Tài liệu Skkn hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng

Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng MỞ ĐẦU Trong bộ môn hoá học có thể nói rằng phương trình hoá học của các phản ứng có một ý nghĩa hết sức to lớn, có thể nói tất cả bài tập hoá học đều phải dựa vào phương trình hoá học của các phản ứng chẳng hạn các dạng bài tập lý thuyết: hoàn thành sơ đồ bằng phản ứng, bài tập nhận biết, tách loại, điều chế v.v... và kể cả các bài toán thì việc tính toán các số liệu của các chất cũng phải dựa vào tỉ lệ ở các phương trình hoá học của phản ứng cụ thể. Với học sinh khối 10 lẫn khối 11 và cả khối 12 nói chung thì có một tình trạng tương đối phổ biến là học sinh mắc phải quá nhiều lỗi khi viết các phương trình hoá học cho phản ứng. Phải khẳng định là tất cả các kiến thức liên quan các em đều đã được học nhưng thường nằm rải rác ở từng phần nên rất khó nhớ. Vấn đề đặt ra ở đây là các kiến thức bổ trợ cho học sinh khi viết phương trình hoá học của các phản ứng phải được tập hợp lại một cách đầy đủ, có hệ thống nhưng cũng phải tinh giản tránh rườm rà có như vậy học sinh mới dễ nhớ và dễ vận dụng. Với kinh nghiệm qua nhiều năm trực tiếp giảng dạy ở các khối lớp từ 10 đến 12 và tham khảo rất nhiều tài liệu cả chuyên ngành hoá học lẫn phương pháp giảng dạy bộ môn tôi đã mạnh dạn đưa ra kinh nghiệm của mình trong việc tổ chức quá trình dạy học với tiêu đề: “Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng”. GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 1 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng HỆ THỐNG KIẾN THỨC LÝ THUYẾT HOÁ HỌC VÔ CƠ DƯỚI DẠNG MỘT SỐ QUY LUẬT PHẢN ỨNG 1. KL + Oxi OXKL * Hầu hết kim loại đều phản ứng với oxi, trừ Ag, Au, Pt. Tính chất này có thể vận dụng để tác hỗn hợp bột Ag, Cu ra khỏi nhau (đem đốt cháy trong không khí đến khối lượng không đổi sau đó cho hỗn hợp vào HCl dư...). * Kim loại sắt tác dụng với oxi thì cần lưu ý: - Đốt cháy Fe trong không khí: 3Fe + 2O2 Fe3O4 - Cho sắt tác dụng với oxi, nhiệt độ (không phải đốt cháy): 4Fe + 3O2 2Fe2O3 - Cho Fe (không nguyên chất) tác dụng với oxi có mặt hơi nước (hoặc không khí ẩm): 2Fe + 3/2O2 + 3H2O 2Fe(OH)3 (bản chất là sự ăn mòn điện hoá) - Để bột sắt ngoài không khí một thời gian: hỗn hợp sản phẩm thường có mặt các chất Fe2O3; Fe3O4; FeO; Fe dư: 3Fe + 2O2 Fe3O4 4Fe + 3O2 2Fe2O3 2Fe + O2 2FeO * Kim loại nhôm tác dụng với oxi cần lưu ý thí nghiệm Nhôm mọc “lông tơ”: - Làm sạch bề mặt lá nhôm: dùng giấy nhám đánh sạch hoặc nhúng vào dung dịch HCl, sau đó lau sạch. GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 2 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng - Nhúng miếng kim loại nhôm ở trên vào dung dịch HgCl 2 nhằm mục đích tạo ra hỗn hống Hg - Al: 2Al + 3Hg2+ 2Al3+ + 3Hg - Để hỗn hống Al - Hg ngoài không khí cho phản ứng giữa Al với oxi xảy ra: 4Al + 3O2 2Al2O3 - Giải thích: Nếu để miếng nhôm trong không khí thì cũng xảy ra phản ứng giữa Al với oxi nhưng lớp oxit nhôm sinh ra đặc khít ngăn cách không cho nhôm tiếp xúc với oxi do đó phản ứng ngừng lại. Khi tạo ra hỗn hống Al - Hg thì lớp oxit nhôm sinh ra không có khả năng bao bọc kín lá nhôm do đó phản ứng giữa nhôm với oxi xảy ra liên tục lớp lớp oxit nhôm đùn lên trông rất giống những lông tơ. - Cần lưu ý: Nếu đề cho không phải nhôm nguyên chất mà là vật dụng bằng nhôm thì bên ngoài là một lớp oxit nhôm(Al 2O3) đặc khít bao bọc, bên trong mới là nhôm. 2. KL + PK (trừ oxi) M * Phi kim thường lấy là lưu huỳnh, các halogen. * Khi cho Fe tác dụng với F 2, Cl2, Br2 thì sẽ cho muối sắt (III), còn khi cho sắt tác dụng với S, I2 thì cho ra muối sắt (II). * Một số kim loại chẳng hạn như Ag tác dụng ngay với S mới sinh ở điều kiện thường. 3. KL + Nước Tuỳ thuộc KL * Với kim loại là: IA (Li, Na, K...); Ca, Ba, Sr thì cho ra ba zơ kiềm và giải phóng hiđro: M + nH2O M(OH)n + n/2H2 * Với kim loại là Nhôm thì có xảy ra phản ứng nhưng do Al(OH) 3 kết tủa bám vào Al ngăn cách không cho nhôm tiếp xúc với nước nên phản ứng ngừng lại. * Với Mg thì phản ứng với nước ở nhiệt độ cao phản ứng mãnh liệt: GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 3 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng Mg + H2O MgO + H2 * Với kim loại Fe thì phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao: 3Fe + 4H2O Fe 4. Fe3O4 + 4H2 (khoảng 5700C) FeO + H2 (trên 570oC) + H2 O KL + AX Tuỳ thuộc AX * Nếu axit là HCl, H2SO4 loãng thì: + Kim loại phải đứng trước H trong dãy điện hoá. + Muối thu được khi cho kim loại Fe tác dụng với axit trên là muối sắt (II). + Khí giải phóng là khí H2. KL + HCl, H2SO4 lo·ng MCl-,SO42- + Ho¸ trÞ thÊp víi Fe H2 * Nếu axit là HNO3, H2SO4 đặc hoặc đặc nóng thì: + Kim loại là bất kì, có thể sau H trong dãy điện hoá. Tuy nhiên nếu là các kim loại như Fe, Al, Cr, Mn thì có tính thụ động trong dung dịch H 2SO4, HNO3 đặc nguội (lưu ý là chỉ khi đặc nguội thì các kim loại trên mới không tác dụng vì khi đó tạo ra lớp “oxit bền” trên bề mặt kim loại ngăn cách không cho kim loại tiếp xúc với axit). + Muối thu được nếu là sắt (trường hợp xảy ra phản ứng) luôn là muối sắt (III). + Khí thu được ở đây là sản phẩm quá trình khử S trong H2SO4 và N trong HNO3 nên không thể là H2 mà là: SO2, H2S, NO2, NO, N2O, N2, cũng có khi không cho khí mà thay vào đó là: S, NH4NO3. + Lưu ý: Cu thì chỉ phản ứng với H2SO4 đặc nóng, khi phản ứng với HNO3loãng thì luôn cho khí NO. Fe và Al khi phản ứng với HNO3 loãng có thể cho NO, N2O, N2. Còn Mg, Zn thì có khi cho ra cả NH 4NO3 đối với HNO3 và S, H2S đối với H2SO4 GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 4 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng KL + HNO3, H2SO4 ®Æc MNO3-, SO42- + sp OXH - K cña N, S + H2O Ho¸ trÞ cao víi Fe 5. KL + dd M Tuỳ thuộc KL * Nếu kim loại là Li, Na, K, Ca, Ba, ... thì: + Ban đầu kim loại tác dụng với nước. + Bazơ kiềm sinh ra tác dụng với dd muối. * Nếu kim loại sau từ Mg trở về sau thì áp dụng quy tắc α trong dãy điện hoá: OXH yÕu OXH m¹nh KH m¹nh KH yÕu K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg+ Ag+ Pt2+ Au3+ OXH K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe2+ Hg Ag Pt Au KH 6. KL + dd Kiềm Muối + H2 * Thực ra là kim loại tác dụng với nước tạo ra hiđroxit, sau đó hiđroxit lưỡng tính mới tác dụng với bazơ kiềm. * Với các kim loại như Al, Zn, Be, ... thì đều có tính chất trên, phương trình TQ: M + nH2O M(OH)n + n/2 H2 M(OH)n + (4 - n)NaOH Na4-nMO2 + 2H2O M + (n - 2)H2O + (4 - n)NaOH 7. PK + Oxi Na4-nMO2 + n/2 H2 OXPK (trừ một số NO, CO... còn lại là oxitaxit) * Các phi kim như halogen không trực tiếp tác dụng với oxi. * Lưu huỳnh cho ra SO2, N2 cho ra NO (30000C hoặc có tia lửa điện), C thì có thể cho ra CO hoặc CO2, P cho ra P2O5. 8. OXBZKiềm + H2O BZKiềm GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 5 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng Tự học sinh viết các phương trình điều chế các chất: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 9. OXBZ + OXAX M Tự học sinhviết các phương trình điều chế các chất: CaCO 3, CaSiO3, Ca3(PO4)2, CaSO3. 10. OXBZ + AX M + H2 O * Với oxit không có tính khử (Fe3O4; FeO là những oxit có tính khử) thì bất kể là axit HCl, H 2SO4, HNO3, ... phản ứng diễn ra đúng theo quy luật trên. * Với HCl hay H2SO4 loãng thì chúng không có khả năng làm thay đổi hoá trị của KL trong oxit. Phản ứng diễn ra đúng quy luật trên. * Với Các oxit có tính khử, các axit lại là H 2SO4 đặc, HNO3 khi đó chúng ta cần xem quy luật chất khử tác dụng với chất oxi hoá. 11. nhiệt độ cao OXKL + CO (hoặc H2) KL + CO2 (hoặc H2O) * Thực ra đây là phương pháp nhiệt luyện để điều chế kim loại. * Yêu cầu là oxit phải là của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hoá. Phản ứng giữa Fe2O3 với CO có thể diễn ra từ từ ở các nấc nhiệt độ khác nhau. 12. OXKL + Al nhiệt độ cao KL + Al2O3 * Đây là phương pháp nhiệt nhôm, thường dùng để điều chế sắt trong khi hàn đường ray: 3 FexOy + 2y Al nhiệt độ cao y Al2O3 + 3x Fe * OXKL có thể trước hay sau nhôm cũng được, nhưng thường chỉ lấy FexOy hoặc CuO. 13. OXAX + BZKiềm M + H2O GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 6 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng * Nếu cho CO2 (hoặc SO2, P2O5) tác dụng với Ca(OH)2 dư thì xem như chỉ xảy ra phản úng tạo ra muối trung hoà: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O * Nếu cho CO2 (hoặc SO2, P2O5) tác dụng với Ca(OH)2 đến dư CO2 (hoặc SO2, P2O5) thì xem chỉ xảy ra phản ứng tạo ra muối axit: 2CO2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO3)2 * Nếu cho CO2 (hoặc SO2, P2O5) tác dụng với Ca(OH)2 nhưng chưa biết chất nào dư thì phải xét cả hai phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (Tức là khi số mol của CaCO3 sau phản ứng thu được nhỏ hơn số mol Ca(OH)2 giả thuyết cho thì có hai khả năng: hoặc Ca(OH)2 dư hoặc Ca(OH)2 hết và CO2 đã hoà tan một phần kết tủa). 14. BZ + AX M + H2O * Với bazơ không có tính khử (Fe(OH)2 là bazơ có tính khử) thì bất kể là axit HCl, H2SO4, HNO3, ... phản ứng diễn ra đúng theo quy luật trên. * Với HCl hay H2SO4 loãng thì chúng không có khả năng làm thay đổi hoá trị của KL trong bazơ. Phản ứng diễn ra đúng quy luật trên. * Với một số hiđrôxit như Al(OH)3, Zn(OH)2, Be(OH)2 do có tính chất lưỡng tính nên có thể đóng vai trò bazơ khi tác dụng với axit mạnh như HCl, H2SO4,HNO3, ... ngược lại sẽ đóng vai trò axit (HAlO2.H2O, H2ZnO2, H2BeO2) nếu tác dụng với bazơ kiềm phản ứng diễn ra đúng như quy luật trên. * Với bazơ như Fe(OH)2 có tính khử, các axit lại là H 2SO4 đặc, HNO3 khi đó chúng ta cần xem quy luật chất khử tác dụng với chất oxi hoá. 15. dd BZ + dd M Mmới + BZmới GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 7 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng * Sản phẩm tạo thành (bazơ mới hoặc axit mới) phải làm xuất hiện chất kết tủa hoặc bay hơi hoặc chất điện li yếu. * Với dd muối của Al3+ hay dd muối Cu2+ thì cần chú ý là dd bazơ là dd kiềm hay là dd NH3 để xét phản ứng tiếp theo. Al3+ + 3OH- Al(OH)3 (*) Al3+ + 4OH- AlO2- + 2H2O (**) (Khi mà số mol Al(OH)3 thu được sau phản ứng nhỏ hơn số mol Al 3+ thì cũng có hai khả năng xảy ra: hoặc Al3+ dư, OH- hết hoặc Al3+ hết và OH- đã hoà tan một phần Al(OH)3). * Có thể biện luận tương tự khi cho Cu2+ tác dụng với ddNH3: Cu2+ + 2NH3 + 2H2O Cu2+ + 6NH3 + 2H2O Cu(OH)2 (*) [Cu(NH3)]42+ + 2OH- (**) * Có những phản ứng giữa muối và bazơ nhưng bản chất là: AX + BZ M Ca(HCO3)2 + 2NaOH + H2O CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O Tuy nhiên do độ tan của Mg(OH)2 nhỏ hơn so với MgCO3 nên: Mg(HCO3)2 + 2NaOH 16. BZ không tan Mg(OH)2 + 2NaHCO3 Nhiệt phân OXBZ + H2O * Với Fe(OH)2 thì cần chú ý là nhiệt phân trong môi trường có mặt oxi hay không, khi có mặt oxi thì cần phải xét phản ứng theo quy luật oxi hoá - khử. * Một số hiđroxit rất kém bền ở điều kiện thường đã tự bị phân huỷ như AgOH, NH4OH. 17. AX + dd M Mmới + AXmới * Phản ứng diễn ra theo quy luật axit mạnh đẩy axit yếu ra khỏi muối của nó chẳng hạn HCl, H2SO4,HNO3 > CH3COOH > H2CO3 > HClO ... GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 8 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng * Tuy nhiên cần chú ý có khi phải tính đến là phản ứng ưu tiên hướng tạo ra chất có độ tan bé như CuS, BaSO 4, AgCl, ... điều này giải thích vì sao FeS tác dụng với HCl nhưng CuS, PbS lại không tác dụng. Độ tan của AgCl nhỏ hơn độ tan Ag2SO4 nên có thể: Ag2SO4 + 2HCl 2AgCl + H2SO4 * Nếu gặp trường hợp axit có tính oxi hoá mạnh như HNO 3, H2SO4đặc lại tác dụng với muối có tính khử như FeS, FeS 2, FeCO3, NaI, Na2S,...thì cần phải xem xét theo quy luật phản ứng oxi hoá khử. 18. dd Muối + dd Muối Muốimới + Muốimới * Có những phản ứng giữa muối và muối nhưng bản chất là: AX + Muối Ba(HSO4)2 + 2NaHCO3 Muốimới + AXmới BaSO4 + Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 * Cần ghi nhớ: + Muối HSO4- có tính chất giống như H2SO4. + Muối HCO3-, HS-, HSO3- có tính chất lưỡng tính, tức là vừa thể hiện tính axit (trong phản ứng với OH-), vừa thể hiện tính bazơ (trong phản ứng với H+). 19. MCO không tan 2- nhiệt phân 3 20. MCO 2- 3 + CO2 + H2O OXBZ + CO2 nhiệt độ thấp MHCO - 3 * Phản ứng hoà tan kết tủa CaCO 3 thường dùng trong bài tập nhận biết. * Tính chất này có thể vận dụng cho các muối mà gốc axit của đa axit đồng thời là axit yếu như: S2-, SO32-, PO43- . Ví dụ: Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 21. MHCO 3 nhiệt phân 3Ca(H2PO4)2 MCO + CO2 + H2O 2- 3 GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 9 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng Cần chú ý quy luật 20, 21 xảy ra hai chiều ngược nhau ở điều kiện khác nhau. 22. M NO - nhiệt phân Tuỳ thuộc vào kim loại 3 * Nếu muối nitrat của kim loại mạnh (trước Mg trong dãy điện hoá) thì quy luật như sau: M(NO3)n nhiệt phân M(NO2)n + n/2 O2 * Nếu muối nitrat của kim loại trung bình (từ Mg đến Cu) thì quy luật như sau: nhiệt phân 2 M(NO3)n M2On + 2n NO2 + n/2 O2 (nếu là muối sắt (II) nitrat thì về sắt(III) oxit) * Nếu muối nitrat của kim loại yếu (sau Cu trong dãy điện hoá) thì quy luật như sau: nhiệt phân M(NO3)n 23. M NH4+ nhiệt phân M + n NO2 + n/2 O2 Tuỳ thuộc vào gốc axit * Nếu gốc axit là gốc axit yếu như CO 32-, HCO3-,SO32-, SO32-, HSO3hoặc gốc axit không chứa oxi như Cl -, Br- thì bị nhiệt phân cho ra NH3 và axit tương ứng. * Nếu gốc axit có tính oxi hoá như NO 3-, NO2-, SO42-,Cr2O72-, thì sản phẩm tương đối phức tạp chẳng hạn: NH4 NO2 >2000C NH4NO3 NH4NO3 3(NH4)2SO4 nhiệt phân < 2000C nhiệt phân (NH4)3PO4 (NH4)2Cr2O7 N2 + 2H2O N2 + 1/2O2 + 2H2O N2O + 2H2O (phản ứng nổ) N2 + 4NH3 + 3SO2 + 6H2O nhiệt phân 3NH3 + HPO3 + H2O nhiệt phân N2 + Cr2O3 + 4H2O 24. Chất Khử mạnh + Chất OXH mạnh Tuỳ thuộc vào mức độ mạnh yếu. GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 10 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng * Ta có thể nhận xét một cách sơ bộ: + Chất trong đó nguyên tố ứng với bậc oxi hoá thấp nhất thì chỉ có duy -2 -3 -1 -1 nhất tính khử. S, N, I, Br,... + Chất trong đó nguyên tố ứng với bậc oxi hoá cao nhất thì chỉ có tính oxi hoá. +6 +5 +3 S, N, Fe, ,... + Chất trong đó nguyên tố ứng với số oxi hoá trung gian thì có thể thể hiện tính oxi hoá hoặc tính khử. * Các chất sau đây là những chất oxi hoá thường gặp: MnO 2, KMnO4, K2Cr2O7, H2SO4đặc, HNO3, O3, O2, F2, Cl2, Br2, Fe3+, KNO3, KClO3, HClO, NaClO, H2O2. * Các chất sau đây là những chất khử thường gặp: Các kim loại nói chung (tính khử giảm dần theo trật tự trong dãy điện hoá), H 2S, HI, HBr, NH3, K2S, KI, FeCl2, FeSO4, FeCO3, FeS, FeS2,Fe(OH)2, FeO, Fe3O4, C, S, P. * Để cân bằng nhanh phản ứng oxi hoá khử ta sử dụng cách nhẩm chéo: + Xác định, sau đó chỉ giữ lại các giá trị số oxi hoá thay đổi. + Viết các giá trị electron trao đổi ở dưới chân nguyên tố tương ứng, rồi nhân chéo lên: - Ưu tiên viết ở bên có số lượng chỉ số nguyên tử lớn hơn. - Trường hợp chỉ số nguyên tử bằng nhau thì ưu tiên viết ở phía sản phẩm. +7 -1 2KMnO4 + 16 HCl +2 0 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 11 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng 5 0 +4 +6 Br2 + SO2 + 2H2O -1 H2SO4 + 2HBr 1.2 2 1 1 +5 (số e trao đổi) 2.1 +2y/x (12x - 2y)HNO3 loãng +3FexOy (số e trao đổi chưa tối giản) (tỉ lệ số e trao đổi đã được tối giản) +3 +2 3xFe(NO3)3+ (3x - 2y)NO + (6x - y)H2O (3x - 2y) 3 * Các phản ứng xảy ra giữa các chất khử với chất oxi hoá cho trên: MnO2 + 4HX 2KMnO4 + 16HX MnX2 + X2 + 2H2O 2KX + 2MnX2 + 5X2 + 8H2O (với X là Cl, Br, I) 2KMnO4 + 8H2SO4 + 10FeSO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O (Trong môi trường axit Mn có số oxi hoá +7 trong KMnO4 sẽ về Mn2+) MSO42- + {SO2, S, H2S} + H2O H2SO4đặc + KL 2H2SO4 đặc + S 2H2SO4 đặc + C H2SO4 đặc + H2S 4H2SO4 đặc + 2FeO 10H2SO4 đặc + 2Fe3O4 4H2SO4 đặc + 2Fe(OH)2 14H2SO4 đặc + 2FeS2 2H2SO4 đặc + 2NaBr 5H2SO4 đặc + 8NaI HNO3 + KL HNO3 + 3SO2 + 2H2O CO2 + 2SO2 + 2H2O SO2 + S + 2H2O Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O Na2SO4 + SO2 + Br2 + 2H2O 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + 4H2O MNO3- + {NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3} + H2O Au + 3HCl AuCl3 + NO + 2H2O GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 12 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng 6HNO3 đặc + S nhiệt độ H2SO4 + 6NO2 + 2H2O nhiệt độ H3PO4 5HNO3 đặc + P 5HNO3 loãng + 3P + 2H2O nhiệt độ 4HNO3 đặc + C 10HNO3 + 3I2 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 10HNO3 đặc + Fe3O4 10HNO3 loãng 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O + 3Fe3O4 + 48HNO3 đặc + 3FeS2 CO2 + 4NO2 + 2H2O Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 10HNO3loãng + 3FeO 4HNO3 đặc + 3H3PO4 + 5NO 6HIO3 + 10NO + 2H2O 4HNO3 đặc + FeO 28HNO3 loãng + 5NO2 + H2O 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Fe(OH)2 Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O 3Fe(OH)2 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + 3H2SO4 + 45NO2 + 21H2O 18HNO3 loãng + 3FeS2 Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 +3H2SO4 +15NO + 6H2O Lưu ý: Hai phương trình trên nên viết dưới dạng phương trình ion rút gọn: 14H+ + 15NO3- + FeS2 Fe3+ + 15NO2 + 4H+ + 5NO3- + FeS2 30HNO3 đặc + 3FeS Fe3+ + 5NO + 2SO42- + 7H2O 2SO42- + 2H2O Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + 27NO2 + 15H2O 12HNO3 loãng + 3FeS Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + 9NO + 6H2O Hai phương trình trên nên viết dưới dạng phương trình ion rút gọn: 10H+ + 9NO3- + FeS Fe3+ + 9NO2 + SO42- + 5H2O 4H+ + 3NO3- + FeS Fe3+ + 3NO + SO42- + 2H2O 4HNO3 đặc 10HNO3 loãng + FeCO3 + 3FeCO3 O3 + 2KI + H2O O2 + S Fe(NO3)3 + CO2 + NO2 + 2H2O 3Fe(NO3)3 + 3CO2 + NO + 5H2O 2KOH + I2 + O2 nhiệt độ SO2 GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 13 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng V2O5 4500C O2 + 2SO2 O2 + 2H2S 2S + 2H2O 3O2 + 2H2S 3O2 + 4NH3 5O2 + 4NH3 2SO2 + 2H2O Đốt cháy 2N2 + 6H2O Pt 4NO + 6H2O 8500C 1/2O2 + H2O + 2Fe(OH)2 1/2O2 2SO3 + 2HCl + 2FeCl2 3/2O2 + 3H2O + 6FeSO4 2Fe(OH)3 2FeCl3 + H2O 2Fe(OH)3 + 2Fe2(SO4)3 3F2 + 4NH3 3NH4F + NF3 Cl2 + 2FeCl2 3/2Cl2 + 3FeSO4 2FeCl3 Fe2(SO4)3 + FeCl3 3Cl2 + 8NH3 6NH4Cl + N2 Cl2 + 2H2O + SO2 H2SO4 + 2HCl 4Cl2 + 4H2O + H2S H2SO4 + 8HCl Cl2 + H2O + H2SO3 H2SO4 + 2HCl 2FeCl3 + 2KI 2FeCl2 + I2 + 2KCl FeCl3 + 2HI FeCl2 + I2 + 2HCl 2FeCl3 + Na2S 2FeCl2 + S + 2NaCl 2FeCl3 + H2S 2FeCl2 + S + 2HCl 4KNO3 + C nhiệt độ 2 KNO3 + S + 3C 2K2O + CO2 + 4NO2 nhiệt độ K2S + 3CO2 + N2 (hỗn hợp 70% KNO3, 10% S, 15% C là thuốc súng đen) 3KNO3 + 5KOH + 8Al + 2H2O (KOH + Al + H2O 2KNO3 + 4H2SO4 + 3Cu 8K AlO2 + 3NH3 KAlO2 + 3/2H2) 3CuSO4 + K2SO4 + 2NO + 4H2O GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 14 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng (3Cu + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O) (Trong môi trường axit ion NO3- có khả năng oxi hoá như HNO3 loãng) nhiệt độ 2KClO3 + 3C nhiệt độ 2KClO3 + 3S nhiệt độ 5KClO3 + 6P 2NH3 + 3CuO 2KCl + 3CO2 nhiệt độ 2H2S + SO2 2KCl + 3SO2 5KCl + 3P2O5 N2 + 3Cu + 3H2O 3S + 2H2O 25. Những phản ứng thuỷ phân của muối: * Chỉ những muối có gốc anion là gốc axit yếu hoặc cation xuất phát từ bazơ yếu mới bị thuỷ phân (tác dụng với nước) * Đa số phản ứng thuỷ phân muối đều là phản ứng thuận nghịch trừ một số muối thuỷ phân hoàn toàn như: Al2S3, Fe2S3, ... * Một số phản ứng quan trọng: 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + NaCl + 3CO2 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2 bột trắng chữa cháy 2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3H2S NaAlO2 + NH4Cl + H2O Al(OH)3 + NaCl + NH3 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 2FeCl3 + 3Na2S + 6H2O 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3H2S GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 15 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng Na2CO3 + H2O HoÆc: CO32- + H2O K2S + H2O HoÆc: S2- + H2O CH3COONa + H2O H2CO3 + NaOH HCO3- + OHH2S + KOH HS- + OHCH3COOH + NaOH HoÆc: CH3COO- + H2O NH4Cl + H2O HoÆc: NH4+ + H2O AlCl3 + 3H2O CH3COOH + OHNH4OH + HCl NH3 + H3O+ Al(OH)3 + 3HCl HoÆc: Al3+.H2O + H2O Fe2S3 + 6H2O Al(OH)2+ + H3O+ Fe(OH)3 + 3H2S 26. Những phản ứng tạo phức chất: * Chỉ có một số hiđroxit như Cu(OH) 2, Zn(OH)2, AgOH (đúng hơn là Ag2O) là tan được trong dung dịch NH3 do có các phản ứng tạo phức. * Tính chất này có thể được dùng trong bài tập tách Al, Zn ra khỏi hỗn hợp Al3+, Zn2+ hay tách các Cu, Fe ra khỏi hỗn hợp Cu2+, Fe3+. * Một số phương trình phản ứng: Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ + 2OH- Zn(OH)2 + 4NH3 [Zn(NH3)4]2+ + 2OH- (Trong các phản ứng trên số phân tử NH3 tham gia tạo phức bằng hai lần hoá trị của nguyên tử trung tâm) 27. Những phản ứng là kết quả cộng gộp hai phản ứng lại với nhau: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 Ca3(PO4)2 + 2H3PO4 Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 3CaSO4 + 2H3PO4 3Ca(H2PO4)2 2CaSO4 + Ca(H2PO4)2 Tương tự: Al + NaOH + H2O NaAlO2 + 3/2H2 GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 16 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng AlCl3 + 4NaOH NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O NaHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + NaOH + H2O NaAlO2 + 4HCl Cl2 + 6KOH AlCl3 + NaCl + 2H2O đun nóng Cl2 + 2KOH 5KCl KCl + KClO3 + 3H2O + KClO + 2H2O Cu + 1/2O2 + 2HCl CuCl2 + H2O Cu + 1/2O2 + H2SO4 CuSO4 + H2O (Tự học sinh suy luận các phản ứng trên là tổng hợp của hai phản ứng nào) KẾT LUẬN Sau khi đã hoàn chỉnh phần “Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng” tôi đã photo thành nhiều bản phát cho các giáo viên trong tổ và các học sinh (trong đó có học sinh khối 10, khối 11, khối 12) xin ý kiến nhận xét và tôi đã nhận được rất nhiều ý kiến hay, sâu sắc để giúp tôi hoàn chỉnh bản kinh nghiệm này, có thể nói sau 4 năm từ khi bắt đầu ý tưởng cho đến nay bản kinh nghiệm này đã được sự tham gia góp ý của rất nhiều học sinh và giáo viên và tất cả đều thống nhất đây là một ý tưởng hay và cách trình bày như vậy là phù hợp với chương trình và trình độ học sinh có tác dụng rất tốt trong việc giúp học sinh ôn tập lý thuyết cụ thể là phần vô cơ. GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 17 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng Để có được sự đánh giá khách quan hơn tôi đã chọn ra 2 lớp 12 một lớp để làm đối chứng và một lớp để thực nghiệm. Lớp đối chứng vẫn được tiến hành ôn tập bình thường, lớp thực nghiệm được phát các bản photo phần “Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng”để ôn tập. Sau đó cả hai lớp được làm một bài kiểm tra trong thời gian một tiết, hình thức kiểm tra là trắc nghiệm khách quan phối hợp với tự luận, nội dung bài kiểm tra có đầy đủ các dạng bài tập: nhận biết, tách loại, tinh chế, hoàn thành sơ đồ phản ứng và một bài toán định lượng thực nghiệm. Sau đây là kết quả thu được: Phân phối kết quả kiểm tra và % học sinh đạt điểm xi trở xuống Lần Sĩ Phươn Điểm Xi Lớp số g án 1 2 tra Lần 12A4 45 TN 0 0 1 1 3 12 17 8 3 0 1 Lần 12A5 12A4 45 45 ĐC TN 0 0 1 0 1 1 4 3 8 4 15 10 9 13 5 9 2 4 0 1 2 12A5 45 ĐC 0 2 3 4 7 14 % học sinh đạt điểm X1 trở xuống 8 6 1 0 Lần 12A4 45 TN 0 0 2,22 4,44 11,11 37,78 75,56 93,33 100 100 1 Lần 12A5 12A4 45 45 ĐC TN 0 2,22 4,44 13,33 31,11 64,44 84,44 95,56 100 100 0 0 2,22 8,89 17,78 40 68,89 88,89 97,78 100 2 12A5 45 ĐC 0 4,44 11,11 20 35,56 66,67 84,44 97,78 100 100 kiể 3 m 4 5 6 7 8 Phân phối kết quả kiểm tra 9 10 Đường luỹ tích phân phối học sinh đạt điểm xi trở xuống: GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 18 Hệ thống lý thuyết phần hoá học vô cơ dưới dạng một số quy luật phản ứng LẦN 1 LẦN 2 Dựa trên các kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập của học sinh các lớp thực nghiệm cao hơn học sinh các lớp đối chứng, điều đó thể hiện ở các điểm chính : + Tỷ lệ % học sinh yếu kém của lớp thực nghiệm trong đa số trường hợp là thấp hơn so với lớp đối chứng. + Tỷ lệ % học sinh đạt trung bình đến khá, giỏi của các lớp thực nghiệm trong đa số trường hợp là cao hơn so với với lớp đối chứng. + Đồ thị các đường luỹ tích của các lớp thực nghiệm luôn nằm bên phải và phía dưới đường luỹ tích của lớp đối chứng. Như vậy có thể khẳng định rằng kinh nghiệm trên có tác dụng tới việc nâng cao chất lượng học tập của học sinh. Tuy nhiên đây cũng chỉ mới là kết quả bước đầu còn khiêm tốn và hạn chế, rất mong được sự đóng góp ý kiến thêm của các quý thầy cô, xin chân thành cảm ơn./. GV: Phan Thanh Nam- THPT Trần Phú - Đức Thọ – Hà Tĩnh 19