Khoá luận tốt nghiệp
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HOÁ HỌC
======☼♦♦♦☼======

TRẦN THỊ VÂN ANH

THIẾT LẬP SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG TRONG
HOÁ HỌC VÔ CƠ PHẦN CÁC
NGUYÊN TỐ PHI KIM VÀ ỨNG
DỤNG TRONG GIẢNG DẠY HOÁ HỌC
PHỔ THÔNG

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hoá vô cơ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
NGUYỄN VĂN QUANG

HÀ NỘI – 2010

Trần Thị Vân Anh – K32B – Khoa Hoá

1


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HOÁ HỌC
======☼♦♦♦☼======

TRẦN THỊ VÂN ANH


Hà Nội, ngày 5 tháng 5 năm 2010
Sinh viên
Trần Thị Vân Anh


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan khoá luận này là kết quả nghiên cứu của bản thân tôi.
Những kết quả thu đƣợc là hoàn chân thực và chƣa có một đề án nghiên cứu
nào. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Sinh viên
Trần Thị Vân Anh


MỤC LỤC
Trang
MỞĐẦU…………………………………………………………….………...1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN………………………………….…………… 2
1.1. Tính chất hoá học của halogen……………...……...……………...2
1.2. Tính chất hoá học của oxi – lƣu huỳnh……………….…………..7
1.3. Tính chất hoá học của nitơ – photpho…………………................14
1.4. Vị trí các kiến thức về nhóm Halogen, Oxi- Lƣu huỳnh, NitơPhotpho trong chƣơng trình hoá học phổ thông……………………….…….21
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN
CỨU………...22
2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu……………………………...……….…22
2.2. Mục đích nghiên cứu……………………………………..……....23
2.3. Đối tƣợng nghiên cứu………………………………………….…23
2.4. Nhiệm vụ nghiên cứu…………………………..…...…………....23
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…….………...24
3.1. Sơ đồ hoá phản ứng của nhóm

CB: cơ bản
TN: tự nhiên
đ.n: đặc nóng


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hoá học là môn khoa học nghiên cứu về chất, sự biến đổi của chất. Nó
vừa có tính lý thuyết, vừa có tính thực nghiệm và đƣợc ứng dụng rộng rãi
trong đời sống, sản xuất. Hai mảng lý thuyết chủ đạo của hoá học là Vô cơ và
Hữu cơ. Mỗi mảng đi nghiên cứu sâu về một vấn đề nhất định. Tuy nhiên, hai
mảng này lại không tách rời mà luôn có sự liên quan thống nhất với nhau. Vì
vậy, các lý thuyết hoá học nói chung và cả lý thuyết vô cơ nói riêng đều có sự
móc xích liên quan lẫn nhau, muốn tiếp thu kiến thức mới phải dựa trên nền
tảng kiến thức đã biết. Vì vậy, việc ôn tập, củng cố và khắc sâu kiến thức cho
học sinh là một trong những nhiệm vụ rất quan trọng của ngƣời giáo viên. Là
một giáo viên tƣơng lai, tôi cần phải làm nhƣ thế nào?
Có rất nhiều phƣơng pháp khác nhau giúp cho việc ôn tập và củng cố
kiến thức cho học sinh. Trong đó, việc sử dụng “Sơ đồ phản ứng” là công cụ
đơn giản và hữu hiệu giúp cho ngƣời học củng cố, ôn tập và kiểm tra kiến
thức đã tiếp thu.
Với lý do trên tôi đã chọn đề tài:
“Thiết lập sơ đồ phản ứng trong hoá học vô cơ phần các nguyên tố
phi kim và ứng dụng trong giảng dạy hoá học phổ thông”.
Với đề tài này, tôi hy vọng sẽ góp phần nâng cao việc giảng dạy lý
thuyết hoá vô cơ, giúp cho học sinh có nền tảng kiến thức hoá học vững chắc
và rèn kỹ năng viết phƣơng trình hoá học của phản ứng.
2. Nội dung nghiên cứu
Thiết lập sơ đồ phản ứng cho nhóm Halogen, Oxi – Lƣu huỳnh, Nitơ –
Photpho.

2HX




Khả năng phản ứng giảm dần từ F đến I.
H 2  F2 
H2 Br

2

H 2  Cl2 a
H2  I
s


o

2HBr
3


50


C


800o C



H2O   HX  HXO


 Tác dụng với dung dịch kiềm

X2
3X2

+ 2NaOH lạnh, nguội NaX
+ NaXO +H2O

3
2
2
2
+ 6NaOH to  5NaX +
NaXO
+
3H O (X: Cl ; Br )


3I2

+ 6NaOH  5NaI +
NaIO3
+
3H2O

 Tác dụng với muối của các halogen khác


CnH2n+1X +

1.1.3. Tính khử của các Halogen
F2: không thể hiện tính khử.
Cl2, Br2, I2: có tính khử nhƣng tính khử tăng dần từ clo
đến iot. 5Cl2 + Br2

+

6H2O



2HBrO3

+ 10HCl
Iot còn có khả năng tạo ra những hợp chất trong đó Iot ở dạng cation.
I2

+

AgNO3

AgI +


INO3 (Kém bền) 3INO3






Điều chế Br2, I2: Cl2 vừa đủ + 2NaBr 
2NaCl
+
Br2
Cl2 vừa đủ + 2NaI

 2NaCl
+ I2
1.1.5. Một số hợp chất của Halogen
1.1.5.1. Hiđrohalogenua và axit Halogenhiđric (HX)
- Khí hiđrohalogenua (HX) khô không có tính axit
- Khí hiđrohologenua tan vào trong nƣớc tạo thành dung dịch có tính
axit và đƣợc gọi là axit halogenhiđric
HX + H2O

+
  H3O + X

Tính axit tăng theo dãy axit:


HF




- Tác dụng với kim loại đứng trƣớc Hiđro trong dãy hoạt động hóa

học Fe +

2HCl



FeCl2 +

H2 
-

Tác dụng với muối tạo ra muối mới và axit mới

CaCO3 + 2HCl 
CO2  +
H2O
Ngoài ra SiO2 + 4HF
2H2O

CaCl2

+

 SiF4 +


Nếu HF dƣ SiF4 + 2HF


4I2

SO2

+

H2S

Điều chế
-

250
C
Điều chế HF: CaF2 + H2SO4đ 

4

o 
Điều chế HCl
CaSO + 2HF 

+ Phƣơng pháp sunfat
NaClr + H2SO4đ
2NaClr + H2SO4đ



 250o C  NaHSO
HCl 

H3PO3 +
Axit Hipohalogenơ (HXO)

1.1.5.2.


Axit HFO
-

-



3HX

Ở nhiệt độ thƣờng:
2HF

2HFO 
+
O2

Tác dụng với nƣớc: HFO + H2O 
HF
+ H2O2

Các axit HXO (X: Cl, Br, I) chỉ tồn tại trong dung dịch

loãng, dễ bị phân huỷ:
+

-

ClO phân huỷ nhanh ở 75 C

-

0

Ở nhiệt độ thƣờng: Cl2 + 2KOH 
KCl
+
KClO
+ H 2O


Khi đun nóng:

3Cl2 + 6KOH



t

 o 5KCl +
KClO
+ 3H2 O

3

o


phân huỷ một phần:

4HClO2

2ClO2 + HClO3 + HCl + H2O
Axit clorơ có độ axit trung bình, có hằng số phân ly là K  10


2

Muối Clorit bền hơn axit clorơ
NaClO2 đƣợc điều chế: 2ClO2 + Na2O2

2NaClO2 +

O2 Khi đun

3NaClO2 

nóng:

NaCl

+ 2NaClO3

Điều chế: Ba(ClO2)2 + H2SO4 
2HClO2
+ BaSO4 
Huyền phù



Ba(ClO3)2 + H2SO4 
+ BaSO4 ¯

2HClO3

Riêng HIO3: 3I2 + 10HNO3

6HIO3 + 10NO
+ 2H2O
Muối halogenat bền hơn axit tƣơng ứng trong môi trƣờng trung tính,



nhƣng muối halogenat có tính oxi hoá yếu hơn axit
Các muối halogenat đều không bền với nhiệt dễ bị phân huỷ tạo oxi
2KClO3



400 2 C
 
o
2KCl

2NH4ClO3

1.1.5.5.


+ 4H2O



1.2. Tính chất hoá học của Oxi – Lƣu huỳnh
16

1.2.1. Tính chất hoá học của Oxi ( 8 O )
Oxi là nguyên tố phi kim hoạt động, có tính oxi hoá mạnh.
 Tác dụng với kim loại: Oxi phản ứng với hầu hết các kim loại (trừ Au,
Pt...)

to

4Na + O2 2Na2O

 Tác dụng với phi kim
to

4P + 5 O2 2P2O5
 Tác dụng với hợp chất
2H2S + 3O2

to

4NH3 + 5O2


1.2.2. Điều chế Oxi


Đi từ không khí: Chƣng cất phân đoạn không khí lỏng thu đƣợc khí
o

Oxi ở -183 C
2H2O ¾ ¾ ¾®p¾ ¾¾®2H  + O
H SO hoÆc NaOH
2
2

1.2.3. Các hợp chất của Oxi
-

Đi từ nƣớc:

2

4

 Ozon (O3)
-

Tính chất hoá học

Ozon là một chất có tính oxi hoá mạnh, mạnh hơn Oxi.
+ Ozon oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ
Au, Pt) 2Ag +

O3



 2O3
U

V

Tính chất hoá học

H2O là hợp chất có khả năng phản ứng kết hợp với nhiều oxit của các
nguyên tố và với các muối, tƣơng tác đƣợc với nhiều nguyên tố.


Nƣớc vừa có tính oxi hoá vừa có tính
khử. 2Na

+

2H2O


+ H2 

2NaOH


0

Bột Mg và Al đang cháy sẽ tiếp tục cháy trong hơi nƣớc ở 100 C, các
o

kim loại nhƣ Fe, Zn, Ni,... phản ứng thuận nghịch với nƣớc ở t cao

H2O2

- H2O2 vừa có tính oxi hoá vừa có tính
khử. H2O2

+

KNO2

 H2O
+ KNO3
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4
 2MnSO4+ 5O2 +K2SO4 +8H2O
- Điều chế
Trong công nghiệp: H2O2 đƣợc điều chế bằng phƣơng pháp điện phân
và phƣơng pháp antraquinol.
Trong phòng thí nghiệm:
H2SO4 + BaO2
H2 O2



1.2.4. Tính chất hoá học của Lƣu huỳnh

BaSO4  +


Lƣu huỳnh là một nguyên tố tƣơng đối hoạt động, đặc biệt là khi đun
nóng.
 Lƣu huỳnh thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với H2 và kim loại.




Hg


 Lƣu huỳnh thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hoá
-

Với những nguyên tố phi kim hoạt động nhƣ clo, flo, oxi,...
S

o

+ O

o

o

t
2

4

H = -297 KJ



 S

SO

n

2

+ S


2

S2O3

3

1.2.5. Sản xuất Lƣu huỳnh
 Khai thác lƣu huỳnh: trong lòng đất.
 Sản xuất lƣu huỳnh từ hợp chất
-

Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí
to

2H2S + O2 
Dùng H2S khử SO2:

2H2S +
SO2

2S


H2S + H2O    H O  + HS 
 
3


2
HS + H O  
HO + S
K
 
2
3
- Tính khử mạnh

K1 = 10

-7

= 10-14
2