Lý thuyết Kim loại và hợp kim Để học tốt môn Hóa học lớp 12 VnDoc com Lý thuyết Kim loại và hợp kim Để học tốt môn Hóa học lớp 12 Chuyên đề Hóa học 12 Lý thuyết Kim loại và hợp kim Nội dung tài liệu s[.]
Lý thuyết: Kim loại hợp kim Để học tốt mơn Hóa học lớp 12 Chun đề Hóa học 12 Lý thuyết: Kim loại hợp kim.Nội dung tài liệu giúp bạn học sinh giải tập Hóa học lớp 12 hiệu Mời bạn tham khảo Hóa học 12: Lý thuyết Kim loại hợp kim A KIM LOẠI I Vị trí, cấu tạo II Tính chất vật lý kim loại III Tính chất hóa học chung kim loại IV Điều chế B HỢP KIM I Khái niệm II Tính chất hợp kim III Ứng dụng hợp kim A KIM LOẠI I Vị trí, cấu tạo Vị trí - Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA: kim loại nguyên tố s - Nhóm IIIA (trừ B), phần nhóm IVA, VA, VIA: kim loại nguyên tố p - Các nhóm B (từ IB đến VIIIB): kim loại chuyển tiếp, chúng nguyên tố d - Họ lantan actini (xếp riêng thành hai hàng cuối bảng): kim loại thuộc hai họ nguyên tố f Cấu tạo - Cấu tạo nguyên tử kim loại + Hầu hết nguyên tử kim loại có 1, electron lớp ngồi Ví dụ: Na: [Ne]3s1 Mg: [Ne]3s2 Al: [Ne]3s23p1 + Trong chu kì, ngun tử ngun tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn điện tích hạt nhân nhỏ so với nguyên tử nguyên tố phi kim Ví dụ: 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 0,157 0,136 0,125 0,117 0,110 0,104 0,099 - Cấu tạo mạng tinh thể kim loại Có ba kiểu mạng tinh thể kim loại đặc trưng lập phương tâm khối, lập phương tâm diện lục phương - Liên kết kim loại Là liên kết hóa học hình thành lực hút tĩnh điện ion dương kim loại nằm nút mạng tinh thể electron tự di chuyển toàn mạng lưới tinh thể kim loại II Tính chất vật lý kim loại Tính chất chung Ở điều kiện thường, kim loại trạng thái rắn (trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt có ánh kim Một số tính chất vật lí riêng a Tỉ khối: kim loại khác thường dao động từ 0,5 (Li) đến 22,6 (Os) Thường thì: + d < 5: kim loại nhẹ (K, Na, Mg, Al) + d > 5: kim loại nặng (Zn, Fe ) b Nhiệt độ nóng chảy: biến đổi từ -39oC (Hg) đến 3410oC (W) Thường thì: + t < 1000oC: kim loại dễ nóng chảy + t > 1500oC: kim loại khó nóng chảy (kim loại chịu nhiệt) c Tính cứng: Biến đổi từ mềm đến cứng Tỷ khối, nhiệt độ nóng chảy tính cứng kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố kiểu mạng tinh thể; mật độ e; khối lượng mol kim loại Kim loại mềm K, Rb, Cs (dùng dao cắt được) cứng Cr (có thể cắt kính) III Tính chất hóa học chung kim loại Tính chất đặc trưng kim loại tính khử (nguyên tử kim loại dễ bị oxi hóa thành ion dương): M → Mn+ + ne Tác dụng với phi kim Hầu hết kim loại khử phi kim điển hình thành ion âm Ví dụ: Tác dụng với axit - Đối với dung dịch HCl, H2SO4 loãng: M + nH+ → Mn+ + n/2 H2 (M đứng trước hiđro dãy điện cực chuẩn) Ví dụ: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 - Đối với H2SO4 đặc, HNO3 (axit có tính oxi hóa mạnh): + Kim loại thể nhiều số oxi hóa khác phản ứng với H2SO4 đặc, HNO3 đạt số oxi hóa cao + Hầu hết kim loại phản ứng với HNO3 H2SO4 đặc (trừ Pt, Au) Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa H2SO4 HNO3 đặc nguội Khi S+6 H2SO4 bị khử thành S+4 (SO2); S0 S-2 (H2S) Trong HNO3 đặc N+5 bị khử thành N+4 (NO2) Với HNO3 loãng N+5 bị khử thành N+2 (NO); N+1 (N2O); N0 (N2); N-3 (NH4+) + Các kim loại có tính khử mạnh thường cho sản phẩm khử có số oxi hóa thấp Các kim loại Na, K gây nổ tiếp xúc với dung dịch axit Ví dụ: Tác dụng với dung dịch muối - Với Na, K, Ca Ba phản ứng với nước trước sau dung dịch kiềm tạo thành phản ứng với muối - Với kim loại không tan nước, kim loại hoạt động đẩy kim loại hoạt động khỏi dung dịch muối chúng theo quy tắc α Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Chú ý: Tác dụng với dung dịch kiềm Các kim loại mà hiđroxit chúng có tính lưỡng tính Al, Zn, Be, Sn, Pb tác dụng với dung dịch kiềm (đặc) 2Al + 6H2O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Tác dụng với oxit kim loại Các kim loại mạnh khử oxit kim loại yếu nhiệt độ cao thành kim loại Ví dụ: Tác dụng với nước - Các kim loại có tính khử mạnh: kim loại nhóm IA IIA (trừ Be, Mg) khử H2O dễ dàng nhiệt độ thường - Các kim loại có tính khử trung bình khử nước nhiệt độ cao (Fe, Zn,…) Các kim loại lại khơng khử H2O Ví dụ: Na + H2O → NaOH + 1/2 H2 IV Điều chế Nguyên tắc điều chế: Khử ion kim loại thành kim loại Mn+ + ne → M * Một số phương pháp điều chế Phương pháp nhiệt luyện - Nguyên tắc: dùng chất khử CO, C, Al, H2 khử oxit kim loại nhiệt độ cao - Phạm vi sử dụng: thường dùng cơng nghiệp với kim loại sau Al Ví dụ: PbO + C → Pb + CO Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 Phương pháp thủy luyện - Nguyên tắc: Dùng dung dịch thích hợp (HCl, HNO3, nước cường toan, CN- ) hịa tan ngun liệu sau lấy kim loại mạnh (không tan nước) đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch - Phạm vi sử dụng: thường dùng phịng thí nghiệm để điều chế kim loại sau Mg (thường kim loại yếu) Ví dụ: Vàng lẫn đất đá hòa tan dần dung dịch NaCN với oxi khơng khí, dung dịch muối phức vàng: 4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH Sau đó, ion Au3+ phức khử kim loại Zn: Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Au Phương pháp điện phân - Điện phân nóng chảy + Nguyên tắc: Dùng dòng điện chiều khử ion kim loại chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit) + Phạm vi sử dụng: dùng để điều chế tất kim loại thường dùng với kim loại mạnh: K, Na, Mg, Ca, Ba Al - Điện phân dung dịch + Nguyên tắc: Dùng dòng điện chiều khử ion kim loại yếu dung dịch muối + Phạm vi sử dụng: Dùng điều chế kim loại yếu B HỢP KIM I Khái niệm Hợp kim vật liệu kim loại có chứa kim loại số kim loại phi kim khác Ví dụ: Thép hợp kim sắt với cacbon số nguyên tố khác Đuyra hợp kim nhôm với đồng, mangan, magie, silic II Tính chất hợp kim a Tính chất vật lý Tính chất vật lí tính chất học hợp kim khác nhiều so với tính chất đơn chất: - Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo ánh kim hợp kim có electron tự - Tính dẫn điện, dẫn nhiệt hợp kim giảm so với kim loại thành phần mật độ electron tự hợp kim giảm rõ rệt - Có độ cứng cao so với kim loại thành phần có thay đổi cấu tạo mạng tinh thể, thay đổi thành phần ion mạng tinh thể - Có nhiều hợp kim khác chế tạo có hóa tính, tính lí tính ưu khơng gỉ, độ cứng cao, chịu nhiệt tốt, chịu ma sát tốt Ví dụ: - Hơp kim khơng bị ăn mịn: Fe–Cr–Mn (thép inoc) - Hợp kim siêu cứng: W–Co, Co–Cr–W–Fe, - Hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp: Sn – Pb (thiếc hàn nóng chảy 210oC), - Hợp kim nhẹ, cứng bền: Al–Si, Al–Cu–Mn–Mg b Tính chất hóa học Có tính chất hóa học tương tự đơn chất tham gia tạo thành hợp kim Ví dụ: Hợp kim Cu-Zn - Tác dụng với dung dịch NaOH: Chỉ có Zn phản ứng Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2↑ - Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng: Cả phản ứng Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O III Ứng dụng hợp kim - Do có tính chất hóa học, vật lí, học quý nên hợp kim sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân - Có hợp kim trơ với axit, bazơ hóa chất khác dùng chế tạo máy móc, thiết bị dùng nhà máy sản xuất hóa chất - Có hợp kim chịu nhiệt cao, chịu ma sát mạnh dùng làm ống xả động phản lực - Có hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng chế tạo giàn ống dẫn nước chữa cháy tự động - Những hợp kim nhẹ, bền chịu nhiệt độ cao áp suất cao dùng để chế tạo tên lửa, tàu vũ trụ, máy bay, ô tô, … - Những hợp kim có tính bền hố học học cao dùng để chế tạo thiết bị ngành dầu mỏ cơng nghiệp hố chất - Những hợp kim không gỉ dùng để chế tạo dụng cụ y tế, dụng cụ làm bếp, … - Hợp kim vàng với Ag, Cu (vàng tây) đẹp cứng dùng để chế tạo đồ trang sức trước số nước dùng để đúc tiền Mời bạn tham khảo thêm viết chúng tôi: 50 câu trắc nghiệm Polime vật liệu Polime có lời giải chi tiết (Nâng cao - phần 1) 50 câu trắc nghiệm Polime vật liệu Polime có lời giải chi tiết (Nâng cao - phần 2) Lý thuyết Kim loại: Tính chất hóa học, Tính chất vật lí, Điều chế, Ứng dụng Lý thuyết Hợp kim: Định nghĩa, Tính chất hóa học, Tính chất vật lí, Ứng dụng Lý thuyết: Dãy điện hóa kim loại Lý thuyết: Sự điện phân - Sự ăn mòn Trên VnDoc giới thiệu tới bạn Lý thuyết: Kim loại hợp kim Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tài liệu Giải tập Tốn lớp 12, Giải tập Hóa học lớp 12, Giải tập Vật Lí 12, Tài liệu học tập lớp 12 mà VnDoc tổng hợp đăng tải ... Trên VnDoc giới thiệu tới bạn Lý thuyết: Kim loại hợp kim Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tài liệu Giải tập Toán lớp 12, Giải tập Hóa học lớp 12, Giải tập Vật Lí 12, ... 2) Lý thuyết Kim loại: Tính chất hóa học, Tính chất vật lí, Điều chế, Ứng dụng Lý thuyết Hợp kim: Định nghĩa, Tính chất hóa học, Tính chất vật lí, Ứng dụng Lý thuyết: Dãy điện hóa kim loại Lý thuyết:. .. khử ion kim loại yếu dung dịch muối + Phạm vi sử dụng: Dùng điều chế kim loại yếu B HỢP KIM I Khái niệm Hợp kim vật liệu kim loại có chứa kim loại số kim loại phi kim khác Ví dụ: Thép hợp kim sắt