Bạn có đang đau đầu vì những kiến thức khổng lồ của môn hóa học? Khái niệm, tính chất vật lý, tính chất hóa học và bài tập vận dụng dày cộm. Hôm nay hãy để chúng tôi giúp bạn ôn tập lại kiến thức phần phi kim - một trong những phần trọng tâm nhất.
Mục lục bài viết
1. Phi kim là gì?
Phi kim là những nguyên tố nằm phía bên phải bảng tuần hoàn hóa học, thường tồn tại ở dạng phân tử. Chúng là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron, ngoại từ hidro. Đa số các phi kim đều không dẫn điện, một số nguyên tố có sự biến tính.
2. Tính chất vật lý:
Ở điều kiện thường, phi kim tồn tại ở cả ba trạng thái: trạng thái rắn như lưu huỳnh, cacbon, photpho …;trạng thái lỏng như brom; trạng thái khí như oxi, nitơ, hiđro, clo …
Phần lớn các nguyên tố phi kim đều không dẫn được điện, dẫn nhiệt và có nhiệt độ nóng chảy thấp. Một số phi kim rất độc như clo, brom, iot.
3. Tính chất hóa học:
3.1. Tác dụng với kim loại:
Nhiều phi kim tác dụng với kim loại tạo thành muối:
3.2. Tác dụng với Hidro:
Oxi tác dụng với hiđro
+ Khí oxi tác dụng với hiđro tạo thành hơi nước:
– Clo tác dụng với hiđro
+ Hiđro cháy trong khí clo tạo thành khí không màu. Màu vàng lục của khí clo biến mất. Giấy quỳ tím hóa đỏ.
Khí clo đã phản ứng mạnh với hiđro tạo thành khí hiđro clorua không màu. Khí này tan trong nước tạo thành dung dịch axit clohiđric và làm quỳ tím hóa đỏ.
– Ngoài ra, nhiều phi kim khác như C, S, Br2,… tác dụng với hiđro cũng tạo thành hợp chất khí.
3.3. Tác dụng với oxi:
Nhiều phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit.
4. Các phi kim thường gặp:
Phi kim tồn tại khá đa dạng và phổ biến, những dạng phi kim thường gặp bao gồm: C, O, H, S, P, N, Cl, Br, I, F……
5. Ứng dụng của phi kim:
Đơn chất phi kim có vai trò quan trọng trong việc tạo các phản ứng tổng hợp với các hợp chất khác để tạo ra sản phẩm.
Oxy: Oxy có hai công dụng quan trọng trong cuộc sống, đó là hô hấp và nó được dùng để đốt cháy nhiên liệu. Oxy rất cần thiết cho sự sống của cả con người và động vật. Thợ lặn, nhà thám hiểm biển… khi xuống biển đều phải sử dụng bình dưỡng khí đặc biệt; Nhiên liệu cháy trong oxy tạo ra nhiệt độ cao hơn trong không khí. Trong sản xuất gang thép, người ta thổi oxy vào lò để tạo nhiệt độ cao, nâng cao hiệu quả và chất lượng của thành phẩm.
Nitơ: Nitơ được dùng trong đóng gói bảo quản thực phẩm, luyện kim, hàn đường ống, bơm lốp ô tô, máy bay…
Clo: Dùng trong điều chế nước – mạch, clorua vôi, tẩy trắng vải, bột giấy, điều chế nhựa PVC, cao su…
Lưu huỳnh:
Vai trò:
Tham gia vào quá trình hình thành protein, hormone, insulin.
Tẩy trắng, khử chì, thủy ngân.
Khử trùng phòng cho người mắc bệnh truyền nhiễm.
Tham gia quá trình giải độc và oxy hóa trong cơ thể.
Thực phẩm chứa nhiều lưu huỳnh như hải sản, hành, tỏi, dầu thực vật, thịt, trứng, hạt cải dầu…
ứng dụng:
CaSO4.H2O dùng làm khuôn đúc
Phèn chua K2SO4.Al(SO4)3.24H2O làm trong nước
(NH4)2S2O8 được dùng để tẩy trắng và khử trùng.
Kali thiosunfat (K2S2O3) giúp chữa bệnh ngoài da.
Hydrogen: Dùng làm mỏ hàn – oxy hàn để cắt kim loại, bơm khinh khí cầu, làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa, động cơ ô tô thay thế xăng…
flo:
Vai trò:
Là vi chất tham gia vào các quá trình phát triển răng, hình thành ngà răng và men răng.
Đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo xương và ảnh hưởng đến quá trình điều hòa, chuyển hóa canxi-photpho.
Thực phẩm: chứa nhiều flo như lá chè, bắp cải, xà lách, rau câu, tôm, cua…
Ứng dụng:
NaF: thêm F– vào nước nghèo nguyên tố vi lượng hoặc thêm vào kem đánh răng để ngừa sâu răng..
F còn được gắn vào các hợp chất hữu cơ để tăng tác dụng sinh học.
6. Bài tập vận dụng:
Câu 1: Phân biệt phi kim và kim loại:
Cả kim loại và phi kim đều có sự khác biệt về cả tính chất hóa học và vật lý.
Kim loại là chất dẫn điện và nhiệt rất lớn và khi bị biến đổi hóa học, chúng sẽ rời ra các electron và trở thành cation. Ngoài ra, kim loại là chất rắn ở nhiệt độ phòng và linh hoạt và có thể kéo dãn. Thông thường, chúng có một hoặc hai màu chủ yếu là màu bạc trong bóng râm.
Mặt khác, phi kim loại không phải là chất dẫn điện như vậy và nhận được các điện tử và biến thành anion khi chúng trải qua các thay đổi hóa học. Ngoài ra, phi kim loại có thể ở thể rắn, lỏng hoặc khí và có nhiều màu sắc khác nhau. Chúng giòn và không co giãn được hoặc không linh hoạt nếu chúng ở dạng rắn.
Như vậy chúng ta có thể rút ra điểm khác biệt cơ bản giữa kim loại và phi kim như sau:
– Kim loại là chất dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, phi kim dẫn nhiệt khá kém.
– Kim loại dẻo và dễ uốn trong khi phi kim thường rắn.
– Kim loại thường ở dạng rắn trong khi phi kim đa dạng hơn có thể ở thể rắn, lỏng hoặc khí.
– Kim loại có độ bóng hoặc sáng nhất định trong khi phi kim loại bị xỉn màu; phi kim tuy nhiên, có nhiều màu sắc khác nhau.
– Kim loại thường tạo thành oxit bazơ trong khi phi kim là chất oxi hóa tốt.
– Kim loại khi bị tác dụng hoá học thì biến đổi electron rời còn phi kim thì thu được electron và biến thành anion.
– Điểm nóng chảy và điểm sôi của phi kim thấp hơn đáng kể so với kim loại,
ngoại lệ là Carbon.
– Phi kim là cacbon, hydro, nitơ, phốt pho, oxy, lưu huỳnh, selen, halogen và khí quý.
Câu 2: Khử hoàn toàn 69,6 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 và CuO ở nhiệt độ cao thành kim loại cần 24,64 lít khí CO (đktc) và thu được x gam chất rắn. Cũng cho 69,6 gam A tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch B chứa y gam muối. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy tạo thành z gam kết tủa.
a) Giá trị của x là
A. 52,0g. B. 34,4g.
C. 42,0g. D. 28,8g.
b) Giá trị của y là
A. 147,7g. B. 130,1g.
C. 112,5g. D. 208,2g.
c) Giá trị của z là
A. 70,7g. B. 89,4g.
C. 88,3g. D. 87,2.g
Hướng dẫn:
a) nCO = 24,64/22,4 = 1,1 mol
Ta có: aCO + M2Oa → 2M + aCO2
Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:
Cứ 1 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16 gam
→ Vậy có 1,1 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16.1,1 = 17,6 gam
Khối lượng chất rắn sau phản ứng là: x = 69,6 – 17,6 = 52 gam
→ Đáp án A
b) Theo ý a) ta có hỗn hợp oxit bị khử hoàn toàn → nO(oxit) = nCO phản ứng = 1,1 mol
69,6 gam A + dung dịch HCl (vừa đủ) → dung dịch B chứa y gam muối
M2Oa + 2aHCl → 2MCla + xH2O
Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:
Ta nhận thấy 1 mol O trong oxit bị thay thế bởi 2 mol Cl để tạo thành muối → khối lượng muối tăng so với khối lượng oxit là: 2.35,5 – 16 = 55 gam
→ 1,1 mol O trong oxit bị thay thế bởi 2,2 mol Cl → khối lượng muối tăng so với khối lượng oxit là: 1,1.55 = 60,5 gam
→ y = 69,6 + 60,5 = 130,1 gam
→ Đáp án B
c) Cho B + dung dịch NaOH dư → z gam kết tủa
MCla + aNaOH → M(OH)a + aNaCl
Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:
Ta nhận thấy 1 mol Cl trong muối bị thay thế bởi 1 mol OH để tạo thành hiđroxit → khối lượng hiđroxit giảm so với khối lượng muối là: 35,5 – 17 = 18,5 gam
→ 2,2 mol Cl trong muối bị thay thế bởi 2,2 mol OH → khối lượng hiđroxit giảm so với khối lượng muối là: 18,5.2,2 = 40,7 gam
→ z = 130,1 – 40,7 = 89,4 gam
→ Đáp án B
Câu 3: Hấp thụ hoàn toàn 0,16 mol CO2 vào 2 lít dd Ca(OH)2 0,05 M thu được kết tủa X và dd Y. Cho biết khổi lượng dd Y tăng hay giảm bao nhiêu so với dd Ca(OH)2 ban đầu?
Hướng dẫn:
nCa(OH)2 = 0,05.2=0,1 mol
T = nCO2 : nCa(OH)2 = 0,16/0,1 = 1,6 → 1 < T < 2 → tạo cả muối CaCO3 và Ca(HCO3)2
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
0,1……….0,1…………0,1
→ Số mol CO2 dùng để hòa tan kết tủa là: 0,16 – 0,1 = 0,06 mol
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
0,06 → 0,06
→ Số mol kết tủa còn lại là: 0,1 – 0,06 = 0,04 mol
→ m ↓ = mCaCO3 = 0,04.100 = 4g
→ mdd tăng = mCO2 – mCaCO3 = 0,16.44 – 4 = 3,04g
Câu 4: Nung hỗn hợp X gồm FeCO3 và BaCO3 trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Y và V lít CO2 (đktc). Hòa tan Y vào H2O dư thu được dung dịch Z và 8 gam chất rắn không tan. Hấp thụ hết V lít khí CO2 vào Z thu được 9,85 gam kết tủa. Khối lượng của FeCO3 và BaCO3 trong hỗn hợp ban đầu?
Hướng dẫn:
4FeCO3 + O2 −to→ 2Fe2O3 + 4CO2
x………………→ 0,5x ……. x
BaCO3 −to→ BaO + CO2
y …………..→.. y……y
nCO2 = x+y
Chất rắn Y gồm: Fe2O3 và BaO
Y + H2O dư: Chất rắn không tan là Fe2O3
→ 160.0,5x = 8 → x = 0,1 mol → nCO2 = 0,1 + y
BaO + H2O → Ba(OH)2
y.…………..→……..y
Dung dịch Z là dung dịch Ba(OH)2
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O
y……. →…… y…… y
→ Số mol CO2 dư để hòa tan kết tủa BaCO3 là: (0,1+y) – y =0,1 mol
CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2
0,1…→…..0,1…………………..0,1
nBaCO3 = y-0,1 = 9,85/197 = 0,05 mol → y = 0,15 mol
mFeCO3 = 0,1.116 = 11,6g
mBaCO3 = 0,15.197 = 29,77g
Câu 5: Nung 10,23 gam hỗn hợp hai oxit là CuO và PbO với cacbon dư.Toàn bộ lượng khí CO2 sinh ra được dẫn vào bình đựng dung dịchCa(OH)2 dư. Phản ứng xong thu được 5,5 gam kết tủa. Tính thànhphần trăm theo khối lượng của mỗi oxit kim loại trong hỗn hợp.
Hướng dẫn giải:
Các phương trình hóa học:
2CuO + C 2Cu + CO2 (1)
a → 0,5a mol
2PbO + C 2Pb + CO2 (2)
b 0,5.b mol
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (3)
– Theo (1), (2) và (3) :
nCO2 = nCaCO3 = = 0,055mol
– Đặt x và y là số mol CuO và PbO có trong 10,23 gam hỗn hợp.
Ta có: 80a + 223b = 10,23
0,5a + 0,5b = 0,05
Giải hệ phương trình trên ta có: a = 0,1 ; b = 0,01
Thành phần phần trăm theo khối lượng của các oxit trong hỗn hợp:
%CuO = 78,2%;
% PbO = 21,8%.
