LUYỆN TẬP – TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
I. KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1. Sự điện phân
a) Khái niệm
Sự điện phân là phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có tác dụng của dòng điện một chiều (điện năng chuyển thành hóa năng).
b) Phản ứng hoá học ở các điện cực trong thiết bị điện phân
- Ở catot (cực -) xảy ra sự khử, chất có tính oxi hoá mạnh hơn thì dễ bị khử.
Thí dụ, ở catot có mặt ion Cu2+ và phân tử H2O, các ion Cu2+ có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử thành Cu.
- Ở anot (cực +) xảy ra sự oxi hoá, chất có tính khử mạnh hơn thì dễ bị oxi hoá.
Thí dụ, ở anot có mặt phân tử H2O, các ion \[SO_{4}^{2-}\] và\[NO_{3}^{-}\]. Các phân tử H2O có tính khử mạnh hơn sẽ bị oxi hoá thành O2 và ion H+.
- Nếu anot (cực +) không trơ thì anot tan (mòn).
2. Sự ăn mòn kim loại
a) Sự ăn mòn hoá học và sự ăn mòn điện hoá
- Giống nhau : Bản chất của sự ăn mòn hoá học và sự ăn mòn điện hoá là phản ứng oxi hoá - khử.
- Khác nhau : Trong ăn mòn hoá học không hình thành dòng điện. Trong ăn mòn điện hoá có hình thành dòng electron (các electron được di chuyển thành dòng, từ cực âm đến cực dương Þ tạo pin điện hóa).
b) Chống ăn mòn kim loại
- Biện pháp bảo vệ bề mặt : sơn, tráng, mạ, bôi dầu mỡ, phủ chất dẻo,... lên bề mặt kim loại.
- Biện pháp bảo vệ điện hoá : dùng kim loại có tính khử mạnh hơn để bảo vệ (dùng anot tan).
3. Phương pháp điều chế kim loại
- Phương pháp thuỷ luyện: để điều chế những kim loại có tính khử yếu như Cu, Hg, Ag, Au,...
- Phương pháp nhiệt luyện: để điều chế những kim loại có tính khử yếu và trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu,...
- Phương pháp điện phân:
+ Điện phân chất điện li nóng chảy (muối, bazơ, oxit) để điều chế những kim loại có tính khử mạnh, như K, Na, Ca, Al.
+ Điện phân dung dịch chất điện li (dung dịch muối) để điều chế những kim loại có tính khử yếu và trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu, Hg, Ag,...
B. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 100 SGK Hoá học 12):
Có 4 ion là Ca2+, Al3+, Fe2+, Fe3+. Ion có số electron lớp ngoài cùng nhiều nhất là :
A. Fe3+.
B. Fe2+.
C. Al3+.
D. Ca2+.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
Bài 2 (trang 100 SGK Hoá học 12):
Kim loại có tính chất vật lý chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim. Nguyên nhân của những tính chất vật lý chung là :
A. trong tinh thể kim loại có nhiều electron độc thân.
B. trong tinh thể kim loại có các ion dương chuyển động tự do.
C. trong tinh thể kim loại có các electron chuyển động tự do.
D. trong tinh thể kim loại có nhiều ion dương kim loại.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C.
Bài 3 (trang 100 SGK Hoá học 12):
Kim loại khác nhau có độ dẫn điện, dẫn nhiệt khác nhau, sự khác nhau đó được quyết định bởi đặc điểm nào sau đây?
A. có khối lượng riêng khác nhau.
B. có kiểu mạng tinh thể khác nhau.
C. có mật độ electron tự do khác nhau.
D. có mật độ ion dương khác nhau.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C.
Bài 4 (trang 100 SGK Hoá học 12):
Ngâm một lá kim loại Ni trong những dung dịch muối sau: MgSO4, NaCl, CuSO4, AlCl3, ZnCl2, Pb(NO3)2, AgNO3. Hãy cho biết muối nào có phản ứng với Ni. Giải thích và viết phương trình hoá học.
Hướng dẫn giải:
Niken có thể phản ứng được với các dung dịch muối sau đây:
Ni + CuSO4 → NiSO4 + Cu↓
Ni + Pb(NO3)2 → Ni(NO3)2 + Pb↓
Ni + 2AgNO3 → Ni(NO3)2 + 2Ag↓
Bài 5 (trang 101 SGK Hoá học 12):
Để làm sạch một mẫu thủy ngân có lẫn tạp chất là kẽm, thiếc, chì người ta khuấy mẫu thủy ngân này trong dung dịch HgSO4 dư.
a. Hãy giải thích phương pháp làm sạch và viết phương trình hóa học.
b. Nếu bạc có lẫn tạp chất là kim loại nói trên, hãy làm cách nào để loại bỏ được tạp chất? Viết phương trình hóa học.
Hướng dẫn giải:
a. Khuấy mẫu thủy ngân trong dung dịch HgSO4 có các phản ứng
HgSO4 + Zn → ZnSO4 + Hg
HgSO4 + Sn → SnSO4 + Hg
HgSO4 + Pb → PbSO4 + Hg
Như vậy các tạp chất Zn, Sn, Pb bị hòa tan hết. Lọc lấy thu thủy ngân tinh khiết.
b, Nếu bạc có lẫn các kim loại nói trên cho hỗn hợp vào dung dịch AgNO3. Sẽ có các phản ứng xảy ra:
Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag↓
Sn + 2AgNO3 → Sn(NO3)2 + 2Ag↓
Pb + 2AgNO3 → Pb(NO3)2 + 2Ag↓
Khi đó các kim loại bị hòa tan hết trong dung dịch AgNO3 lọc lấy kết tủa thu được Ag tinh khiết
Bài 6 (trang 101 SGK Hoá học 12):
Hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Fe và Mg trong dung dịch HCl thu 1 gam khí H2. Khi cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan?
A. 54,5(g)
B. 55,5(g)
C. 56,5(g)
D. 57,5(g)
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
\[Fe+2HCl\to FeC{{l}_{2}}+{{H}_{2}}\]
x x x
\[Mg+2HCl\to MgC{{l}_{2}}+{{H}_{2}}\]
y y y
Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe và Mg trong hỗn hợp
số mol H2 là \[{{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{1}{2}=0,5(mol)\]
theo bài ra ta có hệ phương trình
\(\left\{ \begin{align} & 56x+24y=20 \\ & x+y=0,5 \\ \end{align} \right.\)
khối lượng muối khan là :
m = mFeCl2 + mMgCl2 = x(56 + 71) + y(24 + 71)
m = 56x + 24y + 71(x + y)
m = 20 + 71.0,5 = 55,5(g)
Bài 7 (trang 101 SGK Hoá học 12):
Hòa tan hoàn toàn 0,5 gam Fe và một kim loại hóa trị II trong dung dịch HCl thu được 1,12 lít khí H2 đktc. Kim loại hóa trị II đó là kim loại nào sau đây.
A. Mg.
B. Ca.
C. Zn.
D. Be.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D.
\[Fe+2HCl\to FeC{{l}_{2}}+{{H}_{2}}\]
x x x
\[M+2HCl\to MC{{l}_{2}}+{{H}_{2}}\]
y y y
gọi x, y lần lượt là số mol của Fe và M trong hỗn hợp
số mol H2 là \[{{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{1,12}{22,4}=0,05(mol)\]
theo bài ra ta có hệ phương trình
\(\left\{ \begin{align} & 56x+My=20\,\,\,(1) \\ & x+y=0,05\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(2) \\ \end{align} \right.\)
từ (2) → x= 0,05 – y
thay vào (1) ta được 56(0,05 – y) + My = 0,5
⇔ 2,8 – 56y + My = 0,5
2,3 = 56y – My
→ y = \[\frac{2,3}{56-M}\]
Ta có 0 < y < 0,05
y > 0 ↔ \[\frac{2,3}{56-M}\] > 0 → 56 – M > 0 ⇒ M < 56
y < 0,05 ↔ \[\frac{2,3}{56-M}\] < 0,05 → 2,3 < 0,05(56 – M) → M < 10
Trong các kim loại hóa trị II chỉ có Be thỏa mãn do đó M là Be.
Bài 8 (trang 101 SGK Hoá học 12):
Cho 16,2 gam kim loại M có hóa trị n tác dụng với 0,15 mol O2. Chất rắn thu được sau phản ứng đem hòa tan vào dung dịch HCl dư thấy thoát ra 13,44 lít khí H2 đktc. Kim loại M là kim loại nào sau đây?
A. Fe.
B. Al.
C. Ca.
D. Mg.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
\[2M+\frac{n}{2}{{O}_{2}}\to {{M}_{2}}{{O}_{n}}\] (1)
Chất rắn sau phản ứng hòa tan trong HCl thấy có khí thoát ra chứng ở có M dư
\[{{M}_{2}}{{O}_{n}}+2nHCl\to 2MC{{\operatorname{l}}_{n}}+n{{H}_{2}}O\] (2)
\[M+nHCl\to MC{{\operatorname{l}}_{n}}+\frac{n}{2}{{H}_{2}}\] (3)
Số mol H2: \[{{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{13,44}{22,4}=0,6(mol)\]
Theo phương trình (1)
\[{{n}_{M}}=\frac{2}{0,5n}{{n}_{{{O}_{2}}}}=\frac{2.0,15}{0,5n}=\frac{0,6}{n}(mol)\]
Theo phương trình (3)
\[{{n}_{M}}=\frac{2}{0,5n}{{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{1.0,6}{0,5n}=\frac{1,2}{n}(mol)\]
Tổng số mol M là \[{{n}_{M}}=\frac{0,6}{n}+\frac{1,2}{n}=\frac{1,8}{n}(mol)\]
\[\to M=\frac{16,2}{\frac{1,8}{n}}=9n\]
⇒ Giá trị thỏa mãn là n = 3, M = 27 M : Al.
Bài 9 (trang 101 SGK Hoá học 12):
Có 5 mẫu kim loại là Mg, Al, Ba, Fe, Ag. Nếu chỉ dùng thêm dung dịch H2SO4 thì có thể nhận biết được những mẫu kim loại nào ?
A. Mg, Ba, Ag.
B. Mg, Ba, Al.
C. Mg, Ba, Al, Fe.
D. Cả 5 mẫu kim loại.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D.
- Cho dd H2SO4 loãng lần vào các mẫu thử:
+ Mẫu có khí thoát ra có có kết tủa trắng là Ba
Ba + H2SO4 → BaSO4↓ + H2↑
+ Mẫu có khí thoát ra và dung dịch muối thu được có màu trắng xanh là Fe
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
+ Mẫu không tan là Ag
+ 2 mẫu còn lại cùng có khí không màu thoát ra là Al và Mg
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑
- Lấy một lượng dư kim loại Ba (đã nhận biết được ở trên) nhỏ vài giọt dd H2SO4 loãng đến sẽ xảy ra phản ứng
Ba + H2SO4 → BaSO4↓ + H2↑
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Lọc bỏ kết tủa BaSO4↓ ta thu được dd Ba(OH)2
- Cho Ba(OH)2 lần lượt vào 2 mẫu thử chưa nhận biết được là Mg và Al
+ Kim loại nào thấy khí thoát ra là Al
2Al + 2H2O + Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + 2H2↑
+ Kim loại nào không có hiện tượng gì là Mg
⇒ Vậy sẽ nhận ra được cả 5 kim loại
Bài 10 (trang 101 SGK Hoá học 12):
Cho bột đồng dư vào dung dịch hỗn hợp gồm Fe(NO3)3 và AgNO3 sau phản ứng kết thúc thu được chất rắn A và dung dịch B. Viết PTHH của các phản ứng xảy ra. Cho biết A, B gồm những chất gì? Biết rằng :
Tính oxi hóa : Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > Fe2+
Tính khử : Cu > Fe2+ > Ag
Hướng dẫn giải:
Trường hợp Cu dư:
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2+ 2Ag ↓
Cu + 2Fe(NO3)3 → Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2
Rắn A : Ag, Cu dư
Dung dịch B : Cu(NO3)2, Fe(NO3)2
Hy vọng Hóa 12 tính chất của kim loại của ICAN soạn thảo giúp bạn học Hoá 12 tốt hơn. Chúc các bạn học tập vui.