Đề cương ôn tập môn Hóa khối 11 – Học kì I - Chương 3: Cacbon – silic

Nội dung text: Đề cương ôn tập môn Hóa khối 11 – Học kì I - Chương 3: Cacbon – silic

1. Trung Tâm GDTX – BDNV Tỉnh Tổ Hóa – Sinh ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HÓA KHỐI 11 – HỌC KÌ I NĂM HỌC: 2021 – 2022 CHƯƠNG 3: CACBON – SILIC A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT I. CACBON 1. Vị trí - Cấu hình electron nguyên tử a. Vị trí - Cacbon ở ô thứ 6, chu kỳ 2, nhóm IVA của bảng tuần hoàn b. Cấu hình electron nguyên tử 1s22s22p2. C có 4 electron lớp ngoài cùng - Các số oxi hóa của C là: -4, 0, +2, +4 2. Tính chất vật lý - C có ba dạng thù hình chính: Kim cương, than chì và fuleren 3. Tính chất hóa học - Trong các dạng tồn tại của C, C vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học. - Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: Tính oxi hóa và tính khử. Tuy nhiên tính khử vẫn là chủ yếu của C. a. Tính khử * Tác dụng với oxi 0 +4 t0 C + O2  C O2 . Ở nhiệt độ cao C lại khử CO2 theo phản ứng 0 +4 +2 t0 C + CO2  2CO * Tác dụng với hợp chất 0 +4 t0 C + 4HNO3  C O2 + 4NO2 + 2H2O b. Tính oxi hóa * Tác dụng với hidro 0 -4 t0 , xt C+ 2H2  C H4 * Tác dụng với kim loại 0 -4 t0 3C+ 4Al  Al4 C3 (nhôm cacbua) II. CACBON MONOXIT 1. Tính chất hóa học - Tính chất hóa học đặc trưng của CO là tính khử +2 +4 t0 2CO + O2  2CO2 +2 +4 t0 3CO + Fe2O3  3CO2 + 2Fe 2. Điều chế a. Trong phòng thí nghiệm H SO (®Æc), t0 HCOOH 2 4  CO + H2O b. Trong công nghiệp: Khí CO được điều chế theo hai phương pháp * Khí than ướt 10500 C C + H2O  CO + H2 * Khí lò gas t0 C + O2  CO2 t0 CO2 + C  2CO III. CACBON ĐIOXIT ĐỀ CƯƠNG HÓA 11_HỌC KÌ I_NĂM HỌC: 2021 – 2022
2. Trung Tâm GDTX – BDNV Tỉnh Tổ Hóa – Sinh 1. Tính chất a. Tính chất vật lý - Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí. - CO2 (rắn) là một khối màu trắng, gọi là “nước đá khô”. Nước đá khô không nóng chãy mà thăng hoa, được dùng tạo môi trường lạnh không có hơi ẩm. b. Tính chất hóa học - Khí CO2 không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất. - CO2 là oxit axit, khi tan trong nước cho axit cacbonic CO2 (k) + H2O (l)  H2CO3 (dd) - Tác dụng với dung dịch kiềm CO2 + NaOH → NaHCO3 CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O Tùy vào tỉ lệ phản ứng mà có thể cho ra các sản phẩm muối khác nhau. 2. Điều chế a. Trong phòng thí nghiệm CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O b. Trong công nghiệp - Khí CO2 được thu hồi từ quá trình đốt cháy hoàn toàn than. IV. AXIT CACBONIC - MUỐI CACBONAT 1. Axit cacbonic - Là axit kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO2 và H2O. - Là axit hai nấc, trong dung dịch phân li hai nấc.  + - H2CO3  H + HCO3 -  + 2- HCO3  H + CO3 2. Muối cacbonat - Muối cacbonat của các kim loại kiềm, amoni và đa số muối hiđrocacbonat đều tan. Muối cacbonat của kim loại khác thì không tan. - Tác dụng với dd axit NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O - + HCO3 + H → CO2↑ + H2O Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O 2- + CO3 + 2H → CO2↑ + H2O - Tác dụng với dd kiềm NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O - - 2- HCO3 + OH → CO3 + H2O - Phản ứng nhiệt phân t0 MgCO3(r)  MgO(r) + CO2(k) t0 2NaHCO3(r)  Na2CO3(r) + CO2(k) + H2O(k) V. SILIC 1. Tính chất vật lý - Silic có hai dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô định hình. 2. Tính chất hóa học - Silic có các số oxi hóa: -4, 0, +2 và +4 (số oxi hóa +2 ít đặc trưng hơn). - Trong các phản ứng hóa học, silic vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử. a. Tính khử 0 +4 0 +4 0 +4 t0 Si+ 2F2  Si F4 ; Si+ O2  SiO2 ; Si+ 2NaOH + H2O  Na 2 SiO3 + 2H2  0 -4 t0 b. Tính oxi hóa: 2Mg +Si  Mg2 Si ĐỀ CƯƠNG HÓA 11_HỌC KÌ I_NĂM HỌC: 2021 – 2022
3. Trung Tâm GDTX – BDNV Tỉnh Tổ Hóa – Sinh 3. Điều chế t0 - Khử SiO2 ở nhiệt độ cao: SiO2 + 2Mg  Si + MgO VI. HỢP CHẤT CỦA SILIC 1. Silic đioxit - SiO2 là chất ở dạng tinh thể. - Tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan dể trong kiềm nóng chãy. t0 SiO2 + 2NaOH  Na2SiO3 + H2O - Tan được trong axit HF SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O - Dựa vào tính chất này, người ta dùng dung dịch HF để khắc chử lên thủy tinh. 2. Axit silixic - H2SiO3 là chất ở dạng keo, không tan trong nước. Khi mất một phần nước tạo thành vật liệu xốp là silicagen. Dùng để hút hơi ẩm trong các thùng đựng hàng hóa. - Axit silixic là axit yếu, yếu hơn cả axit cacbinic nên bị axit này đẩy ra khỏi dung dịch muối. Na2SiO3 + CO2 + H2O → Na2CO3 + H2SiO3↓ 3. Muối silicat - Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 được gọi là thủy tinh lỏng. - Vải tẩm thủy tinh lỏng sẻ khó cháy, ngoài ra thủy tinh lỏng còn được dùng để chế tạo keo dán thủy tinh và sứ. B. BÀI TẬP Các bài tập mẫu có lời giải 1. Dạng bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm Các PTHH của các phản ứng xãy ra CO2 + NaOH→ NaHCO 3 CO2 + 2NaOH→ Na 2CO3 + H2O n OH Đặt T = : Nếu T ≤ 1→ tạo muối duy nhất NaHCO 3 n CO2 Nếu 1 < T < 2→ tạo hỗn hợp hai muối NaHCO 3 và Na2CO3 Nếu T ≥ 2→ tạo muối duy nhất Na 2CO3 Một số lưu ý khi giải bài tập này: - Xác định sản phẩm nào được tạo thành bằng các tính giá trị T. - Nếu tạo thành hỗn hợp hai muối thường ta giải bằng cách lập hệ phương trình. Ví dụ: Dẫn 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch NaOH 1,0M thu được dung dịch A. Tính khối lượng các chất tan trong A. Giải 2,24 n = = 0,1 (mol); n = 0,15*1 = 0,15 (mol) CO2 22,4 NaOH n 0,15 → T = OH = = 1,5 → tạo hỗn hợp hai muối n 0,1 CO2 Đặt n = x; n = y NaHCO3 Na2CO3 CO2 + NaOH→ NaHCO 3 x x x CO2 + 2NaOH→ Na 2CO3 + H2O y 2y y m = 0,05*84 = 4,2 (gam) x + y = 0,1 x = 0,05 NaHCO3 Ta có hệ PT: x + 2y = 0,15 y = 0,05 m = 0,05*106 = 5,3 (gam) Na2CO3 2. Dạng bài tập khử oxit kim loại bằng khí CO Oxit Kl + CO→ Kl + CO 2 ĐỀ CƯƠNG HÓA 11_HỌC KÌ I_NĂM HỌC: 2021 – 2022
4. Trung Tâm GDTX – BDNV Tỉnh Tổ Hóa – Sinh → m m m m oxit KL CO KL CO2 n n n và m m m O(oxit) CO CO2 oxit KL KL O Ví dụ: Dẫn một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng Fe 3O4 và CuO nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 2,32 gam hỗn hợp kim loại. Khí thoát ra khỏi bình được dẫn qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 5 gam kết tủa. Tính tổng khối lượng 2 oxit trong hỗn hợp đầu. Giải 5 * Cách 1: n→ = 0,05 (mol) nO (oxit) = nCO = nCaCO = 0,05 (mol) CaCO3 100 2 3 moxit = mKl + mO = 2,32 + 16*0.05 = 3,12 (gam) 5 * Cách 2: n→Ca CO = 0,05 (mol) n = n = n = n = 0,05 (mol) 3 100 O (oxit) CO2 CO CaCO3 m = m + m - m = 2,32 + 44*0,05 - 28*0,05 = 3,12 (gam) oxit Kl CO2 CO I. BÀI TẬP TỰ LUẬN CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: HOÀN THÀNH PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG Phương pháp giải: - Cần nắm chắc kiến thức về tính chất hoá học, phương pháp điều chế các chất, đặc biệt về các chất thuộc nhóm nitơ như N2, NO, NO2, HNO3, NH3, muối nitrat, muối amoni, H3PO4, muối photphat - Cần nhớ: Mỗi mũi tên trong sơ đồ nhất thiết chỉ biểu diễn bằng một phản ứng. Câu 1. Hoàn thành sơ đồ các phản ứng sau: (1) (2) (3) (4) (5) (6) a.CO2  C  CO  CO2  CaCO3  Ca(HCO3 )2  CO2 . (1) (2) (3) (4) b.Si  Mg2Si  SiH2  SiO2  Si. DẠNG 2: CO2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM Phương pháp giải:  CO2 tác dụng với NaOH và KOH - Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch NaOH, KOH đều xảy ra 3 khả năng tạo muối: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (1) CO2 + NaOH → NaHCO3 (2) n n n T = NaOH (hoặc T =KOH ) Hoặc T =OH n n n CO2 CO2 CO2 o T 2 : chỉ tạo muối Na2CO3 o T 1 : chỉ tạo muối NaHCO3 o 1 < T < 2 : tạo cả muối NaHCO3 và Na2CO3 * Có những bài toán không thể tính f. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối. - Hấp thụ CO2 vào NaOH dư ( KOH dư )chỉ tạo muối trung hòa Na2CO3 (K2CO3) - Hấp thụ CO2 vào NaOH chỉ tạo muối Na2CO3, Sau đó thêm BaCl2 vào thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH)2 dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa  Tạo cả 2 muối Na2CO3 và NaHCO3 - Chất hấp thụ vào bình NaOH tăng: m bình tăng = m dd tăng = m chất hấp thụ ( CO2 + H2O có thể có )  Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải.  CO2 tác dụng với Ca(OH)2 và Ba(OH)2 Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ T: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O (1) Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2 (2) ĐỀ CƯƠNG HÓA 11_HỌC KÌ I_NĂM HỌC: 2021 – 2022
5. Trung Tâm GDTX – BDNV Tỉnh Tổ Hóa – Sinh n T = Ca(OH )2 n CO2 o T 1 : chỉ tạo muối CaCO3 o T 0,5 : chỉ tạo muối Ca(HCO3)2 o 0,5 ĐS: n n = a mol. CaCO3 CO2 Nếu thấy a > b thì => ĐS: n n n = 2b – a CaCO3 OH CO2 - 2- 2. Khối lượng của từng muối thu được (muối HCO3 và muối CO3 ) Cách làm rất đơn giản: n Trước tiên: lấy OH = T, Nếu thấy giá trị 1 < T < 2 n CO2 - 2- Thì sẽ có 2 muối sinh ra (đó là HCO3 và CO3 ) n 2nCO n HCO3 2 OH n 2 n nCO CO3 OH 2 ♣ Dạng 2: Cho V (lít) CO2 (đktc) tác dụng với dung dịch kiềm b mol (NaOH hay Ca(OH)2 hay Ba(OH)2) thu được x mol kết tủa (↓). Yêu cầu. Tính: 1. Thể tích khí CO2. Thường có 2 ĐS. ĐS 1: n n CO2 (min)  ĐS 2: n n n CO2 (max) OH  ♣ Dạng 3: a mol CO2 + Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 b mol kết tủa. Tính Ca(OH)2  2 muối nCO2 n = muối trung hòa CaCO3 nCO2 n Câu 1. Cho 224 ml khí CO2 (đktc) hấp thụ hết trong 100 ml dung dịch KOH 0,2M. Tính khối lượng của muối tạo thành. Câu 2. Dẫn V lít CO2 (đkc) hấp thụ hoàn toàn trong 100 ml dung dịch Ca(OH)2 1M thu được 6 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa này rồi nung nóng dung dịch còn lại thu được kết tủa nữa. Tinh V Câu 3. Nung 13,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị (II) thu được 6,8 gam một chất rắn và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dd NaOH 1M. Tính khối lượng muối khan thu được sau phản ứng. DẠNG 3: CO TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI ĐỀ CƯƠNG HÓA 11_HỌC KÌ I_NĂM HỌC: 2021 – 2022
6. Trung Tâm GDTX – BDNV Tỉnh Tổ Hóa – Sinh Câu 1. Khử hoàn toàn m gam Fe2O3 bằng khí CO dư. Khí thu được dẫn vào dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 30 gam kết tủa. Tính m. Câu 2. Khử hoàn toàn 2,32 gam Fe 3O4 bằng khí CO dư thu được m gam chất rắn. Hòa tan hoàn toàn chất rắn thu được bằng dung dịch axit HNO 3 thu được V lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Tính m và V. II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: “Thủy tinh lỏng’’ là A. silic đioxit nóng chảy. B. dung dịch đặc của Na2SiO3 và K2SiO3. C. dung dịch bão hoà của axit silixic. D. thạch anh nóng chảy. Câu 2: Tính oxi hoá và tính khử của cacbon cùng thể hiện ở phản ứng nào sau đây t0 t0 A. 4Al 3C  Al4C3. B. C 2H2  CH4 . t0 t0 C. CaO 3C  CaC2 CO. D. C CO2  2CO. Câu 3: Khử 32,0 gam Fe2O3 bằng khí CO dư, sản phẩm khí thu được cho vào bình đựng nước vôi trong dư thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là A. 30. B. 50. C. 60. D. 40. Câu 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc)vào dung dịch nước vôi trong có chứa 0,25 mol Ca(OH)2. Sản phẩm muối thu được sau phản ứng gồm: A. CaCO3. B. Ca(HCO3)2. C. CaCO3 và Ca(HCO3)2. D. Ca(OH)2. Câu 5: Cho dãy biến đổi hóa học sau: CaCO3 CaO Ca(OH)2 Ca(HCO3 )2 CaCO3 CO2 Điều nhận định nào sau đây đúng: A. Không có phản ứng oxi hóa - khử. B. Có 3 phản ứng oxi hóa - khử. C. Có 1 phản ứng oxi hóa - khử. D. Có 2 phản ứng oxi hóa - khử. Câu 6: Cặp chất nào sau đây không tồn tại trong cùng một dung dịch: A. NaHCO3 , CaCl2. B. Na 2CO3 , BaCl2. C. NaHCO3 , NaCl. D. NaHCO3 , BaCl2. Câu 7: Để phân biệt CO2 và SO2 có thể dùng dung dịch A. Ca(OH)2. B. Br2. C. NaOH. D. KNO3. Câu 8: Kim cương và than chì là các dạng: A. đồng hình của cacbon. B. đồng phân của cacbon. C. thù hình của cacbon. D. đồng vị của cacbon. Câu 9: Nhận định nào sau đây về muối cacbonat là đúng? Tất cả muối cacbonat đều. A. bị nhiệt phân trừ muối cacbonat của kim loại kiềm. B. tan trong nước. C. bị nhiệt phân tạo ra oxit kim loại và cacbon đioxit. D. không tan trong nước. Câu 10: Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy nhiều chất nên được dùng để dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên, CO2 không dùng để dập tắt đám cháy nào dưới đây? A. đám cháy do khí ga. B. đám cháy do magie hoặc nhôm. C. đám cháy do xăng, dầu. D. đám cháy nhà cửa, quần áo. Câu 11: Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng Trái đất đang ấm dần lên, do các bức xạ có bước sóng dài trong vùng hồng ngoại bị giữ lại, mà không bức xạ ra ngoài vũ trụ. Chất khí nào sau đây là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính? A. H2. B. N2. C. CO2. D. O2. Câu 12: Khí CO2 điều chế trong phòng thí nghiệm thường lẫn khí HCl. Để loại bỏ HCl ra khỏi hổn hợp, ta dùng A. Dung dịch NaOH đặc. B. Dung dịch NaHCO3 bão hòa. C. Dung dịch H2SO4 đặc. D. Dung dịch Na2CO3 bão hòa. ĐỀ CƯƠNG HÓA 11_HỌC KÌ I_NĂM HỌC: 2021 – 2022
7. Trung Tâm GDTX – BDNV Tỉnh Tổ Hóa – Sinh Câu 13: Để phòng nhiễm độc CO, là khí không màu, không mùi, rất độc người ta dùng chất hấp phụ là A. đồng(II) oxit và magie oxit. B. đồng(II) oxit và than hoạt tính. C. đồng(II) oxit và mangan oxit. D. than hoạt tính. Câu 14: Sự hình thành thạch nhũ trong các hang động đá vôi là nhờ phản ứng hoá học nào sau đây? t0 A. Ca(HCO3 )2 CaCO3 CO2 H2O. B. CaCO3  CaO CO2 . C. CaCO3 CO2 H2O Ca(HCO3 )2 . D. Ca(OH)2 Na2CO3 CaCO3  2NaOH. Câu 15: Trong các phản ứng hóa học sau đây, phản ứng nào sai t0 A. SiO2 2C  Si 2CO B. SiO2 4HF SiF4 2H2O t0 C. SiO2 4HCl SiCl4 2H2O D. SiO2 2Mg  Si 2MgO Câu 16: Cho 2,44 gam hỗn hợp NaCO 3 và K2CO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch BaCl 2. Sau phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch nước lọc thu được m gam muối clorua. Giá trị của m A. 6,26 B. 22,6. C. 26,6. D. 2,66. Câu 17: “Nước đá khô’’ không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô rất tiện cho việc bảo quản thực phẩm. Nước đá khô là A. CO2 rắn. B. SO2 rắn. C. H2O rắn. D. CO rắn. Câu 18: Tính khử của C (cacbon) thể hiện ở phản ứng nào sau đây t0 t0 A. C 2H2  CH4 . B. 4Al 3C  Al4C3. t0 t0 C. C CO2  2CO. D. CaO 3C  CaC2 CO. Câu 19: Người ta thường dùng cát (SiO 2) làm khuôn đúc kim loại. Để làm sạch hoàn toàn những hạt cát bám trên bề mặt vật dụng làm bằng kim loại có thể dùng dung dịch nào sau đây? A. Dung dịch HF. B. Dung dịch HCl. C. Dung dịch NaOH loãng. D. Dung dịch H2SO4. Câu 20: Điều nào sau đây không đúng cho phản ứng của CO với khí O2? A. Phản ứng không xảy ra ở đk thường. B. Phản ứng thu nhiệt. C. Phản ứng toả nhiệt. D. Phản ứng kèm theo sự giảm thể tích. Câu 21: Để phòng bị nhiễm độc người ta sử dụng mặt nạ phòng độc chứa những hóa chất nào: A. CuO và MnO2. B. CuO và MgO. C. CuO và CaO. D. Than hoạt tính. Câu 22: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp BaCO3, MgCO3, Al2O3 được rắn X và khí Y. Hòa tan rắn X vào nước thu được kết tủa E và dung dịch Z. Sục khí Y dư vào dung dịch Z thấy xuất hiện kết tủa F. a. Chất rắn X gồm: A. BaO, MgO, Al2O3.B. BaCO 3, MgCO3, Al2O3. C. BaO, MgO, Al. D. Ba, Mg, Al. b. Khí Y là: A. CO.B. CO 2 và O2. C. O2.D. CO 2. c. Kết tủa F là A. BaCO3.B. MgCO 3. C. Al(OH)3.D. BaCO 3 và MgCO3. ĐỀ CƯƠNG HÓA 11_HỌC KÌ I_NĂM HỌC: 2021 – 2022