Về kiến thức HS nắm được
• Vị trớ của nguyờn tố s, p, d, f (kim loại) trong bảng tuần hồn
• Tớnh chất và ứng dụng của hợp kim
• Một số khỏi niệm trong chương: Cặp oxi hoỏ - khử
Pin điện hoỏ, suất điện động của pin điện hoỏ, thế điện cực chuẩn của kim loại, sự điện phõn (cỏc phản ứng xẩy ra ở cỏc điện cực) (nõng cao)
• Giải thớch được tớnh chất vật lớ, tớnh chất hoỏ học chung của kim loại. Dẫn ra được cỏc phản ứng minh hoạ và viết được PTHH
• í nghĩa của dóy điện hoỏ chuẩn của kim loại + Chiều của phản ứng giữa cặp oxi hoỏ - khử
+ Xỏc định suất điện động chuẩn của pin điện hoỏ (nõng cao)
• Cỏc phản ứng hoỏ học xảy ra trờn cỏc điện cực của quỏ trỡnh điện phõn chất điện li
• Điều kiện, cơ chế và bản chất của ăn mũn điện hoỏ và cỏc biện phỏp phũng chống ăn mũn kim loại
• Hiểu được cỏc phương phỏp điều chế những kim loại cụ thể (kim loại cú tớnh khử mạnh, trung bỡnh, yếu)
Về kĩ năng
• Biết vận dụng dóy điện hoỏ chuẩn của kim loại để:
+ Xột chiều của phản ứng hoỏ học giữa cỏc cặp oxi hoỏ - khử của kim loại + So sỏnh tớnh khử, tớnh oxi hoỏ của cỏc cặp oxi hoỏ - khử
+ Tớnh suất điện động của pin điện hoỏ (nõng cao)
• Biết tớnh toỏn khối lượng, lượng chất liờn quan tới quỏ trỡnh điện phõn
• Thực hiện những thớ nghiệm chứng minh tớnh chất của kim loại, thớ nghiệm về pin điện hoỏ và sự điện phõn, những thớ nghiệm về ăn mũn kim loại và chống ăn mũn kim loại
Về giỏo dục tỡnh cảm
Cú ý thức vận dụng cỏc biện phỏp bảo vệ kim loại trong đời sống và trong lao động của cỏ nhõn và cộng đồng xó hội
Tiết 32,33 KIM LOẠI – HỢP KIM
Ngày soạn : 20 / 10/2010 Ngày dạy: 24 /10/2010
MỤC TIấU BÀI HỌC 1. Kiến thức
• Biết vị trớ của kim loại trong bảng tuần hồn
• Hiểu được những tớnh chất vật lớ và tớnh chất hoỏ học của kim loại
• Biờ́t cṍu tạo tinh thờ̉ và liờn kờ́t hóa học trong kim loại
• Biờ́t tính chṍt và ứng dụng của hợp kim
2. Kĩ năng
• Biết vận dụng lớ thuyết chủ đạo để giải thớch những tớnh chất của kim loại
• Dẫn ra được những phản ứng hoỏ học và thớ nghiệm hoỏ học để chứng minh cho những tớnh chất của kim loại
• Biết cỏch giải những bài tập trong SGK
CHUẨN BỊ
• Chuẩn bị một số thớ nghiệm chứng minh cho tớnh khử của kim loại: + Dụng cụ: ống nghiệm cỡ nhỏ, ống nhỏ giọt, đốn cồn
+ Hoỏ chất: Cỏc kim loại: Al, Cu, Fe, Na, Mg, cỏc phi kim: O2, Cl2; cỏc axit: H2SO4 dặc, loóng; dd HNO3; dd CuSO4
* Chuẩn bị tranh về mạng tinh thể kim loại: mạng tinh thể lập phương tõm khối, mạng lập phương tõm diện và mạng lục phương
HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC Tiết 1 dừng lại hết hoạt động 4
HĐ giỏo viờn HĐ học sinh Nụ̣i dung
Hoạt động 1
Hóy nờu đặc điểm e lớp ngoài cựng của nguyờn tử kim loại? Từ đú cho biết kim loại bao gồm những nhúm nguyờn tố nào? GV treo bảng và yờu cầu HS chỉ ra vị trớ của kim loại
Hoạt động 2
+ GV yờu cầu HS nờu đặc điểm của cỏc nguyờn tử kim loại và so sỏnh với cỏc nguyờn tử phi kim
+ GV dựng cỏc mụ hỡnh tinh thể của kim loại cho HS quan sỏt
+ GV diễn giảng về liờn kết kim loại
Hoạt động 3 *Kim loại cú những tớnh
chất vật lớ chung là gỡ? Giải thớch cho mỗi tớnh chất đú của kim loại?
HS chỉ trờn bảng tuần hoàn vị trớ của kim loại: Kim loại bao gồm cỏc nguyờn tố s (trừ H) d, f và một phần nguyờn tố p + HS nhớ lại đặc điểm lớp electron ngoài cựng và trả lời HS quan sỏt và hiểu cỏch phõn bố cỏc nguyờn tử kim trong một ụ cơ sở
HS lắng nghe và rỳt ra định nghĩa về liờn kết
A. KIM LOẠI
I. VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HỒN
Trong hệ thống tuần hoàn cỏc nguyờn tố kim loại ở những vị trớ sau :
- Nhúm IA(trừ H) và IIA. - Nhúm IB và nhúm VIIB
- Họ lantan và họ actini (những nguyờn tố xếp riờng ở dưới bảng)
- Một phần cỏc nhúm IIIA, IVA, VA, VIA.
Ngày nay người ta đó biết khoảng 110 nguyờn tố húa học, trong đú cú gõ̀n 90 nguyờn tố là kim loại.
II. CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI 1. Cấu tạo nguyờn tử kim loại
- Cú 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cựng
2. Cấu tạo tinh thể của cỏc kim loại
a. Mạng lục phương đặc khớt
b.Mạng lập phương tõm diện
c. Mạng lập phương tõm khối:
3. Liờn kết kim loại
Là loại liờn kết được hỡnh thành giữa cỏc nguyờn tử do ion kim loại trong mạng tinh thể liờn kết với cỏc eletron tự do
GV kết luận
*Những tớnh chất vật lớ riờng
của kim loại là gỡ? * Yếu tố nào ảnh hưởng đến những tớnh chất này? GV rỳt ra kết luận:
Hoạt động 4
Từ đặc điểm cấu tạo của nguyờn tử kim loại, hóy dự đoỏn tớnh chất hoỏ học cơ bản của kim loại? Hóy nờu những tớnh chất hoỏ học chung của kim loại ?
Hoạt động 5
*Tớnh chất hoỏ học đặc trưng của kim loại là gỡ? GV tiờ́n hành thí nghiợ̀m của:
Cu với H2SO4 đặc, núng Fe với H2SO4 loóng Fe với dd CuSO4 Na với H2O
Yờu cõ̀u HS viết cỏc phản ứng minh hoạ ?
Hoạt động 6 * Hợp kim là gỡ? Dẫn ra một số hợp kim làm vớ dụ? Hoạt động 7 Em cú nhận xột gỡ về tớnh chất hoỏ học, tớnh chất vật lớ, tớnh chất cơ học của hợp kim so với cỏc chất thành kim loại HS nờu tớnh chất vật lớ chung của kim loại và giải thớch
HS nờu tớnh chất chung của kim loại
HS dẫn ra cỏc phản ứng hoỏ học và chỉ ra sự thay đổi số oxi hoỏ của kim loại
HS quan sỏt một số thớ nghiệm và viờ́t phương trình phản ứng
HS nghiờn cứu SGK và trả lời cõu hỏi
III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI 1. Tớnh chất chung a. Tớnh dẻo b. Tớnh dẫn điện c.Tớnh dẫn nhiệt d. Ánh kim
Kết luận: Kim loại cú tớnh chất dẻo dẫn điện, dẫn nhiệt, cú ỏnh kim là do cỏc e tự do trong kim loại gõy ra
2. Tớnh chất riờng
a.Tỉ khối b. Nhiệt độ núng chảy c. Tớnh cứng
Kết luận: Kim loại cú một số tớnh chất vật lớ riờng là do ảnh hưởng của liờn kết kim loại , kiểu mạng tinh thể kim loại... gõy ra
IV. TÍNH CHẤT HỐ HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI
Tớnh khử : M → Mn+ + ne
1. Tỏc dụng với phi kim
Nhiều kim loại cú thể khử được phi kim
thành ion õm
4Al + 3O2 →o
t 2Al2O3
Cu + Cl2 →to CuCl2
2. Tỏc dụng với axit
a. Đối với dd H2SO4 loóng, HCl
M + nH+ → Mn+ + n/2H2↑
Ví dụ: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
b. Đối với H2SO4 đặc, HNO3
M + H2SO4(đặc)
HNO3 M
n+
+ sản phẩm chứa S, Ncó số OXH thấp hơn + H2O
Cu + 4HNO0 3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
+5 +2 +4
3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
0 +5 +2 +2
3. Tỏc dụng với dung dịch muối
Fe + Cu SOo +2 4 →FeSO + Cu+2 4 o 4. Tỏc dụng với nước
- Những kim loại có tính khử mạnh: K, Na…
tác dụng được ở điờ̀u kiợ̀n thường Na + H2O → NaOH + ẵ H2 - Những kim loại có tính khử kém hơn: Zn, Fe… tác dụng được ở điờ̀u kiợ̀n cao
phần tạo nờn hợp kim ? Hoạt động 8 GV hướng dẫn HS tỡm hiểu SGK HS trả lời như SGK HS trả lời như SGK
- Những kim loại có tính khử yờ́u: Cu, Ag… khụng tác dụng
B. HỢP KIM
I. ĐỊNH NGHĨA (SGK)
Ví dụ: thép là hợp kim của Fe và C
II. TÍNH CHẤT CỦA HỢP KIM
Hợp kim cú những tớnh chất húa học tương tự tớnh chất của cỏc chất trong hỗn hợp ban đầu, nhưng tớnh chất vật lớ và tớnh chất cơ học lại khỏc nhiều
III. ỨNG DỤNG CỦA HỢP KIM
(SGK)
Hoạt động 9 Cũng cố và dặn dũ
GV hướng dẫn HS làm bài tập SGK trang 112 (nõng cao)
Bài tập 7 :
a. Trường hợp xảy ra phản ứng : Fe + CuSO4 ; Fe + Pb(NO3)2 Vai trũ cỏc chất tham gia phản ứng :
+ Chất khử : Fe
+ Chất oxi hoỏ : Cu2+ ; Pb2+
b. Phương trỡnh hoỏ học dạng ion thu gọn : Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu Fe + Pb2+ → Fe2+ + Pb
Bài tập 8 :
a. Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4 Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe3+ b. Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
c. So sỏnh: Fe cú tớnh khử mạnh hơn Cu ; Fe3+ cú tớnh oxi hoỏ mạnh hơn Cu2+ ; Cu2+ cú tớnh oxi hoỏ mạnh hơn Fe2+
Bài tập 9 trang 113 SGK (nõng cao) và bài tập 4 trang 89 SGK (cơ bản)
Cho dung dịch 2 muối tỏc dụng với bột sắt dư. Phản ứng xong lọc bỏ bột sắt dư, nước lọc là dung dịch FeSO4. HS viết PTHH xảy ra
a. Ngõm hỗn hợp bột Cu, Zn, Pb trong dd Cu(NO3)2 dư. Phản ứng xong lọc được chất rắn Cu. HS viết PTHH xảy ra
Bài tập 10 trang 113 SGK (nõng cao)
a. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu Theo PTHH cứ 65 g Zn bị hoà tan thỡ cú 64 g Cu bỏm vào Vậy khối lượng lỏ kẽm giảm sau phản ứng
Cũng suy luận như vậy, ta cú kết quả : b và c: khối lượng lỏ kẽm tăng sau phản ứng d: khối lượng lỏ kẽm giảm sau phản ứng
Những vấn đề cần bổ sung sau mỗi tiết dạy:...............................................
1. Cho 4 kim loại Al, Fe, Mg, Cu và 4 dung dịch ZnSO4, AgNO3, CuCl2, MgSO4. Kim loại khử được cả 4 dd muối là:
A. Fe B. Mg C. Al D. tất cả đều sai
2. Nguyờn tố ở ụ thứ 19 , chu kỡ 4 nhúm I A ( phõn nhúm chớnh nhúm I) cú cấu hỡnh electron nguyờn tử là
A : 1s22s22p63s23p64s2 B : 1s22s22p63s23p64s1
C : 1s22s22p63s23p6 3d54s1 D : 1s22s22p63s23p63d104s1
3. Sự ăn mũn điện hoỏ xảy ra cỏc quỏ trỡnh
A. Sự oxi hoỏ ở cực dương và sự khử ở cực õm B. Sự khử ở cực dương và sự oxi hoỏ ở cực õm C. Sự oxi hoỏ ở cực õm D. Sự oxi hoỏ ở cực dương
4. Loại liờn kết nào sau đõy cú lực hỳt tĩnh điện?
A Liờn kết kim loại B . Liờn kết ion và liờn kết kim loại C Liờn kết cộng hoỏ trị D. Liờn kết ion
5. Kim loại cú tớnh dẻo là vỡ
A. Số electron ngoài cựng trong nguyờn tử ớt B. Điện tớch hạt nhõn và bỏn kớnh nguyờn tử bộ C. Cú cấu trỳc mạng tinh thể D.Trong mạng tinh thể kim loại cú cỏc electron tự do. 6. Kiểu mạng tinh thể của muối ăn là
A Ion B Nguyờn tử C Kim loại D Phõn tử 7. Hợp kim cứng và giũn hơn cỏc kim loại trong hỗn hợp đầu vỡ
A. Cấu trỳc mạng tinh thể thay đổi B. Mật độ ion dương tăng C. Mật độ electron tự do giảm
D. Do cú sự tạo liờn kết cộng hoỏ trị nờn mật độ electron tự do trong hợp kim giảm
8. Một tấm kim loại bằng Au bị bỏm một lớp sắt ở bề mặt. Ta cú thể rửa lớp sắt trờn bề mặt bằng dung dịch nào sau đõy:
A. Dung dịch CuSO4 dư B. Dung dịch FeSO4 dư C. Dung dịch FeCl3 dư D. Dung dịch ZnCl2 dư
9. Hoà tan hoàn toàn 1,45g hỗn hợp 3 kim loại Zn, Mg, Fe vào dung dịch HCl dư thu được 0,896 l H2 (đktc). Cụ cạn dung dịch ta được m (g) muối khan. Giỏ trị của m là:
A. 4,29 g B. 2,87 g C. 3,19 g D. 3,87 g
10. Hoà tan 3 gam hợp kim Cu – Ag trong dung dịch HNO3 tạo ra được 7,34 gam hỗn hợp 2 muối Cu(NO3)2 và AgNO3. Thành phần phần trăm của Cu trong hợp kim là:
A. 63% B. 64% C. 65% D. 60%
Tư liợ̀u
Hợp kim ngày nay
Đặc tớnh sản phẩm hợp kim giống kim loại thụng thường khỏc với đặc tớnh của kim loại hợp thành, đụi khi cũn khỏc hẳn.
Hợp kim luụn cho ta những đặc tớnh vượt trội so với kim loại nguyờn chất hợp thành. Vớ dụ,
thộp(hợp kim của sắt) cú độ bền vượt trội so với kim loại hợp thành của nú là sắt. Đặc tớnh vật lý của hợp kim khụng khỏc nhiều kim loại được hợp kim hoỏ, như mật độ, độ khỏng cự, tớnh điện và hệ số dẫn nhiệt, nhưng cỏc đặc tớnh cơ khớ của hợp kim lại cú sự khỏc một cỏch rừ rệt, như độ bền kộo, độ bền cắt, độ cứng, khả năng chống ăn mũn...
Khụng giống như kim loại nguyờn chất, nhiều hợp kim khụng cú một điểm núng chảy nhất định. Thay vỡ, chỳng cú một miền núng chảy bao gồm trạng thỏi cỏc khối chất rắn hũa lẫn với khối chất lỏng. Điểm nhiệt độ bắt đầu chảy được gọi là đường đụng đặc và hoàn thành việc húa lỏng hoàn toàn gọi là đường pha lỏng trong giản đồ trạng thỏi của hợp kim.
Giống như kim loại, hợp kim cú cấu tạo tinh thể. Hợp kim thường được cấu tạo bằng cỏc tinh thể: tinh thể hỗn hợp, tinh thể dung dịch rắn và tinh thể húa học.
Trong loại hợp kim cú tinh thể hỗn hợp hoặc là dung dịch rắn, kiểu liờn kết chủ yếu là liờn kết kim loại. Trong loại hợp kim cú tinh thể là hợp chất húa học, kiểu liờn kết là liờn kết cộng húa trị.
Tiết 34,35 DÃY ĐIỆN HểA CHUẨN CỦA KIM LOẠI
Ngày soạn : 20 / 10/2011 Ngày dạy: 31 /10/2011
MỤC TIấU BÀI HỌC Về kiến thức: HS nắm được
• Cỏc khỏi niệm: cặp oxi hoỏ - khử của kim loại, pin điện hoỏ
• Sơ đồ cấu tạo của pin điện hoỏ, sự chuyển động của cỏc phõ̀n tử mang điợ̀n ion trong pin điện hoỏ
• Biờ́t thờ́ điợ̀n cực chũ̉n của kim loại, cách xác định thờ́ điợ̀n cực chuõ̉n và những phản ứng hóa học xảy ra trong pin
• Dự đoỏn được chiều của phản ứng hoỏ học giữa cỏc cặp oxi hoỏ - khử của kim loại
• Xỏc định được suất điện động chuẩn của pin điện hoỏ
Về kĩ năng
• Dự đoỏn chiều của phản ứng hoỏ học giữa cỏc cặp oxi hoỏ - khử của kim loại
• So sỏnh tớnh oxi hoỏ của cỏc ion kim loại, tớnh khử của cỏc kim loại trong cỏc cặp oxi hoỏ - khử
CHUẨN BỊ
• Lắp rỏp một số pin điện hoỏ Zn – Cu theo hỡnh 5.3 (SGK)
• Một số tranh ảnh đó được vẽ trước :
+ Sơ đồ chuyển dịch cỏc e, cỏc ion trong pin điện hoỏ Zn – Cu + Sơ đồ cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn
+ Sơ đồ cấu tạo của pin điện hoỏ Zn – H + Sơ đồ cấu tạo của pin điện hoỏ H – Ag
• Dự đoỏn chiều của phản ứng hoỏ học giữa cỏc cặp oxi hoỏ - khử của kim loại
• So sỏnh tớnh oxi hoỏ của cỏc ion kim loại, tớnh khử của cỏc kim loại trong cỏc cặp oxi hoỏ - khử
• Tớnh suất điện động chuẩn của pin điện hoỏ
HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
Tiết 1 dừng lại hết hoạt động 2; tiết 2 hết hoạt động 4 Kiểm tra bài cũ
Cho Cu tỏc dụng với dd Fe2(SO4)3 thu được dd hỗn hợp FeSO4 và CuSO4. Thờm một ớt bột sắt vào dd hỗn hợp, nhận thấy bột sắt bị hoà tan
a. Viết phương trình phản ứng dưới dạng ion thu gọn
b. So sỏnh tớnh khử của cỏc đơn chất kim loại, tớnh oxi hoỏ của cỏc ion kim loại
Bài mới
HĐ giỏo viờn HĐ học sinh Nụ̣i dung
Hoạt động 1
GV hướng dẫn HS nghiờn cứu SGK Từ cỏc VD cụ thể, yờu cầu HS khỏi quỏt và viết cặp oxi hoỏ - khử của kim loại M
Hoạt động 2
* GV chuẩn bị pin điện
HS nghiờn cứu SGK I. KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HOÁ - KHỬ
Ion kim loại cú thể nhận electron để thành nguyờn tử kim loại, ngược lại nguyờn tử kim loại cú thể nhường electron trở thành ion dương kim loại :
Fe2+ + 2e Fe TQ: Mn+ + ne M
chất oxi húa chất khử
Mỗi chất oxi húa và chất khử của cựng một nguyờn tố kim loại tạo nờn cặp oxi húa khử.