ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI ĐIỆN PHÂN + THỨ TỰ PHẢN ỨNG Ở ĐIỆN CỰC * Anot ( cực dương ) Anot tan ( Cu ) > X - > OH - > H 2 O 2X - - 2e → X 2 4OH - - 4e → O 2 + 2H 2 O 2H 2 O – 4e → 4H + + O 2 * Catot ( cực âm ) K + < Ba 2+ < Ca 2+ < Na + < Mg 2+ < Al 3+ < H 2 O< Mn 2+ < Zn 2+ < Cr 3+ < Fe 2+ < Ni 2+ < Sn 2+ < Pb 2+ < H + < Cu 2+ < Fe 3+ < Ag + M n+ + ne → M 2H + + 2e → H 2 2H 2 O + 2e → 2OH - + H 2 ĐIỆN PHÂN CÁC PHẢN ỨNG NaCl nóng chảy( điện cực trơ) Anot(+) : 2Cl - -2e Cl 2 Catot (-): Na + + 1e Na x2 PTĐP : 2NaCl 2Na + Cl 2 NaOH nóng chảy ( điện cực trơ) Anot(+) : 4OH - - 4e → O 2 + 2H 2 O Catot (-): Na + + 1e Na x4 PTĐP : 4NaOH 4Na + 2H 2 O + O 2 DD muối X - ( từ K + Al 3+ ) VD : DD NaCl( điện cực trơ, màng ngăn xốp) Anot(+) : 2Cl - -2e Cl 2 Catot (-): 2H 2 O + 2e → 2OH - + H 2 PTĐP : 2NaCl + 2H 2 O 2NaOH+Cl 2 + H 2 DD muối X - ( từ sau Al 3+ ) VD : DD muối CuCl 2 ( điện cực trơ, màng ngăn xốp) Anot(+) : 2Cl - -2e Cl 2 Catot (-): Cu 2+ + 2e → Cu PTĐP : CuCl 2 Cu + Cl 2 DD muối SO 4 2- , NO 3 ( từ K + Al 3+ ) VD : DD Na 2 SO 4 ( điện cực trơ, màng ngăn xốp) Anot(+) : 2H 2 O – 4e → 4H + + O 2 Catot (-): 2H 2 O + 2e → 2OH - + H 2 x 2 PTĐP : H 2 O H 2 + ½ O 2 DD muối SO 4 2- , NO 3 ( từ sau Al 3+ ) Anot(+) : 2H 2 O – 4e → 4H + + O 2 VD : DD CuSO 4 ( điện cực trơ, màng ngăn xốp) Catot (-): Cu 2+ + 2e → Cu x 2 PTĐP CuSO 4 + 2H 2 O Cu + H 2 SO 4 + ½ O 2 Khi điện phân các dung dòch NaOH, H 2 SO 4 , HNO 3 , K 2 SO 4 PTĐP : H 2 O H 2 + ½ O 2 Điện phân dung dòch CuSO 4 với anot là Cu Anot(+) : Cu – 2e → Cu 2+ Catot (-): Cu 2+ + 2e → Cu Anot Cu bò mòn chuyển sang Catot * Công thức Faraday (Dùng cho đơn chất ) Khối lượng đơn chất m x = A: khối lượng mol của đơn chất I : Cường độ dòng điện (A) t : Thời gian điện phân (s) n : Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận để tạo ra 1 mol chất x DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN K + Ba 2+ Ca 2+ Na + Mg 2+ Al 3+ H 2 O Mn 2+ Zn 2+ Cr 3+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Fe 3+ Ag + Hg 2+ Pt 2+ Au 3+ K Ba Ca Na Mg Al H + Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Ag Hg Pt Au Ý nghóa a. Phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa khử xảy ra theo chiều: Chất khử mạnh + Chất oxi hóa mạnh → Chất khử yếu + Chất oxi hóa yếu - Tính oxi hóa: A n+ < B m+ ( Qui tắc α ) - Tính khử: A > B A . I . t 96500 . n Tính oxi hóa tăng dần Tính khử giảm dần * Có phản ứng mA + nB m+ → nB + mA n+ b. Cho một kim loại X tác dụng với dung dòch chứa nhiều muối A n+ < B m+ X * X đẩy B m+ ra khỏi muối trước * Nếu B m+ hết, X dư phản ứng tiếp với A n+ c. Hỗn hợp 2 kim loại X, Y (khác Na, K, Ba, Ca) vào dung dòch một muối A n+ X > Y * X đẩy A n+ ra trước * Nếu A n+ dư thì tiếp tục phản ứng với Y d. Hỗn hợp 2 kim loại tác dụng dung dòch hỗn hợp 2 muối A n+ < B m+ X > Y X đẩy B m+ trước TRƯỜNG HP I - B m+ hết, X dư đẩy A n+ sau đó nếu A n+ dư thì Y đẩy A n+ TRƯỜNG HP II - B m+ dư, X hết : Y đẩy B m+ sau đó nếu Y dư thì Y đẩy A n+ TÍNH CHẤT HÓA HỌC Tính chất đặc trưng : Tính khử (dễ bò oxi hóa) M → M n+ + ne 1. Tác dụng phi kim Với Halogen cho muối thường có hoá trò cao Với O 2 thường tạo oxit hoá trò cao ( trừ Ag, Au, Pt) Với phi kim khác cho muối hoá trò thấp trừ Cu 2. Tác dụng với H 2 O a. Na, K, Ba, Ca: Phản ứng với H 2 O mãnh liệt ngay ở nhiệt độ thường. Kim loại + H 2 O → dung dòch bazơ + H 2 Thí dụ: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 b. Kim loại khác: Phản ứng ở nhiệt độ cao. Kim loại + H 2 O → o t Oxit + H 2 Fe + H 2 O → > C 570 o FeO + H 2 3Fe + 4H 2 O → < C 570 o Fe 3 O 4 + 4H 2 2. Tác dụng với axit * Kim loại + dung dòch HCl, H 2 SO 4 loãng → Muối kim loại hoá trò thấp + H 2 KL sau H 2 không phản ứng. * Kim loại + HNO 3 → Muối nitrat kim loại hoá trò cao + X + H 2 O +4 +2 +1 0 -3 X có thể là NO 2, NO, N 2 O, N 2 , NH 4 NO 3 +6 * Kim loại + H 2 SO 4 đặc, nóng → Muối sunfat kim loại hoá trò cao + Y + H 2 O +4 0 -2 Y có thể là SO 2, S, H 2 S - Cr, Al, Fe bò thụ động trong HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nguội 3. Tác dụng với dung dòch bazơ Al. Zn, Be ,Cr tan trong dung dòch bazơ mạnh. 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na[Al(OH) 4 ] + 3H 2 4. Tác dụng với dung dòch muối PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN KIM LOẠI Kim loại A + muối B ? A sau B không phản ứng A trước B có phản ứng theo tính chất của A sau đây: * A không phản ứng với H 2 O B + muối của A * A có phản ứng với H 2 O 2 giai đoạn - Giai đoạn 1 : A + H 2 O kiềm + H 2 - Giai đoạn 2 : phản ứng trao đổi giữa kiềm và muối VD : Cu + 2AgNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag DẠNG BÀI TẬP PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Xác đònh kim loại - Tìm số hiệu nguyên tử Z - Tìm khối lượng nguyên tử M - Biện luận M = f(n) - Nếu 2 KL thuộc 2 chu kì liên tiếp giải theo công thức trung bình M 1 < M < M 2 2. Kim loại tác dụng H 2 O - Một kim loại * Li, Na, K, Rb, Cs : 2M + 2H 2 O 2MOH + H 2 * Ca, Sr, Ba : M + 2H 2 O M(OH) 2 + H 2 - Hai kim loại * Na ( x ) 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 Ba ( y) Ba + 2H 2 O Ba(OH ) 2 + H 2 Lưu ý nOH - = 2nH 2 * Na (a) 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 Al ( b) 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na[Al(OH) 4 ] + 3H 2 Lưu ý - Nếu hỗn hợp tan hết : a ≥ b * a = b NaOH hết * a >b n NaOH dư = a - b - Nếu hỗn hợp chưa tan hết : a < b , nAl dư = b - a . O 2 * Catot ( cực âm ) K + < Ba 2+ < Ca 2+ < Na + < Mg 2+ < Al 3+ < H 2 O < Mn 2+ < Zn 2+ < Cr 3+ < Fe 2+ < Ni 2+ < Sn 2+ < Pb 2+ < H + < . Cu 2+ < Fe 3+ < Ag + M n+ + ne → M 2H + + 2e → H 2 2H 2 O + 2e → 2OH - + H 2 ĐIỆN PHÂN CÁC PHẢN ỨNG NaCl nóng chảy( điện cực trơ) Anot(+) : 2Cl - -2e Cl 2 Catot (-):. Z - Tìm khối lượng nguyên tử M - Biện luận M = f(n) - Nếu 2 KL thuộc 2 chu kì liên tiếp giải theo công thức trung bình M 1 < M < M 2 2. Kim loại tác dụng H 2 O - Một kim loại * Li, Na,