS. Mời các em cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề: Viết phương trình - Thực hiện chuỗi - Điều chế các chất

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 Oxit bazơ Muối Oxit axit Bazơ Axit 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(NH3)4](OH)2 (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 Ag 2O, HgO (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 AgNO 3 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) điện phân nóng chảy 2NaCl 2Na + Cl 2 Riêng Al2O3 có thể điện phân nóng chảy 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 t0 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O Do vậy muốn chuyển Fe(OH)2 thành FeO phải nung Fe(OH) 2 trong điều kiện chân không 0 t 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 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:0 t CaCO3 CaO + CO2 CaCO3 + 2HCl  CaCl 2 + CO2 + H2O t0 CuO + CO Cu + CO 2 t0 2CO + O2 2CO 2 t0 Ca(HCO3)2 CaCO 3 + CO2 + H2O t0 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. điện phân dung dịch 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl màng ngăn xốp 2 + H2
Sục khí Cl2 vào dung dịch NaOH được nước Javen Cl2 + NaOH  NaCl + NaClO + H2O Nung CaCO3 thu đ ược CO2, lấy vôi sống điều chế clorua vôi t0 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 CO (7) 2 (6) (1) (4) (8) A CO2 CaCO (5) 3 Ca(HCO3)2 (3) (2) B Hướng dẫn: (1) CaCO3 + HCl  CaCl t0 2 + CO2 + H2O (2) CO2 + C 2CO t0 (3) 2CO + O20 2CO2 t (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 t0 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 + Na t0 2SO4 C D + H 2O t0 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, H 2O 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:0 t 4FeS2 + 11O20 2Fe2O3 + 8SO2 t 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 điện phân 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 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 D: SO3; E: H2O; F: H2SO4 G: BaSO4; H: HCl; I: HNO3; 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: A: CuO, Cu dư; B: CuSO4; C: SO2; 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 t0 J K + H t0 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 A: Fe; B: HCl; C: FeCl2; D: H2; 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, Fe 2O3, 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 BaCO 3, 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; 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:t0 FeS2 + O2 A + B
A + H2S  C + D C + E  F G + NaOH  H + I t0 J B + D t0 B + L E + D F + HCl  G + H2S H + O2 + D  J Hướng dẫn: A: SO2; B: Fe2O3; C: S; D: H2O; E: Fe; F: FeS; G: FeCl2; H: Fe(OH)2; I: NaCl; J: Fe(OH)3; L: H2. Bài 15: Viết các phản ứng trong sơ đồ sau: (15) (14) NaAlO2 (13) (12) (1) (3) (11) (2) Al Al2O3 Al(OH)3 Al4C3 AlCl (6) 3 (8) (5) (7) (4) (9) Al2S3 AlN (10) Hướng dẫn: (16) 1/ O2 9/ NaOH 2/ Điện phân nóng chảy 10/ H2O 3/ Nhiệt phân 11/ H2O 4/ N2 12/ NaOH+H2O 5/ S 13/ CO2+H2O 6/ HCl 14/ NaOH 7/ Điện phân nóng chảy 15/ H2O 8/ HCl 16/ C