Home Hóa lớp 12 Tính chất hóa học của kim loại và bài tập về tính...

Tính chất hóa học của kim loại và bài tập về tính chất hóa học của kim loại

34
0

I . Tính chất hóa học của kim loại

TÍNH CHẤT HÓA HỌC ĐẶC TRƯNG CỦA KIM LOẠI

Kim loại có tính chất đặc trưng là tính khử (nguyên tử kim loại dễ bị oxi hóa thành ion dương):
Ví dụ: M → Mn+ + ne

1 . Tính chất hóa học: Kim loại tác dụng với phi kim

Hầu hết các kim loại khử được phi kim điển hình thành ion âm

Ví dụ: 4Al + 3O2 ==> 2Al2O3

2Fe + 3Cl2 ==> 2FeCl3

Hg + S → HgS

2 . Tính chất hóa học: Kim loại tác dụng với axit

a) Đối với dung dịch HCl, H2SO4 loãng:

M + nH+ → Mn+ + n/2H2

(M đứng trước hiđro trong dãy thế điện cực chuẩn)

b) Đối với H2SO4 đặc, HNO3 (axit có tính oxi hóa mạnh):

– Kim loại thể hiện nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với H2SO4 đặc, HNO3 sẽ đạt số oxi hóa cao nhất

– Hầu hết các kim loại phản ứng được với H2SO4 đặc nóng (trừ Pt, Au) và H2SO4 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó S+6 trong H2SO4 bị khử thành S+4 (SO2) ; So hoặc S-2 (H2S)

– Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO3 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó N+5 trong HNO3 bị khử thành N+4 (NO2)

– Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 loãng (trừ Pt, Au), khi đó N+5 trong HNO3 bị khử thành N+2 (NO) ; N+1 (N2O) ; No (N2) hoặc N-3 (NH4+)

– Các kim loại có tính khử càng mạnh thường cho sản phẩm khử có số oxi hóa càng thấp. Các kim loại như Na, K…sẽ gây nổ khi tiếp xúc với các dung dịch axit

Ví dụ:

2Fe + 6H2SO4  (đặc) ==> Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

4Mg + 5H2SO4  (đặc) ==> 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

3 . Tính chất hóa học: Kim loại Tác dụng với dung dịch muối

– Điều kiện để kim loại M đẩy được kim loại X ra khỏi dung dịch muối của nó:

+ M đứng trước X trong dãy thế điện cực chuẩn

+ Cả M và X đều không tác dụng được với nước ở điều kiện thường

+ Muối tham gia phản ứng và muối tạo thành phải là muối tan: xM (r) + nXx+ (dd) → xMn+ (dd) + nX (r)

– Khối lượng chất rắn tăng: ∆m↑ = mX tạo ra – mM tan

– Khối lượng chất rắn giảm: ∆m↓ = mM tan – mX tạo ra

– Hỗn hợp các kim loại phản ứng với hỗn hợp dung dịch muối theo thứ tự ưu tiên: kim loại khử mạnh nhất tác dụng với cation oxi hóa mạnh nhất để tạo ra kim loại khử yếu nhất và cation oxi hóa yếu nhất

– Với nhiều anion có tính oxi hóa mạnh như NO3-, MnO4-,…thì kim loại M sẽ khử các anion trong môi trường axit (hoặc bazơ)

Ví dụ: – Khi cho Zn vào dung dịch CuSO4 ta thấy lớp bề mặt thanh kẽm dần chuyển qua màu đỏ và màu xanh của dung dịch bị nhạt dần do phản ứng:

Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu↓

– Khi cho kim loại kiềm Na vào dung dịch CuSO4 ta thấy có sủi bọt khí không màu và xuất hiện kết tủa keo xanh do các phản ứng:

Na + H2O → NaOH + 1/2H2 và CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4

– Khi cho bột Cu vào dung dịch Cu(NO3)2 có vài giọt HCl ta thấy có khí không màu thoát ra và hóa nâu trong không khí do phản ứng: 3Cu + Cu(NO3)2 + 8HCl → 4CuCl2 + 2NO + 4H2O

4 . Tính chất hóa học: Kim loại Tác dụng với nước

– Các kim loại mạnh như Li, Na, K, Ca, Sr, Ba…khử nước dễ dàng ở nhiệt độ thường theo phản ứng:

+ nH2O → M(OH)n + n/2H2. Kim loại Mg tan rất chậm và Al chỉ tan khi ở dạng hỗn hống (hợp kim của Al và Hg)

– Các kim loại trung bình như Mg, Al, Zn, Fe…phản ứng được với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo oxit kim loại và hiđro

Ví dụ: Mg + H2O(h) ==> MgO + H2

3Fe + 4H2O(h) ==> Fe3O4 + 4H2

Fe + H2O(h) ==> FeO + H2

– Các kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag, Hg…không khử được nước dù ở nhiệt độ cao

5 . Tính chất hóa học: Kim loại Tác dụng với dung dịch kiềm

Các kim loại mà hiđroxit của chúng có tính lưỡng tính như Al, Zn, Be, Sn, Pb…tác dụng được với dung dịch kiềm (đặc). Trong các phản ứng này, kim loại đóng vai trò là chất khử, H2O là chất oxi hóa và bazơ làm môi trường cho phản ứng

Ví dụ: phản ứng của Al với dung dịch NaOH được hiểu là phản ứng của Al với nước trong môi trường kiềm và gồm hai quá trình: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

Cộng hai phương trình trên ta được một phương trình:

2Al + 6H2O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3H2

6 . Tính chất hóa học: Kim loại Tác dụng với oxit kim loại

Các kim loại mạnh khử được các oxit kim loại yếu hơn ở nhiệt độ cao thành kim loại

Ví dụ: 2Al + Fe2O3 ==> 2Fe + Al2O3

II . Bài tập về tính chất hóa học của kim loại

Dạng 1: Kim loại tác dụng với phi kim

Ví dụ: Cho 1,1 gam hỗ hợp bột Al và Fe tác dụng đủ với 1,28 gam bột S. Tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu?

A . 0,56 gam Al và 0,54 gam Fe

B . 0,27 gam Al và 1,12 gam Fe

C . 0,27 gam Al và 0,83 gam Fe

D . 0,54 gam Al và 0,56 gam Fe

Hướng dẫn giải:

Gọi số mol của Al, Fe trong hỗn hợp lần lượt là x, y mol → 27x + 56y = 1,1 gam (*)

2Al + 3S –to–>  Al₂S₃ (1)

x → 1,5x             mol

Fe + S –to–> FeS   (2)

y → y                mol

Theo 2 phương trình ta có:

ns= 1,5x + y = 1,28 / 32 = 0,04 mol (**)

Từ (*) và (**) ta có:

27x + 56y = 1,1        <=>       x = 0,02

1,5 + y = 0,04                        y = 0,01

=>mAl = 0,02 . 27 = 0,54 gam

    mFe = 0,01 . 56 = 0,56 gam

=>Chọn D

Dạng 2: Kim loại tác dụng với axit HCl, HSO loãng

Ví dụ: Cho 2,42 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Cu và Fe ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,7 gam. Thể tích dung dịch hỗn hợp với HCl 1M và H₂SO₄ 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là:

A . 16 ml                         B. 30ml                          C. 48 ml                        D. 32 ml

Hướng dẫn giải chi tiết:

Có:nO2 = (3,7 – 2,42)/32 = 0,04 mol -> nO2 = 2. 0,04 = 0,08 mol

=>nH+ = 2nO2- = 2. 0,08 = 0,16 mol

Gọi thể tích dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H₂SO₄ 2M là V lít, ta có:

nH+ = nHCl + 2nH2SO4 <=> 0,16 = V + 2. 2V -> V = 0,032 lít = 32 ml

->Chọn D

Dạng 3: Kim loại tác dụng với axit HSO đặc, HNO 

Ví dụ: Hòa tan 9,6 gam kim loại R bằng axit H₂SO₄, đặc, nóng (dư), sinh ra 3,36 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Kim loại R là:

A . Mg                            B. Zn                              C. Fe                               D. Cu

Giải:

nSO2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol

PTHH: 2R + 2nH₂SO₄đặc –to –>  R(SO)n + nSO + 2nHO

Theo phương trình:

nR = 2nSO2/n = 0,3/n mol -> MR = (9,6/0,3). N = 32n <=> n = 2 và M = 64

Vật kim loại R là Cu

Chọn D

Dạng 4: Kim loại tác dụng với muối

Ví dụ: Cho 8,4 gam bột Fe vào một lít dung dịch A chứa AgNO₃ 0,2M và CuSO₄ 0,1M thu được chất rắn B (các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Khối lượng của B là:

A . 28,0 gam                  B. 28,4 gam                   C. 27,6 gam                  D. 24,8 gam

Hướng dẫn giải chi tiết

Có: nFe = 0,15 mol, nAgNO3 = 0,2 mol, nCuSO4 = 0,1 mol

Xét thứ tự phản ứng;

Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag (1)

0,1 ← 0,2              → 0,2 mol

Fe + Cu2+ → Fe2+ +Cu (2)

0,05 → 0,05        → 0,05 mol

→ mchất rắn = 0,2.108 + 0,05,64 = 24,8 gam.

Chọn D

……………………………………………………………………….

Hy vọng với phần ôn tập Tính chất hóa học của kim loại và bài tập về tính chất hóa học của kim loại ở trên hữu ích với các bạn. Chúc các bạn học tốt.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here