Kiến thức cơ bản Hóa 12 Phần: VÔ CƠ

Thư viện Tài liệu học

Trang

1

Bài 17 : VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
VÀ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI
I. Vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn
- Kim loại chiếm khoản 90 nguyên tố trong bảng tuần hoàn
- Gồm nhóm IA  IIIA (trừ H, B), một phần của nhóm IVA  VIA, nhóm IB  VIIIB,họ lan tan
và actini
II. Cấu tạo của nguyên tử kim loại:
1.Cấu tạo nguyên tử

-Các nguyên tử kim loại có 1,2,3e ngoài cùng Ví dụ: Na:[Ne]3s
1
. Mg[Ne]3s
2
. Al[Ne]3s
2
3p
1

- Năng lượng ion hoá tương ñối nhỏ
⇒
Kim loại dễ nhường electron
⇒
Tính chất chung của kim loại là tính KHỬ

thể hiện tính khử:
Phương trình tổng quát: M – ne -> M
n+
ði từ ñầu ñến cuối "dãy ñiện hóa" của kim loại thì tính khử của kim loại giảm dần, còn tính
oxi hoá của ion kim loại tăng dần
Tính Oxi hoá: K
+
Na
+
Mg
2+
Al
3+
Zn
2+
Cr
2+
Fe
2+
Ni
2+
Sn
2+
Pb
2+
H
+
Cu
2+
Hg

t
Fe
3
O
4
b/ Phản ứng với halogen và các phi kim khác
− Với halogen: các kim loại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng ngay ở t
o
thường. Các kim loại khác
phải ñun nóng.
+ Với phi kim mạnh thì kim loại có hoá trị cao:
Kiến thức cơ bản Hóa 12 Phần: VÔ CƠ

Thư viện Tài liệu học

Trang

2

2Fe + 3Cl
2
→
0
t
2FeCl
3
+ Với phi kim yếu phải ñun nóng và kim loại có hoá trị thấp :
Fe + S
→
0

2
+ H
2
↑

2Al + 3H
2
SO
4
loãng ---- > Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2

* Với axit HNO
3
, H
2
SO
4
ñặc, ñun nóng
Trừ Au và Pt, còn hầu hết các kim loại tác dụng ñược với HNO
3
(ñặc hoặc loãng), H
2
SO

3 ñ, n

→
0
t
Cu(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ 2H
2
O
−
Với HNO
3
loãng: thường sinh ra khí NO ( không màu hoá nâu trong không khí )
Tuy nhiện tuỳ theo ñiều kiện ñề bài có thể là: N
2,
N
2
O, NO, NH
4
NO
3
.
Ví dụ:
8Na + 10HNO
3 ñ, n


→
0
t
3Cu(NO
3
)
2
+ NO + 4H
2
O
☼ Lưu ý: Kim loại phản ứng với HNO
3
không sinh khí H
2

−
Với axit H
2
SO
4
ñặc nóng.
Pt tổng quát: Kim loại + H
2
SO
4
ñ.n
→
→→
→

O
2Mg + 3H
2
SO
4 ñ, n

→
0
t
2MgSO
4
+ S+ 3H
2
O
Cu + 2H
2
SO
4 ñ, n

→
0
t
CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
☼ Lưu ý: Kim loại phản ứng với H

Ở nhiệt ñộ cao, một số kim loại phản ứng với hơi nước
Fe + H
2
O
 →
> C
0
570
FeO + H
2
↑

Fe + H
2
O
 →
< C
0
570
Fe
3
O
4
+ H
2
↑

e/ Phản ứng với dd muối:
ðiều kiện: Kim loại ñứng trước sẽ phản ứng với kim loại ñứng sau trong dãy ñiện hoá ( trừ kim
loại tan trong nước : KL kiềm, Ca... )


Al
2
O
3
+ Fe
2Al + 3NiO
→
0
t
Al
2
O
3
+ 3Ni
III. Dãy ñiện hoá của kim loại
1. Cặp oxi hoá - khử của kim loại
- Kim loại dễ nhường electron thành ion kim loại, ngược lại ion kim loại có thể nhận electron ñể
trở thành kim loại. Do ñó giữa kim loại M và ion kim loại M
n+
tồn tại một cân bằng:
M
+n
+ ne M
0
- Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố tạo thành cặp oxi hoá - khử (oh/kh) của
nguyên tố ñó.
Ví dụ:Các cặp oxi hoá - khử : Fe
2+
/Fe, Cu

2+
Hg
2
2+
Fe
3+
Ag
+
Pt
2+
Au
3+
Dạng khử: K Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu 2Hg Fe
2+
Ag Pt Au
Tính khử của kim loại giảm dần
3. Ý nghĩa của dãy thế ñiện hoá của kim loại
- Dự ñoán chiều phản ứng giữa 2 cặp oxh - kh:
Khi cho 2 cặp oxh - kh gặp nhau, dạng oxi hóa mạnh hơn sẽ tác dụng với dạng khử mạnh hơn tạo
thành dạng oxi hóa yếu hơn và dạng khử yếu hơn: Hay là quy tắc anpha
Ví dụ: Có 2 cặp oxh - kh : Zn
2+
/Zn và Fe
2+
/Fe phản ứng:
Zn + Fe
2+
-----> Zn
2+
+ Fe

2
SO
4
loãng có gì khác so với khi phản ứng với HNO
3
,
H
2
SO
4
ñặc, ñun nóng ?
5/ Nêu ñiều kiện ñể phản ứng của kim loại với dd muối xảy ra? Viết pthh minh hoạ ?
6/ Học thuộc thứ tự của các nguyên tử / ion kim loại trong dãy ñiện hoá
7/ Dãy ñiện hoá cho ta biết ñiều gì? Lưu ý những bài tập dự ñoán khả năng xảy ra phản ứng của
kim loịa với dd muối

Bài 19 : HỢP KIM

I. Khái niệm: Hợp kim là vật liệu kim loại chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi
kim khác.
VD: Thép là hợp kim của Fe và C
Hợp kim ðuyra là hợp kim của Al với Cu, Mn, Si
II. Tính chất: Hợp kim có những tính chất hoá học tương tự tính chất của các chất tạo thành
hợp kim, nhưng tính chất vật lý và tính chất cơ học lại khác nhiều.
VD: Hợp kim ðuyra Al-Cu-Mn-Si-Mg cứng nhẹ và bền
Hợp kim không rỉ: Fe-Cr-Mn
Hợp kim siêu cứng: W-Co, Co-W-Cr-Fe

Kiến thức cơ bản Hóa 12 Phần: VÔ CƠ


+ 4H
2
↑Cu + Cl
2

→
0
t
CuCl
2

- ðiều kiện ăn mòn hóa học:Kim loại phải tiếp xúc trực tiếp với các chất của môi trường
2. Ăn mòn ñiện hoá:
Ăn mòn ñiện hoá học là quá trình oxi hóa- khử, trong ñó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của
dung dịch chất ñiện li và tạo nên dòng ñiện chuyển dời từ cực âm ñến cực dương
Cơ chế ăn mòn ñiện hoá:
Những kim loại dùng trong ñời sống và kỹ thuật thường ít nhiều có lẫn tạp chất (kim loại khác
hoặc phi kim), khi tiếp xúc với môi trường ñiện li (như hơi nước có hoà lẫn các khí CO
2
, NO
2
,
SO
2
,…hoặc nước biển, …) sẽ xảy ra quá trình ăn mòn ñiện hoá.
Xét cơ chế ăn mòn của gang ñể ngoài không khí ẩm. Gang là Fe có lẫn C, trong không khí ẩm
có hoà tan H

2
+ H
2
O + 4e -> 4OH
-
Sau ñó xảy ra quá trình tạo thành gỉ sắt:
Fe
2+
+ 2OH
-
-> Fe(OH)
2

4Fe(OH)
2

+O
2
+ 2H
2
O

-> 4Fe(OH)
3
2
H O−
→
xFeO.
yFe
2

1. Phương pháp bảo vệ bề mặt:
+ Cách li kim loại với môi trường: Dùng những chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại:
−
Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, tráng men, phủ hợp chất polime.
−
Mạ một số kim loại bền như crom, niken, ñồng, kẽm, thiếc lên bề mặt kim loại cần bảo vệ.
+ Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inox): Chế tạo những hợp kim không gỉ trong môi trường
không khí, môi trường hoá chất.
+ Dùng chất chống ăn mòn (chất kìm hãm): Chất chống ăn mòn làm bề mặt kim loại trở nên thụ
ñộng (trơ) ñối với môi trường ăn mòn.
2.Phương pháp ñiện hóa: Nối kim loại cần bảo vệ với 1 tấm kim loại khác có tính khử mạnh
hơn.
Ví dụ
: ðể bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn vào vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) 1
tấm kẽm. Khi tàu hoạt ñộng, tấm kẽm bị ăn mòn dần, vỏ tàu ñược bảo vệ. Sau một thời gian người
ta thay tấm kẽm khác.
CÂU HỎI:
1/ Thế nào là ăn mòn kim loại? Kết quả của quá trình ăn mòn kim loại ?
2/ Có mấy kiểu ăn mòn kim loại? Nêu ñiểm giống và khác nhau của các loại ăn mòn này?
3/ Nêu ñiều kiện của ăn mòn ñiện hoá và ăn mòn hoá học
4/ Giải thích cơ chế bảo vệ kim loại bằng phương pháp ñiện hoá Bài 21: ðIỀU CHẾ KIM LOẠI

I. Nguyên tắc chung: Khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại.
M
n+
+ ne -> M
II. Các phương pháp ñiều chế

ðiều chế ñồng kim loại:
Zn + Cu
2+
-> Zn
2+
+ Cu

−
ðiều chế bạc kim loại:
Fe + Ag
+
-> Fe
2+
+ Ag

3. Phương pháp ñiện phân: Dùng dòng ñiện ñể khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại

a. ðiện phân nóng chảy (ñiều chế kim loại mạnh từ Na ñến Al): ðiện phân hợp chất nóng
chảy (muối, kiềm, oxit).
VD: ðiện phân nóng chảy Al
2
O
3

Cực ( -) catot: Al
3+
+ 3e - Al
Cực (+) anot : 2O
2-
 O

2
O ---- > 4 H
+
+ O
2
+ 4e
Kiến thức cơ bản Hóa 12 Phần: VÔ CƠ

Thư viện Tài liệu học

Trang

6

Cực ( - ) Na<.. Al
3+
< H
2
O < Zn
2+
, Fe
2+
…<… < Au
3+

Nếu H
2
O bị ñiện phân: 2H
2
O + 2 e ---- > 2OH

2
O ------ > Cu + O
2
+ H
2
SO
4Bằng phương pháp ñiện phân có thể ñiều chế ñược kim loại có ñộ tinh khiết cao.

CÂU HỎI:
1/ Nguyên tắc chung ñể ñiều chế kim loại là gì?
2/ Kim loại mạnh ñược ñiều chế bằng phương pháp nào? Xét cơ chế ñiện phân nóng chảy CaCl
2

3/ Nêu khái niệm của các phương pháp ñiều chế kim loại
4/ Cho biết thứ tự xảy ra quá trình oxi hoá cực (+) và quá trình khử ở cực (- ) khi ñiện phân dd
5/ Viết cơ chế và pt ñiện phân dd AgNO
3Bài 25
:
KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRONG CỦA
KIM LOẠI KIỀM

A. KIM LOẠI KIỀM
I. Vị trí trong bảng TH và cấu hình electron:
- Kim loại kiềm thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố: Liti (Li), Natri (Na), Kali

nhiệt ñộ thường
Na
2
O ( Natri oxit )
Na + O
2

nhiệt ñộ cao
Na
2
O
2
( Natri peoxit )
b/ Tác dụng với khí Clo: tạo muối clorua
2K + Cl
2
2KCl
2/ Tác dụng với axit
:
KL Kiềm khử mạnh H
+
của axit HCl và H
2
SO
4
loãng thành khí H
2

VD: Na + HCl  NaCl + H
2

-KLK có nhiều ứng dụng trong ñời sống và kĩ thuất
+ Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt ñộ nóng chảy thấp. VD hợp kim K-Na có t
nc
70
o
C dùng làm chất
trao ñổi nhiệt trong lò hạt nhân
+ Hợp kim Li-Al là họp kim siêu nhẹ dùng sx thiết bị hàng không
+Xesi dùng làm tế bào quang ñiện
2/ Trạng thái TN
:
Do có tính khử mạnh nên KLK tồn tại trong TN dưới dạng hợp chất
3/ ðiều chế
:
KL kiềm ñược ñiều chế bằng pp ñiện phân nóng chảy: M  M
n+
+ ne

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KLK:
I. NATRI HIðROXIT: NaOH
1. Tính chất:
a/ Tính chất vật lí:
Natri hiñroxit (NaOH) hay xút ăn da là chất rắn, không màu, dễ nóng chảy ( t
nc
= 322
o
C ), hút ẩm
mạnh ( dễ chảy rữa), tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt mạnh
b/ Tính chất hoá học:
- Tan trong nước phân li hoàn toàn thành ion:

+ OH
-
 H
2
O
*Pt phân tử CuSO
4
+ 2NaOH  Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4
Pt ion thu gọn Cu
2+
+ 2OH
-
 Cu(OH)
2

2.Ứng dụng:
NaOH là hóa chất quan trọng hang thứ hai trong các ngành CN. Dùng nấu xà phòng, chế phẩm
nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm, CN chế biến dầu mỏ
II. NATRI HIðROCACBONAT
: NaHCO
3

1. Tính chất
:
- NaHCO

O
NaHO
3
+ HCl ------ > NaCl + CO
2
+ H
2
O
2.Ứng dụng
:
Dùng trong CN dược phẩm và thực phẩm
III. NATRI CACBONAT
: Na
2
CO
3

1.Tính chất:
- Na
2
CO
3
là chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước. ở nhiệt ñộ thường Na
2
CO
3
tồn tại dạng muối
ngậm nước Na
2
CO

+ O
2

1. Ứng dụng:
KNO
3
dùng làm phân bón, và dùng chế tạo thuốc nổ
Phản ứng cháy của thuốc súng:
2KNO
3
+ 3C + S  N
2
+ 3CO
3
+ K
2
S
Kiến thức cơ bản Hóa 12 Phần: VÔ CƠ

Thư viện Tài liệu học

Trang

8

CÂU HỎI:
1/ Tại sao kim loại kiềm lại mềm và có t
nc
, t
s


Mg : [Ne] 3s
2
; Ca : [Ar] 4s
2
;

Sr : [Kr] 5s
2
; Ba : [Xe] 6s
2

II. Tính chất vật lí
- Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc, có thể dát mỏng.
-

t
nc
, t
s
của kim loại kiềm nhưng vẫn tương ñối thấp.
- Khối lượng riêng tương ñối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ bari).
- ðộ cứng hơi cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương ñối mềm
- Lưu ý : Nhiệt ñộ nóng chảy, nhiệt ñộ sôi và khối lượng riêng của các kim loại kiềm thổ không
theo một quy luật nhất ñịnh như các kim loại kiềm. ðó là do các kim loại kiềm thổ có kiểu mạng
tinh thể không giống nhau.
III. Tính chất hoá học
- Các nguyên tử kim loại kiềm thổ có năng lượng ion hoá nhỏ, vì vậy kim loại kiềm thổ có tính khử
mạnh. Tính khử tăng dần từ beri ñến bari
M

2
SO
4
loãng, HCl thành khí H
2
.
0
Mg
+ 2
+1
HCl
→

+2
2
MgCl
+
0
2
H
↑

b) Với dung dịch axit H
2
SO
4
ñặc ,HNO
3

Kim loại kiềm thổ có thể khử