BỘ TÀI LIỆU ĐƯỢC TỔNG HỢP TỪ KHÓA HỌC HOCMAI.VN. ĐƯỢC GỘP THÀNH CÁC FILE TIỆN LỢI CHO GV CŨNG NHƯ HỌC SINH. TÀI LIỆU GỒM CÁC CHUYÊN ĐỀ SAU: +++++++Chuyên Đề 01. Các Kiến Thức Cơ Sở Của Hóa Học Hữu Cơ _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn) +++++++Chuyên Đề 02. Các Hợp Chất Hữu Cơ Có Nhóm Chức _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn) +++++++ Chuyên Đề 03. Hiđrocacbon Và Dẫn Xuất _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn) +++++++ Chuyên Đề 04. Một Số Vấn Đề Tổng Hợp Và Nâng Cao Của Hóa Học Hữu Cơ _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn)) +++++++ Chuyên Đề 05. Các Kiến Thức Cơ Sở Của Hóa Học Vô Cơ _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn) +++++++ Chuyên Đề 06. Lý Thuyết Và Các Dạng Bài Tập Trọng Tâm Về Kim Loại _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn) +++++++ Chuyên Đề 07. Lý Thuyết Và Các Dạng Bài Tập Trọng Tâm Về Phi Kim _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn)n) +++++++ Chuyên Đề 08. Một Số Vấn Đề Tổng Hợp Và Nâng Cao Của Hóa Học Vô Cơ _Thầy Thầy Vũ Khắc Ngọc (hocmai.vn)
Trang 1ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI TÀI LIỆU BÀI GIẢNG
I VỊ TRÍ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI
1 Vị trí
Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, kim loại ở những vị trí:
- Phân nhóm chính nhóm I, II, III (trừ bo)
- Phân nhóm phụ nhóm I đến nhóm VIII
- Họ lantan và họ actini (những nguyên tố xếp riêng ở dưới bảng)
- Một phần của các phân nhóm chính nhóm IV, V, VI
Hiện nay người ta biết khoảng 109 nguyên tố hoá học, trong đó có trên 85 nguyên tố là kim loại.
Các nguyên tố càng nằm ở bên trái, phía dưới của bảng, tính kim loại càng mạnh
2 Cấu tạo của nguyên tử kim loại
- Nguyên tử kim loại có số electron ở lớp ngoài cùng nhỏ (≤ 4), dễ dàng cho đi trong các phản ứng hoá học
- Trong cùng 1 chu kì, nguyên tử của các nguyên tố kim loại có bán kính lớn hơn và có điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tố phi kim Những nguyên tử có bán kính lớn là những nguyên tử nằm ở góc dưới, bên trái của bảng tuần hoàn
3 Cấu tạo tinh thể kim loại
- Các nguyên tử kim loại sắp xếp theo một trật tự xác định làm thành mạng lưới tinh thể kim loại Nút của mạng lưới là các ion dương hoặc các nguyên tử trung hoà Khoảng không gian giữa các nút lưới không thuộc nguyên
tử nào, làm thành "khí electron" mà các nguyên tử kim loại ở nút lưới liên kết với nhau tạo thành mạng lưới bền vững
Liên kết sinh ra trong mạng lưới kim loại do các e tự do gắn các ion dương kim loại lại với nhau gọi là liên kết kim loại
Đặc điểm của liên kết kim loại (so sánh với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion):
- Do tất cả các e tự do trong kim loại tham gia
- Liên kết kim loại do tương tác tĩnh điện giữa các ion dương và các e tự do
II TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Kim loại có nhiều tính chất vật lí, tính chất cơ học giống nhau Những tính chất này có nhiều ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật và trong đời sống
1 Tính chất vật lý chung của kim loại
Kim loại có những tính chất vật lí chung, quan trọng hơn cả là tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt,ánh kim
a, Tính dẻo
Khi tác dụng một lực cơ học đủ mạnh lên kim loại, nó bị biến dạng Sự biến dạng này là do lớp mạngtính thể kim loại trượt lên nhau Nhưng các lớp mạng tinh thể này không tách rời nhau mà vẫn liên kết vớinhau nhờ các electron tự do luôn luôn chuyển động qua lại giữa các lớp mạng tinh thể Do vậy kim loại cótính dẻo
Những kim loại có tính dẻo hơn cả là Au, Ag, Al, Cu, Sn… Người ta có thể dát được những lá vàngmỏng tới 1/20 micromet (1 micromet bằng 1/1000 mm) và ánh sáng có thể đi qua được
b, Tính dẫn điện
Nối kim loại với một nguồn điện, các eletron tự do trong kim loại chuyển động thành dòng Nhiệt độcủa kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm Hiện tượng này được giải thích như sau : ởnhiệt độ cao, tốc độ dao động của các ion dương kim loại càng lớn, sự chuyển động của dòng electron tự
Nói chung, những kim loại nào dẫn điệt tốt thì cũng dẫn nhiệt tốt
Những kim loại khác nhau có khả năng dẫn nhiệt không giống nhau Thí dụ tính dẫn nhiệt của các kim loại giảm dần theo trình tự Ag, Cu, Al, Zn, Fe…
d, Ánh kim
Trang 2Hầu hết kim loại đều có ánh kim, vì các electron tự do trong kim loại đã phản xạ tốt những tia sáng cóbước sóng mà mắt ta có thể nhìn thấy được
Tóm lại, những tính chất vật lí chung của kim loại nói trên là do các electron tự do trong kim loại gây
ra
2 Một số tính chất vật lí khác của kim loại
Ngoài một số tính chất vật lí chung của kim loại như đã nói ở trên, kim loại còn có một số tính chấtvật lí không giống nhau Quan trọng hơn cả là: tỉ khối, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng của kim loại
Nhiệt độ nóng chảy của kim loại cũng rất khác nhau Có kim loại nóng chảy ở nhiệt độ -390C như Hg,
có kim loại nóng chảy ở nhiệt độ 34100
1 Khái quát về tính chất hóa học của kim loại
Do đặc điểm cấu tạo, các nguyên tử kim loại dễ dàng cho e hoá trị, thể hiện tính khử:
M Mn+ + ne
Tính khử giảm dần khi đi từ đầu đến cuối “dãy hoạt động hóa học của kim loại”:
K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au
2 Các phản ứng đặc trưng
a, Phản ứng với oxi
- Ở to thường, phần lớn kim loại phản ứng với O 2 của không khí tạo thành lớp bảo vệ cho kim loại không bị oxi hoá tiếp tục
- Khi nung nóng, phần lớn kim loại cháy trong oxi
b, Phản ứng với halogen và các phi kim khác
- Với halogen: các kim loại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng ngay ở to thường Các kim loại khác phản ứng yếu hơn, phải đun nóng Hợp chất tạo thành là muối halogenua trong đó kim loại thường có số oxi hóa cao nhất
- Ở nhiệt độ nóng đỏ, những kim loại đứng trước hiđro trong dãy thế điện hoá phản ứng với hơi nước
e, Với axit thường (HCl, H 2 SO 4 loãng)
Phản ứng xảy ra dễ dàng khi:
- Kim loại đứng trước H 2
- Muối tạo thành phải tan
g, Với axit oxi hoá (HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng)
Trừ Au và Pt, còn hầu hết các kim loại tác dụng được với HNO 3 (đặc hoặc loãng), H 2 SO 4 (đặc, nóng),
- Với HNO 3 đặc:
Cu + 4HNO Cu(NO ) + 2NO + 2H O
(Khí duy nhất bay ra là NO 2 màu nâu)
- Với HNO 3 loãng:
Trang 3Tuỳ theo độ mạnh của kim loại và độ loãng của axit, sản phẩm khí bay ra có thể là N 2, N 2 O, NO Đối với kim loại mạnh và axit rất loãng, sản phẩm là NH 4 NO 3
8Al + 30HNO 8Al(NO ) + 3N O + 15H O
Kim loại + H 2 SO 4 đ.n muối + (H 2 S, S, SO 2 ) + H 2 O
Tuỳ theo độ mạnh của kim loại mà sản phẩm của sự khử S+6 (trong H 2 SO 4 ) là H 2 S, S hay SO 2
Kim loại càng mạnh thì S+6 bị khử về số oxi hoá càng thấp
Chú ý: Al, Cr và Fe bị thụ động hoá trong H 2 SO 4 đặc, nguội và HNO 3 đặc, nguội Nguyên nhân là do khi 2 kim loại này tiếp xúc với các axit đặc, nguội thì trên bề mặt chúng có tạo lớp màng mỏng, đặc xít bảo vệ kim loại không
bị axit tác dụng Do đó, trong thực tế người ta dùng các xitec bằng sắt để chuyên chở các axit trên
h, Phản ứng với kiềm
Một số kim loại đứng trước H 2 và hiđroxit của nó có tính lưỡng tính có thể phản ứng với kiềm mạnh.
(Be, Zn, Al, Sn, Pb)
k, Phản ứng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khỏi hợp chất
- Đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch muối Ví dụ:
Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu
Cu + 2AgNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag
Những kim loại tác dụng mạnh với H 2 O như kim loại kiềm, kiềm thổ, khi gặp dung dịch nước thì trước hết phản ứng với H 2 O
- Đẩy kim loại yếu khỏi oxit (phản ứng nhiệt kim loại): Xảy ra ở to cao, toả nhiều nhiệt làm nóng chảy kim loại
Phương pháp này thường được dùng để điều chế các kim loại khó nóng chảy như Cr, Mn, Fe…
o t
Để khử các ion kim loại trong hợp chất, ta có các phương pháp phổ biến sau:
a, Phương pháp thủy luyện
Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại khác trong dung dịch Phương phápnày được áp dụng để điều chế những kim loại có tính khử yếu
b, Phương pháp nhiệt luyện
Dùng chất khử như CO2, H2, C hoặc kim loại (Al) để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.Phương pháp này được áp dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp
Bằng phương pháp này, người ta có thể điều chế được những kim loại có tính khử yếu, và trung bình(kim loại đứng sau Al)
c, Phương pháp điện phân
Dùng dòng điện một chiều trên catot (cực âm) để khử ion kim loại trong hợp chất Bằng phương phápđiện phân, người ta có thể điều chế được hầu hết các kim loại
Điều chế những kim loại có tính khử mạnh (từ Li đến Al), người ta điện phân hợp chất nóng chảy củachúng (muối, kiềm, oxit
Để điều chế những kim loại có tính khử trung bình và khử yếu, người ta điện phân dung dịch muốicủa chúng trong nước
Bằng phương pháp điện phân, ta có thể điều chế được những kim loại có độ tnh khiết rất cao(99,999%), dùng chế tạo các chất
V HỢP KIM
1 Định nghĩa
Hợp kim là vật liệu có bản chất kim loại gồm hỗn hợp nhiều kim loại khác nhau hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim hoặc hỗn hợp kim loại và hợp chất của kim loại
2 Cấu tạo của hợp kim
Hợp kim thường được cấu tạo bằng các loại tinh thể
3 Tính chất của hợp kim
Trang 4Hợp kim có những tính chất hoá học tương tự tính chất của các chất trong hỗn hợp ban đầu, nhưng tính chất vật lý và tính chất cơ học lại khác nhiều
4 Ứng dụng
Do hợp kim có những tính chất hoá học, lí học, cơ học rất quý nên hợp kim được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành của nền kinh tế quốc dân Ngành công nghiệp chế tạo máy bay, ôtô, tên lửa cần những hợp kim nhẹ, bền, chịu được nhiệt độ cao và áp suất lớn Ngành công nghiệp dầu mỏ, công nghiệp hoá chất cần những hợp kim có tính
bền hoá học và cơ học Ngành xây dựng nhà cửa, cầu cống cần có hợp kim vừa cứng vừa bền
Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc
Trang 5Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -
Dạng 1: Vị trí và cấu tạo của kim loại
Câu 1: Nguyên tử Fe có Z = 26, cấu hình e của Fe là:
Câu 2: Nguyên tử Cr có Z = 24, cấu hình e của Cr là:
Câu 4: Các cấu hình electron sau đây ứng với nguyên tử của các nguyên tố lần lượt là:
(a) 1s22s22p63s1 (b) 1s22s22p63s23p64s2 (c) 1s22s1 (d) 1s22s22p63s23p1
2s22p6 X+, Y- và Z lần lượt là:
A K+, Cl- và Ar B Li+, Br- và Ne C Na+, Cl- và Ar D Na+, F- và Ne
Câu 6: Cấu hình của nguyên tử hay ion nào dưới đây được biểu diễn không đúng:
vỏ ngoài cùng của nguyên tử kim loại M không thể là:
Câu 8: Cấu hình e nào sau đây của nguyên tố kim loại:
A 1s22s22p63s23p6 B 1s2s2s2p63s23p5 C 1s22s22p63s23p3 D 1s22s22p63s23p1
Câu 9: Nguyên tử của nguyên tố X có electron ở mức năng lượng cao nhất là 3p Nguyên tử của nguyên tố
Y cũng có electron ở mức năng lượng 3p và có một electron ở phân lớp đó Nguyên tử X và Y có số
electron hơn kém nhau là 2 Nguyên tố X, Y lần lượt là:
hoá học là:
Câu 12: Mệnh đề nào dưới 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 tửlà bằng nhau
Câu 13: Trong số các tính chất và đại lượng vật lí sau:
(1) bán kính nguyên tử; (2) tổng số e; (3) tính kim loại;
(4) tính phi kim; (5) độ âm điện; (6) nguyên tử khối
Các tính chất và đại lượng biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử là:
ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI
(BÀI TẬP TỰ LUYỆN)
Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC
Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Đại cương về kim loại (Phần 1)” thuộc Khóa học
LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại
các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài
giảng “Đại cương về kim loại (Phần 1)” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.
Trang 6Câu 14: Trong một nhóm A (phân nhóm chính), trừ nhóm VIIIA (phân nhóm chính nhóm VIII), theo
chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử thì:
A tính kim loại tăng dần, độ âm điện tăng dần
B tính kim loại tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần
C độ âm điện giảm dần, tính phi kim tăng dần
D tính phi kim giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần
Câu 15: Những nhóm nguyên tố có cả nguyên tố kim loại và nguyên tố phi kim là:
Câu 16: Cho các kim loại Fe, Co, Ni có số hiệu nguyên tử lần lượt là 26, 27, 28 Bán kính nguyên tử của
chúng tăng dần theo thứ tự là:
Câu 17: Dãy các kim loại kiềm sắp xếp theo thứ tự tăng dần bán kính nguyên tử là:
Câu 18: Dãy sắp xếp Al, Si, Na, K, Mg theo chiều bán kính nguyên tử tăng dần là:
Câu 19: Dãy các ion có bán kính tăng dần là:
A Ca2 < K < Cl < S2 B K < Cl < Ca2 < S2
C S2 < Cl < K < Ca2 D Cl < K < S2 < Ca2
Câu 20: Dãy nào các nguyên tử và ion được sắp xếp theo thứ tự giảm dần của bán kính:
A K+ > Ca2+ > Ar B Ar > Ca2+ > K+ C Ar > K+ > Ca2+ D Ca2+ > K+ > Ar
nguyên tử nào sau đây là đúng:
A R < X2+ < Y2- B X2+ < R < Y2- C X2+ < Y2-< R D Y2- < R < X2+
Câu 22: Liên kết kim loại là liên kết do:
A Lực hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại
B Lực hút tĩnh giữa điện các phần tử mang điện: ion dương và ion âm
C Lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại với các electron của từng nguyên tử
D Lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại với các electron tự do
Câu 23: Cho các câu phát biểu về vị trí và cấu tạo của kim loại sau:
(I): Hầu hết các kim loại chỉ có từ 1e đến 3e lớp ngoài cùng
(II): Tất cả các nguyên tố nhóm B đều là kim loại
(III): Ở trạng thái rắn, đơn chất kim loại có cấu tạo tinh thể
(IV): Liên kết kim loại là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại và lớp electron tự do
Những phát biểu đúng là:
Câu 24: Dãy nào dưới dây các chất được xác định cấu trúc tinh thể hoàn toàn đúng:
A Natri, sắt, đồng, nhôm, vàng và cacbon thuộc loại tinh thể kim loại
C Kim cương, lưu huỳnh, photpho và magie thuộc loại tinh thể nguyên tử
thể tính được khối lượng riêng của mỗi kim loại trên lần lượt là:
tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng Bán kính nguyên tử canxi tính theo lí thuyết là:
Trang 7Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 -
Dạng 2: Tính chất vật lý của kim loại
Câu 1: Kim loại có những tính chất vật lí chung là:
A Tính dẻo, tính dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy cao
B Tính dẻo, tính dẫn điện và nhiệt, có ánh kim
C Tính dẫn điện và nhiệt, có khối lượng riêng lớn, có ánh kim
D Tính dẻo, có ánh kim, rất cứng
Câu 2: Kim loại có tính dẫn nhiệt, dẫn điện, tính dẻo, ánh kim, là do:
A Kim loại có cấu trúc mạng tinh thể
B Kim loại có bán kính nguyên tử và điện tích hạt nhân bé
C Các electron tự do trong kim loại gây ra
D Kim loại có tỉ khối lớn
Câu 3: Điều khẳng định nào sau đây luôn đúng:
A Nguyên tử kim loại nào cũng đều có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng
C Bán kính nguyên tử kim loại luôn luôn lớn hơn bán kính của nguyên tử phi kim
Câu 4: Kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất là:
Câu 5: Cho các kim loại: Cu, Ag, Fe, Al, Au Độ dẫn điện của chúng giảm dần theo thứ tự:
Câu 6: Cho các kim loại: Cu, Ag, Fe, Al, Zn Độ dẫn nhiệt của chúng giảm dần theo thứ tự:
Câu 7:
:
Câu 8: Trong các kim loại sau: Cu, Fe, Pb, Al người ta thường dùng kim loại nào để làm vật liệu dẫn điện
và dẫn nhiệt:
Câu 9: Kim loại nào sau đây dẻo nhất trong tất cả các kim loại:
Câu 14: Kim loại mềm nhất trong tất cả các kim loại là:
Câu 15: Cho các kim loại: Cs, Fe, Cr, W, Al Độ cứng của chúng giảm dần theo thứ tự:
Câu 16: Dựa vào số electron lớp ngoài cùng (tính cả electron phân lớp d đối với các kim loại chuyển tiếp)
của Na (Z = 11), Mg (Z = 12), Mo (Z = 42) Kim loại mềm nhất và kim loại cứng nhất theo thứ tự là:
Câu 17: Kim loại nhẹ nhất (có khối lượng riêng nhỏ nhất) là:
Câu 18: Kim loại nhẹ có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật và đời sống là:
Trang 8Câu 19: Cho các kim loại: Os, Li, Mg, Fe, Ag Tỷ khối của chúng tăng dần theo thứ tự:
Câu 20: Dãy so sánh tính chất vật lý của kim loại nào dưới đây là không đúng:
Dạng 3: Tính chất hóa học của kim loại
Câu 1: Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là:
Câu 2: Tính chất đặc trưng của kim loại là tính khử vì:
A Nguyên tử kim loại thường có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng
B Nguyên tử kim loại có năng lượng ion hóa nhỏ
C Kim loại có xu hướng nhận thêm electron để đạt đến cấu trúc bền
D Nguyên tử kim loại có độ âm điện lớn
Câu 4: Cho dãy các kim loại: Na, Cu, Fe, Ag, Zn Số kim loại trong dãy phản ứng được với dung dịch HCl
là:
loãng là:
Câu 8: Các kim loại Fe, Zn, Cu, Ag đều tác dụng được với dung dịch:
dịch sau phản ứng gồm:
Câu 10: Một tấm kim loại vàng bị bám một lớp Fe ở bề mặt Ta có thể rửa lớp Fe để loại tạp chất bằng
dung dịch:
các dung dịch:
Hệ số cân bằng của các phương trình phản ứng trên là:
Trang 9Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 -
tối giản Tổng (a + b) bằng:
kiềm:
Câu 20: Những kim loại nào tan trong dung dịch kiềm:
A Là những kim loại tan trong nước
B Là những kim loại lưỡng tính
C Là những kim loại có oxit, hiđroxit tương ứng tan trong nước
D Là những kim loại có oxit, hiđroxit tương ứng tan trong dung dịch kiềm
A H2O: chất oxi hoá B NaOH: chất oxi hoá
C H2O, OH-: chất oxi hoá D H2O: chất khử
Câu 22: Cho các phản ứng:
X +HCl B +H2
B + NaOH vừa đủ C + ……
C + KOH dung dịchA +………
Dung dịchA + HCl vừa đủ C + ……
X là kim loại:
vào dung dịch muối B ta lại thu được dung dịch muối A M là:
clorua:
nguội Kim loại M là:
biết các dung dịch trên, chỉ cần dùng một thuốc thử là:
Câu 31: Có hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Zn Hoá chất có thể dùng để tách Fe khỏi hỗn hợp là:
Nếu chỉ dùng một hóa chất nào sau đây có thể giúp nhận biết 6 chất trên:
Trang 10C dung dịch NaOH (dư) D dung dịch BaCl2.
A Có khí bay ra và có kết tủa màu xanh lam
C Có khí bay ra và có kết tủa Cu màu đỏ
D Có khí bay ra
Dạng 4: Điều chế kim loại
Câu 1: Để điều chế kim loại người ta thực hiện quá trình:
Câu 2: Trong quá trình điều chế kim loại, các ion kim loại đóng vai trò là chất:
Câu 3: Phương pháp thuỷ luyện có thể dùng để điều chế các kim loại thuộc nhóm:
A Kim loại có tính khử yếu từ Cu về sau trong dãy điện hoá
B Kim loại trung bình và yếu từ sau Al trong dãy điện hóa
C Kim loại có tính khử mạnh
D Kim loại có tính khử yếu từ sau Fe trong dãy điện hoá
chất khử:
Câu 5: Dãy gồm các kim loại có thể điều chế được từ oxit bằng phương pháp nhiệt luyện nhờ chất khử CO
là:
khi phản ứng xảy ra hoàn toàn Chất rắn còn lại trong ống nghiệm gồm:
Câu 7: Cho phát biểu đúng về phương pháp nhiệt nhôm:
A Nhôm chỉ có thể khử các oxit kim loại đứng sau hiđro trong dãy điện hóa
B Nhôm chỉ có thể khử các oxit kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa
C Nhôm có thể khử các oxit kim loại đứng trước và sau Al trong dãy điện hóa với điều kiện kim loại ấy
dễ bay hơi
D Nhôm có thể khử tất cả các oxit kim loại
Câu 8: Phản ứng điều chế kim loại nào dưới đây không thuộc phương pháp nhiệt luyện:
Câu 9: Phản ứng điều chế kim loại nào dưới đây thuộc phương pháp nhiệt luyện:
Câu 10: Phương pháp điện phân có thể điều chế:
Trang 11Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 7 -
B Dùng kim loại mạnh đẩy Mg ra khỏi dung dịch muối
D Cả 3 phương pháp trên
Câu 13: Để điều chế đồng từ dung dịch đồng sunfat, người ta có thể:
A Dùng sắt đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối
D Cả 3 phương pháp trên
Câu 14: Để điều chế các kim loại Na, Mg, Ca trong công nghiệp, người ta phương pháp:
A Điện phân dung dịch muối clorua bão hoà tương ứng có vách ngăn
C Dùng kim loại K cho tác dụng với dung dịch muối clorua tương ứng
D Điện phân nóng chảy muối clorua khan tương ứng
Câu 15: Trong công nghiệp, kim loại được điều chế bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của
kim loại đó là:
Câu 16: Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối của
chúng là:
Dạng 5: Hợp kim
Câu 1: Trong những câu sau, câu nào không đúng:
A Liên kết trong hợp kim liên kết kim loại hoặc liên kết cộng hoá trị
B Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần, cấu tạo của hợp kim
C Hợp kim có tính chất hoá học khác tính chất của các kim loại tạo ra chúng
D Hợp kim có tính chất vật lý và cơ học khác nhiều các kim loại tạo ra chúng
Câu 2: Mệnh đề nào dưới đây là đúng:
A Tính dẫn điện, dẫn nhiệt của hợp kim tốt hơn các kim loại tạo ra chúng
B Khi tạo thành liên kết cộng hoá trị, mật độ electron tự do trong hợp kim giảm
C Hợp kim thường có độ cứng kém các kim loại tạo ra chúng
D Nhiệt độ nóng chảy của hợp kim thường cao hơn so với các kim loại tạo ra chúng
Câu 3: Một hợp kim gồm các kim loại sau: Ag, Zn, Fe, Cu Hoá chất có thể hoà tan hoàn toàn hợp kim
trên thành dung dịch là:
Câu 4: Một hợp kim tạo bởi Cu, Al có cấu tạo tinh thể hợp chất hoá học và có chứa 12,3% lượng nhôm
Công thức hoá học của hợp kim là:
Câu 5: Trong hợp kim Al – Ni cứ 5 mol Al thì có 0,5 mol Ni Thành phần % của hợp kim là:
Câu 6: Hợp kim Fe-Zn có cấu tạo bằng tinh thể dung dịch rắn Ngâm 2,33 gam hợp kim này trong dung
dịch axit giải phóng 896 ml khí H2 (đktc) Thành phần % khối lượng Fe, Zn trong hợp kim lần lượt là:
Cu(NO3)2 và AgNO3 Thành phần % khối lượng của hợp kim là:
Câu 8: Hợp kim Fe – Zn có cấu tạo tinh thể dung dịch rắn Hoà tan 1,165 gam hợp kim này bằng dung
dịch axit HCl dư thoát ra 448 ml khí hiđro (đktc) Thành phần % của hợp kim là:
Trang 13Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -
Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Đại cương về kim loại (Phần 1)” thuộc Khóa học
LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại
các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài
giảng “Đại cương về kim loại (Phần 1)” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.
Trang 14ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI TÀI LIỆU BÀI GIẢNG
I VỊ TRÍ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI
1 Vị trí
Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, kim loại ở những vị trí:
- Phân nhóm chính nhóm I, II, III (trừ bo)
- Phân nhóm phụ nhóm I đến nhóm VIII
- Họ lantan và họ actini (những nguyên tố xếp riêng ở dưới bảng)
- Một phần của các phân nhóm chính nhóm IV, V, VI
Hiện nay người ta biết khoảng 109 nguyên tố hoá học, trong đó có trên 85 nguyên tố là kim loại.
Các nguyên tố càng nằm ở bên trái, phía dưới của bảng, tính kim loại càng mạnh
2 Cấu tạo của nguyên tử kim loại
- Nguyên tử kim loại có số electron ở lớp ngoài cùng nhỏ (≤ 4), dễ dàng cho đi trong các phản ứng hoá học
- Trong cùng 1 chu kì, nguyên tử của các nguyên tố kim loại có bán kính lớn hơn và có điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tố phi kim Những nguyên tử có bán kính lớn là những nguyên tử nằm ở góc dưới, bên trái của bảng tuần hoàn
3 Cấu tạo tinh thể kim loại
- Các nguyên tử kim loại sắp xếp theo một trật tự xác định làm thành mạng lưới tinh thể kim loại Nút của mạng lưới là các ion dương hoặc các nguyên tử trung hoà Khoảng không gian giữa các nút lưới không thuộc nguyên
tử nào, làm thành "khí electron" mà các nguyên tử kim loại ở nút lưới liên kết với nhau tạo thành mạng lưới bền vững
Liên kết sinh ra trong mạng lưới kim loại do các e tự do gắn các ion dương kim loại lại với nhau gọi là liên kết kim loại
Đặc điểm của liên kết kim loại (so sánh với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion):
- Do tất cả các e tự do trong kim loại tham gia
- Liên kết kim loại do tương tác tĩnh điện giữa các ion dương và các e tự do
II TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Kim loại có nhiều tính chất vật lí, tính chất cơ học giống nhau Những tính chất này có nhiều ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật và trong đời sống
1 Tính chất vật lý chung của kim loại
Kim loại có những tính chất vật lí chung, quan trọng hơn cả là tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt,ánh kim
a, Tính dẻo
Khi tác dụng một lực cơ học đủ mạnh lên kim loại, nó bị biến dạng Sự biến dạng này là do lớp mạngtính thể kim loại trượt lên nhau Nhưng các lớp mạng tinh thể này không tách rời nhau mà vẫn liên kết vớinhau nhờ các electron tự do luôn luôn chuyển động qua lại giữa các lớp mạng tinh thể Do vậy kim loại cótính dẻo
Những kim loại có tính dẻo hơn cả là Au, Ag, Al, Cu, Sn… Người ta có thể dát được những lá vàngmỏng tới 1/20 micromet (1 micromet bằng 1/1000 mm) và ánh sáng có thể đi qua được
b, Tính dẫn điện
Nối kim loại với một nguồn điện, các eletron tự do trong kim loại chuyển động thành dòng Nhiệt độcủa kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm Hiện tượng này được giải thích như sau : ởnhiệt độ cao, tốc độ dao động của các ion dương kim loại càng lớn, sự chuyển động của dòng electron tự
Nói chung, những kim loại nào dẫn điệt tốt thì cũng dẫn nhiệt tốt
Những kim loại khác nhau có khả năng dẫn nhiệt không giống nhau Thí dụ tính dẫn nhiệt của các kim loại giảm dần theo trình tự Ag, Cu, Al, Zn, Fe…
d, Ánh kim
Trang 15Hầu hết kim loại đều có ánh kim, vì các electron tự do trong kim loại đã phản xạ tốt những tia sáng cóbước sóng mà mắt ta có thể nhìn thấy được
Tóm lại, những tính chất vật lí chung của kim loại nói trên là do các electron tự do trong kim loại gây
ra
2 Một số tính chất vật lí khác của kim loại
Ngoài một số tính chất vật lí chung của kim loại như đã nói ở trên, kim loại còn có một số tính chấtvật lí không giống nhau Quan trọng hơn cả là: tỉ khối, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng của kim loại
Nhiệt độ nóng chảy của kim loại cũng rất khác nhau Có kim loại nóng chảy ở nhiệt độ -390C như Hg,
có kim loại nóng chảy ở nhiệt độ 34100
1 Khái quát về tính chất hóa học của kim loại
Do đặc điểm cấu tạo, các nguyên tử kim loại dễ dàng cho e hoá trị, thể hiện tính khử:
M Mn+ + ne
Tính khử giảm dần khi đi từ đầu đến cuối “dãy hoạt động hóa học của kim loại”:
K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au
2 Các phản ứng đặc trưng
a, Phản ứng với oxi
- Ở to thường, phần lớn kim loại phản ứng với O 2 của không khí tạo thành lớp bảo vệ cho kim loại không bị oxi hoá tiếp tục
- Khi nung nóng, phần lớn kim loại cháy trong oxi
b, Phản ứng với halogen và các phi kim khác
- Với halogen: các kim loại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng ngay ở to thường Các kim loại khác phản ứng yếu hơn, phải đun nóng Hợp chất tạo thành là muối halogenua trong đó kim loại thường có số oxi hóa cao nhất
- Ở nhiệt độ nóng đỏ, những kim loại đứng trước hiđro trong dãy thế điện hoá phản ứng với hơi nước
e, Với axit thường (HCl, H 2 SO 4 loãng)
Phản ứng xảy ra dễ dàng khi:
- Kim loại đứng trước H 2
- Muối tạo thành phải tan
g, Với axit oxi hoá (HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng)
Trừ Au và Pt, còn hầu hết các kim loại tác dụng được với HNO 3 (đặc hoặc loãng), H 2 SO 4 (đặc, nóng),
- Với HNO 3 đặc:
Cu + 4HNO Cu(NO ) + 2NO + 2H O
(Khí duy nhất bay ra là NO 2 màu nâu)
- Với HNO 3 loãng:
Trang 16Tuỳ theo độ mạnh của kim loại và độ loãng của axit, sản phẩm khí bay ra có thể là N 2, N 2 O, NO Đối với kim loại mạnh và axit rất loãng, sản phẩm là NH 4 NO 3
8Al + 30HNO 8Al(NO ) + 3N O + 15H O
Kim loại + H 2 SO 4 đ.n muối + (H 2 S, S, SO 2 ) + H 2 O
Tuỳ theo độ mạnh của kim loại mà sản phẩm của sự khử S+6 (trong H 2 SO 4 ) là H 2 S, S hay SO 2
Kim loại càng mạnh thì S+6 bị khử về số oxi hoá càng thấp
Chú ý: Al, Cr và Fe bị thụ động hoá trong H 2 SO 4 đặc, nguội và HNO 3 đặc, nguội Nguyên nhân là do khi 2 kim loại này tiếp xúc với các axit đặc, nguội thì trên bề mặt chúng có tạo lớp màng mỏng, đặc xít bảo vệ kim loại không
bị axit tác dụng Do đó, trong thực tế người ta dùng các xitec bằng sắt để chuyên chở các axit trên
h, Phản ứng với kiềm
Một số kim loại đứng trước H 2 và hiđroxit của nó có tính lưỡng tính có thể phản ứng với kiềm mạnh.
(Be, Zn, Al, Sn, Pb)
k, Phản ứng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khỏi hợp chất
- Đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch muối Ví dụ:
Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu
Cu + 2AgNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag
Những kim loại tác dụng mạnh với H 2 O như kim loại kiềm, kiềm thổ, khi gặp dung dịch nước thì trước hết phản ứng với H 2 O
- Đẩy kim loại yếu khỏi oxit (phản ứng nhiệt kim loại): Xảy ra ở to cao, toả nhiều nhiệt làm nóng chảy kim loại
Phương pháp này thường được dùng để điều chế các kim loại khó nóng chảy như Cr, Mn, Fe…
o t
Để khử các ion kim loại trong hợp chất, ta có các phương pháp phổ biến sau:
a, Phương pháp thủy luyện
Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại khác trong dung dịch Phương phápnày được áp dụng để điều chế những kim loại có tính khử yếu
b, Phương pháp nhiệt luyện
Dùng chất khử như CO2, H2, C hoặc kim loại (Al) để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.Phương pháp này được áp dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp
Bằng phương pháp này, người ta có thể điều chế được những kim loại có tính khử yếu, và trung bình(kim loại đứng sau Al)
c, Phương pháp điện phân
Dùng dòng điện một chiều trên catot (cực âm) để khử ion kim loại trong hợp chất Bằng phương phápđiện phân, người ta có thể điều chế được hầu hết các kim loại
Điều chế những kim loại có tính khử mạnh (từ Li đến Al), người ta điện phân hợp chất nóng chảy củachúng (muối, kiềm, oxit
Để điều chế những kim loại có tính khử trung bình và khử yếu, người ta điện phân dung dịch muốicủa chúng trong nước
Bằng phương pháp điện phân, ta có thể điều chế được những kim loại có độ tnh khiết rất cao(99,999%), dùng chế tạo các chất
V HỢP KIM
1 Định nghĩa
Hợp kim là vật liệu có bản chất kim loại gồm hỗn hợp nhiều kim loại khác nhau hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim hoặc hỗn hợp kim loại và hợp chất của kim loại
2 Cấu tạo của hợp kim
Hợp kim thường được cấu tạo bằng các loại tinh thể
3 Tính chất của hợp kim
Trang 17Hợp kim có những tính chất hoá học tương tự tính chất của các chất trong hỗn hợp ban đầu, nhưng tính chất vật lý và tính chất cơ học lại khác nhiều
4 Ứng dụng
Do hợp kim có những tính chất hoá học, lí học, cơ học rất quý nên hợp kim được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành của nền kinh tế quốc dân Ngành công nghiệp chế tạo máy bay, ôtô, tên lửa cần những hợp kim nhẹ, bền, chịu được nhiệt độ cao và áp suất lớn Ngành công nghiệp dầu mỏ, công nghiệp hoá chất cần những hợp kim có tính
bền hoá học và cơ học Ngành xây dựng nhà cửa, cầu cống cần có hợp kim vừa cứng vừa bền
Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc
Trang 18
Dạng 1: Vị trí và cấu tạo của kim loại
Câu 1: Nguyên tử Fe có Z = 26, cấu hình e của Fe là:
Câu 2: Nguyên tử Cr có Z = 24, cấu hình e của Cr là:
Câu 4: Các cấu hình electron sau đây ứng với nguyên tử của các nguyên tố lần lượt là:
(a) 1s22s22p63s1 (b) 1s22s22p63s23p64s2 (c) 1s22s1 (d) 1s22s22p63s23p1
2s22p6 X+, Y- và Z lần lượt là:
A K+, Cl- và Ar B Li+, Br- và Ne C Na+, Cl- và Ar D Na+, F- và Ne
Câu 6: Cấu hình của nguyên tử hay ion nào dưới đây được biểu diễn không đúng:
vỏ ngoài cùng của nguyên tử kim loại M không thể là:
Câu 8: Cấu hình e nào sau đây của nguyên tố kim loại:
A 1s22s22p63s23p6 B 1s2s2s2p63s23p5 C 1s22s22p63s23p3 D 1s22s22p63s23p1
Câu 9: Nguyên tử của nguyên tố X có electron ở mức năng lượng cao nhất là 3p Nguyên tử của nguyên tố
Y cũng có electron ở mức năng lượng 3p và có một electron ở phân lớp đó Nguyên tử X và Y có số
electron hơn kém nhau là 2 Nguyên tố X, Y lần lượt là:
hoá học là:
Câu 12: Mệnh đề nào dưới 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 tửlà bằng nhau
Câu 13: Trong số các tính chất và đại lượng vật lí sau:
(1) bán kính nguyên tử; (2) tổng số e; (3) tính kim loại;
(4) tính phi kim; (5) độ âm điện; (6) nguyên tử khối
Các tính chất và đại lượng biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử là:
ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI
(BÀI TẬP TỰ LUYỆN) (Tài liệu dùng chung cho bài giảng số 1 và bài giảng số 2 thuộc chuyên đề này)
Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC
Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Đại cương về kim loại (Phần 2)” thuộc Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại
các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài
giảng “Đại cương về kim loại (Phần 2)” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.
Trang 19Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 -
Câu 14: Trong một nhóm A (phân nhóm chính), trừ nhóm VIIIA (phân nhóm chính nhóm VIII), theo
chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử thì:
A tính kim loại tăng dần, độ âm điện tăng dần
B tính kim loại tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần
C độ âm điện giảm dần, tính phi kim tăng dần
D tính phi kim giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần
Câu 15: Những nhóm nguyên tố có cả nguyên tố kim loại và nguyên tố phi kim là:
Câu 16: Cho các kim loại Fe, Co, Ni có số hiệu nguyên tử lần lượt là 26, 27, 28 Bán kính nguyên tử của
chúng tăng dần theo thứ tự là:
Câu 17: Dãy các kim loại kiềm sắp xếp theo thứ tự tăng dần bán kính nguyên tử là:
Câu 18: Dãy sắp xếp Al, Si, Na, K, Mg theo chiều bán kính nguyên tử tăng dần là:
Câu 19: Dãy các ion có bán kính tăng dần là:
A Ca2 < K < Cl < S2 B K < Cl < Ca2 < S2
C S2 < Cl < K < Ca2 D Cl < K < S2 < Ca2
Câu 20: Dãy nào các nguyên tử và ion được sắp xếp theo thứ tự giảm dần của bán kính:
A K+ > Ca2+ > Ar B Ar > Ca2+ > K+ C Ar > K+ > Ca2+ D Ca2+ > K+ > Ar
nguyên tử nào sau đây là đúng:
A R < X2+ < Y2- B X2+ < R < Y2- C X2+ < Y2-< R D Y2- < R < X2+
Câu 22: Liên kết kim loại là liên kết do:
A Lực hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại
B Lực hút tĩnh giữa điện các phần tử mang điện: ion dương và ion âm
C Lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại với các electron của từng nguyên tử
D Lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại với các electron tự do
Câu 23: Cho các câu phát biểu về vị trí và cấu tạo của kim loại sau:
(I): Hầu hết các kim loại chỉ có từ 1e đến 3e lớp ngoài cùng
(II): Tất cả các nguyên tố nhóm B đều là kim loại
(III): Ở trạng thái rắn, đơn chất kim loại có cấu tạo tinh thể
(IV): Liên kết kim loại là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại và lớp electron tự do
Những phát biểu đúng là:
Câu 24: Dãy nào dưới dây các chất được xác định cấu trúc tinh thể hoàn toàn đúng:
A Natri, sắt, đồng, nhôm, vàng và cacbon thuộc loại tinh thể kim loại
C Kim cương, lưu huỳnh, photpho và magie thuộc loại tinh thể nguyên tử
thể tính được khối lượng riêng của mỗi kim loại trên lần lượt là:
tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng Bán kính nguyên tử canxi tính theo lí thuyết là:
Trang 20A 0,155 nm B 0,196 nm C 0,185 nm D 0,168 nm
Dạng 2: Tính chất vật lý của kim loại
Câu 1: Kim loại có những tính chất vật lí chung là:
A Tính dẻo, tính dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy cao
B Tính dẻo, tính dẫn điện và nhiệt, có ánh kim
C Tính dẫn điện và nhiệt, có khối lượng riêng lớn, có ánh kim
D Tính dẻo, có ánh kim, rất cứng
Câu 2: Kim loại có tính dẫn nhiệt, dẫn điện, tính dẻo, ánh kim, là do:
A Kim loại có cấu trúc mạng tinh thể
B Kim loại có bán kính nguyên tử và điện tích hạt nhân bé
C Các electron tự do trong kim loại gây ra
D Kim loại có tỉ khối lớn
Câu 3: Điều khẳng định nào sau đây luôn đúng:
A Nguyên tử kim loại nào cũng đều có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng
C Bán kính nguyên tử kim loại luôn luôn lớn hơn bán kính của nguyên tử phi kim
Câu 4: Kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất là:
Câu 5: Cho các kim loại: Cu, Ag, Fe, Al, Au Độ dẫn điện của chúng giảm dần theo thứ tự:
Câu 6: Cho các kim loại: Cu, Ag, Fe, Al, Zn Độ dẫn nhiệt của chúng giảm dần theo thứ tự:
Câu 7:
:
Câu 8: Trong các kim loại sau: Cu, Fe, Pb, Al người ta thường dùng kim loại nào để làm vật liệu dẫn điện
và dẫn nhiệt:
Câu 9: Kim loại nào sau đây dẻo nhất trong tất cả các kim loại:
Câu 14: Kim loại mềm nhất trong tất cả các kim loại là:
Câu 15: Cho các kim loại: Cs, Fe, Cr, W, Al Độ cứng của chúng giảm dần theo thứ tự:
Câu 16: Dựa vào số electron lớp ngoài cùng (tính cả electron phân lớp d đối với các kim loại chuyển tiếp)
của Na (Z = 11), Mg (Z = 12), Mo (Z = 42) Kim loại mềm nhất và kim loại cứng nhất theo thứ tự là:
Câu 17: Kim loại nhẹ nhất (có khối lượng riêng nhỏ nhất) là:
Câu 18: Kim loại nhẹ có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật và đời sống là:
Trang 21Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 -
Câu 19: Cho các kim loại: Os, Li, Mg, Fe, Ag Tỷ khối của chúng tăng dần theo thứ tự:
Câu 20: Dãy so sánh tính chất vật lý của kim loại nào dưới đây là không đúng:
Dạng 3: Tính chất hóa học của kim loại
Câu 1: Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là:
Câu 2: Tính chất đặc trưng của kim loại là tính khử vì:
A Nguyên tử kim loại thường có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng
B Nguyên tử kim loại có năng lượng ion hóa nhỏ
C Kim loại có xu hướng nhận thêm electron để đạt đến cấu trúc bền
D Nguyên tử kim loại có độ âm điện lớn
Câu 4: Cho dãy các kim loại: Na, Cu, Fe, Ag, Zn Số kim loại trong dãy phản ứng được với dung dịch HCl
là:
loãng là:
Câu 8: Các kim loại Fe, Zn, Cu, Ag đều tác dụng được với dung dịch:
dịch sau phản ứng gồm:
Câu 10: Một tấm kim loại vàng bị bám một lớp Fe ở bề mặt Ta có thể rửa lớp Fe để loại tạp chất bằng
dung dịch:
các dung dịch:
Hệ số cân bằng của các phương trình phản ứng trên là:
Trang 22A 4, 5, 4, 1, 3 B 4, 8, 4, 2, 4 C 4, 10, 4, 1, 3 D 2, 5, 4, 1, 6
tối giản Tổng (a + b) bằng:
kiềm:
Câu 20: Những kim loại nào tan trong dung dịch kiềm:
A Là những kim loại tan trong nước
B Là những kim loại lưỡng tính
C Là những kim loại có oxit, hiđroxit tương ứng tan trong nước
D Là những kim loại có oxit, hiđroxit tương ứng tan trong dung dịch kiềm
A H2O: chất oxi hoá B NaOH: chất oxi hoá
C H2O, OH-: chất oxi hoá D H2O: chất khử
Câu 22: Cho các phản ứng:
X +HCl B +H2
B + NaOH vừa đủ C + ……
C + KOH dung dịchA +………
Dung dịchA + HCl vừa đủ C + ……
X là kim loại:
vào dung dịch muối B ta lại thu được dung dịch muối A M là:
clorua:
nguội Kim loại M là:
biết các dung dịch trên, chỉ cần dùng một thuốc thử là:
Câu 31: Có hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Zn Hoá chất có thể dùng để tách Fe khỏi hỗn hợp là:
Nếu chỉ dùng một hóa chất nào sau đây có thể giúp nhận biết 6 chất trên:
Trang 23Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 6 -
A Có khí bay ra và có kết tủa màu xanh lam
C Có khí bay ra và có kết tủa Cu màu đỏ
D Có khí bay ra
Dạng 4: Điều chế kim loại
Câu 1: Để điều chế kim loại người ta thực hiện quá trình:
Câu 2: Trong quá trình điều chế kim loại, các ion kim loại đóng vai trò là chất:
Câu 3: Phương pháp thuỷ luyện có thể dùng để điều chế các kim loại thuộc nhóm:
A Kim loại có tính khử yếu từ Cu về sau trong dãy điện hoá
B Kim loại trung bình và yếu từ sau Al trong dãy điện hóa
C Kim loại có tính khử mạnh
D Kim loại có tính khử yếu từ sau Fe trong dãy điện hoá
chất khử:
Câu 5: Dãy gồm các kim loại có thể điều chế được từ oxit bằng phương pháp nhiệt luyện nhờ chất khử CO
là:
khi phản ứng xảy ra hoàn toàn Chất rắn còn lại trong ống nghiệm gồm:
Câu 7: Cho phát biểu đúng về phương pháp nhiệt nhôm:
A Nhôm chỉ có thể khử các oxit kim loại đứng sau hiđro trong dãy điện hóa
B Nhôm chỉ có thể khử các oxit kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa
C Nhôm có thể khử các oxit kim loại đứng trước và sau Al trong dãy điện hóa với điều kiện kim loại ấy
dễ bay hơi
D Nhôm có thể khử tất cả các oxit kim loại
Câu 8: Phản ứng điều chế kim loại nào dưới đây không thuộc phương pháp nhiệt luyện:
Câu 9: Phản ứng điều chế kim loại nào dưới đây thuộc phương pháp nhiệt luyện:
Câu 10: Phương pháp điện phân có thể điều chế:
Trang 24A Chuyển hóa dung dịch MgCl2 thành MgO rồi khử bằng H2 ở nhiệt độ cao
B Dùng kim loại mạnh đẩy Mg ra khỏi dung dịch muối
D Cả 3 phương pháp trên
Câu 13: Để điều chế đồng từ dung dịch đồng sunfat, người ta có thể:
A Dùng sắt đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối
D Cả 3 phương pháp trên
Câu 14: Để điều chế các kim loại Na, Mg, Ca trong công nghiệp, người ta phương pháp:
A Điện phân dung dịch muối clorua bão hoà tương ứng có vách ngăn
C Dùng kim loại K cho tác dụng với dung dịch muối clorua tương ứng
D Điện phân nóng chảy muối clorua khan tương ứng
Câu 15: Trong công nghiệp, kim loại được điều chế bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của
kim loại đó là:
Câu 16: Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối của
chúng là:
Dạng 5: Hợp kim
Câu 1: Trong những câu sau, câu nào không đúng:
A Liên kết trong hợp kim liên kết kim loại hoặc liên kết cộng hoá trị
B Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần, cấu tạo của hợp kim
C Hợp kim có tính chất hoá học khác tính chất của các kim loại tạo ra chúng
D Hợp kim có tính chất vật lý và cơ học khác nhiều các kim loại tạo ra chúng
Câu 2: Mệnh đề nào dưới đây là đúng:
A Tính dẫn điện, dẫn nhiệt của hợp kim tốt hơn các kim loại tạo ra chúng
B Khi tạo thành liên kết cộng hoá trị, mật độ electron tự do trong hợp kim giảm
C Hợp kim thường có độ cứng kém các kim loại tạo ra chúng
D Nhiệt độ nóng chảy của hợp kim thường cao hơn so với các kim loại tạo ra chúng
Câu 3: Một hợp kim gồm các kim loại sau: Ag, Zn, Fe, Cu Hoá chất có thể hoà tan hoàn toàn hợp kim
trên thành dung dịch là:
Câu 4: Một hợp kim tạo bởi Cu, Al có cấu tạo tinh thể hợp chất hoá học và có chứa 12,3% lượng nhôm
Công thức hoá học của hợp kim là:
Câu 5: Trong hợp kim Al – Ni cứ 5 mol Al thì có 0,5 mol Ni Thành phần % của hợp kim là:
Câu 6: Hợp kim Fe-Zn có cấu tạo bằng tinh thể dung dịch rắn Ngâm 2,33 gam hợp kim này trong dung
dịch axit giải phóng 896 ml khí H2 (đktc) Thành phần % khối lượng Fe, Zn trong hợp kim lần lượt là:
Cu(NO3)2 và AgNO3 Thành phần % khối lượng của hợp kim là:
Câu 8: Hợp kim Fe – Zn có cấu tạo tinh thể dung dịch rắn Hoà tan 1,165 gam hợp kim này bằng dung
dịch axit HCl dư thoát ra 448 ml khí hiđro (đktc) Thành phần % của hợp kim là:
Trang 25Hocmai.vn– Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 8 -
Trang 26Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC
Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Đại cương về kim loại (Phần 2)” thuộc Khóa học
LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại
các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài
giảng “Đại cương về kim loại (Phần 2)” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.
Trang 27Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Kh c Ngọc) Dãy điện hóa của kim loại
DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI TÀI LIỆU BÀI GIẢNG
I KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA – KHỬ CỦA KIM LOẠI
Ion kim loại có thể nhận electron để thành nguyên tử kim loại, ngược lại nguyên tử kim loại có thể nhường electron trở thành ion dương kim loại :
Mn+ + n.e
= >
MoTrong đó : M là dạng khử, M n+
là dạng oxi hoá
Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố tạo thành cặp oxi hoá - khử (oxh/kh)
Ví dụ: Các cặp oxi hoá - khử : Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Al3+/Al
II PIN ĐIỆN HÓA
1 Khái niệm về pin điện hóa, suất điện động và thế điện cực
a) Cấu tạo pin điện hóa:
Hai cốc thủy tinh, một cốc chứa 50 ml dung dịch CuSO 4 1M, cốc kia chứa 50 ml dung dịch ZnSO 4 1M Nhúng một lá Cu vào dung dịch CuSO 4 , một lá Zn vào dung dịch ZnSO 4 Nối hai dung dịch bằng một hình chữ U đựng dung dịch Na 2 SO 4 (hoặc KNO 3 ) Ống này được gọi là cầu muối Thiết bị nói trên được gọi là pin điện hóa vì khi nối hai lá kim loại bằng một dây dẫn sẽ đo được một dòng điện đi từ lá Cu (điện cực +) đến lá Zn (điện cực –)
b) Suất điện động và thế điện cực:
- Sự xuất hiện dòng điện đi từ cực Cu sang cực Zn chứng tỏ rằng có sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực nói trên, tức là trên mỗi điện cực đã xuất hiện một thế điện cực nhất định
- Suất điện động của pin (E) là hiệu của thế điện cực dương (E (+) ) và điện cực âm (E (-) ) Điện cực dương là điện
cực có thế lớn hơn và suất điện động của pin luôn là số dương
E = E (+) – E (-)
- Suất điện động chuẩn của pin (Eo) là suất điện động khi nồng độ ion kim loại ở điện cực đều bằng 1M (ở
25oC)
E o = E o (+) – E o (-) hoặc E o = E o catot – E o anot
- Ví dụ Eo = Eo(Cu2+/Cu) – Eo(Zn2+/Zn) gọi là suất điện động chuẩn của pin điện hóa Zn – Cu
2 Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa
- Có một lớp kim loại đồng bám trên điện cực Cu
- Màu xanh của cốc đựng dung dịch CuSO 4 bị nhạt dần
b) Giải thích hiện tượng của thí nghiệm:
Trang 28- Điện cực Zn bị oxi hóa: Zn → Zn2+ + 2e (sự mất electron xảy ra trên bề mặt lá Zn và lá Zn trở thành nguồn electron nên đóng vai trò cực âm, các electron theo dây dẫn đến cực Cu) Do vậy cực Zn bị ăn mòn
- Trong cốc đựng dung dịch CuSO 4 , các ion Cu2+ di chuyển đến lá Cu, tại đây chúng bị khử thành Cu kim loại bám trên cực đồng: Cu2+ + 2e → Cu Nồng độ Cu2+ trong dung dịch giảm dần, khiến cho màu xanh trong dung dịch nhạt dần
- Trong quá trình hoạt động của pin điện hóa Zn – Cu, nồng độ ion Zn2+ trong cốc đựng dung dịch ZnSO 4 tăng dần, nồng độ ion Cu2+ trong cốc kia giảm dần Đến một lúc nào đó, dòng electron trong dây dẫn không còn, dòng điện tự ngắt
- Để duy trì được dòng điện trong quá trình hoạt động của pin điện hóa, người ta dùng cầu muối Vai trò của cầu muối là trung hòa điện tích của 2 dung dịch: các ion dương Na+ hoặc K+ và Zn2+ di chuyển qua cầu muối đến cốc đựng dung dịch CuSO 4 Ngược lại , các ion âm SO 42- hoặc NO 3 - di chuyển qua cầu muối đến dung dịch ZnSO 4
- Ở mạch ngoài (dây dẫn), dòng electron đi từ cực Zn sang cực Cu còn dòng điện đi từ cực Cu sang cực Zn Vì
thế điện cực Zn được gọi là anot (nơi xảy ra sự oxi hóa), điện cực Cu được gọi là catot (nơi xảy ra sự khử) Vậy trong pin điện hóa, anot là cực âm còn catot là cực dương
- Phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong pin điện hóa Zn – Cu: quy tắc α
Cu2+ + Zn → Zn2+ + Cu
c) Kết luận:
- Có sự biến đổi nồng độ của các ion Cu2+ và Zn2+ trong quá trình hoạt động của pin
- Năng lượng của phản ứng oxi hóa – khử trong pin điện hóa đã sinh ra dòng điện một chiều
- Những yếu tố ảnh hưởng đến suất điện động của pin điện hóa như: nhiệt độ, nồng độ của ion kim loại, bản chất của kim loại làm điện cực
III THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
1 Điện cực hiđro chuẩn
Để có thể so sánh thế điện cực giữa hai cặp oxi hóa – khử, điều cần thiết trước hết là thế điện cực của chúng phải được so sánh với một tiêu chí nào đó Có nghĩa là ta phải chọn cặp oxi hóa – khử để quy chiếu và quy ước nó có thế điện cực bằng 0 Cặp quy chiếu được chọn là cặp oxi hóa – khử 2H+/H 2
Cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn: gồm một thanh platin (Pt) được đặt trong một dung dịch axit có nồng độ ion H+ là 1M (pH = 0) Bề mặt điện cực hấp thụ khi hiđro, được thổi liên tục vào dung dịch dưới áp suất 1 atm Như vậy trên bề mặt điện cực hiđro xảy ra cân bằng oxi hóa – khử của cặp oxi hóa – khử 2H +
/H 2
Quy ước rằng: thế điện cực của điện cực hiđro chuẩn bằng 0,00 V ở mọi nhiệt độ, tức là:
Eo2H + /H = 0,00 V
2 Thế điện cực chuẩn của kim loại
Ta dùng thế điện cực hiđro chuẩn Eo2H+/H2 để xác định thế điện cực chuẩn cho các cặp oxi hóa – khử khác Bằng cách nối cặp oxi hóa – khử Mn+/M chuẩn (cation Mn+ có nồng độ 1M, nhiệt độ 25oC) với cặp 2H+/H 2 chuẩn Thế điện cực chuẩn của kim loại cần đo được chấp nhận bằng suất điện động của pin tạo bởi điện cực hiđro chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần đo Có 2 trường hợp xảy ra với giá trị của thế điện cực chuẩn:
- Thế điện cực chuẩn của cặp Mn+/M là số dương nếu khả năng oxi hóa của ion Mn+ trong nửa pin Mn+/M là mạnh hơn ion H+ trong nửa pin 2H+/H 2
- Thế điện cực chuẩn của cặp Mn+/M là số âm nếu khả năng oxi hóa của ion Mn+
trong nửa pin Mn+/M là yếu hơn ion H+ trong nửa pin 2H+/H 2
Ví dụ: Thế điện cực chuẩn của các cặp kim loại: EoZn
2+
/Zn = – 0,76 V; EoAg
+ /Ag = + 0,80 V
IV DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn
Trang 29Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại còn được gọi là dãy thế oxi hóa – khử chuẩn của kim loại, hoặc dãy thế khử chuẩn của kim loại Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, người ta dùng tên dãy sao cho phù hợp
V – Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
1 So sánh tính oxi hóa – khử
Trong dung môi nước, thế điện cực chuẩn của kim loại E o
M n+
/M càng lớn thì tính oxi hóa của cation Mn+ càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu và ngược lại
2 Xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử
Xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử cũng là sự tìm hiểu về phản ứng đó trong điều kiện tự nhiên có xảy
ra hay không Có một số phương pháp xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử:
a) Phương pháp 1 (phương pháp định tính):
- Kim loại của cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn khử được cation kim loại của cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn (nói cách khác, cation kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn có thể oxi hóa được kim loại trong cặp có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn)
- Ví dụ: ion Pb2+ có oxi hóa được Zn hay không trong phản ứng:
b) Phương pháp 2 (phương pháp định lượng):
Quay lại ví dụ ion Pb2+ có oxi hóa được Zn hay không trong phản ứng:
Pb2+(dd) + Zn (r) → Pb (r) + Zn2+(dd)
Phản ứng hóa học trên được tạo nên từ hai nửa phản ứng:
- Nửa phản ứng oxi hóa: Zn → Zn2+ + 2e, ta có EoZn
pư = EoPb
2+
/Pb – E o Zn 2+
/Zn = -0,13 – (– 0,76)
= +0,63V
Eo của phản ứng oxi hóa – khử là số dương (Eopư > 0), kết luận là phản ứng trên có xảy ra
3 Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hóa
Trang 30Ví dụ: Biết suất điện động chuẩn của pin điện hóa Zn – Ag là 1,56 V và thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa –
khử Ag+/Ag là +0,80 V Hãy xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn 2+
/Zn?
Ta có Eopin = EoAg
+ /Ag – EoZn
Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc
Trang 31
Câu 1: Theo dãy thế điện hóa của kim loại thì từ trái sang phải:
A Tính khử của kim loại tăng dần và tính oxi hoá của cation kim loại tăng dần
B Tính khử của kim loại giảm dần và tính oxi hoá của cation kim loại giảm dần
C Tính khử của kim loại giảm dần và tính oxi hoá của cation kim loại tăng dần
D Tính khử của kim loại tăng dần và tính oxi hoá của cation kim loại tăng dần
Câu 2: Những kết luận nào sau đây đúng, từ dãy điện hóa:
1 Kim loại càng về bên trái thì càng hoạt động (càng dễ bị oxi hóa); các ion của kim loại đó có tính oxi hóa càng yếu (càng khó bị khử)
2 Kim loại đặt bên trái đẩy được kim loại đặt bên phải (đứng sau) ra khỏi dung dịch muối
3 Kim loại không tác dụng với nước đẩy được kim loại đặt bên phải (đứng sau) ra khỏi dung dịch muối
4 Kim loại đặt bên trái hiđro đẩy được hiđro ra khỏi dung dịch axit không có tính oxi hóa
5 Chỉ những kim loại đầu dãy mới đẩy được hiđro ra khỏi nước
Câu 3: Dùng phản ứng của kim loại với dung dịch muối không thể chứng minh:
Trong phản ứng trên xảy ra:
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2008)
Câu 5: Trong pin điện hóa Zn-Cu, quá trình khử trong pin là:
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2007)
dịch CuSO4 Sau một thời gian pin đó phóng điện thì khối lượng:
A điện cực Zn giảm còn khối lượng điện cực Cu tăng
B cả hai điện cực Zn và Cu đều tăng
C điện cực Zn tăng còn khối lượng điện cực Cu giảm
D cả hai điện cực Zn và Cu đều giảm
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2008)
Câu 7: Cho các cặp điện cực: Mg - Zn, Cu - Ag, Fe - Al, những kim loại đóng vai trò cực âm là:
Fe2+/Fe và Zn2+/Zn; Fe2+/Fe và Sn2+/Sn; Fe2+/Fe và Ni2+/Ni, số trường hợp sắt đóng vai trò cực âm là:
Câu 9: Cho các pin điện hóa được ghép bởi các cặp oxi hóa-khử chuẩn sau:
a Ni2+/Ni và Zn2+/Zn b Cu2+/Cu và Hg2+/Hg
c Mg2+/Mg và Pb2+/Pb
Điện cực dương của các pin điện hóa đó lần lượt là:
Câu 10: Dãy kim loại nào dưới đây đã được xếp theo chiều tăng dần của tính khử:
DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
(BÀI TẬP TỰ LUYỆN)
Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC
Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Lý thuyết và bài tập về dãy điện hóa của kim loại” thuộc Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài giảng “Lý thuyết và bài tập về dãy điện hóa của kim loại” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.
Trang 32A Al, Mg, Ca, K B K, Ca, Mg, Al C Al, Mg, K, Ca D Ca, K, Mg, Al
muối là:
(5): Na+/Na; (6): Fe3+/Fe2+; (7): Cu2+/Cu
Dãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa của các ion kim loại là:
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2007)
A Pb2+> Sn2+> Fe2+> Ni2+> Zn2+ B Pb2+> Sn2+> Ni2+> Fe2+> Zn2+
C Sn2+> Ni2+> Zn2+> Pb2+> Fe2+ D Zn2+>Sn2+> Ni2+> Fe2+> Pb2+
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2007)
Câu 18: Cho 2 phương trình ion rút gọn:
M + 2X3+ → M2+ + 2X2+
Nhận xét nào dưới đây là đúng:
Câu 19: Cho các phản ứng xảy ra sau đây:
(1) AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag↓
(2) Mn + 2HCl → MnCl2 + H2↑
Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là:
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2007)
Câu 20: Cho các phản ứng sau:
AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Cu + Fe(NO3)3 → Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2.
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
Trang 33C Tính khử: Br- > Cr3+ D Tính oxi hoá: I2 > Br2
Câu 22: Cho 2 phản ứng sau:
Cu+2 FeCl3 CuCl2+ 2FeCl2(1)
Fe+CuCl2 FeCl2+Cu (2)
Kết luận nào dưới đây là đúng:
Câu 23: Cho biết các phản ứng xảy ra sau:
2FeBr2 + Br2 → 2FeBr3
2NaBr + Cl2 → NaCl + Br2.
Phát biểu đúng là:
Câu 24: Hai kim loại X, Y và các dung dịch muối clorua của chúng có các phản ứng hóa học sau:
X + 2YCl3→XCl2+ 2YCl2;
Y + XCl2 →YCl2+ X
Phát biểu đúng là:
C Kim loại X có tính khử mạnh hơn kim loại Y
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2008)
Câu 25: Cho 3 phản ứng:
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
Theo 3 phản ứng trên, tính khử của kim loại giảm theo thứ tự là:
lục nhạt (Fe2+) Fe làm mất màu xanh của dung dịch Cu2+ nhưng Fe2+ không làm phai màu của dung dịch
Cu2+ Dãy sắp xếp các theo thứ tự tính khử tăng dần là:
A Fe2+ < Fe < Cu B Fe < Cu < Fe2+ C Fe2+ < Cu < Fe D Cu < Fe < Fe2+
dụng với Cu tạo ra Cu2+ nhưng không tác dụng Au cho ra Au3+
3 AgNO3+Fe(NO3)2 Fe(NO3)3+Ag
4 2FeCl3+3Na2CO3 Fe2(CO3)3 +6NaCl
Trang 34không phản ứng với nhau là:
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2007)
Câu 31: Cặp chất không xảy ra phản ứng hoá học là:
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2008)
Câu 32: Phản ứng nào dưới đây không xảy ra:
Câu 36: Dãy nào sau đây chỉ gồm các chất vừa tác dụng được với dung dịch HCl, vừa tác dụng được với
dung dịch AgNO3:
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2009)
được cả 4 dung dịch muối đã cho là:
dịch Fe(NO3)3 Hai kim loại X, Y lần lượt là (biết thứ tự trong dãy thế điện hoá: Fe3+/Fe2+ đứng trước
Ag+/Ag):
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2008)
nguội) Kim loại M là:
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2008)
Câu 41: Dung dịch muối nào sau đây tác dụng được với cả Ni và Pb:
Câu 42: Cho các dung dịch:
X3: dung dịch HCl + KNO3 X4: dung dịch Fe2(SO4)3
Dung dịch có thể hoà tan được bột Cu là :
Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag Dãy chỉ gồm các chất, ion tác dụng được với ion Fe3+ trong dung dịch là:
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2009)
Trang 35Câu 44: Cho thế điện hóa tăng dần theo thứ tự: Fe2+/Fe; 2H+/H2; Fe3+/Fe2+; NO3-/NO và Cl2/2Cl- Để điều chế Fe3+, có thể dùng phản ứng nào trong số các phản ứng sau:
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2007)
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2007)
chất là:
Câu 48: Một tấm vàng kim loại bị bám một lớp Fe ở bề mặt Ta có thể rửa lớp Fe để loại tạp chất bằng
dung dịch:
pháp hóa học đơn giản là:
Câu 50: Bột Cu có lẫn tạp chất là bột Zn và bột Pb Hóa chất nào dưới đây có thể loại bỏ được tạp chất:
Câu 51: Cho hỗn hợp Ag, Fe, Cu Hoá chất có thể dùng để tách Ag khỏi hỗn hợp là:
dùng lần lượt các kim loại:
Pb(NO3)2 Các dung dịch có xảy ra phản ứng là:
vào từng dung dịch muối, số trường hợp có xảy ra phản ứng là:
Pb(NO3)2, NaCl, AgNO3, H2SO4 (đặc, nóng), NaNO3 Số trường hợp phản ứng tạo ra muối Fe (II) là:
Trang 36Câu 62: Hoà tan hoàn toàn 3 kim loại Zn, Fe, Cu bằng dung dịch HNO3 loãng Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn không tan là Cu Các chất tan có trong dung dịch sau phản ứng là:
được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại Hai muối trong X là:
Câu 64: Mệnh đề không đúng là
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2007)
Câu 65: Khẳng định nào sau đây là đúng:
(1) Cu có thể tan trong dung dịch Fe2(SO4)3
(2) Hỗn hợp gồm Cu, Fe2O3, Fe3O4 có số mol Cu bằng ½ tổng số mol Fe2O3 và Fe3O4 có thể tan hết trong dung dịch HCl
(3) Dung dịch AgNO3 không tác dụng được với dung dịch Fe(NO3)2
(4) Cặp oxi hóa khử MnO4/Mn2+ có thế điện cực lớn hơn cặp Fe3+/Fe2+
Câu 66: Phát biểu nào dưới đây là đúng:
(Z-Cu) = 0,47V (X, Y, Z là ba kim loại) Dãy các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải
là:
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2008)
-0,13V và Cu2+/Cu = +0,34V.Phản ứng nào dưới đây xảy ra theo chiều thuận:
+0,34V; Fe3+/Fe2+ = +0,77V và Ag+/Ag = +0,8V Phản ứng nào dưới đây không đúng:
Zn /
Zn2
E = -0,76V, o
Pb /
Trang 37Câu 74: Cho E0Zn2+/Zn = -0,67V; E0Ag /Ag + = +0,80V 0 (Zn – Ag) là:
Câu 75: Cho biết phản ứng oxi hoá - khử xảy ra trong pin điện hoá Fe – Cu là:
Fe+Cu2+→Fe2+
+Cu ; E0 (Fe2+/Fe) = – 0,44 V; E0 (Cu2+/Cu) = + 0,34 V
Suất điện động chuẩn của pin điện hoá Fe - Cu là
(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2008)
cho Z vào dung dịch muối của Y thì có phản ứng xảy ra còn khi cho Z vào dung dịch muối X thì không xảy ra phản ứng Biết Eo của pin X-Z = +0,63V thì giá trị Eo của pin Y-Z là:
là 0,00V; -0,76V; +0,34V; +0,80V Suất điện động của pin điện hoá nào sau đây lớn nhất:
+0,34V Trong các pin sau đây, pin nào có suất điện động lớn nhất:
(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2009)
-2,37V; Zn2+/Zn = -0,76V; Pb2+/Pb = -0,13V và Cu2+/Cu = +0,34V Suất điện động của pin điện hoá nào sau đây nhỏ nhất:
Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc
Trang 39Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Kh c Ngọc) Dãy điện hóa của kim loại
DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI TÀI LIỆU BÀI GIẢNG
I KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA – KHỬ CỦA KIM LOẠI
Ion kim loại có thể nhận electron để thành nguyên tử kim loại, ngược lại nguyên tử kim loại có thể nhường electron trở thành ion dương kim loại :
Mn+ + n.e
= >
MoTrong đó : M là dạng khử, M n+
là dạng oxi hoá
Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố tạo thành cặp oxi hoá - khử (oxh/kh)
Ví dụ: Các cặp oxi hoá - khử : Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Al3+/Al
II PIN ĐIỆN HÓA
1 Khái niệm về pin điện hóa, suất điện động và thế điện cực
a) Cấu tạo pin điện hóa:
Hai cốc thủy tinh, một cốc chứa 50 ml dung dịch CuSO 4 1M, cốc kia chứa 50 ml dung dịch ZnSO 4 1M Nhúng một lá Cu vào dung dịch CuSO 4 , một lá Zn vào dung dịch ZnSO 4 Nối hai dung dịch bằng một hình chữ U đựng dung dịch Na 2 SO 4 (hoặc KNO 3 ) Ống này được gọi là cầu muối Thiết bị nói trên được gọi là pin điện hóa vì khi nối hai lá kim loại bằng một dây dẫn sẽ đo được một dòng điện đi từ lá Cu (điện cực +) đến lá Zn (điện cực –)
b) Suất điện động và thế điện cực:
- Sự xuất hiện dòng điện đi từ cực Cu sang cực Zn chứng tỏ rằng có sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực nói trên, tức là trên mỗi điện cực đã xuất hiện một thế điện cực nhất định
- Suất điện động của pin (E) là hiệu của thế điện cực dương (E (+) ) và điện cực âm (E (-) ) Điện cực dương là điện
cực có thế lớn hơn và suất điện động của pin luôn là số dương
E = E (+) – E (-)
- Suất điện động chuẩn của pin (Eo) là suất điện động khi nồng độ ion kim loại ở điện cực đều bằng 1M (ở
25oC)
E o = E o (+) – E o (-) hoặc E o = E o catot – E o anot
- Ví dụ Eo = Eo(Cu2+/Cu) – Eo(Zn2+/Zn) gọi là suất điện động chuẩn của pin điện hóa Zn – Cu
2 Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa
- Có một lớp kim loại đồng bám trên điện cực Cu
- Màu xanh của cốc đựng dung dịch CuSO 4 bị nhạt dần
b) Giải thích hiện tượng của thí nghiệm:
Trang 40- Điện cực Zn bị oxi hóa: Zn → Zn2+ + 2e (sự mất electron xảy ra trên bề mặt lá Zn và lá Zn trở thành nguồn electron nên đóng vai trò cực âm, các electron theo dây dẫn đến cực Cu) Do vậy cực Zn bị ăn mòn
- Trong cốc đựng dung dịch CuSO 4 , các ion Cu2+ di chuyển đến lá Cu, tại đây chúng bị khử thành Cu kim loại bám trên cực đồng: Cu2+ + 2e → Cu Nồng độ Cu2+ trong dung dịch giảm dần, khiến cho màu xanh trong dung dịch nhạt dần
- Trong quá trình hoạt động của pin điện hóa Zn – Cu, nồng độ ion Zn2+ trong cốc đựng dung dịch ZnSO 4 tăng dần, nồng độ ion Cu2+ trong cốc kia giảm dần Đến một lúc nào đó, dòng electron trong dây dẫn không còn, dòng điện tự ngắt
- Để duy trì được dòng điện trong quá trình hoạt động của pin điện hóa, người ta dùng cầu muối Vai trò của cầu muối là trung hòa điện tích của 2 dung dịch: các ion dương Na+ hoặc K+ và Zn2+ di chuyển qua cầu muối đến cốc đựng dung dịch CuSO 4 Ngược lại , các ion âm SO 42- hoặc NO 3 - di chuyển qua cầu muối đến dung dịch ZnSO 4
- Ở mạch ngoài (dây dẫn), dòng electron đi từ cực Zn sang cực Cu còn dòng điện đi từ cực Cu sang cực Zn Vì
thế điện cực Zn được gọi là anot (nơi xảy ra sự oxi hóa), điện cực Cu được gọi là catot (nơi xảy ra sự khử) Vậy trong pin điện hóa, anot là cực âm còn catot là cực dương
- Phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong pin điện hóa Zn – Cu: quy tắc α
Cu2+ + Zn → Zn2+ + Cu
c) Kết luận:
- Có sự biến đổi nồng độ của các ion Cu2+ và Zn2+ trong quá trình hoạt động của pin
- Năng lượng của phản ứng oxi hóa – khử trong pin điện hóa đã sinh ra dòng điện một chiều
- Những yếu tố ảnh hưởng đến suất điện động của pin điện hóa như: nhiệt độ, nồng độ của ion kim loại, bản chất của kim loại làm điện cực
III THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
1 Điện cực hiđro chuẩn
Để có thể so sánh thế điện cực giữa hai cặp oxi hóa – khử, điều cần thiết trước hết là thế điện cực của chúng phải được so sánh với một tiêu chí nào đó Có nghĩa là ta phải chọn cặp oxi hóa – khử để quy chiếu và quy ước nó có thế điện cực bằng 0 Cặp quy chiếu được chọn là cặp oxi hóa – khử 2H+/H 2
Cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn: gồm một thanh platin (Pt) được đặt trong một dung dịch axit có nồng độ ion H+ là 1M (pH = 0) Bề mặt điện cực hấp thụ khi hiđro, được thổi liên tục vào dung dịch dưới áp suất 1 atm Như vậy trên bề mặt điện cực hiđro xảy ra cân bằng oxi hóa – khử của cặp oxi hóa – khử 2H +
/H 2
Quy ước rằng: thế điện cực của điện cực hiđro chuẩn bằng 0,00 V ở mọi nhiệt độ, tức là:
Eo2H + /H = 0,00 V
2 Thế điện cực chuẩn của kim loại
Ta dùng thế điện cực hiđro chuẩn Eo2H+/H2 để xác định thế điện cực chuẩn cho các cặp oxi hóa – khử khác Bằng cách nối cặp oxi hóa – khử Mn+/M chuẩn (cation Mn+ có nồng độ 1M, nhiệt độ 25oC) với cặp 2H+/H 2 chuẩn Thế điện cực chuẩn của kim loại cần đo được chấp nhận bằng suất điện động của pin tạo bởi điện cực hiđro chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần đo Có 2 trường hợp xảy ra với giá trị của thế điện cực chuẩn:
- Thế điện cực chuẩn của cặp Mn+/M là số dương nếu khả năng oxi hóa của ion Mn+ trong nửa pin Mn+/M là mạnh hơn ion H+ trong nửa pin 2H+/H 2
- Thế điện cực chuẩn của cặp Mn+/M là số âm nếu khả năng oxi hóa của ion Mn+
trong nửa pin Mn+/M là yếu hơn ion H+ trong nửa pin 2H+/H 2
Ví dụ: Thế điện cực chuẩn của các cặp kim loại: EoZn
2+
/Zn = – 0,76 V; EoAg
+ /Ag = + 0,80 V
IV DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn
