Bài giảng Bài 1: Vị trí kim loại trong bảng hệ thống tuần hoàn cấu tạo của kim loại38262

BÀI 1: VỊ TRÍ KIM LOẠI TRONG BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HỒN CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI I VỊ TRÍ Nhóm IA(-H), IIA, IIIA(-B), phần nhóm IVA, VA,VIA Các nhóm B (IB→VIIIB) Họ lantan actini (2 hàng cuối bảng HTTH) II CẤU TẠO KIM LOẠI Cấu tạo ngun tử: Ít e lớp ngồi ( 1→3e) Cấu tạo tinh thể - Kim loại có cấu tạo mạng tinh thể + Ion kim loại nút mạng + Electron chuyển động tự mạng tinh thể - Các kiểu mạng tinh thể phổ biến( kiểu) + Lục phương: * 74% ion kim loại + 26% không gian trống * Kim loại : Be, Mg, Zn + Lập phương tâm diện * 74% ion kim loại + 26% không gian trống * Kim loại : Cu, Ag, Au, Al + Lập phương tâm khối * 68% ion kim loại + 32% không gian trống * Kim loại : Li, Na, K Liên kết kim loại: Là lực hút tĩnh điện Ion kim loai electron tự Chú ý: - Mối quan hệ cấu hình e vị trí BTH + Số hiệu ( Z = số e = số p ) ↔ SỐ THỨ TỰ Ô + Số lớp ↔ Chu kỳ + Số e lớp ↔ Số thứ tự nhóm (nhóm chính) ↔ Hóa trị cao với oxi - Mối quan hệ cấu hình e ion Z + Cation: Znguyên tử = eion + điện tích + Anion: Znguyên tử = eion – điện tich - Cách viết cấu hình electron BÀI 2: TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI – DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI I./ TÍNH CHẤT VẬT LÍ: Kim loại có tính chất vật lí chung :Tính dẻo - Tính dẫn điện - Tính dẫn nhiệt - Ánh kim Tính chất vật lí chung kim loại gây nên có mặt electron tự mạng tinh thể kim loại Chú ý: - nhiệt độ cao → dẫn điện giảm (do ion dương cản trở e) - Vàng (dẻo nhất), Bạc (dẫn điện tốt nhất), Thủy ngân (thể lỏng, to thấp nhất), W (to cao nhất), Cr (cứng nhất) II./ TÍNH CHẤT HĨA HỌC: Tính chất hóa học chung kim loại tính khử (dễ bị oxi hóa) Tính khử = Nhường e = Bị oxi hóa Ngun nhân: Ít e lớp ngồi + Bán kính lớn + Lực liên kết hạt nhân yếu M -> Mn+ + ne 1./ Tác dụng với phi kim: Thí dụ: t  2FeCl3 o 2Fe + 3Cl2 t  CuCl2 o Cu + Cl2 t  2Al2O3 o 4Al + 3O2 t  FeS o Fe + S  HgS Hg + S  2./ Tác dụng với dung dịch axit: a./ Với dung dịch axit HCl , H2SO4 loãng: (trừ kim loại Cu , Ag , Hg , Au khơng có phản ứng) sản phẩm muối khí H2 to  FeCl2 + H2 Thí dụ: Fe + 2HCl  b./ Với dung dịch HNO3 , H2SO4 đặc: (trừ Pt , Au không phản ứng) sản phẩm muối + sản phẩm khử + nước KL hoạt động hóa học mạnh KL Trung bình yếu H2SO4 đặc, to S  , SO SO Loãng, to HNO3 Đặc, to  NH4NO3, N2  , N2O  , NO  NO2  Thí dụ: 3Cu + 8HNO3 (loãng) t  3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O o t  Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O o Fe + 4HNO3 (loãng)  NO  ThuVienDeThi.com  CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O Cu + 2H2SO4 (đặc)  *Chú ý: Al, Fe, Cr không phản ứng với HNO3 H2SO4 đặc nguội 3./ Tác dụng với nước: kim loại Li , K , Ba , Ca , Na phản ứng với nước nhiệt độ thường tạo bazơ khí H2 M + n H2O  M(OH)n + n/2 H2 to  2NaOH + H2 Thí dụ: 2Na + 2H2O  4./ Tác dụng với dung dịch muối: kim loại mạnh khử ion kim loại yếu dung dịch muối thành kim loại tự  FeSO4 + Cu Thí dụ: Fe + CuSO4  III DÃY ĐIỆN HÓA 1./ Dãy điện hóa kim loại: - Nguyên tắc xếp: Từ trái sang phải: + Tính khử kim loại giảm dần + Tính oxi hóa ion kim loại tăng dần K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ K Ca Na Mg Al Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Zn Ni Sn Pb Cr Fe H2 Cu2+ Fe3+ Cu Fe2+ Ag+ Au3+ Tính oxi hóa ion kim loại tăng Ag Au Tính khử kim loại giảm 2./ Ý nghĩa dãy điện hóa: Dự đốn chiều phản ứng cặp oxi hóa khử xảy theo chiều: chất oxi hóa mạnh oxi hóa chát khử mạnh sinh chất oxi hóa yếu chất khử yếu - Chiều phản ứng: Chất oxi hóa mạnh + Chất khử mạnh → Chất oxi hóa yếu + Chất khử yếu (Qui tắc  ) Fe2+ Oxi hóa yếu Cu2+ Oxi hóa mạnh Fe Khử mạnh PTPU: Cu2+ + Fe → Fe2+ + Cu Cu Khử yếu BÀI 3: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI I./ KHÁI NIỆM: Sự ăn mòn kim loại phá hủy kim loại hợp kim tác dụng chất môi trường xung quanh M  Mn+ + ne II./ CÁC DẠNG ĂN MỊN KIM LOẠI: 1./ Ăn mịn hóa học: q trình oxi hóa - khử, electron kim loại chuyển trực tiếp đến chất mơi trường  2FeCl3 Ví dụ: 2Fe + 3Cl2  2./ Ăn mịn điện hóa học: a./ Khái niệm: ăn mịn điện hóa q trình oxi hóa – khử, kim loại bị ăn mịn tác dụng dung dịch chất điện li tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương b Điều kiện xảy ăn mòn điện hóa: (hội tụ đủ điều kiện) - Có điện cực khác chất - điện cực tiếp xúc với (trực tiếp gián tiếp) - điện cực phải đặt môi trường chất điện li (không khí ẩm axit) c Cơ chế ăn mịn: Cực âm (anot) = kim loại mạnh = trình oxi hóa = kim loại bị ăn mịn M → Mn+ Cực dương(catot) = kim loại yếu (hoặc PK) = trình khử 2H+ + 2e→ H2 O2 + 2H2O + 4e→ 4OHTóm lại: Nếu ăn mịn điện hóa kim loại mạnh bị ăn mịn trước III./ CHỐNG ĂN MỊN KIM LOẠI: a./ Phương pháp bảo vệ bề mặt: bôi, sơn, mạ, tráng….= vật liệu bền với môi trường b./ Phương pháp điện hóa:Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại có tính khử mạnh Thí dụ: để bảo vệ vỏ tàu biển làm thép người ta gắn vào mặt vỏ tàu (phần chìm nước) kẽm (Zn) to BÀI 4: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I./NGUYÊN TẮC: Khử ion kim loại thành nguyên tử Mn+ + ne > M II./ PHƯƠNG PHÁP: phương pháp 1./ PHƯƠNG PHÁP THỦY LUYỆN: dùng điều chế kim loại yếu ( Cu , Ag , Hg …) ThuVienDeThi.com * Nguyên tắc : Dùng kim loại có tính khử mạnh để khử ion kim loại dung dịch muối Thí dụ: Fe + CuSO4 -> Cu + FeSO4 2./ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN: dùng điều chế kim loại trung bình yếu (Zn , Fe , Sn , Pb , Cu , Ag, Hg) * Nguyên tắc : Dùng chất khử mạnh như: C , CO , H2 Al để khử ion kim loại oxit nhiệt độ cao Thí dụ: PbO + H2 t  Pb + H2O o  2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 3CO  3./ PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN: a Khái niệm: Sự điện phân q trình oxi hóa khử xảy bề mặt điện cực có dịng điện chiều qua dung dịch chất điện li hay chất điện li trạng thái nóng chảy to - Điện cực nối với cực âm máy phát điện (nguồn điện chiều) gọi cực âm hay catot (catod) - Điện cực nối với cực dương máy phát điện gọi cực dương hay anot (anod) - Tại bề mặt catot ln ln có q trình khử xảy ra, q trình chất oxi hóa nhận điện tử để tạo thành chất khử tương ứng - Tại bề mặt anot ln ln có q trình oxi hóa xảy ra, q trình chất khử cho điện tử để tạo thành chất oxi hoá tương ứng b Phân Loại: LOẠI Điện phân nóng chảy: điều chế kim loại mạnh (K , Na , Ca , Mg , Al.) Có trường hợp: * Điện phânnóng chảy muối halogenua kim loại mạnh.( MXn) Phương trình tổng quát: 2MXn dpnc   2M + nX2  Phương trình điện phân: * Điện phânnóng chảy oxit kim loại mạnh ( M2On) Phương trình tổng quát: 2M2On dpnc   4M + nO2  ThuVienDeThi.com * Điện phânnóng chảy bazo kim loại mạnh M(OH)n dpnc   4M + nO2  +2n H2O Phương trình tổng quát: 4M(OH)n Điện phân dung dịch: điều chế kim loại trung bình yếu( đứng sau Al) * Sơ đồ điện phân dung dịch Catôt (-) Ion dương (ion kim loại) H2O Chất Ion dương, ion âm H2O Quá trình khử: Ion kim loại từ Li+  Al3+: không bị điện phân mà nước Anơt (+) Ion âm (anion axit) H2O Q trình oxi hóa Thứ tự anion bị điện phân: S2- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > OH- > H2O bị điện phân 2H2O + 2e H2 + 2OH  S2- → S + 2e 2X- → X2 + 2e ( X=Cl, Br, I) 4OH- + 4e → O2 + 2H2O (pH >7) Chỉ có ion kim loại sau Al3+ bị khử dung dịch Mn+ + 2 3 Anion SO42-, NO3- CO , PO : không bị điện phân mà nước bị điện phân: 2H2O - 4e → O2 + 4H+ (pH Cu > Al > Fe B Tỉ khối Li < Fe < Os C Nhiệt độ nóng chảy Hg < Al < W D Tính cứng Cs < Fe < Al  Cu < Cr 64 Tính chất đặc trưng kim loại tính khử vì: A Ngun tử kim loại thường có 5, 6, electron lớp B Nguyên tử kim loại có 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 65 Cho E oZn Pb A +0,63V 2 / Zn =-0,76V, E oPb 2 / Pb =-0,13V Xác định suất điện động chuẩn pin điện hóa Zn- B - 0,63V C - 0,89V D 0,89V 66 Phản ứng xảy theo chiều thuận? Biết giá trị điện cực chuẩn: Zn 2+ Mg 2+ Mg Zn Pb 2+ Pb Cu 2+ Cu ThuVienDeThi.com ... thu nung nóng chảy kim loại B hỗn hợp kim loại C hỗn hợp kim loại kim loại với phi kim D vật liệu kim loại có chứa kim loại số kim loại phi kim khác Câu 95 Nhận định khơng hợp kim: A Có tính chất... Trong câu sau, câu không A Trong hợp kim có liên kết kim loại liên kết cộng hố trị B Tính chất hợp kim phụ thuộc vào thành phần, cấu tạo hợp kim C Hợp kim có tính chất hố học khác tính chất kim. .. Câu 9: Kim loại sau có tính dẫn điện tốt tất kim loại? A Vàng B Bạc C Đồng D Nhôm Câu 10: Kim loại sau dẻo tất kim loại? A Vàng B Bạc C Đồng D Nhôm Câu 11: Kim loại sau có độ cứng lớn tất kim loại?