Chương VII CROM - SẮT - ĐỒNG A - TÓM TẮT LÍ THUYẾT I VỊ TRÍ, CẤU HÌNH ELECTRON VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ Kim loại Cr Z Cấu hình electron 24 [Ar]3d54s1 Fe Vị trí bảng tuần hồn Chu kì 4, nhóm VIB 26 [Ar]3d64s2 Chu kì 4, nhómVIIIB Độ âm điện 1,61 Thế điện cực chuẩn (V) E o Cr 3+ / Cr = −0, 74 Số OXH phổ biến +2,+3,+6 1,83 E o Fe2+ / Fe = −0, 44 +2,+3 E o Fe3+ / Fe 2+ = +0, 77 Cu 29 [Ar]3d104s1 Chu kì 4, nhóm IB 1,90 E o Cu 2+ / Cu = +0,34 +1, +2 Ag 47 [Kr]4d105s1 Chu kì 5, nhóm IB 1,93 E o Ag + / Ag = +0,80 +1 Au 79 [Xe]4f145d106s1 Chu kì 6, nhóm IB 2.54 E o Au 3+ / Au = +1,50 +3 Ni 28 [Ar]3d84s2 Chu kì 4, nhómVIIIB 1,91 E o Ni 2+ / Ni = −0, 26 +2 Zn 30 [Ar]3d104s2 Chu kì 4, nhóm IIB 1,65 E o Zn2+ / Zn = −0, 76 +2 Sn 50 [Kr]4d105s25p2 Chu kì 5, nhóm IVA 1,96 E o Sn2+ / Sn = −0,14 +2, +4 Pb 82 [Xe]4f145d106s26p2 Chu kì 6, nhóm IVA 2,33 E o Pb2+ / Pb = −0,13 +2, +4 II CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM Đơn chất crom a- Tính chất vật lí crom kim loại màu trắng bạc, cứng, t0nóng chảy=18900C, khối lượng riêng d = 7.2g/cm3, dẫn điện dẫn nhiệt tốt b- Tính chất hố học Crom tác dụng với phi kim * Phản ứng với oxi: Ví dụ: 4Cr + 3O2  2Cr2O3 → + Ở điều kiện thường crom phản ứng với oxi khơng khí tạo màng oxit Cr2O3 mỏng bền vững + Crom kim loại dạng cháy oxi 18000C + Crom kim loại dạng bột tác dụng với oxi 3000C * Phản ứng với phi kim khác: t0 Ví dụ: 2Cr + 3Cl2  2CrCl3 → Crom tác dụng với nước Crom có điện cực chuẩn nhỏ E Cr 3+ / Cr = −0, 74V , không tác dụng với H2O có màng oxit bảo vệ Chú ý: Crom không tan dung dịch kiềm tan hỗn hợp kiềm nóng chảy với nitrat tạo thành Cromat Ví dụ: Cr + 2KOH + 3KNO3  K2CrO4 + 3KNO2 + H2O → Ví dụ: Cr + HCl  CrCl2 + H2 ↑ → Cr + H2SO4  CrSO4 + H2 ↑ → Chú ý: H2SO4 đặc nguội HNO3 đặc nguội không phản ứng với Cr làm cho Cr thụ động Crom tác dụng với axit c- Crom tự nhiên, điều chế crom * Trong tự nhiên crom có dạng hợp chất (chiếm 0,03% khối lượng vỏ trái đất) Hợp chất phổ biến crom quặng cromit sắt FeO.Cr2O3 quặng thường có lẫn Al2O3 SiO2 Những nước có nhiều mỏ quặng crom Cazactan, Nam Phi, Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kì Zimbab Nước ta có mỏ sa khoáng cromit lớn Cổ Định Thamh Hoá, mỏ khai thác nhiều năm * Điều chế Crom Cr2O3 tách từ quặng Sau điều chế crom phương pháp nhiệt nhôm: Cr2O3 + 2Al  2Cr + Al2O3 → Hợp chất crom a- Hợp chất crom II * Tính chất vật lí + CrO chất rắn, dạng bột, màu đen + Cr(OH)2 chất kết tủa, màu vàng, có lẫn tạp chất có màu + CrCl2 khan chất bột màu trắng, hút ẩm mạnh, tan nước cho dung dịch màu xanh lam Khi kết tinh từ dung dịch thu CrCl2.4H2O chất dạng tinh thể màu lục thẫm * Tính chất hố học Crom II oxit (CrO) CrO oxit ba zơ Ví dụ: CrO + 2HCl  CrCl2 + H2O → → CrO + H2SO4 (lỗng)  CrSO4 + H2O CrO có tính khử CrO bị phân huỷ 7000C chân không H2 khử 10000C Crom II hiđroxit Cr(OH)2 ba zơ Ví d ụ: Ví dụ: 2CrO + O2  Cr2O3 → > 700 C 3CrO → Cr2O3 + Cr 10000 C CrO + H2  Cr + H2O → Ví dụ: Cr(OH)2 có tính khử Muối crom II muối crom II có tính khử mạnh Ví dụ: Cr(OH)2 + 2HCl  CrCl2 + H2O → Cr(OH)2 + H2SO4 (loãng)  CrSO4 + 2H2O → 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O  4Cr(OH)3 → Ví dụ: 4CrCl2 + O2 + 4HCl  4CrCl3 + 2H2O → 2CrCl2 + Cl2  2CrCl3 → * Điều chế + Điều chế CrO cách: Cho oxi khơng khí oxi hố hỗn hống crom: 2Cr + O2  Hg → 2CrO (tuy nhiên CrO khó điều chế) + Điều chế Cr(OH)2 cách: Cr2+ + 2OH-  Cr(OH)2 (trong điều kiện khơng có oxi khơng khí) → t0 + Điều chế CrCl2 cách: Cr + 2HCl  CrCl2 + H2 → 400 −5400 C 2CrCl3 + H2  2CrCl2 + 2HCl → 2CrCl3 + Zn HCl → 2CrCl2 + ZnCl2  b-Hợp chất crom III * Tính chất vật lí + Cr2O3 dạng tinh thể chất rắn màu đen có ánh kim, Cr2O3 dạng vơ định hình chất bột có màu lục thẫm + Cr(OH)3 chất kết tủa nhầy, không tan nước, màu lục nhạt + CrCl3 khan có màu tím-đỏ tan chậm nước Khi kết tinh từ dung dịch thu tinh thể CrCl3.6H2O có màu tím xanh tan dễ nước * Tính chất hố học Crom III oxit (Cr2O3) Cr2O3 oxit lưỡng tính Ví dụ: Cr2O3 (nóng chảy) + 2KOHđặc  2KCrO2 + H2O → (kali cromit) Cr2O3 ( nóng chảy) + 6KHSO4  Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O → Crom III hiđroxit Cr(OH)3 Cr(OH)3 hiđroxit Ví dụ: Cr(OH)3 + 3HCl  CrCl3 + 3H2O → lưỡng tính Cr(OH)3 + NaOH  NaCrO2 + 2H2O → Muối crom III Tính khử Ví dụ: 2CrCl3 + 3H2O2 + 10KOH  2K2CrO4 + 6KCl +8H2O → 2CrCl3 + 3Cl2 + 16KOH  2K2CrO4 + 12KCl + 8H2O → Cr2O3 + 3Br2 + 10KOH  2K2CrO4 + 6KBr + 5H2O → H+ Tính oxi hố Ví dụ: CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2 * Điều chế + Điều chế Cr2O3 cách đun nóng K2Cr2O7 với than lưu huỳnh: t0 K2Cr2O7 + S  Cr2O3 + K2SO4 → t0 2K2Cr2O7 + 3C  2Cr2O3 + 2K2CO3 + CO2 → + Điều chế Cr(OH)3 cách cho muối crom III tác dụng với dung dịch kiềm: Cr3+ + 3OH-  Cr(OH)3 → c- Hợp chất crom VI * Tính chất vật lí + CrO3 chất rắn, màu đỏ thẫm, hút ẩm mạnh độc người, t0nóng chảy = 1970C + Muối cromat, Na2CrO4 K2CrO4, chúng có màu vàng ion cromat CrO42 - Muối đicromat, Na2Cr2O7 K2Cr2O7 chúng có màu da cam ion Cr2O72- Giữa ion Cr2O42-  → ion Cr2O72- có chuyển hố lẫn nhau: Cr2O72- ¬  Cr2O42 * Tính chất hố học Crom VI oxit CrO3 CrO3 oxit axit Ví dụ: CrO3 + H2O  H2CrO4 → 2CrO3 + H2O  H2Cr2O7 → CrO3 có tính oxi hố Ví dụ: 4CrO3 + 3C  2Cr2O3 + 3CO2 → mạnh (bốc cháy tiếp 10CrO3 + 6P  5Cr2O3 + 3P2O5 → xúc với chất như: C, 4CrO3 + 6CO  2Cr2O3 + 3CO2 → P, C, NH3) 2CrO3 + 2NH3  Cr2O3 + N2 + 3H2O → Muối crom mat crom mat Sự chuyển hố Ví dụ: Cr2O72 - + 2OH- → CrO42- + H2O ion Cr2O72 CrO42(da cam) (vàng) CrO42- + 2H+ → Cr2O72 - + H2O (vàng) (da cam) Tính oxi hố mạnh Ví dụ: K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O 2K2CrO4 + 3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH 6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4 → Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4 +7H2O K2Cr2O7 + 3SO2 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 3I2 + 7H2O K2Cr2O7+3C2H5OH+4H2SO4 → Cr2(SO4)3+3CH3CHO+K2SO4+7H2O * Điều chế + Điều chế CrO3 cách cho dung dịch cromat hay đicromat kim loại kiềm tác dụng với H2SO4 đặc sau để nguội để tinh thể Cr2O3 tách ra: to K2Cr2O7 + H2SO4 (đặc)  2CrO3 + K2SO4 + H2O → t0 K2CrO4 + H2SO4 (đặc)  CrO3 + K2SO4 + H2O → + Điều chế muối crom mat crom mat Để điều chế muối cromat người ta oxi hố hợp chất crom III mơi trường kiềm, điều muối đicromat người ta cho muối cromat vào môi trường axit thu muối đicromat Điều chế muối cromat: t0 Cr2O3 + 4KOH + KClO3  2K2CrO4 + KCl + 2H2O → 2CrCl3 + 10KOH + 3H2O2  2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O → Điều chế muối đicromat: 2K2CrO4 + 2H2SO4  K2Cr2O7 + 2KHSO4 + H2O → III SẮT, HỢP CHẤT SẮT VÀ HỢP KIM CỦA SẮT Đơn chất sắt a- Tính chất vật lí sắt Fe kim loại màu trắng xám, dẻo, dễ rèn, t0nóng chảy = 15400C, khối lượng riêng d=7,9g/cm3 Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt có tính sắt-từ (sắt-từ tính bị nam châm hút tác dụng dòng điện trở thành nam châm) b- Tính chất hố học của-sắt Sắt tác dụng với phi kim Sắt tác dụng với axit Sắt tác dụng với nước Sắt tác dụng với muối (khử ion kim loại đứng sau dãy điện hóa) Ví du: t Fe + S  FeS → Fe + Cl2  FeCl3 → t0 Fe + O2  Fe3O4 → Nếu đun nóng Fe khơng khí khơ tạo Fe2O3 t0 4Fe + 3O2  2Fe2O3 → Ví du: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 ↑ → Fe + HNO3  Fe(NO3)3 + NO ↑ +2 H2O → Fe + H2SO4 (đặc, nóng)  Fe(NO3)3 + SO2 ↑ + H2O → Chú ý: H2SO4 đặc nguội HNO3 đặc nguội không phản ứng với Fe làm cho Fe thụ động t 5700 C Fe + H2O  FeO + H2 ↑ → Ví du: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu → Fe + AgNO3 (dư)  Fe(NO3)3 + Ag → c- Sắt tự nhiên Trong tự nhiên Fe có đồng vị bền 54Fe, 56Fe, 57Fe 58Fe, 56Fe (91,68%) Những hợp chất tồn dạng quặng, sắt trạng thái tự có mảnh thiên thạch * Quặng sắt: + Hematit đỏ chứa Fe2O3 khan + Hematit nâu chứa Fe3O4.nH2O + Manhetit chứa Fe3O4 + Xeđerit chứa FeCO3 + Pirit chứa FeS2 * Thiên thạch: Trung bình 20 thiên thạch vũ trụ rơi vào trái đất có thiên thạch sắt Thiên thạch sắt thường chứa tới 90% sắt Thiên thạch sắt lớn biết có khối lượng 60 Hợp chất sắt a- Tính chất vật lí số hợp chất sắt *Hợp chất sắt II + FeO chất rắn màu đen, khơng tan nước, t0nóng chảy = 13600C, cấu trúc tinh thể kiểu lập phương tương tự NaCl + Fe(OH)2 chất kết tủa màu trắng, khơng khí Fe(OH)2 chuyển thành màu lục, sau chuyển sang màu đỏ nâu nguyên nhân do: Fe(OH)2  Fe(OH)2.Fe(OH)3 sau  Fe(OH)3 → → + FeCl2 khan màu trắng , FeCl2.6H2O màu lục nhạt, FeSO4.7H2O màu lục * Hợp chất sắt III + Fe2O3 chất rắn không tan nước, màu nâu-đỏ + Fe(OH)3 chất kết tủa màu nâu-đỏ + FeF3.3H2O màu đỏ, FeCl3 màu nâu đỏ, FeCl3.6H2O màu nâu vàng, FeBr3 màu đỏ thẫm,Fe2(SO4) màu trắng, Fe(NO3)3.9H2O màu tím, Fe(SCN)3 màu đỏ máu b- Tính chất hố học Hợp chất sắt II Tính khử (Fe2+  Fe3+ + 1e) → Ví du: 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO ↑+ 5H2O → 2FeO + 4H2SO4(đặc nóng)  Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O → 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 → 2FeCl2 + Cl2  FeCl3 → 3FeSO4 + 3AgNO3   Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 3Ag → 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4  5Fe2(SO4)3 + K2SO4 → +2MnSO4 + 8H2O 6FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4  3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 → + K2SO4 + 7H2O 2FeSO4 + 2NaNO2 + 2H2SO4  Fe2(SO4)3 + Na2SO4 → + 2NO ↑ + 2H2O FeO Fe(OH)2 có tính bazơ Ví du: FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O → Fe(OH)2 + H2SO4(loãng)  FeSO4 + 2H2O → Hợp chất sắt III Tính oxi hố Ví du: 2FeCl3 + Fe   3FeCl2 → (Fe3+ + 1e   Fe2+ → 2FeCl3 + Cu   2FeCl2 + CuCl2 → Fe3+ + 3e   Fe) → 2FeCl3 + 2KI  2FeCl2 + 2KCl + I2 → 2FeCl3 + H2S  2FeCl2 + 2HCl + S → Fe2O3 + 2Al  2Fe + Al2O3 → Fe2O3, Fe(OH)3 có tính bazơ Ví du: Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl  FeCl3 + 3H2O → c- Điều chế * Điều chế số hợp chất sắt II + Điều chế FeO t0 Ví du: Fe(OH)2  FeO + H2O → 5000 − 6000 C Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2 t o >570o C Fe + H2O  FeO + H2 → + Điều chế Fe(OH)2 2+ − → Ví du: Fe + 2OH  Fe(OH ) + Điều chế muối sắt II cách cho Fe, FeO, Fe(OH)2 tác dụng với axit HCl, H2SO4(lỗng) … Ví du: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 ↑ → FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O → Fe(OH)2 + 2HCl  FeCl2 + 2H2O → * Điều chế số hợp chất sắt III + Điều chế Fe2O3 t0 Ví du: 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O → + Điều chế Fe(OH)3 3+ − → Ví du: Fe + 3OH  Fe(OH )3 + Điều chế muối sắt III cách cho Fe tác dụng với chất oxi hoá mạnh, hợp chất sắt III tác dụng với axit Ví du: 2Fe+6H2SO4(đặc,nóng)  Fe2(SO4)3+3SO2 ↑ +6H2O → Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO ↑+ 2H2O → Fe + Cl2  FeCl3 → Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl  FeCl3 + 3H2O → Hợp kim sắt a- Gang * Khái niệm gang Gang hợp kim sắt – cacbon (2 – 5%) số nguyên tố: Si (1 – 4%), Mn (0,3 – 5%), P (0,1 – 2%), S (0,01 – 1%) * Phân loại, tính chất ứng dụng gang + Gang trắng: Chứa cac bon, silic, chứa nhiều xementit Fe3C Rất cứng giòn dùng để luyện thép + Gang xám: Chứa nhiều cac bon silic Kém cứng gòn gang trắng Nóng chảy thành chất lỏng linh động hố rắn tăng thể tích nên dùng để đúc * Sản xuất gang + Nguyên liệu: Quặng sắt dùng để sản xuất gang có chứa 30 – 95% oxit sắt, khơng chứa chứa lưu huỳnh, photpho Than cốc có vai trị cung cấp nhiệt chảy, tạo chất khử CO tạo thành gang Chất chảy (cịn gọi chất trợ dung) CaCO3 SiO2 Nếu quặng sắt có lẫn CaCO3 ta dùng SiO2 ngược lại quặng sắt có lẫn SiO2 ta dùng CaCO3 Những phản ứng hố học xảy q trình luyện quặng thành gang + Phản ứng tạo thành chất khử: C + O2  CO2 → CO2 + C  2CO → + Phản ứng khử oxit sắt: Khoảng 4000C: 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2 → Khoảng 500-600 C: Fe3O4 + CO  3FeO + CO2 → Khoảng 700-8000C: FeO + CO  Fe + CO2 → + Phản ứng tạo xỉ (xỉ có tỉ khối nhỏ, gang) Khoảng 10000C: CaCO3  CaO + CO2 → CaO + SiO2  CaSiO3 → * Sự tạo thành gang Ở khoảng 15000C sắt nóng chảy hồ tan phần bon lượng nhỏ Mn, Si … ⇒ gang b- Thép * Khái niệm thép Thép hợp kim sắt – cacbon (0,01 - 2%) lượng nguyên tố Silic, mangan * Phân loại, tính chất ứng dụng thép + Thép thường hay thép cacbon: Thép thường có chứa cacbon, silic, mangan lưu huỳnh, phốt Độ cứng thép phụ thuộc vào hàm lượng bon Thép cứng chứa 0,9%C, thép mềm chứa không 0,1%C Thép thường dùng chủ yếu xây dựng nhà cửa, chế tạo vật dụng đời sống +Thép đặc biệt: Thép đặc biệt thép có chứa thêm nguyên tố khác như: Si, Mn, Cr, Ni, W, V Thép Cr - Ni cứng, dùng để chế tạo vòng bi, vỏ xe bọc thép Thép khơng gỉ có chứa 74%Fe, 18%Cr, 8%Ni dùng để chế tạo dụng cụ y tế, dụng cụ nhà bếp Thép W - Mo - Cr cứng kể nhiệt độ cao, dùng để chế tạo lưỡi dao cất gọt kim loại Thép Si có tính đàn hồi, dùng để chế tạo lị so, nhíp ơtơ Thép Mn bền, chịu va đập, dùng để chế tạo đường day xe lửa, máy nghiền đá * Sản xuất thép + Nguyên liệu Gang trắng gang xám, sắt thép phế liệu Chất chảy CaO Nhiên liệu khí đốt dầu ma - dút Khí oxi + Những phản ứng hố học xảy q trình luyện gang thành thép Oxi hoá nguyên tố gang thành oxit C + O2  CO2 → S + O2  SO2 → Si + O2  SiO2 → 4P + 5O2  2P2O5 → Phản ứng tạo xỉ 3CaO + P2O5  Ca3(PO4)2 → CaO + SiO2  CaSiO3 → Ca3(PO4)2, CaSiO3 nhẹ bề mặt thép lỏng loại ngồi IV ĐỒNG VÀ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG Đơn chất đồng a- Tính chất vật lí Đồng kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi rát mỏng (có thể rát mỏng đến 0,0025mm), dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, độ dẫn điện đồng giảm nhanh có lẫn tạp chất Đồng có tỉ khối d = 8,98g/cm3 nhiệt độ nóng chảy 10830C b- Tính chất hố học (kim loại đồng có tính khử yếu) Đồng tác dụng với phi kim Đồng tác dụng với axit Đồng tác dụng với dung dịch muối * Tác dụng với oxi + Khi đốt nóng Cu phản ứng với O2 tạo thành màng oxit CuO màu đen t0 bảo vệ: Cu + O2  CuO → + Tiếp tục đun nóng nhiệt độ 800-10000C phần Cu lớp bên bị CuO oxi hoá thành Cu2O màu đỏ: 800 −10000 C Cu + CuO → Cu2O + Trong khơng khí ẩm có mặt CO2 đồng bị bao phủ dần bới lớp tinh thể CuCO3.Cu(OH)2 màu xanh * Tác dụng với phi kim khác như: Cl2, Br2, S Cu + Cl2  CuCl2 → t0 Cu + S  CuS → * Các axit thơng thường HCl, H2SO4 (lỗng) Đồng không tác dụng với axit thông thường HCl, H2SO4(l) kim loại đứng sau hiđro dãy điện hố Khi có O2 đồng bị oxi hố thành Cu (II) Ví dụ: 2Cu + 4HCl + O2  2CuCl2 + 2H2O → * Các axit có tính oxi hố mạnh HNO3, H2SO4 (đặc) Ví dụ: Cu + 2H2SO4(đặc)  CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O → Cu + 4HNO3(đặc)  Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O → 3Cu + 8HNO3(loãng)  3Cu(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O → Đồng khử ion kim loại đứng sau (đứng sau đồng dãy điện hố) dung dịch muối Ví dụ: Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag → c- Đồng tự nhiên, ứng dụng đồng * Đồng tự nhiên + Trong tự nhiên Cu có hai đồng vị bền 63Cu (70,13%) 65Cu (29,87%) + Trong tự nhiên lượng nhỏ Cu tồn dạng tự phần lớn tồn dạng hợp chất Những loại quặng quan trọng Cu là: Pirit đồng CuFeS2, malachit Cu(OH)2.CuCO3, chancozit Cu2S Những nước giới sản xuất nhiều Cu Chi lê, Mỹ, Nga, Austrlia Trung Quốc Ở nước ta có mỏ đồng lớn Bản Phúc (Sơn La) Sinh Quyển (Lào Cai) * Ứng dụng đồng + Kim loại đồng có tính dẫn điện dẫn nhiệt tốt, dùng nghành công nghiệp điện chế tạo thiết bị dẫn nhiệt + Đồng thau hợp kim Cu-Zn (45% Zn) có tính cứng bền Cu, dùng chế tạo chi tiết máy, chế tạo thiết bị dùng cơng nghiệp đóng tàu + Đồng bạch hợp kim Cu-Ni (25% Ni) có tính bền, đẹp, khơng bị ăn mịn nước biển, dùng công nghiệp tàu thuỷ, đúc tiền … + Đồng hợp kim Cu-Sn, dùng chế tạo máy móc, thiết bị + Hợp kim Cu-Au (2/3 Au) gọi vàng cara, dùng đúc đồng tiền vàng, vật trang trí… Một số hợp chất đồng a- Tính chất vật lí * CuO chất rắn màu đen, khơng tan H2O, nhiệt độ nóng chảy 10260C, nhiệt độ cao bớt oxi chuyển thành Cu2O * Cu(OH)2 chất rắn, kết tủa màu xanh lam, dễ nước chuyển thành CuO * C uSO4 chất rắn màu trắng, tan tốt nước, hấp thụ nước thành CuSO4.5H2O màu xanh suốt * CuCO3.Cu(OH)2 (đồng cacbonat bazơ) tinh thể suốt màu ngọc bích Những vật đồng để lâu ngày khơng khí ẩm có CO2 bị phủ bên lớp đồng cacbonat bazơ b- Tính chất hố học * Đồng II oxit: CuO CuO có tính oxi hố: t Ví dụ: CuO + CO  Cu + CO2 ↑ → t0 3CuO + 2NH3  3Cu + N2 + 3H2O → t0 3CuO + 2FeCl2  2CuCl + CuCl2 + Fe2O3 → CuO có tính ba zơ Ví dụ: CuO + 2HCl  CuCl2 + 2H2O → CuO + H2SO4  C uSO4 + H2O → CuO + 4NH3 + H2O  [Cu(NH3)4](OH)2 → CuO có khả tạo phức * Đồng II hiđroxit Cu(OH)2 bị nhiệt phân Cu(OH)2 có tính lưỡng tính, tính bazơ trội Cu(OH)2 có khả tạo phức t Cu(OH)2  CuO + H2O → + Cu(OH)2 tan mạnh dung dịch axit Ví dụ: Cu(OH)2 + 2HCl  CuCl2 + 2H2O → + Cu(OH)2 tan chậm dung dịch NaOH 40% Ví dụ: Cu(OH)2 + 2NaOH  Na2[Cu(OH)4] → Ví dụ: Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2 → * Đồng II sunfat Đồng II sunfat có tính oxi hố: Cu2+ + 1e → Cu+ Cu2+ + 2e → Cu0 Đồng II sunfat có khả tạo phức Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu 2CuSO4 + 4NaI → 2CuI + I2 + 2Na2SO4 Ví dụ: CuSO4 + 6NH3 + 2H2O → [Cu(NH3)4](OH)2 + (NH4)2SO4 c- Điều chế * Đồng II oxit: CuO điều chế cách nhiệt phân chất như: Cu(OH)2, Cu(NO3)2, CuCO3.Cu(OH)2 t0 Cu(OH)2  CuO + H2O → t0 2Cu(NO3)2  2CuO + 4NO2 ↑ + O2 ↑ → t0 CuCO3.Cu(OH)2  2CuO + CO2 ↑+ H2O → * Đồng II hiđroxit: Cu(OH)2 điều chế cách cho dung dịch muối đồng tác dụng với dung dịch bazơ: Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 * Đồng II sunfat: CuSO4 điều chế cách hoà tan CuO, Cu(OH)2, CuCO3 dung dịch H2SO4: CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Cu(OH)2 + H2SO2 → CuSO4 + 2H2O CuCO3 + H2SO4 → CuSO4 + CO2 + H2O V SƠ LƯỢC VỀ BẠC, VÀNG, NIKEN, KẼM, CHÌ, THIẾC Bạc a- Tính chất vật lí Bạc kim loại màu trắng, dẻo (dễ rát mỏng kéo thành sợi), dẫn điện nhiệt tốt kim loại Bạc có nhiệt độ nóng chảy 960,50C khối lượng riêng 10,5 gam/cm3 b- Tính chất hố học Bạc có tính khử yếu: Khơng bị oxi hố khơng khí, khơng tác dụng với HCl, H2SO4 (loãng) tác dụng với H2SO4 (đặc), HNO3 bị đen tiếp xúc với khơng khí có mặt H2S Ví dụ: 2Ag + 2H2SO4 (đặc)  Ag2SO4 + SO2 ↑ + 2H2O → → Ag + HNO3  AgNO3 + NO2 ↑ + H2O 4Ag + 2H2S + O2  2Ag2S ↓ (đen) + 2H2O → c- Bạc tự nhiên, điều chế bạc * Bạc tự nhiên Trong tự nhiên bạc tồn dạng tự (kim loại tự sinh) dạng quặng Bạc tự quặng bạc acgentit (Ag2S, chứa 81% bạc thường lẫn quặng đa kim khác ) * Điều chế bạc + Từ kim loại thô như: Cu, Pb Zn có chứa bạc luyện từ quặng sunfua có chứa Ag2S Ví dụ: Để tách bạc từ chì thô: t cao + Zn → Pb, Ag → Ag2Zn3, Ag2Zn5 (khơng tan chì)  Ag (thơ) Zn↑ + Từ quặng nghèo Ag2S phương pháp xianua  → Ag2S + 4NaCN ¬  2Na[Ag(CN)2] + Na2S  2NaCN + 2Na2S + 2H2O + O2  2NaSCN + 4NaOH (làm giảm nồng độ Na2S cân → chuyển dịch theo chiều thuận) 2Na[Ag(CN)2] + Zn  Na2 [Zn(CN)4] + 2Ag → Hoà tan Zn dư dung dịch H2SO4 thu Ag Vàng a- Tính chất vận lí Vàng kim loại mềm, màu vàng, dẻo (có rát mỏng tới 0,0002 mm từ gam Au kéo thành sợi mảnh dài 3,5 km), có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt ( Ag Au) Au có khối lượng riêng d = 19,3gam/cm3 nhiệt độ nóng chảy 10630C b- Tính chất hố học +Vàng có tính khử yếu: khơng bị oxi hố nhiệt độ nào, khơng tan axit, tan nước cường toan (HNO3/3HCl): Au + HNO3 + HCl  AuCl3 + 2H2O + NO ↑ → + Au có khả tan thuỷ ngân tạo thành hỗn hống (chất rắn màu trắng) + Au có khả tan xianua kim loại kiềm, NaCN, tạo thành ion phức [Au(CN)2]c- Vàng tự nhiên, điều chế vàng * Vàng tự nhiên Trong tự nhiên vàng tồn dạng tự do, nhiên vàng có dạng hợp chất AuTe2 Vàng dạng tự thường nằm dạng sa khống (cát có vàng) lẫn quặng đồng quặng đa kim khác Ở nước ta có mỏ vàng khai thác nhiều năm mỏ Păc lang (Bắc Cạn), mỏ Bồng miêu (Quảng Nam) nhiều tỉnh miền bắc, miền trung có điểm vàng gốc vàng sa khoáng * Điều chế vàng Khối lượng tăng 1,24 – 1,0 = 0,24 gam ⇒ mFe (phản ứng) = 0, 24.112 = 0,56 gam 48 mFe (dư) = 1,0 – 0,56 = 0,44 gam (Đáp án B) Bài số 55 Đặt nSO2 = a mol S+6 + 2e → S+4 2a a mol t0 → FeO, Fe3O4, Fe2O3 + H2  Fe + H2O Theo định luật bảo toàn khối lượng: mFe = mY + mH - mH 2O = 3,04 + 0,05 – 0,05 18 = 2,24 gam 2, 24 = 0,04 mol Fe ¬  FeO, Fe3O4, Fe2O3  Fe3+  → 56 Fe → Fe3+ + 3e 0,04 0,04.3 mol 2H+ + 2e → H2 0,05.2 0,05 mol S+6 + 2e → S+4 2a a mol Theo định luật bảo tồn electron ta có: 0,05 + 2a = 0,04 ⇒ a = 0,01 mol V = 0,01 22,4 = 0,224 lít (đáp án A) Bài số 56 Phản ứng đốt cháy FeS FeS2: 8,8 12 nFeS = = 0,1 mol, nFeS2 = = 0,1 mol 88 120 t0 → 4FeS + 7O2  2Fe2O3 + 4SO2 ↑ ⇒ nFe = 0,1 0,1 mol t0 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 ↑ → 0,1 0,2 mol nSO2 = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol Thể tích dung dịch NaOH V ml: mddNaOH = 1,28 V gam 25 V gam = 0,32V gam ⇒ nNaOH = 0,008V mol 100 Phản ứng tạo muối trung hoà: SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O → 0,3 0,6 mol Để tạo muối trung hoà nNaOH ≥ 0,6 ⇒ 0,008V ≥ 0,6 ⇒ V ≥ 75 ml (Đáp án B) mNaOH = 1,28 Bài số 57 Đặt nFe = x mol, nC = y mol Phản ứng hoà tan hợp kim Fe-C HNO3: Fe + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O → x 3x mol C + 4HNO3  CO2 ↑ + 4NO2 ↑ + 2H2O → y y 4y mol mFe 80.56 y x 80 100 = ⇒ = = y + 3x y 12 mC 12.12 12.12 100 = 3,114 % (Đáp án A) % mC = 12.12 + 80.56 Bài số 58 Khi nung thép C cháy: 0,8.0,392 nCO2 = pV = 22, = 0,014 mol .273 RT 273 t0 C + O2  CO2 → 0,014 0,014 mol 0,168 100 = 0,84% (Đáp án D) mC = 0,014.12 = 0,168 gam % mC = 20 Bài số 59 Đáp án C Bài số 60 Đáp án B Bài số 61 Đáp án D Bài số 63 Đáp án A Bài số 64 Các phương trình phản ứng: Cu + 2H2SO4  CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O → a a mol 64 64  → 2SO2 + O2 ¬  2SO3  a a mol 64 64 SO3 + H2O  H2SO4 → a a mol 64 64 mH SO4 = 19, 6.200 = 39,2 gam ⇒ nH SO4 = 0,4 mol 100 a = 0,4 ⇒ a = 25,6 gam (Đáp án B) 64 Bài số 65 nNO − = 0,12 mol, nH + = 0,24 mol Phản ứng hoà tan kim loại Cu: − 3Cu + NO3 + 8H+  3Cu2+ + 2NO ↑ + 4H2O → 2a a 2a − Phản ứng dư NO3 ⇒ V = 22,4 = 14,933a lít Bài số 66 mol (Đáp án A) nNO − = 0,01 mol, nH + = 0,03 mol Phản ứng hoà tan kim loại Cu: − Cu + NO3 + 4H+  Cu2+ + 2NO2 ↑ + 2H2O → 0,01 0,02 0,01 mol Phản ứng dư H+ ⇒ V = 0,01.22,4 = 0,224 lít (Đáp án B) nCu = x mol, nCu ( NO3 )2 = y mol Bài số 67 Đặt 64x + 188y = 44 (1) Phản ứng nung hỗn hợp X: t Cu(NO3)2  CuO + 2NO2 ↑ + → y y t0 2Cu + O2  2CuO → O2 ↑ mol Bài số 62 Đáp án B x x mol Vì chất rắn Y tan hết H2SO4 loãng nên Cu phản ứng hết với O2 sinh từ phản ứng nhiệt phân Cu(NO3)2 Phản ứng chất rắn Y với H2SO4 loãng: CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O → (x + y) (x + y) mol nH SO4 = 0,3 mol ⇒ x + y = 0,3 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình: { 64 x +188 y =44(1) x + y =0,3(2) { x =0,1 y =0,2 mCu = 0,1.64 = 6,4 gam, mCu ( NO3 )2 = 0,2.188 = 37,6 gam Bài số 68 Đặt (Đáp án A) nCuSO4 = x mol Phản ứng điện phân dung dịch CuSO4: 2− CuSO4 + H2O  Cu + H + + SO4 + → x 2x H2O  H2 ↑ + → 2(0,02catot x ) O2 ↑ x anot O2 ↑ (0,02- x ) anot x 2.0, 02 ) = 0,02 ⇒ x = 0,02 ⇒ mol [H+] = = 0,02 mol/lít 2 pH = -lg[H+] = -lg 0,02 = 1,7 (Đáp án B) Bài số 69 Phản ứng hỗn hợp A với HNO3 loãng: Ag2O + 2HNO3  2AgNO3 + H2O → 0,1 0,2 mol 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O → 0,2 0,2 mol Phản ứng nung hỗn hợp B: 2AgNO3  2Ag + 2NO2 ↑ + O2 ↑ → 0,2 0,2 mol 2Cu(NO3)2  2CuO + 4NO2 ↑ + O2 ↑ → 0,2 0,2 mol 2(0,02- mB = mCuO + mAg = 0,2.108 + 0,2.80 = 37,6 Bài số 70 Đáp án D Bài số 71 Đáp án B 8,96 Bài số 73 nB = = 0,4 mol, nBr2 = 0,2 mol 22, Phản ứng đốt cháy quặng X: t0 2ZnS + 3O2  2ZnO + 2SO2 ↑ → t0 ZnCO3  ZnO + CO2 ↑ → (Đáp án B) Bài số 72 Đáp án A SO2 + Br2 + 2H2O  H2SO4 + 2HBr → 0,2 0,2 mol nCO2 = nB – ( nSO2 + nO2 ) = 0,4 – (0,2 + 0,1) = 0,1 mol ZnO + CO  Zn + CO2 → ⇒ nZn = nZnO = nSO2 + nCO2 = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol mZn = 0,3.65 = 19,5 gam (Đáp án B) II BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài số 1) Cấu hình electron crom (Z=24): 1s22s22p62s23p63d54s1 Crom thứ 24, chu kì 4, nhóm VI B bảng tuần hoàn ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 2) Crom có electron phân bố vào obitan sau: 3d 4s [Ar] Khi tham gia phản ứng hố học ngồi electron phân lớp 4s, cịn có electron phân lớp 3d tham gia phản ứng Do hợp chất, crom có số oxi hoá +1, +2, +3, +4, +5, +6 Phổ biến số oxi hoá +2, +3, +6 3, Tính chất hố học crom: * Tác dụng với phi kim - Tác dụng với oxi: + Ở điều kiện thườmg crom tác dụng với oxi khơng khí tạo màng oxit Cr2O3 mỏng bền vững + Crom kim loại dạng cháy oxi 18000C + Crom kim loại dạng bột tác dụng với oxi 3000C Ví dụ: 4Cr + 3O2  2Cr2O3 → - Tác dụng với phi kim khác: t0 Ví dụ: 2Cr + 3Cl2  2CrCl3 → * Tác dụng với nước Crom có điện cực chuẩn nhỏ E Cr 3+ / Cr = −0, 74V , khơng tác dụng với H2O có màng oxit bảo vệ * Tác dụng với axit Ví dụ: Cr + HCl  CrCl2 + H2 ↑ → Cr + H2SO4  CrSO4 + H2 ↑ → Chú ý: H2SO4 đặc nguội HNO3 đặc nguội không tác dụng với Cr làm cho Cr thụ động Bài số 1) Phương trình hố học: + CrO oxít bazơ: CrO + 2HCl  CrCl2 + H2O → + Cr2O3 oxít lưỡng tính: Cr2O3 + 6HCl  2CrCl3 + 3H2O → Cr2O3 + 2NaOH  2NaCrO2 + H2O → + CrO3 oxít axit: CrO3 + 2NaOH  Na2CrO4 + H2O → 2) Phương trình hố học: + Tính khử hợp chất crom II: 2CrCl2 + Cl2  2CrCl3 → + Tính khử oxi hố hợp chất crom III: H+ CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2 2CrCl3 + 3Cl2 + 16KOH  2K2CrO4 + 12KCl + 8H2O → + Tính oxi hố hợp chất crom VI: K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O Các phương trình hố học: Cr + HCl  CrCl2 + H2 ↑ (1) → 2CrCl2 + Cl2  2CrCl3 (2) → 2CrCl3 + Zn  2CrCl2 + ZnCl2 (3) → 4Cr + 3O2  2Cr2O3 (4) → Cr2O3 + 2Al  2Cr + Al2O3 (5) → CrCl2 + 2NaOH  Cr(OH)2 + 2NaCl (6) → Cr(OH)2 + 2HCl  CrCl2 + 2H2O (7) → 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O  4Cr(OH)3 (8) → CrCl3 + 3NaOH  Cr(OH)3 + 3NaCl (9) → Cr(OH)3 + 3HCl  CrCl3 + 3H2O (10) → Cr(OH)3 + KOH  K[Cr(OH)4] (11) → 2Cr(OH)3  Cr2O3 + 3H2O (12) → Cr2O3 + 2KOH + 3H2O  2K[Cr(OH)4] (13) → 2K[Cr(OH)4] + 3Br2 + 8KOH  2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O (14) → Cr2O3 + 3Br2 + 10KOH  2K2CrO4 + 6KBr + 5H2O (15) → 2K2CrO4 + 2H2SO4  K2Cr2O7 + 2KHSO4 + H2O (16) → K2Cr2O7 + 2KOH  2K2CrO4 + H2O (17) → t0 K2CrO4 + H2SO4 (đặc)  CrO3 + K2SO4 + H2O (18) → CrO3 + 2KOH  K2CrO4 + H2O (19) → to K2Cr2O7 + H2SO4 (đặc)  2CrO3 + K2SO4 + H2O (20) → 2CrO3 + 2NH3  Cr2O3 + N2 + 3H2O (21) → Bài số Các phương trình hố học: K2Cr2O7 + 14HCl  2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 +7 H2O → K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4  Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3S + 7H2O → K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4  Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 3I2 + 7H2O → K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O → K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4  Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4 +7H2O → Bài số Phản ứng nhiệt nhôm: nAl = 0,2 mol 3MxOy + 2yAl  3xM + yAl2O3 → 0, 2.3 0,2 0,1 mol 2y mM = mM x Oy + mAl - mAl2O3 = 15,2 + 5,4 – 0,1.102 = 10,4 gam Phản ứng chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm với HCl: nH = 0,2 mol Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O → 2M + 2nHCl  2AlCln + nH2 ↑ → 0, 2.2 0,2 mol n n M 26 52 78 0, 2.2 M = 10,4 ⇒ M = 26n Kim loại Cr (M = 52) n 0, 2.3 x (52x + 16y) = 15,2 ⇒ = Vậy cơng thức oxít là: Cr2O3 2y y Bài số nK2Cr2O7 = 0,01.0,02 = 2.10-4 mol 1) Phương trình phản ứng: Trường hợp 1: 3C2H5OH + Cr2O72 - + 8H+  3CH3CHO + 2Cr3+ + H2O → -4 -4 6.10 2.10 mol Trường hợp 2: 3C2H5OH + 2Cr2O72 - + 16H+  3CH3COOH + 4Cr3+ + 11H2O → 3.10 - 2.10 - mol 2) Số gam C2H5OH có 100 gam huyết máu: Trường hợp 1: 46.6.10−4 100 = 0,1104% ( > 0,02%) 25 Trường hợp 2: 46.3.10−4 100 = 0,0552% ( > 0,02%) 25 Lượng C2H5OH máu vượt lượng cho phép Bài số ↓↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ 1) Cấu hình electron sắt (Z=26): 1s22s22p62s23p63d64s2 hay 3d 4s Sắt thứ 26, chu kì 4, nhóm VIIIB bảng tuần hồn [Ar] 2) Từ cấu hình electron sắt ta thấy: Sắt có electron phân lớp 4s 6electron phân lớp 3d (phân lớp 3d trạng thái chưa bảo hoà) Vậy nên sắt nhường electron phân lớp 4s tạo thành ion Fe2+ nhường electron phân lớp 4s electron phân lớp 3d tạo thành ion Fe3+ Trong hợp chất sắt có số oxi hố +2 +3 Bài số Các phương trình hoá học: 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2 (1) → Fe3O4 + CO  3FeO + CO2 (2) → FeO + CO  Fe + CO2 (3) → → Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 ↑ (4) → FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl (5) t0 Fe(OH)2  FeO + H2O (6) → t0 4Fe(NO3)3  2Fe2O3 + 12NO2 ↑ + 3O2 ↑ (7) → → 3Fe3O4 + 28HNO3 loãng  9Fe(NO3)3 + NO ↑ + 14H2O (8) → 3FeO + 10HNO3 loãng  3Fe(NO3)3 + NO ↑ + 5H2O (9) → Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O (10) 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 (11) → 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 (12) → 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 (13) → 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 + 4H2O (14) → → FeCl3 + 3AgNO3  Fe(NO3)3 + 3AgCl ↓ (15) → FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl (16) t Fe(OH)3  Fe2O3 + H2O (17) → Bài số 1) * Các loại quặng sắt quan tự nhiên gồm: + Hematit đỏ chứa Fe2O3 khan + Hematit nâu chứa Fe2O3.nH2O + Manhetit chứa Fe3O4 + Xeđerit chứa FeCO3 + Pirit chứa FeS2 * Thành phần % khối lượng Fe loại quặng: + Hematit đỏ chứa Fe2O3 khan (70,0% Fe) + Hematit nâu chứa Fe2O3.nH2O n > ⇒ (< 62,9 % Fe) + Manhetit chứa Fe3O4 (72,4% Fe) + Xeđerit chứa FeCO3 (48,28 % Fe) + Pirit chứa FeS2 (46,67% Fe) Vậy loại quặng quặng chứa nhiều Fe quặng manhetit chứa Fe3O4 * Quặng thường dùng để sản xuất gang quặng hematit quặng manhetit 2) Nguyên tắc sản xuất gang nguyên tắc sản xuất thép + Nguyên tắc sản xuất gang t0 t0 t0 Khử sắt oxit CO nhiệt độ cao: Fe2O3  Fe3O4  FeO  Fe → → → + Nguyên tắc sản xuất thép: Oxi hoá nguyên tố gang (Si, Mn, C, S, P…) thành oxit, nhằm giảm hàm lượng chúng, ta thép 3) + Thành phần ngun tố hố học có gang gồm: Fe, C (2-5% khối lượng) lượng nhỏ Si, Mn, S… + Gang gồm gang trắng gang xám Gang trắng chứa bon, silic, chứa nhiều xementit Fe3C Gang xám chứa nhiều bon Si + Các phương trình hố học xảy trình luyện gang: + Phản ứng tạo thành chất khử: C + O2  CO2 → CO2 + C  2CO → + Phản ứng khử oxit sắt: 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2 → Fe3O4 + CO  3FeO + CO2 → Khoảng 700-800 C: FeO + CO  Fe + CO2 → + Phản ứng tạo xỉ (xỉ có tỉ khối nhỏ, gang) Khoảng 10000C: CaCO3  CaO + CO2 → CaO + SiO2  CaSiO3 → 4) + Thành phần nguyên tố thép bao gồm: Sắt – cacbon (0,01 - 2%) lượng nguyên tố khác Silic, mangan + Thép chia thành loại Thép thường hay thép bon (có chứa cacbon, silic, mangan lưu huỳnh, phốt pho) Thép thường gồm thép cứng (trên 0,9%C) thép mềm (quá 0,1%C) Thép đặc biệt (có chứa thêm nguyên tố khác như: Si, Mn, Cr, Ni, W, V ) Thép đặc biệt gồm thép Cr - Ni, thép W - Mo - Cr, thép Si,thép Mn + Những phản ứng hố học xảy q trình luyện gang thành thép Oxi hoá nguyên tố gang thành oxit C + O2  CO2 → S + O2  SO2 → Si + O2  SiO2 → 4P + 5O2  2P2O5 → Phản ứng tạo xỉ 3CaO + P2O5  Ca3(PO4)2 → CaO + SiO2  CaSiO3 → Ca3(PO4)2, CaSiO3 nhẹ bề mặt thép lỏng loại ngồi Bài 10 1) Đặt nFe (phản ứng với HNO3) = x mol, nFe3O4 = y mol, nNO = 0,05 mol Phương trình hoá học: → Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O x 4x x x mol → 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO ↑ + 14H2O 28 y y y 3y mol 3 Fe + 2Fe(NO3)3  3Fe(NO3)2 → (x + 3y) (x + 3y) (x + 3y) mol 2 56.x + 56 (x + 3y) + 0,73 + 232y = 9,25 (1) y x+ = 0,05 (2) Giải hệ phương trình (1) (2) ta được: x = 0,045, y = 0,015 nHNO3 = 4x + 28 y = 4.0,045 + 28.0, 015 = 0,32 mol 3 0,32 CM ( HNO3 ) = = 1,6 M 0, 2) Trong dung dịch B chứa muối Fe(NO3)2 nFe ( NO3 )2 = (x + 3y) = (0,045 + 3.0,015) = 0,135 mol 2 m (muối dung dịch B) = Bài số11 Đặt nFe = x mol, nM mFe ( NO3 )2 = = y mol 56x + My = 4,19 (1) nH = 0,035 mol, nNO = 0,03 mol Phản ứng hỗn hợp với HCl: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 ↑ → 0,5x 0,5x mol n M + nHCl  MCln + H2 ↑ → 0,5 y.n 0,5y mol 0,5 y.n 0,5x + = 0,035 (2) Phản ứng hỗn hợp với HNO3: 0,135.24,3 gam Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O → 0,5x 0,5x mol 3M + 4nHNO3  3M(NO3)n + nNO ↑ + 2nH2O → 0,5 y.n 0,5y mol 0,5 y.n 0,5x + = 0,03 (3) Từ (2) (3) ⇒ x = 0,04 mol Từ (1): 56.0,04 + My = 4,19 ⇒ My = 1,95 (4) 0,5 y.n Từ (2): 0,5.0,04 + = 0,03 ⇒ yn = 0,06 (5) n yM 1,95 ⇒ M = 32,5 n Từ (4) (5): = M 32,5 65 yn 0, 06 Vậy M kim loại Zn (M = 65) Thay n = vào (2) ⇒ y = 0,03 MFe = 0,04.56 = 2,24 gam, MZn = 0,03.65 = 1,95 gam 2, 24 1,95 100 = 53,46 %, % mZn = 100 = 46,54% % mFe = 4,19 4,19 2) Đặt nAgNO3 = a mol, nCuSO4 97,5 = b mol, có 100ml dung dịch D gồm kim loại nên hỗn hợp D gồm: Ag, Cu, Fe dư Zn + 2Ag+  Zn2+ + 2Ag → 2+ Zn + Cu  Zn2+ + Cu → + Fe + 2Ag  Fe2+ + Ag → 2+ Fe + Cu  Fe2+ + Cu → + Fe + 2H  Fe2+ + H2 ↑ → 0, 448 nH = = 0,02 mol 22, Theo định luật bảo tồn electron ta có: Tổng số electron nhường = Tổng số electron nhận 0,03.2+ 0,04.2 = a + 2b + 0,02.2 a + 2b = 0,01 (6) Mặt khác ta lại có: nAg + nCu + mFe dư = 5,84 108a + 64b + 0,02.56 = 5,84 108a + 64b = 5,84 (7) Giải hệ phương trình (6) (7) ⇒ a = 0,02, b = 0,03 0, 02 CM (AgNO3) = = 0,2 M 0,1 0, 04 CM (CuSO4) = = 0,4 M 0,1 Bài số 12 6, 72 1) Ta có: nFe = 0,2 mol, nNO = n X = = 0,15 mol 2.22, Fe0  Fe3+ + 3e → 0,2 3.0,2 mol N+5 + 3e  N+2 → 3.0,15 0,15 mol N+5 + ne  N(+5 - n e) → 0,15.n 0,15 mol Theo định luật bảo tồn electron ta có: Tổng số electron nhường = Tổng số electron nhận 3.0,2 = 3.0,15 + 0,15n ⇒ n = (số oxi hoá nitơ X +1) Vậy X NO2 4,8 5, 28 2) nFeS2 = = 0,04 mol, nFeS = = 0,06 mol 120 88 Các phương trình phản ứng: 2FeS2 + 14H2SO4  Fe2(SO4)3 + 15SO2 ↑ + 14H2O → 0, 04.15 0,04 mol 2FeS +10 H2SO4  Fe2(SO4)3 + 9SO2 ↑ + 10H2O → 0, 06.9 0,06 mol 0, 04.15 0, 06.9 Tổng số mol SO2 = + = 0,57 mol 2 Phản ứng SO2 với KMnO4: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  K2SO4 +2 MnSO4 + 2H2SO4 → 0,57.2 0,57.2 0,57 mol 5 Quá trình điện phân dung dịch H2SO4: H2SO4  2H+ + SO42→ 0,57.2 0,57.2 0,57.2 mol, nH + = 0,456mol 5 Vì dung dịch thu có pH = ⇒ [H+] = 0,01 n 0, 456 V= = = 45,6 ml (0,0456 lít) CM 0, 01 Bài số 13 1) Các phương trình hố học: 3Cu + 2NaNO3 + 4H2SO4  3CuSO4 + Na2SO4 + 2NO ↑ + 4H2O → Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag → 2Cu + 4HCl + O2  2CuCl2 + 2H2O → Cu + 2H2SO4(đặc)  CuSO4 ↑ + SO2 + 2H2O → 3Cu + 8HNO3 (loãng)  3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O → 2) Các phương trình hố học: t0 2Cu + O2  2CuO (1) → t0 CuO + CO  Cu + CO2 (2) → CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O (3) → CuCl2 + 2NaOH  Cu(OH)2 + 2NaCl (4) → Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2 (5) → Cu + Cl2  CuCl2 (6) → t0 CuO + Cu  Cu2O (7) → 3Cu2O + 14HNO3 (loãng)  6Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 7H2O (8) → CuCl2 + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2AgCl ↓ (9) → t0 2Cu(NO3)2  2CuO + 4NO2 ↑ + O2 ↑ (10) → t0 Cu(OH)2  CuO + H2O (11) → CuO + 4NH3 + H2O  [Cu(NH3)4](OH)2 (12) → Bài số 14 64 x x = ⇒ = 1) Theo đề ta có: 16 y y Vậy công thức oxit CuO 2) Phản ứng Cu2S với HNO3: 3Cu2S + 22HNO3  6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO ↑ + 8H2O → Dung dịch A gồm: Cu(NO3)2 H2SO4 Khí B NO Phản ứng làm đổi màu khí B: 2NO + O2  2NO2 → Phản ứng A với Ba(NO3)2: H2SO4 + Ba(NO3)2  BaSO4 ↓ + 2HNO3 → (E) Phản ứng A với NH3 đến dư: Cu(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O  Cu(OH)2 ↓ + 2NH4NO3 → Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2 → Bài số 15 1) Khí A tạo kết tủa đen với CuSO4, đốt A B làm màu dung dịch Br2 nên A H2S B SO2 nCuSO4 = 0,2 mol, nCuS = 0,15 mol CuSO4 + H2S  CuS ↓ + H2SO4 → 0,15 0,15 mol nCuSO4 (điện phân) = 0,2 - 0,15 = 0,05 mol Phản ứng điện phân: 2CuSO4 + 2H2O  2Cu + 2H2SO4 + O2 ↑ → 0,05 0,05 0,025 mol Thể tích khí anơt = 0,025.22,4 = 0,56 lit 2) Đặt thể tích cần dùng để hồ tan kim loại bám catot V ml mddHNO3 = 1,37V gam mHNO3 = 1,37V 60 = 0,822V gam 100 Phản ứng kim loại với HNO3 đặc: Cu + 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O → 0,05 4.0,05 mol 4.0,05.63 = 0,822 V ⇒ V = 15,328 ml Bài số 16 Các phương trình hố học: 1) Zn + HCl  ZnCl2 + H2 ↑ → Zn + 2NaOH + 2H2O  Na2[Zn(OH)4] + H2 ↑ → Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu → 3Zn + 8HNO3  3Zn(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O → → 2) Sn + 2HCl  SnCl2 + H2 ↑ 3Sn + 8HNO3(loãng)  3Sn(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O → → Sn + 4HNO3(đặc) + (n-2) H2O  SnO2.nH2O + 4NO2 ↑ → Sn + H2SO4 loãng  SnSO4 + H2 ↑ → Sn + 4H2SO4(đặc)  Sn(SO4)2 + SO2 ↑ + 4H2O → Sn + 2NaOH + 2H2O  Na2[Sn(OH)4] + H2 ↑ Bài số 17 Các phương trình hố học a Điều chế kim loại Ag: Từ quặng nghèo Ag2S phương pháp xianua  → Ag2S + 4NaCN ¬  2Na[Ag(CN)2] + Na2S  2NaCN + 2Na2S + 2H2O + O2  2NaSCN + 4NaOH → (làm giảm nồng độ Na2S cân chuyển dịch theo chiều thuận) Hoà tan Zn dư dung dịch H2SO4 thu Ag 2Na[Ag(CN)2] + Zn  Na2 [Zn(CN)4] + 2Ag → b Điều chế kim loại Zn từ ZnS ZnCO3 + Giai đoạn Đốt quặng để chuyển hoá thành kẽm oxit t0 2ZnS + 3O2  2ZnO + 2SO2 ↑ → t0 ZnCO3  ZnO + CO2 ↑ → + Giai đoạn Khử ZnO phương pháp nhiệt luyện điện phân dung dịch Phương pháp nhiệt luyện: t0 ZnO + CO  Zn + CO2 ↑ → Phương pháp điện phân dung dịch: ZnO + H2SO4  ZnSO4 + H2O → → ZnSO4 + H2O  Zn + O2 ↑ + H2SO4 c Điều chế kim loại thiếc từ SnO2 Thiếc điều chế cách dùng than cốc khử SnO2 nhiệt độ cao: t0 SnO2 + 2C  Sn + 2CO → d Kim loại Pb từ PbS (quặng galen) Chì sản xuất từ quặng galen (PbS) qua hai giai đoạn: + Nung quặng khơng khí để chuyển quặng PbS thành PbO: t0 2PbS + 3O2  2PbO + 2SO2 ↑ → + Khử PbO than cốc điều kiện nhiệt độ cao: t0 PbO + C  Pb + CO ↑ → Bài số 18 1) Kẽm sunfua ban đầu chứa % tạp chất không cháy 97 % ZnS 97.1000 mZnS = = 970 kg 100 Phương trình hố học: t0 2ZnS + 3O2  2ZnO + 2SO2 ↑ (*) → Vì khơng khí chứa 20% O2 80% N2 ta có: VO2 (trong khơng khí) = 3000.20 = 600 m3 100 VN2 = (3000 - 600) = 2400 m Theo phương trình (*) ta có: 194 kg ZnS - 67,2m3 O2 970 kg ZnS - VO2 = 970.67, 194 m3, VO2 dư = 600 - 970.67, VO2 = 264 m3 194 194 kg ZnS - 44,8 m3 O2 970 kg ZnS - VSO2 970.44,8 m = 224 m3, VA = 2400 + 264 + 224 = 2888 m3 194 Thành phần % thể tích khí: 2400 100 = 83,1 % % VN = 2888 264 100 = 9,14 % % VO = 2888 224 100 = 7,76% % VSO = 2888 2.3, 2) Khối lượng tạp chất = = 0,064 gam 100 Khối lượng CuS, ZnS = (2 - 0,064) = 1,936 gam Đặt số mol CuS ZnS x y 96x + 97y = 1,936 (1) Phản ứng đốt cháy: t0 CuS + O2  CuO + SO2 ↑ → x x mol t0 2ZnS + 3O2  2ZnO + 2SO2 ↑ → VSO2 = y y mol t0 SO2 + Br2 + 2H2O  H2SO4 + 2HBr → (x+y) (x+y) mol Số mol Br2 = 0,02 mol x + y = 0,02 (2) Từ (1) (2) giải hệ phương trình ta có { x =0,004 y =0,016 Khối lượng CuS = 0,004.96 = 0,384 gam Khối lượng ZnS = 0,016.97 = 1,552 gam 0,384 100 = 19,2 % % Khối lượng CuS = 1,552 100 = 77,6 % % Khối lượng ZnS = Bài số 19 Đặt nFe (trong hợp kim) = x mol, nCu (trong hợp kim) = y mol 56x + 64y = 5,0 - 0,04 ⇔ 56x + 64y = 4,96 (1) Phản ứng hợp kim với HNO3 loãng Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O → x x mol 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 +2 NO ↑ + 4H2O → 2y y mol Au không phản ứng với HNO3 1,344 nNO = = 0,06 mol 22, 2y x+ = 0,06 (2) Từ (1) (2) giải hệ phương trình ta có mFe = 0,02.56 = 1,12 gam ⇒ ⇒ % mCu = x =0,002 y =0,006 1,12 100 = 22,4 % 3,84 100 = 76,8 % = % mFe = mCu = 0,06.64 = 3,84 gam ⇒ % mCu mAu = 0,04 gam { 0, 04 100 = 0,8 % Bài số 20 1) Phương trình hố học phản ứng thành phần % khối lượng chất + PTHH phản ứng: Zn + 2H2SO4 (đặc, nóng)  ZnSO4 + SO2 + 2H2O (1) → 2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng)  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (2) → Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng)  CuSO4 + SO2 + 2H2O (3) → Zn + H2SO4 (loãng)  ZnSO4 + H2 (4) → Fe + H2SO4 (loãng)  FeSO4 + H2 (5) → H2 + CuO  Cu + H2O (6) → + Tính thành phần phần trăm theo khối lượng chất hỗn hợp G: Gọi x, y, z số mol Zn, Fe, Cu 37,5 gam hỗn hợp G, ta có: - Khối lượng hỗn hợp G: 65 x + 56y + 64z = 37,5 (a) 15,12 - Số mol SO2: x + y + z = = 0,675 (b) 22, Khối lượng CuO giảm khối lượng O phản ứng, suy ra: 7, - Số mol O = số mol CuO phản ứng: x + y = = 0,45 (c) 16 Giải hệ phương trình (a), (b), (c), được: x = 0,3 (mol), y = 0,15 (mol), z = 0,15 (mol) Thành phần phần trăm theo khối lượng của: 0,3.65 100 = 52,0 % - Kẽm: 37,5 0,15.56 100 = 22,4 % - Sắt: 37,5 0,15.64 100 = 25,6 % - Đồng: 37,5 2) Tính giá trị nhỏ m để V lớn − 3Cu + NO3 + 8H+  3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O (7) → − 3Fe2+ + NO3 + 4H+  Fe3+ + NO↑ + 2H2O (8) → Số mol H2SO4 loãng ban đầu = 0,85.1 = 0,85 (mol) 0, 2.3 Số mol H2SO4 phản ứng (4), (5) = + 0,15 = 0,45 (mol) ⇒ số mol H2SO4 lại = 0,85 - 0,45 = 0,4 mol ⇒ số mol H+ lại = 0,4.2 = 0,8 mol Số mol H+ cần cho Cu Fe2+ phản ứng hết = 0,15 + 0,15 = 0,6 (mol) < 0,8 (mol) ⇒ H + dư 3 − Để thu VNO lớn nhất, cần số mol NO3 0,15.2 0,15.1 nhỏ là: + = 0,15 mol 3 ⇒ Số mol NaNO3 = 0,15 mol ⇒ m = 0,15.85 = 12,75 gam ... I BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN ĐÁP SỐ: Bài số1 Đáp án D Bài số Đáp án D Bài số Đáp án A Bài số 13 Đáp án B Bài số 17 Bài số Đáp án A Bài số Đáp án D Bài số 10 Đáp án C Bài số 14 Đáp án A Bài. .. Đáp án C Bài số 14 Đáp án A Bài số Đáp án C Bài số Đáp án A Bài số 11 Đáp án C Bài số 15 Đáp án C Bài số Đáp án B Bài số Đáp án A Bài số 12 Đáp án D Bài số 16 Đáp án C nK2Cr2O7 = 0,01.0,02 = 2.10... FeSO4 CuSO4 Bài số 26 Đáp án B Bài số 27 Đáp án A Bài số 28 Đáp án B Bài số 30 Đáp án A Bài số 31 Đáp án C Bài số 32 Phương trình phản ứng: → Ca + 2HCl  CaCl2 + H2 ↑ (1) (Đáp án C) Bài số 24