Các hiểu biết cơ bản để viết và cân bằng các phản ứng Hóa học thường gặp

Vietsciences-Võ Hồng Thái      11/02/06
 
 

Sau khi thi đậu tú tài (tốt nghiệp phổ thông), học sinh không được ghi danh tự do để học đại học ở bất cứ đại học nào trong nước, kể cả công hay tư, mà phải qua một kỳ thi tuyển vào đại học. Để thi tuyển vào các ngành khoa học tự nhiên, thì học sinh phải thi ba môn là toán, lý, hóa hoặc toán, sinh, hóa. Cuộc thi tuyển này khá gay go, tạo căng thẳng, áp lực lớn đối với người học, cũng như phụ huynh, vì tỉ lệ để được vào học ở ĐH chỉ khoảng 20-30% số học sinh đã đậu tú tài. Muốn làm bài được môn hóa học (cũng như các môn khác), học sinh phải nắm vững các kiến thức mà mình đã học ở phổ thông (môn hóa học được dạy từ lớp 8 đến lớp 12). Tôi đã soạn và hệ thống hóa các kiến thức hóa học này nhằm giúp cho mục đích ôn tập cho các em.

Vì phục vụ cho các em học sinh phổ thông, nên từ ngữ mà tôi dùng cũng phải giống như sách giáo khoa ở VN.

Dàn bài

I. Số oxi hóa (Số OXID HÓA)
   I.1. Định nghĩa
   I.2. Các qui ước (qui tắc) để tính số oxi hóa
   I.2.1. Trong đơn chất
   I.2.2. Trong hợp chất
     _ Kim loại kiềm
     - Kim loại kiềm thổ
     - Hiđro (Hidrogen, H)
     - Oxi (Oxigen, O)
   I.2.3. Trong ion
     Bài tập


  Ghi chú
   G1.
   G2
   G3. Độ âm điện
   G4
   G5
     Bài tập
   G.6. Phân biệt khái niệm hóa trị với số oxi hóa
     Định nghĩa hóa trị:
   G.7
   G.8. Hóa trị ion
   G.9. Cộng hóa trị (Hóa trị cộng hóa trị)
     Bài tập

II.10. Thế điện hóa chuẩn (E0 OX/Kh)

 

4. Oxit bazơ + Oxit axit Muối (Thường là oxit của  KL kiềm, kiềm thổ)

Thí dụ:

 CaO (*) + CO2 ® CaCO3 (**)  
BaO + SO2 ® BaSO3        Bari sunfit
K2O + SO3 ® BaSO4       Bari sunfat
MgO       + SO3 ® MgSO4      Magie sunfat
Na2O      + SiO2 ® Na2SiO3 (***)  
3BaO     + P2O5 ® Ba3(PO4)2     Bari photphat
Li2O    + CO2 ® Li2CO3    Liti cacbonat
K2O    + SO2 ® K2SO3   Kali sunfit
CuO    + SO3 ® CuSO4    sunfat Đồng(II)

(*) Canxi oxit (Vôi sống)

(**) Canxi cacbonat (Đá vôi)

(***) Cát tan trong natri oxit nóng chảy

Lưu ý


L.1.

Thường oxit axit tác dụng được với oxit kim loại kiềm, oxit kim loại kiềm thổ ở nhiệt độ thường, chúng không tác dụng với các oxit kim loại khác hoặc chỉ có thể phản ứng ở nhiệt độ cao.

Thí dụ:

Al2O3    +    CO

Fe2O3    +    SO

FeO    +    SiO2    16000C  ®         FeSiO3       Saét (II) silicat

 MnO    +    SiO2     16000C   ®        MnSiO3       Mangan (II) silicat

3MgO    +  P2O5      t0 cao   ®         Mg3(PO4)2    Magie photphat (Phosphat magnesium)

L.2. Sau đây là một số oxit axit và axit tương ứng:
CO2

CO2   là oxit axit của axit cacbonic (acid carbonic, H2CO3)
SO2 là oxit axit của axit sunfurô (acid sulfuro, H2SO3)
SO3  là oxit axit của axit sunfuric (acid sulfuric, H2SO4)
P2O5  là oxit axit của axit photphoric (acid phosphoric, H3PO4
P2O3  là oxit axit của axit photphorô (H3PO3)
SiO2 là oxit axit của axit silicic (H2SiO3)
N2O5 là oxit axit của axit nitric (HNO3)
N2O3  là oxit axit của axit nitrơ (HNO2)
NO2 là oxit axit của axit nitrô (HNO2) và axit nitric (HNO3
Cl2 là oxit axit của axit hipoclorô (HClO)
Cl2O3  là oxit axit của axit clorô (HClO2)
Cl2O5  là oxit axit của axit cloric (HClO3)
Cl2O7 là oxit axit của axit pecloric (acid percloric, HClO4)
Br2 là oxit axit của axit hipobromô (HBrO)
Br2O5 là oxit axit của axit bromic (HBrO3)
I2 là oxit axit của axit hipoiodo (HIO)
I2O5  là oxit axit của axit iođic (acid iodic, HIO3)
I2O7  là oxit axit của axit peiođic (HIO4)
CrO3  là oxit axit của axit cromic (H2CrO4)
Mn2O7  là oxit axit của axit pemanganic (acid permanganic, HMnO4)

Thí dụ:

 


              K2O    +    CO2         ®           K2CO3             Kali cacbonat (Carbonat kalium)


              K2O    +    SO2         ®           K2SO3             Kali sunfit


              K2O    +    SO3       ®              K2SO4             Kali sunfat


              K2O    +    SiO2        ®            K2SiO3            Kali silicat


              3K2O    +    P2O5       ®             2K3PO4         Kali photphat (Phosphat kalium)


              3K2O    +    P2O3        ®            2K3PO3         Kali photphit (Phosphit kalium)


              K2O    +    N2O5          ®           2KNO3          Kali nitrat


              K2O    +    N2O3        ®            2KNO2           Kali nitrit


              K2O    +    2NO2         ®            KNO2    +    KNO3


              K2O    +    Cl2O         ®            2KClO           Kali hipoclorit


              K2O    +    Cl2O3        ®           2KClO2          Kali clorit


              K2O    +    Cl2O5        ®           2KClO3          Kali clorat


              K2O    +    Cl2O7        ®           2KClO4          Kali peclorat


              K2O    +    Br2O5        ®           2KBrO3         Kali bromat


              K2O    +    I2O5          ®            2KIO3           Kali iođat


              K2O    +    CrO3          ®           K2CrO4         Kali cromat


              K2O    +    Mn2O7           ®         2KMnO4       Kali pemanganat (Thuốc tím) 


5.      Oxit bazơ    +    Axit       ®        Muối   +    Nước

               CaO    +    2HCl             ®             CaCl2    +    H2O


             3K2O    +    2H3PO4          ®            2K3PO4    +    3H2O 


             Fe2O3    +    3H2SO4         ®          Fe2(SO4)3    +    3H2O 

             Al; Al2O3    +    6HNO3      ®           2Al(NO3)3    +    3H2O 


           Ag2O    +    2CH3COOH       ®        2CH3COOAg    +    H2O 


             CuO    +    2HBr               ®              CuBr2    +    H2O 


             Na2O    +    2HCOOH        ®         2HCOONa    +    H2O 


             MgO    +    H2SO4            ®           MgSO4    +    H2O 


             FeO    +    2HCl               ®             FeCl2       +     H2O 


             HgO    +    2HNO3           ®               Hg(NO3)2    +    H2O 

 Lưu ý
L.1. Sắt từ oxit (Fe3O4) coi như gồm FeO và Fe2O3 nên khi cho sắt từ oxit tác dụng với dung dịch axit thông thường, ta sẽ thu được muối sắt (II), muối sắt (III) và nước.

Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O
(FeO.Fe2O3) Axit thông thường Muối sắt (II) Muối sắt (III) Nước


Thí dụ:

       Fe3O4    +    8HCl               ®       FeCl2    +    2FeCl3     +    4H2O
       Fe3O4    +    4H2SO4 (l)       ®        FeSO4    +    Fe2(SO4)3    +    4H2O
       Fe3O4    +    8CH3COOH      ®        Fe(CH3COO)2    +   2Fe(CH3COO)3     +    4H2O
       3Fe3O4    +     8H3PO4        ®        Fe3(PO4)2     +      6FePO4      +    12H2O

                                                         Sắt(II) photphat      Sắt (III) photphat

 

L.2.

HNO3 (kể cả axit nitric đậm đặc lẫn axit nitric loãng), H2SO4 đậm đặc, nóng là các axit có tính oxi hóa mạnh, nên khi cho các oxit sắt trong đó sắt có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe3O4) tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh trên thì sắt (II) oxit, sắt từ oxit bị oxi hóa tạo muối sắt (III), còn các axit có tính oxi hóa mạnh bị khử tạo các khí NO2, NO, SO2 , đồng thời có sự tạo nước (H2O).
Thí dụ:

       3FeO   +     10HNO3 (l)              ®        3Fe(NO3)3    +    NO     +    5H2O
       FeO     +     4HNO3   (đ)             ®         Fe(NO3)3    +    NO2    +    2H2O
       FeO     +     H2SO4 (l)                 ®         FeSO4         +    H2O
       2FeO    +     4H2SO4 (đ, nóng)      ®         Fe2(SO4)3    +    SO2    +    4H2O
       3Fe3O4 +     28HNO3 (l)               ®         9Fe(NO3)3    +    NO     +    14H2O
       Fe3O4   +    10HNO3 (đ)               ®         3Fe(NO3)3    +    NO2    +    5H2O
       Fe3O4   +    4H2SO4 (l)                ®          FeSO4         +    Fe2(SO4)3    +    4H2O
       2Fe3O4  +    10H2SO4 (đ, nóng)     ®         3Fe2(SO4)3   +    SO2    +    10H2O
       Fe2O3    +    6HNO3 (l)                ®          2Fe(NO3)3   +    3H2O
       Fe2O3    +    6HNO3 (đ)               ®          2Fe(NO3)3   +    3H2O
       Fe2O3    +    3H2SO4 (l)               ®          Fe2(SO4)3    +    3H2O
       Fe2O3    +    3H2SO4 (đ, nóng)      ®          Fe2(SO4)3    +    3H2O

 

L.3. Cu2O        +         H2SO4 (l)                          CuSO4       +     Cu     +     H2O
Đồng (I) oxit Axit sunfuric (loãng) Đồng (II) sunfat Đồng Nước


Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử: Cu+ > Cu
Tính oxi hóa:

6. Bazơ + Oxit axit Muối + Nước (Bazơ tan)

Thí dụ:

               2NaOH    +    CO2            ®                    Na2CO3         +       H2O
               2KOH      +    SO2            ®                    K2SO3            +       H2O

                                                                          Bari sunfit                   Nöôùc


               Ba(OH)2    +    SO3                              BaSO4    +     H2O
               3Ca(OH)2  +    P2O5                             Ca3(PO4)2    +    3H2O
               2NaOH     +    SiO2                              Na2SiO3    +    H2O
               2KOH       +    2NO2                             KNO2    +    KNO3    +    H2O  Kali nitrit         Kali nitrat


              2NH4OH    +    CO2                           (NH4)2CO3    +    H2O
             2NH3  +  CO2   +  H2O                (NH4)2CO3 Amoni cacbonat (Carbonat amonium)


2NaOH + CO2
      ®       Na2CO3 + H2O
2KOH +   SO2
      ®       K2SO3 + H2O
Bari sunfit Nước
Ba(OH)2 + SO3
     ®       BaSO4 + H2O
3Ca(OH)2 + P2O5
  ®       Ca3(PO4)2 + 3H2O

2NaOH + SiO2
      ®       Na2SiO3 + H2O
2KOH + 2NO2
       ®       KNO2 + KNO3 + H2O
Kali nitrit Kali nitrat

2NH4OH + CO2
     ®       (NH4)2CO3 + H2O
2NH3 + CO2 + H2O  
®       (NH4)2CO3 Amoni cacbonat (Carbonat amonium)


Lưu ý


L.1. Thường chỉ có các bazơ tan (hiđroxit kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, amoniac) mới tác dụng với oxit axit để tạo muối. Với các bazơ không tan, thường phản ứng này không xảy ra.

Thí dụ: 2NaOH + CO2 Na2CO
3 + H2O
Natri cacbonat, Xôđa (Soda)
Al(OH)3 + CO2
Fe(OH)
3 + SO2

2NH
3 + H2O + SO2 (NH4)2SO3 Amoni sunfit

L.2. NO2 là oxit axit của hai axit (HNO2 và HNO3), nên khi cho NO2 tác dụng với dung dịch bazơ thì thu được hai muối (nitrit, nitrat) và nước.


2NO2 + 2OH- NO2- + NO3- + H2O

Thí dụ:
NO
2 + NaOH NaNO2 + NaNO3

4NO2 + 2Ba(OH)
2 Ba(NO2)2 + Ba(NO3)2+ 2H2O
Nitơ đioxit Bari nitrit Bari nitrat

L.3. Hai oxit axit dạng khí thường gặp nhất là CO2 và SO
2. Khi sục khí CO2 (hay SO2) vào một dung dịch bazơ thì có sự tạo muối trung tính CO32- (hay SO32-) trước. Sau khi tác dụng hết bazơ, mà còn sục tiếp CO2 (hay SO2) vào thì CO2 (hay SO2) sẽ tác dụng tiếp với muối trung tính tương ứng (CO32- hay SO32-) trong nước để tạo muối axit (HCO3- hay HSO3-) sau. Hơn nữa, muối axit chỉ hiện diện khi không còn bazơ. Tất cả các muối cacbonat axit cũng như sunfit axit đều hòa tan được trong nước để tạo dung dịch. Khi đun nóng dung dịch cacbonat axit, cũng như sunfit axit, thì có phản ứng ngược lại, nghĩa là có sự tạo muối trung tính (cacbonat hay sunfit), oxit axit (CO2- hay SO2) và nước.

Nguyên nhân của tính chất hóa học trên là do chức axit thứ nhất mạnh hơn chức axit thứ nhì nên đẩy được chức thứ nhì ra khỏi muối trung tính và khi đun nóng dung dịch thì hỗ trợ cho sự tạo khí bay ra (CO
2, SO2) khiến cho cân bằng hóa học dịch chuyển theo chiều tạo chất khí, nhằm chống lại sự giảm nồng độ của chất khí trong dung dịch.

 

(còn tiếp)

           © http://vietsciences.free.fr  http://vietsciences.net Võ Hồng Thái