C. Hướng dẫn thực hiện
Của chơng trình giáo dục phổ thông
CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Bài 19: KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Bài 19: KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Hiểu được :
− Vị trớ của kim loại trong bảng tuần hoàn, tớnh chất vật lớ của kim loại.
− Tớnh chất hoỏ học đặc trưng của kim loại là tớnh khử (khử phi kim, khử ion H+ trong nước, dung dịch axit, khử ion kim loại kộm hoạt động hơn trong dung dịch muối, một số axit cú tớnh oxi hoỏ mạnh).
Kĩ năng
− Dựa vào cấu hỡnh electron lớp ngoài cựng và cấu tạo của kim loại, dự đoỏn tớnh chất hoỏ học đặc trưng của kim loại.
− Viết cỏc phương trỡnh hoỏ học minh hoạ tớnh chất hoỏ học của kim loại.
− Giải được bài tập : Xỏc định tờn kim loại dựa vào số liệu thực nghiệm ; Tớnh thành phần phần trăm khối lượng kim loại trong hỗn hợp chất phản ứng ; Một số bài tập khỏc cú nội dung liờn quan.
B. Trọng tõm
− Tớnh chất vật lớ chung của kim loại và cỏc phản ứng đặc trưng của kim loại − Khỏi niệm và ứng dụng của hợp kim
C. Hướng dẫn thực hiện
− Đặc điểm cấu hỡnh electron của kim loại: cú 1, 2, 3 e lớp ngoài cựng − Cấu tạo mạng tinh thể kim loại:
+ mạng tinh thể lục phương cú độ đặc khớt 74% (Be, Mg, Zn...)
+ mạng tinh thể lập phương tõm diện cú độ đặc khớt 74% (Cu, Ag, Au, Al...) + mạng tinh thể lập phương tõm khối cú độ đặc khớt 68% (Li, Na, K, V, Mo...) − Liờn kết kim loại: nguyờn tử và một phần nhỏ ion kim loại ở nỳt mạng tinh thể và cỏc electron tự do chuyển động trong mạng tinh thể liờn kết với nhau bởi liờn kết kim loại.
− Tớnh chất vật lớ chung của kim loại:
+ cú ỏnh kim: cỏc e tự do trong tinh thể cú thể được coi là lớp “phõn tử khớ” electron, lớp này phản xạ hầu hết cỏc tia sỏng chiếu tới.
+ tớnh dẻo: cỏc lớp tinh thể cú thể trượt lờn nhau mà khụng tỏch rời nhau nhờ cỏc e tự do chuyển động liờn kết cỏc lớp tinh thể với nhau
+ dẫn điện: những e tự do chuyển động theo hướng của điện trường tạo nờn dũng điện trong kim loại
+ dẫn nhiệt: cỏc e ở vựng nhiệt độ cao cú động năng lớn hơn, chuyển động nhanh hơn
⇒ số va chạm nhiều hơn ⇒ truyền động năng cho cỏc ion dương hoặc nguyờn tử từ vựng này đến vựng khỏc.
− Tớnh chất húa học đặc trưng của kim loại là tớnh khử: M → Mn+ + ne + Phản ứng với hầu hết cỏc phi kim
+ Phản ứng với dung dịch axit (H+) và cỏc axit cú tớnh oxi húa mạnh + Phản ứng với ion kim loại trong dung dịch muối.
− Khỏi niệm về hợp kim: là hỗn hợp của kim loại với kim loại hoặc phi kim khỏc được nấu núng chảy rồi để nguội
− Tớnh chất của hợp kim:
+ Tớnh chất húa học của hợp kim được coi như là tớnh chất của cỏc đơn chất cú trong hợp kim
+ Hợp kim cú nhiệt độ núng chảy thấp hơn kim loại nguyờn chất
+ Hợp kim cú khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt kộm hơn so với kim loại nguyờn chất + Hợp kim cú độ cứng và độ bền cao hơn kim loại nguyờn chất
− Ứng dụng: tớnh siờu cứng, khụng bị ăn mũn, nhẹ, cú nhiệt độ núng chảy thấp... − Luyện tập: + Viết cấu hỡnh electron của một số nguyờn tử kim loại;
+ Xỏc định cỏc yếu tố (cạnh, độ đặc khớt, khối lượng riờng...) của mạng tinh thể.
+ Giải thớch tớnh chất vật lớ của kim loại bằng cấu tạo tinh thể kim loại; + Viết cỏc phương trỡnh húa học biểu diễn tớnh khử của kim loại. + Bài toỏn xỏc định kim loại.
Bài 20: DÃY ĐIỆN HểA CHUẨN CỦA KIM LOẠI
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Hiểu được :
− Khỏi niệm cặp oxi hoỏ − khử, suất điện động chuẩn của pin điện hoỏ.
− Thế điện cực chuẩn của cặp ion kim loại/ kim loại, dóy thế điện cực chuẩn của kim loại và ý nghĩa của dóy thế điện cực.
Kĩ năng
− Dự đoỏn được chiều phản ứng oxi hoỏ − khử dựa vào dóy thế điện cực.
− Giải được bài tập : Tớnh suất điện động chuẩn của pin điện hoỏ, bài tập khỏc cú nội dung liờn quan.
B. Trọng tõm
− Dóy điện húa của kim loại và ý nghĩa của nú
C. Hướng dẫn thực hiện
− Dóy điện húa chuẩn của kim loại: để so sỏnh mức độ khử của cỏc kim loại + Cặp oxi húa – khử của kim loại Μn+
Μ + Thế điện cực chuẩn của kim loại (E0Μn+
Μ): mỗi cặp oxi húa – khử cú một trị số thế điện cực chuẩn
+ Sắp xếp cỏc cặp oxi húa – khử của kim loại theo chiều tớnh oxi húa của Mn+ tăng dần và tớnh khử của M giảm dần ⇒ dóy điện húa của kim loại
+ Pin điện húa: 2 cặp oxi húa – khử cú trị số thế điện cực chuẩn chờnh lệch nhau khi ghộp với nhau ta được một pin điện húa (Pin Zn – Cu gồm 2 cặp Zn2+Zn và Cu2+Cu)
+ Sức điện động chuẩn của pin điện húa (Eopin) = Eocuc duong − Eo
cuc am luụn > 0 (cặp oxi húa – khử đứng bờn phải trong dóy thế điện cực chuẩn là cực dương, như pin Zn – Cu cú cặp Zn2+Zn là cực õm và cặp Cu2+Cu là cực dương)
− í nghĩa của dóy thế điện cực chuẩn kim loại
+ Dựa vào dóy điện húa của kim loại cú thể so sỏnh được tớnh oxi húa – khử: E0Μn+
Μcàng lớn thỡ tớnh oxi húa của Mn+ càng mạnh và tớnh khử của M càng yếu và ngược lại.
+ Dựa vào dóy điện húa của kim loại (quy tắc α) sẽ biết phản ứng giữa 2 cặp oxi húa – khử xảy ra theo chiều nào (chất oxi húa mạnh hơn tỏc dụng với chất khử mạnh hơn tạo ra cỏc chất oxi húa – khử yếu hơn)
+ Dựa vào dóy điện húa của kim loại cú thể xỏc định được sức điện động của pin điện húa
+ Dựa vào dóy điện húa của kim loại và sức điện động của pin điện húa cú thể xỏc định được thế điện cực chuẩn của cặp oxi húa – khử
− Luyện tập: + So sỏnh mức độ của cỏc cặp oxi húa – khử
+ Xột chiều của phản ứng oxi húa – khử dựa vào quy tắc α + Xỏc định sức điện động chuẩn của pin điện húa
+ Xỏc định thế điện cực chuẩn của cặp oxi húa – khử
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Biết được : Khỏi niệm về sự điện phõn.
Hiểu được : Bản chất cỏc phản ứng xảy ra trờn cỏc điện cực và ứng dụng của sự điện phõn.
Kĩ năng
Viết sơ đồ điện phõn, phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực và phương trỡnh hoỏ học của sự điện phõn trong một số trường hợp đơn giản.
B. Trọng tõm
− Bản chất phản ứng xảy ra trờn cỏc điện cực và cỏc trường hợp điện phõn.
C. Hướng dẫn thực hiện
− Khỏi niệm về sự điện phõn: là phản ứng oxi húa – khử xảy ra trờn bề mặt cỏc điện cực khi cú tỏc dụng của dũng điện một chiều.
+ Cực dương: luụn xảy ra sự oxi húa chất khử + Cực õm: luụn xảy ra sự khử chất oxi húa − Điện phõn hợp chất núng chảy:
+ Chỉ cú phản ứng oxi húa – khử của cỏc ion chất điện li
+ Cú thể cú phản ứng phụ giữa sản phẩm điện phõn với điện cực khụng trơ (anot mũn) − Điện phõn dung dịch chất điện li trong nước:
+ Cú sự ưu tiờn phản ứng giữa ion chất điện li hoặc H2O theo mức độ tớnh oxi húa – khử
* Ở cực dương: điện cực kim loại > ion gốc axit khụng cú oxi > OH− > H2O * Ở cực õm: ion kim loại sau Al > ion H+ > H2O
+ Cú thể cú phản ứng phụ giữa cỏc sản phẩm điện phõn với nhau (khi khụng cú vỏch ngăn)
+ Cú thể cú phản ứng phụ giữa sản phẩm điện phõn với điện cực khụng trơ (anot tan) − Ứng dụng: Điều chế kim loại, phi kim, hợp chất, mạ điện...
− Luyện tập: + Viết sơ đồ điện phõn cho cỏc trường hợp điện phõn
+ Phõn tớch cỏc phản ứng xảy ra trong trường hợp điện phõn hỗn hợp chất + Bài toỏn điện phõn chưa sử dụng biểu thức Farađõy
Bài 23: SỰ ĂN MềN KIM LOẠI
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Hiểu được :
− Cỏc khỏi niệm : ăn mũn kim loại, ăn mũn hoỏ học, ăn mũn điện hoỏ và điều kiện xảy ra sự ăn mũn kim loại.
− Cỏc biện phỏp chống ăn mũn kim loại.
Kĩ năng
− Phõn biệt được ăn mũn hoỏ học và ăn mũn điện hoỏ ở một số hiện tượng thực tế.
− Sử dụng và bảo quản hợp lớ một số đồ dựng bằng kim loại và hợp kim dựa vào những đặc tớnh của chỳng.
B. Trọng tõm
− Ăn mũn điện húa học
C. Hướng dẫn thực hiện
− Phõn biệt ăn mũn điện húa học với ăn mũn húa học: dựa vào điều kiện ăn mũn điện húa học:
+ hai điện cực khỏc bản chất; tiếp xỳc với nhau + trong dung dịch chất điện li.
(lưu ý ăn mũn điện húa học xảy ra ở nhiệt độ thường, cũn ăn mũn húa học thường xảy ra ở nhiệt độ cao cú sự tiếp xỳc trực tiếp của kim loại, hợp kim với húa chất)
− Cơ chế ăn mũn điện húa học:
+ Tại cực õm: kim loại cú tớnh khử mạnh hơn bị oxi húa : M → Mn+ + ne (bị ăn mũn) + Cỏc electron dịch chuyển từ cực õm sang cực dương tạo nờn dũng điện
+ Tại cực dương: cỏc ion trong dung dịch điện li di chuyển đến cực dương và bị khử: 2H+ + e → H2 ↑
O2 + 2H2O + 4e → 4OH−
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
− Chống ăn mũn kim loại: bảo vệ bề mặt hoặc bảo vệ điện húa...
− Luyện tập: + Phõn biệt được ăn mũn hoỏ học và ăn mũn điện hoỏ học trong thực tế. + Giải thớch cơ chế ăn mũn điện hoỏ học trong thực tế
+ Đề xuất biện phỏp bảo vệ kim loại trong thực tế
Bài 24: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Hiểu được :
− Nguyờn tắc chung và cỏc phương phỏp điều chế kim loại : Phương phỏp điện phõn, nhiệt luyện, thuỷ luyện.
Biết được : Định luật Farađay và biểu thức tớnh khối lượng cỏc chất thu được ở cỏc điện cực.
Kĩ năng
− Lựa chọn được phương phỏp điều chế kim loại cụ thể cho phự hợp.
− Quan sỏt thớ nghiệm, hỡnh ảnh, sơ đồ,... để rỳt ra nhận xột về phương phỏp điều chế kim loại.
− Viết cỏc phương trỡnh hoỏ học điều chế kim loại cụ thể.
− Giải được bài tập : Tớnh khối lượng kim loại bỏm trờn cỏc điện cực hoặc cỏc đại lượng cú liờn quan dựa vào cụng thức Farađay, bài tập khỏc cú nội dung liờn quan.
B. Trọng tõm
− Cỏc phương phỏp điều chế kim loại
C. Hướng dẫn thực hiện
− Nguyờn tắc điều chế kim loại: khử ion kim loại thành nguyờn tử kim loại Mn+ + ne → M
− Cỏc phương phỏp điều chế kim loại:
+ Phương phỏp nhiệt luyện: khử ion kim loại trong oxit kim loại ở nhiệt độ cao bằng H2, CO, C, Al...
+ Phương phỏp thủy luyện: khử ion kim loại trong dung dịch bằng cỏc kim loại cú tớnh khử mạnh hơn nhưng khụng cú phản ứng với dung dung mụi.
+ Phương phỏp điện phõn: khử ion kim loại mạnh trong hợp chất núng chảy hoặc ion kim loại trung bỡnh, yếu trong dung dịch bằng dũng điện.
− Định luật Faraday: m = t
n
ΑìΙì 96500ì
− Luyện tập: + Viết phương trỡnh húa học của phản ứng điều chế kim loại theo cỏc phương phỏp đó học.
+ Lựa chọn phương phỏp thớch hợp để điều chế kim loại từ hợp chất hoặc hỗn hợp nhiều chất
Bài 26: THỰC HÀNH DÃY ĐIỆN HểA CỦA KIM LOẠI - ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Biết được : Mục đớch, cỏch tiến hành, kĩ thuật thực hiện cỏc thớ nghiệm : − Sức điện động của pin điện hoỏ Zn − Cu, Zn − Pb.
− Điện phõn dung dịch CuSO4 với điện cực graphit.
Kĩ năng
− Sử dụng dụng cụ hoỏ chất, tiến hành được an toàn, thành cụng cỏc thớ nghiệm trờn. − Quan sỏt thớ nghiệm, nờu hiện tượng, giải thớch và viết cỏc phương trỡnh hoỏ học. Rỳt ra nhận xột.
− Viết tường trỡnh thớ nghiệm.
B. Trọng tõm
− Sức điện động của pin điện hoỏ ;
− Điều chế kim loại bằng phương phỏp điện phõn .
C. Hướng dẫn thực hiện
− Hướng dẫn HS cỏc thao tỏc của từng TN như:
+ Rút chất lỏng vào ống nghiệm
+ Lắp dụng cụ pin điện húa và dụng cụ điện phõn − Hướng dẫn HS quan sỏt hiện tượng xảy ra và nhận xột Thớ nghiệm 1. Sức điện động của pin điện hoỏ Zn − Cu, Zn − Pb.
+ Epin (Zn − Cu) < Epin (Zn − Pb) .
+ Yếu tố ảnh hưởng đến Epin: * bản chất cặp oxi húa – khử * nồng độ, nhiệt độ, ỏp suất
Thớ nghiệm 2. Điện phõn dung dịch CuSO4 với điện cực graphit
+ Ở cực õm cú bột Cu màu đỏ bỏm trờn điện cực Cu2+ +2e → Cu ↓
Ở cực dương cú bọt khớ thoỏt ra 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e + pH của dung dịch điện phõn giảm dần
2CuSO4 + 2H2O →điện phân dung dịch 2Cu + O2 + 2H2SO4
Bài 27: THỰC HÀNH ĂN MềN KIM LOẠI – CHỐNG ĂN MềN KIM LOẠI
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Biết được : Mục đớch, cỏch tiến hành, kĩ thuật thực hiện cỏc thớ nghiệm : − ăn mũn điện hoỏ.
− Bảo vệ sắt bằng phương phỏp điện hoỏ.
Kĩ năng
− Sử dụng dụng cụ hoỏ chất, tiến hành an toàn, thành cụng cỏc thớ nghiệm trờn.
− Quan sỏt thớ nghiệm, nờu hiện tượng, giải thớch và viết cỏc phương trỡnh hoỏ học. Rỳt ra nhận xột.
− Viết tường trỡnh thớ nghiệm.
B. Trọng tõm
− Ăn mũn điện húa học và chống ăn mũn bằng phương phỏp bảo vệ điện húa
C. Hướng dẫn thực hiện
+ Rút chất lỏng vào ống nghiệm
+ Nhỏ giọt chất lỏng vào ống nghiệm bằng cụng tơ hỳt + Thả chất rắn vào chất lỏng
− Hướng dẫn HS quan sỏt hiện tượng xảy ra và nhận xột Thớ nghiệm 1. Ăn mũn điện húa học
+ Phần dung dịch quanh lỏ Fe cú kết tủa màu xanh chàm (xanh Tuabun) xuất hiện do Fe bị ăn mũn Fe → Fe2+ + 2e
và Fe2+ + K3[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6] ↓ + 2K+
Thớ nghiệm 2. Bảo vệ Fe bằng phương phỏp bảo vệ điện húa
+ Ở cốc (2) xuất hiện màu hồng do Zn → Zn2+ + 2e (Zn bị ăn mũn) và 2H2O + O2 + 4e → 4OH– (Fe được bảo vệ)
+ Ở cốc (1) xuất hiện kết tủa màu xanh chàm (xanh Tuabun) và dung dịch nhuốm màu hồng do Fe bị ăn mũn Fe → Fe2+ + 2e
Fe2+ + K3[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6] ↓ + 2K+ và 2H2O + O2 + 4e → 4OH–
CHƯƠNG 6: KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHễM Bài 28: KIM LOẠI KIỀM
A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng
Kiến thức
Hiểu được :
− Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu hỡnh electron nguyờn tử, năng lượng ion hoỏ, số oxi hoỏ, thế điện cực chuẩn, tớnh chất vật lớ, trạng thỏi tự nhiờn của kim loại kiềm.
− Tớnh chất hoỏ học : Tớnh khử mạnh nhất trong số cỏc kim loại (tỏc dụng với nước, axit, phi kim).
− Phương phỏp điều chế, ứng dụng của kim loại kiềm.
Kĩ năng
− Dự đoỏn tớnh chất hoỏ học, kiểm tra và kết luận về tớnh khử rất mạnh của kim loại kiềm. − Quan sỏt thớ nghiệm, hỡnh ảnh, sơ đồ rỳt ra được nhận xột về tớnh chất, phương phỏp điều chế.
− Viết cỏc phương trỡnh hoỏ học minh hoạ tớnh chất hoỏ học của kim loại kiềm, viết sơ đồ điện phõn và phương trỡnh hoỏ học điều chế kim loại kiềm bằng phương phỏp điện phõn.
− Giải được bài tập tổng hợp cú nội dung liờn quan.
B. Trọng tõm
− Đặc điểm cấu tạo nguyờn tử kim loại kiềm và cỏc phản ứng đặc trưng của kim loại kiềm − Phương phỏp điều chế kim loại kiềm
C. Hướng dẫn thực hiện
− Đặc điểm cấu hỡnh electron của kim loại kiềm: cú 1e lớp ngoài cựng [ ] ns1