- 25 Tháng mười 2018
- 1,560
- 1,684
- 251
- 28
- Quảng Bình
- Đại học Sư phạm Huế
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
I. Dãy hoạt động hóa học của kim loại
Tính oxi hóa của các ion kim loại tăng dần
II. Tính chất hóa học chung của kim loại
1. Tác dụng với oxi và phi kim khác
- Tác dụng với oxi:
[TBODY]
[/TBODY] - Tác dụng với phi kim khác → muối: Kim loại càng hoạt động tác dụng với phi kim càng mạnh, phản ứng càng dễ xảy ra.
2. Tác dụng với nước
[TBODY]
[/TBODY]3. Tác dụng với dung dịch axit
a. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa: HCl, H2SO4 loãng: Kim loại đứng trước H
2M + 2nHCl → nMCln + nH2
2M + nH2SO4 → M2(SO4)n + nH2
b. Tác dụng với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh: H2SO4 đặc, nóng, HNO3 (Trừ Pt, Au)
2M +2nH2SO4 đặc, nóng →M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
(Với n là hóa trị cao nhất của M)
Các sản phẩm khử khác (S, H2S…) sẽ được học trong chương trình THPT
Lưu ý: Al, Cr, Fe bị thụ động hóa trong H2SO4 và HNO3 đặc nguội
4. Tác dụng với dung dịch muối (Áp dụng quy tắc α): Bn+ + A → Am+ + B
Điều kiện: - A hoạt động hóa học mạnh hơn B
- A và B đều không phản ứng với nước
-Am+ và Bn+ phải tan
5. Tác dụng với dung dịch bazơ kiềm: Chỉ kim loại nào có hidroxit tan đươc trong bazơ kiềm thì kim loại đó mới tác dụng được với dung dịch kiềm. Ví dụ: Al, Zn
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2; Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2
6. Tác dụng với oxit của kim loại (trung bình hay yếu) kém hoạt động ở nhiệt độ cao
2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe
III. Điều chế
1. Nguyên tắc chung: khử ion dương kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại trung hòa
2. Các phương pháp
a. Phương pháp thủy luyện: áp dụng để điều chế các kim loại có tính khử yếu (đứng sau hidro trong dãy điện hóa. Sử dụng kim loại A (có tính khử mạnh hơn) đẩy kim loại B (có tính khử yếu hơn) ra khỏi dung dịch muối của nó: bA + aBb+ → bAa+ + aB. Ví dụ: Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu
b. Phương pháp nhiệt luyện: Phương pháp này được áp dụng để điều chế kim loại có tính khử yếu hoặc trung bình (đứng sau Al trong dãy điện hóa).
Dùng chất khử mạnh hơn (như C, CO, H2 hoặc Al…) để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.
Ví dụ: CuO + H2 → Cu + H2O; Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
c. Phương pháp điện luyện: Phương pháp này được áp dụng để điều chế các kim loại có tính khử mạnh (từ Li đến Al) bằng cách điện phân nóng chảy oxit, hidroxit hay muối của chúng.
Ví dụ: 2Al2O3 → 4Al + 3O2; 2NaCl → 2Na + Cl2
IV. Một số kim loại thường gặp
1. Kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) và Ca, Sr, Ba
a. Tác dụng với oxi (phản ứng không cần điều kiện) và với phi kim khác
4Li + O2 → 2Li2O; 2Na + Cl2 → 2NaCl; 3Ca + 2P →Ca3P2
b. Tác dụng với nước (phản ứng ở nhiệt độ thường)
2Na + H2O → 2NaOH + H2; Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
c. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa (HCl, H2SO4 loãng, H3PO4…) 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 ; Ba + H2SO4 → BaSO4 + H2
d. Phản ứng với dung dịch muối: Trước hết phản ứng với nước trước, rồi sau đó là phản ứng của hidroxit và muối
* Để điều chế kim loại kiềm và Ca, Sr, Ba chỉ có thể dùng phương pháp điện phân nóng chảy oxit, hidroxit hoặc muối tương ứng. 2NaCl → 2Na + Cl2; 2NaOH→ 2Na + O2 + H2O
2. Nhôm (chất rắn, màu trắng bạc, mềm, dễ dát mỏng và kéo sợi, d = 2,7 gam/cm3)
a. Tác dụng với oxi và phi kim khác: 2Al + 3O2 → Al2O3
b. Tác dụng với nước (phản ứng dừng ngay vì Al(OH)3 keo bao kín bề mặt nhôm)
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
c. Tác dụng với dung dịch kiềm: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Chú ý: Al2O3 và Al(OH)3 cũng phản ứng với dung dịch kiềm:
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O; Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
d. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa: 2Al + 3H2SO4 loãng→ Al2(SO4)3 + 3H2
e. Phản ứng nhiệt nhôm (với oxit của kim loại kém hoạt động hơn Al)
2Al + 3CuO → Al2O3 + 3Cu
* Điều chế nhôm: thường dùng phương pháp điện phân nóng chảy quặng boxit (chủ yếu Al2O3) với xúc tác criolit (3NaF.AlF6) 2Al2O3 → 4Al + 3O2
3. Sắt (kim loại màu trắng xám, dẻo, có tính nhiễm từ)
a. Tác dụng với oxi và phi kim khác: 2Fe + O2 → 2FeO; 3Fe + 2O2 → Fe3O4;
(Khi nung nóng sắt trong không khí thường sinh ra oxit sắt từ Fe3O4)
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3; (Lưu ý: sắt tác dụng với clo tạo ra sắt (III) clorua)
b. Tác dụng với nước: 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2; Fe + H2O → FeO + H2
c. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa: HCl, H2SO4 loãng (Chỉ tạo ra muối sắt (II))
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2; Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
(Chú ý: Khi cho sắt phản ứng với dung dịch axit có tính oxi hóa như H2SO4 đặc nóng dư, HNO3 dư luôn luôn thu được muối sắt (III). Sắt bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội)
d. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 ; Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag
* Điều chế: Thường dùng phương pháp nhiệt luyện, cho oxit sắt tác dụng với các chất có tính khử mạnh như CO, Al : Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2; 3FeO + 2Al → 3Fe + Al2O3
(Để sản xuất sắt trong công nghiệp, thường đi từ quặng hematit (chủ yếu chứa Fe2O3), magnetit, chủ yếu chứa Fe3O4) phản ứng với CO)
V. Bài tập lý thuyết
Câu 1: Từ hỗn hợp rắn có chứa CuCl2, AlCl3. Hãy điều chế 2 kim loại Cu, Al ra riêng biệt.
Giải
Câu 2: Trình bày phương pháp hóa học để tách Ag ra khỏi hỗn hợp Ag, Fe, Cu ở dạng bột (chỉ dùng một hóa chất để tách mà vẫn giữ nguyên được khối lượng ban đầu).
Giải
Vận dụng:
Câu 1: Từ mẫu Boxit có lẫn Fe2O3 và SiO2, làm thế nào để có thể điều chế được Al tinh khiết? Viết các phương trình hóa học, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có).
Câu 2: Cho hỗn hợp kim loại Cu, Fe, Al, Mg. Hãy dùng các phương pháp hóa học để tách từng kim loại ra khỏi hỗn hợp.
Dạng 2: Hoàn thành chuỗi phản ứng
Câu 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Al → A → B → C → A → NaAlO2
Giải
Al → Al2O3 → Al(OH)3 → Al2O3 → NaAlO2
Câu 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Fe → D → E → Fe2O3 → D → F → G → FeO
Giải
Fe → FeCl3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → FeCl3 → FeCl2 → Fe(OH)2 → FeO
Câu 3: Xác định A, B, C, D, E, G, H, K, L, M và hoàn thành các phương trình hóa học sau:
A + B → C + D + E; H + K + B → L; G + C → H + A; L →M + B
Biết rằng G là muối sắt clorua, nếu cho 6,35 gam G tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết thúc phản ứng thu được 4,5 gam chất rắn.
Giải
Xét G: FeClx → Fe(OH)x
Bảo toàn nguyên tố Fe: 6,35/(56 + 35,5n) = 4,5/(56 + 17x) →x = 2 → G: FeCl2
(3) → A là muối clorua, H là hợp chất của sắt
(2) → L là hợp chất của sắt, B là H2O
(4) → L là Fe(OH)3 → (2) → K là O2, H là Fe(OH)2
(3) → C là dung dịch bazơ (NaOH, KOH…) → A: NaCl, KCl…
(1) → D, E là H2 và Cl2
Phương trình hóa học: 2NaCl → 2NaOH + H2 + Cl2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
Vận dụng
Câu 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
Biết A là một hợp chất của Fe.
Câu 2: Cho sơ đồ phản ứng sau:
Biết X + H2SO4 loãng → Y + G + H2O. Viết các phương trình hóa học minh họa
Giải
Phân tích đề: Y: FeSO4; Z: Fe(OH)2;
G: Fe2O3 (loại) hoặc Fe3+ → Fe2(SO4)3.
X: Fe3O4; M, N, O: CO, Al, C…
Tính oxi hóa của các ion kim loại tăng dần
II. Tính chất hóa học chung của kim loại
1. Tác dụng với oxi và phi kim khác
- Tác dụng với oxi:
| Li K Ba Ca Na Mg Al Mn | Zn Cr Fe Ni Sn P (H) Cu Hg | Ag Pt Au |
| - Phản ứng ở điều kiện thường - Đốt cháy sáng | - Phản ứng ở nhiệt độ cao - Đốt không cháy (trừ Fe) | - Không phản ứng |
2. Tác dụng với nước
| Kim loại | Kim loại kiềm và Ca, Sr, Ba | Mg | Al | Mn, Zn, Cr, Fe |
| Điều kiện | Nhiệt độ thường | 80oC – 100oC | Phải chà sạch lớp Al2O3 | 200oC – 600oC |
| Sản phẩm | M(OH)n + H2 | MgO + H2 | Al(OH)3 + H2 (Phản ứng ngưng lại ngay) | MxOy + H2 |
a. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa: HCl, H2SO4 loãng: Kim loại đứng trước H
2M + 2nHCl → nMCln + nH2
2M + nH2SO4 → M2(SO4)n + nH2
b. Tác dụng với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh: H2SO4 đặc, nóng, HNO3 (Trừ Pt, Au)
2M +2nH2SO4 đặc, nóng →M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
(Với n là hóa trị cao nhất của M)
Các sản phẩm khử khác (S, H2S…) sẽ được học trong chương trình THPT
Lưu ý: Al, Cr, Fe bị thụ động hóa trong H2SO4 và HNO3 đặc nguội
4. Tác dụng với dung dịch muối (Áp dụng quy tắc α): Bn+ + A → Am+ + B
Điều kiện: - A hoạt động hóa học mạnh hơn B
- A và B đều không phản ứng với nước
-Am+ và Bn+ phải tan
5. Tác dụng với dung dịch bazơ kiềm: Chỉ kim loại nào có hidroxit tan đươc trong bazơ kiềm thì kim loại đó mới tác dụng được với dung dịch kiềm. Ví dụ: Al, Zn
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2; Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2
6. Tác dụng với oxit của kim loại (trung bình hay yếu) kém hoạt động ở nhiệt độ cao
2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe
III. Điều chế
1. Nguyên tắc chung: khử ion dương kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại trung hòa
2. Các phương pháp
a. Phương pháp thủy luyện: áp dụng để điều chế các kim loại có tính khử yếu (đứng sau hidro trong dãy điện hóa. Sử dụng kim loại A (có tính khử mạnh hơn) đẩy kim loại B (có tính khử yếu hơn) ra khỏi dung dịch muối của nó: bA + aBb+ → bAa+ + aB. Ví dụ: Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu
b. Phương pháp nhiệt luyện: Phương pháp này được áp dụng để điều chế kim loại có tính khử yếu hoặc trung bình (đứng sau Al trong dãy điện hóa).
Dùng chất khử mạnh hơn (như C, CO, H2 hoặc Al…) để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.
Ví dụ: CuO + H2 → Cu + H2O; Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
c. Phương pháp điện luyện: Phương pháp này được áp dụng để điều chế các kim loại có tính khử mạnh (từ Li đến Al) bằng cách điện phân nóng chảy oxit, hidroxit hay muối của chúng.
Ví dụ: 2Al2O3 → 4Al + 3O2; 2NaCl → 2Na + Cl2
IV. Một số kim loại thường gặp
1. Kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) và Ca, Sr, Ba
a. Tác dụng với oxi (phản ứng không cần điều kiện) và với phi kim khác
4Li + O2 → 2Li2O; 2Na + Cl2 → 2NaCl; 3Ca + 2P →Ca3P2
b. Tác dụng với nước (phản ứng ở nhiệt độ thường)
2Na + H2O → 2NaOH + H2; Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
c. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa (HCl, H2SO4 loãng, H3PO4…) 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 ; Ba + H2SO4 → BaSO4 + H2
d. Phản ứng với dung dịch muối: Trước hết phản ứng với nước trước, rồi sau đó là phản ứng của hidroxit và muối
* Để điều chế kim loại kiềm và Ca, Sr, Ba chỉ có thể dùng phương pháp điện phân nóng chảy oxit, hidroxit hoặc muối tương ứng. 2NaCl → 2Na + Cl2; 2NaOH→ 2Na + O2 + H2O
2. Nhôm (chất rắn, màu trắng bạc, mềm, dễ dát mỏng và kéo sợi, d = 2,7 gam/cm3)
a. Tác dụng với oxi và phi kim khác: 2Al + 3O2 → Al2O3
b. Tác dụng với nước (phản ứng dừng ngay vì Al(OH)3 keo bao kín bề mặt nhôm)
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
c. Tác dụng với dung dịch kiềm: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Chú ý: Al2O3 và Al(OH)3 cũng phản ứng với dung dịch kiềm:
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O; Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
d. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa: 2Al + 3H2SO4 loãng→ Al2(SO4)3 + 3H2
e. Phản ứng nhiệt nhôm (với oxit của kim loại kém hoạt động hơn Al)
2Al + 3CuO → Al2O3 + 3Cu
* Điều chế nhôm: thường dùng phương pháp điện phân nóng chảy quặng boxit (chủ yếu Al2O3) với xúc tác criolit (3NaF.AlF6) 2Al2O3 → 4Al + 3O2
3. Sắt (kim loại màu trắng xám, dẻo, có tính nhiễm từ)
a. Tác dụng với oxi và phi kim khác: 2Fe + O2 → 2FeO; 3Fe + 2O2 → Fe3O4;
(Khi nung nóng sắt trong không khí thường sinh ra oxit sắt từ Fe3O4)
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3; (Lưu ý: sắt tác dụng với clo tạo ra sắt (III) clorua)
b. Tác dụng với nước: 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2; Fe + H2O → FeO + H2
c. Tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa: HCl, H2SO4 loãng (Chỉ tạo ra muối sắt (II))
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2; Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
(Chú ý: Khi cho sắt phản ứng với dung dịch axit có tính oxi hóa như H2SO4 đặc nóng dư, HNO3 dư luôn luôn thu được muối sắt (III). Sắt bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội)
d. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 ; Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag
* Điều chế: Thường dùng phương pháp nhiệt luyện, cho oxit sắt tác dụng với các chất có tính khử mạnh như CO, Al : Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2; 3FeO + 2Al → 3Fe + Al2O3
(Để sản xuất sắt trong công nghiệp, thường đi từ quặng hematit (chủ yếu chứa Fe2O3), magnetit, chủ yếu chứa Fe3O4) phản ứng với CO)
V. Bài tập lý thuyết
Câu 1: Từ hỗn hợp rắn có chứa CuCl2, AlCl3. Hãy điều chế 2 kim loại Cu, Al ra riêng biệt.
Giải
Câu 2: Trình bày phương pháp hóa học để tách Ag ra khỏi hỗn hợp Ag, Fe, Cu ở dạng bột (chỉ dùng một hóa chất để tách mà vẫn giữ nguyên được khối lượng ban đầu).
Giải
Vận dụng:
Câu 1: Từ mẫu Boxit có lẫn Fe2O3 và SiO2, làm thế nào để có thể điều chế được Al tinh khiết? Viết các phương trình hóa học, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có).
Câu 2: Cho hỗn hợp kim loại Cu, Fe, Al, Mg. Hãy dùng các phương pháp hóa học để tách từng kim loại ra khỏi hỗn hợp.
Dạng 2: Hoàn thành chuỗi phản ứng
Câu 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Al → A → B → C → A → NaAlO2
Giải
Al → Al2O3 → Al(OH)3 → Al2O3 → NaAlO2
Câu 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Fe → D → E → Fe2O3 → D → F → G → FeO
Giải
Fe → FeCl3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → FeCl3 → FeCl2 → Fe(OH)2 → FeO
Câu 3: Xác định A, B, C, D, E, G, H, K, L, M và hoàn thành các phương trình hóa học sau:
A + B → C + D + E; H + K + B → L; G + C → H + A; L →M + B
Biết rằng G là muối sắt clorua, nếu cho 6,35 gam G tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết thúc phản ứng thu được 4,5 gam chất rắn.
Giải
Xét G: FeClx → Fe(OH)x
Bảo toàn nguyên tố Fe: 6,35/(56 + 35,5n) = 4,5/(56 + 17x) →x = 2 → G: FeCl2
(3) → A là muối clorua, H là hợp chất của sắt
(2) → L là hợp chất của sắt, B là H2O
(4) → L là Fe(OH)3 → (2) → K là O2, H là Fe(OH)2
(3) → C là dung dịch bazơ (NaOH, KOH…) → A: NaCl, KCl…
(1) → D, E là H2 và Cl2
Phương trình hóa học: 2NaCl → 2NaOH + H2 + Cl2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
Vận dụng
Câu 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
Biết A là một hợp chất của Fe.
Câu 2: Cho sơ đồ phản ứng sau:
Biết X + H2SO4 loãng → Y + G + H2O. Viết các phương trình hóa học minh họa
Giải
Phân tích đề: Y: FeSO4; Z: Fe(OH)2;
G: Fe2O3 (loại) hoặc Fe3+ → Fe2(SO4)3.
X: Fe3O4; M, N, O: CO, Al, C…
Last edited: