CHƯƠNG V. ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI
A. KIẾN THỨC KẾ THỪA
- Viết cấu hình electron từ đó xác định vị trí kim loại trong bảng tuần hoàn.
- Tính chất hóa học chung của kim loại.
B. KIẾN THỨC CƠ BẢN TRỌNG TÂM:
I. VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG HTTH. CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI
1. Vị trí của kim loại:
- Nhóm IA(trừ H); nhóm IIA; nhóm IIIA(trừ B); 1 phần của nhóm IVA đến VIA.
- Nhóm IB đến VIIIB.
- Họ Lantan và Actini.
2. Cấu tạo của kim loại:
- Cấu tạo nguyên tử:
+ Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại điều có ít electron ở lớp ngoài cùng
( 1,2 hoặc 3).
Ví dụ: Na[Ne]3s
1
,Mg[Ne]3s
2
, Al[Ne] 3s
2
3p
1
.
+ Trong cùng chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn
hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với nguyên tử của nguyên tố phi kim.
Ví dụ:
11
Na
12
Mg
13
ở vùng có nhiệt độ thấp hơn. VD: Ag, Cu, Au, Al, Fe.
d) Tính ánh kim: Các e tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn
thấy được.
=> Tóm lại tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các e tự do trong
mạng tinh thể kim loại .
2. TÍNH CHẤT VẬT LÝ RIÊNG:
1
Kim loại khác nhau có khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng khác nhau.
VD: - Kim loại có khối lượng riêng lớn nhất là: Os
- Kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất là: Li
- Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là: W
- Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là: Hg
- Kim loại có tính cứng lớn nhất là: Cr
- Kim loại có tính cứng nhỏ nhất là: Cs
3. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC: Tính chất hoá học chung của kim loại là tính khử. M → M
n+
+
ne
- Tác dụng với phi kim:
VD: 2Fe + 3Cl
2
→ 2FeCl
3
; 3Fe + 2O
2
→ Fe
3
O
4
; 4Al + 3O
SO
4
đặc
VD: 3Cu +8HNO
3
loãng →3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO↑ + 4H
2
O
Cu + 2H
2
SO
4
đặc → CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
Kim loại là chất khử( bị oxi hóa). Axit là chất oxi hóa( bị khử)
* Chú ý: HNO
3
,H
2
SO
4
2+
+ 2e ↔ Fe
+ Nguyên tử kim loại đóng vai trò chất khử, các ion kim loại đóng vai trò chất oxi hóa
+ Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa - khử của
kim loại
VD: Ag
+
/Ag , Cu
2+
/Cu, Fe
2+
/Fe, . . .
- Dãy điện hóa của kim loại:
Li
+
K
+
Ba
2+
Ca
2+
Na
+
Mg
2+
Al
3+
Mn
2+
Zn
So sánh tính chất các cặp oxi hóa khử: Ag
+
/Ag v à Cu
2+
/Cu, Zn
2+
/Zn. Nhận thấy .
Tính oxh các ion: Ag
+
> Cu
2+
> Zn
2+
2
Tính khử: Zn>Cu>Ag
- Ý nghĩa dãy điện hóa
Cho phép dự đoán chiều pư giữa 2 cặp oxh khử theo qui tắc α
Zn
2+
Zn
Cu
2+
Cu
=> Zn + Cu
2+
→ Zn
2+
+ Cu
Hg
2
6. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI
6. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI
- Sự ăn mòn kim loại
Khái niệm chung: Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hay hợp kim do tác dụng của
các chất trong môi trường.
Bản chất của sự ăn mòn kim loại là sự oxi hóa kim loại thành ion kim loại: M M
n+
+ne
Phân loại: Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.
- Ăn mòn hóa học: Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hoá –khử, trong đó các e của kim loại
được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
Đặc điểm :
+ Không phát sinh dòng điện.
+ Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh.
Ăn mòn điện hóa: Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa –khử, trong đó kim loại bị ăn
mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện.
+ Cơ chế
* Kim loại hoạt động mạnh hơn đóng vai trò là cực âm (anot). Ở đây xảy ra quá trình oxi hóa
M→ M
n+
+ ne
* Kim loại hoạt động yếu hơn hoặc phi kim đóng vai trò là cực dương (catot). Ở đây xảy ra
quá trình khử:
2H
+
+ 2e H
2
hoặc O
2
+ 2H
2
O
3
+3CO
→
0
t
2Fe+ 3CO
2
=> Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại có độ hoạt động trung bình ( sau Al )
+ Phương pháp thủy luyện: Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại
trong dung dịch muối. VD: Fe + CuSO
4
→ FeSO
4
+ Cu
=> Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại hoạt động yếu (sau H
)
+ Phương pháp điện phân:
* Điện phân hợp chất nóng chảy: Dùng dòng điện để khử ion kim loại trong hợp chất nóng
chảy (oxit, hidroxit, muối halogen)
Vd1: 2Al
2
O
3
dpnc
→
4Al + 3O
2
2
SO
4
=> Phương pháp này dùng điều chế các kim loại trung bình, yếu (sau Al).
* Tính lượng chất thu được ở các điện cực: m=AIt/n.F
m: Khối lượng chất thoát ra ở điện cực (gam)
A: Khối lượng mol của chất đó
n: Số electron trao đổi.
Ví dụ: Cu
2+
+ 2e Cu thì n = 2 và A = 64
2OH
-
O
2
↑ + 2H
+
+ 4e thì n = 4 và A = 32.
t: Thời gian điện phân (giây, s)
I: Cường độ dòng điện (ampe, A)
F: Số Faraday (F = 96500).
VD: Đpdd AgNO
3
với cường độ dòng điện là 1,5A, thời gian 30 phút. Khối lượng Ag thu
được là:
A. 6,00g B. 3,02g C. 1,50g D. 0,05g
4
C. Câu hỏi trắc nghiệm
1. Những kim loại nào sau đây có thể điều chế từ oxit bằng phương pháp nhiệt luyện với chất
6. Các cặp oxi hóa khử được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa và giảm dần tính khử :
2
Fe
Fe
+
<
2
Ni
Ni
+
<
3
2
Fe
Fe
+
+
. Điều khẳng định nào sau đây đúng:
A. Fe có khả năng tan được trong các dung dịch FeCl
3
và NiCl
2
B. Ni có khả năng tan trong các dung dịch FeCl
3
và FeCl
2
C. Fe không tan được trong các dung dịch FeCl
3
và NiCl
1. MgSO
4
2. NaCl 3. CuSO
4
4. AlCl
3
5. ZnCl
2
6. Pb(NO
3
)
2
7. HCl 8. H
2
SO
4
đặc nóng 9. HNO
3
Các dung dịch có phản ứng với Zn là :
5
A. 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8,9 B. 3, 6, 7, 8, 9
C. 3, 4, 5, 6, 7, 8 D. 3, 4, 5, 6, 8
10. Kiểu liên kết chủ yếu trong hợp kim là liên kết :
A. kim loại B. ion C. cộng hóa trị D. cho nhận
11. Chọn phát biểu đúng:
A. Tính oxi hóa giảm dần : Ag
+
> Cu
2+
nên Ag
+
đã khử Cu thành Cu
2+
C. Cu có tính khử yếu hơn Ag nên Ag không khử Cu
2+
thành Cu
D. Cu
2+
có tính oxi hóa yếu hơn Ag
+
nên không oxi hoá được Ag thành Ag
+
.
13. Cho hợp kim Al, Fe, Cu vào dung dịch Cu(NO
3
)
2
dư, chất rắn thu được sau phản ứng là:
A. Fe và Cu B. Al C. Cu D. Al và Cu
14. Kim loại nào vừa tan được trong dung dịch HCl vừa tan được trong dung dịch NaOH?
A. Cu B. Zn C. Mg D. Ag
15. Dung dịch nào sau đây có thể tinh chế Ag trong hỗn hợp Ag có lẫn Cu?
A. HCl B. CuSO
4
C. HNO
3
D. FeCl
3
16. Có 3 dung dịch KOH, NaNO
Fe
2+
D. 2H
2
O + O
2
+ 4e
→
4OH
–
6
20. Phương pháp nào sau đây dùng trong công nghiệp để điều chế các kim loại cần độ tinh khiết
cao?
A. Phương pháp thủy luyện. B. Phương pháp nhiệt luyện.
C. Phương pháp điện phân D. Phương pháp nhiệt phân muối nitrat.
21. Phương pháp thích hợp để điều chế những kim loại có tính khử mạnh( từ Li đến Al) là:
A. Điện phân nóng chảy B. Điện phân dung dịch
C. Nhiệt luyện D. Thủy luyện
22. Từ CaO chọn sơ đồ thích hợp để điều chế Ca.
A. CaO
CO+
→
Ca B. CaO
2 4
H SO
→
CaSO
4
Na+
→
6
3s
2
3p
6
. Vậy vị trí của X trong bảng tuần hoàn là
A. ô 20, chu kỳ 4, nhóm IIA.
B. ô 16, chu kỳ 3, nhóm VIA.
C.
ô 18, chu kỳ 3, nhóm VIIIA.
D. ô 18, chu kỳ 3, nhóm VIA.
25. Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là
A. tính bazơ. B. tính oxi hóa. C. tính axit. D. tính khử.
26. Cho dãy các kim loại: Na, Cu, Fe, Ag, Zn, Ni, Ca. Số kim loại trong dãy phản ứng được với
dung dịch HCl là
A. 5. B. 2. C. 3. D. 4.
27. Cho phản ứng: aAl + bHNO
3
→
cAl(NO
3
)
3
+ dNO
2
+ eH
3
.
31. Trong số các kim lọai: nhôm, bạc, sắt, đồng, crom thì kim loại cứng nhất, dẫn điện tốt nhất
lần lượt là:
A. Crom, bạc. B. Sắt, nhôm. C. Sắt, bạc. D. Crom, đồng.
32. Cặp chất nào sau đây không xảy ra phản ứng?
A. Fe + Cu(NO
3
)
2
. B. Cu + AgNO
3
. C.Ag + Cu(NO
3
)
2
. D. Zn + Fe(NO
3
)
2
.
33. Vai trò của ion Fe
3+
trong phản ứng: Cu + 2Fe(NO
3
)
3
→ Cu(NO
3
)
. Số trường hợp phản ứng
tạo muối sắt (II) là
A. 3. B. 4. C. 5. D. 6.
35. Cho các chất rắn Cu, Fe, Ag và các dung dịch CuSO
4
, FeSO
4
, Fe(NO
3
)
3
. Số phản ứng xảy ra
từng cặp chất một là
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
36. Trong các trường hợp sau, trường hợp nào kim lọai bị ăn mòn điện hóa?
A. Cho kim lọai Mg vào dung dịch H
2
SO
4
loãng.
B. Thép cacbon để trong không khí ẩm.
C. Cho kim lọai Cu vào dung dịch hỗn hợp NaNO
3
và HCl.
D. Đốt dây sắt trong không khí.
37. Một sợi dây phơi quần áo bằng đồng được nối với một sợi dây nhôm. Có hiện tượng gì xảy
ra ở chỗ nối hai dây kim loại khi để lâu ngày ngoài trời?
A. Sợi dây nhôm bị ăn mòn. B. Sợi dây đồng bị ăn mòn.
C. Cả hai sợi dây đồng thời bị ăn mòn. D. Không có hiện tượng gì xảy ra.
38. Cho các hợp kim sau: Cu-Fe (I); Zn-Fe (II); Fe-C (III); Sn-Fe (IV). Khi tiếp xúc với dung
3
, Fe
2
O
3
, CuO, Mg. B. Al
2
O
3
, Fe, Cu, MgO.
C. Al, Fe, Cu, Mg. D. Al, Fe, Cu, MgO.
41. Điện phân dung dịch chứa muối nào sau đây sẽ thu được kim loại tương ứng?
A. NaCl. B.CaCl
2.
C. AlCl
3
. D. AgNO
3
.
42. Quá trình nào xảy ra ở catot khi điện phân dung dịch NaCl?
A. 2H
2
O
+ 2e
→
H
2
khí NO và NO
2
có tỉ khối hơi hỗn hợp X so với oxi bằng 1,3125. Giá trị của m là
A. 0,56 gam. B. 1,12 gam. C. 11,2 gam. D. 5,6 gam.
44. Để khử hoàn toàn 45 gam hỗn hợp gồm CuO, FeO, Fe
3
O
4
, Fe và MgO cần dùng vừa đủ 8,4
lít CO ở (đktc). Khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là
A. 39g. B. 38g. C. 24g. D. 42g.
45. Ngâm một lá kim loại có khối lượng 25 gam trong dung dịch H
2
SO
4
loãng. Sau khi thu
được 336 ml khí H
2
(đktc) thì khối lượng lá kim loại giảm 3,36%. Kim loại đó là
A. Zn. B. Fe. C. Ni. D. Al.
46. Khi điện phân muối clorua kim loại nóng chảy, người ta thu được 0,896 lít khí (đktc) ở anot
và 3,12 gam kim loại ở catot. Công thức muối clorua đã điện phân là
A. NaCl. B. CaCl
2
. C. KCl. D. MgCl
2
.
8
47. Giả sử cho 7,28 gam bột Fe vào 150 ml dung dịch AgNO
3
2
thì thu được 3,495 gam kết tủa. Hai
kim loại và khối lượng hỗn hợp muối clorua của hai kim loại thu được là :
A. Na và Mg; 1,175 gam. B. K và Ca; 1,275 gam.
C. K và Ca; 2,025 gam. D. Na và Mg; 1,535 gam.
53. Hoà tan hoàn toàn m gam một oxit sắt trong dung dịch H
2
SO
4
đặc dư thu được phần dung
dịch chứa 12,0 gam muối và 224 ml khí SO
2
(đkc). Công thức oxit sắt và giá trị m là:
A. Fe
2
O
3
và 4,80 gam
B. FeO và 4,32 gam
C. Fe
3
O
4
và 4,64 gam. D. Fe
3
O
4
và 6,96 gam.
54. Đốt cháy bột sắt trong bình khí Clo dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn khối lượng chất
màu và một chất rắn không tan (B). Dùng dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng để hoà tan chất rắn (B)
thu được 2,24 lít khí SO
2
(đktc). Khối lượng hỗn hợp (A) ban đầu là
A. 6,4 gam. B. 12,4 gam. C. 6,0 gam. D. 8,0 gam.
60. Khử hoàn toàn 3,2 gam oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao rồi cho sản phẩm khí thoát ra hấp
thụ vào nước vôi trong dư thu được 6 gam kết tủa. Oxit sắt đã dùng là
A. FeO. B. Fe
2
O
3
. C. Fe
3
O
4
. D. Fe(OH)
3
.
10