DAI CUONG KIM LOAI
Chia sẻ bởi Nguyễn Hình Ngọc Hân |
Ngày 09/05/2019 |
42
Chia sẻ tài liệu: DAI CUONG KIM LOAI thuộc Hóa học 12
Nội dung tài liệu:
Hoá học kim loại
Nguyễn Xuân Trường
Sách giáo khoa hoá 12 mới
Cã thÓ nãi, c¸c ch¬ng vÒ kim lo¹i lµ träng t©m cña SGK líp 12 vµ còng lµ träng t©m cña phÇn ho¸ häc kim lo¹i ë trêng THPT. Ngoµi c¸c nguyªn tè kim lo¹i nh trong SGK cò, SGK míi cßn ®Ò cËp ®Õn c¸c kim lo¹i th«ng dông vµ cã nhiÒu ý nghÜa thùc tiÔn nh crom, ®ång , kÏm, niken, thiÕc, ch×, b¹c, vµng.
Sgk hoá 12 mới
So sánh giữa SGK cũ và SGK mới :
*SGK cũ nặng về mô tả sự kiện, nhẹ về tìm hiểu tính quy luật.
*SGK mới chú ý tìm hiểu quy luật biến thiên tính chất của đơn chất và hợp chất trên cơ sở cấu tạo chất (cấu hình electron nguyên tử, cấu tạo phân tử) và số oxi hóa của nguyên tố.
Sgk mới
*SGK cũ nặng tính hàn lâm nghĩa là nặng về lí thuyết, nhẹ về tính thực hành ứng dụng, ít vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
*SGK mới coi trọng việc vận dụng kiến thức, bồi dưỡng năng lực tự học và phương pháp tư duy, rèn luyện trí thông minh, bồi dưỡng năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo.
*SGK cũ dùng thí nghiệm hóa học, tranh ảnh, hình vẽ, biểu bảng, sơ đồ.chủ yếu để minh họa kiến thức, SGK mới dùng các thứ đó làm nguồn cung cấp kiến thức cho HS.
*SGK mới chú trọng rèn luyện các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh đối chiếu, quy nạp, suy diễn.
*SGK mới được biên soạn sao cho HS có thể dùng sách để tự học còn giáo viên dùng sách để thiết kế các hoạt động dạy học, đặt HS vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức, giáo viên hướng dẫn, động viên, khích lệ để HS tự xây dựng kiến thức mới cho mình, kết quả là họ không chỉ nắm vững kiến thức mà còn nắm được cả phương pháp để đi đến kiến thức.
*Cuối mỗi chương có bài luyện tập giúp HS củng cố và vận dụng kiến thức cơ bản của chương. Sau mỗi chương có bài thực hành để vận dụng lí thuyết đã học và rèn kĩ năng thực hành. Có 5 bài thực hành (SGK cũ chỉ có 4 bài thực hành ).
*Có các bài đọc thêm, bổ sung tư liệu cho bài học và góp phần giảm tải nội dung bài học.
Sgk mới
*Kênh hình được chú trọng hơn, cả về số lượng và chất lượng. SGK mới in màu (nhiều màu) rất đẹp, màu sắc của các chất được thể hiện đúng với màu sắc tự nhiên của chúng sẽ làm tăng hứng thú học tập của HS đối với bộ môn Hóa học.
Sgk hoá 12 mới
SGK Hóa học lớp 12 mới có nhiều ưu điểm so với SGK Hóa học lớp 12 cũ, thể hiện ở các điểm sau:
?Về phương pháp: SGK mới tạo điều kiện để giáo viên chuyển đổi từ mô hình dạy học truyền thống, truyền thụ một chiều sang mô hình dạy học hợp tác 2 chiều.
ppdh
Hai mô hình dạy học
1- Mô hình dạy học truyền thụ một chiều:
Dạy - ghi nhớ
2- Mô hình dạy học hợp tác hai chiều�:
Dạy - tự học
1- Thầy truyền đạt kiến thức, trò thụ động tiếp thu
2- Trò tự mình tìm ra kiến thức dưới sự hướng dẫn của thầy.
ppdh
1- Thầy truyền thụ một chiều, độc thoại hay phát vấn
2- Đối thoại: trò ? trò;
trò ? thầy, hợp tác với bạn và thầy, do thầy tổ chức.
ppdh
1- Thầy giảng, trò ghi nhớ, học thuộc lòng
2- Học cách học, cách ứng xử, cách giải quyết vấn đề, cách sống.
ppdh
1- Thầy độc quyền đánh giá
2- Tự đánh giá, tự điều chỉnh, cung cấp liên hệ ngược cho thầy đánh giá, có tác dụng khuyến khích tự học.
ppdh
1-Thầy là thầy dạy: dạy chữ, dạy người
2- Thầy là thầy học, chuyên gia về việc học, dạy cách học cho trò tự học chữ, tự học suốt đời, tự học nên người.
ppdh
Đổi mới PPDH theo hướng "dạy cách học" là thực hiện việc chuyển dịch mô hình dạy học từ "truyền thụ một chiều" sang "hợp tác hai chiều".
PPDH PHAN KIM LOAI
Phần hoá học Vô cơ lớp 12 chủ yếu nghiên cứu về kim loại (chỉ có thêm chương Phân biệt một số chất vô cơ và chương Hoá học và vấn đề phát triển kinh tế, xã hội, môi trường)
Phương pháp dạy học chủ yếu là xuất phát từ
những hiểu biết thực tế của HS để dẫn dắt họ
khám phá những hiểu biết mới về kim loại.
Nội dung giáo trình hoá học kim loại lớp 12 có thể chia thành 2 phần:
- Phần thứ nhất nhằm tìm hiểu vị trí của các kim loại trong bảng tuần hoàn, tính chất vật lí và hoá học chung của kim loại, hợp kim, sự ăn mòn kim loại và điều chế kim loại.
- Phần thứ hai đi sâu tìm hiểu một số kim loại cụ thể quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân. Như vậy nội dung của phần thứ nhất rất quan trọng, nó là lí thuyết chủ đạo của sự tìm hiểu các kim loại cụ thể ở phần thứ hai.
aa
Việc dạy học phần kim loại ở lớp 12 được tiến hành sau khi đã học các lí thuyết chủ đạo ở lớp 10 (cấu tạo nguyên tử; bảng tuần hoàn và định luật tuần hoàn; liên kết hoá học; phản ứng hoá học) vì vậy cần vận dụng triệt để các lí thuyết này. Cụ thể là cần sử dụng rộng rãi phương pháp suy diễn (diễn dịch): từ vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn suy ra cấu tạo nguyên tử. Từ cấu tạo nguyên tử của nguyên tố suy ra tính chất hoá học đặc trưng của nguyên tố. Dự đoán khả năng phản ứng của nguyên tố kim loại đó với các phi kim, với nước, với dung dịch các axit, với dung dịch muối...
Vai trò của thí nghiệm lúc này chủ yếu đóng vai trò kiểm chứng, xác minh cho những dự đoán tính chất dựa trên cấu tạo của nguyên tử kim loại và của mạng tinh thể kim loại.
Chương 5: Đại cương về kim loại
Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại.
a) Dạy cách nhớ vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn:
Trong số trên 110 nguyên tố đã biết có tới gần 90 nguyên tố là kim loại, chỉ có 22 nguyên tố phi kim. Các nguyên tố phi kim vừa ít vừa nắm gọn ở phía phải và góc trên của bảng tuần hoàn nên rất dễ nhớ.
Phần còn lại của bảng là vị trí của các nguyên tố kim loại.
Cần lưu ý học sinh phân biệt cấu tạo của nguyên tử kim loại và cấu tạo của tinh thể kim loai.
Tính chất của kim loại và dãy điện hoá của kim loại
- Cần hướng dẫn học sinh biết vận dụng kiến thức về cấu tạo của nguyên tử kim loại và của mạng tinh thể kim loại để giải thích các tính chất vật lí chung của kim loại.
- Khi nêu các tính chất vật lí chung của kim loại cũng cần lưu ý đến những tính chất vật lí riêng của chúng như khối lượng riêng, độ cứng, nhiệt độ nóng chảy...
- Khối lượng riêng, độ cứng, nhiệt độ nóng chảy của kim loại phụ thuộc vào độ bền của liên kết kim loại. Độ bền của liên kết kim loại đặc biệt lớn đối với các kim loại nặng.
- Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử. Tính khử của kim loại rất khác nhau thể hiện ở năng lượng ion hoá khác nhau của nguyên tử các kim loại.
Hợp kim
- Nghiên cứu về hợp kim là một việc khó và phức tạp, liên quan đến nhiều lĩnh vực khoa học như hoá học, vật lí, toán học.... Trong sách giáo khoa hoá học lớp 12 không xem xét cấu tạo của hợp kim mà chỉ so sánh tính chất vật lí và hoá học của hợp kim với kim loại, ứng dụng và điều chế hợp kim.
Trọng tâm của bài là tính chất vật lí, tính chất cơ học và ứng dụng.
Cần so sánh hợp kim với kim loại thành phần về mặt tính chất cơ học, tính chất vật lí và ứng dụng.
- Hợp kim giống kim loại là cũng có cấu tạo tinh thể, trong hợp kim cũng có liên kết kim loại, có electron tự do nên hợp kim có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim giống kim loại.
Hợp kim khác kim loại là trong hợp kim còn có liên kết cộng hoá trị dó đó mật độ electron tự do trong hợp kim giảm đi rõ rệt. Vì vậy tính dẫn điện, dẫn nhiệt của hợp kim kém hơn kim loại thành phần.
Về tính chất hoá học thì nhìn chung hợp kim có tính chất tương tự tính chất của các kim loại thành phần do trong hợp kim có các tính thể dung dịch rắn và tinh thể hỗn hợp, trong đó tính chất hoá học của các kim loại vẫn được bảo tồn. Thí dụ cho hợp kim Al - Cu vào dung dịch HCl hoặc dung dịch H2SO4 loãng thì chỉ có Al tan, giải phóng khí H2 còn Cu không tan. Còn khi cho hợp kim Al - Cu vào dung dịch HNO3 đặc, nóng thì hợp kim tan hoàn toàn và giải phóng khí NO2.
Đối với hợp kim, chương trình Hoá học lớp 12 chủ yếu cung cấp kiến thức về thành phần, tính chất cơ học và ứng dụng của hợp kim.
Sự ăn mòn kim loại
- Việc chống ăn mòn kim loại là một vấn đề cấp bách cả về mặt kinh tế cũng như công nghệ. Hiện nay khoảng 25% lượng thép sản xuất ra hàng năm được dùng để thay thế cho những thiết bị bằng sắt, thép bị han gỉ. Trên qui mô toàn cầu thì cứ mỗi giây qua đi, có khoảng 2 tấn thép đã biến thành gỉ.
- ăn mòn hoá học: Xảy ra khi kim loại được đặt trong môi trường khí hay trong chất lỏng có tác dụng ăn mòn trực tiếp kim loại.
Bầu khí quyển ở các khu vực công nghiệp của các nước phát triển chứa một lượng đáng kể axit do đốt nhiều nhiên liệu như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên có chứa tạp chất chủ yếu là lưu huỳnh sinh ra. Chẳng hạn thành phố Luân Đôn (nước Anh) bị ô nhiễm tới mức hàng năm từ khí quyển rơi xuống một lượng axit tương đương với 750.000 tấn axit sunfuric.
- Ăn mòn điện hoá: Xảy ra khi có sự tạo thành các pin điện trong kim loại.
ăn mòn điện hoá là dạng ăn mòn phổ biến hơn. Oxi (trong không khí) và nước (trong không khí ẩm) là những tác nhân gây nên sự ăn mòn điện hoá.
- Chống ăn mòn kim loại: Thường dùng 2 phương pháp bảo vệ kim loại, chống ăn mòn, đó là:
+ Phương pháp bảo vệ bề mặt: Bôi dầu mỡ, tráng men hoặc phủ kim loại cần bảo vệ bằng kim loại khác không bị gỉ như Au, Ag, Sn, Ni, Zn...
+ Phương pháp điện hoá: Gắn những miếng kẽm vào phía ngoài các ống bằng thép dẫn nước chôn dưới đất để bảo vệ thép.
Ngoài ra người ta còn dùng phương pháp biến đổi hoá học lớp bề mặt:
* Photphat hoá bề mặt của kim loại bằng cách nhúng vào dung dịch phốt phát sắt, kẽm hay mangan. Kết quả là sẽ có một lớp photphat hỗn tạp bền chắc bảo vệ.
* Sắt được thụ động hoá bằng các chất oxit hoá mạnh như ion cromat CrO42- hay ion pemanganat MnO4-. Kết quả là tạo ra một lớp oxit bền vững bảo vệ.
Điều chế kim loại
? Khi dạy học về điều chế kim loại cần làm rõ mối liên quan giữa phương pháp điều chế và mức độ hoạt động hoá học của kim loại.
Điều chế kim loại tức là chuyển ion kim loại Mn+ thành nguyên tử kim loại M. Kim loại có tính khử càng mạnh thì ion của nó có tính oxi hoá càng yếu nên càng khó bị khử trở lại thành kim loại. Do đó việc chọn phương pháp điều chế kim loại phụ thuộc vào tính oxi hoá mạnh hay yếu của ion kim loại đó.
+ Đối với những kim loại có tính khử rất mạnh và mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al... do ion của chúng có tính oxi hoá rất yếu, chỉ có thể khử chúng bằng dòng điện. Vì vậy phương pháp duy nhất để điều chế các kim loại này là điện phân nóng chảy muối, hiđroxit hoặc oxit của chúng.
+ Đối với những kim loại có độ hoạt động hoá học trung bình và yếu như Fe, Ni, Cu... người ta khử oxit của chúng bằng chất khử thông thường (C, CO, H2, Al) ở nhiệt độ cao gọi là phương pháp nhiệt luyện. Người ta còn dùng phương pháp điện phân dung dịch muối của chúng.
+ Đối với những kim loại có độ hoạt động rất yếu như Hg, Ag... oxit của chúng rất kém bền, dễ dàng phân huỷ thành kim loại khi đun nóng nên không cần dùng chất khử.
Cơ sở của phương pháp thuỷ luyện là dùng các dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN... để hoà tan kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng.
Sau đó khử các ion này trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh hơn. Thí dụ: vàng lẫn trong đất có thể hoà tan dần trong dung dịch NaCN cùng với O2 của không khí, được dung dịch muối vàng:
4Au + 16NaCN + 3O2 + 6H2O ? 4Na[Au(CN)4] + 12NaOH
Sau đó, dùng kim loại Zn khử ion Au3+
Zn + 2Na [Au(CN)4] ? Na2[Zn(CN)4] + 2Au
Phương pháp thuỷ luyện còn gọi là phương pháp ướt được dùng để điều chế những kim loại có thế điện cực chuẩn cao như Au, Ag, Hg, Cu...
Như vậy việc dùng kim loại mạnh để khử ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch chỉ là một công đoạn của phương pháp thuỷ luyện.
Như vậy việc dùng kim loại mạnh để khử ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch chỉ là một công đoạn của phương pháp thuỷ luyện.
Để phù hợp với trình độ học sinh ban Cơ bản, ở phương pháp thuỷ luyện chúng ta chỉ yêu cầu học sinh viết phương trình hoá học của công đoạn sau là dùng kim loại có tính khử mạnh hơn để khử ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch.
Chương 6: Kim loại kiềm - kim loại kiềm thổ - nhôm
Việc ghép kim loại nhóm IA, IIA, IIIA vào một chương là để giảm tải nội dung, tránh sự trùng lặp và giúp cho sự hệ thống hoá kiến thức được thuận lợi hơn.
Tính chất của kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm cần được nghiên cứu dưới ánh sáng của các lí thuyết chủ đạo và cần được vận dụng các kiến thức của phần đại cương về kim loại (chương 5)
Từ cấu tạo nguyên tử của kim loại kiềm (bán kính nguyên tử tương đối lớn và chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng) và năng lượng ion hoá (nhỏ), học sinh hiểu được những đặc tính của kim loại kiềm và qui luật biến thiên tính chất các nguyên tố trong nhóm kim loại kiềm.
Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm.
Chương trình hoá học lớp 12 chọn natri và các hợp chất của natri để nghiên cứu kỹ, đại diện cho nhóm kim loại kiềm vì các hợp chất của natri (NaOH, Na2CO3, NaHCO3, KNO3.) có nhiều ứng dụng trong nền sản xuất hoá học.
Khi dạy học về kim loại kiềm, giáo viên cần tổ chức các hoạt động dạy học để học sinh tự đi đến kết luận: Những tính chất vật lí và hoá học của kim loại kiềm đều do cấu trúc các lớp electron của nguyên tử và cấu tạo của mạng tinh thể kim loại quyết định.
Các nguyên tử kim loại kiềm chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng, lớp sát ngoài cùng có 8 electron, nên chúng dễ nhường 1e để tạo ra ion M+ do đó có tính khử rất mạnh. Các nguyên tử Cu, Ag, Au cũng có 1 e lớp ngoài cùng nhưng lớp sát ngoài cùng có 18e, nền có tính chất khác kim loại kiềm.
Về tính chất hoá học của kim loại kiềm tránh dạy theo kiểu liệt kê các phản ứng. Cần nghiên cứu theo trình tự:
Cấu tạo ? Tính chất ? ứng dụng ? Điều chế.
Dưạ và cấu tạo nguyên tử để dự đoán tính chất hoá học đặc trưng, sau đó làm thí nghiệm để kiểm chứng, xác minh những dự đoán là đúng đắn.
Cần dẫn dắt để học sinh có thể từ tính chất vật lí và hoá học của kim loại kiềm suy ra các ứng dụng của chúng.
Về phương pháp điều chế kim loại kiềm cũng phải được suy ra từ tính khử rất mạnh của chúng.
Kim loại kiềm thổ
Chương trình hoá học lớp 12 chọn nghiên cứu các hợp chất của canxi để đại diện cho nhóm kim loại kiềm thổ vì chúng có nhiều ứng dụng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân (xây dựng, sản xuất công nông nghiệp) và đời sống. Vì vậy, khi dạy học các hợp chất của canxi không chỉ chú ý đến tính chất và những chuyển đổi qua lại giữa chúng mà cần cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên, trong đời sống và sản xuất nhằm cải tạo và hợp tác với thiên nhiên, nâng cao chất lượng cuộc sống.
Khi dạy học về kim loại kiềm thổ cần lưu ý:
- Các đơn chất kim loại nhóm IIA có kiểu mạng tinh thể không giống nhau nên tính chất vật lí biến đổi không theo quy luật nhất định như kim loại kiềm.
- Về tính chất hoá học cần cho học sinh dựa vào cấu tạo nguyên tử để suy ra tính chất hoá học đặc trung là tính khử mạnh và vì sao chúng chỉ có số oxi hoá +2 trong các hợp chất.
- Khi dạy học về các hợp chất của canxi cần khai thác những hiểu biết thực tế của học sinh về vôi sống, vôi tôi, đá vôi, thạch cao. và yêu cầu họ vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thiên nhiên (cặn trong ấm nước, váng cứng trên mặt hố vôi, thạch nhũ trong các hang động.)
- Lưu ý học sinh khi sục CO2 vào dung dịch chứa một lượng nhất định Ca(OH)2 thu được một số gam kết tủa thì sẽ có 2 đáp số ứng với lượng CO2 thiếu và lượng CO2 dư một phần.
Khi d¹y häc vÒ níc cøng cÇn lu ý lµ ch¬ng tr×nh vµ SGK míi kh«ng dïng kh¸i niÖm “ ®é cøng” mµ dïng kh¸i niÖm “ tÝnh cøng” v× ë trêng phæ th«ng chØ xÐt mÆt ®Þnh tÝnh cña níc cøng, kh«ng xÐt mÆt ®Þnh lîng.
Nãi ®Õn “®é cøng” khi nãi ®Õn nång ®é cña c¸c ion Ca2+ vµ Mg2+, v× ®é cøng cña níc ®îc x¸c ®Þnh b»ng nång ®é cña c¸c ion nµy trong níc cøng.
Ngêi ta quy íc mét ®¬n vÞ ®é cøng øng víi 20 mg/l ion Ca2+ hoÆc 12 mg/l ion Mg2+ ( tøc lµ 0,5 milimol/lit cña mçi kim lo¹i ).
Nước rất mềm có độ cứng toàn phần nhỏ hơn 1,5 đơn vị.
Nước mềm có độ cứng toàn phần từ 1,5 đến 4 đơn vị.
Nước trung bình có độ cứng toàn phần từ 4 đến 8 đơn vị.
Nước cứng có độ cứng toàn phần từ 8 đến 12 đơn vị.
Nước rất cứng có độ cứng toàn phần lớn hơn 12 đơn vị.
Về khái niệm "độ cứng" như đã trình bày ở trên giáo viên nên biết nhưng không cần cung cấp cho học sinh
- Nếu học sinh nắm vững tính chất hoá học của các hợp chất kim loại kiềm thổ thì việc nghiên cứu về nước cứng rất thuận lợi. Trước tiên cần làm cho học sinh hiểu vì sao nước tự nhiên thường là nước cứng (nơi cứng nhiều, nơi cứng ít). Chỉ có nước mưa và tuyết là nước mềm nhất trong thiên nhiên.
- Về các phương pháp làm mềm nước cứng, các tài liệu khác nhau có thể gọi tên khác nhau. Chẳng hạn như cách làm mềm nước cứng có tính cứng tạm thời có tài liệu gọi là phương pháp nhiệt, ở tài liệu khác lại gọi là phương pháp vật lí. Gọi là phương pháp vật lí thì không đúng vì bản chất của phương pháp là một biến đổi hoá học dựa trên sự kém bền với nhiệt của muối hiđrocacbonat của canxi và magie
Ca(HCO3)2 ? CaCO3? + CO2 + H2O
Phương pháp trao đổi ion có tài liệu còn gọi là phương pháp hoá lí.
Nước rất mềm có độ cứng toàn phần nhỏ hơn 1,5 đơn vị.
Nước mềm có độ cứng toàn phần từ 1,5 đến 4 đơn vị.
Nước trung bình có độ cứng toàn phần từ 4 đến 8 đơn vị.
Nước cứng có độ cứng toàn phần từ 8 đến 12 đơn vị.
Nước rất cứng có độ cứng toàn phần lớn hơn 12 đơn vị.
Về khái niệm "độ cứng" như đã trình bày ở trên giáo viên nên biết nhưng không cần cung cấp cho học sinh
Sách giáo khoa hoá học cũ nêu 2 phương pháp làm mền nước cứng là phương pháp hoá học và phương pháp trao đổi ion. Như vậy đã gộp phương pháp dùng nhiệt với phương pháp dùng hoá chất (vôi- sođa) vì có chung bản chất là xảy ra các phản ứng hoá học. Sách giáo khoa lớp 12 mới lại gọi là phương pháp kết tủa, như vậy đã nói rõ bản chất của phương pháp là dùng các phản ứng hoá học để tạo ra chất kết tủa làm giảm nồng độ của các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
Về việc dùng Ca(OH)2 để khử tính cứng tạm thời của nước, học sinh có thể thắc mắc tại sao lại đưa ion Ca2+( trong Ca(OH)2) vào nước cứng, trong khi ta đang cần loại bỏ ion này.Vì vậy cần lưu ý học sinh là cần phải xác định nồng độ Ca(HCO3)2 trong nước cứng để đưa lượng Ca(OH)2vừa đủ để trung hoà muối canxi hiđrocacbonat
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ? 2CaCO3? + 2 H2O
Vì tích số tan của Mg(OH)2 (T = 5. 10-12 ) nhỏ hơn nhiều so với tích số tan của MgCO3 ( T= !.10-5) nên các muối hiđrocacbonat của canxi và magie phản ứng với NaOH xảy ra khác nhau
Ca(HCO3)2 + 2NaOH ? CaCO3? + Na2CO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2NaOH ? Mg(OH)2 ? + 2NaHCO3
Quy luật của phản ứng ở đây là nếu phản ứng có thể tạo ra hai chất kết tủa thì phản ứng bao giờ cũng xảy ra theo chiều tạo ra chất ít tan hơn. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch xảy ra theo chiều làm giảm số ion.
Cũng vì Mg(OH)2 ít tan hơn nhiều so với MgCO3 nên khi cho muối cacbonat kim loại kiềm vào nước cứng có ion Mg2+ thì sẽ tạo ra muối cacbonat bazơ có thành phần không xác định ( dung dịch cacbonat kim loại kiềm có chứa ion OH- do sự thuỷ phân muối tạo ra).
5MgCl2 +6Na2CO3 + 2H2O ? 4MgCO3.Mg(OH)2+ 2NaHCO3 + 10NaCl
- Khi hướng dẫn học sinh viết phương trình hoá học ở ban Nâng cao cần lưu ý những điều trình bày ở trên. Đối với ban Cơ bản không cần đề cập đến những vấn đề đó mà chỉ nên lấy ví dụ loại bỏ ion Ca2+ trong nước cứng. Cho dung dịch Na2CO3 vào nước cứng kết tủa sẽ là CaCO3 và MgCO3.Mg(OH)2.nH2O lắng xuống, nếu học sinh viết có kết tủa CaCO3 và MgCO3 lắng xuống cũng coi là được.
- Sách giáo khoa mới có giới thiệu phương pháp làm mềm nước cứng bằng Na3PO4. Dùng chất này có thể khử cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu, giáo viên cần hướng dẫn học sinh ban Cơ bản viết phương trình hoá học của phản ứng, với ban Nâng cao học sinh tự viết được.
Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp trao đổi ion là phương pháp hiện nay được dùng phổ biến để làm mềm nước, vì vậy trong sách giáo khoa mới trình baỳ kĩ hơn so với sách giáo khoa cũ. Có thể trình bày về phương pháp trao đổi ion theo 2 phương án sau :
Phương án 1- Những vật liệu vô cơ hoặc hữu cơ có khả năng trao đổi một số ion có trong thành phần cấu tạo của chúng với các ion có trong dung dịch được gọi là vật liệu trao đổi ion. Trong xử lí nước cứng, người ta thường dùng các vật liệu polime có khả năng trao đổi cation, gọi chung là nhựa cationit. Khi đi qua cột chứa nhựa trao đổi, các ion Ca2+ và Mg2+, có trong nước cứng, đi vào các lỗ trống trong cấu trúc polime, thế chỗ cho các ion Na+ hoặc H+ của cationit đã đi vào dung dịch.
Các zeolit* là vật liệu trao đổi ion vô cơ cũng thường được dùng để làm mềm nước.
Phương pháp trao đổi ion có thể làm giảm cả độ cứng vĩnh cửu lẫn độ cứng tạm thời của nước.
(*Zeolit là các khoáng aluminosilicat kết tinh ở dạng tinh thể có các lỗ trống, có trong tự nhiên hoặc điều chế nhân tạo.)
Ph¬ng ¸n 2- C¸c t¸c nh©n trao ®æi ion, tøc lµ nh÷ng vËt liÖu v« c¬ hoÆc h÷u c¬ cã kh¶ n¨ng trao ®æi mét sè ion cã trong thµnh phÇn cÊu t¹o cña chóng víi c¸c ion cã trong dung dÞch, ®îc dïng réng r·i trong xö lÝ níc cøng. Ch¼ng h¹n, c¸c zeolit, cã trong tù nhiªn hoÆc ®iÒu chÕ nh©n t¹o, lµ c¸c kho¸ng aluminosilicat kÕt tinh ë d¹ng tinh thÓ cã c¸c lç trèng, cã thÓ dïng ®Ó lµm mÒm níc. Khi ®i qua líp läc zeolit, c¸c ion Ca2+ vµ Mg2+, cã trong níc cøng, ®i vµo c¸c lç trèng trong tinh thÓ zeolit, thÕ chç cho c¸c ion Na+ cña zeolit ®É ®i vµo dung dÞch.
Trong xö lÝ níc cøng ngêi ta thêng sö dông c¸c nhùa trao ®æi ion.
Ph¬ng ph¸p trao ®æi ion cã thÓ lµm gi¶m c¶ ®é cøng vÜnh cöu lÉn ®é cøng t¹m thêi cña níc.
Nhôm
- Nhôm và hợp kim của nhôm được sử dụng phổ biến trong các ngành kỹ thuật hiện đại (máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ. ) trong xây dựng và trong đời sống hàng ngày.
Chương trình chuẩn giới thiệu trực tiếp nhôm và những hợp chất quan trọng của nhôm, không tìm hiểu nhóm IIIA.
- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ) nhưng trên thực tế nhôm bền trong môi trường không khí và nước là do có màng oxit rất mỏng nhưng mịn và bền, chắc bảo vệ.
Để chứng minh điều đó ta nên biểu diễn thí nghiệm nhôm tác dụng với O2 của không khí (thường gọi là thí nghiệm nhôm mọc lông tơ) và thí nghiệm nhôm tác dụng với nước:
Dùng giấy ráp đánh sạch lớp oxit Al2O3 trên bề mặt 2 thanh nhôm rồi nhỏ lên đó vài giọt dung dịch muối thuỷ ngân, để khoảng 5 phút rồi rửa sạch bằng nước. Đặt một thanh nhôm đã xử lý ở trên vào bát sứ, sau khoảng 10 phút sẽ nhìn thấy các sợi màu trắng mọc lên từ bề mặt thanh nhôm trông như tàn thuốc lá.
Các phản ứng hoá học xảy ra như sau:
2Al + 3HgCl2? 2AlCl3 + 3Hg
Nhôm đẩy thuỷ ngân ra khỏi muối. Thuỷ ngân tạo với nhôm một hỗn hống ngăn việc hình thành màng oxit Al2O3. Không còn màng oxit bảo vệ, nhôm tác dụng với O2 của không khí tạo ra bột Al2O3 trông như tàn thuốc lá
4Al + 3O2 ? 2Al2O3
Có thể dùng bột Al2O3 thu được từ thí nghiệm này để làm thí nghiệm chứng minh Al2O3 là oxit lưỡng tính.
Do ái lực với oxi rất lớn nên nhôm được dùng để khử những cation kim loại khó khử trong oxit của những kim loại khó nóng chảy (phản ứng nhiệt nhôm)
Thí dụ:
2Al + Fe2O3 ? Al2O3 +2Fe (1)
8Al + 3Fe3O4? 4Al2O3 + 9Fe (2)
Các phản ứng trên toả rất nhiều nhiệt. ở phản ứng (1) nhiệt độ đạt tới 29160C, còn ở phản ứng (2) là 26730C.
ở 26730C thì Fe và Al2O3 đều nóng chảy (Fe nóng chảy ở 15390C và Al2O3 nóng chảy ở 20500C). Người ta thu được sắt còn Al2O3 chuyển vào xỉ.
Cần lưu ý là Al có thể khử ion kim loại trong oxit mà không nhất thiết kim loại này phải đứng sau Al trong dãy điện hoá.
Tương tác của kim loại A với oxit của kim loại B có thể xảy ra được nếu hiệu ứng nhiệt của oxit kim loại A lớn hơn hiệu ứng nhiệt của oxit kim loại B.
Sau đây là hiệu ứng nhiệt của một số oxit kim loại:
Al2O3: 1339 Kcal/mol Fe2O3: 198,5 Kcal/mol
BaO: 133.0 Kcal/mol K2O: 86.2 Kcal/mol
Chương 7: Sắt và một số kim loại quan trọng
Sắt có tầm quan trọng hàng đầu trong kinh tế và công nghiệp vì sắt có tính cơ học rất tốt và quặng sắt rất sẵn trong tự nhiên.
T?i sao da s? cỏc KLCT v� h?p ch?t c?a chỳng d?u cú t? tớnh? Th? n�o l� ch?t ngh?ch t?, ch?t thu?n t?, ch?t s?t t? ?
Từ tính của các chất được chia làm ba loại:
Nghịch từ: Một chất không có electron độc thân nào là chất nghịch từ. Momen từ của từng electron bị huỷ hoàn toàn khi electron này ghép đôi. Tính chất nghịch từ thể hiện: Khi đặt một chất vào từ trường ngoài, từ trường ngoài có khuynh hướng đẩy các chất đó ra khỏi từ trường, Nói khác đi, chất nghịch từ cản đường sức của từ trường ngoài.
VËy: Kh«ng cã electron ®éc th©n NghÞch tõ
Thuận từ: Chất thuận từ để cho đường sức của từ trường ngoài đi qua,từ trường ngoài có khuynh hướng hút chúng vào từ trường. Như vậy các nguyên tử, phân tử hay ion bất kì có các electron độc thân thì bản thân phân tử có sẵn momen từ, khi được đặt vào từ trường ngoài thì các momen từ phân tử có khuynh hướng định hướng cùng chiều với momen từ của từ trường ngoài vì thế bị từ trường ngoài hút. Ví dụ: Một số ion của các NTCT. Các electron độc thân này trong các ion của chất rắn không có tác dụng tương hỗ với nhau.
Cã eletron ®éc th©n ThuËn tõ (bÞ nam ch©m hót)
Chất thuận từ bị nam châm hút. Momen từ của một chất thuận từ tỉ lệ thuận với cường độ từ trường bên ngoài (tác dụng vào chất nghiên cứu) và tỷ lệ thuận với số electron độc thân. Nếu tách từ trường ngoài ra khỏi hệ nghiên cứu, momen từ của từng nguyên tử hay ion trở lại các hướng bất kỳ như trước, vì vậy chất ở dạng vĩ mô không còn từ tính nữa.
Sắt từ : một chất có tính thuận từ gấp nhiều lần tính thuận từ bình thường gọi là sắt từ. Tính sắt từ có ở Fe, Co, Ni và hợp chất của nó. VËy :
S¾t tõ TÝnh thuËn tõ gÊp nhiÒu
lÇn tÝnh thuËn tõ b×nh thêng
Tãm l¹i :
Tõ tÝnh :
NghÞch tõ Kh«ng cã electron ®éc th©n.
ThuËn tõ Cã electron ®éc th©n.
S¾t tõ Cã tÝnh thuËn tõ gÊp nhiÒu lÇn tÝnh thuËn b×nh thêng
Tính sắt từ thể hiện ở một số chất rắn. Trong chất rắn sắt từ, các tiểu phân mang từ tính, chẳng hạn các nguyên tử hay ion của các NTCT có tác dụng tương hỗ với nhau do sự xen phủ các obitan. Qua đó các electron của một tiểu phân xác định bị ảnh hưởng do sự định hướng của các electron lân cận. Trạng thái bền nhất (năng lượng thấp nhất) sẽ đạt được khi spin của các electron trong các tiểu phân khác nhau (trung tâm khác nhau) sắp xếp cùng hướng. Từ tính của chất sắt từ mạnh hơn từ tính của chất thuận từ rất nhiều vì momen từ của các tiểu phân chất sắt từ rất dễ dàng hướng theo từ trường bên ngoài. Khi tách mẫu thí nghiệm khỏi từ trường ngoài momen từ vẫn tồn tại.
Tại sao các nguyên tố chuyển tiếp ở dạng đơn chất cũng như dạng hợp chất thường có hoạt tính xúc tác?
Các NTCT ở dạng đơn chất cũng như hợp chất thường có hoạt tính xúc tác. Một trong những thuyết về xúc tác cho rằng, vai trò xúc tác trong các phản ứng hoá học là do sự hình thành các hợp chất trung gian. Các NTCT có khả năng hình thành nhiều hợp chất ứng với các trạng thái oxi hoá khác nhau, trong số đó có nhiều hợp chất không bền. Bởi vậy chúng dễ tạo thành các hợp chất trung gian, đáp ứng vai trò của chất xúc tác.
So sánh tính axit của ion [Fe(H2O)6]2+ và [Fe(H2O)6]3+. Giải thích?
Dễ thấy [Fe(H2O)6 ]2+ có tính axit yếu hơn [Fe(H2O)6 ]3+ vì ion Fe2+ và Fe3+ có bán kính bằng nhau vậy ion nào có điện tích lớn hơn sẽ tạo ra tính axit mạnh hơn.
Tại sao Cu, Ag, Au cùng ở phân nhóm nhưng lại có các trạng thái oxi hoá đặc trưng khác nhau: Ag là +1, Cu là +2 và Au là +3?
Các trạng thái oxi hóa của Cu, Ag, Au ?
Với Cu và Au mặc dù phân lớp d đã được điền đầy đủ, nhưng cấu trúc chưa phải là hoàn toàn bền vững,do đó nguyên tử có thể bị kích thích chuyển thành trạng thái (n-1)d9ns1p1.Kết quả tạo ra 3 electron độc thân ,như vậy có thể có 1 hoặc 2 hoặc 3e tham gia vào quá trình hình thành liên kết:
Trạng thái oxi hóa +1 đặc biệt bền đối với Ag và một phần đối với Cu , điều này phù hợp với năng lượng ion hoá thứ nhất của Ag bé hơn Cu rất bé hơn Au và liên quan đến độ bền tương đối của cấu hình e 4d10 , một cấu hình e đã được hình thành ở Pd một nguyên tố đứng trước Ag trong chu kỳ.
Trạng thái oxi hóa +2 đặc trưng đối với Cu điều này phù hợp với tổng năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai của Cu bé nhất .
Trạng thái oxi hóa +3 đặc trưng hơn với Au, điều này cũng phù hợp với tổng năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai, thứ ba của Au bé nhất so với các nguyên tố trong nhóm.
.Trong tự nhiên các kim loại Cu, Ag, Au tồn tại ở các loại quặng chính nào?
* Trong tự nhiên , đồng tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất sunfua lẫn với các kim loại khác; quan trọng là quặng Cancopirit (CuFeS2) , Cancozin (Cu2S) , Cuprit (Cu2O) , Malachit (Cu2(OH)2CO3) , Tenorit (CuO).
Trong tự nhiên,bạc tồn tại ở dạng khoáng Acgentit (Ag2S) hỗn hợp với quặng chì, ngoài ra còn có quặng Naumanit (Ag2Se) , Prustit (Ag2AsS3).
Trong tự nhiên , vàng thường gặp ở dạng khoáng calaverit (AuTe2) , sinvanit (AgAuTe4) hoặc petxit (Ag3AuTe2).
Tuy nhiên dạng thông thường hơn gặp trong tự nhiên là (Au, Ag, Cu ) tự do ở trong cát , trong các nham thạch.
(Au, Ag, Cu ) còn có trong nước biển có : ( 3.10-3mg Cu2+ ; 3.10-4mg Ag+ ; 4.10-6mg Au3+ ) trong 1 lit nước biển.
Trong cơ thể sinh vật : 2.10-4 % Cu
Cho biết các đồng vị tự nhiên và % số nguyên tử mỗi đồng vị của các nguyên tố Cu, Ag, Au?
Cu có 11 đồng vị 58Cu 68Cu
Có 2 đồng vị bền trong tự nhiên: 63Cu (69,1%) và 65Cu (30,9%)
Ag có 19 đồng vị 102Ag 115Ag
Có 2 đồng vị bền trong tự nhiên: 107Ag(51,35%) và 109Ag (48,65%)
Au có 22 đồng vị 183Au 204Au
Chỉ có 1 đồng vị bền trong tự nhiên: 197Au (100%)
Cho biết cấu trúc mạng tinh thể của các kim loại Cu, Ag, Au ?
Cả 3 kim loại đều cấu tạo tinh thể mạng lập phương tâm diện
Cu Ag Au
a = 3,6147A0 a = 4,0861A0 a = 4,0786A0
TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA Cu, Ag, Au
Tại sao các kim loại nhóm IB là các kim loại kém hoạt động hóa học?
Các kim loại nhóm IB là các kim loại kém hoạt động hoá học vì: Lớp vỏ 18 electron chắn electron s với hạt nhân kém hiệu quả hơn so với 8 electron bền của khí hiếm ,làm tăng mạnh năng lượng ion hoá thứ nhất của các nguyên tố Cu, Ag, Au.
Vì sao Au lại tan được trong nước cường toan? Ag có bị nước cường toan ăn mòn không? Tại sao?
*Dung môi tốt nhất của Au là nước cường toan (1VHNO3 đặc +4VHCl đặc)
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
*Ag không tan trong nước cường toan vì AgCl không tan.
Nước cường toan có tính oxi hoá mãnh liệt hơn cả HNO3 đặc, đồng thời có tính clo hoá mãnh liệt :
6HCl +2 HNO3 ? 3 Cl2 + 2NO+4H2O
2Au + 3Cl2 ? 2 AuCl3
Như vậy Au và Pt tan được ở đây là do ái lực lớn của chúng với clo, do đó phản ứng không tạo ra muối nitrat mà tạo ra muối clorua.
Khi để Ag trong không khí có chứa hơi nước, CO2 , H2S thì màu trắng của Ag dần trở lên xám xịt vì đã tạo nên màng Ag2S theo phản ứng.
2Ag + H2S + O2 → Ag2S + H2O
Trong công nghiệp người ta điều chế CuSO4 bằng cách ngâm Cu trong dung dịch H2SO4 loãng đồng thời sục O2 liên tục. Giải thích, viết ptpư và chứng minh?
Nếu điều chế CuSO4 bằng cách cho Cu tác dụng với H2SO4 đặc, nóng có hiệu quả hơn phương pháp trên đây hay không? Giải thích?
Phản ứng của Cu với dung dịch H2SO4 loãng khi có mặt oxi không khí.
2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O
Cu không tan trong H2SO4 loãng vì
E0 2H+/H2 = 0 < E0Cu2+/Cu = +0,34(V)
2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O
Còn khi thổi O2 có E0 (O2 + 4H+/2H2O) = 1,23(V)
Khi đó E0pư > 0 Cu có thể tan trong dung dịch H2SO4 loãng đồng thời thổi O2 liên tục.
Phản ứng của Cu với H2SO4 đặc nóng.
Cu + 2H2SO4(đặc, nóng) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Điều chế CuSO4 bằng cách(b) không hiệu quả bằng cách (a) do tiêu tốn H2SO4 hơn ,đồng thời phải xử lí khí SO2 thoát ra.
Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho Au kim loại tan trong dung dịch NaCN khi có mặt O2 không khí. Nêu ứng dụng của phương pháp này trong công nghiệp khai thác vàng?
- Phương trình:
4Au + O2 + 8NaCN + 2H2O 4Na[Au(CN)2] + 4NaCl
- Ứng dụng của phương trình này là tách Au ra khỏi bột quặng trong công nghiệp khai thác vàng .
Viết các ptpư của Cu2O với: Khí H2 ; CO khi nung nóng ; oxi vµ :
- Dung dịch HCl, H2SO4 loãng khi có mặt oxi
- Dung dịch H2SO4 đặc; dung dịch HNO3.
- Dung dịch NH3, , dung dịch NaOH đặc.
Cu2O + H2 → Cu + H2O
Cu2O + CO → 2Cu + CO2
2Cu2O + O2 → 4CuO
2Cu2O + O2 + 8HCl→ 4CuCl2 + 4H2O
2Cu2O + O2 + 4H2SO4 → 4 CuSO4 + 4H2O
Cu2O + 3H2SO4(đặc) → 2CuSO4 + SO2 + 3H2O
3Cu2O + 14HNO3 → 6Cu(NO3 )2 + 2NO + 7H2O
Cu2O + 4NH3 + H2O → 2[Cu(NH3)2 ]OH
Cu2O + 2NaOH + H2O → 2Na[Cu(OH)2]
Hãy giải thích tại sao trong dung dịch amôniac, độ hoà tan của các halogenua bạc lại giảm theo chiều từ AgCl - AgBr - AgI ?
Sự giảm độ tan từ AgCl AgI được giải thích là ion X- có bán kính càng lớn càng dễ biến dạng, nghĩa là càng dễ bị cực hoá bởi Ag+ .
Nêu và giải thích hiện tượng xảy ra khi:
- Cho bột Fe tác dụng với dung dịch AgNO3.
- Cho dung dịch Fe(NO3)2 tác dụng với dung dịch AgNO3.
- Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch AgNO3.
- Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch AgNO3.
Cho biết : EoAg+/Ag = 0,80V; EoFe3+/Fe2+ = 0,77V;
EoFe2+/Fe = -0,44V
a. nFe = a ; nAg = b
Phương trình:
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag Hợp chất Ag(I)
b< 2a Tạo muối Fe(II) và dư Fe , Ag
b =2a chỉ tạo muối Fe(II) , Ag
3a>b> 2a ,Tạo muối Fe(II) và muối Fe(III) , Ag
b= 3a ,Tạo muối Fe(III) và Ag
b> 3a tạo Fe (III) dư Ag
Fe(NO3)2 + AgNO3→ Fe(NO3)3 + Ag↓
Hiện tượng xuất hiện kim loại Ag
2NaOH + 2AgNO3→ Ag2O↓+ H2O + 2NaNO3
Hiện tượng : Xuất hiện kết tủa màu hung xẫm.
2AgNO3 + 2NH3 + H2O → Ag2O↓+ 2NH4NO3
Ag2O + 4NH3 + H2O→ 2[Ag(NH3)2 ]OH
Hiện tượng : Xuất hiện kết tủa màu đen ,nếu nhỏ NH3 đến dư thì kết tủa tan ra,do tạo phức chất.
a. Cho biết Cu(OH)2 tan trong axit dễ hơn hay trong kiềm dễ hơn. Có thể coi là hợp chất lưỡng tính không?
b. Viết các ptpư trong các thí nghiệm sau:
- Cho Cu(OH)2 vào dung dịch NH3 dư.
- Đun nóng Cu(OH)2 với dung dịch KOH đặc 50%.
- Đun nóng kết tủa Cu(OH)2 trong nước ở 80-90oC.
a.Cu(OH)2 dễ tan trong dung dịch axit hơn trong dung dịch kiềm.
- Có thể coi Cu(OH)2 là chất lưỡng tính.
b.Phương trình :
Cu(OH)2 +4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
Cu(OH)2 + 2KOH(đặc) → K2[Cu(OH)4]
4Cu(OH)2 4CuO.H2O + 3H2O
Viết các phản ứng nhiệt phân các chất Cu(NO3)2 ; CuCO3.Cu(OH)2 ; CuSO4.5H2O.
- Phương trình nhiệt phân:
t0
Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + 1/2 O2
t0
Cu(OH)2.CuCO3 → 2CuO + CO2 + H2O
2CuSO4 .5H2O → 2CuO + 2SO2 + O2 + 10H2O
Nêu và giải thích hiện tượng xảy ra khi:
- Cho bột Fe tác dụng với dung dịch CuSO4.
- Cho từ từ dung dịch NaOH đặc đến dư vào dung dịch CuSO4 đun nóng.
- Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch CuSO4. Cho biết:
E0 Fe2+/Fe = 0,34V ; EoCu2+/Cu = -0,44V
Hiện tượng quan sát được :
+ Kim loại Cu màu đỏ xuất hiện,lượng mạt sắt giảm dần,dung dịch thu được có màu lục nhạt
- Giải thích :
Vì E0Cu2+/ Cu= 0,34 v > E0Fe2+/Fe=-0,44 v nên xẩy ra phương trình phản ứng :
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa mầu xanh, lượng kết tủa tăng dần đến cực đại,sau đó lượng kết tủa giảm dần và tan hết tạo ra dung dịch muối cuprit có màu xanh,do có các phương trình:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]
Hiện tượng: Tạo ra kết tủa bazơ màu xanh thẫm,kết tủa này tan trong NH3 dư.
2CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → CuSO4.Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
CuSO4.Cu(OH)2 + 8NH3 → [Cu(NH3)4]SO4 + [Cu(NH3)4 ](OH)2
Viết các ptpư trong các thí nghiệm sau:
- Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch ZnSO4 .
- Cho từ từ dung dịch NaOH đặc đến dư vào dung dịch ZnSO4 .
- Đun nóng kết tủa Zn(OH)2 trong nước ở 100oC.
phương trình :
2NH3 + 2H2O + ZnSO4 → Zn(OH)2 ↓+ (NH4)2SO4
Zn(OH)2 + 4NH3 [Zn(NH3)4](OH)2
2NaOH + ZnSO4 → Zn(OH)2↓ + Na2SO4
Zn(OH)2↓ + 2NaOH → Na2 [Zn(OH)4 ]
t0
Zn(OH)2→ ZnO + H2O
Cr có nhiều trạng thái oxi hóa :
0,+1,+2,+3,+4,+5 ,+6.
- Cr có số oxi hóa đặc trưng nhất là +3, kém đặc trưng hơn là +6 .Trong môi trường axit Cr2O72- có tính oxi hóa rất mạnh ,CrO42- trong môi trường kiềm lại có tính o
Nguyễn Xuân Trường
Sách giáo khoa hoá 12 mới
Cã thÓ nãi, c¸c ch¬ng vÒ kim lo¹i lµ träng t©m cña SGK líp 12 vµ còng lµ träng t©m cña phÇn ho¸ häc kim lo¹i ë trêng THPT. Ngoµi c¸c nguyªn tè kim lo¹i nh trong SGK cò, SGK míi cßn ®Ò cËp ®Õn c¸c kim lo¹i th«ng dông vµ cã nhiÒu ý nghÜa thùc tiÔn nh crom, ®ång , kÏm, niken, thiÕc, ch×, b¹c, vµng.
Sgk hoá 12 mới
So sánh giữa SGK cũ và SGK mới :
*SGK cũ nặng về mô tả sự kiện, nhẹ về tìm hiểu tính quy luật.
*SGK mới chú ý tìm hiểu quy luật biến thiên tính chất của đơn chất và hợp chất trên cơ sở cấu tạo chất (cấu hình electron nguyên tử, cấu tạo phân tử) và số oxi hóa của nguyên tố.
Sgk mới
*SGK cũ nặng tính hàn lâm nghĩa là nặng về lí thuyết, nhẹ về tính thực hành ứng dụng, ít vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
*SGK mới coi trọng việc vận dụng kiến thức, bồi dưỡng năng lực tự học và phương pháp tư duy, rèn luyện trí thông minh, bồi dưỡng năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo.
*SGK cũ dùng thí nghiệm hóa học, tranh ảnh, hình vẽ, biểu bảng, sơ đồ.chủ yếu để minh họa kiến thức, SGK mới dùng các thứ đó làm nguồn cung cấp kiến thức cho HS.
*SGK mới chú trọng rèn luyện các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh đối chiếu, quy nạp, suy diễn.
*SGK mới được biên soạn sao cho HS có thể dùng sách để tự học còn giáo viên dùng sách để thiết kế các hoạt động dạy học, đặt HS vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức, giáo viên hướng dẫn, động viên, khích lệ để HS tự xây dựng kiến thức mới cho mình, kết quả là họ không chỉ nắm vững kiến thức mà còn nắm được cả phương pháp để đi đến kiến thức.
*Cuối mỗi chương có bài luyện tập giúp HS củng cố và vận dụng kiến thức cơ bản của chương. Sau mỗi chương có bài thực hành để vận dụng lí thuyết đã học và rèn kĩ năng thực hành. Có 5 bài thực hành (SGK cũ chỉ có 4 bài thực hành ).
*Có các bài đọc thêm, bổ sung tư liệu cho bài học và góp phần giảm tải nội dung bài học.
Sgk mới
*Kênh hình được chú trọng hơn, cả về số lượng và chất lượng. SGK mới in màu (nhiều màu) rất đẹp, màu sắc của các chất được thể hiện đúng với màu sắc tự nhiên của chúng sẽ làm tăng hứng thú học tập của HS đối với bộ môn Hóa học.
Sgk hoá 12 mới
SGK Hóa học lớp 12 mới có nhiều ưu điểm so với SGK Hóa học lớp 12 cũ, thể hiện ở các điểm sau:
?Về phương pháp: SGK mới tạo điều kiện để giáo viên chuyển đổi từ mô hình dạy học truyền thống, truyền thụ một chiều sang mô hình dạy học hợp tác 2 chiều.
ppdh
Hai mô hình dạy học
1- Mô hình dạy học truyền thụ một chiều:
Dạy - ghi nhớ
2- Mô hình dạy học hợp tác hai chiều�:
Dạy - tự học
1- Thầy truyền đạt kiến thức, trò thụ động tiếp thu
2- Trò tự mình tìm ra kiến thức dưới sự hướng dẫn của thầy.
ppdh
1- Thầy truyền thụ một chiều, độc thoại hay phát vấn
2- Đối thoại: trò ? trò;
trò ? thầy, hợp tác với bạn và thầy, do thầy tổ chức.
ppdh
1- Thầy giảng, trò ghi nhớ, học thuộc lòng
2- Học cách học, cách ứng xử, cách giải quyết vấn đề, cách sống.
ppdh
1- Thầy độc quyền đánh giá
2- Tự đánh giá, tự điều chỉnh, cung cấp liên hệ ngược cho thầy đánh giá, có tác dụng khuyến khích tự học.
ppdh
1-Thầy là thầy dạy: dạy chữ, dạy người
2- Thầy là thầy học, chuyên gia về việc học, dạy cách học cho trò tự học chữ, tự học suốt đời, tự học nên người.
ppdh
Đổi mới PPDH theo hướng "dạy cách học" là thực hiện việc chuyển dịch mô hình dạy học từ "truyền thụ một chiều" sang "hợp tác hai chiều".
PPDH PHAN KIM LOAI
Phần hoá học Vô cơ lớp 12 chủ yếu nghiên cứu về kim loại (chỉ có thêm chương Phân biệt một số chất vô cơ và chương Hoá học và vấn đề phát triển kinh tế, xã hội, môi trường)
Phương pháp dạy học chủ yếu là xuất phát từ
những hiểu biết thực tế của HS để dẫn dắt họ
khám phá những hiểu biết mới về kim loại.
Nội dung giáo trình hoá học kim loại lớp 12 có thể chia thành 2 phần:
- Phần thứ nhất nhằm tìm hiểu vị trí của các kim loại trong bảng tuần hoàn, tính chất vật lí và hoá học chung của kim loại, hợp kim, sự ăn mòn kim loại và điều chế kim loại.
- Phần thứ hai đi sâu tìm hiểu một số kim loại cụ thể quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân. Như vậy nội dung của phần thứ nhất rất quan trọng, nó là lí thuyết chủ đạo của sự tìm hiểu các kim loại cụ thể ở phần thứ hai.
aa
Việc dạy học phần kim loại ở lớp 12 được tiến hành sau khi đã học các lí thuyết chủ đạo ở lớp 10 (cấu tạo nguyên tử; bảng tuần hoàn và định luật tuần hoàn; liên kết hoá học; phản ứng hoá học) vì vậy cần vận dụng triệt để các lí thuyết này. Cụ thể là cần sử dụng rộng rãi phương pháp suy diễn (diễn dịch): từ vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn suy ra cấu tạo nguyên tử. Từ cấu tạo nguyên tử của nguyên tố suy ra tính chất hoá học đặc trưng của nguyên tố. Dự đoán khả năng phản ứng của nguyên tố kim loại đó với các phi kim, với nước, với dung dịch các axit, với dung dịch muối...
Vai trò của thí nghiệm lúc này chủ yếu đóng vai trò kiểm chứng, xác minh cho những dự đoán tính chất dựa trên cấu tạo của nguyên tử kim loại và của mạng tinh thể kim loại.
Chương 5: Đại cương về kim loại
Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại.
a) Dạy cách nhớ vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn:
Trong số trên 110 nguyên tố đã biết có tới gần 90 nguyên tố là kim loại, chỉ có 22 nguyên tố phi kim. Các nguyên tố phi kim vừa ít vừa nắm gọn ở phía phải và góc trên của bảng tuần hoàn nên rất dễ nhớ.
Phần còn lại của bảng là vị trí của các nguyên tố kim loại.
Cần lưu ý học sinh phân biệt cấu tạo của nguyên tử kim loại và cấu tạo của tinh thể kim loai.
Tính chất của kim loại và dãy điện hoá của kim loại
- Cần hướng dẫn học sinh biết vận dụng kiến thức về cấu tạo của nguyên tử kim loại và của mạng tinh thể kim loại để giải thích các tính chất vật lí chung của kim loại.
- Khi nêu các tính chất vật lí chung của kim loại cũng cần lưu ý đến những tính chất vật lí riêng của chúng như khối lượng riêng, độ cứng, nhiệt độ nóng chảy...
- Khối lượng riêng, độ cứng, nhiệt độ nóng chảy của kim loại phụ thuộc vào độ bền của liên kết kim loại. Độ bền của liên kết kim loại đặc biệt lớn đối với các kim loại nặng.
- Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử. Tính khử của kim loại rất khác nhau thể hiện ở năng lượng ion hoá khác nhau của nguyên tử các kim loại.
Hợp kim
- Nghiên cứu về hợp kim là một việc khó và phức tạp, liên quan đến nhiều lĩnh vực khoa học như hoá học, vật lí, toán học.... Trong sách giáo khoa hoá học lớp 12 không xem xét cấu tạo của hợp kim mà chỉ so sánh tính chất vật lí và hoá học của hợp kim với kim loại, ứng dụng và điều chế hợp kim.
Trọng tâm của bài là tính chất vật lí, tính chất cơ học và ứng dụng.
Cần so sánh hợp kim với kim loại thành phần về mặt tính chất cơ học, tính chất vật lí và ứng dụng.
- Hợp kim giống kim loại là cũng có cấu tạo tinh thể, trong hợp kim cũng có liên kết kim loại, có electron tự do nên hợp kim có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim giống kim loại.
Hợp kim khác kim loại là trong hợp kim còn có liên kết cộng hoá trị dó đó mật độ electron tự do trong hợp kim giảm đi rõ rệt. Vì vậy tính dẫn điện, dẫn nhiệt của hợp kim kém hơn kim loại thành phần.
Về tính chất hoá học thì nhìn chung hợp kim có tính chất tương tự tính chất của các kim loại thành phần do trong hợp kim có các tính thể dung dịch rắn và tinh thể hỗn hợp, trong đó tính chất hoá học của các kim loại vẫn được bảo tồn. Thí dụ cho hợp kim Al - Cu vào dung dịch HCl hoặc dung dịch H2SO4 loãng thì chỉ có Al tan, giải phóng khí H2 còn Cu không tan. Còn khi cho hợp kim Al - Cu vào dung dịch HNO3 đặc, nóng thì hợp kim tan hoàn toàn và giải phóng khí NO2.
Đối với hợp kim, chương trình Hoá học lớp 12 chủ yếu cung cấp kiến thức về thành phần, tính chất cơ học và ứng dụng của hợp kim.
Sự ăn mòn kim loại
- Việc chống ăn mòn kim loại là một vấn đề cấp bách cả về mặt kinh tế cũng như công nghệ. Hiện nay khoảng 25% lượng thép sản xuất ra hàng năm được dùng để thay thế cho những thiết bị bằng sắt, thép bị han gỉ. Trên qui mô toàn cầu thì cứ mỗi giây qua đi, có khoảng 2 tấn thép đã biến thành gỉ.
- ăn mòn hoá học: Xảy ra khi kim loại được đặt trong môi trường khí hay trong chất lỏng có tác dụng ăn mòn trực tiếp kim loại.
Bầu khí quyển ở các khu vực công nghiệp của các nước phát triển chứa một lượng đáng kể axit do đốt nhiều nhiên liệu như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên có chứa tạp chất chủ yếu là lưu huỳnh sinh ra. Chẳng hạn thành phố Luân Đôn (nước Anh) bị ô nhiễm tới mức hàng năm từ khí quyển rơi xuống một lượng axit tương đương với 750.000 tấn axit sunfuric.
- Ăn mòn điện hoá: Xảy ra khi có sự tạo thành các pin điện trong kim loại.
ăn mòn điện hoá là dạng ăn mòn phổ biến hơn. Oxi (trong không khí) và nước (trong không khí ẩm) là những tác nhân gây nên sự ăn mòn điện hoá.
- Chống ăn mòn kim loại: Thường dùng 2 phương pháp bảo vệ kim loại, chống ăn mòn, đó là:
+ Phương pháp bảo vệ bề mặt: Bôi dầu mỡ, tráng men hoặc phủ kim loại cần bảo vệ bằng kim loại khác không bị gỉ như Au, Ag, Sn, Ni, Zn...
+ Phương pháp điện hoá: Gắn những miếng kẽm vào phía ngoài các ống bằng thép dẫn nước chôn dưới đất để bảo vệ thép.
Ngoài ra người ta còn dùng phương pháp biến đổi hoá học lớp bề mặt:
* Photphat hoá bề mặt của kim loại bằng cách nhúng vào dung dịch phốt phát sắt, kẽm hay mangan. Kết quả là sẽ có một lớp photphat hỗn tạp bền chắc bảo vệ.
* Sắt được thụ động hoá bằng các chất oxit hoá mạnh như ion cromat CrO42- hay ion pemanganat MnO4-. Kết quả là tạo ra một lớp oxit bền vững bảo vệ.
Điều chế kim loại
? Khi dạy học về điều chế kim loại cần làm rõ mối liên quan giữa phương pháp điều chế và mức độ hoạt động hoá học của kim loại.
Điều chế kim loại tức là chuyển ion kim loại Mn+ thành nguyên tử kim loại M. Kim loại có tính khử càng mạnh thì ion của nó có tính oxi hoá càng yếu nên càng khó bị khử trở lại thành kim loại. Do đó việc chọn phương pháp điều chế kim loại phụ thuộc vào tính oxi hoá mạnh hay yếu của ion kim loại đó.
+ Đối với những kim loại có tính khử rất mạnh và mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al... do ion của chúng có tính oxi hoá rất yếu, chỉ có thể khử chúng bằng dòng điện. Vì vậy phương pháp duy nhất để điều chế các kim loại này là điện phân nóng chảy muối, hiđroxit hoặc oxit của chúng.
+ Đối với những kim loại có độ hoạt động hoá học trung bình và yếu như Fe, Ni, Cu... người ta khử oxit của chúng bằng chất khử thông thường (C, CO, H2, Al) ở nhiệt độ cao gọi là phương pháp nhiệt luyện. Người ta còn dùng phương pháp điện phân dung dịch muối của chúng.
+ Đối với những kim loại có độ hoạt động rất yếu như Hg, Ag... oxit của chúng rất kém bền, dễ dàng phân huỷ thành kim loại khi đun nóng nên không cần dùng chất khử.
Cơ sở của phương pháp thuỷ luyện là dùng các dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN... để hoà tan kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng.
Sau đó khử các ion này trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh hơn. Thí dụ: vàng lẫn trong đất có thể hoà tan dần trong dung dịch NaCN cùng với O2 của không khí, được dung dịch muối vàng:
4Au + 16NaCN + 3O2 + 6H2O ? 4Na[Au(CN)4] + 12NaOH
Sau đó, dùng kim loại Zn khử ion Au3+
Zn + 2Na [Au(CN)4] ? Na2[Zn(CN)4] + 2Au
Phương pháp thuỷ luyện còn gọi là phương pháp ướt được dùng để điều chế những kim loại có thế điện cực chuẩn cao như Au, Ag, Hg, Cu...
Như vậy việc dùng kim loại mạnh để khử ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch chỉ là một công đoạn của phương pháp thuỷ luyện.
Như vậy việc dùng kim loại mạnh để khử ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch chỉ là một công đoạn của phương pháp thuỷ luyện.
Để phù hợp với trình độ học sinh ban Cơ bản, ở phương pháp thuỷ luyện chúng ta chỉ yêu cầu học sinh viết phương trình hoá học của công đoạn sau là dùng kim loại có tính khử mạnh hơn để khử ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch.
Chương 6: Kim loại kiềm - kim loại kiềm thổ - nhôm
Việc ghép kim loại nhóm IA, IIA, IIIA vào một chương là để giảm tải nội dung, tránh sự trùng lặp và giúp cho sự hệ thống hoá kiến thức được thuận lợi hơn.
Tính chất của kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm cần được nghiên cứu dưới ánh sáng của các lí thuyết chủ đạo và cần được vận dụng các kiến thức của phần đại cương về kim loại (chương 5)
Từ cấu tạo nguyên tử của kim loại kiềm (bán kính nguyên tử tương đối lớn và chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng) và năng lượng ion hoá (nhỏ), học sinh hiểu được những đặc tính của kim loại kiềm và qui luật biến thiên tính chất các nguyên tố trong nhóm kim loại kiềm.
Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm.
Chương trình hoá học lớp 12 chọn natri và các hợp chất của natri để nghiên cứu kỹ, đại diện cho nhóm kim loại kiềm vì các hợp chất của natri (NaOH, Na2CO3, NaHCO3, KNO3.) có nhiều ứng dụng trong nền sản xuất hoá học.
Khi dạy học về kim loại kiềm, giáo viên cần tổ chức các hoạt động dạy học để học sinh tự đi đến kết luận: Những tính chất vật lí và hoá học của kim loại kiềm đều do cấu trúc các lớp electron của nguyên tử và cấu tạo của mạng tinh thể kim loại quyết định.
Các nguyên tử kim loại kiềm chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng, lớp sát ngoài cùng có 8 electron, nên chúng dễ nhường 1e để tạo ra ion M+ do đó có tính khử rất mạnh. Các nguyên tử Cu, Ag, Au cũng có 1 e lớp ngoài cùng nhưng lớp sát ngoài cùng có 18e, nền có tính chất khác kim loại kiềm.
Về tính chất hoá học của kim loại kiềm tránh dạy theo kiểu liệt kê các phản ứng. Cần nghiên cứu theo trình tự:
Cấu tạo ? Tính chất ? ứng dụng ? Điều chế.
Dưạ và cấu tạo nguyên tử để dự đoán tính chất hoá học đặc trưng, sau đó làm thí nghiệm để kiểm chứng, xác minh những dự đoán là đúng đắn.
Cần dẫn dắt để học sinh có thể từ tính chất vật lí và hoá học của kim loại kiềm suy ra các ứng dụng của chúng.
Về phương pháp điều chế kim loại kiềm cũng phải được suy ra từ tính khử rất mạnh của chúng.
Kim loại kiềm thổ
Chương trình hoá học lớp 12 chọn nghiên cứu các hợp chất của canxi để đại diện cho nhóm kim loại kiềm thổ vì chúng có nhiều ứng dụng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân (xây dựng, sản xuất công nông nghiệp) và đời sống. Vì vậy, khi dạy học các hợp chất của canxi không chỉ chú ý đến tính chất và những chuyển đổi qua lại giữa chúng mà cần cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên, trong đời sống và sản xuất nhằm cải tạo và hợp tác với thiên nhiên, nâng cao chất lượng cuộc sống.
Khi dạy học về kim loại kiềm thổ cần lưu ý:
- Các đơn chất kim loại nhóm IIA có kiểu mạng tinh thể không giống nhau nên tính chất vật lí biến đổi không theo quy luật nhất định như kim loại kiềm.
- Về tính chất hoá học cần cho học sinh dựa vào cấu tạo nguyên tử để suy ra tính chất hoá học đặc trung là tính khử mạnh và vì sao chúng chỉ có số oxi hoá +2 trong các hợp chất.
- Khi dạy học về các hợp chất của canxi cần khai thác những hiểu biết thực tế của học sinh về vôi sống, vôi tôi, đá vôi, thạch cao. và yêu cầu họ vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thiên nhiên (cặn trong ấm nước, váng cứng trên mặt hố vôi, thạch nhũ trong các hang động.)
- Lưu ý học sinh khi sục CO2 vào dung dịch chứa một lượng nhất định Ca(OH)2 thu được một số gam kết tủa thì sẽ có 2 đáp số ứng với lượng CO2 thiếu và lượng CO2 dư một phần.
Khi d¹y häc vÒ níc cøng cÇn lu ý lµ ch¬ng tr×nh vµ SGK míi kh«ng dïng kh¸i niÖm “ ®é cøng” mµ dïng kh¸i niÖm “ tÝnh cøng” v× ë trêng phæ th«ng chØ xÐt mÆt ®Þnh tÝnh cña níc cøng, kh«ng xÐt mÆt ®Þnh lîng.
Nãi ®Õn “®é cøng” khi nãi ®Õn nång ®é cña c¸c ion Ca2+ vµ Mg2+, v× ®é cøng cña níc ®îc x¸c ®Þnh b»ng nång ®é cña c¸c ion nµy trong níc cøng.
Ngêi ta quy íc mét ®¬n vÞ ®é cøng øng víi 20 mg/l ion Ca2+ hoÆc 12 mg/l ion Mg2+ ( tøc lµ 0,5 milimol/lit cña mçi kim lo¹i ).
Nước rất mềm có độ cứng toàn phần nhỏ hơn 1,5 đơn vị.
Nước mềm có độ cứng toàn phần từ 1,5 đến 4 đơn vị.
Nước trung bình có độ cứng toàn phần từ 4 đến 8 đơn vị.
Nước cứng có độ cứng toàn phần từ 8 đến 12 đơn vị.
Nước rất cứng có độ cứng toàn phần lớn hơn 12 đơn vị.
Về khái niệm "độ cứng" như đã trình bày ở trên giáo viên nên biết nhưng không cần cung cấp cho học sinh
- Nếu học sinh nắm vững tính chất hoá học của các hợp chất kim loại kiềm thổ thì việc nghiên cứu về nước cứng rất thuận lợi. Trước tiên cần làm cho học sinh hiểu vì sao nước tự nhiên thường là nước cứng (nơi cứng nhiều, nơi cứng ít). Chỉ có nước mưa và tuyết là nước mềm nhất trong thiên nhiên.
- Về các phương pháp làm mềm nước cứng, các tài liệu khác nhau có thể gọi tên khác nhau. Chẳng hạn như cách làm mềm nước cứng có tính cứng tạm thời có tài liệu gọi là phương pháp nhiệt, ở tài liệu khác lại gọi là phương pháp vật lí. Gọi là phương pháp vật lí thì không đúng vì bản chất của phương pháp là một biến đổi hoá học dựa trên sự kém bền với nhiệt của muối hiđrocacbonat của canxi và magie
Ca(HCO3)2 ? CaCO3? + CO2 + H2O
Phương pháp trao đổi ion có tài liệu còn gọi là phương pháp hoá lí.
Nước rất mềm có độ cứng toàn phần nhỏ hơn 1,5 đơn vị.
Nước mềm có độ cứng toàn phần từ 1,5 đến 4 đơn vị.
Nước trung bình có độ cứng toàn phần từ 4 đến 8 đơn vị.
Nước cứng có độ cứng toàn phần từ 8 đến 12 đơn vị.
Nước rất cứng có độ cứng toàn phần lớn hơn 12 đơn vị.
Về khái niệm "độ cứng" như đã trình bày ở trên giáo viên nên biết nhưng không cần cung cấp cho học sinh
Sách giáo khoa hoá học cũ nêu 2 phương pháp làm mền nước cứng là phương pháp hoá học và phương pháp trao đổi ion. Như vậy đã gộp phương pháp dùng nhiệt với phương pháp dùng hoá chất (vôi- sođa) vì có chung bản chất là xảy ra các phản ứng hoá học. Sách giáo khoa lớp 12 mới lại gọi là phương pháp kết tủa, như vậy đã nói rõ bản chất của phương pháp là dùng các phản ứng hoá học để tạo ra chất kết tủa làm giảm nồng độ của các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
Về việc dùng Ca(OH)2 để khử tính cứng tạm thời của nước, học sinh có thể thắc mắc tại sao lại đưa ion Ca2+( trong Ca(OH)2) vào nước cứng, trong khi ta đang cần loại bỏ ion này.Vì vậy cần lưu ý học sinh là cần phải xác định nồng độ Ca(HCO3)2 trong nước cứng để đưa lượng Ca(OH)2vừa đủ để trung hoà muối canxi hiđrocacbonat
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ? 2CaCO3? + 2 H2O
Vì tích số tan của Mg(OH)2 (T = 5. 10-12 ) nhỏ hơn nhiều so với tích số tan của MgCO3 ( T= !.10-5) nên các muối hiđrocacbonat của canxi và magie phản ứng với NaOH xảy ra khác nhau
Ca(HCO3)2 + 2NaOH ? CaCO3? + Na2CO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2NaOH ? Mg(OH)2 ? + 2NaHCO3
Quy luật của phản ứng ở đây là nếu phản ứng có thể tạo ra hai chất kết tủa thì phản ứng bao giờ cũng xảy ra theo chiều tạo ra chất ít tan hơn. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch xảy ra theo chiều làm giảm số ion.
Cũng vì Mg(OH)2 ít tan hơn nhiều so với MgCO3 nên khi cho muối cacbonat kim loại kiềm vào nước cứng có ion Mg2+ thì sẽ tạo ra muối cacbonat bazơ có thành phần không xác định ( dung dịch cacbonat kim loại kiềm có chứa ion OH- do sự thuỷ phân muối tạo ra).
5MgCl2 +6Na2CO3 + 2H2O ? 4MgCO3.Mg(OH)2+ 2NaHCO3 + 10NaCl
- Khi hướng dẫn học sinh viết phương trình hoá học ở ban Nâng cao cần lưu ý những điều trình bày ở trên. Đối với ban Cơ bản không cần đề cập đến những vấn đề đó mà chỉ nên lấy ví dụ loại bỏ ion Ca2+ trong nước cứng. Cho dung dịch Na2CO3 vào nước cứng kết tủa sẽ là CaCO3 và MgCO3.Mg(OH)2.nH2O lắng xuống, nếu học sinh viết có kết tủa CaCO3 và MgCO3 lắng xuống cũng coi là được.
- Sách giáo khoa mới có giới thiệu phương pháp làm mềm nước cứng bằng Na3PO4. Dùng chất này có thể khử cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu, giáo viên cần hướng dẫn học sinh ban Cơ bản viết phương trình hoá học của phản ứng, với ban Nâng cao học sinh tự viết được.
Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp trao đổi ion là phương pháp hiện nay được dùng phổ biến để làm mềm nước, vì vậy trong sách giáo khoa mới trình baỳ kĩ hơn so với sách giáo khoa cũ. Có thể trình bày về phương pháp trao đổi ion theo 2 phương án sau :
Phương án 1- Những vật liệu vô cơ hoặc hữu cơ có khả năng trao đổi một số ion có trong thành phần cấu tạo của chúng với các ion có trong dung dịch được gọi là vật liệu trao đổi ion. Trong xử lí nước cứng, người ta thường dùng các vật liệu polime có khả năng trao đổi cation, gọi chung là nhựa cationit. Khi đi qua cột chứa nhựa trao đổi, các ion Ca2+ và Mg2+, có trong nước cứng, đi vào các lỗ trống trong cấu trúc polime, thế chỗ cho các ion Na+ hoặc H+ của cationit đã đi vào dung dịch.
Các zeolit* là vật liệu trao đổi ion vô cơ cũng thường được dùng để làm mềm nước.
Phương pháp trao đổi ion có thể làm giảm cả độ cứng vĩnh cửu lẫn độ cứng tạm thời của nước.
(*Zeolit là các khoáng aluminosilicat kết tinh ở dạng tinh thể có các lỗ trống, có trong tự nhiên hoặc điều chế nhân tạo.)
Ph¬ng ¸n 2- C¸c t¸c nh©n trao ®æi ion, tøc lµ nh÷ng vËt liÖu v« c¬ hoÆc h÷u c¬ cã kh¶ n¨ng trao ®æi mét sè ion cã trong thµnh phÇn cÊu t¹o cña chóng víi c¸c ion cã trong dung dÞch, ®îc dïng réng r·i trong xö lÝ níc cøng. Ch¼ng h¹n, c¸c zeolit, cã trong tù nhiªn hoÆc ®iÒu chÕ nh©n t¹o, lµ c¸c kho¸ng aluminosilicat kÕt tinh ë d¹ng tinh thÓ cã c¸c lç trèng, cã thÓ dïng ®Ó lµm mÒm níc. Khi ®i qua líp läc zeolit, c¸c ion Ca2+ vµ Mg2+, cã trong níc cøng, ®i vµo c¸c lç trèng trong tinh thÓ zeolit, thÕ chç cho c¸c ion Na+ cña zeolit ®É ®i vµo dung dÞch.
Trong xö lÝ níc cøng ngêi ta thêng sö dông c¸c nhùa trao ®æi ion.
Ph¬ng ph¸p trao ®æi ion cã thÓ lµm gi¶m c¶ ®é cøng vÜnh cöu lÉn ®é cøng t¹m thêi cña níc.
Nhôm
- Nhôm và hợp kim của nhôm được sử dụng phổ biến trong các ngành kỹ thuật hiện đại (máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ. ) trong xây dựng và trong đời sống hàng ngày.
Chương trình chuẩn giới thiệu trực tiếp nhôm và những hợp chất quan trọng của nhôm, không tìm hiểu nhóm IIIA.
- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ) nhưng trên thực tế nhôm bền trong môi trường không khí và nước là do có màng oxit rất mỏng nhưng mịn và bền, chắc bảo vệ.
Để chứng minh điều đó ta nên biểu diễn thí nghiệm nhôm tác dụng với O2 của không khí (thường gọi là thí nghiệm nhôm mọc lông tơ) và thí nghiệm nhôm tác dụng với nước:
Dùng giấy ráp đánh sạch lớp oxit Al2O3 trên bề mặt 2 thanh nhôm rồi nhỏ lên đó vài giọt dung dịch muối thuỷ ngân, để khoảng 5 phút rồi rửa sạch bằng nước. Đặt một thanh nhôm đã xử lý ở trên vào bát sứ, sau khoảng 10 phút sẽ nhìn thấy các sợi màu trắng mọc lên từ bề mặt thanh nhôm trông như tàn thuốc lá.
Các phản ứng hoá học xảy ra như sau:
2Al + 3HgCl2? 2AlCl3 + 3Hg
Nhôm đẩy thuỷ ngân ra khỏi muối. Thuỷ ngân tạo với nhôm một hỗn hống ngăn việc hình thành màng oxit Al2O3. Không còn màng oxit bảo vệ, nhôm tác dụng với O2 của không khí tạo ra bột Al2O3 trông như tàn thuốc lá
4Al + 3O2 ? 2Al2O3
Có thể dùng bột Al2O3 thu được từ thí nghiệm này để làm thí nghiệm chứng minh Al2O3 là oxit lưỡng tính.
Do ái lực với oxi rất lớn nên nhôm được dùng để khử những cation kim loại khó khử trong oxit của những kim loại khó nóng chảy (phản ứng nhiệt nhôm)
Thí dụ:
2Al + Fe2O3 ? Al2O3 +2Fe (1)
8Al + 3Fe3O4? 4Al2O3 + 9Fe (2)
Các phản ứng trên toả rất nhiều nhiệt. ở phản ứng (1) nhiệt độ đạt tới 29160C, còn ở phản ứng (2) là 26730C.
ở 26730C thì Fe và Al2O3 đều nóng chảy (Fe nóng chảy ở 15390C và Al2O3 nóng chảy ở 20500C). Người ta thu được sắt còn Al2O3 chuyển vào xỉ.
Cần lưu ý là Al có thể khử ion kim loại trong oxit mà không nhất thiết kim loại này phải đứng sau Al trong dãy điện hoá.
Tương tác của kim loại A với oxit của kim loại B có thể xảy ra được nếu hiệu ứng nhiệt của oxit kim loại A lớn hơn hiệu ứng nhiệt của oxit kim loại B.
Sau đây là hiệu ứng nhiệt của một số oxit kim loại:
Al2O3: 1339 Kcal/mol Fe2O3: 198,5 Kcal/mol
BaO: 133.0 Kcal/mol K2O: 86.2 Kcal/mol
Chương 7: Sắt và một số kim loại quan trọng
Sắt có tầm quan trọng hàng đầu trong kinh tế và công nghiệp vì sắt có tính cơ học rất tốt và quặng sắt rất sẵn trong tự nhiên.
T?i sao da s? cỏc KLCT v� h?p ch?t c?a chỳng d?u cú t? tớnh? Th? n�o l� ch?t ngh?ch t?, ch?t thu?n t?, ch?t s?t t? ?
Từ tính của các chất được chia làm ba loại:
Nghịch từ: Một chất không có electron độc thân nào là chất nghịch từ. Momen từ của từng electron bị huỷ hoàn toàn khi electron này ghép đôi. Tính chất nghịch từ thể hiện: Khi đặt một chất vào từ trường ngoài, từ trường ngoài có khuynh hướng đẩy các chất đó ra khỏi từ trường, Nói khác đi, chất nghịch từ cản đường sức của từ trường ngoài.
VËy: Kh«ng cã electron ®éc th©n NghÞch tõ
Thuận từ: Chất thuận từ để cho đường sức của từ trường ngoài đi qua,từ trường ngoài có khuynh hướng hút chúng vào từ trường. Như vậy các nguyên tử, phân tử hay ion bất kì có các electron độc thân thì bản thân phân tử có sẵn momen từ, khi được đặt vào từ trường ngoài thì các momen từ phân tử có khuynh hướng định hướng cùng chiều với momen từ của từ trường ngoài vì thế bị từ trường ngoài hút. Ví dụ: Một số ion của các NTCT. Các electron độc thân này trong các ion của chất rắn không có tác dụng tương hỗ với nhau.
Cã eletron ®éc th©n ThuËn tõ (bÞ nam ch©m hót)
Chất thuận từ bị nam châm hút. Momen từ của một chất thuận từ tỉ lệ thuận với cường độ từ trường bên ngoài (tác dụng vào chất nghiên cứu) và tỷ lệ thuận với số electron độc thân. Nếu tách từ trường ngoài ra khỏi hệ nghiên cứu, momen từ của từng nguyên tử hay ion trở lại các hướng bất kỳ như trước, vì vậy chất ở dạng vĩ mô không còn từ tính nữa.
Sắt từ : một chất có tính thuận từ gấp nhiều lần tính thuận từ bình thường gọi là sắt từ. Tính sắt từ có ở Fe, Co, Ni và hợp chất của nó. VËy :
S¾t tõ TÝnh thuËn tõ gÊp nhiÒu
lÇn tÝnh thuËn tõ b×nh thêng
Tãm l¹i :
Tõ tÝnh :
NghÞch tõ Kh«ng cã electron ®éc th©n.
ThuËn tõ Cã electron ®éc th©n.
S¾t tõ Cã tÝnh thuËn tõ gÊp nhiÒu lÇn tÝnh thuËn b×nh thêng
Tính sắt từ thể hiện ở một số chất rắn. Trong chất rắn sắt từ, các tiểu phân mang từ tính, chẳng hạn các nguyên tử hay ion của các NTCT có tác dụng tương hỗ với nhau do sự xen phủ các obitan. Qua đó các electron của một tiểu phân xác định bị ảnh hưởng do sự định hướng của các electron lân cận. Trạng thái bền nhất (năng lượng thấp nhất) sẽ đạt được khi spin của các electron trong các tiểu phân khác nhau (trung tâm khác nhau) sắp xếp cùng hướng. Từ tính của chất sắt từ mạnh hơn từ tính của chất thuận từ rất nhiều vì momen từ của các tiểu phân chất sắt từ rất dễ dàng hướng theo từ trường bên ngoài. Khi tách mẫu thí nghiệm khỏi từ trường ngoài momen từ vẫn tồn tại.
Tại sao các nguyên tố chuyển tiếp ở dạng đơn chất cũng như dạng hợp chất thường có hoạt tính xúc tác?
Các NTCT ở dạng đơn chất cũng như hợp chất thường có hoạt tính xúc tác. Một trong những thuyết về xúc tác cho rằng, vai trò xúc tác trong các phản ứng hoá học là do sự hình thành các hợp chất trung gian. Các NTCT có khả năng hình thành nhiều hợp chất ứng với các trạng thái oxi hoá khác nhau, trong số đó có nhiều hợp chất không bền. Bởi vậy chúng dễ tạo thành các hợp chất trung gian, đáp ứng vai trò của chất xúc tác.
So sánh tính axit của ion [Fe(H2O)6]2+ và [Fe(H2O)6]3+. Giải thích?
Dễ thấy [Fe(H2O)6 ]2+ có tính axit yếu hơn [Fe(H2O)6 ]3+ vì ion Fe2+ và Fe3+ có bán kính bằng nhau vậy ion nào có điện tích lớn hơn sẽ tạo ra tính axit mạnh hơn.
Tại sao Cu, Ag, Au cùng ở phân nhóm nhưng lại có các trạng thái oxi hoá đặc trưng khác nhau: Ag là +1, Cu là +2 và Au là +3?
Các trạng thái oxi hóa của Cu, Ag, Au ?
Với Cu và Au mặc dù phân lớp d đã được điền đầy đủ, nhưng cấu trúc chưa phải là hoàn toàn bền vững,do đó nguyên tử có thể bị kích thích chuyển thành trạng thái (n-1)d9ns1p1.Kết quả tạo ra 3 electron độc thân ,như vậy có thể có 1 hoặc 2 hoặc 3e tham gia vào quá trình hình thành liên kết:
Trạng thái oxi hóa +1 đặc biệt bền đối với Ag và một phần đối với Cu , điều này phù hợp với năng lượng ion hoá thứ nhất của Ag bé hơn Cu rất bé hơn Au và liên quan đến độ bền tương đối của cấu hình e 4d10 , một cấu hình e đã được hình thành ở Pd một nguyên tố đứng trước Ag trong chu kỳ.
Trạng thái oxi hóa +2 đặc trưng đối với Cu điều này phù hợp với tổng năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai của Cu bé nhất .
Trạng thái oxi hóa +3 đặc trưng hơn với Au, điều này cũng phù hợp với tổng năng lượng ion hoá thứ nhất và thứ hai, thứ ba của Au bé nhất so với các nguyên tố trong nhóm.
.Trong tự nhiên các kim loại Cu, Ag, Au tồn tại ở các loại quặng chính nào?
* Trong tự nhiên , đồng tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất sunfua lẫn với các kim loại khác; quan trọng là quặng Cancopirit (CuFeS2) , Cancozin (Cu2S) , Cuprit (Cu2O) , Malachit (Cu2(OH)2CO3) , Tenorit (CuO).
Trong tự nhiên,bạc tồn tại ở dạng khoáng Acgentit (Ag2S) hỗn hợp với quặng chì, ngoài ra còn có quặng Naumanit (Ag2Se) , Prustit (Ag2AsS3).
Trong tự nhiên , vàng thường gặp ở dạng khoáng calaverit (AuTe2) , sinvanit (AgAuTe4) hoặc petxit (Ag3AuTe2).
Tuy nhiên dạng thông thường hơn gặp trong tự nhiên là (Au, Ag, Cu ) tự do ở trong cát , trong các nham thạch.
(Au, Ag, Cu ) còn có trong nước biển có : ( 3.10-3mg Cu2+ ; 3.10-4mg Ag+ ; 4.10-6mg Au3+ ) trong 1 lit nước biển.
Trong cơ thể sinh vật : 2.10-4 % Cu
Cho biết các đồng vị tự nhiên và % số nguyên tử mỗi đồng vị của các nguyên tố Cu, Ag, Au?
Cu có 11 đồng vị 58Cu 68Cu
Có 2 đồng vị bền trong tự nhiên: 63Cu (69,1%) và 65Cu (30,9%)
Ag có 19 đồng vị 102Ag 115Ag
Có 2 đồng vị bền trong tự nhiên: 107Ag(51,35%) và 109Ag (48,65%)
Au có 22 đồng vị 183Au 204Au
Chỉ có 1 đồng vị bền trong tự nhiên: 197Au (100%)
Cho biết cấu trúc mạng tinh thể của các kim loại Cu, Ag, Au ?
Cả 3 kim loại đều cấu tạo tinh thể mạng lập phương tâm diện
Cu Ag Au
a = 3,6147A0 a = 4,0861A0 a = 4,0786A0
TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA Cu, Ag, Au
Tại sao các kim loại nhóm IB là các kim loại kém hoạt động hóa học?
Các kim loại nhóm IB là các kim loại kém hoạt động hoá học vì: Lớp vỏ 18 electron chắn electron s với hạt nhân kém hiệu quả hơn so với 8 electron bền của khí hiếm ,làm tăng mạnh năng lượng ion hoá thứ nhất của các nguyên tố Cu, Ag, Au.
Vì sao Au lại tan được trong nước cường toan? Ag có bị nước cường toan ăn mòn không? Tại sao?
*Dung môi tốt nhất của Au là nước cường toan (1VHNO3 đặc +4VHCl đặc)
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
*Ag không tan trong nước cường toan vì AgCl không tan.
Nước cường toan có tính oxi hoá mãnh liệt hơn cả HNO3 đặc, đồng thời có tính clo hoá mãnh liệt :
6HCl +2 HNO3 ? 3 Cl2 + 2NO+4H2O
2Au + 3Cl2 ? 2 AuCl3
Như vậy Au và Pt tan được ở đây là do ái lực lớn của chúng với clo, do đó phản ứng không tạo ra muối nitrat mà tạo ra muối clorua.
Khi để Ag trong không khí có chứa hơi nước, CO2 , H2S thì màu trắng của Ag dần trở lên xám xịt vì đã tạo nên màng Ag2S theo phản ứng.
2Ag + H2S + O2 → Ag2S + H2O
Trong công nghiệp người ta điều chế CuSO4 bằng cách ngâm Cu trong dung dịch H2SO4 loãng đồng thời sục O2 liên tục. Giải thích, viết ptpư và chứng minh?
Nếu điều chế CuSO4 bằng cách cho Cu tác dụng với H2SO4 đặc, nóng có hiệu quả hơn phương pháp trên đây hay không? Giải thích?
Phản ứng của Cu với dung dịch H2SO4 loãng khi có mặt oxi không khí.
2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O
Cu không tan trong H2SO4 loãng vì
E0 2H+/H2 = 0 < E0Cu2+/Cu = +0,34(V)
2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O
Còn khi thổi O2 có E0 (O2 + 4H+/2H2O) = 1,23(V)
Khi đó E0pư > 0 Cu có thể tan trong dung dịch H2SO4 loãng đồng thời thổi O2 liên tục.
Phản ứng của Cu với H2SO4 đặc nóng.
Cu + 2H2SO4(đặc, nóng) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Điều chế CuSO4 bằng cách(b) không hiệu quả bằng cách (a) do tiêu tốn H2SO4 hơn ,đồng thời phải xử lí khí SO2 thoát ra.
Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho Au kim loại tan trong dung dịch NaCN khi có mặt O2 không khí. Nêu ứng dụng của phương pháp này trong công nghiệp khai thác vàng?
- Phương trình:
4Au + O2 + 8NaCN + 2H2O 4Na[Au(CN)2] + 4NaCl
- Ứng dụng của phương trình này là tách Au ra khỏi bột quặng trong công nghiệp khai thác vàng .
Viết các ptpư của Cu2O với: Khí H2 ; CO khi nung nóng ; oxi vµ :
- Dung dịch HCl, H2SO4 loãng khi có mặt oxi
- Dung dịch H2SO4 đặc; dung dịch HNO3.
- Dung dịch NH3, , dung dịch NaOH đặc.
Cu2O + H2 → Cu + H2O
Cu2O + CO → 2Cu + CO2
2Cu2O + O2 → 4CuO
2Cu2O + O2 + 8HCl→ 4CuCl2 + 4H2O
2Cu2O + O2 + 4H2SO4 → 4 CuSO4 + 4H2O
Cu2O + 3H2SO4(đặc) → 2CuSO4 + SO2 + 3H2O
3Cu2O + 14HNO3 → 6Cu(NO3 )2 + 2NO + 7H2O
Cu2O + 4NH3 + H2O → 2[Cu(NH3)2 ]OH
Cu2O + 2NaOH + H2O → 2Na[Cu(OH)2]
Hãy giải thích tại sao trong dung dịch amôniac, độ hoà tan của các halogenua bạc lại giảm theo chiều từ AgCl - AgBr - AgI ?
Sự giảm độ tan từ AgCl AgI được giải thích là ion X- có bán kính càng lớn càng dễ biến dạng, nghĩa là càng dễ bị cực hoá bởi Ag+ .
Nêu và giải thích hiện tượng xảy ra khi:
- Cho bột Fe tác dụng với dung dịch AgNO3.
- Cho dung dịch Fe(NO3)2 tác dụng với dung dịch AgNO3.
- Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch AgNO3.
- Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch AgNO3.
Cho biết : EoAg+/Ag = 0,80V; EoFe3+/Fe2+ = 0,77V;
EoFe2+/Fe = -0,44V
a. nFe = a ; nAg = b
Phương trình:
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag Hợp chất Ag(I)
b< 2a Tạo muối Fe(II) và dư Fe , Ag
b =2a chỉ tạo muối Fe(II) , Ag
3a>b> 2a ,Tạo muối Fe(II) và muối Fe(III) , Ag
b= 3a ,Tạo muối Fe(III) và Ag
b> 3a tạo Fe (III) dư Ag
Fe(NO3)2 + AgNO3→ Fe(NO3)3 + Ag↓
Hiện tượng xuất hiện kim loại Ag
2NaOH + 2AgNO3→ Ag2O↓+ H2O + 2NaNO3
Hiện tượng : Xuất hiện kết tủa màu hung xẫm.
2AgNO3 + 2NH3 + H2O → Ag2O↓+ 2NH4NO3
Ag2O + 4NH3 + H2O→ 2[Ag(NH3)2 ]OH
Hiện tượng : Xuất hiện kết tủa màu đen ,nếu nhỏ NH3 đến dư thì kết tủa tan ra,do tạo phức chất.
a. Cho biết Cu(OH)2 tan trong axit dễ hơn hay trong kiềm dễ hơn. Có thể coi là hợp chất lưỡng tính không?
b. Viết các ptpư trong các thí nghiệm sau:
- Cho Cu(OH)2 vào dung dịch NH3 dư.
- Đun nóng Cu(OH)2 với dung dịch KOH đặc 50%.
- Đun nóng kết tủa Cu(OH)2 trong nước ở 80-90oC.
a.Cu(OH)2 dễ tan trong dung dịch axit hơn trong dung dịch kiềm.
- Có thể coi Cu(OH)2 là chất lưỡng tính.
b.Phương trình :
Cu(OH)2 +4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
Cu(OH)2 + 2KOH(đặc) → K2[Cu(OH)4]
4Cu(OH)2 4CuO.H2O + 3H2O
Viết các phản ứng nhiệt phân các chất Cu(NO3)2 ; CuCO3.Cu(OH)2 ; CuSO4.5H2O.
- Phương trình nhiệt phân:
t0
Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + 1/2 O2
t0
Cu(OH)2.CuCO3 → 2CuO + CO2 + H2O
2CuSO4 .5H2O → 2CuO + 2SO2 + O2 + 10H2O
Nêu và giải thích hiện tượng xảy ra khi:
- Cho bột Fe tác dụng với dung dịch CuSO4.
- Cho từ từ dung dịch NaOH đặc đến dư vào dung dịch CuSO4 đun nóng.
- Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch CuSO4. Cho biết:
E0 Fe2+/Fe = 0,34V ; EoCu2+/Cu = -0,44V
Hiện tượng quan sát được :
+ Kim loại Cu màu đỏ xuất hiện,lượng mạt sắt giảm dần,dung dịch thu được có màu lục nhạt
- Giải thích :
Vì E0Cu2+/ Cu= 0,34 v > E0Fe2+/Fe=-0,44 v nên xẩy ra phương trình phản ứng :
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa mầu xanh, lượng kết tủa tăng dần đến cực đại,sau đó lượng kết tủa giảm dần và tan hết tạo ra dung dịch muối cuprit có màu xanh,do có các phương trình:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]
Hiện tượng: Tạo ra kết tủa bazơ màu xanh thẫm,kết tủa này tan trong NH3 dư.
2CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → CuSO4.Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
CuSO4.Cu(OH)2 + 8NH3 → [Cu(NH3)4]SO4 + [Cu(NH3)4 ](OH)2
Viết các ptpư trong các thí nghiệm sau:
- Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch ZnSO4 .
- Cho từ từ dung dịch NaOH đặc đến dư vào dung dịch ZnSO4 .
- Đun nóng kết tủa Zn(OH)2 trong nước ở 100oC.
phương trình :
2NH3 + 2H2O + ZnSO4 → Zn(OH)2 ↓+ (NH4)2SO4
Zn(OH)2 + 4NH3 [Zn(NH3)4](OH)2
2NaOH + ZnSO4 → Zn(OH)2↓ + Na2SO4
Zn(OH)2↓ + 2NaOH → Na2 [Zn(OH)4 ]
t0
Zn(OH)2→ ZnO + H2O
Cr có nhiều trạng thái oxi hóa :
0,+1,+2,+3,+4,+5 ,+6.
- Cr có số oxi hóa đặc trưng nhất là +3, kém đặc trưng hơn là +6 .Trong môi trường axit Cr2O72- có tính oxi hóa rất mạnh ,CrO42- trong môi trường kiềm lại có tính o
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Nguyễn Hình Ngọc Hân
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)