Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ CƯƠNG ÔN THI TỐT NGHIỆP VÀ ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC ( đã chia theo các cấp độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng thấp và cao)đây là bộ tài liệu đã được đội ngũ giáo viên và giảng viên cốt cán bộ môn Hóa học sưu tập, chỉnh sửa và biên soạn theo lộ trình cải cách của bộ GDDDT 2015 2020. Đây là tài liệu bổ ích cho các GV giảng dạy lớp 12 và ôn luyện thi tốt nghiệp, cao đẳng và đại học.đồng thời đây cũng là tài liệu học tập quý báu giành cho các bạn học sinh lớp 12...chúc mọi người học tập và làm việc vui vẻ
NỘI DUNG ƠN THI TỐT NGHIỆP : HĨA 12 * PHẦN I: HÓA HỌC HỮU CƠ* Chương I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (3Tiết) Đồng đẳng chất hợp chất hữu có cấu tạo hóa học tương tự nhau, tính chất hóa học tương tự Thành phần cấu tạo phân tử hay nhiều nhóm metylen (− CH2 −).J Ví dụ: CH4 ; C2H6 ; HCOOH ; CH3COOH ; C2H5COOH ; Đồng phân chất hợp chất hữu có CTPT CTCT khác nên tính chất hóa học khác tương tự Ví dụ: CH3 − CH2 − OH CH3 − O − CH3 • Đồng phân hình học: a c a≠b C=C với c≠d b b • Đồng phân cis: Nếu nhóm nguyên tử lớn nhỏ liên kết vào nguyên tử C liên kết đơi nằm phía với liên kết đơi • Đồng phân trans: Nếu hai nhóm nguyên tử lớn nhỏ liên kết vào nguyên tử C liên kết đôi nằm phía liên kết đơi Ví dụ: H H H CH3 C=C C=C CH3 CH3 CH3 H cis buten Nhóm chức nhóm nguyên tử -gây phản ứng hóa học đặcbuten -cho hợp chất trans trưng hữu * Hợp chất đơn chức hợp chất có nhóm chức phân tử Ví dụ: C2H5OH ; CH3COOH ; * Hợp chất tạp chức hợp chất có hai hay nhiều nhóm chức khác Ví dụ: NH3 − CH2 − COOH; HOCH2 − (CHOH)4 − CHO (glucozơ) * Hợp chất đa chức hợp chất có hay nhiều nhóm chức giống Ví dụ: C2H4(OH)2 ; C3H5(OH)3 ; II/- Định nghĩa số hợp chất hữu Parafin (ankan) hiđrocacbon mạch hở, có liêm kết đơn phân tử, có CTTQ CnH2n+2 (n ≥ 1) Olefin (anken) hiđrocacbon không no, có liên kết đơi, mạch hở, có CTTQ C2H2n (n / 2) Điolefin (ankađien) hiđrocacbon khơng no, mạch hở, có liên kết đơi, có CTTQ CnH2n - (n ≥ 3) Ankin hiđrocacbon khơng no, mạch hở, có liên kết 3, có CTTQ C nH2n -2 (n ≥ 2) Phenol hợp chất hữu mà phân tử chúng có nhóm hiđroxyl liên kết trực tiếp với ngun tử cacbon vịng benzen Ví dụ: O O O CH H H H p- crezol C6H5OH CH CH o - crezol m- crezol3 Amin hợp chất hữu sinh nguyên tử hiđro phân tử amoniac thay gốc hiđrocacbon Tùy theo số nguyên tử hiđro phân tử amoniac thay ta amin bậc 1, bậc 2, bậc Ví dụ: CH3 − NH2 : metylamin (bậc 1) CH3 − N − CH: trimetylamin (bậc 3) C6H5NH2 : phenylamin hay anilin (bậc 1) | CH3 − NH − CH3 : đimetylamin (bậc 2) CH3 Anđehit no đơn chức hợp chất hữu mà phân tử có nhóm chức anđehit H − C liên kết với gốc hiđrocacbon no O Axit cacboxylic no đơn chức hợp chất hữu mà phân tử có nhóm cacboxyl (−COOH) liên kết với gốc hiđrocacbon no Axit cacboxylic không no đơn chức hợp chất hữu mà phân tử có nhóm cacboxyl liên kết với gốc hiđrocacbon khơng no (có liên kết đơi liên kết ba) Ví dụ: CH2 = CH − COOH : axit acrylic : axit metacrylic CH2 = C − COOH | CH3 CH3 − (CH2)7 − CH = CH − (CH2)7 − COOH : axit oleic Rượu hợp chất hữu mà phân tử có hay nhiều nhóm hiđroxyl liên kết với gốc hiđrocacbon 10 Lipit (chất béo) este glixerin với axit béo CH − OCOR | CH − OCOR' Ví dụ: | CH − OCOR" Axit béo: C15H31COOH : axit panmitic (no) C17H35COOH : axit stearic (no) C17H33COOH : axit oleic (không no) 11 Gluxit hợp chất hữu tạp chức, có chứa nhiều nhóm hiđroxyl (−OH) có \ nhóm cacbonyl C = O phân tử Có nhiều loại gluxit: / glucoz¬ saccaroz¬ tinh bét poli saccarit mono saccarit đisaccarit xenlulozơ mantozơ C H12 O6 fructozơ C12 H 22 O11 ( C H10O5 ) n 12 Aminoaxit hợp chất hữu tạp chức, phân tử chúng có chứa đồng thời nhóm chức amino (−NH2) nhóm chức cacboxyl ( −COOH) Tên gọi aminoaxit = axit + (α, β, ) amino + tên axit tương ứng CH − COOH CH − CH − COOH | | Ví dụ: NH NH axit aminoxetic axit α - aminopropionic 13 Protit: Phân tử gồm chuỗi polipeptit hợp thành Thành phần protit gồm có C , H , O , N ; ngồi cịn có S , P , Fe , I2 , 14 Hợp chất cao phân tử (hay polime) hợp chất hữu có khối lượng phân tử lớn (thường từ hàng ngàn tới hành triệu đvc) cấu tạo từ mắt xích liên kết với − CH − CH − | Ví dụ: − CH − CH − n : PE : PVA COOCH n − CH − CH − | : PVC [ − CH − CH = CH − CH − ] n : cao su Cl n buna 15 Chất dẻo vật liệu có khả bị biến dạng chịu tác dụng nhiệt độ, áp suất giữ biến dạng thơi tác dụng Thành phần chất dẻo gồm polime, chất hóa dẻo, chất độn, chất phụ tạo màu, chất chống oxi hóa, chất diệt trùng, Ví dụ: PE , PS , PVC, PP, [ ] CH | xt , t o n CH = C → | COOCH CH | − CH − C − | COOCH n (polimetylmetacrylat - thủy tinh hữu (plexiglat)) 16 Tơ polime thiên nhiên tổng hợp kéo thành sợi dài mảnh - Tơ thiên nhiên có sẵn thiên nhiên tơ tằm, len, bơng, - Tơ hóa học tơ chế biến phương pháp hóa học, bao gồm tơ nhân tạo tơ tổng hợp Tơ nhân tạo sản xuất từ polime thiên nhiên (từ xenlulozơ) điều chế tơ visco, tơ axetat, Tơ tổng hợp sản xuất từ polime tổng hợp (tơ poliamit, tơ polieste) - Điều chế tơ nilon: to n H2N − (CH2)6 − NH2 + n HOOC − (CH2)4 − COOH → [−NH − (CH2)6 − NH − CO − (CH2)4 − CO −]n + 2n H2O nilon - 6,6 - Điều chế tơ capron: NH to , p n (CH )5 | → [ − CO − (CH )5 − NH − ] n CO caprolactam capron - Điều chế tơ enang: to , p → n H2N − (CH2)6 − COOH [ − NH − (CH )6 − CO − ] n + n H2O xt - Điều chế tơ axetat: to [C6H7(OH)3]n + 2n CH3COOH [C6H7O2(OH)(OCOCH3)2]n + 2n H2O → xenlulozơ điaxetat o t [C6H7(OH)3]n + 3n CH3COOH [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3n H2O → xenlulozơ triaxetat 17 Cao su chất có tính đàn hồi cao, dễ biến dạng tác dụng ngoại lực, ngừng tác dụng trở lại dạng ban đầu Cao su có tính khơng thấm nước, thấm khí Có loại cao su: - Cao su tự nhiên - Cao su tổng hợp - Cao su tự nhiên trích từ mủ (nhựa) Hêvêa, giống sản phẩm trùng hợp isopen − CH − C = CH − CH − | Công thức: n CH - Cao su tổng hợp: cao su buna cao su isopen to , p n CH2 = CH − CH = CH2 → [ − CH − CH = CH − CH − ] n Na n CH = C − CH = CH − CH − C = CH − CH to , p | → | xt CH CH - Sự lưu hóa cao su: Q trình đưa lưu huỳnh vào mạch polime cao su nhiệt độ định Kết nguyên tử S trở thành cầu nối đisunfua − S − S − nối đại phân tử polime lại với tạo dạng cấu tạo mạng lưới không gian bền chặt − n S S S S S S III/- Các phản ứng hóa học Phản ứng trùng hợp: Quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polime) gọi phản ứng trùng hợp Điều kiện chất tham gia phản ứng trùng hợp phải có liên kết bội (liên kết đơi, ba) Ví dụ: CH2 = CH2 ; C6H5 − CH = CH2 ; CH2 = CHCl ; CH2 = CH − CH = CH2 Phản ứng đồng trùng hợp phản ứng kết hợp nhiều monome nhiều loại monome khác tạo polime CH = CH2 Ví dụ: n CH2 = CH − CH = CH2 +n Butadien 1, [− CH2 − CH = CH − CH2 − CH − CH2 −]n Styren Cao su buna - S Phản ứng trùng ngưng: Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử H2O gọi phản ứng trùng ngưng − HN − CH − C − to + n H2O → || Ví dụ: n H2N − CH2 − COOH n O Điều kiện chất tham gia phản ứng trùng ngưng phải có từ hai nhóm chức trở lên: H2N − CH2 − COOH ; H2N − (CH2)6 − NH2 HOOC − (CH2)4 − COOH ; NH2 − (CH2)5 − COOH ; Ví dụ: n H2N − CH2 − COOH o t ,p → xt [ − NH − CH − CO −] n + n H2O Phản ứng đồng trùng ngưng phản ứng kết hợp nhiều monome loại monome khác tạo polime giải phóng H2O Ví dụ: n HOOC − (CH2)4 − COOH + n H2N − (CH2)6 − NH2 ⇒ [ − CO − (CH )4 − CO − NH − (CH )6 − NH − ] n + 2n H2O nilon 6,6 Câu hỏi: Viết phản ứng trùng ngưng chất sau: - Etylenglycol - Axit acrylic - Axit α aminopropionic - Hecxametylenđiamin - Axit ađipic Phản ứng phản ứng có nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) thay nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) khác mà cấu tạo mạch cacbon không thay đổi as Ví dụ: CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl → H 2SO ® C6H6 + HONO2 → C6H5NO2 + H2O C2H5OH + Na C2H5ONa + H2 → Phản ứng hợp nước (hiđrat hóa) phản ứng cộng nước vào hợp chất có liên kết π (C = C) tạo sản phẩm H 2SO l Ví dụ: CH2 = CH2 + H2O C2H5OH → Phản ứng este hóa phản ứng kết hợp axit hữu axit vô rượu Trong phản ứng này, axit góp nhóm −OH, rượu góp H linh động để tách phân tử H2O Phản ứng este hóa phản ứng thuận nghịch H 2SO ® Ví dụ: CH3COOH + H − OC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O Phản ứng thuận nghịch phản ứng xảy đồng thời theo hai chiều ngược điều kiện Phản ứng thủy phân phản ứng dùng nước để phân tích chất thành nhiều chất khác môi trường axit bazơ Phản ứng xảy chậm phản ứng thuận nghịch Ví dụ: CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH Các chất tham gia phản ứng thủy phân là: dẫn xuất halogen, este, saccarozơ, mantozơ, tinh bột, xenlulozơ, chất béo (lipit), protit p,xt → Ví dụ: C2H5Cl + H2O C2H5OH + HCl t H 2SO ® CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH H 2SO ® C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 Saccarozơ Glucozơ fructozơ H 2SO ® C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 Mantozơ Glucozơ H 2SO ® (C6H10O5) + n H2O → n C6H12O6 Tinh bột xenlucozơ Glucozơ CH − COOR1 CH − OH CH − COOH | | | H 2SO ® CH − COOR + H2O → CH − OH + CH − COOH | | | CH − OH CH − COOH CH − COOR3 Lipit p,xt → [− NH − (CH2)5 − CO −]n + n H2O n NH2 − (CH2)5 − COOH t Protit Qui tắc vịng nhân benzen: • Khi vịng nhân benzen có sẵn nhóm ankyl −OH, −NH2, −Cl, −Br (nhóm có liên kết đơn) phản ứng xảy dễ ưu tiên vào vị trí ortho, para • Khi vịng nhân benzen có sẵn nhóm −SO3H, −NO2, −CHO, −COOH (nhóm có liên kết đơi) phản ứng xảy khó ưu tiên vào vị trí meta Ví dụ: * benzen → o - bromonitrobenzen Br o o + Br2 HBr Br + Br NO2 + H2O + HO − NO2 * benzen → m - bromonitrobenzen + HO − NO2 NO + H2O NO NO + Br2 + Br HBr Điều chế hợp chất hữu a) Nguyên liệu: - Than đá (C), đá vôi (CaO) - Tinh bột, xenlulozơ, vỏ bào, mùn cưa (C6H10O5)n - Dầu mỏ (C4H10) - Khí thiên nhiên (CH4) b) Các hợp chất hữu cần điều chế - Nhựa: PE, PVC, PP, PS, PVA, phenol fomanđehit - Cao su buna, cao su isopren CH | − CH − CH - Este : Polimetyl metacrylat (thủy tinh hữu plexiglat) | COOCH n − CH − CH − | - Polimetyl acrylat COOCH n - Glixerin - Axit:axit axetic, axit acrylic, axit metacrylic - Phenol (axit phenic), anilin, axit picric, TNT, 666, (o) bromnitrobenzen, (m) bromnitrobenzen - Tơ: tơ nilon 6,6, tơ capron, tơ enang, tơ axetat Chương II (5 tiết ) I Mục tiêu Kiến thức ESTE - LIPIT Ôn tập kiến thức -Este: Cơng thức cấu tạo danh pháp Tính chất vật lí Tính chất hóa học (phản ứng thuỷ phân) Điều chế Ứng dụng - Lipit (chất béo ): Công thức cấu tạo Tính chất vật lí Tính chất hóa học: phản ứng thuỷ phân phản ứng xà phịng hố, phản ứng cộng hiđro - Khái niệm xà phòng chất tẩy rửa tổng hợp, pp sản xuất Kĩ - Rèn kĩ nhận dạng este, viết đồng phân este, gọi tên este, giải toán tìm CTPT, CTCT este, so sánh t0s, t0n/c este só với chất khác - Rèn kĩ viết CTCT chất béo, viết PTPƯ chứng minh cho t/c hh chất béo II Phương pháp ơn thi - Ơn lý thuyết sau vận dụng vào làm tập III Nội dung ôn thi 1.Este a, Khái niệm - Danh pháp - Khi thay nhóm OH nhóm cacboxyl axit cacboxylicbằng nhóm OR este T0, H2SO4đ , RCOOH + HOR - RCOOR, : este đơn chức - R gốc H,C H - R, gốc H,C RCOOR, + H2O T0, H2SO4đ HCOOH + HOCH3 HCOOCH3 + H2O - este no đơn chức mạch hở: + CTPT: CnH2nO2 ( n≥2) + CTCT: CnH2n + 1COOCmH2m +1 ( n≥ 0, m > 1) - Danh pháp: Tên gốc h,c rượu + Tên gốc axit + AT VD: CH3COOC2H5 : etyl axetat HCOOCH3 : metyl fomiat C3H7COOCH3 : metyl butirat CH2 = CHCOOCH3: metyl acrylat b Tính chất vật lí - chất lỏng chất rắn đk thường, không tan nước, nhẹ nước, có khả hịa tan nhiều chất h/c - este có mùi thơm: Hoa nhài: Benzyl axetat, Chuối chín: Isoamyl axetat, Hoa hồng: geranyl axetat, Mùi dứa: etyl butyrat, Mùi táo: etyl isovalerat - este không tạo lk H2 với khả tạo lk H2 este nước nên este có t0s độ tan nước thấp axit ancol có ptử khối CH3CH2CH2COOH CH3[CH2]3CH2OH CH3COOC2H5 M =88 M = 88 M = 88 0 0 T s = 163,5 C t s = 132 t s = 770C c, Tính chất hố học - thủy phân este môi trường axit pư thuận nghịch tạo axit rượu T0, H2SO4đ CH3COOC2H5 + HOH CH3COOH + C2H5OH - thủy phân este môi trường kiềm pư chiều tạo muối axit cacboxylic rượu ( pư xà phịng hóa) T0 CH3COOC2H5 + NaOH >CH3COONa + C2H5OH d Điều chế T0, H2SO4đ RCOOH + HOR , RCOOR, + H2O T0, xt CH3COOH + CHΞCH > CH3COOCH=CH2 e ứng dụng t0, xt, p nCH2 = CH -COOCH3 > -(-CH2 – CH -)-n | COOCH3 Bài tập este Viết đồng phân este Bài ứng với CTPT C4H8O2 có este đồng phân nhau? Giải Có đp este HCOOCH2CH2CH3 ; HCOOCH − CH3 ; CH3COOC2H5 ; C2H5COOCH3 ı CH3 Bài 2: ứng với CTPT C4H8O2 có đồng phân đơn chức? Giải Có đp este đồng phân axít cacboxylic HCOOCH2CH2CH3 ; HCOOCH − CH3 ; CH3COOC2H5 ; C2H5COOCH3 ı CH3 CH3CH2CH2COOH ; CH3 − CHCOOH ı CH3 Bài ứng với CTPT C3H6O2 có đồng phân đơn chức? Giải Có đp este đồng phân axít cacboxylic HCOOC2H5 ; CH3COOCH3; C2H5COOH Gọi tên este Tên este = tên gốc hiđrocacbon rượu + Tên gốc axit + at Bài 4: gọi tên este sau HCOOC2H5 : etyl fomat CH3COOCH3: metyl axetat C2H5COOCH3 : metyl propionat HCOOCH2CH2CH3 : propyl fomat HCOOCH− CH3 : isopropyl fomat CH2 = CHCOOCH3 : metyl acrylat ı CH3 C6H5COOCH3 : metyl benzoat CH3COOCH2CH2 − CH − CH3 : isoamyl axetat ı CH3 CH3COOCH2C6H5 : Benzyl axetat ; CH3(CH2)3COOCH3 : metyl valerat * Lưu ý - Trong tên gọi este: nửa tên đầu gốc H,C rượu, nửa sau axit - Khi từ tên gọi viết công thức cấu tạo este: gốc axit đứng đầu VD: metyl axetat: viết gốc axit axetat trước, sau viết phần cịn lại gốc R rượu: CH3COOCH3 Lập công thức phân tử este a, Dạng tập đốt cháy este - Nếu cho n(CO2) = n(H2O) => este no, đơn chức, mạch hở có CTTQ: CnH2nO2 - Nếu đề cho este khơng no có nối đơi, đơn chức thì: neste = n(CO2) - n(H2O) Bài Đốt cháy 6g este X thu 4,48 lit CO2(đktc) 3,6g H2O Tìm CTPT X Giải - Số mol CO2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol - Số mol H2O = 3,6 : 18 = 0,2 mol => số mol CO2 = Số mol H2O => X este no, đơn chức - Đặt CTPT X CnH2nO2 ( n ≥ 2) CnH2nO2 + (3n - 2)/2 O2 -> nCO2 + nH2O (14n + 32)g n mol 6g 0,2mol 0,2 x (14n + 32) = 6n => giải PT n = => Vậy CTPT X C2H4O2 Bài Đốt cháy 7,4g este X thu 6,72 lit CO2(đktc) 5,4g H2O Tìm CTPT X Giải - Số mol CO2 = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol - Số mol H2O = 5,4 : 18 = 0,3 mol => số mol CO2 = Số mol H2O => X este no, đơn chức - Đặt CTPT X CnH2nO2 ( n ≥ 2) CnH2nO2 + (3n - 2)/2 O2 -> nCO2 + nH2O (14n + 32)g n mol 7,4g 0,3mol 0,3 x (14n + 32) = 7,4n => giải PT n = 3=> Vậy CTPT X C3H6O2 Bài Đốt cháy 5,5g este X thu 5,6 lit CO2(đktc) 4,5g H2O Tìm CTPT X ĐS: C4H8O2 Bài Đốt cháy 6g este X thu 8,8 g CO2 3,6g H2O Tìm CTPT X ĐS: C2H4O2 Bài Đốt cháy 11g este X thu 11,2 lit CO2(đktc) 9g H2O Tìm CTPT X ĐS: C4H8O2 b, Dạng tập thuỷ phân este mơi trường kiềm, axit - xà phịng hoá este: + tỉ lệ nNaOH : neste thường số nhóm chức este + Nếu thuỷ phân este đơn chức tạo sản phẩm CTTQ cuả este là: CxHy - C = O \ / O 10 -Các chất: H2, C, CO, không khử Al2O3 b) Al2O3 chất lưỡng tính: - Tác dụng với axit mạnh: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + H2O Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + H2O - Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: Al2O3 +2NaOH → 2NaAlO2+ H2O Al2O3 +2OH- + → 2AlO2-+ H2O II.Nhơm hidroxit: Al(OH)3 Tính chất hố học: a) Tính bền với nhiệt: to t0 Al(OH)3 → Al2O3 + H2O b) Là hợp chất lưỡng tính: -Tác dụng với dung dịch axit mạnh: HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + H2O H+ + Al(OH)3 → Al3+ + H2O -Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh : Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2+ 2H2O Al(OH)3 + OH- → AlO2+ 2H2O -Những đồ vật nhôm bị hoà tan dung dịch NaOH, Ca(OH)2 : màng bảo vệ: Al2O3 +2NaOH → 2NaAlO2+ H2O Al + H2O → Al(OH)3 + H2 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2+ 2H2O III Nhôm sunfat: Al2(SO4)3 Quan trọng phèn chua: Cơng thức hố học: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O Hay KAl(SO4)2.12H2O * Ứng dụng: Phèn chua dùng công nghiệp thuộc da, CN giấy., chất cầm màu, làm nước CHƯƠNG III: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI KHÁC I Mục tiêu Kiến thức 40 Ôn tập củng cố, hệ thống hóa cấu tạo, tính chất kim loại chuyển tiếp có tính khử TB yếu: Fe, Cu, Cr, Ni, Sn, Pb, Sn Đặc biệt tính chất sắt, crom hợp chất quan trọng chúng Hợp kim Fe, Cu, nguyên liệu, sản xuất gang thép Kỹ năng: – So sánh cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí, tính khử kim loại -Viết PTHH minh họa cho tính khử kim loại -Vận dụng kiến thức giải thích tượng hóa học, giải tập tổng hợp có nội dung liên quan II Phương pháp ơn thi - Ơn lý thuyết sau vận dụng vào làm tập III Nội dung ôn thi: A Sắt hợp chất Fe: I Khái quát chung nguyên tố Fe - Kí hiệu nguyên tố : Fe, Số hiệu nguyên tử: 26, Nguyên tử khối: 55.847, Là ngun tố họ d (vì e hố trị lấp đầy vào phân lớp d) - Cấu hình e: 2/8/14/2 [Ar] 3d64s2 hay 1s22s22p63s23p63d64s2 - Vị trí bảng HTTH: Chu kì IV, Nhóm VIIIB (vì e hố trị phân lớp d) - Mạng lưới tinh thể: Lập phương tâm diện II Tính chất vật lí - Là kim loại màu trắng xám, dễ rèn, dễ kéo sợi tonc = 1539oC tos = 2770oC Sắt có tính nhiễm từ nên dùng làm lõi động điện III Tính chất hố học - Khi tham gia phản ứng hố học Fe nhường 2e phân lớp 4s nhường thêm số e phân lớp 3d chưa bão hoà (thường 1e) - Sắt kim loại có độ hoạt động vào loại trung bình - Tính chất hố học Fe tính khử Fe bị oxi hoá thành Fe +2 Fe+3 tuỳ thuộc vào chất oxi hoá tác dụng với Fe Tác dụng với phi kim a Tác dụng với O2 : Sắt cháy sáng khơng khí: 3Fe + 2O2 = Fe3O4 Trong khơng khí ẩm: 4Fe + 3O2 + nH2O = 2Fe2O3.nH2O b Fe tác dụng với phi kim khác 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Fe + S = FeS 2.Tác dụng với axit a.Với axit HCl, H2SO4 loãng : Fe0 chuyển lên Fe+2 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 b.Với HNO3,H2SO4 đặc: - HNO3 H2SO4 đặc nguội làm cho Fe bị thụ động - HNO3 lỗng oxi hố Fe0 lên Fe+3 - HNO3 H2SO4 đặc nóng oxi hố Fe0 lên Fe+3 Fe+4HNO3 = Fe(NO3)3+NO+ 2H2O 41 2Fe + 6H2SO4 đ, nóng = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Tác dụng với muối Fe đẩy kim loại đứng sau dãy điện hố khỏi muối Trong phản ứng Fe chuyển lên Fe+2 Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu Fe + HgCl2 = FeCl2 + Hg 4.Tác dụng với nước Fe nhiệt độ thường không tác dụng với nước phản ứng với nước nhiệt độ cao 3Fe+ 4H2O to < 5700C Fe3O4 + 4H2 2Fe + 3H2O to >5700C Fe2O3 +3H2 IV.Trạng thái tự nhiên – phương pháp điều chế ứng dụng 1.Trạng thái tự nhiên - Là kim loại phổ biến sau Al Tồn chủ yếu dạng hợp chất - Những thiên thạch từ khoảng không gian vũ trụ rơi đất chủ yếu Fe dạng tự - Những quặng quan trọng Fe là: + Oxit sắt từ: Manhetit + Hematit hay oxit sắt đỏ Fe2O3 + Limonit hay oxit sắt nâu Fe2O3.nH2O + Xiderit FeCO3 - Khoáng vật pirit FeS 2.Điều chế - Điều chế Fe tinh khiết: 3H2 + Fe2O3 → 2Fe + 3H2O 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 3Fe Sắt kĩ thuật điều chế cách khử sắt oxit nhiệt độ cao V Hợp chất sắt (II): gồm muối, hidroxit, oxit Fe2+ Vd: FeO, Fe(OH)2, FeCl2 Tính chất hoá học chung hợp chất sắt (II): - Hợp chất sắt (II) tác dụng với chất oxi hoá bị oxi hoá thành hợp chất sắt (III) Trong pư hố học ion Fe2+ có khả cho electron: Fe2+ Fe3+ + 1e Tính chất hố học chung hợp chất sắt (II) tính khử Ví dụ 1: t0 thường, khơng khí ( có O2, H2O) Fe(OH)2 bị oxi hố thành Fe(OH)3 Pư: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O Fe (OH)3 khử oxh Ví dụ 2: Sục khí clo vào dung dịch muối FeCl2 Pư: FeCl2 + Cl2 FeCl3 Fe(NO3)2 + HNO3 NO + Ví dụ 3: Cho FeO vào dung dịch HNO3 loãng: 3FeO + 10 HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Ví dụ 4: cho từ từ dung dịch FeSO4 vào dung dịch hỗn hợp ( KMnO4 + H2SO4) Kết luận: Oxit hidroxit sắt có tính bazơ: 42 Điều chế số hợp chất sắt (II): a) Fe(OH)2 : Dùng phản ứng trao đổi ion dd muối sắt (II) với dung dịch bazơ Ví dụ: FeCl2 + NaOH Fe(OH)2 + NaCl Fe2+ + OH- Fe(OH)2 b) FeO : - Phân huỷ Fe(OH)2 nhiệt độ cao mơi trường khơng có khơng khí Fe(OH)2 FeO + H2O - Hoặc khử oxit sắt nhiệt độ cao to Fe2O3 + CO FeO + CO2 c) Muối sắt (II): cho Fe FeO, Fe(OH)2 tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 lỗng VI Hợp chất sắt (III): Tính chất hố học hợp chất sắt (III): a) Hợp chất sắt (III) có tính oxi hố: tác dụng với chất khử, hợp chất sắt (III) bị khử thành hợp chất sắt (II) kim loại sắt tự Trong pư hoá học : Fe3+ + 1e Fe2+ Fe3+ + 3e Fe tính chất chung hợp chất sắt (III) tính oxi hố Ví dụ 1: Nung hỗn hợp gồm Al Fe2O3 nhiệt độ cao: Fe2O3 + 2Al Al2O3 + Fe Ví dụ 2: Ngâm đinh sắt dung dịch muối sắt (III) clorua FeCl3 + Fe → FeCl2 Ví dụ 3: cho Cu tác dụng với dung dịch FeCl3 Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2 - Sục khí H2S vào dung dịch FeCl3 có tượng đục: FeCl3 + H2S → FeCl2 + HCl + S Điều chế số hợp chất sắt (III): a Fe(OH)3: Chất rắn, màu nâu đỏ - Điều chế: pư trao đổi ion dung dịch muối sắt (III) với dung dịch kiềm Ví dụ :Fe(NO3)3 +3NaOH→ Fe(OH)3+3NaNO3 Pt ion: Fe3+ + OH- → Fe(OH)3 b Sắt (III) oxit: Fe2O3 phân huỷ Fe(OH)3 nhiệt độ cao Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O c Muối sắt (III): VII GANG: Khái niệm: Gang hợp kim sắt – cacbon số nguyên tố khác, hàm lượng cacbon biến động giới hạn 2% - 5% Phân loại: Có loại gang: gang trắng gang xám Gang trắng chứa C chủ yếu dạng xementit, cứng, giòn, dùng để luyện thép Gang xám chứa C dạng than chì, cứng giịn hơn, dùng để đúc vật dụng Sản xuất gang: 43 - Nguyên liệu để luyện gang quặng sắt, than cốc chất chảy CaCO3 - Nguyên tắc luyện gang dùng chất khử CO để khử oxit sắt thành sắt - Các phản ứng khử sắt xảy q trình luyện quặng thành gang(Trong lị cao): + Giai đoạn tạo chất khử + Giai đoạn khử oxit Fe thành Fe + Giai đoạn tạo xỉ VIII THÉP: Khái niệm: Thép hợp kim sắt với cacbon lượng nguyên tố Si, Mn Hàm lượng cacbon thép chiếm 0,01 – 2% Phân loại: Có loại thép: dựa hàm lượng nguyên tố có loại thép - Thép thường hay thép cacbon chứa cacbon, silic, mangan S,P - Thép đặc biệt thép có chứa thêm nguyên tố khác Si, Mn, Ni, W, Vd … Sản xuất thép: - Nguyên tắc để sản xuất thép loại bớt tạp chất có gang -Nguyên liệu để sản xuất thép là: - Gang trắng gang xám, sắt thép phế liệu - Chất chảy CaO - Chất oxihố oxi ngun chất khơng khí giàu oxi - Nguyên liệu dầu mazút, khí đốt dùng lượng điện - Các phương pháp: + Phương pháp lò thổi oxi(PP Bet-xơ-me), thời gian luyện thép ngắn, chủ yếu dùng để luyện thép thường + Phương pháp Mac-tanh( lị bằng): thường dùng để luyện thép có chất lượng cao + Phương pháp lò điện: dùng để luyện thép đặc biệt, thành phần có kim loại khó chảy W B Crom hợp chất crom I.Crom: Vị trí crơm BTH: Crơm kim loại chuyển tiếp, vị trí: STT: 24, Chu kì: Nhóm: VIB Cấu tạo crơm: 24 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 -Trong hợp chất, crơm có số oxi hố biến đổi từ +1 đến +6 số oxi hoá phổ biến +2,+3,+6 ( crơm có e hố trị nằm phân lớp 3d 4s) - t0 thường: cấu tạo tinh thể lục phương Tính chất vật lí: -Crơm có màu trắng bạc, cứng ( độ cứng thua kim cương) -Khó nóng chảy, kimloại nặng, d = 7,2 g/cm3 44 4.Tính chất hố học: a.Tác dụng với phi kim: 4Cr + O2 Cr2O3 2Cr + 3Cl2 CrCl3 nhiệt độ thường khơng khí, kim loại crơm tạo màng mỏng crơm (III) oxit có cấu tạo mịn, bền vững bảo vệ nhiệt độ cao khử nhiều phi kim b.Tác dụng với nước: không tác dụng với nước có màng oxit bảo vệ c.Tác dụng với axit: với dung dịch axit HCl, H2SO4 lỗng nóng, màng axit bị phá huỷ ⇒ Cr khử H+ dung dịch axit Vd: Cr + 2HCl CrCl2 + H2 Cr + H2SO4 CrSO4 + H2 2H+ + Cr Cr2+ + H2 - Crôm thụ động axit H2SO4 HNO3 đặc ,nguội II HỢP CHẤT CỦA CROM II.1.Một số hợp chất crôm (III) Crôm (III) oxit: Cr2O3 ( màu lục thẫm) Cr2O3 oxit lưỡng tính, tan axit kiềm đặc Vd: Cr2O3 + HCl Cr2O3 + NaOH + H2O Crôm (III) hidroxit: Cr(OH)3 chất rắn màu xanh nhạt Điêù chế:CrCl3 +3 NaOH Cr(OH)3 + 3NaCl - Cr(OH)3 hidroxit lưỡng tính: Cr(OH)3 + NaOH NaCrO2+ 2H2O Natri crômit Cr(OH)3 + 3HCl CrCl3 + H2O Muối crơm (III): vừa có tính khử vừa có tính oxi hố: SGK muối quan trọng phèn crơm-kali: KCr(SO4)2.12H2O- có màu xanh tím, dùng thuộc da, chất cầm màu nhộm vải II.2 Hợp chất Crôm (VI): Crôm (VI) oxit: CrO3 - Là chất rắn màu đỏ - CrO3 chất oxi hoá mạnh số hợp chất vô hữu bốc cháy tiếp xúc với CrO3 to Vd: 2CrO3 + NH3 Cr2O3 +N2 +3 H2O - CrO3 oxit axit, tác dụng với H2O tạo hỗn hợp axit CrO3 + H2O H2CrO4 : axit crômic CrO3 + H2O H2Cr2O7 : axit crômic - axit tồn dung dịch, tách khỏi dung dịch chúng bị phân huỷ tạo thành CrO3 Muối crômat đicromat: - Là hợp chất bền - Muối crômat: Na2CrO4, hợp chất có màu vàng ion CrO42- - Muối đicrơmat: K2Cr2O7 muối có màu da cam ion Cr2O72- 45 - Giữa ion CrO42- ion Cr2O72- có chuyển hoá lẫn theo cân Cr2O72- + H2O CrO42- + 2H+ (da cam) (vàng) 2Cr2O7 + OH CrO42- + H+ * Tính chất muối crơmat đicromat tính oxi hoá mạnh đặc biệt MT axit Vd: K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 K2Cr2O7 + KI + H2SO4 C ĐỒNG VÀ HỢP CHẤT CỦA Cu I Vị trí cấu tạo: Vị trí đồng BTH: Là kim loại chuyển tiếp, STT: 29; chu kì 4; nhóm IB Cấu tạo đồng: 29Cu : 1s22s22p63s23p63d104s1 -Là ngun tố d, có electron hố trị nằm 4s 3d -Trong hợp chất: Cu có mức oxi hoá phổ biến là: +1 +2 tạo ion: Cu + (Ar) 3d10; Cu2+ (Ar) 3d9 -Bán kính ngun tử = 0,128(nm), có cấu tạo mạng tinh thể LPTD tinh thể đặc liên kết đơn chất đồng vững II Tính chất vật lí: - Đồng kim loại màu đỏ, dẻo, dai, dễ kéo sợi, dát mỏng - Dẫn nhiệt, dẫn điện tốt - Là kim loại nặng, nhiệt độ nóng chảy cao III Tính chất hố học: Đồng kim loại hoạt động, có tính khử yếu Tác dụng với phi kim: - Cu phản ứng với oxi đun nóng tạo CuO bảo vệ nên Cu khơng bị oxi hố tiếp tục 2Cu + O2 CuO - Khi tiếp tục đun nóng tới (800-1000oC) CuO + Cu → Cu2O (đỏ) - Tác dụng trực tiếp với Cl2, Br2, S Cu + Cl2 CuCl2 Cu + S CuS Tác dụng với axit: *Cu khơng tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 lỗng * với HNO3, H2SO4 đặc : Cu + H2SO4 đ CuSO4 + SO2 + H2O Cu + HNO3 đ Cu + HNO3 loãng Tác dụng với dung dịch muối: - Khử ion kim loại đứng sau dung dịch muối vd: Cu + AgNO3 Cu(NO3)2 + Ag 46 IV MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG: Đồng (II) oxit: CuO Là chất rắn màu đen - Điều chế: nhiệt phân Cu(NO3)2 CuO + NO2 + O2 CuCO3 Cu(OH)2 CuO + CO2 + H2O Cu(OH)2 CuO + H2O - CuO có tính oxi hoá: Vd : CuO + CO Cu + CO2 CuO + NH3 N2 + 3Cu + H2O Đồng (II) hidroxit: Cu(OH)2 - Là chất rắn màu xanh - Điều chế: từ dung dịch muối Cu2+ dung dịch bazơ Vd: CuSO4+2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 - Cu(OH)2 dễ tan dung dịch NH3 tạo dung dịch màu xanh thẫm gọi nước Svayde Vd: Cho từ từ dung dịch NH3 dư vào dung dịch CuSO4 Muối Cu(II): có màu xanh Ứng dụng đồng hc Cu: dựa vào tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, bền đồng hợp kim Đồng thau : Cu-Zn Đồng bạch : Cu-Ni Đồng : Cu-Sn Cu-Au : ( vàng tây) D SƠ LƯỢC VỀ Ni, Zn, Pb, Sn I Niken: Ni : Ni 28, chu kỳ 4, nhóm VIIIB -Có màu trắng bạc, cứng, KL nặng, t0 nóng chảy 14550C - Có tính khử yếu Fe: 5000C 2Ni + O2→ 2NiO t0 Ni + Cl2→ NiCl2 t0 thường Ni khơng khí nước, không td với H2 II Kẽm: Zn ô 30, chu kì 4, nhóm IIB BT - Là KL hoạt động, có tính khử mạnh Fe t0 t0 Zn + Cl2→ ZnCl2 2Zn + O2→ 2ZnO III Pb: Pb số 82, nhóm IVA, chu kì - Có màu trắng, xanh, KL nặng, mềm dễ dát mỏng - Có tính khử