CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM I ĐƠN CHẤT CROM Crom kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIB, chu kì 4, có số hiệu nguyên tử 24 Cấu hình electron nguyên tử 1s²2s²2p63s²3p63d54s1, [Ar]3d54s1 Crom có số oxi hóa +2, +3, +6 Tính chất hóa học a Tác dụng với phi kim 4Cr + 3O2 → Cr2O3 (1) 2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3 (2) b Tác dụng với nước Crom điện cực chuẩn nhỏ (Cr3+/Cr: –0,86 V), không tác dụng với nước có màng oxit bảo vệ c Tác dụng với axit Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 (3) Tương tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNO3 H2SO4 đặc, nguội mà axit làm cho kim loại crom trở nên thụ động d Điều chế to Cr2O3 + 2Al  → 2Cr + Al2O3 (4) II MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CROM HỢP CHẤT CROM (II) a Crom (II) oxit CrO oxit bazơ, tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng tạo thành muối crom (II): CrO + 2HCl → CrCl2 + H2O (5) CrO có tính khử, không khí CrO dễ bị oxi hóa thành crom (III) oxit Cr2O3 b Crom (II) hiđroxit Cr(OH)2 chất rắn, màu vàng, điều chế từ muối crom(II) dung dịch kiềm (không có không khí) Cr(OH)2 bazơ, tác dụng với dung dịch axit tạo thành muối crom (II) CrCl2 + 2NaOH → Cr(OH)2 + 2NaCl (6) Cr(OH)2 + 2HCl → CrCl2 + 2H2O (7) Cr(OH)2 có tính khử, không khí Cr(OH)2 bị oxi hóa thành Cr(OH)3 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3 (8) c Muối crom (II) Muối crom (II) có tính khử dễ dàng tạo thành muối crom (III) với tác nhân oxi hóa 2CrCl2 + Cl2 → 2CrCl3 (9) HỢP CHẤT CROM (III) a Crom (III) oxit Cr2O3 oxit lưỡng tính, tan axit kiềm đặc Cr2O3 dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thuỷ tinh b Crom (III) hiđroxit Cr(OH)3 điều chế phản ứng trao đổi muối crom (III) dung dịch bazơ CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3 + 3NaCl (10) Cr(OH)3 hiđroxit lưỡng tính, tan dung dịch axit dung dịch kiềm Cr(OH)3 + NaOH → Na[Cr(OH)4] (hay NaCrO2) – natri cromit (11) Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O (12) c Muối crom (III) Muối crom(III) có tính oxi hóa tính khử Trong môi trường axit, muối crom (III) có tính oxi hóa dễ bị chất khử Zn khử thành muối crom (II) 2Cr3+ + Zn → 2Cr2+ + Zn2+ (13) Trong môi trường kiềm, muối crom (III) có tính khử bị chất oxi hóa mạnh oxi hóa thành muối crom (VI) 2Cr3+ + 3Br2 + 16OH– → 2CrO42– + 6Br– + 8H2O (14) Muối crom(III) có ý nghĩa quan trọng thực tế muối sunfat kép crom kali hay phèn crom kali K2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O viết gọn KCr(SO4)2.12H2O Phèn crom–kali có màu xanh tím, dùng để thuộc da, làm chất cầm màu ngành nhuộm vải HỢP CHẤT CROM (VI) a Crom (VI) oxit CrO3 chất rắn, màu đỏ thẫm CrO3 có tính oxi hóa mạnh Một số chất vô hữu S, P, C, NH3, C2H5OH, bốc cháy tiếp xúc với CrO3, đồng thời CrO3 bị khử thành Cr2O3 2CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2 + 3H2O CrO3 oxit axit tác dụng với nước tạo thành hỗn hợp gồm axit cromic H2CrO4 axit đicromic H2Cr2O7 Hai axit không tách dạng tự do, tồn dung dịch Nếu tách khỏi dung dịch, bị phân hủy trở lại thành CrO3 b Muối cromat đicromat Các muối cromat đicromat hợp chất bền nhiều so với axit cromic đicromic Muối cromat, natri cromat Na2CrO4 kali cromat K2CrO4, muối axit cromic, có màu vàng ion cromat CrO42– Muối đicromat, natri đicromat Na2Cr2O7 kali đicromat K2Cr2O7, muối axit đicromic Những muối có màu da cam ion đicromat Cr2O72– Các muối cromat đicromat có tính oxi hóa mạnh, đặc biệt môi trường axit, muối Cr(VI) bị khử thành muối Cr (III) K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O (17) K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 3I2 + 7H2O (18) Trong môi trường thích hợp, muối cromat đicromat chuyển hóa lẫn 2– 2CrO4 (vàng) + 2H+ ↔ Cr2O72– (da cam) + H2O (19) BÀI TẬP CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM Câu 1: Cho phản ứng: a K2Cr2O7 + b FeSO4 + c H2SO4 → d Cr2(SO4)3 + e Fe2(SO4)3 + f K2SO4 + g H2O Các hệ số số nguyên đơn giản Tổng (d + e + f + g) A 10 B 15 C 12 D 26 Câu 2: Phát biểu không A Hợp chất Cr (II) có tính khử đặc trưng hợp chất Cr (VI) có tính oxi hóa mạnh B Các hợp chất Cr2O3, Cr(OH)3, CrO, Cr(OH)2 có tính chất lưỡng tính C Các hợp chất CrO, Cr(OH)2 tác dụng với dung dịch HCl CrO3 tác dụng với dung dịch NaOH D Thêm dung dịch kiềm vào muối đicromat, muối chuyển thành muối cromat Câu 3: Thêm lượng dư dung dịch NaOH vào cốc chứa Cr2(SO4)3, sau phản ứng lại thêm tiếp H2O2 vào cốc dung dịch cốc có màu A suốt B vàng C xanh tím D da cam + Cl + KOH + H 2SO4 + FeSO + H 2SO + KOH Câu 4: Cho sơ đồ chuyển hóa: Cr(OH)3 → X → Y  → Z → T Các chất X, Y, Z, T theo thứ tự A K2CrO4; KCrO2; K2Cr2O7; Cr2(SO4)3 B KCrO2; K2CrO4; K2Cr2O7; Cr2(SO4)3 C KCrO2; K2Cr2O7; K2CrO4; Cr SO4.D KCrO2; K2Cr2O7; K2CrO4; Cr2(SO4)3 Câu 5: Cho 13,5 gam hỗn hợp kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng điều kiện không khí, thu dung dịch X 7,84 lít khí H2 đktc Cô cạn dung dịch X (không có không khí) m gam muối khan Giá trị m A 42,6 B 45,5 C 48,8 D 47,1 Câu 6: Để oxi hóa hoàn toàn 0,01 mol CrCl3 thành K2CrO4 Cl2 có mặt KOH, lượng tối thiểu Cl2 KOH tương ứng A 0,015 mol 0,04 mol B 0,015 mol 0,08 mol C 0,03 mol 0,08 mol D 0,03 mol 0,04 mol Câu 7: Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr2O3 m gam Al nhiệt độ cao Sau phản ứng hoàn toàn, thu 23,3 gam hỗn hợp rắn X Cho toàn hỗn hợp X phản ứng với axit HCl dư thoát V lít khí H2 đktc Giá trị V A 7,84 B 4,48 C 3,36 D 10,08 Câu 8: Cho 41,4 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Cr2O3 Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc dư, sau phản ứng thu chất rắn có khối lượng 16 gam Để khử hoàn toàn 41,4 gam X phản ứng nhiệt nhôm, phải dùng 10,8 gam Al Cho hiệu suất phản ứng 100% Thành phần phần trăm theo khối lượng Cr2O3 hỗn hợp X A 50,67% B 20,33% C 66,67% D 36,71% Câu Phát biểu sai? A Crom nguyên tố thuộc ô thứ 24, chu kì IV, nhóm VIB, có cấu hình electron [Ar]3d54s1 B Nguyên tử khối crom 51,996; C Crom kim loại lưỡng tính D Trong hợp chất, crom có mức oxi hóa đặc trưng +2, +3 +6 Câu 10 Phát biểu sau sai? A Crom có màu trắng, ánh bạc, dễ bị mờ không khí B Crom kim loại cứng (chỉ thua kim cương), cắt thủy tinh C Crom kim loại khó nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy 1890 °C) D Crom thuộc kim loại nhẹ (khối lượng riêng 7,2 g/cm³) Câu 11 Phản ứng sau không xảy ra? to A Cr + 2F2 → CrF4 B 2Cr + 3Cl2  → CrCl3 o o t t C 2Cr + 3S  D 3Cr + N2  → Cr2S3 → Cr3N2 Câu 12 Đốt cháy bột crom oxi dư thu 2,28 gam oxit Khối lượng crom phản ứng A 0,78 gam B 1,56 gam C 1,74 gam D 1,19 gam Câu 13 Hòa tan hết 1,08 gam hỗn hợp Cr Fe dung dịch HCl loãng, nóng thu 448 ml khí (đktc) Lượng crom có hỗn hợp A 0,065 g B 0,520 g C 0,560 g D 1,015 g Câu 14 Tính khối lượng bột nhôm cần dùng để điều chế 78 gam crom phương pháp nhiệt nhôm A 20,250 g B 35,695 g C 40,500 g D 81,000 g Câu 15 Cho 0,1 mol Cr tác dụng với dung dịch H2SO4 1M loãng, sản phẩm tạo thành bị oxi hóa oxi không khí tạo thành muối Crom(III) Tính thể tích H2SO4 dùng A 0,1 lít B 0,15 lít C 0,2 lít D 0,3 lít Câu 16 Một hợp chất có màu xanh lục tạo đốt Crom kim loại oxi Phần trăm khối lượng Crom hợp chất 68,421% Công thức hợp chất A CrO B Cr2O3 C CrO3 D CrO2 Câu 17 Thêm 0,02 mol NaOH vào dung dịch chứa 0,01 mol CrCl2, để không khí đến phản ứng hoàn toàn khối lượng kết tủa cuối thu A 0,86 gam B 1,03 gam C 1,72 gam D 2,06 gam Câu 18 Lượng Cl2 NaOH tương ứng để oxi hóa hoàn hoàn 0,01 mol CrCl3 thành CrO42– A 0,015 mol 0,08 mol B 0,030 mol 0,16 mol C 0,015 mol 0,10 mol D 0,030 mol 0,14 mol Câu 19 So sánh không đúng? A Fe(OH)2 Cr(OH)2 bazơ có tính khử B Al(OH)3 Cr(OH)3 chất lưỡng tính vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử C H2SO4 đặc H2CrO4 axit có tính oxi hóa mạnh D BaSO4 BaCrO4 chất không tan nước Câu 20 Cho từ từ NaOH vào dung dịch chứa 9,02 g hỗn hợp muối Al(NO3)3 Cr(NO3)3 kết tủa thu lớn nhất, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu 2,54 g chất rắn Khối lượng muối Cr(NO3)3 ban đầu A 4,76 g B 4,26 g C 4,51 g D 6,39 g SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT A ĐƠN CHẤT Vị trí sắt bảng tuần hoàn Sắt nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử 26 Cấu tạo sắt Nguyên tử Fe có 26 electron, phân bố thành lớp: 2e, 8e, 14e, 2e Sắt nguyên tố d, có cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p63d64s2 hay viết gọn [Ar]3d64s2 Khi tạo ion sắt, nguyên tử Fe nhường electron phân lớp 4s trước phân lớp 3d Trong hợp chất, Fe có số oxi hóa +2 +3 Một số tính chất khác sắt Bán kính nguyên tử Fe: 0,162 (nm) Bán kính ion Fe2+ Fe3+: 0,076 0,064 nm Năng lượng ion hóa I1, I2, I3: 760, 1560, 2960 (kJ/mol) Độ âm điện: 1,65 Thế điện cực chuẩn: Fe2+/Fe: –0,44 V; Fe3+/Fe: +0,77 V TÍNH CHẤT VẬT LÍ Sắt kim loại có màu trắng xám, dẻo, dễ rèn, nóng chảy nhiệt độ 1540°C, có khối lượng riêng 7,9 g/cm³ Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, đặc biệt có tính nhiễm từ 5 TÍNH CHẤT HÓA HỌC Tính chất hóa học sắt tính khử trung bình: Fe bị oxi hóa thành Fe2+ Fe3+ a Tác dụng với phi kim Fe khử nhiều phi kim thành ion âm Fe bị oxi hóa thành Fe2+ Fe3+ to Fe + S  → FeS (1) to 3Fe + 2O2  → Fe3O4 (2) o t 2Fe + 3Cl2  → 2FeCl3 (3) b Tác dụng với axit Fe khử dễ dàng ion H+ dung dịch axit HCl H2SO4 loãng thành hiđro đồng thời Fe bị oxi hóa thành Fe2+ Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (4) Khi tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh, HNO3 H2SO4 đặc nóng, Fe bị oxi hóa mạnh thành ion Fe3+ Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2O + NO (5) 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 (6) Axit HNO3 H2SO4 đặc nguội không tác dụng với sắt mà làm cho sắt trở nên thụ động c Tác dụng với dung dịch muối Sắt khử ion kim loại đứng sau dãy điện hóa Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (7) Fe + 3AgNO3 (dư) → Fe(NO3)3 + 3Ag (8) d Tác dụng với nước Ở nhiệt độ cao, sắt khử nước t o 570o C Fe + H2O  → FeO + H2 (10) QUẶNG SẮT Quặng hematit đỏ chứa Fe2O3 khan Quặng hematit nâu chứa Fe2O3.nH2O Quặng manhetit chứa Fe3O4 quặng giàu sắt nhất, có tự nhiên Quặng xiđerit chứa FeCO3 Quặng pirit sắt chứa FeS2 Quặng sắt dùng để sản xuất gang manhetit hematit B MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA SẮT HỢP CHẤT SẮT (II) a Hợp chất sắt (II) có tính khử Khi tác dụng với chất oxi hóa, hợp chất sắt (II) bị oxi hóa thành hợp chất sắt (III) Sắt (II) oxit bị oxi hóa axit H2SO4 đặc nóng dung dịch axit HNO3 tạo thành muối sắt (III) 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + 5H2O + NO (11) Sắt (II) hiđroxit bị oxi hóa không khí có mặt oxi nước thành sắt (III) hiđroxit 4Fe(OH)2 (trắng xanh) + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (nâu đỏ) (12) Muối sắt (II) bị oxi hóa thành muối sắt (III) 2FeCl2 (lục nhạt) + Cl2 → 2FeCl3 (vàng nâu) (13) 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O (14) (Dung dịch màu tím hồng) (dung dịch màu vàng) b Oxit hiđroxit sắt (II) có tính bazơ Sắt (II) oxit sắt (II) hiđroxit có tính bazơ Chúng tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng) tạo thành muối sắt (II) c Điều chế số hợp chất sắt (II) Sắt(II) oxit điều chế cách phân hủy sắt (II) hiđroxit nhiệt độ cao môi trường không khí khử sắt (III) oxit to Fe(OH)2  → FeO + H2O (15) 500 − 600o C Fe2O3 + CO  → 2FeO + CO2 (16) Sắt (II) hiđroxit điều chế phản ứng trao đổi ion dung dịch muối sắt (II) với dung dịch bazơ không khí Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2 (17) Muối sắt(II) điều chế cách cho sắt hợp chất sắt (II) FeO, Fe (OH) 2, tác dụng với dung dịch HCl H2SO4 loãng điều kiện không khí Cũng điều chế muối sắt (II) từ muối sắt (III) d Ứng dụng hợp chất sắt (II) Muối FeSO4 dùng làm chất diệt sâu bọ có hại cho thực vật, pha chế sơn, mực dùng kĩ nghệ nhuộm vải HỢP CHẤT SẮT (III) a Tính oxi hóa Khi tác dụng với chất khử, hợp chất sắt (III) bị khử thành hợp chất sắt (II) sắt tự Hợp chất sắt (III) oxi hóa nhiều kim loại thành ion dương oxi hóa số hợp chất có tính khử 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 (18) 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2 (19) 2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + 2KCl + I2 (20) b Oxit hiđroxit sắt (III) có tính bazơ Sắt (III) oxit sắt (III) hiđroxit có tính bazơ Chúng tác dụng với axit tạo thành muối sắt (III) c Điều chế + Sắt (III) oxit điều chế phản ứng phân hủy sắt (III) hiđroxit nhiệt độ cao to 2Fe(OH)3  → Fe2O3 + 3H2O (21) + Sắt (III) hiđroxit điều chế phản ứng trao đổi ion dung dịch muối sắt (III), phản ứng oxi hóa sắt (II) hiđroxit Fe3+ + 3OH– → Fe(OH)3 (22) + Muối sắt (III) điều chế từ phản ứng sắt với chất oxi hóa mạnh Cl2, HNO3, H2SO4 đặc nóng, phản ứng hợp chất sắt (III) với axit 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O (23) d Ứng dụng Muối FeCl3 dùng làm chất xúc tác số phản ứng hữu Fe2(SO4)3 có phèn sắt amoni, muối kép sắt (III) amoni sunfat (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O viết gọn (NH4)Fe(SO4)2.12H2O, dùng để làm nước Fe2O3 dùng để pha chế sơn chống gỉ BÀI TẬP SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT Câu 1: Trong loại quặng sắt, quặng có hàm lượng sắt cao A hematit nâu B manhetit C xiđerit D hematit đỏ Câu 2: Nguyên tắc luyện thép từ gang A Dùng O2 oxi hóa tạp chất Si, P, S, Mn,… gang để thu thép B Dùng chất khử CO khử oxit sắt thành sắt nhiệt độ cao C Dùng CaO CaCO3 để khử tạp chất Si, P, S, Mn,… gang để thu thép D Tăng thêm hàm lượng cacbon gang để thu thép Câu 3: Để khử ion Fe3+ dung dịch thành ion Fe2+ dùng lượng dư kim loại A Fe B Cu C Al D Ag Câu 4: Khi nung hỗn hợp chất Fe(NO3)2, Fe(OH)3 FeCO3 không khí đến khối lượng không đổi, thu chất rắn A Fe3O4 B FeO C Fe D Fe2O3 Câu 5: Cho hỗn hợp Fe, Cu phản ứng với dung dịch HNO3 loãng Sau phản ứng hoàn toàn, thu dung dịch chứa chất tan kim loại dư Chất tan A Cu(NO3)2 B HNO3 C Fe(NO3)2 D Fe(NO3)3 Câu 6: Trong chất: FeCl2, FeCl3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeSO4, Fe2(SO4)3 Số chất có tính oxi hóa tính khử A B C D Câu 7: Cho dãy chất: FeO, Fe(OH)2, FeSO4, Fe3O4, Fe2(SO4)3, Fe2O3 Số chất dãy bị oxi hóa tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng A B C D Câu 8: Cho chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 phản ứng với HNO3 đặc, nóng Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa khử A B C D Câu 9: Cho hỗn hợp X gồm Mg Fe vào dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch Y phần Fe không tan Chất tan có dung dịch Y A MgSO4 FeSO4 B MgSO4 C MgSO4 Fe2(SO4)3 D MgSO4, Fe2(SO4)3 FeSO4 Câu 10: Hòa tan hoàn toàn Fe3O4 dung dịch H2SO4 loãng dư dung dịch X1 Cho lượng dư bột Fe vào dung dịch X1 (trong điều kiện không khí) đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X2 chứa chất tan A Fe2(SO4)3 H2SO4 B FeSO4 C Fe2(SO4)3 D FeSO4 H2SO4 Câu 11: Có kim loại: Mg, Ba, Fe, Zn Chỉ dùng thêm chất số dung dịch sau để nhận biết kim loại đó? A NaOH B Ca(OH)2 C HCl D H2SO4 Câu 12: Có dung dịch muối sau: (NH4)2SO4, Al(NO3)3, NaNO3, NH4NO3, FeCl2, MgCl2 đựng lọ riêng biệt bị nhãn Chỉ sử dụng dung dịch chứa chất chất sau để nhận biết dd muối trên? A Quỳ tím B HCl C NaOH D Ba(OH)2 +X +Y +Z Câu 13: Cho sơ đồ chuyển hóa: NaOH → Fe(OH) → Fe (SO )3 → BaSO4 Các dung dịch X, Y, Z A FeCl3, H2SO4 (đặc, nóng), Ba(NO3)2 B FeCl3, H2SO4 (đặc, nóng), BaCl2 C FeCl2, H2SO4 (đặc, nóng), BaCl2 D FeCl2, H2SO4 (loãng), Ba(NO3)2 Câu 14: Hỗn hợp rắn X gồm Al, Fe2O3 Cu có số mol Hỗn hợp X tan hoàn toàn dung dịch A NaOH (dư) B HCl (dư) C AgNO3 (dư) D NH3 (dư) Câu 15: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X m gam chất rắn Y Giá trị m A 2,80 B 2,16 C 4,08 D 0,64 Câu 16: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn, dung dịch Y; cô cạn Y thu 7,62 gam FeCl2 m gam FeCl3 Giá trị m A 9,75 B 8,75 C 7,80 D 6,50 Câu 17: Cho m gam bột Fe dư vào V1 lít dung dịch Cu(NO3)2 1M Cho m gam bột Fe dư vào V2 lít dung dịch AgNO3 0,1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng chất rắn thu hai thí nghiệm Giá trị V1 so với V2 A V1 = V2 B V1 = 10V2 C V1 = 5V2 D V1 = 2V2 Câu 18: Khử hoàn toàn oxit sắt X nhiệt độ cao cần vừa đủ V lít khí CO đktc, sau phản ứng thu 0,84 gam Fe 0,02 mol khí CO2 Công thức X giá trị V A Fe3O4 0,224 B Fe3O4 0,448 C FeO 0,224 D Fe2O3 0,448 Câu 19: Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ qua ống sứ nung nóng đựng gam oxit sắt đến phản ứng xảy hoàn toàn Khí thu sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro 20 Công thức oxit sắt phần trăm thể tích khí CO2 hỗn hợp khí sau phản ứng A FeO; 75% B Fe2O3; 75% C Fe2O3; 65% D Fe3O4; 75% Câu 20: Cho hỗn hợp chứa 0,15 mol Cu 0,1 mol Fe3O4 vào 400 ml dung dịch HCl 2M Sau phản ứng thu dung dịch A chứa x gam FeCl2; lại y gam chất rắn không tan B Giá trị x, y A 12,7 g 9,6 g B 25,4 g 3,2 g C 12,7 g 6,4 g D 38,1 g 3,2 g Câu 21: Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, nóng (SO2 sản phẩm khử nhất) Sau phản ứng xảy thu A 0,03 mol Fe2(SO4)3 0,06 mol FeSO4 B 0,05 mol Fe2(SO4)3 0,02 mol Fe dư C 0,02 mol Fe2(SO4)3 0,08 mol FeSO4 D 0,12 mol FeSO4 Câu 22: Cho 0,01 mol hợp chất sắt tác dụng hết với H2SO4 đặc nóng dư, thoát 0,112 lít (ở đktc) khí SO2 sản phẩm khử Công thức hợp chất sắt A FeS B FeS2 C FeO D FeCO3 Câu 23: Cho Fe dư phản ứng với 200 ml dung dịch HNO3 0,2M, thấy có khí NO (sản phẩm khử nhất) bay Khối lượng muối dung dịch thu A 2,42 gam B 2,7 gam C gam D 9,68 gam Câu 24: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu khí NO (sản phẩm khử nhất) dung dịch X Dung dịch X hòa tan tối đa m gam Cu Giá trị m A 1,92 B 3,20 C 0,64 D 3,84 Câu 25: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M H2SO4 0,25M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m V A 10,8 4,48 B 10,8 2,24 C 17,8 2,24 D 17,8 4,48 Câu 26: Nung m gam bột sắt oxi, thu gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư, thoát 0,56 lít đktc NO (là sản phẩm khử nhất) Giá trị m A 2,22 B 2,62 C 2,52 D 2,32 Câu 27: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư, thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 38,72 B 35,50 C 49,09 D 34,36 Câu 28: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam oxit sắt dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu dung dịch X 3,248 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch X, thu m gam muối khan Giá trị m A 52,2 B 54,0 C 58,0 D 48,4 Câu 29: Khử hoàn toàn 10,8 gam oxit kim loại cần dùng 4,536 lít H2 đktc, sau phản ứng thu m gam kim loại Hòa tan hết m gam kim loại vào dung dịch HCl dư thấy thoát 3,024 lít H2 đktc Giá trị m công thức oxit kim loại A 5,2; Cr2O3 B 7,155; Fe3O4 C 7,56; Fe2O3 D 7,56; FeO Câu 30: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch Y lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu m gam muối khan Giá trị m A 151,5 B 137,1 C 97,5 D 108,9 Câu 31: Đốt cháy m gam Fe không khí thu (m + x) gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 Để hòa tan vừa đủ hỗn hợp A cần V ml dung dịch HCl nồng độ 3,65% có khối lượng riêng d g/ml Giá trị V A 125x/d B 1,25(m + x)/d C 12,5(m + x)/d D 125(m + x)/d Câu 32: Hỗn hợp X gồm Fe, Cu có tỉ lệ khối lượng mCu : mFe = : Lấy m gam X cho phản ứng với 44,1 gam HNO3 dung dịch thu 0,75m gam chất rắn, dung dịch Y 5,6 lít khí Z gồm NO, NO2 đktc Giá trị m A 40,5 B 50,0 C 50,2 D 50,4 NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM A ĐƠN CHẤT I CẤU TẠO Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1, có 3e hóa trị Số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì Ion Al3+ có cấu hình electron nguyên tử khí Ne Trong hợp chất, nguyên tố Al có số oxi hóa bền +3 Đơn chất nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện II TÍNH CHẤT HÓA HỌC Nhôm điện cực chuẩn nhỏ so với nhiều kim loại khác, E° (Al3+/Al) = –1,66 V Mặt khác, nguyên tử nhôm có lượng ion hóa thấp Do nhôm kim loại có tính khử mạnh Tính khử nhôm yếu kim loại kiềm kim loại kiềm thổ Tác dụng với phi kim Nhôm tác dụng trực tiếp mạnh với nhiều phi kim O2, Cl2, S, Khi đốt nóng, bột nhôm cháy sáng không khí to 4Al + 3O2  → 2Al2O3 (1) Nhôm bền không khí nhiệt độ thường có màng oxit Al2O3 mỏng, mịn bền bảo vệ Bột nhôm tự bốc cháy tiếp xúc với khí clo 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 (2) Tác dụng với axit Nhôm khử dễ dàng ion H+ dung dịch axit, HCl H2SO4 loãng, giải phóng H2 Nhôm khử mạnh N+5 dung dịch HNO3 loãng đặc, nóng S+6 dung dịch H2SO4 đặc, nóng xuống số oxi hóa thấp 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (3) to 4Al + 4HNO3 loãng  → Al(NO3)3 + NO + 2H2O (4) o t 2Al + 6H2SO4 đặc  → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (5) Nhôm không tác dụng với H2SO4 HNO3 đặc, nguội Những axit oxi hóa bề mặt kim loại tạo thành màng oxit có tính trơ, làm cho nhôm thụ động Nhôm bị thụ động không tác dụng với dung dịch thông thường HCl, H2SO4 loãng Tác dụng với oxit kim loại Ở nhiệt độ cao, Al khử nhiều oxit kim loại Fe2O3, Cr2O3, thành kim loại tự to 2Al + Fe2O3  (6) → Al2O3 + 2Fe Tác dụng với nước Thế điện cực chuẩn nước cao so với điện cực chuẩn nhôm nên nhôm khử nước, giải phóng khí hiđro 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 (7) Phản ứng nhanh chóng dừng lại lớp Al(OH)3 không tan nước ngăn cản không cho nhôm tiếp xúc với nước Tác dụng với dung dịch kiềm Những đồ vật nhôm bị hòa tan dung dịch kiềm NaOH, Ca(OH)2, Trước hết, màng bảo vệ Al2O3 bị phá hủy dung dịch kiềm Al2O3 + NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] Natri aluminat (8) Tiếp đến, kim loại nhôm khử H2O: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 (9) Màng Al(OH)3 bị phá hủy dung dịch bazơ Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (10) Các phản ứng (8) (9) xảy luân phiên nhôm bị tan hết Hai phương trình hóa học hai phản ứng viết gộp vào phương trình hóa học sau 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4](dd) + 3H2 (11) B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM I NHÔM OXIT Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên Nhôm oxit chất rắn màu trắng, không tác dụng với nước không tan nước Nóng chảy 2050 °C Trong tự nhiên, nhôm oxit tồn dạng ngậm nước dạng khan Dạng ngậm nước boxit Al2O3.2H2O nguyên liệu quan trọng để sản xuất nhôm Dạng khan emeri, có độ cứng cao, dùng làm đá mài Corinđon ngọc thạch cứng, cấu tạo tinh thể suốt, không màu Corinđon thường có màu lẫn số tạp chất oxit kim loại Nếu tạp chất Cr2O3, ngọc có màu đỏ tên rubi, tạp chất TiO2 Fe3O4, ngọc có màu xanh tên saphia Rubi saphia nhân tạo chế tạo cách nung nóng hỗn hợp nhôm oxit với Cr2O3 TiO2 Fe3O4 Tính chất hóa học Ion Al3+ có điện tích lớn bán kính ion nhỏ (0,048 nm) 1/2 bán kính ion Na+ 2/3 bán kính ion Mg2+ nên lực hút ion Al3+ ion O2– mạnh, tạo liên kết bền vững Do cấu trúc mà Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy cao (2050 °C) khó bị khử thành kim loại Al Al2O3 có tính lưỡng tính: tác dụng với dung dịch axit dung dịch kiềm Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O (12) Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] (13) Tinh thể Al2O3 (corinđon) dùng làm đồ trang sức, chế tạo chi tiết ngành kĩ thuật xác, chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia lade, Bột Al2O3 có độ cứng cao dùng làm vật liệu mài Boxit Al2O3.2H2O nguyên liệu sản xuất nhôm kim loại II NHÔM HIĐROXIT Tính chất hóa học a Tính không bền với nhiệt to 2Al(OH)3  (14) → Al2O3 + 3H2O b Tính lưỡng tính Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O (15) Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (16) III Nhôm sunfat Muối nhôm có nhiều ứng dụng quan trọng muối sunfat kép kali nhôm ngậm nước, thị trường có tên phèn chua Công thức hóa học K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, viết gọn KAl(SO4)2.12H2O Trong công thức hóa học trên, thay ion K+ Li+, Na+ hay NH4+ ta muối kép khác có tên chung phèn nhôm (không gọi phèn chua) Phèn chua dùng ngành thuộc da, công nghiệp giấy (làm cho giấy không thấm nước), chất cầm màu công nghiệp nhuộm vải, chất làm nước đục, BÀI TẬP NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM Câu 1: Để thu Al2O3 từ hỗn hợp Al2O3 Fe2O3, người ta dùng A khí H2 nhiệt độ cao, dung dịch NaOH (dư) B khí CO nhiệt độ cao, dung dịch HCl (dư) C dung dịch NaOH (dư), dung dịch HCl (dư), nung nóng D dung dịch NaOH (dư), khí CO2 (dư), nung nóng Câu 2: Có ba mẫu dung dịch riêng biệt: NaCl, ZnCl2, AlCl3 Thuốc thử dùng để nhận biết ba mẫu dung dịch dung dịch A Ba(OH)2 dư B NaOH C NH3 dư D AgNO3 Câu 3: Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, khối lượng kết tủa thu 15,6 gam Giá trị lớn V A B 1,8 C 2,4 D 1,2 Câu 4: Trộn dung dịch chứa a mol AlCl3 với dung dịch chứa b mol NaOH Để thu kết tủa cần có tỉ lệ A a: b = 1: B a: b < 1: C a: b = 1: D a: b > 1: Câu 5: Một dung dịch chứa a mol NaAlO2 (hoặc Na[Al(OH)4]) tác dụng với dung dịch chứa b mol HCl Điều kiện để thu kết tủa sau phản ứng A b < 5a B a = 2b C b < 4a D a = b Câu 6: Chia m gam Al thành hai phần Phần tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, sinh x mol khí H2 Phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch HNO3 loãng, sinh y mol khí N2O (sản phẩm khử nhất) Quan hệ x y A x = 2y B y = 2x C x = 4y D x = y Câu 7: Hòa tan hết 0,03 Al mol 0,02 mol Ag vào dung dịch HNO3, sau phản ứng cô cạn đun nóng đến khối lượng không đổi thu chất rắn nặng x gam Giá trị x A 9,79 B 5,22 C 4,26 D 3,69 Câu 8: Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl dư, sau kết thúc phản ứng sinh 3,36 lít khí (ở đktc) Nếu cho m gam hỗn hợp X vào lượng dư axit nitric đặc, nguội, sau kết thúc phản ứng sinh 6,72 lít khí NO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m A 11,5 B 10,5 C 12,3 D 15,6 Câu 9: Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu Al dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu hỗn hợp Y gồm oxit có khối lượng 3,33 gam Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y A 57 ml B 50 ml C 75 ml D 90 ml Câu 10: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M AgNO3 0,3M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m2 gam chất rắn X Nếu cho m2 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu 0,336 lít khí (ở đktc) Giá trị m1 m2 A 8,10 5,43 B 1,08 5,43 C 0,54 5,16 D 1,08 5,16 Câu 11: Cho hỗn hợp gồm Na Al có tỉ lệ số mol tương ứng : vào nước dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 8,96 lít khí H2 (ở đktc) m gam chất rắn không tan Giá trị m A 10,8 B 5,4 C 7,8 D 43,2 Câu 12: Hỗn hợp X gồm Na Al Cho m gam X vào lượng dư nước thoát V lít khí Nếu cho m gam X vào dung dịch NaOH dư 1,75V lít khí (các thể tích khí đo điều kiện) Thành phần phần trăm theo khối lượng Na X A 39,87% B 77,31% C 49,87% D 29,87% Câu 13: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 0,1 mol H2SO4 đến phản ứng hoàn toàn, thu 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn V để thu lượng kết tủa A 0,45 B 0,35 C 0,25 D 0,05 Câu 14: Thêm m gam kali vào 300 ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M NaOH 0,1M thu dung dịch X Cho từ từ dung dịch X vào 200 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,1M thu kết tủa Y Để lượng kết tủa Y lớn giá trị m A 1,59 B 1,17 C 1,71 D 1,95 Câu 15: Hòa tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl M H2SO4 0,28 M thu dung dịch X 8,736 lít khí H2 đktc Cô cạn X thu lượng muối khan A 38,93 g B 103,85 g C 25,95 g D 77,86 g Câu 16: Hòa tan hoàn toàn 47,4 gam phèn chua KAl(SO4)2.12H2O vào nước, thu dung dịch X Cho X tác dụng với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, sau phản ứng thu m gam kết tủa Giá trị m A 7,8 B 46,6 C 54,4 D 62,2 Câu 17: Đốt nóng hỗn hợp gồm Al 16 gam Fe2O3 điều kiện không khí đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch NaOH 1M sinh 3,36 lít H2 (ở đktc) Giá trị V A 150 ml B 100 ml C 200 ml D 300 ml Câu 18: Nung nóng m gam hỗn hợp Al Fe2O3 môi trường không khí đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn Y Chia Y thành hai phần Phần (1) tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, sinh 3,08 lít khí H2 (ở đktc) Phần (2) tác dụng với dung dịch NaOH dư, sinh 0,84 lít khí H2 (ở đktc) Giá trị m A 22,75 B 21,40 C 29,40 D 29,43 Câu 19: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m kg Al catot 67,2 m² (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào nước vôi dư thu gam kết tủa Giá trị m A 108,0 B 75,6 C 54,0 D 67,5 Câu 20: Cho 2,16 gam Al tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu V lít khí NO (ở đktc) dung dịch X Đem cô cạn dung dịch X thu 17,76 gam muối khan Giá trị V A 1,792 B 0,896 C 1,2544 D 1,8677 KIM LOẠI KIỀM THỔ A ĐƠN CHẤT I VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA bảng tuần hoàn, gồm nguyên tố: beri (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) rađi (Ra) Trong chu kì, nguyên tố kim loại kiềm thổ đứng sau nguyên tố kim loại kiềm Kim loại kiềm thổ nguyên tố s Lớp nguyên tử có 2e phân lớp ns2 So với electron khác nguyên tử hai electron ns2 xa hạt nhân cả, chúng dễ tách khỏi nguyên tử Các cation M2+ kim loại kiềm thổ có cấu hình electron nguyên tử khí đứng trước bảng tuần hoàn Các ion kim loại kiềm thổ có điện tích 2+ Trong hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm thổ có số oxi hóa +2 Các cặp oxi hóa khử kim loại kiềm thổ điện cực chuẩn nhỏ II TÍNH CHẤT VẬT LÍ Các kim loại kiềm thổ có số tính chất vật lí giống Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi tương đối thấp (trừ beri) Độ cứng có cao kim loại kiềm, nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp Khối lượng riêng tương đối nhỏ, chúng kim loại nhẹ nhôm (trừ bari) Một số số vật lí kim loại kiềm thổ Nguyên tố Be Mg Ca Sr Ba Nhiệt độ nóng chảy (°C) 1280 650 838 768 714 Nhiệt độ sôi (°C) 2770 1110 1440 1380 1640 Khối lượng riêng (g/cm³) 1,85 1,74 1,55 2,6 3,5 III TÍNH CHẤT HÓA HỌC Một số đại lượng đặc trưng kim loại kiềm thổ Nguyên tố Be Mg Ca Sr Ba Cấu hình electron [He] 2s² [Ne] 3s² [Ar] 4s² [Kr] 5s² [Xe] 6s² Bán kính nguyên tử (nm) 0,11 0,16 0,20 0,21 0,22 Độ âm điện 1,57 1,31 1,00 0,95 0,89 Thế điện cực chuẩn (V) –1,85 –2,37 –2,87 –2,89 –2,90 Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, yếu so với kim loại kiềm Tính khử kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba Tác dụng với phi kim Khi đốt nóng, kim loại kiềm thổ bốc cháy không khí tạo oxit to 2Mg + O2  → 2MgO Tác dụng với halogen tạo muối halogenua to Ca + Cl2  → CaCl2 Tác dụng với axit Ca + 2HCl → CaCl2 + H2 Tác dụng với nước Ca, Sr, Ba tác dụng với H2O nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ Mg tác dụng chậm với nước nhiệt độ thường tạo Mg(OH)2, tác dụng nhanh với nước nhiệt độ cao tạo thành MgO Be không tác dụng với H2O dù nhiệt độ cao to Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2; Mg + H2O  → MgO + H2 B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ Canxi hiđroxit Canxi hiđroxit chất rắn màu trắng, tan nước (độ tan 25 °C 0,12 g) Dung dịch canxi hiđroxit (nước vôi trong) bazơ mạnh Ca(OH)2 (dung dịch) → Ca2+ + 2OH– Dung dịch canxit hiđroxit có tính chất chung bazơ tan tác dụng với oxit axit, axit, muối Canxi cacbonat Canxi cacbonat chất rắn màu trắng, không tan nước (độ tan 25 °C 0,00013 g) Canxi cacbonat muối axit yếu không bền, nên tác dụng với nhiều axit hữu vô giải phóng khí cacbon đioxit CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 CaCO3 + 2CH3COOH → Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2 Canxi cacbonat tan dần nước có chứa khí cacbon đioxit, tạo muối tan canxi hiđrocacbonat Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca(HCO3)2 Phản ứng thuận giải thích xâm thực nước mưa có chứa CO2 đá vôi Phản ứng nghịch giải thích tạo thành thạch nhũ hang động núi đá vôi, tạo thành lớp cặn canxi cacbonat ấm đun nước, phích đựng nước nóng Canxi sunfat Canxi sunfat chất rắn, màu trắng, tan nước (độ tan 25 °C 0,15 g) Tuỳ theo lượng nước kết tinh muối canxi sunfat ta có loại thạch cao CaSO4.2H2O có tự nhiên thạch cao sống, bền nhiệt độ thường CaSO4.H2O CaSO4.0,5H2O thạch cao nung, điều chế cách nung thạch cao sống nhiệt độ khoảng 160 °C CaSO4 có tên thạch cao khan, điều chế cách nung thạch cao sống nhiệt độ cao Thạch cao khan không tan không tác dụng với nước C NƯỚC CỨNG Nước cứng Nước có vai trò quan trọng đời sống người hầu hết ngành sản xuất, chăn nuôi, trồng trọt Nước thường dùng nước tự nhiên, lấy từ sông, suối, hồ, nước ngầm Nước có hòa tan số muối, Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2 Vì nước tự nhiên có cation Ca2+, Mg2+ Nước cứng nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+ Nước chứa không chứa ion gọi nước mềm phân loại nước cứng Căn vào thành phần anion gốc axit có nước cứng, người ta phân thành loại: nước có tính cứng tạm thời, nước có tính cứng vĩnh cửu nước có tính cứng toàn phần a Nước cứng tạm thời nước cứng muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 gây b Nước cứng vĩnh cửu nước cứng muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 gây c Nước cứng toàn phần nước có tính cứng tạm thời vĩnh cửu Tác hại nước cứng Nước cứng gây nhiều trở ngại cho đời sống thường ngày Giặt xà phòng (natri stearat) nước cứng tạo muối không tan canxi stearat (C17H35COO)2Ca, chất bám vải sợi, làm cho quần áo mau mục nát Mặt khác, nước cứng làm cho xà phòng có bọt, giảm khả tẩy rửa Nếu dùng nước cứng để nấu thức ăn, làm cho thực phẩm lâu chín giảm mùi vị Nước cứng gây tác hại cho ngành sản xuất, tạo cặn nồi hơi, gây lãng phí nhiên liệu không an toàn Nước cứng gây tượng làm tắc ống dẫn nước nóng sản xuất đời sống Nước cứng làm hỏng nhiều dung dịch cần pha chế Vì vậy, việc làm mềm nước cứng trước dùng có ý nghĩa quan trọng Các biện pháp làm mềm nước cứng Nguyên tắc làm mềm nước cứng làm giảm nồng độ cation Ca2+, Mg2+ nước cứng a Phương pháp kết tủa Đun sôi nước có tính cứng tạm thời trước dùng, muối hiđrocacbonat chuyển thành muối cacbonat không tan Lọc bỏ kết tủa nước mềm to Ca(HCO3)2  → CaCO3 + CO2 + H2O to Mg(HCO3)2  → MgCO3 + CO2 + H2O Dùng lượng vừa đủ dung dịch Ca(OH)2 để trung hòa muối hiđrocacbonat thành muối cacbonat kết tủa Lọc bỏ chất không tan, nước mềm Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O Dùng dung dịch Na2CO3 dung dịch Na3PO4 để làm mềm nước cứng vĩnh cửu 2+ Ca + CO32– → CaCO3 3Ca2+ + 2PO42– → Ca3(PO4)2 (kết tủa) Dung dịch Na2CO3 dùng để làm mềm nước có tính cứng tạm thời b Phương pháp trao đổi ion Phương pháp trao đổi ion dùng phổ biến để làm mềm nước Phương pháp dựa khả trao đổi ion số chất cao phân tử thiên nhiên nhân tạo hạt zeolit (các alumino silicat kết tinh, có tự nhiên tổng hợp, tinh thể có chứa lỗ trống nhỏ) nhựa trao đổi ion Cho nước cứng qua chất trao đổi ion hạt zeolit số ion Na+ zeolit rời khỏi mạng tinh thể, vào nước nhường chỗ cho ion Ca2+ Mg2+ bị giữ lại mạng tinh thể silicat BÀI TẬP KIM LOẠI KIỀM THỔ Câu 1: Chỉ điều nói hiđroxit kim loại kiềm thổ A Tan dễ dàng nước B Có hiđroxit có tính lưỡng tính C Có thể điều chế cách cho oxit tương ứng tác dụng với nước D Đều bazơ mạnh Câu 2: Trong y học, chất sử dụng bó bột xương bị gãy A CaSO4.2H2O B CaSO4 khan C 2CaSO4.H2O D MgSO4.7H2O Câu 3: Phản ứng phản ứng sau giải thích trình xâm thực nước mưa đá vôi A CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2 B Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O C CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 to D Ca(HCO3)2  → CaCO3 + H2O + CO2↑ Câu 4: Một mẫu nước cứng chứa ion: Ca2+, Mg2+, HCO3–, Cl–, SO42– Chất dùng để làm mềm mẫu nước cứng A Na2CO3 B HCl C H2SO4 D NaHCO3 Câu 5: Có chất: KCl, Na2CO3, Ca(OH)2, HCl Những chất làm mềm nước cứng tạm thời A KCl B KCl HCl C Ca(OH)2 Na2CO3 D Ca(OH)2, HCl KCl Câu 6: Khi cho dung dịch NaOH dư vào cốc đựng dung dịch Ca(HCO3)2 cốc A có bọt khí B tượng C xuất kết tủa trắng D có kết tủa trắng bọt khí Câu 7: Sơ đồ chuyển hóa: Mg → A → MgO A chất số chất sau? (1) Mg(OH)2; (2) MgCO3; (3) Mg(NO3)2; (4) MgSO4; (5) MgS A B C 1, D Câu 8: Từ hai muối X Y thực phản ứng sau to X  → X1 + CO2; X1 + H2O → X2; X2 + Y → X + Y1 + H2O; X2 + 2Y → X + Y2 + 2H2O Hai muối X, Y tương ứng A CaCO3, NaHSO4 B BaCO3, Na2CO3 C CaCO3, NaHCO3 D MgCO3, NaHCO3 Câu 9: Hỗn hợp rắn A gồm Ca(HCO3)2, CaCO3, NaHCO3, Na2CO3 Nung A đến khối lượng không đổi chất rắn B Chất rắn B gồm A CaCO3; Na2O B CaCO3; Na2CO3 C CaO; Na2CO3 D CaO; Na2O Câu 10: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp chứa MgCO3 CaCO3 có số mol thu khí X chất rắn Y Hòa tan Y vào H2O dư, lọc bỏ kết tủa dung dịch Z Hấp thụ hoàn toàn khí X vào dung dịch Z thu dung dịch chứa chất A CaCO3 Ca(HCO3)2 B Ca(HCO3)2 C CaCO3 Ca(OH)2 D CaCO3 Câu 11: Cho sơ đồ phản ứng sau: to (1) A + B → C + H2; (2) C + D → E; (3) E + F → G + D + B; (4) G → A + Cl2; (5) E  → CaCO3 + D + B A, B, E chất sau A Ca, H2O, Ca(HCO3)2 B Ca, HCl, Ca(HCO3)2 C Ca, H2SO4, Ca(HCO3)2 D CaO, H2O, Ca(HCO3)2 Câu 12: Cho dãy chất: KOH, Ca(NO3)2, SO3, NaHSO4, Na2SO3, K2SO4 Số chất dãy tạo thành kết tủa phản ứng với dung dịch BaCl2 A B C D Câu 13: Có dung dịch: Ba(OH)2, Na2CO3, NaHCO3 NaHSO4 Khi trộn lẫn với đôi một, số cặp dung dịch tác dụng với A B C D Câu 14: Cho BaO vào dung dịch H2SO4 loãng, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu kết tủa A dung dịch B Cho Al dư vào dung dịch B thu khí C dung dịch D Lấy dung dịch D cho tác dụng với dung dịch Na2CO3 thu kết tủa E Các chất C, E A H2, Al(OH)3 B CO2, Al(OH)3 C H2, BaCO3 D A C Câu 15: Cho dung dịch chứa 0,1 mol (NH4)2CO3 tác dụng với dung dịch chứa 34,2 gam Ba(OH)2 Sau phản ứng thu m gam kết tủa Giá trị m A 19,7 B 39,4 C 17,1 D 15,5 Câu 16: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu 15,76 gam kết tủa Giá trị a A 0,032 B 0,048 C 0,06 D 0,04 Câu 17: Hòa tan hoàn toàn 2,9 gam hỗn hợp gồm kim loại M oxit vào nước, thu 500 ml dung dịch chứa chất tan có nồng độ 0,04M 0,224 lít khí H2 (ở đktc) Kim loại M A Na B Ca C Ba D K Câu 18: Cho mẫu hợp kim Na – Ba tác dụng với nước dư, thu dung dịch X 3,36 lít H2 (ở đktc) Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng để trung hòa dung dịch X A 150 ml B 75 ml C 60 ml D 30 ml Câu 19: Một lít nước 20 °C hòa tan tối đa 38 gam Ba(OH)2 Xem khối lượng riêng nước g/ml độ tan Ba(OH)2 nhiệt độ A 38 gam B 19 gam C 3,66 gam D 3,8 gam Câu 20: Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm IIA tác dụng với dung dịch HCl dư, thoát 0,672 lít khí H2 (ở đktc) Hai kim loại A Be Mg B Mg Ca C Sr Ba D Ca Sr Câu 21: X kim loại thuộc nhóm IIA Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm kim loại X Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, sinh 0,672 lít khí H2 (ở đktc) Mặt khác, cho 1,9 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thể tích khí hiđro sinh chưa đến 1,12 lít (ở đktc) Kim loại X A Ba B Ca C Sr D Mg Câu 22: Cho 3,6 gam Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư, sinh 2,24 lít khí X (sản phẩm khử nhất, đktc) Khí X A N2O B NO2 C N2 D NO Câu 23: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,12 mol FeCl3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 3,36 gam chất rắn Giá trị m A 2,16 B 5,04 C 4,32 D 2,88 Câu 24: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe Mg lượng vừa đủ dung dịch HCl 20%, thu dung dịch Y Nồng độ FeCl2 dung dịch Y 15,76% Nồng độ phần trăm MgCl2 dung dịch Y A 24,24% B 11,79% C 28,21% D 15,76% Câu 25: Hỗn hợp X gồm kim loại kiềm kim loại kiềm thổ tan hết nước tạo dung dịch Y thoát 0,12 mol hiđro Thể tích dung dịch H2SO4 0,5M cần trung hòa dung dịch Y A 120 ml B 60 ml C 1200 ml D 240 ml Câu 26: Nung 13,4 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại hóa trị 2, thu 6,8 gam chất rắn khí X Lượng khí X sinh cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu sau phản ứng A 5,8 gam B 6,5 gam C 4,2 gam D 6,3 gam Câu 27: Cho 1,2 gam Mg vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 1,5M NaNO3 0,5M Sau phản ứng thu V ml khí dạng đơn chất (không có sản phẩm khử khác) Giá trị V A 0,224 ml B 2,24 ml C 224 ml D 280 ml Câu 28: Nhiệt phân hoàn toàn 40 gam loại quặng đôlômit có lẫn tạp chất trơ sinh 8,96 lít khí CO2 (ở đktc) Thành phần phần trăm khối lượng CaCO3.MgCO3 loại quặng nêu A 40% B 50% C 84% D 92% Câu 29: Hòa tan 8,2 gam hỗn hợp bột CaCO3 MgCO3 nước cần tối thiểu 2,016 lít khí CO2 (ở đktc) Khối lượng muối ban đầu A 4,0 gam 4,2 gam B 3,2 gam 5,0 gam C 5,0 gam 3,2 gam D 3,36 gam 4,84 gam Câu 30: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 đktc vào 500 ml dung dịch gồm NaOH 0,1 M Ba(OH)2 0,2 M, sinh m gam kết tủa Giá trị m A 19,70 B 17,73 C 9,85 D 11,82 KIM LOẠI KIỀM A ĐƠN CHẤT I Vị trí cấu tạo nguyên tử Sáu nguyên tố hóa học đứng sau nguyên tố khí liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs), franxi (Fr) gọi kim loại kiềm Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA, đứng đầu chu kì trừ chu kì I Kim loại kiềm nguyên tố s Lớp electron nguyên tử có 1e, phân lớp ns So với electron khác nguyên tử electron ns1 xa hạt nhân nguyên tử nhất, dễ tách khỏi nguyên tử Các nguyên tử kim loại kiềm có lượng ion hóa I1 nhỏ so với kim loại khác Do vậy, kim loại kiềm có tính khử mạnh Trong hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm có số oxi hóa +1 Các cặp oxi hóa khử kim loại kiềm điện cực chuẩn có giá trị âm II TÍNH CHẤT VẬT LÍ Một số số vật lí kim loại kiềm Nguyên tố Li Na K Rb Cs Nhiệt độ sôi (°C) 1330 892 760 688 690 Nhiệt độ nóng chảy (°C) 180 98 64 39 29 Khối lượng riêng (g/cm³) 0,53 0,97 0,86 1,53 1,90 Độ cứng (kim cương 10) 0,6 0,4 0,5 0,3 0,2 Kim loại kiềm có mạng tinh thể lập phương tâm khối III TÍNH CHẤT HÓA HỌC Một số đại lượng đặc trưng kim loại kiềm Nguyên tố Li Na K Rb Cs 1 1 Cấu hình electron [He] 2s [Ne] 3s [Ar] 4s [Kr] 5s [Xe]6s1 Bán kính nguyên tử (nm) 0,123 0,157 0,203 0,216 0,235 Năng lượng I1 (kJ/mol) 520 497 419 403 376 Độ âm điện 0,98 0,93 0,82 0,82 0,79 Thế điện cực chuẩn (V) –3,05 –2,71 –2,93 –2,92 –2,92 Tác dụng với phi kim Hầu hết kim loại kiềm khử phi kim Kim loại Na cháy môi trường khí oxi khô tạo natri peoxit Na2O2; đó, oxi có số oxi hóa –1 2Na + O2 → Na2O2 (r) Natri tác dụng với oxi không khí khô nhiệt độ phòng tạo thành Na2O 4Na + O2 → 2Na2O (r) Tác dụng với axit Các kim loại kiềm khử dễ dàng ion H+ dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) thành khí H2 (phản ứng gây nổ nguy hiểm) 2M + 2H+ → 2M+ + H2↑ Tác dụng với nước Vì điện cực chuẩn kim loại kiềm nhỏ nhiều so với điện cực chuẩn nước (–0,41 V) nên kim loại kiềm khử nước dễ dàng, giải phóng khí hiđro 2M + H2O → 2MOH (dd) + H2↑ Do vậy, kim loại kiềm bảo quản cách ngâm chìm dầu hỏa B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I NaOH Tính chất Natri hiđroxit chất rắn, không màu, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy (322 °C), tan nhiều nước NaOH bazơ mạnh, tan nước phân li hoàn toàn thành ion NaOH tác dụng với axit, oxit axit tạo thành muối nước NaOH tác dụng với số dung dịch muối tạo bazơ không tan Điều chế Điện phân dung dịch NaCl (có vách ngăn): dp 2NaCl + 2H2O → H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH cmn Dung dịch NaOH thu có lẫn nhiều NaCl Cho dung dịch bay nước nhiều lần, NaCl tan so với NaOH nên kết tinh trước Tách NaCl khỏi dung dịch, lại dung dịch NaOH II NaHCO3 Na2CO3: Natri hiđrocacbonat: a Bị phân hủy nhiệt to 2NaHCO3  → Na2CO3 + H2O + CO2↑ b Tính lưỡng tính NaHCO3 muối axit yếu, tác dụng với nhiều axit NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑ Trong phản ứng này, ion hidrocacbonat nhận proton, thể tính chất bazơ NaHCO3 muối axit, tác dụng với dung dịch bazơ tạo muối trung hòa NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O Trong phản ứng này, ion hidrocacbonat nhường proton, thể tính chất axit Muối NaHCO3 tan nước tạo dung dịch có pH > Natri cacbonat, Na2CO3 Natri cacbonat dễ tan nước, nóng chảy 850 °C không bị phân hủy Na2CO3 muối axit yếu, tác dụng với nhiều axit Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑ Muối Na2CO3 có tính bazơ tan nước tạo dung dịch có pH > BÀI TẬP KIM LOẠI KIỀM Câu 1: Để điều chế Na người ta dùng phương pháp sau ? A Nhiệt phân NaNO3 B Điện phân dung dịch NaCl C Điện phân NaCl nóng chảy D Cho K phản ứng với dung dịch NaCl Câu 2: Trong công nghiệp, natri hiđroxit sản xuất phương pháp A điện phân dung dịch NaCl, màng ngăn điện cực B điện phân dung dịch NaNO3, màng ngăn điện cực C điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực D điện phân NaCl nóng chảy Câu 3: Dung dịch X gồm Na2CO3, K2CO3, NaHCO3 chia thành hai phần Phần tác dụng với nước vôi dư, thu 20 gam kết tủa Phần tác dụng với dung dịch HCl dư, thu V lít khí CO2 (đktc) Giá trị V A 2,24 B 4,48 C 6,72 D 3,36 Câu 4: Thực thí nghiệm (I) Cho dung dịch NaCl vào dung dịch KOH (II) Cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch Ca(OH)2 (III) Điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ, có màng ngăn (IV) Cho Cu(OH)2 vào dung dịch NaNO3 (V) Sục khí NH3 vào dung dịch Na2CO3 (VI) Cho dung dịch Na2SO4 vào dung dịch Ba(OH)2 Các thí nghiệm điều chế NaOH A II, III, VI B I, II, III C I, IV, V D II, V, VI Câu 5: Cho sơ đồ phản ứng: NaCl → (X) → NaHCO3 → (Y) → NaNO3 Các chất X Y A NaOH; NaClO B Na2CO3; NaClO C NaClO3; Na2CO3 D NaOH; Na2CO3 Câu 6: Có thể phân biệt dung dịch: KOH, HCl, H2SO4 (loãng) thuốc thử A quỳ tím B Zn C Al D BaCO3 Câu 7: Muối Na2CO3 bị lẫn tạp chất NaHCO3 Dùng cách sau để loại bỏ tạp chất trên? A Hòa tan vào nước lọc B Hòa tan HCl cô cạn C Hòa tan NaOH dư cô cạn D Nung đến khối lượng không đổi Câu 8: Khi nhiệt phân hoàn toàn muối X, Y tạo số mol khí nhỏ số mol muối tương ứng Đốt tinh thể Y đèn khí không màu, thấy lửa có màu vàng Hai muối X, Y A KMnO4 NaNO3 B Cu(NO3)2 NaNO3 C Ca(HCO3)2 NaNO3 D NaNO3 KNO3 Câu 9: Điện phân 250 ml dung dịch NaCl 1,6M có màng ngăn, điện cực trơ thoát 20,16 lít khí (đktc) catot thể tích khí thoát anot (ở đktc) A 12,32 lít B 1,2 lít C 16,8 lít D 13,25 lít Câu 10: Nhỏ từ từ đến hết 0,25 lít dung dịch NaOH 1,04M vào dung dịch chứa 0,024 mol FeCl3, 0,016 mol Al2(SO4)3 0,04 mol H2SO4 thu m gam kết tủa Giá trị m A 2,568 B 1,560 C 4,128 D 5,064 Câu 11: Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat hiđrocacbonat kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl dư, sinh 0,448 lít khí (ở đktc) Kim loại M A Na B K C Rb D Li Câu 12: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1M, K2CO3 1,5M KHCO3 1M Nhỏ từ từ giọt hết 200 ml dung dịch HCl 2M vào 100 ml dung dịch X, sinh V lít khí (ở đktc) Giá trị V A 2,24 B 1,12 C 4,48 D 3,36 Câu 13: Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu V lít khí (ở đktc) dung dịch X Khi cho dư nước vôi vào dung dịch X thấy có xuất kết tủa Biểu thức liên hệ V với a, b A V = 22,4(a – b) B V = 11,2(a – b) C V = 11,2(a + b) D V = 22,4(a + b) Câu 14: Dung dịch X chứa a mol KHCO3 b mol K2CO3 Nếu thêm (a + b) mol BaCl2 vào dung dịch X thu m1 gam kết tủa Nếu thêm (a + b) mol Ba(OH)2 vào dung dịch X thu m2 gam kết tủa So sánh giá trị m1 m2 A m1 < m2 B m1 > m2 C m1 = m2 D m1 ≤ m2 Câu 15: Một mẩu Na để lâu không khí, bị chuyển hóa thành hỗn hợp rắn X gồm Na, Na2O, NaOH, Na2CO3 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X H2SO4 loãng vừa đủ, thu dung dịch Y Làm bay nước từ từ thu 8,05 gam tinh thể Na2SO4.10H2O Khối lượng mẩu Na A 0,575 g B 1,15 g C 2,3 g D 1,725 g  ... nhiều kim loại khác, E° (Al3+/Al) = –1,66 V Mặt khác, nguyên tử nhôm có lượng ion hóa thấp Do nhôm kim loại có tính khử mạnh Tính khử nhôm yếu kim loại kiềm kim loại kiềm thổ Tác dụng với phi kim. .. –2,37 –2,87 –2,89 –2,90 Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, yếu so với kim loại kiềm Tính khử kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba Tác dụng với phi kim Khi đốt nóng, kim loại kiềm thổ bốc cháy... 10,8 gam oxit kim loại cần dùng 4,536 lít H2 đktc, sau phản ứng thu m gam kim loại Hòa tan hết m gam kim loại vào dung dịch HCl dư thấy thoát 3,024 lít H2 đktc Giá trị m công thức oxit kim loại A