Table of Contents
Kim loại và phi kim là hai loại đơn chất cực kỳ quan trọng và phổ biến trong chương trình hóa học trung học. Trái ngược với kim loại là những nguyên tố cho e, phi kim là những nguyên tố hóa học nhận e khi tham gia phản ứng hóa học nên nó thường mang điện tích âm trong hợp chất.
Ở điều kiện thường, phi kim tồn tại ở cả 3 trạng thái: rắn [I2, S, P, ...]; lỏng [chỉ có Br2]; khí [O2, Cl2, H2, N2,...].
Hầu hết các nguyên tố phi kim không có ánh kim, dẫn nhiệt kém, nhiệt độ nóng chảy thấp. Phần lớn các phi kim không dẫn điện; một số thì có sự biến tính, ví dụ như cacbon: dạng thù hình than chì có thể dẫn điện, còn dạng thù hình kim cương thì không dẫn điện.
Phân loại các nguyên tố phi kim
Phi kim gồm có các loại sau:
Khí hiếm: Heli, Neon, Argon, Krypton,Xenon, Radon, Oganesson
Halogen: Flo, Clo, Brom, Iot, Astatin
Á kim: boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] và polonium [Po]
Các phi kim còn lại: ôxy, lưu huỳnh, selen, nitơ, phốtpho, cacbon, hiđrô
Tính chất hóa học của phi kim
1. Tác dụng với kim loại
Phi kim tác dụng với kim loại tạo muối hoặc oxit
2Na + Cl2 → 2NaCl [Natri clorua]
Fe + S → FeS [Sắt [II] sunfua]
2Na + H2 → 2NaH [Natri hidrua]
2Cu + O2 → 2CuO [Đồng II oxit]
3Fe +2O2 → Fe3O4 [Sắt [II] [III] oxit]
2. Tác dụng với hiđro:
Các phi kim tác dụng với hidro đa số đều tạo thành hợp chất khí, có thể hòa tan trong nước tạo thành axit.
H2 + Cl2 → 2HCl
H2 + S → H2S
H2 + Br2 → 2HBr
2H2 + O2 → 2H2O
3. Tác dụng với oxi:
Một số phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit
S + O2 → SO2
C + O2 → CO2
4P + 5O2 → 2P2O5
4. Một số tính chất riêng của phi kim
Một số phi kim tác dụng với dung dịch axit sunfuric, axit nitric đặc nóng
S + 2H2SO4 → 3SO2↑ + 2H2O
C + 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + CO2
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
Phi kim halogen tác dụng với NaOH
Tùy vào độ mạnh yếu của phi kim halogen mà tạo ra những sản phẩm khác nhau ở những điều kiện khác nhau:
F> Cl > Br > I
Flo phản ứng với NaOH loãng nồng độ 2% lạnh:
2F2 + 2NaOH → OF2 + 2NaF + H2O
Cl2 + 2NaOH → H2O + NaCl + NaClO
3Cl2 + 6NaOH 3H2O + 5NaCl + NaClO3
Br2 + 2NaOH đậm đặc, lạnh → H2O + NaBrO + NaBr
3Br2 + 6NaOH đậm đặc, nóng → 3H2O + NaBrO3 + 5NaBr
I2 + 2NaOHđậm đặc, lạnh → H2O + NaI + NaIO
5. Mức độ hoạt động hóa học của phi kim:
Mức độ hoạt động hóa học của phi kim thường được xét dựa vào khả năng và mức độ phản ứng của phi kim đó với kim loại và hiđro.
Flo, oxi, clo là những phi kim hoạt động mạnh [flo là phi kim hoạt động mạnh nhất vì có độ âm điện cao nhất: 3,98].
Lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic là những phi kim hoạt động yếu hơn
Bài tập về phi kim
Bài 1:
Nung hỗn hợp gồm 5,6g sắt và 1,6g lưu huỳnh trong môi trường không có không khí thu được hỗn hợp chất rắn A. Cho dung dịch HCl 1M phản ứng vừa đủ với A thu được hỗn hợp khí B.
Viết các phương trình hóa học và tính thể tích dung dịch HCl 1M đã tham gia phản ứng.
Hướng dẫn giải:
= 0,1 mol; = 0,05 mol
Phương trình phản ứng:
Fe + S → FeS [1]
Theo phương trình: = = 0,05 mol ⇒ = 0,1 – 0,05 = 0,05 mol
= = 0,05 mol
Nên hỗn hợp chất rắn A có Fe dư và FeS
Dựa vào phương trình phản ứng [2] và [3], ta có:
= 2. + 2. = 2. 0,05 + 2. 0,05 = 0,2 mol
= 0,2 /1 = 0,2 lít.
Bài 2
Đốt bột 13g Zn trong không khí, sau khi kết thúc phản ứng, người ta cho vào hỗn hợp một lượng dư dung dịch HCl thì thấy có khí 3,36l thoát ra [đktc]. Tính hiệu suất đốt
Dựa vào phương trình [1][ 2][ 3] ta thấy số mol hidro thoát ra bằng số mol kẽm không phản ứng cháy. Vậy hiệu suất cháy:
Bài 3
Cho dung dịch chứa 0,4 mol HCl tác dụng với dư thu được khí clo. Khí clo tạo ra phản ứng hết với Al
Tính khối lượng thu được
= 0,1 mol => = 0,2/3 mol
=> Khối lượng = 0,2x133,5/3 = 8,9 gam
Bài 4
Một hỗn hợp gồm và có thể tích 4,48 lít [đktc] khi cho sục vào dung dịch NaOH dư. Tính khối lượng tạo ra. Biết trong hỗn hợp đầu, thể tích và bằng nhau
Do NaOH dư, nên chỉ có phản ứng:
= = 0,1 mol
=> = 0,1 mol
Khối lượng = 106 x 0,1 = 10,6 gam
Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về tính chất hóa học của phi kim, hi vọng những kiến thức này giúp ích được bạn trong việc học. Các bạn nên làm các đề bài mình ra trước khi xem đáp án để đạt hiệu quả tốt nhất.
Câu hỏi:Nêu tính chất hoá học, tính chất vật lý của oxi. Bài tập về oxi
Lời giải:
Oxi là nguyên tố hóa học phổ biến nhất [chiếm 49,4% khối lượng vỏ Trái Đất]. Oxi có vai trò quan trọng giúp duy trì sự sống của động vật và thực vật. Ở dạng đơn chất, khí oxi có nhiều trong không khí. Ở dạng hợp chất, nguyên tố oxi có trong nước, đường, quặng, đất đá, cơ thể người, động vật và thực vật…
- Sơ lược nguyên tố Oxi
-Ký hiệu hóa học của nguyên tố oxi là O.
-Công thức hóa học của đơn chất [khí] oxi là O2
-Nguyên tử khối: 16.
-Phân tử khối: 32.
1. Tính chất vật lý.
-Khí oxi là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước.
-Oxi có khối lượng phân tử là 32 nên nặng hơn không khí.
-Oxi khi bị hóa lỏng ở nhiệt độ −1380có màu xanh nhạt và có thể bị hút bởi nam châm.
2. Tính chất hóa học của oxi
a. Tác dụng với kim loại
Oxi có thể tác dụng với khá nhiều kim loại dưới tác dụng của nhiệt độ để tạo ra các oxit [trừ một số kim loại nhưbạc [Ag] vàng [Au] hay bạch kim [Pt]].
- Ví dụ: Đốt cháy sắt trong bình oxi, dây sắtcháy sáng như pháo hoa, sau khi cháy xuất hiện oxit màu nâu đỏ
PTHH:3Fe + 2O2 →t0 Fe3O4
b. Tác dụng với phi kim
Oxi tác dụng với khá nhiều phi kim trong tự nhiên và với những điều kiện khác nhau, chỉ trừ nhómhalogen [Flo, Clo, Brom và Atatin] là oxi không phản ứng và sản phẩm tạo thành là các oxit axit.
Ví dụ:Đưa muôi sắt có chứa bột lưu huỳnh vào ngọn lửa đèn cồn. Sau đó đưa lưu huỳnh đang cháy vào lọ thuỷ tinh có chứa khí oxi. Lưu huỳnh cháy trong khí oxi mãnh liệt hơn cháy trong không khí, cho ngọn lửa màu xanh
PTHH :S+O2 →t0 SO2
c. Tác dụng với một số hợp chất
Oxi còn có thể tác dụng với các chất có tính khử hoặc các hợp chất hữu cơ để tạo thành những hợp chất mới.
Ví dụ:Khí metan có trong khí bùn ao, phản ứng cháy của metan trong không khí tạo thành khí cacbonic, nước, đồng thời toả nhiều nhiệt.
PTHH: CH4 + 2O2 →t0 CO2 + 2H2O
3. Vai trò và ứng dụng của oxi
- Oxi có khả năng kết hợp với Hemoglobin trong máu, nhờ thế nó có thể đi nuôi cơ thể người và động vật. Oxi oxi hoá các chất thực phẩm ở trong cơ thể tạo ra năng lượng cho cơ thể hoạt động.
-Oxi còn tham gia vào hoạt động hô hấp và việc phân hủy trong tự nhiên. Trong không khí, oxi là sản phẩm của quá trình quang hợp
-Ngoài ra, oxi còn được dùng trong y tế để làm chất duy trì hô hấp. Oxi được dùng trong các bình lặn của thợ lặn, hay sử dụng làm ống thở cho phi công trong những trường hợp không khí loãng… Đặc biệt, oxi cũng được dùng nhiều trong công nghiệp luyện kim, công nghiệp sản xuất thép hay sản xuất rượu.
4. Bài tập vận dụng
Câu 1. Nhận xét nào sau đây đúng về oxi
A. Oxi là chất khí tan vô hạn trong nước và nặng hơn không khí.
B. Oxi là chất khí ít tan trong nước và nặng hơn không khí.
C. Oxi là chất khí không duy trì sự cháy, hô hấp.
D. Oxi là chất khí không tan trong nước và nặng hơn không khí.
Câu 2. Oxi có thể tác dụng được với tất cả các chất nào sau đây.
A. Ca, CO2, SO2
B. K, P, Cl2
C. Ba, CH4, S
D. Au, Ca, C
Câu 3 : Nung nóng kali clorat KClO3 thu được 3,36 lít khí oxi trong điều kiện tiêu chuẩn, thực hiện các yêu cầu sau:
a. Viết phương trình phản ứng cháy dựa vào tính chất hóa học của oxi đã học
b. Tính khối lượng KClO3cần dùng.
Câu 4. Đốt cháy 12,4 [g] [P] trong bình chứa khí oxi.
a. Viết phương trình hóa học xảy ra cho phản ứng đốt cháy trên.
b. Tính thể tích khí oxi ở điều kiện tiêu chuẩn cần dùng để đốt cháy hết lượng [P] trên.
Hướng dẫn giải bài tập:
Câu 1: B
Câu 2: C
Câu 3:
a] Viết phương trình phản ứng: 2KClO3 →t0 2KCl +3O2
b] Tính khối lượng:
2KClO3 →t0 2KCl +3O2
2 mol 3 mol
x mol 0,15 mol
Khối lượng của KClO3 cần dùng là: m = n.M =0,1x122.5 = 12.25 [g]
Câu 4:
a] Phương trình phản ứng: 4P + 5O2 →t0 2P2O5
b] Số mol Photpho [P] tham gia phản ứng:
4P + 5O2 →t0 2P2O5
4 mol 5 mol 2 mol
0.4 mol ---> 0.5 mol
Thể tích khí Oxi cần dùng để đốt hết lượng Photpho mà đầu bài cho là:
V[O2] = 0.5 x 22.4 = 11,2 [lít]