đại cương về kim loại

CHƯƠNG VI: đại cương về kim loại
Trung Hiếu 54: Tính chất hoá học chung của kim loại là gì?
Hãy viết các phương trình phản ứng minh hoạ.

Hướng dẫn giải
Tính chất hoá học chung của kim loại là tính khử, tức dễ cho
electron: M - ne = M
n+
* Sở dĩ kim loại dễ cho electron vì:
-Nguyên tử kim loại có ít electron ở lớp ngoài cùng.
- Nguyên tử kim loại có bán kính lớn, lực hút của hạt
nhân với electron ngoài cùng yếu, năng lượng ion hoá
nhỏ,electron dễ tách khỏi nguyên tử hơn so với phi kim.
* Các phản ứng minh hoạ:
- Kim loại tác dụng với phi kim:
2Na + Cl
2
= 2NaCl
• - Kim loại tác dụng với axit:
• - Mg + 2HCl = MgCl
2
+ H
2 ↑

Kim loại tác dụng với dung dịch muối: Fe + CuSO
4
= Fe SO
4
+ Cu
Trung Hiếu 55: Dãy điện hoá của kim loại là gì?
1. Nêu ý nghĩa của dãy điện hoá kim loại cho ví dụ minh hoạ.

2. Hãy cho biết vị trí của cặp Mn
2+
/Mn trong dãy điện hoá . Biết rằng ion
H
+
oxi hoá được Mn.
Hướng dẫn giải:
1. Dãy điện hoá của kim loại là dãy các cặp oxi hoá - khử của kim loại
được xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá của các ion kim loại và giảm
dần tính khử của các kim loại tương ứng.
2. Dãy điện hoá cho phép xác định chiều hướng xảy ra phản ứng ôxi
hoá - khử giữa các cặp ôxi hoá -khử: phản ứng oxi hoá - khử chỉ tự
xảy ra theo chiều chất ôxi hoá mạnh tác dụng với chất khử mạnh để
tạo thành chất oxi hoá và chất khử yếu hơn.
Ví dụ: Fe
2+
/Fe và Cu
2+
/Cu
Phản ứng xảy ra là:
Cu
2+
+ Fe = Fe
2+
+ Cu
3. Ion H
+
oxi hoá được Mn: 2H
+
+ Mn = H

2
+ Mn
2+
Þ
tính oxi hoá H
+
> Mn
2+
; Tính khử H
2
< Mn

Vậy cặp Mn
2+
/Mn phải đứng trước cặp 2H
+
/H
2
.

Trung Hiếu 56:
a) Sự ăn mòn kim loại là gì?
b) Trong dung dịch HCl loãng, chất nào dễ bị ăn mòn hơn: Zn, Cu, hợp
kim Zn - Cu? Giải thích?
Hướng dẫn giải
a) ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hay hợp kim do tác dụng hoá
học của môi trường xung quanh .
b) Zn bị ăn mòn hoá học do phản ứng
Zn + 2HCl = ZnCl
2

+ H
2 ↑
Cu không bị HCl ăn mòn (vì Cu không bị H
+
oxi hoá).
Hợp kim Zn - Cu bị ăn mòn điện hoá học
• - ở cực âm Zn, bị ăn mòn theo phản ứng: Zn - 2e = Zn
2+

• - ở cực dương (Cu), ion H
+
bị khử: 2H
+
+ 2e = H
2 ↑

ở Zn, phản ứng xảy ra nay ở chỗ tiếp xúc giữa Zn với dung dịch,
H
2
thoát ra bám trên bề mặt kẽm làm chậm sự tiếp xúc giữa Zn với H
+
.
Trong trường hợp Zn - Cu, H
2
thoát ra ở cực dương (Cu).
Vì vậy hợp kim Zn - Cu bị ăn mòn nhanh hơn Zn.
Trung Hiếu 57:
a) Cho biết ăn mòn kim loại xảy ra trong trường hợp: Al tác dụng với
dung dịch HCl có chứa CuCl
2

. Giải thích.
b) Trong phòng thí nghiệm khi điều chế hiđro bằng phản ứng giữa kẽm
và axit sunfuric loãng, tại sao người ta thường thêm vào hỗn hợp phản
ứng ít giọt dung dịch đồng sunfat. Viết các phương trình phản ứng xảy
ra và trình bày cơ chế của quá trình đó:
- Khí hiđro bay ra khởi dung dịch luôn lẫn hơi nước, làm thế nào để thu
được khí hiđro khô?
Hướng dẫn giải:
a) Khi cho thanh Al vào dung dịch HCl có CuCl
2
sẽ xảy ra:
- Quá trình ăn mòn hoá học do phản ứng trực tiếp của Al với HCl, quá
trình ăn mòn hoá học xảy ra yếu và yếu dần...
2Al + 6HCl = 2 AlCl
3
+ 3H
2

Al + 3H
+
= Al
3+
+ 3/2H
2 ↑


Quá trình ăn mòn điện hoá do:
2Al + 3 Cu
2+
= 3Cu↓ + 2Al

3+
Khi Cu tạo thành bám vào Al và trong dung dịch chất điện ly dẫn đến
trên bề mặt Al xuất hiện vô số pin hoạt động (Cu - Al). Từ lúc này
Al lại bị ăn mòn điện hoá →sự ăn mòn này mạnh. Al bị hoà tan nhanh
trong dung dịch.
b. Điều chế H
2
:
Zn nguyên chất + H
2
SO
4
loãng + vài giọt dung dịch CuSO
4
- Nếu chỉ có Zn nguyên chất trong dung dịch H
2
SO
4
loãng → sự căn
mòn hoá học, H
2↑
yếu, yếu dần.
- Khi cho thêm vài giọt CuSO
4
:
Zn + CuSO
4
= Cu ↓ + ZnSO
4
* Cu tạo thành bám vào Zn → tạo vô số pin Zn - Cu hoạt động → xảy

ra ăn mòn điện hoá mạnh. Zn tan nhiều H
2
↑ thoát ra trên bề mặt Cu.
Cơ chế : pin Zn - Cu (Zn là cực (-); Cu là cực (+))
* Zn tan trong dung dịch dạng Zn
2+
: Zn - 2e = Zn
2+
Electron từ Zn →Cu, H
+
trong dung dịch Cu → H
2
: 2H
+
+ 2e H
2 ↑
Zn cứ tan, H
2
thoát ra từ cực Cu.
- Khí H
2
có lẫn hơi nước loại H
2
O như sau: Cho H
2
ẩm qua P
2
O
5

hoặc H
2
SO
4
đặc, hơi nước bị giữ lại.

Trung Hiếu 58: Cho dung dịch Fe
2
(SO
4
)
3
tác dụng với kim loại Cu,
được FeSO
4
và CuSO
4
.Cho dung dịch CuSO
4
tác dụng với kim
loại Fe, được FeSO
4
và Cu.
1. Viết các phương trình phản ứng dạng phân tử và ion rút gọn
2. So sánh tính oxi hoá của các ion kim loại nói trên.
Hướng dẫn giải:
1.
Fe
2
(SO

4
)
3
+ Cu = 2FeSO
4
+CuSO
4

2Fe
3+
+ Cu = 2Fe
2+
+ Cu
2+

2. Tính oxi hoá : Fe
3+
> Cu
2+
> Fe
2+

Trung Hiếu 59 : Nêu nguyên tắc chung để điều chế kim loại.
Nêu một số phương pháp thường dùng để điều chế các kim
loại hoạt động hoá học mạnh, trung bình và yếu. Cho ví dụ
minh hoạ, viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải:
Nguyên tắc chung để điều chế kim loại: khử ion + kim loại trong
hợp chất thành nguyêntử kim loại
M

n+
+ ne → M
0

Một số phương pháp thông thường:
- Đối với kim loại hoạt động hoá học mạnh: Na, K, Mg, Ca, Al dùng
phương pháp điện phân nóng chảy.
- Với kim loại trung bình, yếu có thể dùng các phương pháp:



Trung hiếu 60: Cho cấu hình electron của một số nguyên tố:

a) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2

b) 1s
2
2s
2
2p
5

c) 1s

2
2s
2
2p
6
3s
2

d) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
2p
6
4s
1

e) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p

6
3d
6
4s
2

g) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
3

Hãy cho biết vị trí của từng nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn
và dự đoán xem nó là khối lượng hay phi kim.
Hướng dẫn giải:
Số thứ tự Chu kỳ Nhóm Nguyên tố
a) 12 3 Chính II Kim loại