Chuyên đề nhiệt phân

Chuyên đề PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN
A – LÍ THUYẾT
I/ Khái niệm - Bản chất của phản ứng:
- Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân là phản ứng phân huỷ các hợp chất hoá học dưới tác dụng của
nhiệt độ.
- Bản chất: Phân cắt các liên kết kém bền trong phân tử hợp chất vô cơ hay hữu cơ bởi nhiệt độ.
* Lưu ý:
(1) Phản ứng nhiệt phân có thể thuộc phản ứng oxi hoá - khử hoặc không:
VD: 2KClO
3

0
t
→
2KCl + 3O
2
: Thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
CaCO
3

0
t
→
CaO + CO
2
: Không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
(2) Phản ứng điện phân nóng chẩy không thuộc phản ứng nhiệt phân vì nó phân huỷ dưới
tác dụng của dòng điện một chiều.
II/ Các trường hợp nhiệt phân:
1/ Nhiệt phân hiđroxit:
* NX: Các bazơ không tan đều bị phân huỷ ở t
0
cao:
PƯ: 2M(OH)
n

0
t
→
M
2
O
n
+ nH
2
O. (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba)
* Lưu ý:
+ Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)
2
có mặt không khí:
4Fe(OH)
2
+ O
2

0
t
→
2Fe
2
O
3
+ 4H
2
O
+ Với AgOH và Hg(OH)
2
: Không tồn tại ở nhiệt độ thường.
2AgOH
→
Ag
2
O + H
2
O
Hg(OH)
2

→
HgO + H
2
O
Ở nhiệt độ cao thì Ag
2
O và HgO tiếp tục bị phân huỷ:
2Ag
2
O
0
t
→
4Ag + O
2
2HgO
0
t
→
2Hg + O
2
2/ Nhiệt phân muối:
a/ Nhiệt phân muối amoni (NH
4
+
):
* NX:
- Tất cả các muối amoni đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi nung nóng.
- Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NH
4
+
không bền.
- Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân phụ thuộc vào bản chất của anion gốc axit trong muối (có hay
không có tính oxi hoá).
* TH
1
: Nếu anion gốc axit trong muối không có tính oxi hoá (VD: X
-
; PO
4
3-
; CO
3
2-
...)
PƯ: (NH
4
)
n
A
0
t
→
nNH
3
+ H
n
A : Không thuộc phản ứng oxi hoá khử.
VD: NH
4
Cl
(rắn)

0
t
→
NH
3 (k)
+ HCl
(k)

* TH
2
: Nếu anion gốc axit trong muối có tính oxi hoá (VD: NO
3
-
; NO
2
-
; Cr
2
O
4
2-
...) thì sản phẩm của
phản ứng không phải là NH
3
và axit tương ứng:
1
VD: NH
4
NO
3

0
t
→
N
2
O + 2H
2
O (Nếu nung ở > 500
0
C có thể cho N
2
và H
2
O)
NH
4
NO
2

0
t
→
N
2
+ 2H
2
O
(NH
4
)
2
Cr
2
O
4

0
t
→
Cr
2
O
3
+ N
2
+ 4H
2
O
b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO
3
-
):
* NX:
- Tất cả các muối nitrat đều dễ bị nhiệt phân.
- Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NO
3
-
kém bền với nhiệt.
- Sản phẩm của quá trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả năng hoạt động của kim loại có trong muối.
Có 3 trường hợp:
TH
1
: TH
2
TH
3
K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Co Ni Sn Pb H
2
Cu Hg Ag Pt Au
Muối sunfit + O
2
Oxi + NO
2
+ O
2
Kim loại + NO
2
+ O
2

VD: 2NaNO
3

0
t
→
2NaNO
2
+ O
2
2Cu(NO
3
)
2

0
t
→
2CuO + 4NO
2
+ O
2
2AgNO
3

0
t
→
2Ag + 2NO
2
+ O
2
* Lưu ý:
+ Ba(NO
3
)
2
thuộc TH
2
+ Tất cả các phản ứng nhiệt phân muỗi nitrat đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
+ Khi nhiệt phân NH
4
NO
3
NH
4
NO
3

0
t
→
N
2
O + 2H
2
O
+ Khi nhiệt phân muối Fe(NO
3
)
2
trong môi trường không có không khí: Có phản ứng:
2Fe(NO
3
)
2

0
t
→
2FeO + 4NO
2
+ O
2
(1)
4FeO + O
2

0
t
→
2Fe
2
O
3
(2)
Nếu phản ứng hoàn toàn thì chất rắn trong bình sau phản ứng là Fe
2
O
3
.
c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat và muối cacbonat:
* Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO
3
-
) :
* NX: Tất cả các muối hiđrocacbonat đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi đun nóng.
PƯ: 2M(HCO
3
)
n

0
t
→
M
2
(CO
3
)
n
+ nCO
2
+ nH
2
O
VD: 2NaHCO
3

0
t
→
Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O
* Nhiệt phân muối cacbonat (CO
3
2-
) :
* NX: Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) đều bị phân huỷ bởi nhiệt.
PƯ: M
2
(CO
3
)
n

0
t
→
M
2
O
n
+ CO
2

VD: CaCO
3

0
t
→
CaO + CO
2

* Lưu ý:
- Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat và hiđrocacbonat đều không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
- Phản ứng nhiệt phân muối FeCO
3
trong không khí có pư:
FeCO
3

0
t
→
FeO + CO
2
4FeO + O
2

0
t
→
2Fe
2
O
3
2
d/ Nhiệt phân muối chứa oxi của clo:
* NX: Tất cả các muối chứa oxi của clo đều kém bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng và
phản ứng phân huỷ đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
VD
1
: 2NaClO
0
t
→
2NaCl + O
2
(thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD
2
: Phản ứng nhiệt phân muối KClO
3
xảy ra theo 2 hướng.
4KClO
3

0
400 C
→
KCl + 3KClO
4
(1) (Phản ứng tự oxi hoá - khử).
2KClO
3

0
2
600
:
C
xt MnO
>
→
2KCl + 3O
2
(2) (phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD
3
: 2CaOCl
2

0
t
→
2CaCl
2
+ O
2
e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO
4
2-
):
* NX:
- Nhìn chung các muối sunfat đều khó bị phân huỷ bởi nhiệt so với các muối khác
- Nguyên nhân: Do liên kết trong ion SO
4
2-
bền:
- Phản ứng:
+ Các muối sunfat của các kim loại từ: Li đến Ba (Li; K; Ba; Ca; Na) rất khó bị nhiệt phân.
Ở nhiệt độ cao nó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng).
+ Các muối sunfat của các kim loại khác bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (>1000
0
C).
PƯ: 2M
2
(SO
4
)
n

0
t cao
→
2M
2
O
n
+ 2nSO
2
+ nO
2
(thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD: 2MgSO
4

0
t cao
→
2MgO + 2SO
2
+ O
2
f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO
3
2-
):
* NX: Các muối sunfit đều kém bền nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng:
PƯ: 4M
2
(SO
3
)
n

0
t
→
3M
2
(SO
4
)
n
+ M
2
S
n
(thuộc phản ứng tự oxi hoá - khử).
g/ Nhiệt phân muối photphat (PO
4
3-
):
• NX: Hầu như các muối photphat đều rất bền với nhiệt và không bị nhiệt phân ở t
0
cao.
B- BÀI TẬP PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN
Câu 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2, thu được 6,8 gam chất
rắn và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối
khan thu được sau phản ứng là (cho H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23).
A. 6,3 gam B. 6,5 gam C. 5,8 gam D. 4,2 gam
Câu 2: Khi nung hỗn hợp các chất Fe(NO
3
)
2
; Fe(OH)
3
; FeCO
3
trong không khí đến khối lượng
không đổi, thu được một chất rắn là:
A. FeO B. Fe
3
O
4
C. Fe D. Fe
2
O
3
Câu 3: Thu được chất nào khi đun nhẹ muối amoni nitrit?
A. N
2
; H
2
O B. N
2
O; H
2
O C. H
2
; NH
3
; O
2
D. H
2
; N
2
; H
2
O
Câu 4: Nhiệt phân hoàn toàn 1 muối amoni của axit cacbonic sau đó dẫn toàn bộ sản phẩm vào 50
gam dung dịch H
2
SO
4
19,6 % thì đủ tạo một muối trung hoà có nồng độ 23,913%. Công thức và
khối lượng của muối ban đầu là:
A. (NH
4
)
2
CO
3
; 9,6 gam B. (NH
4
)
2
CO
3
; 11,5 gam
C. NH
4
HCO
3
; 9,6 gam D. NH
4
HCO
3
; 11,5 gam
Câu 5: Đem nung nóng m gam Cu(NO
3
)
2
một thời gian rồi dừng lại, làm nguội và đem cân thấy
khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu. Khối lượng muối Cu(NO
3
)
2
đã bị nhiệt phân là:
A. 1,88 gam B. 9,4 gam C. 0,47 gam D. 0,94 gam
3
Câu 6: Tiến hành nung 6,06g muối nitrat của một kim loại kiềm thu được 5,1g muối nitrit .Hỏi
muối nitrat của kim loại đem phân hủy là gì ?
A. Na B. K C. Cs D. Rb
Câu 7: Nung 316g KMnO
4
một thời gian thấy còn lại 300g chất rắn. Vậy phần trăm KMnO
4
bị
nhiệt phân là:
A. 50% B. 40% C. 30% D. 25%
Câu 8: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp MgCO
3
; CaCO
3
rồi cho toàn bộ khí thoát ra (khí A) hấp thụ
vừa hết bằng dung dịch Ca(OH)
2
thu được kết tủa B và dung dịch C. Hỏi A, B, C lần lượt là những
chất gì?
A. CO; CaCO
3
; Ca(HCO
3
)
2
B. CO
2
; CaCO
3
; Ca(HCO
3
)
2
C. CO; Ca(HCO
3
)
2
; Ca(OH)
2
D. CO
2
; Ca(HCO
3
)
2
, CaCO
3
Câu 9: Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam một muối nitrat của kim loại R thì sau phản ứng ta thu được
4 gam chất rắn. Xác định công thức phân tử của muối trên.
A. AgNO
3
B. Mg(NO
3
)
2
C. Cu(NO
3
)
2
D. Trường hợp khác
Câu 10: Khí oxi thu được khi nhiệt phân các chất: H
2
O
2
, KMnO
4
, KClO
3
, KNO
3
. Khi nhiệt phân
10 gam mỗi chất trên, thể tích khí oxi thu được ở điều kiện tiêu chuẩn lớn nhất là:
A. KNO
3
B. KMnO
4
C. H
2
O
2
D. KClO
3
Câu 11: Đem nung 1,50 gam một muối cacbonat một kim loại cho đến khối lượng không đổi, thu
được 268,8 cm
3
khí cacbon đioxit (đktc). Kim loại trong muối cacbonat trên là:
A. Zn B. Mn C. Ni D. Ca
Câu 12: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO
3
, phần còn lại là tạp chất trơ. Nung m gam đá một thời
gian thu được chất rắn nặng 0,78m gam. Hiệu suất phân huỷ CaCO
3
bằng :
A. 58,8% B. 65% C. 78% D. 62,5%
Câu 13: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp 2 muối NH
4
HCO
3
; (NH
4
)
2
CO
3
thu được hỗn hợp khí và hơi
trong đó CO
2
chiếm 30% về thể tích. vậy tỉ lệ số mol NH
4
HCO
3
; (NH
4
)
2
CO
3
theo thứ tự là :
A. 3:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 1:1
Câu 14: Nhiệt phân hoàn toàn 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO
3
)
2
và Mg(NO
3
)
2
đến khối lượng không đổi
thì sau phản ứng phần chất rắn giảm 3,24 gam. Thành phần % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp
ban đầu lần lượt là:
A. 50% và 50% B. 47,34% và 52,66% C. 71,76% và 28,24% D. 60% và 40%
Câu 15: Nung nóng hoàn toàn 27,3 gam hỗn hợp NaNO
3
; Cu(NO
3
)
2
. Hỗn hợp khí thoát ra được dẫn
vào nước dư thì thấy có 1,12 lít khí (đktc) không bị hấp thụ (lượng O
2
hoà tan không đáng kể). Khối
lượng Cu(NO
3
)
2
trong hỗn hợp ban đâu là:
A. 8,6 gam B. 18,8 gam C. 28,2 gam D. 4,4 gam
Câu 16: Nhiệt phân hoàn toàn m gam Cu(NO
3
)
2
thu được 0,56 lít hỗn hợp khí X (đktc) và chất rắn
Y. Giá trị của m là:
A. 4 gam B. 2 gam C. 9,4 gam D. 1,88 gam
4