Title Chuyên đề 13 - Tính chất phi kim-P1.docx ✅

Chuyên Đề: TÍNH CHẤT PHI KIM Phần A: Lí Thuyết I. Tính chất vật lí - Các phi kim hầu hết không có ánh kim. - Phần lớn các phi kim không dẫn điện, có phi kim dẫn điện như than chì, bán dẫn như silicon. - Hầu hết phi kim dẫn nhiệt kém và có nhiệt độ nóng chảy thấp, một số phi kim có nhiệt độ nóng chảy cao như carbon, … - Một số phi kim độc như chlorine, bromine, iodine, ... - Ở điều kiện thường phi kim tồn tại ở cả 3 trạng thái: + Trạng thái rắn: C, P, S, ... + Trạng thái lỏng: Br 2 , ... + Trạng thái khí: Cl 2 , O 2 , N 2 , H 2 , ... - Một số phi kim có tính thù hình như oxygen, phosphorus, carbon, sulfur… Ở điều kiện thường, sulfur là chất rắn, màu vàng, có hai dạng thù hình: dạng tà phương (bền ở nhiệt độ thường) và dạng đơn tà. Sulfur không tan trong nước, tan ít trong alcohol, tan nhiều trong CS 2 , benzene, … II. Tính chất hoá học 1. Tác dụng với kim loại Nhiều phi kim tác dụng với kim loại tạo thành muối Cl 2 (g) + 2Na(s) ot 2NaCl(s) 3Cl 2 (g) + 2Fe(s) ot 2FeCl 3 (s) 3O 2 (g) + 4Al(s) ot 2Al 2 O 3 (s). 2. Tác dụng với oxygen C(s) + O 2 (g) ot CO 2 (g) S(s) + O 2 (g) ot SO 2 (g) N 2 (g) + O 2 (g) ˆˆˆˆˆˆˆ†‡ˆˆˆˆˆˆˆo3000C hoaëctialöûañieän 2NO(g) 3. Tác dụng với hydrogen - Chlorine tác dụng với hydrogen H 2 (g) + Cl 2 (g) ot H 2 O(l) - Oxygen tác dụng với hydrogen O 2 (g) + 2H 2 (g) ot 2H 2 O(l) - Nitrogen tác dụng với hydrogen N 2 (g) + 3H 2 (g) oxt, t, pˆˆˆˆ† ‡ˆˆˆˆ 2NH 3 (g)
4. Tác dụng với các hợp chất S + 2H 2 SO 4 (đặc) ot 3SO 2 + 2H 2 O C + 2H 2 SO 4 (đặc) ot CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O F 2 + H 2 O → HF + O 2 Cl 2 + 2KBr → 2KCl + Br 2 . Br 2 + 2NaI → 2NaBr + I 2 . Cl 2 + 2H 2 O + SO 2 → 2HCl + H 2 SO 4 . 2NO + O 2 → 2NO 2 * Chú ý: Mức độ hoạt động hóa học mạnh hay yếu của phi kim được căn cứ vào khả năng và mức độ phản ứng của phi kim đó với kim loại và hydrogen. Fluorine, oxygen, chlorine là những phi kim hoạt động mạnh, fluorine là phi kim mạnh nhất. Sulfur, phosphorus, carbon, silicon là những phi kim hoạt động yếu hơn. Nhóm Halogen thì khả năng hoạt động: F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2 . Phần B: Bài Tập Được Phân Dạng Trước khi làm bài tập các kiến thức cần biết để làm việc cho hiệu quả: - Nắm được tính chất vật lý cũng như hóa học của từng phi kim và hợp chất của chúng. Đặc biệt ứng của phi kim và hợp chất của chúng trong đời sống hằng ngày như: + fluorine là dưới dạng dẫn xuất như teflon là chất dẻo chịu được tác dụng của acid, kiềm (base) và các hóa chất (bề mặt chảo chống dính). Cryolite dùng trong sản xuất nhôm. Hay dung dịch NaF loãng dùng làm thuốc chống sâu răng. … + Chlorine làm sát trùng nước trong hệ thống cung cấp nước sạch … + Iodine còn có trong tuyến giáp của người, tuy với lượng rất nhỏ nhưng có vai trò quan trọng, thiếu iodine có thể gây ra bệnh bướu cổ, thiểu năng trí tuệ. Dung dịch iodine 5% trong ethyl alcohol (cồn Iốt) + Nitrogen trong môi trường trơ để bảo quản thực phẩm như gói bánh snack. Trong y tế, nitrogen lỏng dùng để bảo quản máu, tế bào, dịch cơ thể, trứng,… + Ammonia lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh. … - Các dạng tính toán liên quan tới từng dạng ở đơn chất cũng như hợp chất, vì mỗi phi kim có một tính chất riêng nên nó rất đa dạng như: + Bài toán khử dùng H 2 , CO … dùng điều chế kim loại sau Al. + Bài toán oxi hóa kim loại. + Cho than tác dụng với hơi nước, các dạng hợp chất của carbon với base … - Nắm được các phương pháp chung để giải các dạng toán như bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, phương pháp đường chéo, … Ví dụ 1: (Trích đề TS lớp 10 chuyên Hà Tĩnh năm 2022 - 2023) Hãy giải thích và viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có):
a. Không dùng bếp than để sưởi và ủ bếp trong phòng kín. b. Không thể dùng khí CO 2 để dập tắt đám cháy kim loại Mg. Hướng dẫn giải a. Khi đốt than trong phòng kín thì than cháy trong điều kiện thiếu oxygen, tạo ra khí carbon monoxide (CO). C + O 2 0t CO 2 CO 2 + C 0t 2CO Khí CO là khí độc, kết hợp hemoglobin trong máu ngăn cản máu tiếp nhận oxygen gây đau đầu, buồn nôn, khó thở, hôn mê hoặc tử vong. b. Vì Mg là kim loại có tính khử mạnh. Khi dùng CO 2 chữa đám cháy kim loại mạnh (như Mg) thì Mg chiếm oxygen của CO 2 tạo ra các sản phẩm dễ cháy làm cho đám cháy càng mạnh hơn. CO 2 + 2Mg 0t 2MgO + C C + O 2 0t CO 2 Ví dụ 2: (Trích đề TS lớp 10 Hà Nội năm 2022 - 2023) Các loại bim bim (snack) là món yêu thích của nhiều người, nhất là các bạn trẻ. Trong các gói bim bim, lượng bim bim thường chỉ chiếm một nửa thể tích, phần còn lại là khí nitrogen. Tại sao người ta không bơm không khí mà lại bơm khí nitrogen vào các gói bim bim? Hướng dẫn giải Nhà sản xuất chọn khí nitrogen để bơm vào gói bim bim là vì: + Khí nitrogen không phản ứng với các chất xung quanh, không hỗ trợ sự cháy nên giữ được lớp dầu ăn của thực phẩm. Khí nitrogen không màu, không mùi nên giữ nguyên được màu, mùi vị của miếng bim bim, giúp bim bim luôn giòn ngon và không bị ỉu. + Nếu bơm không khí thì dưới tác dụng của oxygen và hơi nước sẽ làm cho bim bim dễ bị ỉu, mau hỏng và mất đi hương vị của chúng. Ví dụ 3: (Trích đề TS lớp 10 chuyên Lê Quý Đôn (BR-VT) năm 2022 - 2023) Từ dung dịch HCl; KMnO 4 ; Fe và Al 4 C 3 , các điều kiện cần thiết có đủ, viết phương trình phản ứng điều chế các chất khí sau: Cl 2 ; H 2 ; O 2 và CH 4 . Hướng dẫn giải Điều chế Cl 2 : 2KMnO 4 + 16HCl đặc  2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O + 5Cl 2  Điều chế H 2 : Fe + 2HCl  FeCl 2 + H 2  Điều chế O 2 : 2KMnO 4 0t K 2 MnO 4 +MnO 2 + O 2  Điều chế CH 4 : Al 4 C 3 + 12H 2 O  4Al(OH) 3  + 3CH 4  Ví dụ 4: (Trích đề TS lớp 10 Ninh Bình năm 2022 - 2023) Cho các khí bị lẫn hơi nước dựng trong các bình riêng biệt: Cl 2 , SO 2 , O 2 , H 2 S.
a. Dùng CaO rắn, khan làm khô được khí nào và không làm khô được khí nào? Viết phương trình giải thích. b. Dùng H 2 SO 4 đặc làm khó được khi nào và không làm khô được khi nào? Viết phương trình giải thích. Hướng dẫn giải Nguyên tắc dùng chất làm khô khí: Chất làm khô hút ẩm, không tác dụng trực tiếp hoặc gián tiếp với chất chính, không tham gia các phản ứng sinh khí khác… a) CaO làm khô được khí O 2 , không làm khô được các khí Cl 2 , SO 2 , H 2 S vì xảy ra phản ứng sau: CaO + H 2 O (trong khí ẩm)  Ca(OH) 2 - Với khí Cl 2 : 2Cl 2 + Ca(OH) 2  CaCl 2 + Ca(OCl) 2 + H 2 O - Với khí SO 2 : SO 2 + Ca(OH) 2  CaCO 3 + H 2 O - Với khí H 2 S: H 2 S + Ca(OH) 2  CaS + 2H 2 O b) Dùng H 2 SO 4 đặc làm khô được Cl 2 , O 2 , Cl 2 ; không làm khô được khí H 2 S vì H 2 SO 4 đặc phản ứng với chất cần làm khô và còn sinh khí phụ SO 2 : 3H 2 SO 4 đặc + H 2 S  4H 2 O + 4SO 2 Ví dụ 5: (Trích đề TS lớp 10 chuyên Sơn La năm 2022 - 2023) Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam hỗn hợp X gồm carbon và lưu huỳnh (sulfur) thu được hỗn hợp khí Y gồm CO 2 và SO 2 . Hấp thụ hoàn toàn Y vào 400 mL dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch Z chứa 33,5 gam chất tan. Tính phần trăm khối lượng các chất trong X. Hướng dẫn giải Tính số mol NaOHn 0,4mol Nếu chỉ tạo muối acid  muối 0,4.84= 33,6 gam < m 1 < 0,4.104 = 41,6 gam Nếu vừa đủ tạo muối trung hòa  muối có khối lượng 0,2.106=21,2 gam < m 2 < 0,2.126 = 25,2 gam Theo đề m 2 < m muối = 33,5 gam < m 1  phản ứng tạo 2 loại muối. XO 2 + 2NaOH  Na 2 XO 3 + H 2 O a  2a a (mol) XO 2 + NaOH  NaHXO 3 b  b b (mol)