Đang tải... (xem toàn văn)
Ứng dụng mạng tính toán trong giải quyết một số bài toán hóa học
PHẦN IVb. ỨNG DỤNG MẠNG TÍNH TOÁNTRONG MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌCChúng ta biết rằng trong hóa học, việc xem xét các phản ứng hóa học là một trong những vấn đề quan trọng. Về mặt tri thức người ta đã biết được nhiều chất và các phản ứng hóa học có thể chuyển hóa từ một số chất nầy thành các chất khác. Tạm thời bỏ qua một số điều kiện phản ứng, ta có thể xem tri thức đó như một mạng tính toán mà mỗi phản ứng là một quan hệ của mạng. Ví dụ như phản ứng điều chế Clo từ axít Clohidric và đioxit mangan :MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O.Phản ứng trên có thể được xem như một quan hệ cho chúng ta có được các chất Cl2, MnCl2, H2O từ các chất MnO2, HCl.Trong chương nầy chúng ta dùng mạng tính toán để giải 2 bài toán sau :1. Cho một số chất, hỏi có điều chế được một vài chất nào đó không?2. Tìm các phương trình phản ứng để biểu diễn dãy các biến hóa, chẳng hạn như các dãy :Zn → ZnO → ZnSO4S → SO2 → SO3 → H2SO4I.- MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌC của NHÓM HALOGEN :1. Một số phản ứng liên quan đến khí Clo :1/ Natri nóng chảy cháy trong Clo cho phản ứng tạo thành natri clorua :Na + Cl2 → NaCl2/ Bột sắt nóngchảy trong Clo cho phản ứng:Fe + Cl2 → FeCl33/ Nung đỏ dây đồng cho vào khí Clo, ta có phản ứng :Cu + Cl2 → CuCl24/ Clo tác dụng với nước :Cl2 + H2O → HCl + HClO70 5/ Điều chế Clo từ axít Clohidric và đioxit mangan :MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O6/ Điều chế Clo bằng axit clohidric và Kali pemanganat :HCl + KMnO4 → KCl + MnCl2 + H2O +Cl2 7/ Điện phân dung dòch đậm đặc muối ăn trong nước :NaCl + H2O → Cl2 + H2 + NaOH* Một số phản ứng khác :8/ K + Cl2 → KCl9/ Na + Cl2 → NaCl10/ Al + Cl2 → AlCl311/ Ca + Cl2 → CaCl212/ FeCl2 + Cl2 → FeCl313/ Cl2 + KBr → KCl + Br214/ Cl2 + NaBr → NaCl + Br22. Các phản ứng liên quan đến Hidro clorua HCl :15/ Cho Natri Clorua tinh thể tác dụng với axit sunfuric đậm đặc, đung nóng (phương pháp sunfat), tùy theo nhiệt độ ta có các phản ứng sau đây :NaCl + H2SO4 ot → NaHSO4 + HClNaCl + H2SO4 ot → Na2SO4 + HCl16/ Phản ứng điều chế HCl bằng phương pháp tổng hợp :H2 + Cl2 → HCl* Một số phản ứng khác :17/ KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl 18/ KCl + H2SO4 → K2SO4 + HCl19/ CaCl2 + H2SO4 → Ca(HSO4)2 + HCl20/ CaCl2 + H2SO4 → CaSO4 + HCl71 3. Các phản ứng của xit clohidric và muối clorua :21/ Zn + HCl → ZnCl2 + H222/ Fe + HCl → FeCl2 + H223/ Al + HCl → AlCl3 + H224/ Ca + HCl → CaCl2 + H225/ Na + HCl → NaCl + H226/ K + HCl → KCl + H227/ Mg + HCl → MgCl2 + H228/ CuO + HCl → CuCl2 + H2O29/ ZnO + HCl → ZnCl2 + H2O30/ MgO + HCl → MgCl2 + H2O31/ MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H 2O32/ Al2O3 + HCl → AlCl3 + H 2O33/ Al(OH) 3 + HCl → AlCl3 + H2O34/ NaOH + HCl → NaCl + H2O35/ KOH + HCl → KCl + H2O36/ Zn(OH) 2 + HCl → ZnCl 2 + H 2O37/ Cu(OH) 2 + HCl → CuCl 2 + H 2O38/ Cl2 + KOH → KClO3 + KCl + H2O39/ Cl2 + NaOH → NaClO + NaCl + H2O40/ AgNO3 + HCl → HNO3 + AgCl↓41/ CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO242/ MgCO3 + HCl → MgCl2 + H2O + CO243/ BaSO3 + HCl → BaCl2 + H2SO344/ AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl↓45/ AgNO3 + KCl → KNO3 + AgCl↓46/ H2S + HClO3 → HCl + H2SO4* Nước Javen : dẫn Clo vào dung dònh NaOH :72 47/ Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O(Natri hipoclorit)tương tự ta cũng có :48/ Cl2 + KOH ot → KCl + KClO + H2O* Kali Clorat KClO3Clo đi vào dung dòch kiềm đung nóng đến 100oC sẽ cho phản ứng :49/ Cl2 + KOH ot → KCl + KClO3 + H2OKali Clorat bò phân hủy khi đung nóng theo các phương trình :50/ KClO3 ot → KCl + O2 51/ KClO3 ot → KCl + KClO4 (Kali peclorat)* Clorua vôi : Clo tác dụng với vôi :52/ Ca(OH) 2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O4. Các phản ứng của Brom và Iot :53/ Al + Br2 → AlBr354/ Al + I2 → AlI355/ H2 + Br2 ot → HBr56/ H2 + I2 ot → HI(hidro iotua)57/ HI ot → H2 + I258/ Br2 + NaI → NaBr + I259/ Cl2 + NaBr → NaCl + Br25. Các phản ứng của Flo :60/ H2 + F2 → HF(hidro florua)61/ SiO2 + HF → SiF4 + H2O(silic đioxit) (silic tetraflorua)73 Khí Flo đi qua nước nóng sẽ cho phản ứng:62/ F2 + H2O → HF + O2II.- MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌC của OXI và LƯU HUỲNH :1. Oxi :63/ Ca + O2 → CaO64/ Al + O2 → Al2O365/ Fe + O2 → Fe2O366/ Fe + O2 → Fe3O467/ Fe + O2 → FeO68/ Zn + O2 → ZnO69/ Cu + O2 → CuO70/ Mg + O2 → MgO71/ Na + O2 → Na2O72/ K + O2 → K2O73/ S + O2 → SO274/ SO2 + O2 → SO375/ C + O2 → CO276/ N2 + O2 → NO77/ H2 + O2 → H2O78/ NH3 + O2 → NO + H2O* Các phản ứng điều chế Oxi :79/ KClO3 ot → KCl + O280/ KMnO4 ot → K2MnO4 + MnO2 + O2điện phân81/ H2O → H2 + O22. Lưu huỳnh :74 82/ Fe + S ot → FeS(sắt sunfua)83/ Zn + S → ZnS84/ Cu + S → CuS85/ Hg + S → HgS86/ H2 + S → H2S(hidro sunfua)87/ KNO3 + S + C ot → K2S + N2 + CO23. Hidro sunfua H2S :* Hidro sunfua cháy trong không khí, hay đốt khí Hydro Sunfua :88/ H2S + O2 → SO2 + H 2O* Khi bò Oxi hóa chậm hidro sunfua tạo thành lưu huỳnh tự do :89/ H2S + O2 → S + H 2O* gặp chất oxi hóa mạnh như Cl2, H2S bò oxi hóa thành H2SO4 :90/ H2S + Cl2 + H 2O → H2SO4 + HCl* Để nhận biết H2S hoặc muối sunfua trong dung dòch, có thể sử dụng các phản ứng :91/ H2S + Pb(NO 3)2 → PbS ↓ + HNO392/ Na2S + Pb(NO 3)2 → PbS ↓ + NaNO393/ H2S + CuSO4 → CuS↓ + H2SO4(đen)* Các phản ứng điều chế hidro sunfua :94/ FeS + HCl → FeCl2 + H2S95/ ZnS + HCl → ZnCl2 + H2S4. Các oxit của lưu huỳnh :96/ SO2 + CaO → CaSO397/ SO2 + NaOH → Na2SO3 + H2O98/ H2O + SO2 → H2SO399/ H2S + SO2 → S + H2O75 100/ SO3 + H2O → H2SO4101/ FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2102/ ZnS + O2 → ZnO + SO2103/ CuS + O2 → CuO + SO2104/ SO2 + O2 → SO3 105/ SO2 + H2O → H2SO3 106/ SO2 + NaOH → NaHSO3 5. Axit sunfuaric H2SO4 và các muối:107/ NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O108/ KOH + H2SO4 → K2SO4 + H2O109/ Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O110/ Mg(OH) 2 + H2SO4 = MgSO4 + 2H2O111/ Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O112/ CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O113/ ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O114/ Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2115/ Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2116/ Na + H2SO4 → Na2SO4 + H2117/ K + H2SO4 → K2SO4 + H2118/ Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O119/ 3 Mg + 4H2SO4 = 3MgSO4 + S + H2O120/ C + H2SO4 → CO2 + SO2 + H2O121/ CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2(ít tan)122/ K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + CO2123/ Ba(NO3)2 + H2SO4 → Ba2SO4 + HNO3124/ H2SO4 + H2S → S↓ + SO2 + H2O125/ H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + HCl76 126/ Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + NaCl127/ Na2SO3 + BaCl2 → BaSO3↓ + NaCl128/ K2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + KCl129/ K2SO3 + BaCl2 → BaSO3↓ + Kcl130/ Na2SO4 + KCl → K2SO4↓ + NaCl131/ Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu132/ Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu133/ CuSO4 + KOH → Cu(OH) 2↓ + K2SO4134/ CuSO4 + NaOH → Cu(OH) 2↓ + Na2SO4135/ Zn + H2SO4 → ZnSO4 + S + H2O(đặc nóng)136/ Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2S + H2O(đặc nóng)137/ Ag + H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + H2O(đặc nóng)138/ S + H2SO4 → SO2 + H2O(đặc nóng)* Một phản ứng trong qui trình điều chế axit sunfuaric :139/ FeS2 + O2 ot → Fe2O3 + SO2Rồi tiếp tục theo dãy biến hóa : SO2 → SO3 → H2SO4* Một số phản ứng khác :140/ H2SO3 + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl141/ H2SO3 + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr142/ Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2143/ Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2III.- MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌC KHÁC :144/ H2 + CuO ot → Cu + H2O145/ H2 + ZnO ot → Zn + H2O77 146/ Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O147/ CaCO3 ot → CaO + CO2148/ NaNO3 ot → NaNO2 + O2* Phản ứng tạo thành Amoniac :149/ N2 + 3H2 = 2NH3* Phản ứng axit-bazơ :150/ Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2 H 2O151/ Cu(OH) 2 + HNO3 → Cu(NO3) 2 + H 2O152/ C + CuO ot → Cu + CO2153/ C + H2O ot → CO + H2154/ C + H2O ot → CO2 + H2155/ Al + H2O → Al(OH) 3↓ + H2156/ Al + Fe2O3 ot → Al2O3 + Fiện phân157/ Al2O3 → Al + O2158/ Al2O3 + NaOH → NaAlO2 + H 2O159/ Al(OH) 3 ot → Al2O3 + H 2O160/ Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO2 + H2O161/ Ca + 2H2O = Ca(OH) 2 + H2162/ Ca + HNO3 (dung dòch loãng) → Ca(NO3)2 + NH4NO3 + H20điện phân163/ CaCl2 → Ca + Cl2164/ Na + H2O → NaOH + H2điện phân165/ NaCl → Na + Cl2điện phân166/ NaOH → Na + O2 + H2078 167/ NaI + Br2 → NaBr + I2168/ KI + Br2 → KBr + I2169/ Fe + H2O ot → Fe3O4 + H2(to < 570oC)170/ Fe + H2O ot → FeO + H2(to > 570oC)171/ Fe + H2O + O2 → Fe(OH)3(sắt bò gỉ)(không khí ẩm)172/ Fe + HNO3 → Fe(NO3) 3 + N20 + H20173/ Fe(OH)3 + HNO3 → Fe(NO3) 3 + H20174/ CO2 + Ca(OH) 2 = CaCO3 + H2O175/ (NH4) 2SO4 ot → NH3 + H2SO4* Phản ứng Oxi hóa Fe(II) bằng Kali pemanganat trong môi trường axit sunfuaric:176/ FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4) 3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O177/ KMnO4 ot → K2MnO4 + MnO2 + O2178/ HNO3 → NO2 + O2 + H2O179/ NH4NO2 ot → N2 + H2O180/ NH4NO3 ot → N2 + O2 + H2O181/ NO2 + NaOH → NaNO2 + NaNO2 + H2OIV.- MỘT SỐ VÍ DỤ CỤ THỂ :Trong mục nầy chúng ta nêu một số ví dụ cụ thể áp dụng mạng tính toán các chất hóa học trong đó các quan hệ là các phản ứng hóa học.Ví dụ 1 : Viết phương trình phản ứng biểu diễn các biến hóa sau :Zn → ZnO → ZnSO4Giải : Trên cở sở dò tìm các phản ứng (xem là các quan hệ của mạng tính toán các chất hóa học) đã biết ta có thể tìm thấy được các phản ứng sau đây :Zn + O2 → ZnO79 [...]... nóng) 137/ Ag + H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O (đặc nóng) 138/ S + H 2 SO 4 → SO 2 + H 2 O (đặc nóng) * Một phản ứng trong qui trình điều chế axit sunfuaric : 139/ FeS 2 + O 2 o t → Fe 2 O 3 + SO 2 Rồi tiếp tục theo dãy biến hóa : SO 2 → SO 3 → H 2 SO 4 * Một số phản ứng khaùc : 140/ H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + HCl 141/ H 2 SO 3 + Br 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + HBr 142/... Điện phân dung dịch đậm đặc muối ăn trong nước : NaCl + H 2 O → Cl 2 + H 2 + NaOH * Một số phản ứng khác : 8/ K + Cl 2 → KCl 9/ Na + Cl 2 → NaCl 10/ Al + Cl 2 → AlCl 3 11/ Ca + Cl 2 → CaCl 2 12/ FeCl 2 + Cl 2 → FeCl 3 13/ Cl 2 + KBr → KCl + Br 2 14/ Cl 2 + NaBr → NaCl + Br 2 2. Các phản ứng liên quan đến Hidro clorua HCl : 15/ Cho Natri Clorua tinh thể tác dụng với axit sunfuric đậm đặc, đung... thể tác dụng với axit sunfuric đậm đặc, đung nóng (phương pháp sunfat), tùy theo nhiệt độ ta có các phản ứng sau ñaây : NaCl + H 2 SO 4 o t → NaHSO 4 + HCl NaCl + H 2 SO 4 o t → Na 2 SO 4 + HCl 16/ Phản ứng điều chế HCl bằng phương pháp tổng hợp : H 2 + Cl 2 → HCl * Một số phản ứng khác : 17/ KCl + H 2 SO 4 → KHSO 4 + HCl 18/ KCl + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + HCl 19/ CaCl 2 + H 2 SO 4 ... H 2 O → H 2 SO 4 + HCl 141/ H 2 SO 3 + Br 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + HBr 142/ Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 2 143/ Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 III MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌC KHÁC : 144/ H 2 + CuO o t → Cu + H 2 O 145/ H 2 + ZnO o t → Zn + H 2 O 77 . PHẦN IVb. ỨNG DỤNG MẠNG TÍNH TOÁNTRONG MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌCChúng ta biết rằng trong hóa học, việc xem xét các phản ứng hóa học là một trong những. MỘT SỐ VÍ DỤ CỤ THỂ :Trong mục nầy chúng ta nêu một số ví dụ cụ thể áp dụng mạng tính toán các chất hóa học trong đó các quan hệ là các phản ứng hóa học. Ví