n Tính oxi hóa tăng dần Tính khử giảm dần... Tác dụng phi kim Với Halogen cho muối thường có hoá trị cao Với O 2 thường tạo oxit hoá trị cao trừ Ag, Au, Pt Với phi kim khác cho muối ho
Trang 1ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI ĐIỆN PHÂN
+ THỨ TỰ PHẢN ỨNG Ở ĐIỆN CỰC
* Anot ( cực dương ) Anot tan ( Cu ) > X- > OH- > H2O
2X- - 2e → X2 4OH- - 4e → O2 + 2H2O 2H2O – 4e → 4H+ + O2
* 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 +
Mn+ + ne → M 2H+ + 2e → H2 2H2O + 2e → 2OH- + H2
NaCl nóng chảy( điện cực trơ) Anot(+) : 2Cl- -2e Cl2
Catot (-): Na+ + 1e Na x2 PTĐP : 2NaCl 2Na + Cl2
NaOH nóng chảy ( điện cực trơ) Anot(+) : 4OH- - 4e → O2 + 2H2O
Catot (-): Na+ + 1e Na x4 PTĐP : 4NaOH 4Na + 2H2O + O2
DD muối X - ( từ K + Al 3+ )
VD : DD NaCl( điện cực trơ, màng ngăn
xốp)
Anot(+) : 2Cl- -2e Cl2
Catot (-): 2H2O + 2e → 2OH- + H2 PTĐP : 2NaCl + 2H2O 2NaOH+Cl2 + H2
DD muối X - ( từ sau Al 3+ )
VD : DD muối CuCl2( điện cực trơ, màng
ngăn xốp)
Anot(+) : 2Cl- -2e Cl2
Catot (-): Cu2+ + 2e → Cu PTĐP : CuCl2 Cu + Cl2
DD muối SO 4 2- , NO 3 - ( từ K + Al 3+ )
VD : DD Na2SO4( điện cực trơ, màng ngăn
xốp)
Anot(+) : 2H2O – 4e → 4H+ + O2 Catot (-): 2H2O + 2e → 2OH- + H2 x 2 PTĐP : H2O H2 + ½ O2
DD muối SO 4 2- , NO 3 - ( từ sau Al 3+ ) Anot(+) : 2H2O – 4e → 4H+ + O2
Trang 2VD : DD CuSO4( điện cực trơ, màng ngăn
xốp)
Catot (-): Cu2+ + 2e → Cu x 2 PTĐP CuSO4 + 2H2O Cu + H2SO4 + ½ O2 Khi điện phân các dung dịch NaOH,
H2SO4, HNO3, K2SO4
PTĐP : H2O H2 + ½ O2
Điện phân dung dịch CuSO4 với anot là Cu Anot(+) : Cu – 2e → Cu2+
Catot (-): Cu2+ + 2e → Cu Anot Cu bị mòn chuyển sang Catot
* Công thức Faraday (Dùng cho đơn chất )
Khối lượng đơn chất mx =
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 nghĩa
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: An+ < Bm+ ( Qui tắcα )
- Tính khử: A > B
A I t
96500 n
Tính oxi hóa tăng dần
Tính khử giảm dần
Trang 3* Có phản ứng mA + nBm+ → nB + mAn+
b Cho một kim loại X tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối
An+ < Bm+
X
* X đẩy Bm+ ra khỏi muối trước
* Nếu Bm+ hết, X dư phản ứng tiếp với An+
c Hỗn hợp 2 kim loại X, Y (khác Na, K, Ba, Ca) vào dung dịch một muối
An+
X > Y
* X đẩy An+ ra trước
* Nếu An+ dư thì tiếp tục phản ứng với Y
d Hỗn hợp 2 kim loại tác dụng dung dịch hỗn hợp 2 muối
An+ < Bm+
X > Y
X đẩy Bm+ trước
TRƯỜNG HỢP I
- Bm+ hết, X dư đẩy An+ sau đó nếu An+ dư thì Y đẩy An+
TRƯỜNG HỢP II
- Bm+ dư, X hết : Y đẩy Bm+ sau đó nếu Y dư thì Y đẩy An+
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tính chất đặc trưng : Tính khử (dễ bị oxi hóa)
M → Mn+ + ne
1 Tác dụng phi kim
Với Halogen cho muối
thường có hoá trị cao
Với O 2 thường tạo oxit hoá trị cao ( trừ Ag, Au, Pt)
Với phi kim khác cho muối hoá trị thấp trừ Cu
2 Tác dụng với H 2 O
a Na, K, Ba, Ca: Phản ứng với H2O mãnh liệt ngay ở nhiệt độ thường
Trang 4Kim loại + H2O → dung dịch bazơ + H2
Thí dụ: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
b Kim loại khác: Phản ứng ở nhiệt độ cao.
Kim loại + H2O →t o Oxit + H2
Fe + H2O > →570oC FeO + H2
3Fe + 4H2O < →570oC Fe3O4 + 4H2
2 Tác dụng với axit
* Kim loại + dung dịch HCl, H2SO4 loãng → Muối kim loại hoá trị thấp + H2
KL sau H2 không phản ứng
* Kim loại + HNO3 → Muối nitrat kim loại hoá trị cao + X + H2O
+4 +2 +1 0 -3
X có thể là NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3
+6
* Kim loại + H2SO4 đặc, nóng → Muối sunfat kim loại hoá trị cao + Y + H2O
+4 0 -2
Y có thể là SO2, S, H2S
- Cr, Al, Fe bị thụ động trong HNO3 , H2SO4 đặc nguội
3 Tác dụng với dung dịch bazơ
Al Zn, Be ,Cr tan trong dung dịch bazơ mạnh
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
4 Tác dụng với dung dịch muối
PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN KIM LOẠI
theo tính chất của A sau đây:
- Giai đoạn 2 : phản ứng trao đổi giữa kiềm và muối
Trang 5DẠNG BÀI TẬP PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1 Xác định 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