THẦY LUYỆN-ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ

CHUYÊN ĐỀ 2: ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ A. PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP 1. Điều chế kim loại  Phƣơng pháp nhiệt luyện: - Nguyên tắc: Khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2 hoặc các kim loại hoạt động (kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, Al). - Phạm vi áp dụng: Sản xuất các kim loại có tính khử trung bình hoặc yếu (Fe, Sn, Pb, Cu,…) trong công nghiệp. ● Ghi chú: - Trường hợp là quặng sunfua như Cu2S, ZnS, FeS2,... thì phải chuyển thành oxit kim loại sau đó khử oxit bằng chất khử thích hợp. Thí dụ: CuO + H2 to  Cu + H2O 4FeS2 + 11O2 to  2Fe2O3 + 8SO2 Fe2O3 + 3CO to  2Fe + 3CO2 2ZnS + 3O2 to  2ZnO + 2SO2 ZnO + C to cao Zn + CO - Oxi hóa muối sunfua của một số kim loại kém hoạt động thu được kim loại Thí dụ: Ag2S + O2 to  2Ag + SO2 HgS + O2 to  Hg + SO2 - Đối với những kim loại khó nóng chảy như Cr thì dùng Al làm chất khử (phương pháp nhiệt nhôm) Cr2O3 + 2Al to  2Cr + Al2O3  Phƣơng pháp thuỷ luyện - Nguyên tắc: Dùng những dung dịch thích hợp như H2SO4, NaOH,… để hoà tan kim loại hoặc các hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có ở trong quặng. Sau đó dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối. - Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại có tính khử yếu. Thí dụ: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu 1 Ag2S + 4NaCN  2Na[Ag(CN)2] + Na2S 2Na[Ag(CN)2] + Zn  Na2[Zn(CN)4] + 2Ag CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ

 Phƣơng pháp điện phân - Điện phân hợp chất nóng chảy + Nguyên tắc: Khử các ion kim loại bằng dòng điện bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của kim loại. + Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al. Thí dụ: 2RCln ñieänphaân noùngchaûy 2R + nCl2 (R là K, Na, Ca, Mg,…) 4ROH ñieänphaân noùngchaûy 4R + O2 + 2H2O (R là kim loại kiềm K, Na,…)  Lưu ý: Không dùng AlCl3 để điều chế Al bằng phương pháp này vì ở nhiệt độ cao thì AlCl3 bị thăng hoa. Do đó phải điện phân nóng chảy Al2O3 2Al2O3 ñieänpNhaaâ3nAnolFùn6gchaûy 4Al + 3O2 - Điện phân dung dịch + Nguyên tắc: Điện phân dung dịch muối của kim loại. + Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại có độ hoạt động hoá học trung bình hoặc yếu. Thí dụ: CuCl2 ñieänphaândungdòch Cu + Cl2 2. Điều chế phi kim Điều chế trong công nghiệp Phi Điều chế trong phòng thí nghiệm ki - Chưng cất phân đoạn không khí lỏng m O2 Nhiệt phân hợp chất giầu oxi nhưng kém Khoâng khí bền với nhiệt 196o C N2  183O CO2  - 2KClO3 to  2KCl + 3O2 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 loûng 2H2O2 MnO2  2H2O + O2 Điện phân nước (có H2SO4 hoặc NaOH để S tăng tính dẫn điện) Cl2 2KMnO4 + 16HCl  2KCl + 2H2O ñieänphaân  2H2 + O2 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O - Khai thác từ mỏ - Thu hồi từ 2 khí thải H2S và SO2 2KClO3 rắn + 6HCl (đ)  2H2S + SO2  3S + 2H2O 2KCl + 3Cl2 + 3H2O 2NaCl + 2H2O ñiemänapønhganângdauênnxgodápòch MnO2 + 4HCl (đ) to  MnCl2 + Cl2 + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 N2 NH4NO2 to  N2 + 2H2O Chưng cất phân đoạn không khí lỏng NH4Cl +NaNO2 to  CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 2

NaCl + N2 + 2H2O P Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 to  3CaSiO3 + 2P (đỏ) + 5CO Hơi P (đỏ) thoát ra đem ngưng tụ khi làm lạnh thu được P (trắng) ở trạng thái rắn 3. Điều chế oxit bazơ, oxit axit, oxit trung tính 4R + nO2 to  2R2On (Trừ một số đơn chất không tác dụng với oxi như Au, Ag, Pt, Hg, F2, Cl2,...) Fe2O3 + CO 500600oC 2FeO + CO2 2RCO3 to  RO + CO2 (R là Ca, Mg,...) 2R(OH)n to  R2On + nH2O (R(OH)n không phải là các bazơ kiềm) Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O 4FeS2 + 11O2 to  2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 to,p,V2O5 2SO3 N2 + O2 3000o C 2NO 2NO + O2  2NO2 HCOOH H2SO4 ñaëc   CO + H2O 2C + O2 to  2CO C + O2 to  CO2 (Sản phẩm thu được gồm CO2, CO, N2,… gọi là khí than khô dùng làm nhiên liệu) C(nung đỏ) + H2O(hơi) to  CO + H2 C(nung đỏ) + 2H2O (hơi) to  CO2 + 2H2 (Sản phẩm thu được gồm CO2, H2, N2,… gọi là khí than ướt dùng làm nhiên liệu)  Lưu ý: - Bazơ của kim kiềm và một số kim loại kiềm thổ (KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2,...) bền với nhiệt nên không điều chế oxit bazơ bằng phương pháp này - Khi nhiệt phân Fe(OH)2, FeCO3 phải chú ý điều kiện của phản ứng: Fe(OH)2 to ,khoângcoùoxi FeO + H2O 4Fe(OH)2 + O2 to  2Fe2O3 + 4H2O FeCO3 to ,khoângcoù oxi FeO + CO2 4FeCO3 + O2 to  2Fe2O3 + 4CO2 4. Điều chế bazơ ● Điều chế dung dịch kiềm 2R+ 2nH2O  2R(OH)n + nH2 R2On + nH2O  2R(OH)n CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 3

2RCln + 2nH2O ñieänphaân dungdòch 2R(OH)n + nCl2 + nH2 maøng ngaên xoáp (R là Li, Na, K, Ca, Ba,..) ● Điều chế bazơ không tan RCln  NaOH  R(OH)n  NaCl R(NO3 )n Ca(OH)2  NNaaN2SOO34 R2 (SO4 )n ... ... ... ● Điều chế hiđroxit lưỡng tính Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3, Pb(OH)2, Sn(OH)2,... AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl AlCl3 + 3NH3 + 3H2O  Al(OH)3 + 3NH4Cl ZnSO4 + 2NaOH  Zn(OH)2 + Na2SO4 ZnSO4 + 2NH3 + 2H2O  Zn(OH)2 + 2NH4Cl  Lưu ý: - Nếu dung dịch kiềm dư nhiều sẽ không thu được kết tủa vì có phản ứng Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH  Na2ZnO2 + 2H2O - Nếu NH3 dư nhiều sẽ không thu được Zn(OH)2 vì có phản ứng Zn(OH)2 + 4NH3  [Zn(NH3)4](OH)2 ● Điều chế NH3 - Trong phòng thí nghiệm: Trộn khoảng 4-5 gam NH4Cl với 5-6 gam NaOH hoặc Ca(OH)2 rồi cho vào ống nghiệm khô (1). Dùng nút có lắp ống dẫn khí (2) để nút miệng ống nghiệm. Đun ống nghiệm bằng đèn cồn và thu khí amoniac thoát ra bằng ống nghiệm khô (3). NH4Cl + NaOH  NaCl + NH3  + H2O 2NH4Cl + Ca(OH)2  CaCl2 + 2NH3  + 2H2O - Làm khô NH3: cho qua bình đựng CaO - Cho nhanh khoảng 1ml nước vào và nút chặt miệng ống nghiệm (3) bằng nút cao su. Lắc mạnh cho khí amoniac tan hết trong nước ta được dung dịch NH3. - Trong công nghiệp N2 + 3H2 P, to 2NH3 Fe 5. Điều chế axit 4 ● Axit clohiđric - Trong phòng thí nghiệm (dùng phương pháp sunfat) NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc) 250oC NaHSO4 + HCl  2NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc) 400oC Na2SO4 + 2HCl  Hoà tan khí HCl vào nước cất ta được dung dịch axit clohiđric. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ

- Trong công nghiệp Cách 1 H2 + Cl2 to  2HCl  Cách 2 2NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc) 400oC Na2SO4 + 2HCl  Cách 3 CxHy + zCl2  CxHy – zCl + zHCl  ● Axit sunfuric HCl  H2O dung dịch HCl FeS2 O2 SO2 4500V2O50500C SO3 H2SO4 ñaëc    H2SO4 .nSO3 nH2O(n  1)H2SO4 S oleum ● Axit sunfurơ Na2SO3 + H2SO4 to  Na2SO4 + SO2 + H2O SO2 + H2O H2SO3 ● Axit photphoric - Trong phòng thí nghiệm: P + 5HNO3 to  H3PO4 + 5NO2 + H2O - Trong công nghiệp Cách 1: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4  3CaSO4 + 2H3PO4 Cách 2: P O2 P2O5 H2OH3PO4 ● Axit axetic CH3CH2OH + O2 mengiaám CH3COOH + H2O 6. Điều chế muối 1 Cl2 , Br2 ,...  Muoái 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 Kim loaïi  N2 Fe + S to  FeS P 3Mg + N2 to  Mg3N2 CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 5

2 Kim loaïi  HCl  2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 H2SO4 Cu + 2H2SO4 đặc to  CuSO4 + SO2 + 2H2O (loaõng) Muoái  H2 Kim loaïi  HHN2SOO34 (ñ) NO  Muoái  SNO2 2  H2O ... 3 Kim loaïi  Muoái  Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu Cu + 2FeCl3  CuCl2 + 2FeCl2 Muoái môùi  Kim loaïi môùi 2 muoái môùi 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 4 Kim loại có hiđroxit lưỡng tính Fe3O4 + 8HCl  2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O + bazơ  Muối + H2 2FeO + 4H2SO4 (đặc) to  5 Oxit bazơ + Axit  Muối + H2O Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O FeO  HHN2SOO34 (ñ) Fe3O4 ... NO  Muoái  SNO2 2  H2O ... 6 Oxit bazơ + Oxit axit  Muối CaO + CO2  CaCO3 7 Oxit lưỡng tính + Bazơ ZnO + 2NaOH  Na2ZnO2 + H2O  Muối + H2O SiO2 + Na2CO3 to  Na2SiO3 + CO2 8 Oxit axit + Muối CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  9 Bazơ + Axit  Muối + H2O 10 Bazơ + Hiđroxit lưỡng tính K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 NaOH + HCl  NaCl + H2O  Muối + H2O Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O 11 Bazơ + Muối  2NaOH + CuSO4  Cu(OH)2 + Na2SO4 Muối mới + Bazơ mới 12 Bazơ + Oxit axit  Muối + H2O 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O 13 Bazơ + X2  Muối + H2O NaOH + CO2  NaHCO3 ha log en 2NaOH + Cl2  NaCl + NaClO + H2O Ca(OH)  Cl2 300 C CaOCl2  H2O voâi söõa clorua voâi CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 6

2RCl  2H2O ñieänphaân dungdòch  2ROH  Cl2  H2 khoângcoù maøngngaên 6ROH  3Cl2 7075oCRClO3  5RCl  3H2O (R là kim loại RCl  3H2O ñiekänhpohânagâncdouùmngaøndgòcnhg,a7ên0xo7á5po C RClO3  3H2 kiềm) 14 Muối + Phi kim 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 15 Muối + Axit 16 Muối + Muối Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + NaCl Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O 17 Nhiệt phân muối NaCl + AgNO3  AgCl + NaNO3 3Na2CO3 + 2FeCl3 + 6H2O  2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 Na2CO3 + 2NaHSO4  2Na2SO4 + CO2 + H2O 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 to ,MnO2 2KCl + 3O2 B. GIẢI CHI TIẾT CÁC DẠNG BÀI TẬP Câu 1. Cho hình vẽ bên dưới mô tả thí nghiệm điều chế khí Y từ chất rắn X (giàu oxi). a/ Hỏi Y là khí gì? Viết phương trình hóa học điều chế khí Y từ 2 chất X khác nhau (ghi rõ điều kiện nếu có). b/ Khi ngừng thu khí, ta cần: tắt đèn cồn trước rồi tháo rời ống dẫn khí hay tháo rời ống dẫn khí trước khi tắt đèn cồn? Vì sao? (Đề thi tuyển sinh chuyên Sở GD-ĐT HN, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a/ Khí Y được điều chế từ phản ứng nung chất rắn X giàu oxi, nên Y là khí O2. Chất rắn X có thể là KMnO4 hoặc KClO3. Phương trình hóa học: 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2KClO3 to 2KCl + 3O2↑ MnO2 b/ Khi ngừng thu khí, cần tháo rời ống dẫn khí trước khi tắt đèn cồn. Vì tắt đèn cồn trước khi tháo ống dẫn khí, sẽ làm giảm áp suất trong ống nghiệm, nước bị hút vào bên trong gây vỡ ống nghiệm. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 7

Câu 2. Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt proton, electron, nơtron là 52. Trong hạt nhân nguyên tử X, số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 1. a/ Xác định số electron của nguyên tố X. Sơ đồ dưới đây mô tả thí nghiệm điều chế khí X trong phòng thí nghiệm: b/ Gọi tên X. Cho biết chất (1) trong bình cầu có thể là chất nào? c/ Viết một phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong bình cầu. d/ Khí Cl2 sinh ra thường lẫn tạp chất là khí HCl và hơi nước. Nêu vai trò của bình đựng dung dịch NaCl bão hòa và dung dịch H2SO4 đặc. (Đề thi tuyển sinh chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) Gọi số hạt proton trong nguyên tử X là P, số nơtron là N, số electron là E. P  N  E  52 2P  N  52 P  17 Theo đề, ta có: N  P  1 N  P  1 N  18 P  E   Nguyên tử X có chứa 17 hạt proton  X là nguyên tử Cl. 2b) X là đơn chất khí của Cl  X là Cl2. Bình (1) chứa MnO2 (hoặc KMnO4; KClO3; CaOCl2; K2Cr2O7; K2CrO4; K2MnO4 …) 2c) Phản ứng hóa học xảy ra: MnO2 + 4HCl (đặc) to  MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 2d) Dung dịch NaCl bão hòa có vai trò hấp thụ khí HCl. Dung dịch H2SO4 đặc hút ẩm (hơi nước lẫn trong khí Cl2). Câu 3. Cho hỗn hợp chất rắn gồm FeS2, CuS, Na2O. Chỉ được dùng thêm nước và các điều kiện cần thiết (nhiệt độ, xúc tác, thiết bị ...). Hãy trình bày phương pháp và viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra để điều chế FeSO4, Cu(OH)2. (Đề thi tuyển sinh chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Hòa tan hỗn hợp rắn vào H2O dư, lọc kết tủa được hỗn hợp rắn X gồm FeS2, CuS và phần dung dịch là dung dịch NaOH. Na2O + H2O  2NaOH Điện phân dung dịch NaOH thu được riêng biệt H2 và O2: CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 8

2H2O ñp dd H2 + O2 Nung hỗn hợp rắn X trong O2 được hỗn hợp rắn Y gồm Fe2O3 và CuO và hỗn hợp khí, O2, SO2: 4FeS2 + 11O2 to  2Fe2O3 + 8SO2 CuS + 3O2 to  2CuO + 2SO2 Cho Y tác dụng với H2 dư (to) thu được hỗn hợp rắn Z gồm Fe và Cu: Fe2O3 + 3H2 to  2Fe + 3H2O CuO + H2 to  Cu + H2O Cho hỗn hợp O2, SO2 tác dụng với O2 thu được SO3 lỏng và cho SO3 tác dụng với H2O thu được dung dịch H2SO4: 2SO2 + O2 4V520Oo5C 2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 Hòa tan Z trong dung dịch H2SO4 loãng, dư được chất rắn không tan là Cu và phần dung dịch T gồm FeSO4, H2SO4 dư: Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 Cho dung dịch T vào dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa được Fe(OH)2. H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2 + Na2SO4 Cho từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào Fe(OH)2 sao cho Fe(OH)2 tan 1 phần. Thu phần dung dịch được dung dịch FeSO4. Fe(OH)2 + H2SO4  FeSO4 + 2H2O Cho Cu tác dụng với oxi dư rồi lấy sản phẩm thu được tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư: Cu + O2 to  2CuO CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O Dung dịch thu được cho tác dụng với với dung dịch NaOH dư: H2SO4dư + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O FeSO4 + 2NaOH  Cu(OH)2 + Na2SO4 Lọc tách kết tủa thu được Cu(OH)2. Câu 4. Cho các khí Cl2, H2, O2. a) Khí nào được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng cách: - Cho chất rắn phản ứng với chất lỏng hoặc dung dịch. - Nhiệt phân chất rắn. Trong mỗi trường hợp, đối với từng chất khí viết một phương trình hóa học minh họa. b) Khí nào được thu theo cách sau? Giải thích. - Đẩy không khí (úp bình hay ngửa bình). - Đẩy nước. (Đề thi tuyển sinh chuyên Thái Bình, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) Khí được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng cách: CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 9

- Cho chất rắn phản ứng với chất lỏng hoặc dung dịch là Cl2 và H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 MnO2 + 4HCl đặc to  MnCl2 + Cl2 + 2H2O - Nhiệt phân chất rắn là O2. 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 b) - Khí H2 được thu bằng cách đẩy không khí (úp bình) vì khí H2 nhẹ hơn không khí. - Khí O2 và Cl2 thu bằng đẩy không khí (ngửa bình) vì khí O2 và Cl2 nặng hơn không khí. - Khí H2 và O2 thu bằng cách đẩy nước vì ít tan trong nước còn Cl2 tác dụng với nước nên không thu được bằng cách đẩy nước. Câu 5. a) Từ kim loại đồng, nước, muối ăn (NaCl) và các thiết bị có đủ, viết các phương trình hóa học điều chế Cu(OH)2. b) Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch HCl đậm đặc với MnCl2. Khi sinh ra được sục qua bình đựng H2SO4 đặc rồi mới thu vào bình chứa khí. Nêu vai trò H2SO4 đặc và giải thích cách thu khí clo trong phòng thí nghiệm. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm trên. (Đề thi tuyển sinh chuyên Trần Phú – Hải Phòng, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) Các PTHH để điều chế Cu(OH)2 từ muối ăn, kim loại Cu và nước 2NaCl + 2H2O ñieän phaân dd 2NaOH + H2 + Cl2 coùmaøng ngaên Cu + Cl2 to  CuCl2 CuCl2 + 2NaOH  Cu(OH)2 + 2NaCl b) Phương trình hóa học 4HCl + MnO2 to  MnCl2 + Cl2 + H2O - Axit H2SO4 đặc có vai trò làm khô khí clo. - Vì khí clo không chỉ tan trong nước mà còn phản ứng với nước tạo nước clo nên chỉ thu được bằng phương pháp đẩy không khí. Do khí clo nặng hơn không khí nên phải để đứng bình. Khi điều chế khí clo, khí sinh ra được sục qua bình đựng dung dịch NaCl (để giữ khí HCl), sau đó là bình đựng H2SO4 đặc (để giữ hơi nước) rồi đến bình chứa clo miệng được đậy bằng bông tẩm xút (xem hình minh họa ở bên). Câu 6. Khí oxi đóng một vai trò rất quan trọng đối với đời sống và hoạt động sản xuất của con người nên việc tìm hiểu các phản ứng điều chế oxi là rất cần thiết. Hãy viết các phương trình tạo ra khí oxi trực tiếp từ các chất sau: KClO3, KMnO4, H2O, CO2 và ghi rõ điều kiện (nếu có). (Đề thi tuyển sinh chuyên Lê Quý Đôn – Quảng Trị, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải 2/ Các phản ứng hóa học xảy ra: 2KClO3 to 2KCl + 3O2  MnO2 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2  CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 10

2H2O ñieänphaân 2H2  + O2  6nCO2 + 5nH2O chaaùnáthdiseaäpùngluïc ( C6H10O5 ) n + 6nO2  Lƣu ý: phản ứng nhiệt phân muối KClO3 nếu không có xúc tác MnO2 thì không cho điểm. Câu 7. Cho thí nghiệm được mô tả như hình vẽ sau: Biết sau khi phản ứng hoàn toàn thì dung dịch Br2 bị mất màu. A và B tương ứng có thể có các trường hợp sau: (1) Zn và dung dịch HCl; (2) Al4C3 và H2O; (3) FeS và dung dịch HCl; (4) CaCO3 và dung dịch HCl; (5) Na2SO3 và dung dịch H2SO4. Những trường hợp nào thỏa mãn thí nghiệm trên, viết các phương trình phản ứng xảy ra. (Đề thi tuyển sinh chuyên Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Khí tạo thành ở các trường hợp trên là H2, CH4, H2S, CO2, SO2. Trong đó có khí H2S và SO2 có khả năng làm mất màu dung dịch brom nên trường hợp các cặp số (3) và (5) thỏa mãn. Các phương trình phản ứng : FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S  (3) H2S + 4Br2 + 4H2O  H2SO4 + 8HBr Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2  + H2O (5) SO2 + 2H2O + Br2  H2SO4 + 2HBr Câu 8. Tiến hành một thí nghiệm như hình vẽ: a) Trong phòng thí nghiệm, bộ dụng cụ ở hình vẽ bên có thể dùng để điều chế những chất khí nào trong số các khí sau: CO2, NH3, HCl, CH4, O2. Giải thích. b) Mỗi khí điều chế được, hãy viết phản ứng điều chế từ chất A thích hợp. (Đề thi tuyển sinh chuyên Yên Bái, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) Bộ dụng cụ ở hình vẽ có thể dùng để điều chế các khí: CO2; CH4; O2. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 11

Giải thích: Các khí trên được thu bằng phương pháp dời nước vì chúng không tan hoặc ít tan trong nước trong nước. Còn khí NH3, HCl tan nhiều trong nước nên không thể điều chế bằng phương pháp này. b) Phương trình phản ứng điều chế: - Điều chế CO2: CaCO3 to CaO + CO2 - Điều chế CH4: CH3COONa + NaOH CaO,to  Na2CO3 + CH4 - Điều chế O2: 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 Câu 9. Cho hình vẽ mô tả quá trình điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm như sau: CO2 CO2 CO2 a) Xác định chất X, chất Y và viết phương trình hóa học các phản ứng. b) Tại sao có thể thu khí CO2 theo cách trên? Nêu cách nhận biết khi khí CO2 đầy bình E. (Đề thi tuyển sinh chuyên Tuyên Quang, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) Bình 1 đựng dung dịch NaHCO3; bình 2 đựng H2SO4 đặc. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O Khí điều chế được gồm CO2, H2O và HCl được dẫn qua bình 1 đựng dung dịch NaHCO3 để loại bỏ HCl. NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O Khí đi ra khỏi bình 1 còn CO2 và H2O được dẫn qua bình 2 đựng H2SO4 đặc để làm khô khí đi ra. b) Do khí CO2 nặng hơn không khí ( dCO2/kk  44 / 29  1,52 ) nên có thể thu được bằng phương pháp đẩy không khí. Thử CO2 đầy bình bằng que đóm đang cháy, que đóm tắt nhanh thì CO2 đã đầy bình. Câu 10. Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm điều chế và thu khí Z từ chất rắn X và dung dịch Y Dung dịch Y Chất rắn X Z Cho bảng thí nghiệm sau: 12 CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ

Thí nghiệm 1 2 345 6 Dung dịch Y HClđặc HCl KOH HCl HCl HCl Chất rắn X MnO2 CaCO3 NH4Cl Al4C3 Al MnO2 và BaSO3 Chất khí Z Cl2 CO2 NH3 CH4 H2 Cl2 a. Thí nghiệm nào không thể tiến hành được với bộ dụng cụ trên? Vì sao? b. Với mỗi thí nghiệm có thể tiến hành được, em hãy chọn dung dịch trong bình 1 và bình 2 để có thể thu được khí Z tinh khiết, khô? Giải thích cách chọn? Viết phương trình phản ứng. (Đề thi tuyển sinh chuyên Lào Cai, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải - Thí nghiệm không thể tiến hành với bộ dụng cụ trên là TN3, TN4, TN5 vì các khí Z thu được ở các thí nghiệm này nhẹ hơn không khí nên không thể thu bằng cách đặt đứng bình như trên gây thất thoát khí cần thu, hoặc khí cần thu tan mạnh trong nước như NH3. Riêng thí nghiệm 6 không thể thu được khí Cl2 vì xảy ra các phản ứng sau: 4HCl + MnO2 to  MnCl2 + Cl2  + 2H2O 2HCl + BaSO3  BaCl2 + H2O + SO2  SO2 + Cl2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl (khí đi ra là hỗn hợp các khí SO2, Cl2,..)  Các thí nghiệm tiến hành được: TN1, TN2 Thí nghiệm 1: + PTHH: 4HClđặc + MnO2 to  MnCl2 + Cl2  + 2H2O + Bình 1: Dung dịch NaCl bão hòa: để giữ khí HCl có lẫn trong khí Cl2 + Bình 2: Dung dịch H2SO4 đặc để hấp thụ hơi nước nhằm làm khô khí Cl2 Thí nghiệm 2: + PTHH: CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + H2O + CO2  + Bình 1: Dung dịch NaHCO3: để hấp thụ khí HCl có lẫn trong khí CO2 NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + H2O + Bình 2: Dung dịch H2SO4 đặc để hấp thụ hơi nước nhằm làm khô khí CO2 Câu 11. Cho các chất sau: Cu, Na2SO3, S, FeS2, H2SO4 loãng. a) Hãy lựa chọn hóa chất và viết phương trình hóa học để điều chế khí SO2 trong phòng thí nghiệm. b) Có thể thu khí SO2 trong phòng thí nghiệm bằng cách đẩy không khí ( để ngửa hay úp ngược ống nghiệm) hay đẩy nước ? Tại sao ? (Đề thi tuyển sinh chuyên Cao Bằng, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a. Điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm: Na2SO3 + H2SO4 (loãng)  Na2SO4 + SO2  + H2O b. Thu SO2 trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp đẩy không khí (đặt ngửa bình) do khí SO2 nặng hơn không khí, miệng ống nghiệm phải được nút bằng bông tẩm xút để tránh SO2 thoát ra ngoài gây ô nhiễm môi trường. Không thể thu bằng phương pháp đẩy nước do SO2 tan nhiều trong nước. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 13

Câu 12. Từ các chất: dung dịch HCl đặc, NaCl, H2O, MnO2, KMnO4 và các điều kiện cần thiết có sẵn, hãy viết phương trình hóa học khác nhau để điều chế khí clo. (Đề thi tuyển sinh chuyên Hà Giang, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Điều chế khí clo: 2NaCl ñpnc2Na + Cl2 2NaCl + 2H2O coù mñapøndgdngaên 2NaOH + H2 + Cl2 MnO2 + 4HCl(đặc) t0  MnCl2 + Cl2 + 2H2O 2KMnO4 + 16HCl(đặc)  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O. Câu 13. Cho hình vẽ mô tả quá trình điều chế khí Z trong phòng thí nghiệm (theo phương pháp đẩy nước). a. Hãy cho biết khí Z có thể là khí nào trong số các chất khí sau đây: SO2, Cl2, CH4, H2? Giải thích. b. Lựa chọn cặp chất X và Y phù hợp để điều chế khí Z (đã chọn ở a). Viết phương trình hóa học minh họa. c. Ngoài cách thu khí Z (đã chọn ở a) như trên, có thể thu bằng phương pháp đẩy không khí được không? Giải thích. (Đề thi tuyển sinh chuyên Phú Yên, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a. Trong hình vẽ, khí Z được thu bằng phương pháp đẩy nước. Do đó Z phải là một khí không tan hoặc ít tan trong nước, ít độc hại với con người (nếu thu khí độc cần thiết bị hóa chất hỗ trợ thu và xử lý khí độc). Như vậy, trong các khí đã cho (SO2, Cl2, CH4, H2), Z có thể là CH4 hoặc H2 (SO2 và Cl2 đều độc và tan khá tốt trong nước). b. - Trường hợp 1: Z là CH4  X và Y lần lượt là dung dịch HCl và Al4C3 12HCl + Al4C3  4AlCl3 + 3CH4  - Trường hợp 2: Z là H2  X và Y lần lượt là dung dịch HCl và Zn 2HCl + Zn  ZnCl2 + H2  Lƣu ý: Đối với mỗi chất Z trên, học sinh có thể chọn các cặp chất X, Y khác, nếu thỏa mãn vẫn được cho điểm. c. Ngoài cách thu khí bằng phương pháp đẩy nước như trên, cả hai khí CH4 và H2 đều nhẹ hơn không khí và có sự chênh lệch tỉ khối đáng kể so với không khí. Do đó có thể thu được cả 2 khí đó bằng phương pháp đẩy không khí với bình thu khí úp ngược (như hình bên). CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 14

Câu 14. Cho sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ: Sơ đồ trên dùng để điều chế khí nào trong các khí sau đây: Cl2; SO2; NH3; O2. – Xác định chất rắn X? – Viết PTHH điều chế khí Y (Đề thi tuyển sinh chuyên Tiền Giang, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Phương pháp thu khí bằng cách đẩy nước áp dụng cho những chất khí không tan hoặc ít tan trong nước  Chất khí Y là O2; chất rắn X là KMnO4 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 Câu 15. Cho hình vẽ dưới đây mô tả thí nghiệm điều chế khí (Y) từ chất rắn (X). a) Hãy cho biết thí nghiệm trên điều chế khí gì trong các chất đã học? Viết 2 phương trình phản ứng để điều chế khí (Y), ghi rõ điều kiện (nếu có). b) Khi ngưng thu khí ta cần thực hiện những thao tác như thế nào để an toàn? Vì sao? (Đề thi tuyển sinh chuyên Vĩnh Long, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) - Thí nghiệm trên dùng để điều chế khí O2 trong phòng thí nghiệm. - Phương trình hóa học : 2KMnO4 t0  K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 MnO2 ,t0 2KCl + 3O2 b) Khi ngưng thu khí ta rút ống dẫn khí ra khỏi chậu nước trước khi tắt đèn cồn vì nếu tắt đèn cồn trước thì áp suất trong ống nghiệm giảm sẽ hút nước vào ống nghiệm làm vỡ ống nghiệm do ống nghiệm đang nóng gặp lạnh. Câu 16. Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm điều chế khí Y từ hỗn hợp rắn gồm CaCO3 và CaSO3. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 15

a) Xác định thành phần của hỗn hợp khí X và khí Y. Giải thích bằng phương trình hóa học.Có thể thay bình rửa khí đựng nước brom dư bằng dung dịch nào sau đây: nước vôi trong, thuốc tím? b) Khí Y thường có lẫn hơi nước, theo em bằng cách nào có thể thu được khí Y nguyên chất? (Đề thi tuyển sinh chuyên Đăk Lăk, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) Thành phần hỗn hợp khí X gồm: CO2, SO2. Phản ứng hóa học xảy ra trong bình cầu là: CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + H2O + CO2  CaSO3 + 2HCl  CaCl2 + H2O + SO2  Thành phần của khí Y là: CO2. Do SO2 bị giữ lại ở bình nước brom theo phương trình hóa học: SO2 + Br2 + 2H2O  2HBr + H2SO4 Có thể thay bình đựng nước brom bằng bình đựng dung dịch thuốc tím vì cũng giữ lại khí SO2 theo phương trình hóa học: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 Không dùng bình nước vôi trong dư được vì cả CO2 và SO2 đều bị giữ lại theo phương trình hóa học: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O SO2 + Ca(OH)2  CaSO3 + H2O b) Dẫn khí Y (CO2) có lẫn hơi nước qua bình đựng H2SO4 đặc thì hơi nước sẽ bị giữ lại trong bình. Thu khí thoát ra khỏi bình ta được khí Y (CO2) tinh khiết. Câu 17. Z là chất khí chủ yếu được tạo ra hiện tượng mưa axit trong tự nhiên. Trong phòng thí nghiệm Z được điều chế theo hình vẽ sau: Dung dịch X Khí Z  Tinh thể Dung dịch muối Y KMnO4 - Biết X, Y, Z là hợp chất của cùng một nguyên tố. Xác định các chất X, Y, Z. - Nếu hiện tượng xảy ra trong bình chứa dung dịch KMnO4. - Viết các phương trình hóa học xảy ra. (Đề thi tuyển sinh chuyên Gia Lai, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Câu 18. Z là chất khí chủ yếu được tạo ra hiện tượng mưa axit trong tự nhiên  khí Z là: SO2 + X, Y, Z là hợp chất của cùng một nguyên tố  X là H2SO4 đặc; Y là Na2SO3; khí Z là: SO2 + Khí SO2 qua dung dịch KMnO4 thì bình KMnO4 mất mất màu dần dần do phản ứng 5SO2  2KMnO4  2H2O  K2SO4  2MnSO4  2H2SO4 CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 16

+ Các phương trình phản ứng xảy ra là: H2SO4  Na2SO3  Na2SO4  H2O  SO2 5SO2  2KMnO4  2H2O  K2SO4  2MnSO4  2H2SO4 Câu 19. Hình vẽ bên mô tả quá trình điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm: a. Để thu khí oxi, người ta đặt ống nghiệm (2) thẳng đứng và ống nghiệm quay lên trên. Em hãy giải thích cách làm này. b. Hãy đề xuất một cách khác để thu khí oxi và giải thích cách làm đó. (1) Bông (2) (Đề thi tuyển sinh chuyên Long An, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Phương trình hóa học minh họa cho hình trên: 2KMnO4 to K2MnO4 + MnO2 +O2↑ a. Ống nghiệm (2) thẳng đứng và ống nghiệm quay lên trên là mô tả phương pháp thu khí oxi bằng cách đẩy không khí và ống nghiệm để ngửa vì: khí oxi nặng hơn không khí nên khí oxi thoát ra khỏi ống dẫn khí sẽ nằm ngay tại đáy ống nghiệm (2) chiếm chỗ của không khí trong đáy ống nghiệm sẽ đẩy dần không khí ra khỏi ống nghiệm. b. Cách khác thu khí oxi bằng cách đẩy nước: Có thể thu khí oxi bằng cách đẩy nước vì oxi ít tan trong nước: - Cho đầy nước vào lọ chuẩn bị thu oxi rồi úp ngược lọ trong chậu thủy tinh chứa nước. - Đưa đầu ống dẫn khí vào miệng lọ, khí oxi thoát ra khỏi ống dẫn do ít tan sẽ đi lên đáy lọ và chiếm chỗ của nước trong lọ sẽ đẩy nước ra - Khi nước bị đẩy ra hết thì khí oxi đã đầy, lấy lọ ra và đậy kín lọ đã chứa đầy oxi để dùng cho thí nghiệm Câu 20. Từ Fe, S, dung dịch HCl. Hãy viết các phương trình hóa học của phản ứng điều chế khí hidro sunfua H2S theo hai cách khác nhau (dụng cụ, điều kiện đầy đủ) (Đề thi tuyển sinh chuyên Long An, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải 3.1. Phương trình hóa học hai cách điều chế H2S từ những chất trên. Cách 1: Fe + S to  FeS (1) FeS + 2HCl → FeCl2 +H2S (2) Cách 2: (3) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 H2 + S to  H2S (4) CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 17

Câu 21. 1. Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra khi cho mảnh kim loại đồng vào: a) Dung dịch H2SO4 loãng có sục O2 liên tục. b) Dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng. 2. Trong công nghiệp người ta thường sản xuất CuSO4 bằng phương pháp nào? Tại sao? (Đề thi tuyển sinh chuyên Lâm Đồng, năm học 2020-2021) Hướng dẫn giải 1. a) Cho mảnh đồng vào dung dịch H2SO4 loãng có sục O2 liên tục: - Hiện tượng: mảnh đồng tan dần, dung dịch thu được màu xanh lam. Do đồng Cu tác dụng với O2 tạo CuO, sau đó CuO tác dụng với H2SO4. - Phương trình hóa học: 2Cu + O2  2CuO CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O  2Cu + O2 + 2H2SO4  2CuSO4 + 2H2O (1) b) Cho mảnh đồng vào dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng: - Hiện tượng: mảnh đồng tan dần, có khí mùi hắc thoát ra, dung dịch thu được có màu xanh lam. - Phương trình hóa học: Cu + 2H2SO4 đặc to  CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (2) 2. Trong công nghiệp, người ta sản xuất CuSO4 bằng phương pháp cho đồng tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng có sục khí O2 liên tục vì: - Lượng H2SO4 cần dùng ít hơn. (ở PTHH (1) để tạo 1 mol CuSO4 cần 1 mol H2SO4 loãng trong khi ở PTHH (2) để tạo 1 mol CuSO4 cần 2 mol H2SO4 đặc) - Phản ứng (2) sinh ra khí SO2 mùi xốc, độc; gây ô nhiễm môi trường, mưa axit. Câu 22. X là nguyên tố thuộc nhóm halogen (nhóm các nguyên tố phi kim, nhóm VII trong bảng hệ thống tuần hoàn). Biết đơn chất của X được sử dụng trong khử trùng nước sinh hoạt, điều chế nhựa PVC, điều chế nước Gia - ven… a. Cho biết X là nguyên tố nào? Sắp xếp tính phi kim theo chiều tăng dần của các nguyên tố X, F, S. Giải thích ngắn gọn. b. Viết các phương trình hóa học có thể có điều chế X2 từ NaX(tinh thể); H2O; MnO2 (rắn); dung dịch HX đặc, với các thiết bị và điều kiện phản ứng đầy đủ. Cho biết phương pháp làm khô và thu khí X2 trong phòng thí nghiệm. Giải thích. (Đề thi tuyển sinh chuyên Kon Tum, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a. X là nguyên tố clo (Cl) Sắp xếp các nguyên tố theo chiều tính phi kim tăng dần: S, Cl, F Giải thích: Trong cùng một chu kì đi từ trái sang phải tính phi kim tăng. Trong cùng một nhóm A đi từ trên xuống dưới tính phi kim giảm. Đi từ trái sang phải S đứng trước Cl trong chu kì 2 nên tính phi kim của S yếu hơn Cl. Mặt khác Cl và F ở cùng nhóm VIIA, Cl ở dưới F nên tính phi kim của Cl yếu hơn F. b. 2NaCl đpnc 2Na + Cl2↑ (1) 2NaCl + 2H2O ñieän phaân dung dòch coù maøng ngaên 2NaOH + Cl2↑ + H2↑ (2) CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 18

MnO2(rắn) + 4HClđặc t0  MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (3) Phương pháp làm khô và thu khí Cl2 trong phòng thí nghiệm: Khi khí clo thu được thường bị lẫn tạp chất là khí hidro clorua và hơi nước. Để loại bỏ tạp chất, cần dẫn khí clo lần lượt qua các bình rửa khí chứa dung dịch NaCl (để giữ khí HCl), và chứa H2SO4 đặc (để giữ hơi nước). Miệng bình thủy tinh nút chặt bằng bông tẩm xút tránh khí clo (độc) thoát ra môi trường. Do: Cl2 + 2NaOH t0 thöôøng NaCl + NaClO + H2O Câu 23. Từ nguyên liệu: FeS2, Cu, không khí, nước và các điều kiện phản ứng, thiết bị đầy đủ. Hãy trình bày phương pháp, viết phương trình hóa học điều chế CuSO4. (Đề thi tuyển sinh chuyên Đắc Nông, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải 4FeS2 + 11O2 t0  2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 V2O5,4505000C 2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 Cu + 2H2SO4đặc  CuSO4 + SO2 + 2H2O Hoặc: (2Cu + O2 t0  2CuO CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O) Câu 24. Hai tỉnh Đắk Nông, Lâm Đồng có nhiều quặng boxit (Al2O3.Fe2O3.SiO2). Từ boxit tiến hành qua nhiều công đoạn trong nhà máy để điều chế kim loại Al và được tóm tắt theo sơ đồ sau: Boxit dungdòchNaOH dö Chất rắn X + dung dịch Y Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y tạo kết tủa R. R t0  Q ñieänphaânnoùngchaûy Al Xác định các chất X, Y, R ,Q và viết đầy đủ các phương trình hóa học. (Đề thi tuyển sinh chuyên Đắc Nông, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải + Boxit dungdòchNaOH dö Chất rắn X + dung dịch Y Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O Lưu ý: SiO2 tan chậm trong trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy, không tan trong dung dịch kiềm loãng. Theo giả thiết cho là dung dịch NaOH, nên chất rắn X không tan gồm: Fe2O3, SiO2 Dung dịch Y gồm NaAlO2 và NaOH dư CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 19

+ Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y tạo kết tủa R. CO2 dư + NaOH  NaHCO3 CO2 dư + NaAlO2 + 2H2O  Al(OH)3  + NaHCO3 Kết tủa R là Al(OH)3 R t0  Q ñieänphaân noùng chaûy Al 2Al(OH)3 t0  Al2O3 + 3H2O Q là: Al2O3 2Al2O3 ñieänphaân noùng chaûy 4Al + 3O2 Câu 25. Cho thí nghiệm điều chế khí X từ chất rắn Y và dung dịch Z như hình vẽ: a) X có thể là khí nào trong các khí sau: H2; SO2; CO2; HCl; NH3; Cl2; H2S; NO2? Vì sao? b) Chọn hóa chất Y, Z thích hợp để viết phương trình hóa học điều chế mỗi chất X đã chọn ở trên. (Đề thi tuyển sinh chuyên Bến Tre, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải a) X có thể là: SO2, CO2, Cl2, H2S, NO2 vì những khí này nặng hơn không khí nên có thể thu bằng cách đẩy không khí và để ngửa bình; mặt khác những khí này có thể được điều chế từ các chất rắn khác nhau tác dụng với dung dịch axit mà không cần đun nóng. b) * Điều chế SO2: Y là Na2SO3, K2SO3…; Z là dung dịch axit HCl (loãng), H2SO4 (loãng) Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2↑+ H2O * Điều chế CO2: Y là Na2CO3, …; Z là dung dịch axit HCl (loãng), H2SO4 (loãng) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O * Điều chế Cl2: Y là KMnO4, KClO3, CaOCl2…; Z là dung dịch axit HCl đặc 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑ CaOCl2 + 2HCl → Cl2↑ + CaCl2 + H2O * Điều chế H2S: Y là muối sunfua như CaS, FeS, Na2S… Y là dung dịch axit HCl (loãng), H2SO4 (loãng) CaS + 2HCl → CaCl2 + H2S↑ FeS + 2H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2S↑ * Điều chế NO2: Y là các kim loại như Cu, Ag …; Y là dung dịch axit HNO3 đặc, nóng Cu + 4HNO3 (đặc, nóng)→ Cu(NO3)2 + 2NO2↑ +2H2O Câu 26. Thực hiện điều chế khí Y như hình vẽ: a.Khí Y là gì? Viết phương trình hóa học điều chế khí Y trong thí nghiệm trên. b. Nêu tác dụng của bình đựng dung dịch NaCl. Tại sao khí Y được thu bằng phương pháp đẩy nước? (Đề thi tuyển sinh chuyên Tây Ninh, năm học 2020-2021) CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 20

Hƣớng dẫn giải a. Khí Y là H2 Phương trình hóa học điều chế H2: Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 ↑ b. Tác dụng của bình đựng dung dịch NaCl hấp thụ hơi HCl bay ra. Khí H2 được thu bằng phương pháp đẩy nước là vì H2 là khí rất ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí. Câu 27. Viết các phương trình phản ứng: điều chế CuSO4 từ Cu và điều chế CuCl2 từ Cu(NO3)2 (được sử dụng các hóa chất vô cơ cần thiết khác). (Đề thi tuyển sinh chuyên An Giang, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải * Điều chế CuSO4 từ Cu: - Cách 1: Cho Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng có sục khí liên tục khí O2 2Cu + O2 t0  2CuO CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O - Cách 2: Cho Cu tác dụng với H2SO4 (đặc nóng) Cu + 2H2SO4 (đặc nóng) to  CuSO4 + SO2  + 2H2O * Điều chế CuCl2 từ Cu(NO3)2: 3Cu + 8HCl + Cu(NO3)2  4CuCl2 + 4H2O + 2NO  Câu 28. Trình bày sơ đồ và viết phương trình phản ứng điều chế Al, Fe từ quặng chứa Al2O3, Fe2O3, CaCO3. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Trần Phú – Hải Phòng, năm học 2014 - 2015) Hướng dẫn giải Sơ đồ tách: Al2O3 + NaOH đặc,t0 dd + CO2 (dư) t0 Al2O3 đpnc Al Fe2O3 dư rắn: CaCO3, Fe2O3 Al(OH)3 CaCO3 t0 Fe2O3 + H2O dd + H2 (t0) CaO Fe2O3 Fe Phương trình hóa học: Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O CO2 + 2H2O + NaAlO2  NaHCO3 + Al(OH)3  CO2 + NaOH  NaHCO3 2Al(OH)3 t0  Al2O3 + 3H2O 2Al2O3 ñpnc 4Al + 3O2 CaCO3 t0  CaO + CO2 CaO + H2O  Ca(OH)2 Fe2O3 + 3H2 t0  2Fe + 3H2O Câu 29. Cho các chất rắn riêng biệt sau: FeS2, CuS, Na2O. Chỉ được dùng thêm nước và các điều kiện cần thiết (nhiệt độ, xúc tác,...). Hãy viết các PTHH để điều chế các chất FeSO4, Cu(OH)2. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 21

(Đề thi HSG Tỉnh Thái Nguyên, năm học 2016-2017) Hướng dẫn giải 2H2O dp 2H2 + O2 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 V2O5,t0  2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 Fe2O3 + 3H2 t0  2Fe + 3H2O Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 2CuS + 3O2 t0 2CuO + 2SO2 CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Na2O + H2O → 2NaOH CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 Câu 30. Từ quặng pirit sắt, natri clorua, oxi, nước, hãy viết các PTHH điều chế các chất sau: sắt(II) sunfat, sắt(II) clorua, sắt(III) clorua, sắt(III) hiđroxit, natri sunfit, natri hiđrosunfat. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Thái Nguyên, năm học 2014 - 2015) Hướng dẫn giải *Điều chế FeSO4: 2NaCl + 2H2O đp,m.n 2NaOH + Cl2 + H2 4FeS2 + 11O2 t0 8SO2 + 2Fe2O3 2SO2 + O2 V2t0O5 2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 Fe2O3 + 3H2 t0 2Fe + 3H2O Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 * Điều chế FeCl2, FeCl3, Fe(OH)3 2Fe + 3Cl2 t0 2FeCl3 2FeCl3 + Fe  3FeCl2 FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3  + 3NaCl * Điều chế Na2SO3 và NaHSO4 SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O NaOH + H2SO4  NaHSO4 + H2O ( Hoặc : NaCl (r) + H2SO4(đặc)  NaHSO4 + HCl (k)) Câu 31. Từ đá vôi, muối ăn, nước và các điều kiện cần thiết, hãy viết PTHH điều chế: a) Natri cacbonat. b) Natri hiđrocacbonat. c) Canxi clorua. d. Nước gia-ven. (Đề thi HSG Tỉnh Thái Nguyên, năm học 2010 - 2011) Hướng dẫn giải Các PTHH CaCO3 to  CaO + CO2 đpnc 22 CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ

2 NaCl + 2 H2O  2 NaOH + H2 + Cl2  CaO + H2O  Ca(OH)2 H2 + Cl2 as 2HCl (được HCl) 2NaOH + CO2  Na2CO3 + 2 H2O (được Na2CO3) NaOH + CO2  NaHCO3 (được NaHCO3) Ca(OH)2 + 2HCl  CaCl2 + 2H2O (được CaCl2) 2NaOH + Cl2  NaCl + NaClO + H2O (nước gia-ven) Câu 32. Hình vẽ minh họa sau đây dùng để điều chế và thu khí SO2 trong phòng thí nghiệm. 1. Nêu tên các dụng cụ thí nghiệm trong hình vẽ. 2. Viết 2 phương trình phản ứng minh họa tương ứng với các hóa chất A, B. 3. Nêu vai trò của bông tẩm dung dịch D, viết phương trình minh họa. 4. Làm thế nào để biết bình đã đầy khí SO2. 5. Cho 2 hóa chất là dung dịch H2SO4 đặc và CaO rắn. Hóa chất nào được dùng và không được dùng để làm khô khí SO2. Giải thích? 6. Bộ dụng cụ ở trên còn được dùng để điều chế khí hiđroclorua. Viết phương trình phản ứng minh họa. (Đề thi HSG Tỉnh Thái Bình, năm học 2016-2017) Hướng dẫn giải - Dụng cụ: Giá sắt, kẹp, đèn cồn, lưới amiang, bình cầu, buret bầu (phễu chiết quả lê), nút cao su, ống dẫn khí, bình thủy tinh tam giác. - Hóa chất: muối sunfit (Na2SO3), axit (dd H2SO4) hoặc Cu, H2SO4 đặc Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng)  CuSO4 + SO2 + 2H2O - Vai trò của bông tẩm dung dịch kiềm (NaOH hoặc Ca(OH)2) là phản ứng với SO2 khi nó đầy đến miệng tránh khí tràn ra ngoài làm ô nhiễm môi trường. SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O Hoặc: SO2 + Ca(OH)2  CaSO3 + H2O - Dùng giấy quỳ tím ẩm đặt gần miệng bình, khi giấy quỳ tím đổi màu thì dừng thu khí. - Dùng H2SO4 đặc để làm khô SO2 vì axit đặc có tính háo nước và không phản ứng với SO2. Không dùng được CaO vì mặc dù CaO hút nước mạnh nhưng có phản ứng với SO2. - NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc, nóng)  NaHSO4 + HCl Hoặc: 2NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc, nóng)  Na2SO4 + 2HCl Câu 33. Hình vẽ sau mô tả thí nghiệm điều chế khí Z: CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 23

a. Nêu nguyên tắc chung điều chế khí Z. b. Lấy hai trường hợp cụ thể của khí Z, rồi xác định các chất X, Y và viết phương trình hoá học minh hoạ. (Đề thi HSG Tỉnh Bắc Giang, năm học 2016-2017) Hướng dẫn giải a. Nguyên tắc: - Khí được điều chế từ một chất rắn và một chất lỏng. - Khí không hoặc ít tan trong nước. b. - Khí Z là H2  Chọn X là HCl loãng; Y là Zn. 2HCl + Zn  ZnCl2 + H2 - Khí Z là SO2  Chọn X là H2SO4; Y là Na2SO3 Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + H2O + SO2 Câu 34. Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế kim loại bằng cách dùng khí H2 khử oxit kim loại như sau: Những kim loại nào có thể điều chế bằng phương pháp trên từ các oxit X tương ứng sau: MgO, Fe3O4, Al2O3, CuO, CaO? Viết phương trình hóa học minh họa cho các quá trình trên. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Bắc Giang, năm học 2017 - 2018) Hướng dẫn giải + Các kim loại Fe và Cu có thể điều chế bằng phương pháp trên. + PTHH Zn+ 2HCl → Zn+ H2 Fe3O4+ 4H2 toC 3Fe + 4 H2O CuO+ H2 toC Cu+ H2O Câu 35. Trong thí nghiệm ở hình 2.9, người ta dẫn khí clo ẩm vào bình A có đặt một miếng giấy quì tím khô. Dự đoán và giải thích hiện tượng xảy ra trong hai trường hợp: a) Đóng khóa K. b) Mở khóa K. Cl2 ẩm K H2SO4 đặc Bông tẩm 24 dd NaOH CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ Hình 2.9. A Quì tím khô

(Đề thi HSG Tỉnh Long An, năm học 2016-2017) Hướng dẫn giải a) Đóng khóa K: quì tím không đổi màu vì H2SO4 đặc có tính háo nước. Khí vào bình A là khí clo khô b) Mở khóa K: quì tím chuyển sang màu đỏ, sau đó mất màu do tác dụng oxi hóa mạnh của axit hipoclorơ HClO. Cl2 + H2O HCl + HClO Câu 36. Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí Cl2 từ Dung dòch HCl MnO2 và dung dịch HCl. Boâng taåm dung dòch NaOH a) Hãy viết phương trình phản ứng điều chế khí Cl2 (ghi rõ điều kiện). b) Giải thích tác dụng của MnO2 Bình (1) bình (1) (đựng dung dịch NaCl Bình (2) Bình (3) bão hòa); bình (2) (đựng dung dịch H2SO4 đặc) và nút bông tẩm dung dịch NaOH ở bình (3). (Đề thi HSG Tỉnh Vĩnh Phúc, năm học 2014-2015) Thí nghiệm điều chế clo. Hướng dẫn giải -Ptpư điều chế: MnO2 + 4HCl (đặc) t0 MnCl2 + Cl2  + 2H2O - Bình NaCl hấp thụ khí HCl, nhưng không hòa tan Cl2 nên khí đi ra là Cl2 có lẫn hơi nước Bình H2SO4 đặc hấp thụ nước, khí đi ra là Cl2 khô. H2SO4 + nH2O  H2SO4.nH2O Bông tẩm dung dịch NaOH để giữ cho khí Cl2 không thoát ra khỏi bình (độc) nhờ phản ứng Cl2 + 2NaOH  NaCl + NaClO + H2O Câu 37. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 25

a) Hình trên mô tả sơ đồ điều chế và thu khí axetilen trong phòng thí nghiệm. Hãy cho biết các ghi chú từ (1) – (5) trên hình vẽ ghi những hóa chất gì. b) Phương pháp thu khí axetilen trên là phương pháp gì? Vì sao lại thu như vậy? (Đề thi HSG Tỉnh Thanh Hóa, năm học 2014-2015) Hướng dẫn giải (1) H2O; (2) C2H2; (3) CaC2; (4) dung dịch NaOH; (5) H2O - Phương pháp trên là phương pháp dời nước. - Áp dụng phương pháp này vì C2H2 ít tan và không tác dụng với nước ở điều kiện thường. Câu 38. a. Hình trên chứng minh tính chất vật lí gì của khí hiđroclorua? b. Giải thích hiện tượng trên. (Đề thi HSG Tỉnh Thanh Hóa, năm học 2015-2016) Hướng dẫn giải a. Hình nói lên tính tan tốt trong nước của khí HCl. b. Do HCl tan nhiều trong nước nên làm cho số phân tử khí trong bình giảm, dẫn đến áp suất trong bình giảm so với áp suất bên ngoài. Nên nước trong chậu phun lên theo ống vuốt. Câu 39. Khí X được điều chế bằng cách nung nóng chất rắn A và được thu vào ống nghiệm bằng phương pháp đẩy nước theo sơ đồ sau: a. Nếu chất rắn A là một trong các trường hợp sau đây: NaHCO3 (1); NH4Cl và CaO (2); CH3COONa, NaOH và CaO (3); KMnO4 (4) thì khí X sinh ra trong trường hợp nào phù hợp với phương pháp thu khí được mô tả theo sơ đồ trên. Giải thích (có viết phương trình phản ứng hóa học minh họa)? b. Trong sơ đồ lắp ráp dụng cụ trên, vì sao ống nghiệm (1) được lắp nghiêng với miệng ống nghiệm thấp hơn đáy ống nghiệm? (Đề thi tuyển sinh Chuyên Lương Văn Chánh – Phú Yên, năm học 2015 - 2016) Hướng dẫn giải a) Khí X phải không tan hoặc rất ít tan trong nước.  Rắn A có thể là: NaHCO3,(CH3COONa, CaO, NaOH), KMnO4 2NaHCO3 t0  Na2CO3 + H2O + CO2  CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 26

CH3COONa + NaOH t0 (CaO) CH4  + Na2CO3 2KMnO4 t0  K2MnO4 + MnO2 + O2  Các khí X là CO2, CH4 và O2 chúng là những chất ít tan trong nước, do đó thu CO2, CH4, O2 bằng phương pháp đẩy nước. (NH4Cl và CaO) sinh ra khí NH3 tan tốt trong nước nên không thể thu được theo cách dời chỗ nước: NH4Cl + CaO t0  CaCl2 + NH3  + H2O b) Miệng ống nghiệm (1) hơi thấp hơn đáy ống một chút để chỗ đun nóng tập trung nhiều nhiệt hơn. Mặt khác, hóa chất trong PTN có thể bị ẩm nên khi đun sinh hơi nước, nếu đặt miệng cao hơn đáy thì nước sẽ chảy ngược về đáy ống nghiệm (đang nóng) sẽ gây hiện tượng vỡ (nứt) ống nghiệm. Câu 40. Một thí nghiệm được mô tả như hình vẽ Xác định đúng – sai trong các phát biểu sau (không cần giải thích): a) Rắn X có thể là KMnO4. b) Rắn X có thể là hỗn hợp KClO3 và MnO2. c) Rắn X có thể là NaCl. d) Khí Y có thể là O2. e) Khí Y có thể là Cl2. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Lê Hồng Phong – TP Hồ Chí Minh, năm học 2015 - 2016) Hướng dẫn giải - Phân tích: Theo hình vẽ minh họa thì khí A được điều chế từ phản ứng nhiệt phân chất rắn. Mặt khác khí A thu được bằng phương pháp đẩy nước, nên khí A phải không tan trong nước hoặc ít tan trong nước. Rắn X bị nhiệt phân nên  X là KMnO4 hoặc (KClO3 + MnO2). Đây là cơ sở để loại kết luận c. Khí Cl2 tan khá tốt trong nước ( ở nhiệt độ 200C, một thể tích nước hòa tan được 2,5 thể tích khí clo)  loại kết luận e. Hướng dẫn: Các phát biểu sai: c, e Các phát biểu đúng: a, b, d  X: KMnO4 hoặc (MnO2 + KClO3) Y: O2 Các phương trình hóa học: 2KMnO4 t0 K2MnO4 + MnO2 + O2  2KClO3 2KClt0 + 3O2  MnO2 Câu 41. CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 27

Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ Dung dịch được mô tả trong hình vẽ bên. H2SO4 đặc a) Tìm các chất X,Y phù hợp, nêu Khí X hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm. Giải thích các hiện tượng và viết các Na2SO3 Bông tẩm phương trình hóa học minh họa. tinh thể dung dịch Y b) Có thể thay dung dịch H2SO4 Lưới amiang Nước brom đặc trong thí nghiệm bên bằng dung dịch HCl đặc được không ? Tại sao ? (Đề thi tuyển sinh Chuyên Amsterdam – Hà Nội, năm học 2016 - 2017) Hướng dẫn giải a) Chọn X: SO2 ; Y: NaOH hoặc chất kiềm khác. – Hiện tượng: Khi cho H2SO4 đặc vào tinh thể Na2SO3 thì thấy hiện tượng sủi bọt và có khí không màu, mùi hắc thoát ra. H2SO4 + Na2SO3  Na2SO4 + H2O + SO2  Khi dẫn khí X (SO2) vào bình nước brom nhạt màu (hoặc mất màu) SO2 + 2H2O + Br2  2HBr + H2SO4 Để SO2 không thoát ra ngoài môi trường (gây độc hại) thì phải dùng bông tẩm dung dịch kiềm để hấp thụ. SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O b) Có thể thay H2SO4 đặc bằng dung dịch HCl đặc, khí X vẫn là SO2 và nước brom vẫn nhạt màu hoặc mất màu. Na2SO3 + 2HCl  2NaCl + H2O + SO2  Câu 42. Hình vẽ bên mô tả thí nghiệm điều chế và thu khí axetilen (C2H2) trong phòng thí nghiệm. Hãy nêu dụng cụ, hóa chất và viết phương trình phản ứng điều chế axetilen trong thí nghiệm này. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Trần Phú – Hải Phòng, năm học 2016 - 2017) Hướng dẫn giải *Dụng cụ: Bình cầu, phễu quả lê, bộ dẫn khí, chậu thủy tinh, ống nghiệm, giá đỡ, bình hấp thụ khí tạp (bình rửa khí). *Hóa chất: (1) H2O, (2): CaC2; (3): dung dịch NaOH; (4): khí điều CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 28

chế được (C2H2), và Chậu TT đựng nước. * PTHH điều chế C2H2 CaC2 + 2H2O  C2H2  + Ca(OH)2 Câu 43. Nêu phương pháp và vẽ hình mô tả quá trình điều chế khí axetilen trong phòng thí nghiệm (trong bài 38 axetilen – SGK hóa học 9). Viết phương trình hóa học minh họa và giải thích quá trình để thu được khí axetien tinh khiết. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Phan Bội Châu – Nghệ An, năm học 2016 - 2017) Hướng dẫn giải 2- Điều chế C2H2 trong PTN:  Phương pháp: Thủy phân đất đèn trong nước.  Mô tả thí nghiệm (hình vẽ bên) Điều chế và thu khí axetilen trong phòng thí nghiệm  Giải thích: – Đất đèn có chứa CaC2 và một số tạp chất như CaS .... Khi cho đất đèn vào nước thì xảy ra phản ứng thủy phân sinh ra C2H2, hơi nước (do phản ứng tỏa nhiệt lớn), một số khí tạp H2S, PH3 ... làm cho khí đất đèn có mùi khó chịu. CaC2 + 2H2O  Ca(OH)2 + C2H2  CaS + 2H2O  Ca(OH)2 + H2S  – Dẫn khí qua bình NaOH để hấp thụ một phần khí tạp (như H2S, hơi nước): H2S + 2NaOH  Na2S + 2H2O – Thu khí C2H2 bằng phương pháp dời chỗ nước vì C2H2 ít tan trong nước. Câu 44. Cho sơ đồ điều chế và thu khí vô cơ Z như hình vẽ bên: a) Hãy chọn X và Y để điều chế 4 chất khí Z khác nhau và viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra. b) Trình bày cách để nhận biết khí Z khi đã đầy bình. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Nguyễn Du – Đak Lăk, năm học 2016 - 2017) Hướng dẫn giải a) Chọn 4 chất Z là: SO2, Cl2, HCl, NO2  dung dịch X và rắn Y tương ứng: (H2SO4 đặc, Fe); (MnO2, Cl2); (H2SO4 đặc, NaCl), (HNO3 đặc, Fe). Phương trình phản ứng: 6H2SO4 đặc + 2Fe t0  Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2  (không màu) 29 4HCl đặc + MnO2 ñun nheï MnCl2 + 2H2O + Cl2  (màu vàng lục) CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ

H2SO4 đặc + NaClrắn t0  NaHSO4 + HCl  (không màu) 6HNO3 đặc + Fe t0  Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2  (màu nâu) b) Các khí trên đều là khí độc vì vậy lớp bông thường tẩm xút (NaOH) để hấp thụ khí, tránh tình trạng khí đầy bình sẽ thoát ra ngoài. Đối với NO2 (nâu), Cl2(vàng lục) nên quan sát thấy khi màu của nó tràn lên tới miệng lọ là đã đầy bình. Đôi với SO2, HCl đều không màu nên trong lớp bông có tẩm vài gọt quỳ tím (có màu xanh trong môi trường kiềm) nếu màu xanh chuyển dần thành màu đỏ thì khí đã đầy bình. Câu 45. Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí Y từ dung dịch X. Hình vẽ minh họa cho thí nghiệm nào sau đây? (1) Đun nóng nhẹ dung dịch HCl đậm đặc với MnO2 thu được khí clo. (2) Đun nóng hỗn hợp rắn gồm CH3COONa, NaOH và CaO thu được khí metan. (3) Đun nóng hỗn hợp gồm rượu etylic và H2SO4 đặc ở 1700C thu được khí etilen. (4) Đun nóng đá vôi ở 10000C thu được khí cacbonic. Hãy xác định đúng thí nghiệm và viết phương trình hóa học để minh họa cho thí nghiệm đó. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Lê Hồng Phong – TP Hồ Chí Minh, năm học 2016 - 2017) Hướng dẫn giải - Phân tích: Phân tích hình vẽ thí nghiệm ta thấy chất bị đun nóng (dung dịch X) ở trạng thái dung dịch và chất khí sinh ra (khí Y) không tan trong nước (hoặc rất ít tan). Hướng dẫn: Vì nguyên liệu điều chế là dung dịch và khí Y thu được bằng phương pháp đẩy nước (khí Y rất ít tan trong nước, hoặc không tan). Vậy chỉ có thí nghiệm (3) là thỏa mãn. Phương trình hóa học. C2H5OH H21S7O040Cñaëc C2H4 + H2O Câu 46. Cho hình vẽ điều chế oxi trong phòng thí nghiệm: CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 30

- Viết phương trình hóa học của phản ứng. - Vì sao có thể thu khí oxi bằng phương pháp đẩy nước? - Vì sao miệng ống nghiệm đựng KMnO4 lắp hơi nghiêng xuống? - Nêu vai trò của bông khô? - Khi dừng thí nghiệm nên tắt đèn cồn trước hay tháo ống dẫn khí ra trước? Tại sao? (Đề thi tuyển sinh Chuyên Phan Bội Châu – Nghệ An, năm học 2017 - 2018) Hướng dẫn giải - Phương trình phản ứng : 2KMnO4 t0  K2MnO4 + MnO2 + O2  -Thu khí bằng phương pháp đẩy nước vì khí O2 rất ít tan trong nước. - Miệng ống nghiệm thu khí hơi chúc xuống (thấp hơn đáy) nhằm mục đích: + Khí giúp O2 dễ thoát ra hơn (vì khí O2 nặng hơn không khí). + Tránh trường hợp hơi nước thoát ra (do thuốc tím ẩm), chạy ngược về đáy ống nghiệm (đang nóng) gây nứt, vỡ ống nghiệm. - Bông khô có tác dụng hấp thụ hơi nước (ẩm) và ngăn không cho thuốc tím thoát ra theo đường dẫn khí. - Tháo ống dẫn khí ra trước khi tắt đèn cồn. Vì nếu làm ngược lại thì (tắt đèn trước) thì áp suất trong ống nghiệm giảm, nước từ chậu tràn vào ống nghiệm gây vỡ, nứt ống nghiệm. Câu 47. Trong phòng thí nghiệm, 3 khí X, Y, Z được điều chế và thu như hình vẽ dưới đây: Viết phương trình hóa học điều chế các khí trên. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Nguyễn Du – Đăk Lăk, năm học 2017 - 2018) Hướng dẫn giải (có nhiều cách chọn miễn sao thỏa mãn : X nhẹ hơn KK, Y nặng hơn KK, Z ít tan/ nước) Chọn X: H2 ; Y : O2 ; Z: C2H2 Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2  2KMnO4 t0  K2MnO4 + MnO2 + O2  CaC2 + 2H2O  Ca(OH)2 + C2H2  Câu 48. Tìm 8 chất rắn khác nhau mà khi cho 8 chất đó tác dụng với dung dịch HCl thì có 8 chất khí khác nhau thoát ra. Viết phương trình hoá học minh họa. (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa – Năm học 2013 - 2014). Hướng dẫn giải CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 31

- Có thể chọn 8 chất trong số các chất sau: Fe, FeS, CaCO3, KMnO4, Na2SO3, CaC2, KNO2, Al4C3, Na2O2, Na3N, Ca3P2,… - Phản ứng xảy ra: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S  CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2  + H2O Na2SO3 + 2HCl  2NaCl + SO2  + H2O 2KMnO4 + 16HCl  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2  + 8H2O 2Na2O2 + 4HCl  4NaCl + O2  + 2H2O Na3N + 3HCl  3NaCl + NH3  Ca3P2 + 6HCl  3CaCl2 + 2PH3  3KNO2 + 2HCl  2KCl + KNO3 + 2NO  + H2O CaC2 + 2HCl  CaCl2 + C2H2  Al4C3 + 12HCl  4AlCl3 + 3CH4  Câu 49. Hình bên là thiết bị dùng để điều chế một số khí trong phòng thí nghiệm. Nêu nguyên tắc chung để điều chế khí C bằng thiết bị này, lấy thí dụ 4 khí cụ thể. Xác định các chất A, B tương ứng và viết các phương trình hoá học điều chế khí C. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Phú Thọ – Năm học 2014 - 2015) Phân tích và hướng dẫn giải - Nguyên tắc chung để điều chế khí C là khí C phải ít tan hoặc không tan trong nước. Khí C có thể là CH4, H2, CO2, C2H2,… ABC Al4C3 HCl CH4 Zn H2SO4 H2 H2SO4 CO2 CaCO3 H2O C2H2 CaC2 - Phương trình phản ứng: Al4C3 + 12HCl  4AlCl3 + 3CH4 Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2 CaCO3 + H2SO4  CaSO4 + CO2 + H2O CaC2 + 2H2O  Ca(OH)2 + C2H2 Câu 50. Hãy viết 17 phương trình phản ứng (có bản chất khác nhau) biểu diễn các phản ứng xảy ra để điều chế muối. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Thanh Hóa – Năm học 2008 - 2009) Hướng dẫn giải 1 Kim loại + phi kim Cu + Cl2  CuCl2 2 Kim koại + axit 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 3 Kim loại + muối Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu 4 Kim loại có hiđroxit lưỡng tính + 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 32

bazơ MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O 5 Oxit bazơ + axit CaO + CO2  CaCO3 6 Oxit bazơ + oxit axit ZnO + 2NaOH  Na2ZnO2 + H2O 7 Oxit lưỡng tính + bazơ SiO2 + Na2CO3 to  Na2SiO3 + CO2 8 Oxit axit + muối NaOH + HCl  NaCl + H2O Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O 9 Bazơ + axit 2NaOH + CuSO4  Cu(OH)2 + Na2SO4 10 Bazơ + hiđroxit lưỡng tính 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O 11 Bazơ + muối 2NaOH + Cl2  NaCl + NaClO + H2O 12 Bazơ + oxit axit 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 13 Bazơ + Halogen Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O 14 Muối + phi kim NaCl + AgNO3  AgCl + NaNO3 15 Muối + axit 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 16 Muối + muối 17 Nhiệt phân muối Câu 51. Trong phòng thí nghiệm giả sử chỉ có: Khí CO2, bình tam giác có vạch chia, dung dịch NaOH, pipet, đèn cồn, giá đỡ. Trình bày hai phương pháp điều chế Na2CO3. (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Phan Bội Châu – Nghệ An – Năm học 2011 - 2012) Hướng dẫn giải Dùng pipet hút lấy dung dịch NaOH cho vào 3 bình tam giác có cùng kích thước cho đến vạch chia thì dừng lại (giả sử vạch chia nằm ở vị trí sao cho thể tích dung dịch NaOH nhỏ hơn 50% dung tích bình) thu được 3 lượng NaOH bằng nhau. Cách 1: Thổi khí CO2 đến dư vào bình tam giác thứ nhất: NaOH + CO2  NaHCO3 Đặt bình tam giác có chứa NaHCO3 lên giá đỡ và đun nóng trên ngọn lửa đèn cồn đến khi nước bay hơi hết thu được Na2CO3 khan. 2NaHCO3 to  Na2CO3 + CO2 + H2O Cách 2: Thổi khí CO2 đến dư vào bình tam giác thứ hai: NaOH + CO2  NaHCO3 Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, đổ dung dịch NaOH ở bình 3 vào sản phẩm ở bình 2: NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O Đặt bình tam giác chứa Na2CO3 ở trên lên giá đỡ và đun nóng trên ngọn lửa đèn cồn để nước bay hơi hết thu được Na2CO3 khan. Câu 52. Trong công nghiệp để sản xuất NaOH người ta điện phân dung dịch NaCl bão hòa, có màng ngăn xốp giữa hai điện cực. a) Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra. b) Sản phẩm thu được có lẫn NaCl, làm thế nào để thu được dung dịch NaOH tinh khiết (biết SNaOH > SNaCl). c) Cho biết SNaCl ở 25oC bằng 36 gam. Hãy tính khối lượng dung dịch NaCl bão hòa cần dùng để sản xuất được 1 tấn dung dịch NaOH 40%, biết hiệu suất phản ứng điện phân là 90%. (Đề thi vào lớp 10 THPT Năng Khiếu – Tp Hồ Chí Minh – Năm học 2013 - 2014) Hướng dẫn giải CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 33

a) 2NaCl + 2H2O ñieänphaân dungdòch 2NaOH + Cl2 + H2 maøng ngaên xoáp b) Do SNaOH > SNaCl nên khi làm giảm nhiệt độ của dung dịch hỗn hợp hoặc cô cạn từ từ dung dịch, NaCl sẽ kết tinh trước và tách ra khỏi dung dịch (phương pháp kết tinh phân đoạn). c) Trong 1 tấn dung dịch NaOH 40% có mNaCl  1.40%  0,4taán Ta có: n NaCl  nNaOH  0, 4.106  0,01.106 mol 40  mdd NaCl baõohoøa  0,01.106.58,5.136 .100  2,455taán 106.36 90 Câu 53. Khí A có màu vàng lục, mùi hắc. Khí A nặng gấp 2,4482 lần không khí. Ở 20oC một thể tích nước hoà tan 2,5 lần thể tích khí A. a) Viết phương trình hoá học điều chế A trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. b) Viết phương trình hoá học khi cho A tác dụng với từng dung dịch chất sau: Fe, dung dịch FeSO4, dung dịch NaOH (loãng nguội), dung dịch NaHCO3. (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa – Năm học 2013 – 2014) Hƣớng dẫn giải a) Viết phương trình hoá học điều chế A: Ta có: MA  2, 4482.29  71  Khí A là clo - Điều chế Cl2 trong phòng thí nghiệm: 2KMnO4 + 16HCl  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O 2KClO3 rắn + 6HCl đặc  2KCl + 3Cl2 + 3H2O MnO2 + 4HCl (đặc) to  MnCl2 + Cl2 + 2H2O - Điều chế Cl2 trong công nghiệp: 2NaCl + 2H2O ñiemänapønhganângdauênnxgodápòch 2NaOH + Cl2 + H2 b) Cho A tác dụng với từng chất: Fe, dung dịch FeSO4, dung dịch NaOH (loãng nguội), dung dịch NaHCO3. 2Fe + 3Cl2 to  2FeCl3 Cl2 + 2NaOH  NaCl + NaClO + H2O 6FeSO4 + 3Cl2  2Fe2(S O4)3 + 2FeCl3 Khi cho Cl2 vào dung dịch NaHCO3 thì Cl2 tác dụng với H2O tạo ra axit HCl, sau đó NaHCO3 tác dụng với axit HCl: Cl2  H2O   HCl  HClO NaHCO3  HCl  NaCl  CO2   H2O Câu 54. Từ các nguyên liệu ban đầu gồm: Cu kim loại, dung dịch axit clohiđric, đá vôi, nước, không khí, than đá. Hãy nêu phương pháp (viết các phương trình hóa học) điều chế các chất sau: a) CuCl2. b) Ca(OH)2 và C2H2. (Đề thi vào lớp 10 THPT Năng Khiếu – Tp Hồ Chí Minh – Năm học 2009 - 2010) Hướng dẫn giải a) Điều chế CuCl2: 2HCl ñieänphaândungdòch H2 + Cl2 CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 34

Cu + Cl2 to  CuCl2 b) Điều chế Ca(OH)2 và C2H2: CaCO3 to  CaO + CO2 CaO + H2O  Ca(OH)2 CaO + 3C to  CaC2 + CO CaC2 + 2H2O  Ca(OH)2 + CH  CH Câu 55. Từ nguyên liệu Fe3O4, hãy trình bày cách điều chế: a) FeCl2 (rắn). b) FeCl3 (rắn). Viết các phương trình phản ứng xảy ra. (Đề thi vào lớp 10 THPT Năng Khiếu – Tp Hồ Chí Minh – Năm học 2006 - 2007) Hướng dẫn giải a) Điều chế FeCl2 (rắn): Fe3O4 + 4CO to  3Fe + 4CO2 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Cô cạn dung dịch, HCl và H2O bay hơi thu được FeCl2 (rắn) b) Cho FeCl2 vừa điều chế được tác dụng với Cl2 dư thu được FeCl3 (rắn) 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 Câu 56. Viết phương trình hóa học (ghi rõ điều kiện nếu có) của các phản ứng dùng điều chế mỗi oxit sau bằng ba phương pháp khác nhau: CO2, SO2. Phản ứng nào được dùng để điều chế các oxit trên trong phòng thí nghiệm? (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Quốc học Huế - Năm học 2009 - 2010) Hướng dẫn giải - Điều chế CO2 CaCO3  2HCl   CaCl2  CO2   H2O (1) C + O2 to  CO2 (2) CaCO3 to  CaO + CO2 (3) - Điều chế SO2 S + O2 to  SO2 (4) 4FeS2 + 11O2 to  2Fe2O3 + 8SO2 (5) Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O (6) Trong đó các phản ứng (1) và (6) được dùng để điều chế các oxit trên trong phòng thí nghiệm. Câu 57. Hãy chọn 4 chất rắn khác nhau, để khi cho lần lượt mỗi chất đó tác dụng với dung dịch HCl ta thu được 4 chất khí khác nhau. Viết các phương trình hóa học xảy ra. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Thanh Hóa – Năm học 2013 - 2014) Hướng dẫn giải Mg + 2HCl  MgCl2 + H2  FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S  CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 35

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2  + H2O 2KMnO4 + 16HCl (đặc )  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2  + 8H2O Câu 58. Viết bốn phương trình hóa học trực tiếp tạo ra HCl từ Cl2 bằng bốn cách khác nhau (các cách khác nhau nếu chất tác dụng với Cl2 khác loại). (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Nghệ An – Năm học 2011 - 2012) Hướng dẫn giải Cl2 + H2 to  2HCl Cl2 + H2O HCl + HClO Cl2 + CH4 as CH3Cl + HCl Cl2 + SO2 + 2H2O  2HCl + H2SO4 Câu 59. Từ các hóa chất: KClO3, FeS, Fe và dung dịch HCl, với các thiết bị và chất xúc tác có đủ. a) Hãy viết các phương trình hóa học điều chế 5 chất khí khác nhau. b) Cho 5 chất khí trên tác dụng vừa đủ với nhau từng đôi một. Viết các phương trình hóa học xảy ra. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Nghệ An – Năm học 2009 - 2010) Hướng dẫn giải a) Điều chế 5 chất khí khác nhau: 2KClO3 to  2KCl + 3O2  FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S  Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  2KClO3 rắn + 6HCl đặc  2KCl + 3Cl2  + 3H2O S + O2 to  SO2  b) Cho 5 chất khí trên tác dụng vừa đủ với nhau từng đôi một: SO2 + 2H2S  3S + 2H2O 2SO2 + O2 to,p,V2O5 2SO3 2H2S + 3O2 (dư) to  2SO2 + 2H2O 2H2S + O2 (thiếu) to  2S + 2H2O 2H2 + O2 to  2H2O Câu 60. Trong phòng thí nghiệm bộ dụng cụ vẽ dưới đây có thể dùng để điều chế những chất khí nào trong số các khí sau: Cl2, O2, NO, NH3, SO2, CO2, H2, C2H4. Giải thích? Mỗi khí điều chế được hãy chọn một cặp chất A và B thích hợp và viết phản ứng điều chế chất khí đó? CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 36

(Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Vĩnh Phúc – Năm học 2012 - 2013) Hướng dẫn giải - Giải thích: Để điều chế được khí C như bộ dụng cụ vẽ thì khí C phải có đặc điểm: nặng hơn không khí ( MC  Mkhoângkhí ) và không tác dụng với không khí 29  có thể điều chế được các khí Cl2, SO2, CO2, O2. - Phản ứng điều chế: 2KMnO4 + 16HCl  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O CaCO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O 2H2O2 MnO2  2H2O + O2 Câu 61. Từ các chất: NH4HCO3, KMnO4, Al4C3, NaClO, CaC2, dung dịch HCl đặc, dung dịch NaOH. Viết tất cả các phương trình phản ứng điều chế chất khí (điều kiện phản ứng có đủ). (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – Năm học 2013 - 2014) Hướng dẫn giải NH4HCO3 to  NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 + HCl  NH4Cl + CO2 + H2O NH4HCO3 + 2NaOH  Na2CO3 + NH3 + 2H2O 2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 2KMnO4 + 16HCl  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O NaClO + 2HCl  NaCl + Cl2 + H2O Al4C3 + 12HCl  4AlCl3 + 3CH4 Al4C3 + 12H2O  4Al(OH)3 + 3CH4 CaC2 + 2HCl  CaCl2 + C2H2 CaC2 + 2H2O  Ca(OH)2 + C2H2 2H2O ñieänphaândungdòch 2H2 + O2 (Vai trò của NaOH để dẫn điện) ● Ghi chú: Trong điều kiện phức tạp hơn, có thể điều chế được O3 và nhiều hiđrocacbon ở trạng thái khí CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 37

CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ CHẤT VÔ CƠ 38