Luyện tập Tính chất vật lí và tính chất hoá học của kim loại KNTT

+ Tính dẫn nhiệt của các kim loại được giải thích bằng sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể

+ Kim loại có tính dẻo do các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau mà không tách rời nhau nhờ lực hút tĩnh điện giữa chúng với các electron hoá trị tự do.

+ Khi một hiệu điện thế được áp vào thanh kim loại, các electron tự do trong mạng tinh thể sẽ di chuyển thành dòng từ phía cực âm về cực dương.

+ Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh, gọi là ánh kim.

Vậy tính cứng của kim loại không phải do các electron tự do gây ra

Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Hg

Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là W

Bạc (Ag) là kim loại dẫn điện tốt nhất, tiếp sau bạc là đồng (Cu), vàng (Au) và nhôm (Al), .. Tuy nhiên, nhôm và đồng thường được sử dụng làm dây dẫn điện hơn.

Tính chất đặc trưng của kim loại là tính khử

Cho Zn tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng tạo ra chất khí H₂

Phương trình phản ứng

Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

Các kim loại từ Cu đến Au trong dãy điện hóa không đẩy được H₂ ra khỏi dung dịch của các acid như HCl, H₂SO₄ loãng

Kim loại Cu hoạt động hoá học mạnh hơn kim loại Ag nên có thể đẩy được Ag ra khỏi dung dịch muối của nó.

Phương trình hoá học:

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Hầu hết các kim lọa nhóm IA, IIA có tính khử mạnh, tác dụng với nước ở nhiệt độ thường giải phóng H₂.

Au là kim loại dẻo nhất 

Ag không phản ứng với dung dịch CuSO₄

Khi cho Na vào dung dịch CuSO₄ thì Na sẽ phản ứng với nước trước để tạo thành dung dịch kiềm

Cho đinh sắt vào dung dịch copper(II) sulfate. Khi đó sắt (Fe) đóng vai trò là chất khử, copper(II) sulfate (CuSO₄) đóng vai trò là chất oxi hóa.

Fe_(s) + Cu²⁺_(aq) ⟶ Fe²⁺_(aq) + Cu_(s)

HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội làm thụ động hóa Al, Fe, Cr

Vậy dãy kim loại phản ứng được với dung dịch HNO₃ đặc nguội là Cu, Ag, Mg

Ta có tính khử: Zn > Cu > Fe²⁺

Tính oxi hóa: Zn²⁺ < Cu²⁺ < Fe³⁺

Do đó Zn, Cu tan hết trong dung dịch FeCl₃ dư

Hỗn hợp rắn thu được là: CuO, ZnO, Ag

Phương trình phản ứng:

2Cu + O₂ 2CuO

2Zn + O₂ 2ZnO

Hòa tan vào dung dịch HCl chỉ có CuO, ZnO

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Vậy dung dịch X gồm CuCl₂, ZnCl₂ và chất rắn Y là Ag

Cho phản ứng sau: Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag. Trong phản ứng trên xảy ra quá trình là kim loại Fe khử ion Ag⁺ thành kim loại Ag

Phương trình phản ứng

Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Z là: MgO, BaSO₄

Đặt n_CuSO4 = x mol.

Phương trình phản ứng

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu.

x ←     x                     →  x    (mol)

Khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,6 gam

m_{Fe tăng} = m_Cu - m_{Fe pứ} 

64x - 56x = 1,6

8x = 1,6 x = 0,2 mol.

C_{M CuSO4} = 0,2:0,2 = 1,0M.

n_{CuSO4 ban đầu} = 0,5.1 = 0,5 mol

n_{CuSO4 sau} = 0,3.1 = 0,3 mol

n_{CuSO4 phản ứng} = 0,5 – 0,3 = 0,2 mol

Phương trình thu gọn

M + CuSO₄ → MSO₄ + Cu

0,2 0,2 → 0,2 (mol)

Khối lượng tăng của kim loại: m = m_Cu – m_{M tan} = 0,2.( 64 – M_M) = 1,6

M = 56 gam/mol.

Kim loại cần tìm là Fe

n_H2 = 0,585 mol;

n_HCl = 0,75 mol;

n_H2SO4 = 0,21 mol

n_H⁺ = 0,75 + 0,21.2 = 1,17 = 2n_H2   Acid phản ứng vừa đủ

Bảo toàn khối lượng:

m_{kim loại}  + m_HCl + m_H2SO4 = m_{muối khan} + m_H2

m_{muối khan} = 11,61 + 0,75.36,5 + 0,21.98 – 0,585.2 = 58,395 gam

n_Fe3+ = 0,06 mol

Phương trình thu gọn

Mg + 2Fe³⁺ → Mg²⁺ + 2Fe²⁺ (1)

Mg + Fe²⁺ → Mg²⁺ + Fe (2)

Ta nhận thấy: 1,68 < 0,06.56 = 3,36

Sau phản ứng dung dịch muối chưa phản ứng hết

n_{Fe sinh ra sau phản ứng} = 1,68:56 = 0,03 (mol)

(2) n_Fe = n_Mg = 0,03 (mol)

(1) n_Mg = n_FeCl3 = 0,03 (mol)

n_Mg = 0,03 + 0,03 = 0,06 (mol)

m_Mg = 0,06 . 24 = 1,44 gam.

Chất rắn sau phản ứng gồm 2 kim loại Cu và Fe dư, Al phản ứng hết

n_Cu = n_CuSO4 = 0,2.0,525 = 0,105 mol

  m_Cu = 0,105.64 = 6,72 gam

m_{Fe dư} = m _{rắn A} – m_Cu =  7,84 – 6,72 = 1,12 gam

  n_{Fe dư} = 1,12 : 56 = 0,02 mol

Phương trình phản ứng

Fe (dư) + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO +2H₂O (1)

→  n_HNO3 = 4.n_{Fe dư} = 0,08 mol

n_Fe³⁺= n_Fe = 0,02 mol

Ta chú ý phản ứng: Cu khử Fe³⁺ thành Fe²⁺

Cu  + 2Fe³⁺ → Cu²⁺    + 2Fe²⁺ (2)

⇒ n_{Cu phản ứng (2)} = n_Fe³⁺ = 0,01 mol 

Để HNO₃ cần dùng là tối thiểu thì cần dùng 1 lượng hòa tan vừa đủ 0,105 – 0,01 = 0,095 mol Cu

Phương trình phản ứng:

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

Từ đây tính được số mol HNO₃

 n_{HNO3 (3)} = 0,095.  = 0,253 mol

→ Tổng số mol HNO₃ đã dùng:

n_HNO3 = n_{HNO3 (1)} + n_{HNO3 (3}) = 0,08 + 0,253 = 0,333 mol

V_HNO3 = 0,333:2 = 0,16667 lít = 166,67 mL