Trắc nghiệm Đại CƯƠNG KIM LOẠI (2022) – giáo viên: đỗ đức hậu – ninh hòa

CHUYÊN ĐỀ ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI 2022 GV:ĐỖ ĐỨC MẬU NINH HÒA Nguyên tử kim loại có 1e, 2e, 3e ở lớp ngoài cùng (là nguyên tố s,p,d,f) (trừ H, He B) Nguyên tử kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn Nguyên tử kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn bán kính của các nguyên tử phi kim trong cùng chu kỳ ( đi từ đầu chu kì đến cuối chu kỳ bán kính của các nguyên tử giảm dần)

Chuyên đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hòa |0983384676 CHUYÊN ĐỀ: ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI KIẾN THỨC GIÁO KHOA TRỌNG TÂM A TÍNH CHẤT KIM LOẠI I CẤU TẠO NHUYÊN TỬ VÀ VỊ TRÍ KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HỒN CẤU TẠO VỊ TRÍ - Ngun tử kim loại có 1e, 2e, 3e lớp - Trong bảng tuần hoàn thuộc nhóm: (có khoảng 90 (là nguyên tố s,p,d,f) (trừ H, He B) nguyên tố kim loại) - Nguyên tử kim loại có bán kính ngun tử + IA ( trừ H), IIA, IIIA( trừ Bo) lớn bán kính nguyên tử phi kim + Một phần nhóm IVA, VA, VIA chu kỳ ( từ đầu chu kì đến cuối + IB → VIIIB chu kỳ bán kính nguyên tử giảm dần) + Họ Lantan + Họ Actini II TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KIM LOẠI: Tính chất vật lý chung kim loại Giải thích - Tính dẻo; - Tính dẫn điện Do electron tự mạng tinh thể kim loại gây - Tính dẫn nhiệt; - Tính ánh kim Cần nhớ: - Kim loại kiện thường chất rắn tồn dạng tinh thể (riêng thủy ngân (Hg) chất lỏng) - Kim loại dẩn điện tốt Ag (Ag>Cu>Au>Al>Fe) - Kim loại nhẹ nhất: Li (d=0,5g/cm3) - Kim loại nặng nhất: Os (d=22,6g/cm3) - Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất: W (34100C) - Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất: Hg (390C) - Kim loại cứng nhất: Cr - Các kim loại có khối lượng riêng d≥5g/cm3 kim loại nặng, nhỏ kim loại nhẹ III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Tác dụng Tính chất hóa học kim loại tính khử: kim loại nhường e để hình thành cation kim loại: M → Mn+ + ne to to Với phi Kim loại + O2  Oxit Kim loại + Cl2  Muối clorua kim to Kim loại + S  Muối sunfua to to Ví dụ: 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 Cu + Cl2  CuCl2 to to 4Al + 3O2  2Al2O3 Fe + S  FeS Hg + S → HgS Cần lưu ý: + Bột nhôm tự bốc cháy khí O2 + Hg phản ứng với S nhiệt độ thường Với axit - Với HCl, H2SO4 loãng : Kim loại ( trước H) + Axit → Muối + H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2; 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2  - Với HNO3 Kim loại + HNO3 → Muối NO3- +spk[ khí (NO, NO2, N2, N2O); muối NH4NO3] + H2O Cần lưu ý:  HNO3 lỗng tạo NO khí khơng màu dễ hóa nâu ngồi khơng khí  HNO3 đặc tạo khí NO2 có màu nâu ( NO + 1/2O2 → NO2)  Kim loại (Mg, Zn, Al) sản phẩm khử thường có có muối NH4NO3 to 3Cu + 8HNO3 (loãng)  3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O to Fe + 6HNO3 (đặc)  Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O to 4Mg + 10HNO3 (loãng)  4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Kim loại + H2SO4 (đặc) → Muối SO42- + spk [khí (SO2, H2S), rắn S (vàng)] + H2O t Cu + 2H2SO4 (đặc)  CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O to 4Mg + 5H2SO4 (đặc)  4MgSO4 + H2S ↑ + 4H2O Cần lưu ý:  Fe, Al, Cr bị thụ động với HNO3 đặc nguội H2SO4 đặc nguội Kim loại [ IA, IIA(Ca, Ba, Sr)] + H2O (đk thường) → Dung dịch kiềm + H2 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2  ; Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2  Cần lưu ý: o Nước H2O Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chuyên đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hòa |0983384676 + Trong nhóm IIA: Mg phản ứng với nước nhiệt độ cao 1000C, Be không phản ứng với nước + Một số kim loại khác Fe, Zn phản ứng với nước nhiệt độ cao + Kim loại phản ứng với nước oxit phản ứng với H2O Ví dụ: Na2O + H2O → 2NaOH; CaO + H2O→ Ca(OH)2 Với dung Kim loại + Muối → Muối + Kim loại dịch muối Điều kiện: + Kim loại không phản ứng với nước nhiệt độ thường + Kim loại có tính khử mạnh kim loại + Muối phải tan điện li Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu  ( lưu ý Cu tạo thành bám Fe) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3) + 2Ag  (lưu ý Ag tạo thành bám Cu) B.ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI Có ba phương pháp điều chế kim loại Các phương pháp Nội dung phương pháp Nhiệt luyện(các Dùng Al, C, CO, H2 khử oxit kim loại nhiệt độ cao thành kim loại to kim loại sau Al 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe ( dùng Al gọi phản ứng nhiệt nhôm) chế to to    ZnO + CO Zn + CO 2Fe + 3CO2  ; Fe2O3 + 3CO  phương pháp này) to to CuO + H2  Cu + H2  ; PbO + H2  Pb + H2O Thủy luyện (các Dùng kim loại mạnh khử cation kim loại yếu khỏi dung dịch kim loại sau Al Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu  chế Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3) + 2Ag  phương pháp này) Dùng dòng điện chiều khử cation kim loại thành kim loại Điện phân a Điện phân nóng 2NaCl đpnc   2Na + Cl2  chảy (dùng điều chế MgCl đpnc   Mg + Cl2  kim loại IA, IIA, đpnc  4Al + 3O2  2Al2O3  Al) b Điện phân dung CuCl2 đpdd   Cu + Cl2  dịch (các kim loại   2Cu  + 2H2SO4 + O2  2CuSO4 + 2H2O đpdd sau Al chế đpdd  2Ag  + 4HNO3 + O2  4AgNO3 + 2H2O  phương pháp này) Cần lưu ý: + Phương pháp nhiệt luyện, thủy luyện điện phân dung dịch dùng điều chế kim loại có tính khử trung bình yếu ( từ Zn sau) K Na Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au + Phương pháp điện phân nóng chảy dùng điều chế kim loại mạnh: K, Na, Mg, Al, Ca, Ba C DÃY ĐIỆN HĨA KIM LOẠI Cặp oxi hóa - Dạng oxi hóa dạng khử kim loại gọi cặp oxi – khử kim loại Ag+ + 1e  Ag; Cu2+ + 2e  Cu; Fe3+ + 2e  Fe2+ khử kim loại Các cặp: Ag+/Ag ; Cu2+/Cu ; Fe3+/Fe2+ gọi cặp oxi hóa khử kim loại - Dãy xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa cation kim loại giảm Dãy điện hóa kim loại dần tính khử kim loại gọi dãy điện hóa kim loại Tính OXH cation kim loại tăng Tính khử kim loại tăng Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chuyên đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hòa |0983384676 Chiều xảy - Qui tắc  phản ứng cặp oxi hóa khử OXH yếu OXH mạnh Khử mạnh Ví dụ:  Cu2+ + 2Ag  Theo Cu + 2Ag+   Zn2+ + Fe  Zn + Fe2+  + 2+ Ag + Fe   Fe + Ag  3+ Theo Theo Khủ yếu Cu2+ Ag+ Cu Ag Zn2+ Fe2+ Zn Zn Fe3+ Ag+ Fe2+ Ag D ĂN MỊN KIM LOẠI Ăn mịn kim loại phá hủy kim loại hợp kim tác dụng chất mơi trường (đó q trình oxi hóa kim loại thành cation kim loại) Ví dụ: Đinh sắt bị gỉ sét khí để ngồi khơng khí, hợp kim sắt bị phá hủy mơi trường khơng khí ẩm, thiết bị máy mọc vận hành bị hao mịn Có hai loại ăn mịn kim loại: + Ăn mịn hóa học + Ăn mịn điện hóa học Ăn mịn hóa học: q trình oxi Ăn mịn điện hóa học: q trình oxi hóa – khử, kim hóa – khử, electron loại bị ăn mòn tác dụng dung dịch chất điện li tạo nên kim loại chuyển trực tiếp dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương đến chất mơi trường Ví dụ: Thanh Zn Cu nói với dây dẩn Ví dụ: nhúng vào dung dịch axit H2SO4 lỗng (như hình vẻ sau) + Thiết bị sắt vận hành Ở cực Cu Ở cực Zn nước nhiệt độ cao: (cực âm ): Zn bị oxi (cực dương): H+ bị to 3Fe + 4H2O  Fe3O4 + 4H2 khử thành H2 hóa thành Zn2+ + Sắt bị cháy khí Cl2 O2 Zn → Zn2+ + 2e 2H+ + 2e → H2  to 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 to 3Fe + 2O2  Fe3O4 Kẽm bị ăn mịn theo phương trình Zn + 2H+ → Zn2+ + H2   Điều kiện để ăn mịn gọi ăn mịn điện hóa học: + Có hai điện cực khác chất (KL – K hay KL – PK ) + Cùng tiếp xúc trực tiếp gián tiếp qua dây dẫn + Cùng đặc môi trường chất điện li Ăn mịn điện hóa học hợp kim sắt khơng khí ẩm (hợp kim gang thép) Gang thép hợp kim Fe C + Hai điện cực Fe C + Tiếp xúc trực tiếp + Mơi trường chất điện li khơng khí ẩm, chất oxi hóa O2 Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chun đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hịa |0983384676 Q trình ăn mịn: + Ở Anot (cực âm) Fe: Fe → Fe2+ + 2e + Ở Catot ( cực dương) C: O2 + 2H2O + 4e → 4OHPhương trình thể ăn mịn: 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 Tiếp tục bị oxi hóa: 2Fe(OH)2 + 1/2O2 → Fe2O3 + 2H2O Thành phần gỉ sắt Fe2O3.nH2O Phương pháp chống ăn mòn kim loại: có hai phương pháp + Bảo vệ bờ mặt + Phương pháp điện hóa CÁC DẠNG BÀI TOÁN TRỌNG TÂM VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN KIM LOẠI, HP CHẤT PHẢN ỨNG AXIT HCl H2SO4 loãng  CẦN NHỚ: Tính chất hóa học axit clohiđric HCl axit sunfuric lỗng H2SO4  Làm q tím hóa đỏ ( dùng nhận biết axit)  Tác dụng với kim loại đứng trước H ( K Na Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au) 2Na + 2HCl  NaCl + H2; Fe + 2HCl  FeCl2 + H2; 2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 Muối MCl x HCl Tóm lại: Kim loại M     H2  chất pứ M  xH   Mx   H  H2SO4 Muoái M2 (SO4 )x Kinh nghiệm: (1)  nH  axit (3)  2.nH (2)  x.nKl  2.nH với x hóa trị kim loại  Với axit có HCl : n HCl  2.n H ; m muoái Cl  m Kl  71.n H 2  Với axit có H2SO4 :n H SO  n H ; m muoái SO2  m KL  96.n H 4 Khi giải tập thường sử dụng phương bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng bào toàn nguyên tố Bài tập ví dụ:  Tác dụng với bazơ: Axit + Bazơ → Muối + H2O 2NaOH + H2SO4  Na2SO4 + H2O; Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O; 2Fe(OH)3 + 3H2SO4→ Fe2(SO4)3 + 3H2O Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O  Tác dụng với oxit bazơ: Oxit bazơ + Axit → Muối + H2O Na2O + H2SO4  Na2SO4 + H2O; CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O; Fe2O3 + 3H2SO4→ Fe2(SO4)3 + 3H2O CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Fe3O4  8HCl  2FeCl3  FeCl2  4H2O Fe3O4  4H2SO4  Fe2 (SO4 )3  FeSO4  4H2O  Tác dụng với muối: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2  + H2O Ca(HCO3)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2CO2  + 2H2O CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2  + H2O Ba(HCO3)2 + H2SO4 → BaSO4  + 2CO2  + H2O Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chuyên đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hịa |0983384676 VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN KIM LOẠI, HP CHẤT PHẢN ỨNG AXIT HNO3  Cần nhớ : Tính chất hóa học dung dịch axit HNO3: dung dịch có tính axit mạnh chất oxi hóa mạnh  Tác dụng với kim loại: oxi hóa hầu hết kim loại trừ Au Pt o 5 2 o 2 t 3Cu  8H N O3(loang)   3Cu(NO3 )2  N O  4H O ; 5 5 3 2 Fe 4HNO3(loang)   Fe(NO3 )3  N O  2H2 O 3 1 t Fe 6HNO3(đặc)   Fe(NO3 )3  3N O2  3H2 O ; 5 2 3 4Mg 10HNO3   4Mg(NO3 )2  N H NO3  3H O o 5 2 1 Zn  10H N O3(loang)   Zn(NO3 )2  N O  4H 2O 5 3 ; 3 8Al 30H N O3   8Al(NO3 )3  3N H NO3  9H 2O 5 Tóm lại: Hỗn hợp kim loại tác dụng với axit HNO3: phản ứng kim loại nhường electron cho N ( NO3-), cịn HNO3 nhận electron NO  (nếu HNO3 loang ) NO2  (nếu HNO3 loang ) Kim loại M  HNO3  M(NO3 )x  sp khử N  N2O  x số OXH caocủa KL vd Sắt Fe( 3) Kinh nghiệm:  x.n Kl  H2O NH NO3(muối ) (KL :Mg,Al, Zn)   netraổi Nhớ là: Fe, Al, Cr… bị thụ động HNO3 đặc nguội  Tác dụng với phi kim 5 5 6 2 t S 6H N O3(đặc)   H2 S O2  N O2  2H 2O ; 4 4 t C 4H N O3(đặc)   C O2  N O2  2H 2O 5 5 2 t 3P  5H N O3(loang)  2H O   3H3 P O4  5N O ; 5 5 4 t P  5H N O3(đặc)   H3 P O4  5N O2  H O 2 5 3 4  Fe(NO3 )3  N O2  2H O ;  Tác dụng với hợp chất: Fe O  4H N O3(đặc)  2 2 5 2 6 4 Cu S  6H N O3   Cu(NO3 )2  H S O  4N O2  2H 2O 2 5 ; 2 3H S  2H N O3(loang)   3S   2N O  4H O 2 1 5 3 6 2 Fe S2  8H N O3   Fe(NO3 )3  2H S O4  5N O  2H 2O 2 5 3 ; 4 Fe CO3  4H N O3   Fe(NO3 )3  N O2  CO2  2H 2O 3 5 3 Lưu ý Fe2 O3  3H N O3   Fe(NO3 )3  3H 2O 8/3 5 3 ; 4 3Fe3 O4  28H N O3(đặc)   Fe(NO3 )3  N O2  14H 2O Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chun đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hòa |0983384676 Kết luận: hỗn hợp kim loại, oxit, muối tác dụng với axit HNO3: phản ứng kim loại, phi kim 5 nhường electron cho N ( NO3-), HNO3 nhận electron thực phản ứng trình sau: CÁC QUÁ TRÌNH PHẢN ỨNG CỦA KIM CÁC QUÁ TRÌNH PHẢN ỨNG CỦA AXIT LOẠI, HỢP CHẤT (có tính khử) VÀ GỐC AXIT x 4HNO3  3e  3NO3  NO  2H2 O Kim loại: M   M  ne 2 3 2HNO3  1e  NO3  NO2   H2 O Cation kim loại: Fe   Fe  1e 12HNO3  10e  10NO3  N2  6H 2O O 6 6 S   S  6e (S SO24 ) 10HNO  8e  8NO  N O  5H O 3 4 4 10HNO3  8e  8NO  NH NO3(muoái )  3H2 O 5 5 2HNO3  O2   2NO3  2H2 O  Phi kim: C   C  4e (C CO2 ) P   P  5e (P H 3PO ) 3 2HNO3  CO32   2NO3  CO2   H 2O Ta có cơng thức kinh nghiệm sau: 6 FeS   Fe  S  9e 3 6 4.n NO 6 Hợp chất: FeS2   Fe  S  15e (S SO24 ) 2 2.n NO 6 CuS   Cu  S  8e e _ traổi n 2 HNO3  10.n N O 10.n NH NO 2.n O2  3n NO  1n NO  8n N O  10n N  8n NH NO 2 12.n N Nếu hỗn hợp ban đầu có kim loại ta có cơng thức: m Muoái nitrat  m KL  62. n e _ trao đổi  80.n NH NO n O 2.n CO2 3 Các cation kim loại kết hợp với gốc axit tạo thành muối chất thi phần mol chất bằ ng n  NO3(muố i)   ne_ traổi Định hướng phương pháp giải toán: Khi giải toán hay vận dụng linh hoạt phương pháp: bảo toàn electron, bảo toàn ngun tố, bảo tồn khối lượng Ví dụ 1: Cho hỗn hợp Fe Cu tan hết Ví dụ 2: Cho hỗn hợp FeO, Cu, FeCO3 tan hết HNO3 lỗng dư thu hỗn hợp khí NO N2O HNO3 lỗng dư thu hỗn hợp khí NO; N2 CO2 Vậy ta có q trình phản ứng sau: Vậy ta có q trình phản ứng sau: 3  4HNO3  3e  3NO3  NO  2H O Fe  Fe 3e 4HNO3  3e  3NO3  NO  2H2O 2 3   2 Fe  Fe  1e 12HNO3  10e  10NO3  N  6H 2O 10HNO3  8e  8NO3  N2O  5H2O Cu  Cu 2e 2 2HNO3  O2  2NO3  H O Cu  Cu 2e 2HNO3  CO32  2NO3  CO2   H O Định hướng phương pháp giải toán: giải tập cần vận dụng linh hoạt phương pháp: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo tồn điện tính Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HÒA Chuyên đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hòa |0983384676 VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN KIM LOẠI, HP CHẤT PHẢN ỨNG DUNG DÒCH H+, NO3 Cần nhớ: Trong dung dịch chứa H+ NO3- vai trị dung dịch giống HNO3 Thường người ta cho dịch như: (1) H2SO4 NaNO3; (2) HCl KNO3; (3) H2SO4 HNO3 CÁC QUÁ TRÌNH PHẢN ỨNG CỦA CÁC QUÁ TRÌNH PHẢN ỨNG CỦA AXIT VÀ GỐC KIM LOẠI, HỢP CHẤT (có pứ oxi hóa AXIT khử) n 4H   NO3  3e   NO  2H O(thường gaëp) Kim loại: M   M  ne 2H   NO3  1e   NO2   H O 2 3 Cation kim loại: Fe   Fe  1e 10H   2NO3  8e   N O  5H O S   S  6e O 6 12H   2NO3  10e   N  6H 2O O 4 10H   NO3  8e   NH 4  3H O 5 Phi kim: C   C  4e 2H   O2   H2O P   P  5e nH  pứ  4.n NO  2.nNO  10.nN O  10.nNH NO  12.nN  2.nO 3 FeS   Fe  S  9e 3 Nếu khơng có sản phẩm bỏ chất 6 6 Hợp chất: FeS2   Fe  S  15e 2 6 CuS   Cu  S  8e VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN KIM LOẠI, HP CHẤT PHẢN ỨNG AXIT H2SO4  Cần nhớ : Tính chất hóa học dung dịch axit H2SO4: dung dịch axit mạnh, có tính háo nước chất oxi hóa mạnh + Tác dụng với kim loại: tác dụng hầu hết kim loại trừ Au Pt 6 2 4 t Cu  2H S O4(đặc)   Cu SO4  S O2  2H O ; 6 6 3 4 3 t Fe  6H S O4(đặc)   Fe2 (SO4 )3  3SO2  6H2 O t Al  4H S O4(đặc)   Al (SO4 )3  S  4H O ; 6 2 2 t Mg  5H S O4(đặc)   4Mg SO4  H S  4H O Tóm lại: SO2  Kim loại M  H2SO4(đặc)   Muối M2 (SO4 )x  sp khử H2 S    H2O  Kim loaïi : Mg,Al, Zn  x số oxh caocủa kim loại S   Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động H2SO4 đặc nguội +Tác dụng với phi kim: 6 6 4 6 6 4 t t S  2H S O4(đặc)   S O2  2H O chất S  3H2 S O4(đặc)   H2 S O4  S O2  2H2O 4 4 t C 2H S O 4(đặc)   C O2  S O2  2H O 1 6 0 4 t + Tác dụng với hợp chất: 2H I  H2 S O4(đặc)   I2  S O2  2H2O 2 6 3 4 t 2Fe O  4H S O4(đặc)   Fe2 (SO4 )3  S O2  4H O 8/3 6 3 ; 4 2Fe3 O4  10H2 S O4(đặc)   3Fe2 (SO4 )3  S O2  10H 2O Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chun đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hòa |0983384676 2 6 3 4 t 2Fe CO3  4H S O 4(đặc)   Fe2 (SO4 )3  S O2  2CO2  4H O 2 1 6 3 4 t 2Fe S2  14H S O 4(đặc)   Fe2 (SO )3  15SO2  14H 2O Kết luận: Kim loại, phi kim, hay hợp chất có tính khử phản ứng với H2SO4 đặc kim loại, phi kim, hợp chất sẻ nhường electron cho H2SO4 để thực q trình sau: CÁC Q TRÌNH PHẢN ỨNG CỦA KIM CÁC QUÁ TRÌNH PHẢN ỨNG CỦA AXIT VÀ GỐC LOẠI, HỢP CHẤT (có tính khử) AXIT 2H SO4  2e  SO24  SO2  2H O x M   M  ne Kim loại: 2 4H SO4  6e  3SO24  S  4H O 3 Cation kim loại: Fe   Fe  1e 5H SO4  8e  4SO24  H S  4H O S   S  6e (S SO24 ) O 6 6 H SO4  O2  SO24  H O O 4 4 H SO4  CO32   SO24  CO2   H O 5 5 Phi kim: C   C  4e (C CO2 ) P   P  5e (P H 3PO ) 2.n SO 4.n S Hợp chất 3 6 n FeS   Fe  S  9e 3 6 6 H2 SO4  5.n H S n O2  2 FeS2   Fe  S  15e (S SO ) 2 6 n CO2 CuS   Cu  S  8e Nếu hỗn hợp ban đầu có kim loại ta có cơng thức kinh nghiệm sau: chất thi phần mol chất đóbằng m muối sunfat  m kim loaïi  96.nSO2  nso2   netrao đổi 4 Định hướng phương pháp giải tốn: giải tập cần vận dụng linh hoạt phương pháp: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo tồn ngun tố, bảo tồn điện tính VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN KIM LOẠI, OXIT PHẢN ỨNG NƯỚC  Cần nhớ: Kim loại phản ứng với nước nhiệt độ thường: Kim loại + H2O → Dung dịch kiềm + H2 2Na + 2H2O → 2NaOH +H2; Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 IA  Tóm lại: Kim loại   2.nH  M  H O  M(OH)x  H ; nOH dd kiềm IIA(Ca,Ba,Sr) Dd kiềm Oxít kim loại phản ứng với nước nhiệt độ thường: Na2O + H2O → 2NaOH ; CaO + H2O → Ca(OH)2 IA  Tóm lại: Oxit kim loại   M  H O  M(OH)x (x=1, 2) IIA(Ca,Ba,Sr) Dd kiềm VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH MUỐI  Cần nhớ: 1.Kim loại phản ứng với dịch muối Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu  chất phản ứng thể qua ion rút gọn: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu  Cu + 2AgNO3 →Cu(NO3)2 + 2Ag  Cu + 2Ag+→Cu2++ 2Ag  KL(1)  Cationdd KL(2)  Cationdd KL(1)  KL(2) Tóm lại: KL(1) không phản ứng với H2 O nhiệt độ thường Điều kiện pứ  KL(1) có tính khử mạnh KL(2) Để biết kim loại có tính khử mạnh ta dựa vào dãy điện hóa kim loại Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chun đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hịa |0983384676 Tính oxi hóa cation kim loại mạnh dần Tính khử kim loại mạnh dần Lưu ý phản ứng hay đề: (1) Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+; (2) Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ (3) Ag+ + Fe2+ → Fe3+ + Ag  Bản chất phản ứng kim loại phản ứng với dung dịch muối xảy theo qui tắc  Ví dụ: Cu + 2Ag+   Cu2+ + 2Ag  Cu2+ Ag+ Cu Ag Chất oxi hóa yếu Chất oxi hóa mạnh Chất khử mạnh Khí phản ứng khối lượng kim loai tăng lên ? Khối lượng kim loại giảm xuống? Chất oxi hóa yếu +  Cu2+ + 2Ag  Ví dụ: Cu + 2Ag  + Nhìn vào phản ứng ta thấy: mol Cu phản ứng tạo mol Ag mol Cu phản ứng: khối lượng kim loại tan để phản ứng mCu = 64.1 = 64g mol Ag tạo thành khối lượng kim loại tạo thành là: mAg = 108.2 = 216g Vậy khối lượng kim loại tan 64g nhỏ khối lượng tạo thành 216 g nên kết thúc phản ứng khối lượng kim loại tăng m taêng  m kim loại tạo thành  m kim loại tan ra(pứ)  m Ag  mCu  216  64  152g Ví dụ: Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe  + Nhìn vào phản ứng ta thấy: mol Zn phản ứng tạo mol Fe mol Zn phản ứng: khối lượng kim loại tan để phản ứng mZn = 65.1 = 65g mol Fe tạo thành khối lượng kim loại tạo thành là: mFe = 56.1 = 56g Vậy khối lượng kim loại tan 65g nhỏ khối lượng tạo thành 56 g nên kết thúc phản ứng khối lượng kim loại giảm mgiảm  m kim loại tan ra(pứ)  m kim loại tao thành  m Zn  m Fe  65  56  9g Khi m KL pứ  m KL tạo thành thi khối lượng KL tăng m tăng  m KL tạo thành  m KL pứ Tóm lại: hay MKL pứ  MKL tạo thành Khi m KL pứ  m KL tạo thành thi khối lượng KL giảm m giảm  m KL pứ  m KL tạo thành hay MKL pứ  MKL tạo thaønh Thứ tự phản ứng cho kim loại phản ứng với dung dịch muối Ví dụ 1: Cho kim loại Mg phản ứn với dung dịch muối chưa hai muối AgNO3 Cu(NO3)2 Thì thứ tự xảy phản ứng sau: Chiều tínhoxi hóa cation kim loại tăng   Ta có thứ tự cặp oxi hóa khử: Mg2 Mg (2)Cu2 (1)Ag Cu Ag Theo thứ tự Mg sẻ phản ứng với Ag trước, hết Ag Mg sẻ phản ứng với Cu2+ (1) Mg + 2Ag+ → Mg2+ + 2Ag  ; (2) Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu  ; để lượng Mg phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa hai muối ta phải có: 2.n Mg  1.n Ag  2.n Cu2 (bảo toàn e) + Tel: 0983384676 + NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA Chun đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hịa |0983384676 Ví dụ 2: Cho hai kim loại Mg Fe phản ứng với dung dịch muối Cu(NO3)2 Thì thứ tự phản ứng sau: Ta có thứ tự cặp oxi hóa khử: Mg2 Fe2 Cu2 Mg(1) Fe(2) Cu Tính khử kim loại tăng   Thứ tự Cu2+ phản ứng với Mg trước, hết Mg Cu2+ phản ứng với Fe (1) Cu2+ + Mg → Cu  + Mg2+; Cu2+ + Fe → Cu  + Fe2+, để lượng Cu2+ phản ứng vừa đủ với hai kim loại ta phải có: 2.nCu2  2.n Mg  2.n Fe (bảo toàn electron) Kết luận: Cho kim loại phản ứng với muối theo thứ tự kim loại có tính khử mạnh tác dụng với cation kim loại có tính oxi hóa yếu (ngun tắt: mạnh phản ứng trước, yếu phản ứng sau) Ví dụ 3: Cho Fe tác dụng với dung dịch muối AgNO3 Thì có vấn đề cần ý: Ta có thứ tự cặp oxi hóa khử: Tính oxi hóa tăng  Fe2 Fe3 Fe Fe  Nếu 2.n Fe(vừa đủ dư )  1.n Ag thi có pứ: Fe  2Ag   Fe   2Ag  Ag Nếu 2.n Fe(thiếu )  1.n Ag thi có pứ ( dư ) Ag 2 Fe  2Ag  Fe2   2Ag  Fe2  Ag  Fe3  Ag  Neáu3.n Fe  1.n Ag thi có Fe3 tạo thành Tính khử tăng   VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN NHIỆT LUYỆN  Cần nhớ: Khi dùng C, CO, H2, Al khử cation kim loại oxit (của kim loại từ Zn trở sau) nhiệt độ cao phản ứng gọi phản ứng nhiệt luyện, riêng khử Al gọi phản ứng nhiệt nhơm: K NaCa Ba Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Hg Ag Pt Au Oxit kim loại bị khử CO,C,H2 ,Al Khử caction kim loại oxit CO, C, H2 o o o t t PbO + CO   Pb + CO2; 2ZnO + C   2Zn + CO2 t CuO + H2   Cu + H2O; Ví dụ: o o t t Fe2O3 + 3CO   2Fe + 3CO2; CuO + C   Cu + CO CO2 CO t o cao M x Oy  H   Tóm lại: C oxit bazơ M  H2O (1) nO/ oxit  nCO(pứ)  nCO Cơng thức kinh nghiệm: CO; CO2 tạo thành kim loại , tạo oxit có số thấp (2) nO/ oxit  n H (pứ) (tạo  nH O t hành) ; moxit = mkim loại + moxi (tạo t haønh) Khử caction kim loại oxit Al ( phản ứng nhiệt nhơm) to to Ví dụ: Fe2O3 + 2Al   Al2O3 + 2Fe; 3Fe3O4 + 8Al   4Al2O3 + 9Fe o o t t Cr2O3 + 2Al   Al2O3 + 2Cr; 3CuO + 2Al   Al2O3 + 3Cu t o cao  Al2 O3  M Tóm lại: M x Oy  Al  oxit bazô o t  yAl2O3 + 3xFe ) Bài toán 1: Bài toán Al khử oxit sắt FexOy (3FexOy + 2yAl  + Với hiệu suất H =100% xảy tình sau: to (1) vừa đủ thi hh sau pứ(Al 2O3 ; Fe) Al  Fex Oy   (2) Al dö thi hh sau pứ(Al 2O3 ; Fe; Al dư ) (3) Fex Oy dư thi hh sau pứ(Al2 O3 ; Fe; Fe x O y dö ) + Với hiệu suất H < 100% hỗn hợp sau phản ứng o t Al  Fex Oy   sp :Al2 O3 ; Fe lại :Al Fex Oy Lưu ý: Hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch kiềm ( NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2) Tel: 0983384676 NHÓM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA 10 Chun đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hịa |0983384676 sinh khí chắt chắn có Al hỗn hợp sau phản ứng 2Al + 2NaOH + H2O→ NaAlO2 + 3H2 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O t Bài toán 2: Al khử Cr2O3 nhiệt độ cao: 2Al + Cr2O3   2Cr + Al2O3; Al O3    2 NaOH   2NaAlO2    H O  3  NÕu Al d­  Al   NaOH   H O   NaAlO   H  t  NÕu Cr2 O3 d­  Cr2 O3 + 2NaOH (đặc) 2NaCrO2 H O Cr không tác dụng với dung dịch NaOH Chú ý: Cr2 O3 không tác dụng với dung dÞch NaOH lo·ng VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN CẦN NHỚ PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN Nguyên tắc điện phân: Dùng dòng điện chiều khử cation kim loại thành kim loại Điện phân nóng chảy: trước điện phân chất nung nóng chảy cho vào bình điện phân khinóngchảy biđiện li Ví dụ 1: Điện phân nóng chảy MgCl2: MgCl2   Mg2+ + 2Cl- Ng̀n điện  Q trình điện phân: (−) (+) CATOT (CỰC ÂM) ANOT (CỰC DƯƠNG) Xảy trình khử Xảy q trình oxi hóa  catơt (−) Mg2+ : Mg2+ + 2e → Mg x1  anôt (+) Cl- : 2Cl- → Cl2 + 2e x1 Ðpnc  Mg + Cl2  Phương trình điện phân: MgCl2  khinóngchảy biđiện li Ví dụ 2: Điện phân nóng chảy Al2O3: Al2O3   2Al3+ +3O2CATOT (CỰC ÂM) ANOT (CỰC DƯƠNG)  catôt (−) Al3+ : Al3+ + 3e → Al x  anôt (+) O2-: 2O2- → O2 + 4e x Ðpnc  4Al + 3O2  Phương trình điện phân: 2Al2O3  Điện phân dung dịch Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO4 Trong dung dịch CuSO4 CuSO4 điện li cho Cu2+ SO42CATOT ( CỰC ÂM) ANOT ( CỰC DƯƠNG)  catôt (−):Cu2+, H2O  anôt (+): SO24 , H2O Cu2+ + 2e → Cu x 2H2O → O2 + 4H+ + 4e x Ðpdd Phương trình điện phân: 2CuSO4 + 2H2O   2Cu + O2  + 2H2SO4 Ví dụ: Điện phân ddịch hỗn hợp chứa CuSO4 HCl Trong dung dịch có ion: Cu2+, SO42-, H+, ClCATOT ( CỰC ÂM) ANOT ( CỰC DƯƠNG) Xảy q trình khử Xảy q trình oxi hóa + Tại catot ( - ): Có phần tử: Cu2+, H+, H2O, + Tại anot ( + ): có phần tử: Cl-, SO24 , H2O, phần tử có tính oxi hóa mạnh hơ n sẻ bị phần tử có tính khử mạnh bị điện điện phân trước ( nhận electron từ dòng điện phân trước ( nhường electron trước) Theo thứ tụ trước) Theo thứ tự sau Cu2+ → H+ → H2O sau Cl- → H O, cịn SO2 khơng bị điện (1) Cu2+ + 2e → Cu phân (2) 2H+ + 2e → H2 (1) 2Cl- → Cl2 + 2e (3) 2H2O + 2e → H2 + 2OH(2) 2H2O → O2 + 4H+ + 4e Tel: 0983384676 NHĨM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA 11 Chun đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hòa |0983384676  Thứ tự điện phân xảy điện cực sau: CATOT ( CỰC ÂM) ANOT ( CỰC DƯƠNG) Xảy trình khử Xảy q trình oxi hóa + Tại catot ( - ) phần tử có tính oxi hóa mạnh + Tại anot ( + ) phần tử có tính khử sẻ bị điện phân trước ( nhận electron từ dịng mạnh bị điện phân trước ( nhường điện trước) Cụ thể sau: electron trước) Cụ thể sau: + 3+ 2+ + 2+ 2+ Ag →Fe →Cu →H → →Fe → Zn → H2O S2- → I- → Br- → Cl- → OH- → H2O Dùng dãy điện hóa để so sánh tính oxi hóa các Các anion gốc axit có chức oxi: SO24 , NO3- cation xác định sản phẩm thu sau điện không bị điện phân Thứ tự cần ý: phân Thứ tự cần ý: (1) S2- → S + 2e + (1) Ag + 1e → Ag (2) 2I- → I2 + 2e (2) Fe3+ + 1e → Fe2+ (3) 2Br- → Br2+ 2e 2+ (3) Cu + 2e → Cu (4) 2Cl- → Cl2 + 2e + (4) 2H + 2e → H2 (5) 4OH- → O2 + 2H2O + 4e (6) 2H2O → O2 + 4H+ + 4e 2+ (n-2) Fe + 2e → Fe (n-1) Zn2+ + 2e → Zn (n) 2H2O + 2e → H2 + 2OHKim loại tạo thành bám lại catot c Tính lượng chất thoát điện cực: Dựa vào biểu thức định luật Farađây đề xác định lượng chất điện cực Trong m A.I.t n.F m khối lượng chất thoát điện cực (gam) A Khối lượng mol nguyên tử (kim loại), phân tử (khí) n số electron trao đổi điện cực I cường độ dòng điện điện phân (ampe) t thời gian điện phân (giây) F số Farây (F  96500) Biến đổi ta có: ne  n m I.t biểu thức tính số mol electron trao đổi điện cực  A F Ví dụ cách áp dụng + Nếu tính khối lượng Ag thì: A = 108, n =1 + Nếu tính khối lượng Cu thì: A= 64, n = + Nếu tính khối lượng Cl2 thì: A = 71, n = + Nếu tính khối lượng O2 A = 32, n = Tel: 0983384676 NHÓM: facebook HĨA HỌC_THẦY HẬU_NINH HỊA 12 ...Chuyên đề ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI (2021) – Giáo viên: ĐỖ ĐỨC HẬU – Ninh Hịa |0983384676 + Trong nhóm IIA: Mg phản ứng với nước nhiệt độ cao 1000C, Be không phản ứng với nước + Một số kim... – Ninh Hịa |0983384676 VẤN ĐỀ: BÀI TOÁN KIM LOẠI, HP CHẤT PHẢN ỨNG DUNG DÒCH H+, NO3 Cần nhớ: Trong dung dịch chứa H+ NO3- vai trị dung dịch giống HNO3 Thường người ta cho dịch như: (1) H2SO4... + 3O2  Phương trình điện phân: 2Al2O3  Điện phân dung dịch Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO4 Trong dung dịch CuSO4 CuSO4 điện li cho Cu2+ SO42CATOT ( CỰC ÂM) ANOT ( CỰC DƯƠNG)  catôt (−):Cu2+,