BÀI 14: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Ở nhiệt độ thường, những kim loại nào có thể phản ứng được với dung dịch HCl 1 M, những kim loại nào có thể phản ứng được với H₂O để tạo ra H₂? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Đứng trước Cu và đứng trước Mg 

Câu hỏi 1: Dựa vào Bảng 10.1, hãy sắp xếp các kim loại sau đây theo chiều giảm dần tính khử: Al, Na, K, Fe, Cu.

Đáp án chuẩn:

K, Na, Al, Fe, Cu.

I. TÁC DỤNG VỚI PHI KIM

Luyện tập 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng giữa kim loại kẽm với mỗi chất sau: oxygen, sulfur và chlorine.

Đáp án chuẩn:

Thí nghiệm 1: Kim loại tác dụng với oxygen trong không khí

Chuẩn bị: 

• Hóa chất: Băng magnesium dài khoảng 3 cm – 5 cm.
• Dụng cụ: Đèn cồn, bật lửa, kẹp đốt hóa chất.

Tiến hành: Dùng kẹp đốt hóa chất đưa đoạn băng magnesium vào ngọn lửa đèn cồn.

Yêu cầu: Quan sát và giải thích hiện tượng, viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Đáp án chuẩn:

II. TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI

Thí nghiệm 2: Phản ứng của kim loại với dung dịch muối. 

Chuẩn bị: 

- Hóa chất: Đinh sắt đã được đánh sạch bề mặt, dung dịch copper(II) sulfate 1 M.

- Dụng cụ: Cốc thủy tinh.

Tiến hành: Cho đinh sắt vào cốc thủy tinh chứa dung dịch copper(II) sulfate 1 M.

Yêu cầu: Sau khoảng 10 phút, quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích.

Đáp án chuẩn:

Dung dịch màu xanh dần nhạt đi, phần bị ngâm lớp nâu đỏ bám lên. Do tạo thành muối mới và Cu bị đẩy ra đã bám lên Fe.

Luyện tập 2: Cho , .

1. Cho biết vì sao potassium phản ứng được với nước. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
2. Giải thích vì sao thủy ngân không phản ứng được với nước để tạo hydroxide và khí hydrogen.

Đáp án chuẩn:

a) Vì .

b) Vì  

IV. TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH ACID

Thí nghiệm 3: Phản ứng của kim loại với dung dịch hydrochloric acid.

Chuẩn bị: 

• Hóa chất: Lá đồng, băng magnesium, dung dịch hydrochloric acid 1 M.
• Dụng cụ: Ống nghiệm.

Tiến hành: Cho vào hai ống nghiệm mỗi ống khoảng 2 mL dung dịch HCl 1 M. Cho tiếp lá đồng vào ống nghiệm (1), băng magnesium vào ống nghiệm (2).

Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và viết phương trình hóa học của phản ứng.

Đáp án chuẩn:

 (1): Không có hiện tượng. 

 (2): Băng magnesium tan dần và có khí thoát ra.

Thí nghiệm 4: Phản ứng của kim loại với dung dịch sulfuric acid loãng, dung dịch sulfuric acid đặc, nóng.

Chuẩn bị: 

• Hóa chất: Lá đồng, dung dịch sulfuric acid 1 M, dung dịch sulfuric acid khoảng 70%, giấy quỳ.
• Dụng cụ: Ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, bông tẩm nước, đèn cồn, bật lửa.

Tiến hành:

• Cho vào mỗi ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid loãng và ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid đặc một lá đồng. 
• Đậy mỗi ống nghiệm bằng bông tẩm nước.
• Đun hai ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Sau một thời gian, dùng mẩu giấy quỳ kiểm tra pH của bông tẩm nước đã dùng để nút hai ống nghiệm trên.

Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra (nếu có).

Chú ý: Cẩn thận khi sử dụng dung dịch sulfuric acid đặc.

Đáp án chuẩn:

Ống nghiệm H₂SO_{4 loãng} : Không có hiện tượng.

Ống nghiệm H₂SO_{4 đ}: Lá đồng tan dần và có bọt khí thoát ra. Giấy quỳ chuyển hồng.

Câu hỏi 2: Dựa vào thế điện cực chuẩn của kim loại trong Bảng 10.1, giải thích vì sao Cu và Ag không phản ứng với dung dịch hydrochloric acid 1 M.

Đáp án chuẩn:

và nên không khử được ion H⁺

Luyện tập 3: Có thể dùng dung dịch sulfuric acid đặc để phân biệt đoạn dây bạc và đoạn dây platinum được không? Vì sao?

Đáp án chuẩn:

Có thể vì bạc có thể tan được trong dung dịch H₂SO_{4 đ}, còn platinum thì không.

BÀI TẬP

Bài 1: Cho đinh sắt đã được đánh sạch bề mặt vào dung dịch của một trong các muối sau (có nồng độ 1 M): aluminium chloride, zinc nitrate, copper(II) sulfate, lead(II) nitrate. 

1. Trường hợp nào có phản ứng tạo thành kim loại? Nêu vai trò của mỗi chất tham gia phản ứng.
2. Viết các phương trình hóa học của phản ứng ở dạng ion thu gọn.

Đáp án chuẩn:

a) copper(II) sulfate, lead(II) nitrate.

Fe chất khử, ion Cu²⁺ và ion Pb²⁺ chất oxi hóa.

b)

Bài 2: Từ giá trị thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử ở Bảng 10.1 và giá trị ở môi trường trung tính, cho biết phản ứng nào sau đây có thể xảy ra. Viết phương trình hóa học của phản ứng (nếu có).

Đáp án chuẩn:

1. Không xảy ra 
2. Có xảy ra 
3. Không xảy ra 

Bài 3: Dựa vào tính chất vật lí và tính chất hóa học, giải thích vì sao bạc, vàng thường được dùng làm đồ trang sức.

Đáp án chuẩn:

• Tính chất vật lí: tính dẻo và ánh kim.
• Tính chất hóa học: không dễ bị oxi hóa, không bị han gỉ và không phản ứng với các acid thông thường.