+ Áp Dụng : Thường dùng điều chế các kim loại yếu và trung bình sau Al CuO + H2 Cu + H2O c Phương pháp điện phân: + Nguyên Tắc : dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại thành kim lo
Trang 1Kim Loại A- Lý Thuyết
I- Vị trí
- Nhóm IA ( trừ hidro), nhóm IIA,
- Nhóm IIIA( trừ bo) và một phần của nhóm IVA,VA,VIA
- Các nguyên tố nhóm B ( từ IB đến VIIIB)
- Họ latan và actini
II- Cấu tạo
1) Cấu tạo nguyên tử
- Hầu hết các nguyên tố kim loại điều có ít electron ở lớp ngoài cùng ( 1,2 hoặc 3).
2) Cấu tạo tinh thể:
- Ở nhiệt độ thường các kim loại ở thể rắn và có cấu tạo tinh thể ( trừ thủy ngân ở thể lỏng)
- Tinh thể kim loại có 3 kiểu mạng phổ biến sau:
a) Mạng tinh thể lục phương:
Ví dụ: Be,Mg,Zn,…
b) Mạng tinh thể lập phương tâm diện:
Ví dụ: Li,Na,K,…
c) Mạng tinh thể lập phương tâm khối:
Ví dụ: Cu,Ag,Al,…
3) Liên kết kim loại:
Là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do sự tham gia của các electron tự do
III- T/c Vật Lý
- Ở điều kiện thường các kim loại đều ở trạng thái + Rắn (trừ Hg)
+ Tính dẻo
+ Dẫn điện
+ Dẫn nhiệt
+ Ánh kim
- Tóm lại ;tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các e tự do trong mạng tinh thể kim loại
IV- T/c Hóa Học
Tính chất hoá học chung của kim loại là tính khử M Mn+ + ne
1) T/d với phi kim
a) Với halogen 2Fe + 3 Cl2 t o
2 FeCl3
b) Với oxi 3Fe + 2O2 t o
Fe3O4
c) Với lưu huỳnh phản ứng cần đun nóng (trừ Hg ở to thường )
Fe + o S o t0 Fe2 S 2
2) T/d với H 2 O
a) Nhiệt độ thường: chỉ có các kim loại nhóm IAvà IIA (trừ Mg, Be) T/d H2O
Ví Dụ
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑
b) Nhiệt độ cao: các kim loại còn lại có tính khử yếu hơn : Fe, Zn,…
Ví Dụ: Fe khử hơi nước tạo ra H2 và Fe3O4 hoặc FeO
Mg + H2O ot Ma
3Fe + 4H2O t o 570 o C Fe3O4 + 4 H2↑ Fe + H2O t o 570 o C FeO + H2↑
3) T/d với oxit bazơ
Trang 2- Ở nhiệt độ cao, kim loại đứng trước khử được Oxit base của kim loại đứng sau
- Đk : + KL đứng Trước Khơng T/d Với H2O
+ Oxit Baze Khơng T/d Với H2O
Ví dụ 1: phản ứng giữa bột nhơm và sắt oxit
2Al + Fe2O3 ot 2Fe + Al2O3
Ví dụ 2: phản ứng gữa bột nhơm và crom oxit
2Al + Cr2O3 ot 2Cr + Al2O3
4) T/d với dd Axit
a) Axit Nhĩm 1; là những axit chỉ cĩ tính axit ( dd HCl, H2SO4 lỗng) Tác dụng các kim loại đứng trước hidro trong dãy điện hĩa
Fe + o
4
1
2 SO
b) Axit Nhĩm 2; là những axit chỉ cĩ tính axit và tính Oxi Hĩa( dd HNO3 ,H2SO4 đặc) Tác dụng hầu hết kim loại (trừ Au,Pt) khử được
M + H2SO4 M2(SO4)n +
2
2
SO
S
H S
+ H2O
- SO2: Thể khí mùi sốc
- S: Thể rắn,màu vàng,
- H2S: Thể khí, mùi trứng gà thối
VD : 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
M + HNO3 ot M(NO3)n +
2 2
2
4 3
N
N O NO NO
NH NO
+ H2 O
+ n: là hóa trị cao nhất của kim loại (còn gọi điện tích cao nhất của kim loại)
+ Fe, Al, Cr… không tác dụng với HNO3 đặc nguội ,H2SO4 đặc nguội do kim loại bị thụ động + Khi tạo NO2 khí màu nâu đỏ, khí bị hấp thụ bởi kiềm
+ NO khí không màu hóa nâu trong không khí
+ N2O khí không màu nặng hơn không khí
+ N2 khí không màu nhẹ hơn không khí
+ NH4NO3 (không tạo khí)
+ Không nói tạo gì thì nhớ HNO3 đặc (tạo NO2), HNO3 loãng (tạo NO)
Ví Dụ
Fe + 6HNO3 (đ) ot Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
3Cu + 8HNO3 (l ) ot 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
5) T/d với dd kiềm ( Chỉ cĩ kim loại mới tác dụng : Al , Zn, Be…)
Ví Dụ
Trang 32Al + 2NaOH + 6H2O ot 2NaAlO2 + 3H2
2Zn + 2NaOH ot Na2ZnO2 (dd) + 3H2
6) T/d Với dd muối
a) Trường Hợp 1 : Kim Loại tác dụng H2O ở nhiệt độ thường
- Bước 1 : kim loại kiềm ( kiềm thổ ) tác dụng với nước trước tạo dung dịch kiềm và hidro
- Bước 2 : dung dịch kiềm (kiềm thổ) tác dụng với dung dịch muối
VD: Na T/d dd CuCl2
Bước 1 : 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑
Bước 2 : 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2NaCl
b) Trường Hợp 2 : Kim Loại không tác dụng H2O ở nhiệt độ thường
Nguyên Tắc: Kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi muối của kim loại đó
VD: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
Al + FeCl3 AlCl3 + Fe
V- Điều Chế
A- Lý Thuyết
Nguyên Tắc :Khử ion kim loại thành kim loại: M n+ + ne M
a) Phương pháp thủy luyện:
+ Nguyên Tắc : Dùng các kim loại mạnh đẩy các kim loại yếu ra khỏi muối
+ Áp dụng : Thường dùng điều chế kim loại có tính khử yếu
Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu
Al + FeCl3 AlCl3 + Fe
b) Phương pháp nhiệt luyện:
+ Nguyên Tắc : Dùng các chất khử CO, H2, C, Al để khử oxit kim loại thành kim loại
+ Áp Dụng : Thường dùng điều chế các kim loại yếu và trung bình (sau Al)
CuO + H2 Cu + H2O
c) Phương pháp điện phân:
+ Nguyên Tắc : dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại thành kim loại
+ Áp Dụng : Phương pháp này có thể điều chế hầu hết các kim loại
+ Phân Loại : Gồm 2 trường hợp
Trường Hợp 1: Điều chế kim loại có tính khử mạnh (từ Li Al):
Điện phân nóng chảy + Muối halogen (nhóm IA, IIA),
+ Hidroxit (nhóm IA),
+ Oxit của kim loại (Al2O3)
ñpnc
ñpnc
ñpnc
2 3 Na AlF 2
Trường Hợp 2: Điều chế kim loại có tính khử trung bình và yếu có thể
+ Điện phân nóng chảy muối halogen
+ Điện phân dung dịch muối của chúng
ñpnc
ñpnc
Trang 4Điện phân dung dịch:
Cực âm (catot): xảy ra quá trình
khử
Cực dương (anot): xảy ra quá trình oxh
- Ion từ Li+ Al3+: không bị điện
phân
H2O+4e H2 + 2OH
- Ion halogen, OH
2 2
2 2
- Ion sau Al3+: bị điện phân
, SO24 , CO23 , PO34: không bị điện phân 2H2O O2 + 2H+ + 2e
B- Bài Tập
I- Ví dụ lý thuyết
Câu 1: Câu nào sau đây không đúng
A Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại thường có ít (1 đến 3e)
B Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử phi kim thường có từ 4 đến 7e
C Trong cùng chu kỳ, nguyên tử kim loại có bán kính nhỏ hơn nguyên tử phi kim
D Trong cùng nhóm A, số electron ngoài cùng của các nguyên tử là bằng nhau
Câu 2: Câu nào sau đây đúng
A Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại thường có từ 4 đến 7e
B Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử phi kim thường có từ 1 đến 3e
C Trong cùng chu kỳ, nguyên tử kim loại có bán kính lớn hơn nguyên tử phi kim
D Trong cùng nhóm A, số electron ngoài cùng của các nguyên tử thường khác nhau
Câu 3: Trong một chu kì của bảng tuần hoàn, sự biến đổi tính axit–bazơ của các oxit cao nhất và các
hiđroxit tương ứng theo chiều tăng của điện tích hạt nhân là:
A tính axit và bazơ đều tăng B tính axit và bazơ đều giảm
C tính axit tăng dần, tính bazơ giảm dần D tính axit giảm dần, tính bazơ tăng dần
Câu 4: Hai nguyên tố X, Y cùng một chu kì, thuộc 2 nhóm A liên tiếp của bảng tuần hoàn có tổng số đơn
vị điện tích hạt nhân là 51 Số electron lớp ngoài cùng của hai nguyên tử nguyên tố đó
A đều là 2e B 2e và 3e C 1e và 2e D 3e và 4e
Câu 5 Khi nói về vị trí của k/loại trong bảng tuần hoàn thì kết luận sai là
A Các nguyên tố khối s, trừ H, He còn lại là k/l B Các nguyên tố nhóm IIIA đều là k/l
C Các nguyên tố khối f đều là k/l D Các nguyên tố khối d đều là kim loại
Câu 6: Cấu hình electron sau đây ứng với nguyên tử của các nguyên tố lần lượt là
(a) 1s22s22p63s1 (b) 1s22s22p63s23p64s2 (c) 1s22s1 (d) 1s22s22p63s23p1
A Ca Na, Li, Al B Na, Ca, Li, Al C Na, Li, Al, Ca D Li, Na, Al, Ca
Câu 7: Cấu hình electron nào sau đây là của ion Fe2+
A [Ar]3d6 B [Ar]3d5 C [Ar]3d4 D [Ar]3d3
Câu 8 Cho 4 cặp oxi hoá - khử: Fe2+/Fe; Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag ; Cu2+/Cu Dãy cặp xếp theo chiều tăng dần về tính oxi hoá và giảm dần về tính khử là
A Fe2+/Fe; Cu2+/Cu ; Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag C Ag+/Ag ; Fe3+/Fe2+; Cu2+/Cu; Fe2+/Fe
B Fe3+/Fe2+; Fe2+/Fe; Ag+/Ag ; Cu2+/Cu D Cu2+/Cu; Fe2+/Fe; Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag
Câu 9 Cho các kim loại Cr, Fe, Zn, Cu Xắp xếp theo chiều giảm dần tính khử cùa các kim loại là:
A Cr> Fe> Zn> Cu B Zn> Cr> Fe> Cu C Zn> Fe>Cr> Cu D Zn> Fe> Cu> Cr
Trang 5Cõu 10: Cho dd Fe2(SO4)3 T/d với Cu được FeSO4 và CuSO4 Cho dd CuSO4 T/d với Fe được FeSO4 và Cu Qua cỏc Pư xảy ra ta thấy tớnh oxi hoỏ của cỏc ion kim loại giảm dần theo dóy sau
A Cu2+ ; Fe3+ ; Fe2+ B Fe3+ ; Cu2+ ; Fe2+ C Cu2+ ; Fe2+ ; Fe3+ D Fe2+ ; Cu2+ ; Fe3+
Cõu 11: Cho 3 phương trỡnh ion thu gọn:
1) Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+; 2) Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+; 3) Fe2+ + Mg = Fe + Mg2+
Nhận định nào dưới đõy là đỳng?
A tớnh khử của: Mg > Fe > Fe2+ > Cu C tớnh oxi hoỏ của: Cu2+ > Fe3+ > Fe2+ > Mg2+
B tớnh khử của: Mg > Fe2+ > Fe > Cu D tớnh oxi hoỏ của: Fe3+ > Cu2+ > Fe2+ > Mg2+
Cõu 12: Dóy gồm cỏc phõn tử ion đều cú tỡnh khử và oxi hoỏ là
A HCl, Fe2+, Cl2 B SO2, H2S, F- C SO2, S2-, H2S D Na2SO3, Br2, Al3+
Cõu 13: Hỗn hợp A gồm Al2O3, MgO, Fe3O4 , CuO Cho khí CO d qua A nung nóng đợc chất rắn B Hoà tan B vào dd NaOH d đợc dd C và chất rắn D Chất rắn D gồm:
A MgO, Fe,Cu B MgO, Fe,CuO C.MgO,Fe3O4,Cu D Al2O3,MgO,Fe3O4
Cõu 14: Hoaứn thaứnh caực phửụng trỡnh phaỷn ửựng sau:
)
)
Cõu 15: Ngõm một lỏ Niken trong cỏc dung dịch loóng cỏc muối sau: MgCl2, NaCl, Cu(NO3)2, AlCl3, ZnCl2, Pb(NO3)2 Niken sẽ khử được cỏc muối
A AlCl3, ZnCl2, Pb(NO3)2 B AlCl3, MgCl2, Pb(NO3)2
C MgCl2, NaCl, Cu(NO3)2 D Cu(NO3)2, Pb(NO3)2
Cõu 16: Cú cỏc chất bột sau: K2O, CaO, Al2O3, MgO, chọn một húa chất dưới đõy để phõn biệt từng chất
A H2O B HCl C NaOH D H2SO4
Cõu 17: Dóy gồm tất cả cỏc chất và ion cú tớnh lưỡng tớnh là
Cõu 18: Một cốc nước cú chứa a mol Ca2+, b mol Mg2+, c mol Cl–, d mol HCO3 Hệ thức liờn hệ giữa a,
b, c, d là:
A 2a + 2b = c – d B 2a + 2b = c + d C a + b = c + d D a + b = 2c + 2d
Cõu 19: Theo Bronstet các chất và ion thuộc dãy nào sau đây là trung tính
a/ A CO32- , Cl- B Na+, Cl-, NO3- C NH4+, HCO3-, CH3COO- D HSO4- , NH4+, Na+
b/ A Cl- , NH4+, Na+, H2O B ZnO, Al2O3, H2O C K+, Br-, NO3- D Br-, NH4+, H2O
Cõu 20: Theo Bron-stet ion có tính axit là:
a/ A HS- B NH4+ C Na+ D CO3
2-b/ A Cl- B HSO4- C PO43- D Mg2+
Cõu 21: Theo Bron-stet, dãy chất hay ion có tính bazơ là:
A CO32- , CH3COO- , SO32- B HSO4- , HCO3-, Cl- C NH4+ , Na+ , ZnO D CO32- , NH4+ , Na+
Cõu 22: Viết PT dạng phõn tử và ion thu gọn của cỏc Pư sau (nếu xảy ra):
Trang 64, Zn(OH)2 + KOH 11, FeS + HCl
Cõu 23: Viết PT dạng phõn tử và ion rỳt gọn của cỏc phản ứng theo sơ đồ sau:
a) CaCl2 + ? CaCO3 + ? b) Fe2(SO4)3 + ? K2SO4 + ?
Cõu 24: Cho cỏc ion: Fe3+, Ag+, Na+, NO3-, OH-, Cl- Cỏc ion tồn tại đồng thời trong dung dịch
A Fe3+, Na+, NO3-, OH- B Na+, Fe3+, Cl-, NO3
C Ag+, Na+, NO3-, Cl- D Fe3+, Na+, Cl-, OH
-Cõu 25: Những ion nào sau đõy cú thể cựng cú mặt trong một dd
A Mg2+, SO42 – , Cl– , Ag+ B H+, Na+, Al3+, Cl–
C Fe2+, Cu2+, S2 – , Cl– D OH – , Na+, Ba2+ , Fe3+
Cõu 26: Cho Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng và NaNO3, vai trò của NaNO3 trong phản ứng
Cõu 27: Hỗn hợp X chứa Na2O, NH4Cl, NaHCO3 và BaCl2 có số mol mỗi chất đều bằng nhau Cho
hỗn hợp X vào H2O(d), đun nóng, dung dịch thu đợc chứa:
A NaCl, NaOH, BaCl2 B NaCl, NaOH C NaCl, NaHCO3, NH4Cl, BaCl2 D NaCl
Cõu 28: trong các dd: HNO3, NaCl, Na2SO4, Ca(OH)2, KHSO4, Mg(NO3)2, dãy gồm các chất đều tác dụng đợc với dung dịch Ba(HCO3)2 là:
Cõu 29: Có thể phân biệt ba dd: KOH, HCl, H2SO4 loãng bằng một thuốc thử là:
Cõu 30: Để nhận biết ba axit đặc nguội: HCl, H2SO4, HNO3 đựng riêng biệt trong ba lọ mất nhãn ta
dùng thuốc thử là:
II- Vớ dụ bài tập
Cõu 1: Hũa tan hết m gam Al trong dd HNO3, thu được 8,96 lớt hỗn hợp khớ (đktc) gồm NO và NO2
và cú tỷ khối đối với hiđrụ là 16,75 giỏ trị của m là:
Cõu 2: Cho 11 gam hỗn hợp Al và Fe vào dd HNO3 loóng dư, thỡ cú 6,72 lit (đktc) NO bay ra Khối lượng cỏc kim loại Al và Fe trong hỗn hợp đầu lần lượt là:
A.2.7 gam, 11.2 gam B.5,4 gam, 5,6 gam C 0,54 gam, 0,56 gam D kết quả khỏc
Cõu 3: Hũa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu( tỷ lệ mol 1:1) bằng HNO3, thu được V lớt ( đktc) hỗn hợp khớ X gồm NO và NO2 và dd Y tỷ khối của X đối với H2 bằng 19 Giỏ trị của V (lit) là:
A 2.24 B.5.6 C.3.36 D.4.48
Cõu 4: Cho m gam Al tan hoàn toàn trong dd HNO3 tạo ra 11,2 lit(đktc) hỗn hợp gồm NO, N2O, N2 với tỷ
lệ mol tương ứng là 1:2:2 Giỏ trị của m là:
Cõu 5: Cho 0.28 mol Al vào dd HNO3 dư thu được NO và dd chứa 62,04 gam muối Số mol NO
A 0.2 B 0.28 C 0.1 D 0.14
Cõu 6: Một hỗn hợp gồm Mg và Al được chia thành 2 phần bằng nhau.Phần1: cho T/d với dd HCl dư thu
được 3,36 lit H2 ( đktc) Phần2: hũa tan hết trong dd HNO3 loóng dư thu được V lớt một khớ khụng màu húa nõu trong khụng khớ ( đktc) Giỏ trị của V là:
A 2.24 lit B 3.36 lit C 4.48 lit D 5.6 lit
Trang 7Cõu 7: Cho 18,5 gam hỗn hợp Fe và Fe3O4 vào 200 ml dd HNO3 đun núng thu được 2,24 lit NO (đktc), dd
Y và 1,46 gam kim loại Nồng độ HNO3 đó dựng là:
A 1.2M B 2.4M C 3.2M D 2M
Cõu 8: Cho a mol hỗn hợp gồm Al và Zn tan hết trong dd chứa b mol HNO3 ( a:b = 8 :21), thu
được một hợp chất khớ (sản phẩm khử duy nhất) và dd chỉ chứa muối Nitrat Số mol electron do
lượng kim loại trờn đó nhường khi hũa tan bằng
A b B 0,75b C 2,1a D 0,833b
Cõu 9: Cho 3,024 gam kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loóng, thu được 940,8 ml khớ
NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) cú tỉ khối đối với H2 bằng 22 Khớ NxOy và kim loại M là
A NO và Mg B NO2 và Al C N2O và Al D N2O và Fe
Cõu 10: Cho 16,5 gam hỗn hợp Al và Al2O3 cú tỉ lệ về số mol n : nAl Al O2 3 12 :13 t/d dd HNO3
loóng vừa đủ được dd X và 1,792 lớt NO (đktc) Cụ cạn dd X thu được bao nhiờu gam chất rắn khan
Cõu 11: Thực hiện hai thí nghiệm:
1 Cho 3,84 g Cu phản ứng với 80ml dd HNO3 1M thoát ra V1 lit khí NO
2 Cho 3, 84 g Cu phản ứng với 80ml dd HNO3 1M và H2SO4 0,5 M thoát ra V2 lit NO
Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng đièu kiện Quan hệ giữa V1 và V2 là:
Cõu 12: Cho hỗn hợp gồm 0,54 gam Al và 1,92 gam Cu vào 400 ml dd chứa hỗn hợp gồm H2SO4
0,5 M và NaNO3 0,2 M sau khi cỏc Pư xảy ra hoàn toàn , thu được dd X và NO (sản phẩm khử duy
nhất ) Cho V ml dd NaOH 1 M vào dd X thỡ lượng kết tủa thu được là lớn nhất ,giỏ trị của V là
A 1,344 ml B 4,032 ml C 360 ml D 1008 ml
Caõu 13: Cho 5 gam Mg vaứo dd hoón hụùp KNO3 vaứ H2SO4, ủun nheù, thu ủửụùc dd A chửựa m gam
muoỏi; 1,792 lớt hoón hụùp khớ B ( ủktc) goàm hai khớ khoõng maứu, coự moọt khớ hoựa naõu ngoaứi khoõng
khớ vaứ coứn laùi 0,44 gam chaỏt raộn Bieỏt tổ khoỏi hụi cuỷa B ủoỏi vụựi H2 laứ 11,5 Giaự trũ cuỷa m laứ
A 27,96 B 29,72 C 31,08 D 36,04
Cõu 14: Cho m gam hỗn hợp Fe, Cu.trong đú Fe chiếm 30% về khối lượng vào 50 ml dd HNO3
63% (d = 1,38 gam/ml) Pư hoàn toàn thu được rắn A cõn nặng 0,75 m gam, dd B và 6,72 lớt hỗn
hợp NO2 và NO (đktc) Cụ cạn dd B thu được bao nhiờu gam muối khan
A 35,1 gam B 51,9 gam C 62,5 gam D 7 gam
Cõu 15: Nung m gam bột sắt trong oxi thu đựơc 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hết hỗn hợp X
trong dung dịch HNO3 d thoát ra 0.56 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là:
A 2.52 gam B 1.96 gam C 3.36 gam D 2.10 gam.
Cõu 16: Cho 11.36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 v Feà Fe 3O4 phản ứng hết với ddHNO3 loãng
d thu đợc 1.344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X Cô cạn dd X sau phản
ứng đợc m gam muối khan Giá trị m là:
A 34.36 gam B 35.50 gam C 49.09 gam D 38.72 gam