Đến với BST Bài tập Hóa học 12: Các dạng bài về điều chế kim loại các em học sinh sẽ có thêm nhiều bài tập Hóa hay, giúp ôn tập hiệu quả cho đơn vị bài học này. Đây là những bài tập sách giáo khoa, bài tập bổ trợ được chúng tôi tuyển chọn và tổng hợp thành một hệ thống logic giúp các em tra cứu dễ dàng. Việc giải nhiều bài tập trong BST này còn giúp các em rút ra được những kinh nghiệm, kỹ năng làm bài cần thiết. Điều này sẽ rất hữu ích cho các em khi bước vào kiểm tra, thi. Mời các em tải và luyện tập ngay với BST này.
Trang 1TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ KIM LOẠI
I PHẦN LÍ THUYẾT
1 VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG HỆ THỐNGTUẦN HOÀN CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI
1 Vị trí
- Phân nhóm chính nhóm I, II
- Phân nhóm phụ nhóm I đến nhóm VII
- Họ Lantannit và họ actinit
- Một phần các phân nhóm chính III, IV, V, VI
2 Cấu tạo của nguyên tử kim loại
1 Nguyên tử của hầu hết kim loại đều có ít electron (1, 2 hoặc 3e) ở phần lớp ngoài cùng
2 Trong cùng chu kỳ nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với nguyên tử của nguyên tố phi kim
3 Cấu tạo của đơn chất kim loại
- Tinh thể kim loại có cấu tạo mạng
- Mạng tinh thể gồm ion dương dao động ở các nút mạng
- Các electron tự do chuyển động
4 Liên kết kim loại
Liên kết kim loại là liên kết sinh ra do các electron tự do gắn với các ion dương kim loại với nhau
II TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI
1 Tính chất vật lí chung
- Tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt có ánh kim
Trang 2Những tính chất vật lí chung của kim loại nói trên là do các electron tự do trong kim loại gây ra
2 Tính chất vật lí của kim loại
Kim loại khác nhau thì có: tỉ khối, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng khác nhau
III TÍNH CHẤT HÓA HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI
1 Đặc điểm về cấu tạo của nguyên tử kim loại
- Bán kính nguyên tử tương đối lớn so với các nguyên tố phi kim
- Số electron hóa trị thường ít (từ 1 đến 3e) so với phi kim
- Lực liên kết giữa hạt nhân và electron hóa trị tương đối yếu nên năng lượng để tách các electron hóa trị ra khỏi nguyên tử nhỏ
2 Tính chất hóa học chung của kim loại
Tính chất đặc trưng là tính khử (dễ bị oxi hóa)
M - ne → Mn+
a Tác dụng với phi kim
- Với O2: 4Al + 3O2 = 2Al2O3
4M + nO2 - 2M2On
- Với Cl2: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
2M + nCl2 = 2MCln
b Tác dụng với axit
- Dung dịch HCl, H2SO4 loãng
Nhiều kim loại khử được ion H+ thành H2
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
- Dung dịch HNO3, H2SO4 đặc
Hầu hết các kim loại (trừ Pt Au) khử được
N có mức oxi hóa +5(N+5) và S có mức oxi hóa +6 (S+6) của các axit này đến mức oxi
Trang 3Thí dụ:
4 ( ) 2 2
2 uSO 2
(đặc nóng)
c Tác dụng với dung dịch muối
Kim loại có thể khử được ion của kim loại khác trong dung dịch muối thành kim loại
tự do
Ví dụ: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu↓
Hay Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
IV DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
Là một dãy những cặp oxi hóa khử được sắp xếp theo chiều tăng tính chất oxi hóa của các ion kim loại và chiều giảm tính chất khử của kim loại
Tính chất oxi hóa của ion kim loại tăng
Tính chất khử của kim loại giảm
Ý nghĩa:
- Cho phép ta dự đoán được chiều phản ứng giữa hai cặp oxi hóa khử
- Chất oxi hóa mạnh nhất sẽ oxi hóa chất khử mạnh nhất, sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn
Zn Chất khử mạnh
+
Cu2+
Chất oxi hóa mạnh
=
Cu0
Chất khử yếu
+
Zn2+
Chất oxi hóa yếu
V HỢP KIM
1 Định nghĩa
Hợp kim là chất rắn thu được sau khi nung nóng chảy một hỗn hợp nhiều kim loại hác nhau, hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim loại
2 Cấu tạo của hợp kim
Trang 4- Tinh thể hỗn hợp: gồm những tinh thể của các đơn chất trong hỗn hợp ban đầu nóng chảy tan vào nhau
Ví dụ: Hợp kim Ag = Au
- Tinh thể hợp chất hóa học: là tinh thể của những hợp chất hóa học được tạo ra khi nung nóng chảy các đơn chất trong hỗn hợp
Ví dụ: Hợp kim Al - C tạo hợp chất Al4C3, Fe - C tạo hợp chất Fe3C
Các hợp kim thường cứng, giòn hơn các đơn chất ban đầu, nhưng tính dẫn nhiệt, dẫn điện kém các đơn chất ban đầu
VI ĂN MÒN KIM LOẠI VÀ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
1 Sự ăn mòn kim loại
Sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hóa học của môi trường xung quanh gọi là sự ăn mòn kim loại
M - ne → Mn+
a Ăn mòn hóa hoc
Ăn mòn hóa học là sự phá hủy kim loại do kim loại phản ứng hóa học với chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao
Sự ăn mòn thường xảy ra ở những thiết bị của lò đốt, chi tiết của động cơ đốt trong hoặc thiết bị tiếp xúc với hơi H2O ở nhiệt độ cao
Ví dụ:
3Fe + 2H2O
0
t
=Fe3O4 + 4H2↑
+ Bản chất: Là quá trình oxi hóa khử trong đó electron của kim loại được chuyển trực tiếp sang môi trường tác dụng
b Ăn mòn điện hóa
Là sự phá hủy kim loại do kim loại tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện
Ví dụ: Kim loại tiếp xúc với không khí ẩm
Trang 5c Cách chống sự ăn mòn
- Cách li kim loại với môi trường
- Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inoc)
- Dùng chất chống ăn mòn (chất kềm hãm)
VII ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
1 Nguyên tắc
Khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại Mn+ + ne → M0
2 Phương pháp điều chế
a Phương pháp thủy luyện
Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại khác trong dung dịch muối
Ví dụ: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
Phương pháp này dùng để điều chế những kim loại hoạt động yếu
b Phương pháp nhiệt luyện
Dùng chất khử CO, H2, C, Al để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao
Ví dụ:
Fe2O3 + 3CO =2Fe + 3CO2
Phương pháp này dùng để điều chế những kim loại đứng sau Al trong dãy Bekêtôp
c Phương pháp điện phân
Dùng dòng điện 1 chiều trên catôt (cực âm) để khử ion kim loại trong hợp chất
Ví dụ:
- Điện phân muối CaCl2 nóng chảy
Catôt ← CaCl2 nóng chảy → anôt
-Ca2+ + 2e = Ca 2Cl- - 2e = Cl2
Điện phân
Trang 6CaCl2 Ca + Cl2