Bài giảng Chương 5: Đại cương về kim loại (tiết 2)
. Kiến thức trọng tâm
a) Tính chất chung của kim loại
– Ôn lại phần liên kết kim loại và 3 kiểu mạng tinh thể kim loại (lớp 10).
– Kim loại chỉ thể hiện tính khử trong các phản ứng hóa học :
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Bài giảng Chương 5: Đại cương về kim loại (tiết 2), để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
g NaOH ở phản ứng (1) và CO2 ở phản ứng (2) 2NaOH + CO2 đ Na2CO3 + H2O ứng dụng : – NaOH : để chế biến dầu mỏ, luyện nhôm, sản xuất xà phòng, giấy, dệt... – Na2CO3 : sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa, giấy, thủy tinh... – NaClO3 : chế biến thực phẩm, thuốc nổ... – NaClO, CaOCl2 : làm chất tẩy rửa, sát trùng... 4. a) Cho dung dịch NH3 dư vào dung dịch AlCl3 : Hiện tượng : có kết tủa keo trắng xuất hiện và kết tủa không tan trong NH3 dư vì NH3 là bazơ yếu. AlCl3 + 3NH3 + 3H2O đ Al(OH)3+ 3NH4Cl b) Cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch AlCl3 : Hiện tượng : có kết tủa keo trắng xuất hiện và có khí bay ra 3Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O đ 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 c) Cho dung dịch Na[Al(OH)4] vào dung dịch AlCl3 : Hiện tượng : có kết tủa keo trắng xuất hiện 3Na[Al(OH)4] + AlCl3 đ 4Al(OH)3 + 3NaCl d) Cho dung dịch NH4Cl vào dung dịch Na[Al(OH)4]. Hiện tượng : có kết tủa keo trắng xuất hiện và khí mùi khai bay ra NH4Cl + Na[Al(OH)4] đ Al(OH)3 + NH3 + NaCl 5. Các đồ vật bằng nhôm luôn được bao phủ một lớp oxit nhôm mỏng, nhưng rất kín và bền. Lớp oxit này bảo vệ cho nhôm không bị phá hủy bởi các tác nhân như nước hay oxi không khí ngay cả khi đun nóng nên có thể dùng các đồ vật bằng nhôm để đun nấu. Khi dùng các vật dụng bằng nhôm để chứa nước vôi thì : – Trước tiên, màng bảo vệ Al2O3 bị phá huỷ trong dung dịch kiềm Al2O3 + 2OH– + 3H2O đ 2[Al(OH)4]– (1) – Tiếp đến Al phản ứng với nước tạo ra màng hiđroxit 2Al + 6H2O đ 2Al(OH)3 + 3H2 ư (2) – Và màng Al(OH)3 bị phá huỷ tiếp trong dung dịch kiềm Al(OH)3 + OH– đ [Al(OH)4]– (3) – Phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên cho đến khi nhôm tan hết. 6. a) Cho NH3 từ từ đến dư vào các mẫu thử : – Có kết tủa xuất hiện sau đó tan là ZnCl2 : ZnCl2 + 2NH3 + 2H2O đ Zn(OH)2¯ + 2NH4Cl Zn(OH)2 + 4NH3 đ [Zn(NH3)4](OH)2 – Có kết tủa xuất hiện, không tan trong NH3 dư là MgCl2 và AlCl3 : MgCl2 + 2NH3 + 2H2O đ Mg(OH)2¯ + 2NH4Cl AlCl3 + 3NH3 + 3H2O đ Al(OH)3¯ + 3NH4Cl – Cho tiếp dung dịch NaOH vào 2 kết tủa này, kết tủa tan là Al(OH)3, ta phân biệt được 2 lọ này. NaOH + Al(OH)3 đ Na[Al(OH)4] – Hai mẫu thử không có kết tuả là NaCl và BaCl2. Cho vào vài giọt dung dịch H2SO4 loãng, mẫu thử tạo kết tủa là BaCl2 BaCl2 + H2SO4 đ BaSO4¯ + 2HCl – Mẫu thử còn lại là NaCl. b) Phân biệt 5 chất rắn chứa trong 5 lọ : Mg2SO4, Na2CO3, NaHCO3, BaSO4, BaCO3. Cho 5 mẫu thử vào nước : – 2 mẫu thử không tan là BaSO4, BaCO3 Cho dung dịch HCl vào 2 mẫu thử : có khí bay ra là BaCO3, còn lại là BaSO4 BaCO3 + 2HCl đ CO2 + BaCl2 + H2O – 3 mẫu thử tan tạo ra 3 dung dịch, cho vào 3 dung dịch vài giọt dung dịch NaOH, mẫu thử tạo kết tủa là MgSO4 : MgSO4 + 2NaOH đ Mg(OH)2¯ + Na2SO4 Cho vào 2 mẫu thử còn lại và giọt dung dịch BaCl2, mẫu thử tạo kết tủa là Na2CO3, mẫu thử còn lại là NaHCO3 Na2CO3 + BaCl2 đ BaCO3 + 2NaCl c) Phân biệt các lọ mất nhãn chứa : AlCl3, K2CO3, NH4NO3, NaNO3 Đề bài chỉ cho thử một lượt nên ta chọn thuốc thử tạo 4 hiện tượng khác biệt nhau đối với 4 mẫu thử. Ta chọn thuốc thử là dd Ba(OH)2 , rồi cho từ từ đến dư vào 4 mẫu thử : – Mẫu thử có kết tủa, sau đó tan là AlCl3 3Ba(OH)2 + 2AlCl3 đ 2Al(OH)3 + 3BaCl2 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 đ Ba[Al(OH)4]2 – Mẫu thử có kết tủa không tan trong Ba(OH)2 dư là K2CO3 K2CO3 + Ba(OH)2 đ BaCO3¯ + 2NaOH – Mẫu thử có khí mùi khai bay ra là NH4NO3 2NH4NO3 + Ba(OH)2 đ Ba(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O – Mẫu thử không có hiện tượng gì là NaNO3. 7. a) ; Gọi R là kí hiệu chung của 2 kim loại kiềm ị công thức chung 2 muối là R2CO3 R2CO3 + 2HCl đ 2RCl + CO2 + H2O (1) 0,015 2.0,015 0,015 ị Thể tích dung dịch HCl cần dùng = (lít) b) R2CO3 + Ca(OH)2 đ CaCO3 + 2ROH (2) 0,03 0,03 Từ (1) và (2) ị tổng số mol hỗn hợp muối = 0,015 + 0,03 = 0,045 (mol). ị ị R= ị 2 kim loại kiềm kế tiếp là Na và K. Gọi a và b lần lượt là số mol của Na2CO3 và K2CO3 ị 106a + 138b = 5,25 gam a + b = 0,045 mol Giải hệ phương trình, ta có : x = 0,03 mol và y = 0,015 mol Khối lượng Na2CO3 = 0,03.106 = 3,18 (gam) Khối lượng K2CO3 = 0,015.138 = 2,07 (gam) 8. Gọi x và y là số mol Ba và Al trong mỗi phần. Ba + 2H2O đ Ba2+ + 2OH– + H2 (1) x 2x x 2Al + 6H2O + 2OH– đ 2Al(OH)4– + 3H2 (2) 2x 2x 3/2x Phần (1) : ị x = 0,16 mol 2Al + 6H2O + 2OH– đ 2[Al(OH)4]– + 3H2 (3) y dư 3/2y Phần (2) : Từ (1) và (3) ị ị y = 0,3 mol ị mBa = 137.0,16 = 21,92 (gam) ị mAl = 27. 0,3 = 0,81 (gam) % mBa = % mAl = 100 – 96,44 = 3,56%. 9. a) 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe (1) Chất rắn X gồm : Al2O3, Fe và Al dư. Al2O3 + 2KOH + 3H2O đ 2K[Al(OH)4] (2) 2Al + 2KOH + 6H2O đ 2K[Al(OH)4] + 3H2ư (3) Số mol Fe2O3 = = 0,1 (mol), số mol H2 = = 0,3 (mol) Theo (1) : số mol Al = 2 số mol Fe2O3 = 2.0,1 = 0,2 (mol) Theo (3) : số mol Al dư = số mol H2 = .0,3 = 0,2 (mol) Tổng số mol Al = 0,2 + 0,2 = 0,4 (mol) ị Khối lượng Al = 0,4.27= 10,8 (gam) Theo (1) : số mol Fe = 2 số mol Fe2O3 = 2.0,1 = 0,2 (mol) ị Khối lượng Fe = 0,2.56 = 11,2 (gam) b) Fe + 4HNO3 đ Fe(NO3)3 + NOư + 2H2O ị số mol NO = số mol Fe = 0,2 (mol) ị VNO = 0,2.22,4 = 4,48 (lít). Chương 7. CROM - SắT - ĐồNG I. Kiến thức trọng tâm A. Crom và hợp chất của crom 1. Crom – Cấu hình electron : [Ar] 3d5 4s1 ; ư ư ư ư ư ư ị Crom có 6 electron độc thân ị có số oxi hóa từ +1 đến +6 Các số oxi hóa thường gặp : +2, +3, +6. – Cấu tạo đơn chất : mạng tinh thể lục phương với cấu trúc đặc khít, liên kết kim loại bền vững ị Cr là kim loại nặng, cứng nhất trong các kim loại, nhiệt độ nóng chảy cao. – Tính chất : + Crom là kim loại rất cứng, màu trắng sáng, dẫn nhiệt, dẫn điện tốt. + ở nhiệt độ cao phản ứng với nhiều phi kim đ Cr2+ hay Cr3+. + = –0,86 V, nhưng Cr không phản ứng với nước do có màng oxit bảo vệ, phản ứng được với ion H+ đ Cr2+ + H2 + Do được một lớp màng oxit Cr2O3 bảo vệ, crom không bị oxi hoá trong không khí. + Crom thụ động hóa với HNO3 và H2SO4 đặc, nguội. 2. Hợp chất của crom Tính axit Tính bazơ Tính khử Tính oxi hóa Màu sắc CrO ´ ´ ´ Đen Cr2O3 ´ ´ ´ ´ Lục thẫm CrO3 ´ Rất mạnh Đỏ Cr(OH)2 ´ ´ Vàng nâu Cr(OH)3 ´ ´ ´ Lục xám Cr2+ Mạnh ´ Cr3+ ´ ´ Mạnh Vàng Mạnh Da cam – Một số phản ứng đặc trưng : Zn + 2Cr3+ đ 2Cr2+ + Zn2+ H2Cr2O7 2CrO3 2H2CrO4 Da cam Đỏ Vàng + H2O + 2H+ + 2OH– đ + H2O + 2H+ đ + H2O Cr3+ + Cl2 + OH– đ + Cl– + H2O – Điều chế : tách Cr2O3 từ quặng FeO.Cr2O3, sau đó điều chế Cr bằng phương pháp nhiệt nhôm. Cr2O3 + 2Al Al2O3 + 2Cr – ứng dụng : + Crom dùng để điều chế hợp kim cứng, mạ kim loại... + Phèn kali-crom dùng để thuộc da, làm chất cầm màu của vải... B. Sắt và hợp chất của sắt 1. Sắt – Cấu hình electron : [Ar] 3d6 4s2 ư¯ ư ư ư ư ư¯ Các số oxi hóa thường gặp : +2, +3. Cấu tạo đơn chất : tồn tại 2 kiểu mạng tinh thể là lập phương tâm khối và lập phương tâm diện. – Tính chất : + Sắt là kim loại màu xám trắng, dẫn nhiệt, dẫn điện rất tốt. + ở nhiệt độ cao phản ứng với nhiều phi kim đ Fe2+ hay Fe3+. + = –0,440 V ị phản ứng được với ion H+ đ Fe2++H2 + Sắt thụ động hóa với HNO3 và H2SO4 đặc, nguội. + Với nước : 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 Fe + H2O FeO + H2 2. Hợp chất của Fe Tính bazơ Tính khử Tính oxi hóa Màu sắc FeO ´ ´ ´ Đen Fe2O3 ´ ´ Nâu thẫm Fe3O4 ´ ´ ´ Đen Fe(OH)2 ´ ´ Trắng xanh Fe(OH)3 ´ Nâu đỏ Fe2+ ´ ´ Lục nhạt Fe3+ ´ ´ Vàng Một số phản ứng cần lưu ý : 2Fe(NO3)2 Fe2O3 + 2NO2 + O2 2Fe(OH)2 + O2 Fe2O3 + 2H2O Fe3O4 + 8HI đ 3FeI2 + I2 + 4H2O 2Fe3+ + H2S đ 2Fe2+ + S + 2H+ 2Fe3+ + + 3H2O đ 2Fe(OH)3 + 3CO2 3. Hợp kim của sắt a) Gang Gang là hợp kim sắt – cacbon (C chiếm từ 2% đến 5% khối lượng) và lượng nhỏ Si, Mn, P, S... – Gang trắng : cứng, giòn. Chứa ít C, rất ít Si, nhiều Fe3C. Dùng để luyện thép. – Gang xám ít cứng và ít giòn hơn. Chứa nhiều C và Si. Dùng để đúc các vật dụng. b) Thép Thép là hợp kim sắt – cacbon và một lượng rất ít các nguyên tố Si, Mn... (C chiếm từ 0,01% đến 2% khối lượng). – Thép thường hay thép cacbon chứa ít C, Si, Mn và rất ít S, P. – Thép đặc biệt là thép có chứa thêm S, Mn, Cr, Ni, W, V... c) Sản xuất gang, thép – Biết được các nguyên tắc, nguyên liệu để sản xuất gang, thép. – Viết được các phương trình hóa học xảy ra trong các quá trình sản xuất gang, thép. C. Đồng và hợp chất của đồng – Cấu hình electron : [Ar] 3d10 4s1 ư¯ ư¯ ư¯ ư¯ ư¯ ư Số oxi hóa thường gặp : +1, +2. – Cấu tạo đơn chất : kiểu mạng tinh thể lập phương tâm diện. – Tính chất : + Đồng là kim loại màu đỏ, dẫn nhiệt, dẫn điện rất tốt. + = +0,34 V ị tính khử yếu : không phản ứng với ion H+. + ở nhiệt độ cao phản ứng với nhiều phi kim đ Cu2+. 2. Hợp chất của đồng – CuO chất rắn màu đen có tính bazơ và tính oxi hóa. – Cu(OH)2 : chất rắn dạng keo màu xanh. + Có tính lưỡng tính, nhưng tính bazơ trội hơn (chỉ thể hiện tính axit khi phản ứng với kiềm đặc). + Tạo phức màu xanh lam với dung dịch NH3. – CuCO 3.Cu(OH)2 (đồng cacbonat bazơ) : chất rắn màu xanh, được tạo thành khi đồng tiếp xúc với không khí ẩm có chứa CO2. – Một số phản ứng cần lưu ý : 2Cu + 4HCl +O2 đ 2CuCl2+ H2O CuO (đen) + Cu Cu 2O (đỏ gạch) Cu(OH)2 + 4NH3 đ [Cu(NH3)4](OH)2 (nước Svayde) – Điều chế : Chuyển hoá quặng đồng thành đồng : CuFeS2 đ Cu2S đ Cu2O đ Cu D. Một số kim loại khác Ag Au Ni Vị trí Cấu hình e Số oxi hóa thường gặp Z = 47, chu kì 5, nhóm IB [Kr]4d105s1 +1 Z = 79, chu kì 6, nhóm IB [Xe]4f145d106s1 +3 Z = 28, chu kì 4, nhóm VIIIB [Ar]3d84s2 +2 Tính chất – Màu trắng, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất. = +0,8 V ị Tính khử yếu. – Không tác dụng với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng, O2. – Phản ứng với HNO3, H2SO4 đặc nóng. – Phản ứng với H2S khi có mặt O2. – Màu vàng, mềm, dẻo. Dẫn điện, nhiệt tốt. = +1,5 V ị Tính khử yếu – Không phản ứng với các dung dịch axit. – Phản ứng với : + Nước cường toan Au + HNO3 + 3HCl đ AuCl3 + 2H2O + NO + Dung dịch muối xianua của kim loại kiềm [Au(CN)2]– – Rất cứng. Màu trắng bạc. = – 0,26 V ị Tính khử trung bình – Tác dụng với phi kim : O2,Cl2.... – Tác dụng vớ
File đính kèm:
Dai Cuong ve kim loai.doc
