BÀI 14. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ LIÊN KẾT KIM LOẠI. TÍNH CHẤT KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Kim loại giữ vai trò quan trọng trong các ngành kĩ thuật vì chúng có những tính chất vật lí, hoá học đặc biệt. Kim loại có cấu tạo nguyên tử như thế nào? Có những tính chất và ứng dụng gì?

Đáp án chuẩn:

- Cấu tạo:

+ Số electron ở lớp ngoài cùng là 1, 2, 3.

+ Rắn (trừ Hg) và có cấu tạo tinh thể.

- Tính chất:

+ Tính ánh kim, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và tính dẻo.

+ Tác dụng với phi kim, nước, dung dịch acid, dung dịch muối.

- Ứng dụng: dây dẫn điện, chế tạo dụng cụ đun nấu, dùng trong công trình xây dựng

1. CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI

Thảo luận 1: Hãy nêu nhận xét về số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại Na, Mg, Al, Fe, Cu, Zn.

Đáp án chuẩn:

Số electron ngoài cùng là 1, 2, 3.

Thảo luận 2: So sánh liên kết kim loại với liên kết ion và liên kết cộng hoá trị.

Đáp án chuẩn:

* Kim loại và cộng hoá trị:

- Giống: chung e

- Khác:

+ Cộng hoá trị: 2 nguyên tử tham gia liên kết.

+ Kim loại: toàn bộ e.

* Kim loại với liên kết ion:

- Giống: liên kết sinh ra bởi lực hút tĩnh điện.

- Khác:

+ Ion: hai ion mang điện tích trái dấu.

+ Kim loại: các electron hoá trị tự do với các ion dương

2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI

Thảo luận 3: Vàng, bạc được sử dụng làm đồ trang sức nhờ tính chất vật lí nào của kim loại?

Đáp án chuẩn:

Ánh kim.

Thảo luận 4: Hãy cho biết hiện tượng xảy ra khi tác dụng một lực cơ học đủ mạnh lên tấm kim loại. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Tính dẻo.

Luyện tập 1: Hãy giải thích:

a) Tại sao tungsten (W) được dùng để làm dây tóc bóng đèn?

b) Tại sao lõi dây điện thường được làm từ kim loại đồng?

Đáp án chuẩn:

a) Nhiệt độ nóng chảy cao và dẫn nhiệt tốt.

b) Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, giá thành rẻ.

3. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI

Thảo luận 5: Tiến hành Thí nghiệm 1 và nêu hiện tượng xảy ra. Xác định vai trò của các chất trong các phản ứng hoá học xảy ra ở thí nghiệm này.

Đáp án chuẩn:

- Sắt chất khử, chlorine chất oxi hoá.

- Magnesium chất khử, oxygen chất oxi hoá.

- Sắt chất khử, lưu huỳnh chất oxi hoá.

Thảo luận 6: Dựa vào thế điện cực chuẩn trong Bảng 12.1, hãy cho biết kim loại nào có khả năng phản ứng được với dung dịch HCl hoặc dung dịch H₂SO₄ loãng giải phóng khí H₂.

Đáp án chuẩn:

Có thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá – khử tương ứng nhỏ hơn 0

Thảo luận 7: Tiến hành Thí nghiệm 2 và nêu hiện tượng xảy ra. Xác định vai trò của các chất trong phản ứng hoá học xảy ra ở Thí nghiệm 2.

Đáp án chuẩn:

- TN với HCl: (1) không có hiện tượng, (2) bọt khí. (2), sắt: chất khử, HCl: oxi hoá.

- TN với H₂SO₄ loãng: (3) không có hiện tượng, (4)  bọt khí. (4), sắt chất khử, H₂SO₄ chất oxi hoá.

- TN với H₂SO₄ đặc: đồng bị tan, dung dịch màu xanh và sủi bọt khí. Cu chất khử, H₂SO₄ đặc chất oxi hoá.

Thảo luận 8: Dựa vào thế điện cực chuẩn trong Bảng 12.1, hãy cho biết kim loại nào có khả năng phản ứng được với nước ở điều kiện thường giải phóng khí H_2.

Đáp án chuẩn:

Kiềm, kiềm thổ 

Thảo luận 9: Dựa vào thế điện cực chuẩn trong Bảng 12.1, hãy cho biết kim loại nào có khả năng đẩy được đồng ra khỏi dung dịch CuSO₄ 1 M.

Đáp án chuẩn:

Kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn đồng.

Thảo luận 10: Tiến hành Thí nghiệm 3 và nêu hiện tượng xảy ra. Xác định vai trò của các chất trong phản ứng hoá học xảy ra ở Thí nghiệm 3.

Đáp án chuẩn:

(1) kết tủa, (2) không có hiện tượng. Cu chất khử, AgNO₃ chất oxi hoá.

BÀI TẬP

Bài 1: Thuỷ ngân dễ bay hơi và rất độc. Khi nhiệt kế thuỷ ngân bị vỡ có thể dùng bột lưu huỳnh để xử lí thuỷ ngân. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Vì 2 chất này sẽ tác dụng tạo thành chất không độc

Bài 2: Tại sao đồng dẫn điện tốt hơn nhôm nhưng dây điện cao thế thường được làm bằng nhôm mà không làm bằng đồng? Cho biết khối lượng riêng của đồng là 8,96 g/cm³, của nhôm là 2,70 g/cm³.

Đáp án chuẩn:

Khối lượng riêng nhỏ hơn đồng, giảm áp lực lên cột điện và giá thành rẻ.

Bài 3: Để làm tinh khiết bột đồng có lẫn các kim loại thiếc, kẽm, người ta có thể ngâm hỗn hợp trên vào lượng dư dung dịch Cu(NO₃)₂. Giải thích và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra (nếu có).

Đáp án chuẩn:

Vì các kim loại kể trên đều có tính khử mạnh hơn Cu.

PTHH: Sn + Cu(NO₃)₂ → Sn(NO₃)₂ + Cu

Zn + Cu(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Cu