Chuyên đề hóa vô cơ lớp 12: PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN, PHẢN ỨNG ĐIỆN PHÂN, PHẢN ỨNG NHIỆT LUYỆN

LÍ THUYẾT

1. Nhiệt phân muối nitrat

- Tất cả các muối nitrat đều bị nhiệt phân tạo sản phẩm X + O₂

a. Nhiệt phân muối nitrat của kim loại K, Ba,Ca, Na…( kim loại tan) thì sản phẩm X là muối nitrit ( NO₂^-)

            VD: 2NaNO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2NaNO₂ + O₂

                        2KNO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2KNO₂ + O₂

b. Nhiệt phân muối nitrat của kim loại Mg → Cu thì sản phẩm X là oxit + NO₂

            VD: 2Cu(NO₃)₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2CuO + 4NO₂ + O₂

                        2Fe(NO₃)₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$Fe₂O₃ + 6NO₂ + $\frac{3}{2}$O₂

Lưu ý: nhiệt phân muối Fe(NO₃)₂ thu được Fe₂O₃ ( không tạo ra FeO )

            2Fe(NO₃)₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Fe₂O₃ + 4NO₂ + ½ O₂

c. Nhiệt phân muối nitrat của kim loại sau Cu thì sản phẩm X là KL + NO₂

                VD: 2AgNO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2Ag + 2NO₂ + O₂

2. Nhiệt phân muối cacbonat ( CO₃^2- )

- Muối cacbonat của kim loại kiềm không bị phân hủy như Na₂CO₃, K₂CO₃

- Muối cacbonat của kim loại khác trước Cu bị nhiệt phân thành oxit + CO₂

            VD: CaCO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CaO + CO₂

            MgCO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ MgO + CO₂

- Muối cacbonat của kim loại sau Cu bị nhiệt phân thành KL + O₂ +  CO₂

            VD: Ag₂CO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$2Ag + ½ O₂ + CO₂

- Muối (NH₄)₂CO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2NH₃ + CO₂ + H₂O

3. Nhiệt phân muối hidrocacbonat ( HCO₃^-)

- Tất cả các muối hidrocacbonat đều bị nhiệt phân.

- Khi đun nóng dung dịch muối hidrocacbonat:

Hidrocacbonat $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Cacbonat trung hòa + CO₂ + H₂O

            VD: 2NaHCO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Na₂CO₃ + CO₂  + H₂O

            Ca(HCO₃)₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

- Nếu nhiệt phân hoàn toàn muối hidrocacbonat

            + Muối hidrocacbonat của kim loại kiềm $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$Cacbonat trung hòa + CO₂ + H₂O

                                    VD: 2NaHCO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Na₂CO₃ + CO₂  + H₂O

            + Muối hidrocacbonat của kim loại khác $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Oxit kim loại + CO₂ + H₂O

                        VD: Ca(HCO₃)₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}},ho\text{ }\!\!\grave{\mathrm{a}}\!\!\text{ n}toan}$CaO + 2CO₂ + H₂O

3. Nhiệt phân muối amoni

- Muối amoni của gốc axit không có tính oxi hóa $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Axit + NH₃

            VD:     NH₄Cl $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ NH₃ + HCl

                        (NH₄)₂CO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2NH₃ + H₂O + CO₂

- Muối amoni của gốc axit có tính oxi hóa $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ N₂ hoặc N₂O  + H₂O

            VD:     NH₄NO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ N₂O + 2H₂O

                        NH₄NO₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ N₂ + 2H₂O

                        (NH₄)₂Cr₂O₇ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Cr₂O₃ + N₂ + 2H₂O

4. Nhiệt phân bazơ

- Bazơ tan như NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂ …không bị nhiệt phân hủy.

- Bazơ không tan nhiệt phân tạo oxit + H₂O

            VD:     2Al(OH)₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Al₂O₃ + 3H₂O

                        Cu(OH)₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CuO + H₂O

Lưu ý: Fe(OH)₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}},kh\text{ }\!\!\hat{\mathrm{o}}\!\!\text{ ng}cokhongkhi}$ FeO + H₂O

            2Fe(OH)₂ + O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$Fe₂O₃ + 2H₂O

LÍ THUYẾT

I. Điện phân nóng chảy

- Thường điện phân muối clorua của kim loại mạnh, bazơ của kim loại kiềm, hoặc oxit nhôm

+ Muối halogen: RCl_n $\xrightarrow{dpnc}$R + $\frac{n}{2}$Cl₂   ( R là kim loại kiềm, kiềm thổ)

+ Bazơ: 2MOH$\xrightarrow{dpnc}$2M + ½ O₂ + H₂O

+ Oxit nhôm: 2Al₂O₃ $\xrightarrow{dpnc}$ 4Al + 3O₂

II. Điện phân dung dịch.

1. Muối của kim loại tan

- Điện phân dung dịch muối halogenua ( gốc –Cl, -Br …) có màng ngăn, tạo bazơ + halogen + H₂

VD: 2NaCl + H₂O $\xrightarrow[comangngan]{dp\text{dd}}$2NaOH + Cl₂ + H₂ 

- Điện phân dung dịch muối halogen nếu không có màng ngăn, Cl₂ sinh ra phản ứng với dung dịch kiềm tạo nước giaven.

            VD: 2NaCl + H₂O $\xrightarrow[khongmangngan]{dp\text{dd}}$NaCl + NaClO + H₂

2. Muối của kim loại trung bình yếu: khi điện phân dung dịch sinh kim loại

a. Nếu muối chứa gốc halogenua ( gốc –Cl, - Br …): Sản phẩm là KL + phi kim

            VD: CuCl₂ $\xrightarrow{dp\text{dd}}$Cu + Cl₂

b. Nếu muối chứa gốc có oxi: Sản phẩm là KL + Axit + O₂

            VD:     2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O $\xrightarrow{dp\text{dd}}$2Cu + 4HNO₃ + O₂

                        2CuSO₄ + 2H₂O $\xrightarrow{dp\text{dd}}$ 2Cu + 2H₂SO₄ + O₂

3. Muối của kim loại tan với gốc axit có oxi, axit có oxi, bazơ tan như NaNO₃, NaOH, H₂SO₄ …

- Coi nước bị điện phân:         2H₂O $\xrightarrow{dp\text{dd}}$ 2H₂ + O₂

LÍ THUYẾT

1. Khái niệm

- Là phản ứng điều chế kim loại bằng các khử các oxit kim loại ở nhiệt độ cao bằng H₂, CO, Al, C

2. Phản ứng

CO                                                                  CO₂                       (1)

H₂          +  KL-O    $\xrightarrow{toC}$ KL +          H₂O                 (2)

Al                                                                    Al₂O₃               (3)

C                                                                     hh CO, CO₂    (4)

Điều kiện:

- KL phải đứng sau Al trong dãy hoạt điện hóa ( riêng CO, H₂ không khử được ZnO)

            K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe....

Vd:      CuO + CO → Cu + CO₂

            MgO + CO → không xảy ra.

- Riêng phản ứng (3) gọi là phản ứng nhiệt nhôm ( phản ứng của Al với oxit KL sau nó ở nhiệt độ cao)