On Tot nghiep - ly thuyet Dai cuong kim loai

ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI
ĐIỆN PHÂN
+ THỨ TỰ PHẢN ỨNG Ở ĐIỆN CỰC
* Anot ( cực dương )
Anot tan ( Cu ) > X
-
> OH
-
> H
2
O
2X
-
- 2e
→
X
2
4OH
-
- 4e
→
O
2
 + 2H
2
O
2H
2
O – 4e
→
4H

+
+ O
2

* Catot ( cực âm )
K
+
< Ba
2+
< Ca
2+
<
Na
+
< Mg
2+
< Al
3+
< H
2
O< Mn
2+
< Zn
2+
< Cr
3+
< Fe
2+
< Ni
2+

< Sn
2+
< Pb
2+
< H
+
< Cu
2+
< Fe
3+
< Ag
+
M
n+
+ ne
→
M
2H
+
+ 2e
→
H
2

2H
2
O + 2e
→
2OH
-

+ H
2

ĐIỆN PHÂN CÁC PHẢN ỨNG
NaCl nóng chảy( điện cực trơ)
Anot(+) : 2Cl
-
-2e  Cl
2
Catot (-): Na
+
+ 1e  Na x2
PTĐP : 2NaCl  2Na + Cl
2
NaOH nóng chảy ( điện cực trơ)
Anot(+) : 4OH
-
- 4e
→
O
2
+ 2H
2
O
Catot (-): Na
+
+ 1e  Na x4
PTĐP : 4NaOH  4Na + 2H
2
O + O

2

DD muối X
-
( từ K
+
Al
3+
)
VD : DD NaCl( điện cực trơ, màng ngăn
xốp)
Anot(+) : 2Cl
-
-2e  Cl
2
Catot (-): 2H
2
O + 2e
→
2OH
-
+ H
2

PTĐP : 2NaCl + 2H
2
O 2NaOH+Cl
2
 + H
2


DD muối X
-
( từ sau Al
3+
)
VD : DD muối CuCl
2
( điện cực trơ, màng
ngăn xốp)
Anot(+) : 2Cl
-
-2e  Cl
2
Catot (-): Cu
2+
+ 2e
→
Cu
PTĐP : CuCl
2
 Cu + Cl
2

DD muối SO
4
2-
, NO
3
( từ K

+
Al
3+
)
VD : DD Na
2
SO
4
( điện cực trơ, màng ngăn
xốp)
Anot(+) : 2H
2
O – 4e
→
4H
+
+ O
2

Catot (-): 2H
2
O + 2e
→
2OH
-
+ H
2
 x 2
PTĐP : H
2

O  H
2
 + ½ O
2

DD muối SO
4
2-
, NO
3
( từ sau Al
3+
)
Anot(+) : 2H
2
O – 4e
→
4H
+
+ O
2

VD : DD CuSO
4
( điện cực trơ, màng ngăn
xốp)
Catot (-): Cu
2+
+ 2e
→

Cu x 2
PTĐP CuSO
4
+ 2H
2
O  Cu + H
2
SO
4
+ ½ O
2

Khi điện phân các dung dòch NaOH,
H
2
SO
4
, HNO
3
, K
2
SO
4

PTĐP : H
2
O  H
2
 + ½ O
2


Điện phân dung dòch CuSO
4
với anot là Cu
Anot(+) : Cu – 2e
→
Cu
2+
Catot (-): Cu
2+
+ 2e
→
Cu
Anot Cu bò mòn chuyển sang Catot
* Công thức Faraday (Dùng cho đơn chất )
Khối lượng đơn chất m
x
=
A: khối lượng mol của đơn chất
I : Cường độ dòng điện (A)
t : Thời gian điện phân (s)
n : Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận để tạo ra 1 mol chất x
DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
K
+
Ba
2+
Ca
2+
Na

+
Mg
2+
Al
3+
H
2
O Mn
2+
Zn
2+
Cr
3+
Fe
2+
Ni
2+
Sn
2+
Pb
2+
H
+
Cu
2+
Fe
3+
Ag
+
Hg

2+
Pt
2+
Au
3+
K

Ba Ca Na Mg Al H
+
Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Fe
2+
Ag Hg Pt Au
Ý nghóa
a. Phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa khử xảy ra theo chiều:
Chất khử mạnh + Chất oxi hóa mạnh
→
Chất khử yếu + Chất oxi hóa yếu
- Tính oxi hóa: A
n+
< B
m+
( Qui tắc
α
)

- Tính khử: A > B
A . I . t
96500 . n
Tính oxi hóa tăng dần
Tính khử giảm dần

* Có phản ứng mA + nB
m+

→
nB + mA
n+
b. Cho một kim loại X tác dụng với dung dòch chứa nhiều muối
A
n+
< B
m+

X
* X đẩy B
m+
ra khỏi muối trước
* Nếu B
m+
hết, X dư phản ứng tiếp với A
n+
c. Hỗn hợp 2 kim loại X, Y (khác Na, K, Ba, Ca) vào dung dòch một muối
A
n+
X > Y
* X đẩy A
n+
ra trước
* Nếu A
n+
dư thì tiếp tục phản ứng với Y

d. Hỗn hợp 2 kim loại tác dụng dung dòch hỗn hợp 2 muối
A
n+
< B
m+
X > Y
X đẩy B
m+
trước
TRƯỜNG HP I
- B
m+
hết, X dư đẩy A
n+
sau đó nếu A
n+
dư thì Y đẩy A
n+
TRƯỜNG HP II
- B
m+
dư, X hết : Y đẩy B
m+
sau đó nếu Y dư thì Y đẩy A
n+
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tính chất đặc trưng : Tính khử (dễ bò oxi hóa)
M
→
M

n+
+ ne
1. Tác dụng phi kim
Với Halogen cho muối
thường có hoá trò cao
Với O
2
thường tạo oxit hoá trò
cao ( trừ Ag, Au, Pt)
Với phi kim khác cho muối
hoá trò thấp trừ Cu
2. Tác dụng với H
2
O
a. Na, K, Ba, Ca: Phản ứng với H
2
O mãnh liệt ngay ở nhiệt độ thường.
Kim loại + H
2
O
→
dung dòch bazơ + H
2
Thí dụ: 2Na + 2H
2
O
→
2NaOH + H
2


b. Kim loại khác: Phản ứng ở nhiệt độ cao.
Kim loại + H
2
O
→
o
t
Oxit + H
2
Fe + H
2
O
 →
> C 570
o
FeO + H
2

3Fe + 4H
2
O
 →
< C 570
o
Fe
3
O
4
+ 4H
2


2. Tác dụng với axit
* Kim loại + dung dòch HCl, H
2
SO
4
loãng
→
Muối kim loại hoá trò thấp + H
2

KL sau H
2
không phản ứng.
* Kim loại + HNO
3

→
Muối nitrat kim loại hoá trò cao + X + H
2
O
+4

+2

+1 0 -3
X có thể là NO
2,
NO, N
2

O, N
2
, NH
4
NO
3
+6
* Kim loại + H
2
SO
4
đặc, nóng
→
Muối sunfat kim loại hoá trò cao + Y + H
2
O
+4

0

-2
Y có thể là SO
2,
S, H
2
S
- Cr, Al, Fe bò thụ động trong HNO
3
, H
2

SO
4
đặc nguội
3. Tác dụng với dung dòch bazơ
Al. Zn, Be ,Cr tan trong dung dòch bazơ mạnh.
2Al + 2NaOH + 6H
2
O
→
2Na[Al(OH)
4
] + 3H
2

4. Tác dụng với dung dòch muối

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN KIM LOẠI
Kim loại A + muối B ?
A sau B không phản ứng
A trước B có phản ứng
theo tính chất của A sau đây:
* A không phản ứng với H
2
O B + muối của A
* A có phản ứng với H
2
O 2 giai đoạn
- Giai đoạn 1 : A + H
2
O kiềm + H

2

- Giai đoạn 2 : phản ứng trao đổi giữa kiềm và muối
VD : Cu + 2AgNO
3
Cu(NO
3
)
2
+ 2Ag
DẠNG BÀI TẬP PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Xác đònh kim
loại
- Tìm số hiệu nguyên tử Z
- Tìm khối lượng nguyên tử M
- Biện luận M = f(n)
- Nếu 2 KL thuộc 2 chu kì liên tiếp giải theo công thức trung
bình
M
1
< M < M
2
2. Kim loại tác
dụng H
2
O
- Một kim loại
* Li, Na, K, Rb, Cs : 2M + 2H
2
O  2MOH + H

2

* Ca, Sr, Ba : M + 2H
2
O  M(OH)
2
+ H
2

- Hai kim loại
* Na ( x ) 2Na + 2H
2
O  2NaOH + H
2

Ba ( y) Ba + 2H
2
O  Ba(OH )
2
+ H
2

Lưu ý nOH
-

= 2nH
2

* Na (a) 2Na + 2H
2

O  2NaOH + H
2

Al ( b)
2Al + 2NaOH + 6H
2
O
→
2Na[Al(OH)
4
] + 3H
2

Lưu ý - Nếu hỗn hợp tan hết : a
≥
b
* a = b  NaOH hết
* a >b  n NaOH dư = a - b
- Nếu hỗn hợp chưa tan hết : a < b , nAl dư = b - a