Chơng II kim loại A- Kiến thức trọng tâm I Đặc điểm kim loại Có ánh kim, tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt II DÃy hoạt động hoá học kim loạiy hoạt động hoá học kim loại Căn vào mức độ hoạt động hoá học kim loại ta xếp kim loại dÃy gọi "DÃy hoạt động hoá học kim loại" : Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au * ý nghĩa dÃy hoạt động hóa học kim loại : + Theo chiỊu tõ Li ®Õn Au : Møc độ hoạt động hoá học kim loại giảm dần + Kim loại đứng trớc H đẩy đợc H2 khỏi dung dịch axit + Kim loại đứng trớc đẩy đợc kim loại đứng sau khỏi dung dịch muối (trừ kim loại có khả phản ứng với nớc điều kiện thờng phản ứng với nớc dung dịch) + Theo mức độ hoạt động kim loại chia kim loại thành loại : Kim loại mạnh : Từ Li đến Al Kim loại trung bình : Từ Mn đến Pb Kim loại yếu : Những kim loại xếp sau H III Tính chất hoá học kim loại Ph¶n øng víi oxi ThÝ dơ : 4K + O2    2K2O o 3Fe + 2O2  t Fe3O4 (hay FeO.Fe2O3) oxit sắt từ Phản ứng với phi kim kh¸c 43 ThÝ dơ : o 2Fe + 3Cl2 t 2FeCl3 Lu ý : Trờng hợp tạo muối sắt(III) o Fe + S t FeS Phản ứng với dung dịch axit Thí dụ : 2Al + 6HCl    2AlCl3 + 3H2 2Fe + 6H2SO4(đặc, nóng) Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 Lu ý: Trờng hợp tạo muối sắt(III) Phản ứng với dung dịch muối Thí dụ : 2Al + 3Pb(NO3)3    2Al(NO3)3+ 3Pb Fe + 2AgNO3   Fe(NO3)2 + 2Ag (Trõ nh÷ng kim loại phản ứng đợc với nớc điều kiện thờng nh K, Na, Ca ) Mét sè kim lo¹i phản ứng với nớc nhiệt độ thờng Thí dụ : 2Na + 2H2O    2NaOH + H2  Ca + 2H2O    Ca(OH)2 + H2 Điều kiện : kim loại phải tơng ứng với bazơ kiềm Kim loại thông dụng : nhôm sắt + Nhôm kim loại màu trắng bạc, nhẹ, dẻo, dẫn điện nhiệt tốt + Sắt kim loại màu trắng xám, nặng, dẫn điện nhiệt * Một số phản ứng nhôm hợp chÊt : 2Al + 2NaOH + 2H2O   2NaAlO2 + 3H2 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2NaOH Al(OH)3 + NaOH + 2Fe   Al2O3   2NaAlO2 + H2O   NaAlO2 + 2H2O * Mét sè ph¶n ứng sắt hợp chất : Fe + 2FeCl3   3FeCl2 Cu + 2Fe(NO3)3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O FeO + 4HNO3 IV Điều chế kim loại 44   Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2   4Fe(OH)3   Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O Kim lo¹i m¹nh Dïng phơng pháp điện phân hợp chất nóng chảy Thí dụ : phân 2NaCl (nóng chảy) điện 2Na + Cl2 Kim loại trung bình Dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khái dung dÞch mi ThÝ dơ : Zn + Pb(NO3)2    Pb + Zn(NO3)2 – Dïng chÊt khử, khử oxit kim loại nhiệt độ cao Thí dô : o cao 3CO + Fe2O3  t  2Fe + 3CO2 Cũng dùng phơng pháp điện phân hợp chất nóng chảy điện phân dung dịch muối Kim loại yếu Dùng chất khử, khử oxit kim loại nhiệt độ cao Thí dụ: o cao H2 + CuO  t  Cu + H2O Điện phân dung dịch muối : Thí dụ : phân 2CuSO4 + 2H2O điện  2Cu + 2H2SO4 + O2 V Hỵp kim Khái niệm : Hợp kim chất rắn thu đợc sau làm nguội hỗn hợp nóng chảy nhiều kim loại khác kim loại phi kim Thí dụ : Đuyra hợp kim nhôm gồm có 94% Al, 4% Cu 2% nguyên tố Mg, Mn, Fe Si + Gang hợp kim sắt gồm có từ 2% đến 5% C vài nguyên tố khác nh Si, Mn, P, S + Thép hợp kim sắt gồm có dới 2% C vài nguyên tố khác Luyện gang, thÐp + Lun gang : Dïng cacbon(II) oxit ®Ĩ khử quặng sắt (quặng manhêtit FeO màu đen, quặng hêmatit Fe2O3 màu đỏ nâu ) nhiệt độ cao : o Fe3O4 + 4CO  t 3Fe + 4CO2 o Fe2O3 + 3CO  t 2Fe + 3CO2 S¾t nãng chảy hoà tan C, Si, Mn, P, S tạo thành gang Quá trình luyện gang đợc thực lò cao 45 + Luyện thép : Oxi hoá gang nhiệt độ cao nhằm loại khỏi gang phần lớn C, Mn, Si, P S Quá trình sản xuất thép đợc thực lò luyện thép nh lò Betxơme, lò Mactanh Nấu nóng chảy gang, sắt vụn, quặng sắt lò FeO + C to  Fe + CO o 2FeO + Si  t 2Fe + SiO2 Khí oxi oxi hoá nguyên tố gang nh C, Mn, Si, S, P … vµ loại loại chúng Thí dụ : o C + O2  t CO2 o Si + O2  t SiO2 VI Ăn mòn kim loại Khái niệm : Sự phá huỷ kim loại, hợp kim tác dụng hoá học môi trờng đợc gọi ăn mòn kim loại Yếu tố ảnh hởng Thành phần môi trờng Nhiệt độ áp suất Chống ăn mòn kim loại Chế tạo kim loại nguyên chất hợp kim chống ăn mòn Ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trờng dễ bị ăn mòn Làm thay đổi thành phần môi trờng B Câu hỏi Và BàI TậP kiểm tra I Câu hỏi trắc nghiệm khách quan Câu khẳng định đúng, câu khẳng định sai câu khẳng định sau : a) Các kim loại cã tÝnh dÉn ®iƯn b) ChÊt cã tÝnh dÉn ®iƯn, chất kim loại c) Các kim loại nặng nớc d) Kim loại có tính dẫn nhiệt e) Các kim loại nhiệt độ thờng thể rắn 46 Điền công thức hoá học chỗ trống, hệ số, trạng thái điều kiện phản ứng phù hợp sơ đồ phản ứng sau để hoàn thành phơng trình phản ứng hoá học hoàn chØnh : a) Fe +   Fe3O4 b) Al + O2   c) Fe +   FeCl3 d) Fe +   FeCl2 + e) +   Cu f) +   NaOH + H2 + MgSO4 Kim loại X có tính chất sau : Tỉ khối lớn Phản ứng với oxi nung nóng Phản ứng với dung dịch AgNO3 giải phóng Ag Phản ứng với dung dịch H2SO4 loÃng giải phóng khí H2 muối kim loại hoá trị II Kim loại X : A Cu B Na C Al D Fe Chọn đáp án Đốt cháy hoàn toàn kim loại khí oxi d thu đợc oxit, % khối lợng kim loại : 80% > % Khối lợng kim loại > 70% Kim loại : A Mg B Fe C Al D Cu Chọn đáp án Ghép tợng thí nghiệm cột phải với thí nghiệm cột trái cho phù hợp : Thí nghiệm Hiện tợng A Cho Fe vào dung dịch Cã khÝ H2 tho¸t CuSO4 d Cã chất rắn tạo thành sau phản ứng, dung dịch B Cho Zn vào dung dịch màu sau phản ứng axit HCl d Chất rắn tan hết, thu đợc dung dịch không màu C Cho CuO vào dung Chất rắn tan thu đợc dung dịch màu xanh dịch axit H2SO4 loÃng d Sau thí nghiệm thu đợc chất rắn màu vàng đỏ D Cho kim loại Na vào Sau thí nghiệm thu đợc thu đợc kết tủa xanh dung dịch CuSO4 47 DÃy kim loại đợc xếp theo chiều tính kim loại tăng dần : A K, Na , Al , Fe B Cu , Zn , Fe , Mg C Fe , Mg , Na , K D Ag , Cu , Al , Fe HÃy chọn đáp án Cho hỗn hợp hai kim loại Al Fe vào dung dịch gåm Cu(NO 3)2 vµ AgNO3, kÕt thóc thÝ nghiƯm, läc bỏ dung dịch thu đợc chất rắn gồm kim loại kim loại : A Al, Cu, Ag B Fe, Cu, Ag C Al, Fe, Cu D Al, Fe, Ag Chọn đáp án Nêu tợng thí nghiệm tợng sau : a) Cho mẩu Cu vào dung dịch AgNO3 Hiện tợng quan sát đợc : A Cu tan giải phóng khí H2 B Cu tan ra, dung dịch có màu xanh, có kim loại màu trắng bám vào mẩu Cu C Không có tợng D Cu tan hết tạo thành dung dịch không màu Chọn đáp án b) Cho mẩu kim loại Na vào dung dịch CuSO Hiện tợng quan sát đợc : A Kim loại Na đẩy Cu khỏi dung dịch B Na tan tạo dung dịch kiềm C Na tan gi¶i phãng khÝ H Sau ph¶n øng dung dịch màu, thu đợc kết tủa màu xanh D Na tan, sau phản ứng thu đợc Cu khí SO2 Chọn đáp án c) Cho mẩu Zn vào dung dịch CuSO4 Nhận xét : A Zn tan, kim loại màu vàng bám vào mẩu kẽm, dung dịch màu B Kẽm tan, giải phóng khí H2 C Zn không tan, tợng D Zn tan, giải phóng Cu màu vàng đỏ, dung dịch có màu xanh Chọn đáp án Nhúng kim loại Fe vào dung dịch CuSO 4, sau mét thêi gian lÊy Fe khái dung dÞch, kiểm tra khối lợng sắt thấy : 48 A Khối lợng sắt giảm B Khối lợng sắt không đổi C Khối lợng sắt tăng Chọn đáp án 10 HÃy điền ứng dụng Al cột (II) liên quan đến tính chất vật lí cđa nh«m ë cét (I) TÝnh chÊt (I) øng dơng (II) A NhĐ GiÊy nh«m gãi thùc phÈm B Dẫn điện tốt Hợp kim chế tạo máy bay C Dẻo Xoong, nồi, dụng cụ nấu ăn D Dẫn nhiệt tốt Dây dẫn điện Xây dựng nhà cửa 11 Điều chế nhôm theo cách : A Dùng than chì để khử Al2O3 nhiệt độ cao B Điện phân dung dịch muối nhôm C Điện phân Al2O3 nóng chảy D Dùng kim loại Na đẩy Al khỏi dung dịch muối nhôm Chọn đáp án 12 Chọn câu câu sau : Để nhận sản phẩm phản ứng sắt oxi tạo Fe 3O4, ngời ta làm nh sau : A Cho sản phẩm sau phản ứng vào dung dịch axit B Cân khối lợng Fe tham gia phản ứng khối lợng oxit tạo thành C Đo thĨ tÝch khÝ oxi tham gia ph¶n øng D Thư sản phẩm sau phản ứng nam châm 13 Ghép nội dung cột (II) cho phù hợp với c¸c mÉu ë cét (I) Kh¸i niƯm (I) Néi dung (II) 49 A Hợp kim sắt B Gang C Thép Chất tạo kim loại nguyên tố khác Là chất rắn thu đợc làm nguội hỗn hợp nóng chảy sắt với cacbon, hàm lợng cacbon nhỏ 2% Là chất rắn thu đợc làm nguội hỗn hợp nóng chảy sắt với số kim loại phi kim Là hợp kim sắt với cacbon, hàm lợng cacbon lớn 5% Là hợp kim sắt với nguyên tố cacbon, hàm lợng cacbon từ 25% 14 Chọn câu đúng, câu sai câu sau : Yếu tố gây lên ăn mòn kim loại : a) Nớc cất b) Dầu nhên c) Níc v«i d) Kh«ng khÝ Èm e) Kh«ng khí khô g) Nhiệt độ cao h) Nhiệt độ thấp II Câu hỏi tập tự luận HÃy lấy thí dụ đời sống sản xuất minh hoạ cho ứng dụng kim loại dựa tính chất vật lí Kí hiệu kim loại M, có hoá trị không đổi n HÃy viết phơng trình hoá học kim loại M víi : a) Oxi b) Dung dÞch axit sunfuric lo·ng c) Dung dịch muối CuSO4 Giả sử phản ứng xảy ra, M không tác dụng với H2O điều kiện thờng Hai kim loại nhôm sắt giống nhau, nêu bốn cách đơn giản nhận kim loại Quan sát thí nghiệm sắt tác dụng với clo (hình bên) trả lời câu hỏi sau : 50 a) Tại dây sắt làm thí nghiệm phải quấn dới dạng lò xo ? b) Tại phải nung nóng đỏ dây sắt trớc cho vào bình khí clo ? c) Tại phải để lớp cát mỏng dới đáy phản ứng ? d) Khói màu nâu đỏ chất ? HÃy so sánh trình sản xuất gang thép theo bảng sau : Sản xuất gang bình Sản xuất thép Nguyên liệu Nguyên tắc sản xuất Thiết bị Các phơng trình hoá học Sản phẩm Sản phẩm phụ HÃy nêu : a) cách bảo vệ kim loại cách ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trờng b) cách khác cách đà nêu để bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn a) X kim loại có dÃy hoạt động hoá học (ở thể rắn điều kiện thờng), X không tác dụng với dung dịch HCl, X phản ứng đợc với dung dịch FeCl3 dung dịch AgNO3 Xác định X b) Cho hỗn hợp gồm x mol Zn y mol Fe vào dung dịch chứa a mol X(NO3)2 phản ứng hoàn toàn thu đợc dung dịch A chứa muối chất rắn B Hoà tan B dung dÞch H2SO4 lo·ng thÊy cã khÝ thoát Lập luận tìm biểu thức liên hệ x, y a Tìm điều kiện liên hệ a x để sau phản ứng khối lợng dung dịch A giảm so với khối lợng dung dịch muối ban đầu a) Oxi hoá p gam kim loại M thu đợc 1,3475p gam oxit tơng ứng Xác định M cho biết vị trí M bảng tuần hoàn b) Hoà tan hoàn toàn p gam M 200 ml dung dÞch AlCl 1M thÊy sinh V lít khí (đktc) có kết tủa xt hiƯn Läc, rưa kÕt tđa, sau ®ã ®em nung đến khối lợng không đổi thu đợc 7,65 gam chất rắn Tính p, V Trình bày tính chất hoá häc cđa kim lo¹i Cho thÝ dơ minh ho¹ 10 Viết phơng trình phản ứng thực chuyển đổi hoá học theo sơ đồ sau : (3) (5) Natri  (1)  natri oxit   natri sunfat   natri nitrat 51 (2) (4) (6) (7) natri hi®roxit natri clorua 11 Có bốn dung dịch đựng èng nghiÖm : NaOH, HCl, Na 2CO3, NaCl HÃy trình bày phơng pháp hoá học để phân biệt bốn dung dịch Viết phơng trình hoá học minh họa (nếu có) 12 Có kim loại : Cu, Al, Fe, Ag Cho kim loại lần lợt tác dụng với : dung dịch HCl, dung dịch CuSO4, dung dịch AgNO3 Viết phơng trình hoá học phản ứng xảy 13 Viết phơng trình hoá học phản ứng thực chuyển đổi hoá học theo sơ đồ sau : (2) (3) (4) Fe2O3  (1)  Fe   FeCl2   Fe(OH)2   FeSO4 (5) (7) FeCl3  (6)  Fe(OH)3 Fe2O3 14 Những tính chất vật lí hoá học nhôm làm cho nhôm có ứng dụng rộng rÃi đời sống kĩ thuật ? 15 a) Tính thành phần phần trăm khối lợng nguyên tố Cu nớc kết tinh tinh thể CuSO4.5H2O b) Cần gam CuSO4 để điều chế đợc 250 gam dung dịch CuSO4 5% c) Cần gam NaOH để điều chế đợc 300 ml dung dịch NaOH 3M 16 Trong thành phần oxit kim loại R hoá trị (III) có chứa 30% oxi theo khối lợng HÃy xác định tên kim loại Tính thể tích dung dịch HCl 2M để đủ hoà tan 6,4 g oxit kim loại nói 17 Biết 300 ml dung dịch HCl 1M đủ để hoà tan 5,1 gam oxit kim loại R hoá trị (III) HÃy xác định tên kim loại Cũng lấy thể tích dung dịch HCl 1M nh để hoà tan 3,9 gam kim loại R xác định đợc Tính thể tích khí hiđro thoát (ở điều kiện tiêu chuẩn) 18 Ngâm đồng vào dung dịch AgNO3 Sau phản ứng khối lợng đồng tăng thêm 1,52 gam Tính số gam đồng bị hoà tan số gam AgNO đà tham gia phản ứng (giả thiết toàn lợng bạc đợc thoát bám vào đồng) 52 * a < 0,6 (= n AlCl3 ban đầu) Gọi a = số mol øng víi p gam Na  chØ x¶y phản ứng (1) (2) Từ (2) Số mol NaOH tham gia (2) = số mol Na ban đầu = a= 3n Al(OH)3 = 3.0,15 = 0,45 mol VËy p = 0,45.23 = 10,35 (g)  sè mol H2 sinh (1) = a = 0,225 mol V = 0,225.22,4 = 5,04 (lÝt) * 0,6 < a < 0,8 Trờng hợp lợng NaOH sinh (1) đủ để tác dụng hết với 0,2 mol AlCl3 có d nên hoà tan phần kết tủa sinh (2) theo (3) (2)  Sè mol NaOH tham gia (2) = 3n Al(OH)3 ban đầu = 0,6 mol Sè mol Al(OH)3 kÕt tña (2) = n Al(OH)3 ban đầu = 0,2 mol Số mol Al(OH)3 tham gia (3) = sè mol NaOH tham gia (3) = 0,2 – 0,15 = 0,05 mol Tæng sè mol NaOH sinh (1) = sè mol NaOH tham gia (2) vµ (3) : 0,6 + 0,05 = 0,65 (mol)  a = 0,65  p = 0,65.23 = 14,95 (g) (0,65.22,4) = 7,28 (lÝt) TÝnh chất hoá học kim loại : Tác dụng víi phi kim nh oxi, clo, lu huúnh V= 2Cu + O2   to 2CuO 2Fe + 3Cl2   to 2FeCl3 2Na + S   to Na2S Tác dụng với dung dịch axit tạo thành muối khí hiđro : Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 2Al + 6HCl   2AlCl3 + 3H2 Tác dụng với dung dịch muối : Kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch muèi 2Al + 3Pb(NO3)2   2Al(NO3)3 + 3Pb Fe + CuSO4   FeSO4 + Cu 61 10 §Ĩ làm tập dÃy biến hoá từ kim loại chuyển hoá thành hợp chất : oxit, bazơ kiềm, muối ta thực theo sơ đồ chung sau : Kim lo¹i +O2 oxit kiỊm (1) + H2O (2) + axit (3) (4) + H2O kiÒm + muèi muèi (5) muèi (6) + muèi + axit (7) muèi 4Na + O2   2Na2O 2Na + 2H2O   2NaOH + H2 Na2O + H2SO4   Na2SO4 + H2O Na2O + H2O   2NaOH Na2SO4 + Ba(NO3)2   BaSO4 + 2NaNO3 Na2SO4 + BaCl2   BaSO4+ 2NaCl NaOH + HCl NaCl + H2O 11 Để giải tập nhận biết dung dịch riêng biệt ta nên lập bảng cho dung dịch chiếm cột, cột lại dành cho thuốc thử tự chọn Chọn thuốc thử nh sau : Để phân biệt axit với kiềm axit với muối, kiềm với muối ta nên dùng chất thị màu Để phân biệt hai muối có gèc axit kh¸c ta chän thc thư cho muối tạo kết tủa áp dụng : đánh dấu ống nghiệm, lấy dung dịch để thử : Thuốc thử NaOH NaNO3 HCl NaCl Xanh §á TÝm TÝm GiÊy quú tÝm dd AgNO3 Không Kết tủa trắng Thí nghiệm : Nhúng mẩu giấy quỳ tím vào dung dịch : Giấy quỳ chuyển màu đỏ dung dịch HCl Giấy quỳ chuyển màu xanh dung dịch NaOH Giấy quỳ giữ nguyên màu tím hai dung dịch NaNO3, NaCl Thí nghiệm : Cho vài giọt dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm cha xác định đợc chất (quỳ tím không đổi màu) trờng hợp có kết tủa trắng xuất dung dịch NaCl AgNO3 + NaCl   AgCl + NaNO3 (tr¾ng) 62 ... H2(k) + to Đáp án D Đáp án B 57 10 11 12 13 14 A–2;5 B–1;3 C– D–1;2;6 Đáp án C Đáp án B a) Hiện tợng B b) Hiện tợng C c) Hiện tợng A Đáp án C Đáp án : A ; B4 C1;5 D3 Câu C Câu B Đáp án : A – ; B... đáp án c) Cho mẩu Zn vào dung dịch CuSO4 Nhận xét : A Zn tan, kim loại màu vàng bám vào mẩu kẽm, dung dịch màu B Kẽm tan, giải phóng khí H2 C Zn không tan, tợng D Zn tan, giải phóng Cu màu vàng... vôi có d thu đợc 10 gam kết tủa lại 2,8 lít khí không màu (ở điều kiện tiêu chuẩn) Viết phơng trình hoá học phản ứng xảy Tính thành phần phần trăm theo khối lợng chất hỗn hợp A III Đề kiểm tra Đề