CÁC KIM LOẠI KHÁC I ĐỒNG VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG Cấu tạo - Đồng nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử 29 - Cấu hình electron : 1s22s22p63s23p63d104s1, viết gọn [Ar]3d104s1 - Trong hợp chất, đồng có số oxi hoá phổ biến +1 +2 Cấu hình electron ion đồng Cu+ : [Ar]3d10 ; Cu2+ : [Ar]3d9 - So với kim loại nhóm IA, đồng có bán kính nguyên tử nhỏ hơn, ion đồng có điện tích lớn Kim loại đồng có cấu tạo kiểu mạng tinh thể lập phương tâm diện tinh thể đặc chắc, liên kết đơn chất đồng bền vững Tính chất hóa học Đồng kim loại hoạt động, có tính khử yếu Tính chất chứng minh qua phản ứng hoá học sau a) Tác dụng với phi kim Khi đốt nóng, Cu không cháy khí oxi mà tạo thành màng CuO màu đen bảo vệ Cu không bị oxi hoá tiếp tục : o t 2Cu + O2 → 2CuO Nếu tiếp tục đốt nóng Cu nhiệt độ cao (800 – 1000OC), phần CuO lớp bên oxi hoá Cu thành Cu2O màu đỏ : o t CuO + Cu → Cu2O Trong không khí khô, Cu không bị oxi hoá có màng oxit bảo vệ Nhưng không khí ẩm, với có mặt CO2, đồng bị bao phủ màng cacbonat bazơ màu xanh CuCO3.Cu(OH)2 Đồng tác dụng với Cl2, Br2, S, nhiệt độ thường đun nóng : Cu + Cl2 → CuCl2 Cu + S o t → CuS b) Tác dụng với axit Đồng không tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng Tuy vậy, với có mặt oxi không khí, Cu bị oxi hoá thành muối Cu(II) 2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O Đồng bị oxi hoá dễ dàng H2SO4 đặc nóng HNO3 : o Cu t + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O -1- c) Tác dụng với dung dịch muối Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓ Một số hợp chất đồng a Đồng(II) oxit, CuO - CuO chất rắn màu đen - CuO điều chế cách nhiệt phân hợp chất Cu(OH)2, Cu(NO3)2, CuCO3.Cu(OH)2, o t 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑ o t CuCO3.Cu(OH)2 → 2CuO + CO2↑ + H2O - CuO có tính oxi hoá : o t CuO + CO → Cu + CO2↑ o t 3CuO + 2NH3 → N2↑ + 3Cu + 3H2O b Đồng(II) hiđroxit, Cu(OH)2 - Cu(OH)2 chất rắn, màu xanh - Điều chế Cu(OH)2 từ dung dịch muối đồng(II) dung dịch bazơ - Cu(OH)2 có tính bazơ, không tan nước tan dễ dàng dung dịch axit - Cu(OH)2 tan dễ dàng dung dịch NH3 tạo dung dịch có màu xanh thẫm gọi nước Svayde Cu(OH)2 + 4NH3 → [ Cu(NH )4 ] (OH)2 c Đồng (II) sunfat, CuSO4 CuSO4 dạng khan chất rắn màu trắng Khi hấp thụ nước tạo thành muối hiđrat CuSO4.5H2O tinh thể màu xanh suốt Do CuSO4 khan dùng để phát dấu vết nước chất lỏng II BẠC Bạc nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, chu kì 5, số hiệu nguyên tử 47 bảng tuần hoàn Trong hợp chất, bạc có số oxi hoá phổ biến +1, bạc có số oxi hoá +2 +3 Cấu hình electron nguyên tử Ag : [Kr] 4d105s1 Bạc có tính mềm, dẻo (dễ kéo sợi dát mỏng), màu trắng, dẫn nhiệt dẫn điện tốt kim loại Bạc kim loại nặng (khối lượng riêng 10,5 g/cm3), nóng chảy 960,5OC o Bạc có tính khử yếu, ion Ag+ có tính oxi hoá mạnh ( E Ag + / Ag = +0,80V) - Bạc không bị oxi hoá không khí, dù nhiệt độ cao -2- - Bạc không tác dụng với HCl, H2SO4 loãng, tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh, HNO3 H2SO4 đặc nóng Ag + 2HNO3 (đặc) → AgNO3 + NO2↑ + H2O - Bạc có màu đen tiếp xúc với không khí nước có mặt hiđro sunfua : 4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S↓(đen) + 2H2O III VÀNG Vàng nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, chu kì 6, số hiệu nguyên tử 79 bảng tuần hoàn Trong hợp chất, vàng có số oxi hoá phổ biến +3, vàng có số oxi hoá +1 Cấu hình electron nguyên tử Au : [Xe] 4f145d106s1 Tính chất Vàng kim loại mềm, màu vàng, dẻo (người ta cán vàng mỏng 0,0002 mm, từ g vàng kéo thành sợi mảnh dài tới 3,5 km) Vàng có tính dẫn điện dẫn nhiệt tốt, bạc đồng Vàng có khối lượng riêng 19,3 g/cm3, nóng chảy 1063oC o Vàng có tính khử yếu ( E Au3 + / Au = +1,50V) Vàng không bị oxi hoá không khí dù nhiệt độ không bị hoà tan axit, kể HNO3 vàng bị hoà tan : - Nước cường toan (hỗn hợp thể tích HNO3 thể tích HCl đặc) Au + HNO3 + 3HCl → AuCl3 + 2H2O + NO↑ − - Dung dịch muối xianua kim loại kiềm, NaCN, tạo thành ion phức [ Au(CN)2 ] - Thuỷ ngân, tạo thành hỗn hống với Au (chất rắn, màu trắng) Đốt nóng hỗn hống, thuỷ ngân bay lại vàng (chú ý tính độc hại thí nghiệm này) IV NIKEN Niken nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4, có số hiệu nguyên tử 28 bảng tuần hoàn Trong hợp chất, niken có số oxi hoá phổ biến +2, có số oxi hoá +3 Cấu hình electron nguyên tử Ni : [Ar] 3d84s2 Tính chất Niken tác dụng với nhiều đơn chất hợp chất : đun nóng phản ứng với số phi kim oxi, clo, ; phản ứng với số dung dịch axit, đặc biệt tan dễ dàng dung dịch axit HNO3 đặc nóng Thí dụ : 500o C 2Ni + O2 → 2NiO t Ni + Cl2 → NiCl2 -3- V KẼM Kẽm kim loại có màu lam nhạt, giòn nhiệt độ phòng, dẻo nhiệt độ 100 -150OC, giòn trở lại nhiệt độ 200OC Kẽm có khối lượng riêng 7,13 g/cm3, nóng chảy 419,5OC, sôi 906OC o Kẽm kim loại hoạt động, có tính khử mạnh, điện cực chuẩn kẽm E Zn + / Zn = -0,76 V Kẽm tác dụng với nhiều phi kim dung dịch axit, kiềm, muối Tuy nhiên, kẽm không bị oxi hoá không khí, nước bề mặt kẽm có màng oxit cacbonat bazơ bảo vệ VI THIẾC - Trong hợp chất, Sn có số oxi hoá +2 +4 - Cấu hình electron nguyên tử Sn : [Kr] 4d105s25p2 Tính chất Thiếc kim loại có tính khử yếu kẽm niken : - Trong không khí nhiệt độ thường, Sn không bị oxi hoá ; Ở nhiệt độ cao, Sn bị oxi hoá thành SnO2 - Thiếc tác dụng chậm với dung dịch HCl, H2SO4 loãng tạo thành muối Sn(II) H2 Với dung dịch HNO3 loãng tạo muối Sn(II) không giải phóng hiđro Với H2SO4, HNO3 đặc tạo hợp chất Sn(IV) - Thiếc bị hoà tan dung dịch kiềm đặc (NaOH, KOH) Trong tự nhiên, thiếc bảo vệ màng oxit, thiếc tương đối bền mặt hoá học, bị ăn mòn chậm VII CHÌ Chì kim loại thuộc nhóm IVA, chu kì 6, số hiệu nguyên tử 82 bảng tuần hoàn Nguyên tử chì có lớp electron, lớp có 4e, lớp sát có 18e Trong hợp chất, Pb có số oxi hoá +2 +4 Hợp chất có số oxi hoá +2 phổ biến bền Cấu hình electron nguyên tử Pb : [Xe]4f145d106s26p2 Tính chất Chì có màu trắng xanh, mềm (có thể cắt dao), dễ dát mỏng kéo sợi Chì kim loại nặng, có khối lượng riêng 11,34 g/cm3, nóng chảy 327,4OC, sôi 1745OC o Chì có tính khử yếu Thế điện cực chuẩn chì E Pb + / Pb = −0,13 V Chì không tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng muối chì không tan bao bọc kim loại Chì tan nhanh H2SO4 đặc nóng tạo thành muối tan Pb(HSO4)2 Chì tan dễ dàng dung dịch HNO3, tan chậm HNO3 đặc -4- Chì tan chậm dung dịch bazơ nóng (như NaOH, KOH) Trong không khí, chì bao phủ màng oxit bảo vệ nên không bị oxi hoá tiếp, đun nóng tiếp tục bị oxi hóa tạo PbO Chì không tác dụng với nước Khi có mặt không khí, nước ăn mòn chì tạo Pb(OH)2 Bài tập Một số kim loại Câu sai câu sau ? A Crom có tính khử yếu sắt B Cr2O3 Cr(OH)3 có tính lưỡng tính C Cu2O vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử D CuSO4 khan dùng để phát nước có lẫn xăng dầu hoả Dãy ion xếp theo chiều tính oxi hoá tăng dần từ trái sang phải A Ni2+, Fe2+, Cu2+, Ag+, Fe3+, Au3+ B Fe2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+, Ag+, Au3+ C Ni2+, Fe2+, Cu2+, Fe3+, Ag+, Au3+ D Fe2+, Ni2+, Cu2+, Ag+, Fe3+, Au3+ Để loại CuSO4 lẫn dung dịch FeSO4 cần dùng thêm chất sau ? A Zn B Al C Fe D Ni Chọn câu câu sau : A Thép hợp kim sắt với cacbon (2 - 4%) B Gang hợp kim sắt với cacbon (2 - 5%) C Gang xám chứa cacbon gang trắng D Để luyện loại thép chất lượng cao, người ta dùng phương pháp lò điện Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng cho thể tích khí NO2 lớn A Fe B Cu D Zn D Ag Vàng bị hoà tan dung dịch sau ? A hỗn hợp thể tích HNO3 đặc thể tích HCl đặc B thể tích HNO3 thể tích HCl đặc C HNO3 D H2SO4 đặc, nóng Dãy kim loại xếp theo chiều giảm dần tính khử A Fe, Zn, Ni, Cr, Cu, Ag, Au B Zn, Cr, Fe, Ni, Cu, Ag, Au C Zn, Fe, Cr, Ni, Cu, Ag, Au D Zn, Cr, Ni, Fe, Cu, Ag, Au Các chất dãy sau vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử ? A Fe2O3, Cu2O, Cr2O3, FeCl2 B Fe3O4, Cu2O, CrO, FeCl2 C CrO3, FeO, CrCl3, Cu2O D Fe2O3, Cu2O, CrO, FeCl2 -5- Dãy kim loại bị thụ động axit HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội A Fe, Al, Cu B Fe, Zn, Cr B Fe, Al, Ag D Fe, Al, Cr 10 Tổng hệ số (các số nguyên, tối giản) tất chất phương trình hoá học phản ứng FeSO4 với dung dịch KMnO4 H2SO4 A 33 B 34 C 35 D 36 11 Ngâm đinh sắt vào 200 ml dung dịch CuSO 1M, sau thời gian thấy khối lượng đinh sắt tăng 0,8 g Khối lượng đồng tạo A 8,4 g B 6,4 g C 9,6 g D 6,9 g 12 Ngâm kim loại có khối lượng 10 g dung dịch H 2SO4 Sau thu 448 ml khí H (đktc) khối lượng kim loại giảm 11,2% Kim loại dùng A Zn B Fe C Al D Cu 13 Trong phản ứng đây, phản ứng phản ứng oxi hoá – khử ? A Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 o t B 2Cr(OH)3 → Cr2O3 + 3H2O C Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓ D K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O 14 Cho luồng khí H2 dư qua hỗn hợp oxit CuO, FeO, ZnO Al 2O3 nung nhiệt độ cao Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn lại A Cu, FeO, ZnO, Al2O3 B Cu, Fe, ZnO, Al2O3 C Cu, Fe, Zn, Al2O3 D Cu, Fe, Zn, Al 15 Muối amoni đicromat bị nhiệt phân theo phương trình : o t (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O Khi phân huỷ 48 g muối thấy 30 g gồm chất rắn tạp chất không bị biến đổi Phần trăm tạp chất có muối A 5,5% 16 B 6,5% C 7,5% D 8,5% Hoà tan hoàn toàn 2,56 g đồng vào dung dịch HNO đặc Sục khí thu vào dung dịch NaOH dư Khối lượng muối natri thu A 7,16 g B 6,16 g C 7,18 g D 6,18 g 17 Cho 10,8 g hỗn hợp Fe Cr tác dụng với dung dịch HCl dư thu 4,48 lít khí H2 (đktc) Tổng khối lượng muối khan thu A 18,7 g B 19,7 g C 25,0 g D 16,7 g 18 Khối lượng đồng thu catot sau điện phân dung dịch CuSO với cường độ dòng điện ampe -6- A 2,4 g 19 B 2,6 g C 3,0 g D 2,8 g Thổi luồng khí CO dư qua hỗn hợp Fe 2O3 CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu 3,04 g chất rắn Khí thoát sục vào bình đựng nước vôi dư thấy có g kết tủa Khối lượng hỗn hợp ban đầu A 3,48 g B 3,28 g C 3,84 g D 3,82 g 20 Cho 3,6 g hỗn hợp CuS FeS tác dụng với dung dịch HCl dư thu 896 ml khí (đktc) Khối lượng muối khan thu A 4,16 g B 4,61 g C 5,08 g D 5,61 g 21 Hoà tan hoàn toàn 8,32 g Cu vào dung dịch HNO thu dung dịch A 4,928 lít hỗn hợp NO NO2 (đktc) Khối lượng lít hỗn hợp hai khí đktc A 1,98 g B 1,89 g C 1,78 g D 1,87 g 22 Khử hoàn toàn 6,64 g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4 Fe2O3 CO dư Dẫn hỗn hợp khí thu sau phản ứng vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu g kết tủa Khối lượng sắt thu A 5,36 g B 4,4 g C 3,12 g D 5,63 g 23 Cho hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe + 0,15 mol Fe 2O3 + 0,1 mol Fe3O4 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng, dư thu dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa đem nung không khí đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn C Tính m A 70 gam B 65 gam C 72 gam D 75 gam 24 Cho 13,5 gam hỗn hợp A gồm Fe Zn vào 200 ml dung dịch Z chứa CuCl FeCl3 Phản ứng xong thu chất rắn B nguyên chất có khối lượng dung dịch C Cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa D dung dịch E Sục CO đến dư vào dung dịch E, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu 8,1 gam chất rắn Thành phần % theo khối lượng Fe Zn A A 51,85% 48,15% B 50,85% 49,15% C 49,85% 50,15% D 30,85% 69,15% 25 Hoà tan 32 gam CuSO4 vào 200 gam dung dịch HCl 3,285% thu dung dịch X Lấy 1/3 lượng dung dịch X đem điện phân với điện cực trơ có màng ngăn với cường độ dòng điện I = 1,34A Biết hiệu suất điện phân 100% Khối lượng kim loại thoát catot thể tích khí (đktc) thoát anot A 1,18 gam 1,172 lít B 1,30 gam 1,821 lít C 3,2 gam 1,12 lít D 2,01 gam 2,105 lít 26 Điện phân 500 ml dung dịch AgNO3 với điện cực trơ catot bắt đầu có khí thoát ngừng Để trung hoà dung dịch sau điện phân cần 800 ml dung dịch NaOH 1M Tính thời gian điện phân, biết điện phân người ta dùng dòng điện cường độ 20A -7- A 4013 giây B 3728 giây C 3918 giây D 3860 giây 27 Hoà tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp ba kim loại Al, Fe, Mg dung dịch HCl thấy thoát 13,44 lít khí H2 (đktc) Mặt khác cho 8,7 gam hỗn hợp tác dụng với dung dịch KOH dư thu 3,36 lít khí H2 (đktc) Nếu cho 8,7 gam hỗn hợp tác dụng với dung dịch CuSO dư, lọc lấy toàn chất rắn thu sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO thu lít khí NO (ở đktc) ? A 4,48 lít B 3,36 lít C 8,96 lít D 2,24 lít 28 Hoà tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp muối khan FeSO Fe2(SO4)3 thu dung dịch A Cho A phản ứng hoàn toàn với 1,58 gam KMnO môi trường axit H2SO4 Thành phần phần trăm theo khối lượng FeSO4 Fe2(SO4)3 A 76% 24% B 50% 50% C 60% 40% D 55% 45% 29 Cho 0,1 mol FeCl tác dụng hết với dung dịch Na 2CO3 dư thu kết tủa X Đem nung kết tủa nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu chất rắn có khối lượng m Giá trị m A gam B gam C gam D 10 gam 30 Hoà tan hoàn toàn y gam oxit sắt H 2SO4 đặc, nóng thấy thoát khí SO2 Trong thí nghiệm khác, sau khử hoàn toàn y gam oxit sắt CO nhiệt độ cao hoà tan lượng sắt tạo thành H2SO4 đặc, nóng thu lượng khí SO nhiều gấp lần lượng khí SO2 thí nghiệm Công thức oxit sắt A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D Fe2O2 31 Nung hỗn hợp gồm bột Al bột Fe 3O4 điều kiện không khí (giả sử xảy phản ứng nhôm khử oxit sắt thành sắt kim loại) Hỗn hợp sau phản ứng, cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 6,72 lít khí hiđro (đktc) ; cho tác dụng với HCl dư thu 26,88 lít khí hiđro (đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn Thành phần % khối lượng Al Fe3O4 hỗn hợp ban đầu A 19,30% 80,70% B 22,15% 77,85% C 27,95% 72,05% D 18,20% 81,80% 32 Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ) Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu cô cạn dung dịch có khối lượng A 6,81 gam B 4,81 gam -8- C 3,81 gam D 5,81 gam Đáp án tập số kim loại A A 11 B 16 B 21 A 26 D 31 C B B 12 B 17 C 22 A 27 A 32 A C B 13 B 18 A 23 C 28 A -9- B D 14 B 19 C 24 A 29 B A 10 D 15 A 20 C 25 C 30 C