Kiến thức cần nhớ Hóa 12, Đại cương về kim loại

| Tin mới | Tag:
KIẾN THỨC CẦN NHỚ

I. VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại có mặt ở:

– Nhóm IA (trừ hiđro) và IIA. Các kim loại này là những nguyên tố s.

– Nhóm IIIA (trừ bo), một phần cùa các nhóm IVA, VA, VIA. Các kim loại này là những nguyên tố p.

– Các nhóm B (từ IB đến VIIIB). Các kim loại nhóm B được gọi là những kim loại chuyển tiếp, chúng là những nguyên tố d.

– Họ lantan và actini. Các kim loại thuộc hai họ này là những nguyên tố f. Chúng được xếp riêng thành hai hàng ờ cuối bảng.

Xác định vị trí nguyên tố:

+ Nguyên tố thuộc phân nhóm chính (nhóm A): có electron xép sau cùng rơi vào phân lớp s hoặc p.

– Số thứ tự = Z

– Chu kỳ = số lớp electrron

– Nhóm = tổng số số electron ở lớp ngoài cùng

+ Nguyên tố thuộc phân nhóm phụ (nhóm B): có electron xếp sau cùng rơi vào phân lớp d.

– Số thứ tự = Z

– Chu kỳ = số lớp electrron

– Nhóm = phụ thuộc tổng số số electron ở lớp (n – 1 )dx + nsy = S

+ Khi 1 ≤ S ≤ 8 thì số nhóm bằng S

+ Khi 8 < S ≤ 10 thì sổ nhóm là VIIIB

+ Khi 10 < S thì số nhóm = S – 10

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI

Tính chất vật lí chung là tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và ánh kim.

– Những kim loại có tính dẻo cao là Au, Ag, Al, Cu, Sn,… (dẻo nhất là Au)

– Độ dẫn điện của Ag > Cu > Au > Al > Fe

– Nhiệt độ tăng thì tính dẫn điện cùa kim loại giảm.

– Kim loại nào dẫn điện tốt thì cũng dẫn nhiệt tốt. Tính dẫn nhiệt của kim loại giảm dần theo thứ tự Ag, Cu, Al, Fe,…

– Khối lượng riêng: Li là kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất, D = 0,5g/cm3.

– Kim loại có khối lượng riêng lớn nhất là osimi (Os), D = 22,6g/cm3.

– Kim loại có khối lượng riêng nhỏ hơn 5g/cm3 là những kim loại nhẹ, như: Na, K, Mg, Al,… Những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 là những kim loại nặng, như: Fe, Zn, Pb, Cu, Ag, Hg,…

– Kim loại có nhiệt độ nóng chảy rất khác nhau. Thấp nhất là Hg nóng chảy ờ -39°c, cao nhất là W (vonfam) nóng chảy ở 3410°c.

– Tính cứng: mềm nhất là Cs (0,2), cứng nhất là Cr (9).

Mạng tinh thể

Lập phương tâm khối

Độ đặc khít 68%
Lập phương tâm diện

Độ đặc khít 74%
Lục phương

Độ đặc khít 74%
Li, Na, K, Rb, Cs
Ba Ca, Sr Be, Mg
Cr Al
Fe (α) Fe (γ)
V, Mo Cu
Ni, Pb Au, Ag Zn

III. HOÁ TÍNH:

TÍNH CHẤT HOÁ HỌC ĐẶC TRƯNG CỦA KIM LOẠI LÀ TÍNH KHỬ

M => Mn+ + ne

1. Tác dụng với phi kim: hầu hết các kim loại khử được phi kim thành ion âm

2Na + Cl2 => 2NaCl

Mg + Cl2 => MgCl2
2Al + 3Cl2 => 2AlCl3
2Cr + 3Cl2 => 2CrCl3
Fe + S => FeS

2Fe + 3Cl2 => 2 FeCl3
2Fe + 3Br2 => 2 FeBr3
Fe + I2 => FeI2

2. Tác dụng với oxi: Ag, Au, Pt không tác dụng

4Li + O2 => 2Li2O

2Na + O2 => Na2O2 (cháy trong oxi khô)

2Mg + O2 => 2MgO

4Al + 3O2 => 2Al2O3
3Fe + 2O2 => Fe3O4
4Cr + 3O2 => 2Cr2O3

3. Tác dụng với axit:

a. Axit thông thường: HCl, H2SO4 loãng… tác dụng với kim loại đứng trước H cho H2 bay lên

2Li + 2HCl => 2LiCl + H2

Zn + 2HCl => ZnCl2 + H2

Fe + 2HCl => FeCl2 + H2

Cr + 2HCl => CrCl2 + H2

2Al + 6HCl => 2AlCl3 + 3H2

(các kim loại có tính khử mạnh như K, Na… sẽ gây nổ khi tiếp xúc với các dung dịch axit)

b. Axit có tính oxi hoá mạnh: H2SO4 đặc, HNO3

– HNO3 đặc/nguội, H2SO4 đặc nguội: không tác dụng và đồng thời làm thụ động các kim loại Al, Fe, Cr.

– HNO3, H2SO4 đặc: không tác dụng Au, Pt

– Hầu hết các kim loại tác dụng, khử được N+5 và S+6 xuống số oxi hoá thấp hơn

h1

Kim loại trung bình hoặc yếu tác dụng với HNO3 đặc nóng tạo NO2, loãng tạo NO

h2

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

2Fe + 6H2SO4đặc , nóng => Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

4. Tác dụng với dung dịch muối:

Tuân theo quy tắc α:

h3

0 +2 +2

Fe +CuSO4 => FeSO4 +Cu↓

Cu + 2FeCl3 => CuCl2 + 2FeCl2
Fe(NO3)2 + AgNO3 => Fe(NO3)3 + Ag ↓

Fe + 2Fe(NO3)3 => 3Fe(NO3)2

Cần chú ý:

h4

Các kim loại có khả năng tác dụng với nước ở ngay điều kiện thường như: Na, K, Ca, Ba… khi cho vào dung dịch muối sẽ tác dụng với nước trước, tạo dung dịch bazơ. Phản ứng tiếp theo nếu có là của dung dịch bazơ với dung dịch muối.

5. Tác dụng với dung dịch bazơ:

Do dung dịch bazơ phá vỡ lớp bảo vệ, kim loại tác dụng với nước tạo hiđroxyt bảo vệ, lớp này tiếp tục bị dung dịch bazơ phá vỡ. Các kim loại thường gặp là Al, Be, Zn.

2Al + 2NaOH + 2H2O => 2NaAlO2 + 3H2

6. Tác dụng với nước: ở điều kiện thường

Bao gồm các kim loại Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba. Tạo dung dịch bazơ và H2O

2Na + 2H2O => 2NaOH + H2

Ca + 2H2O => Ca(OH)2 + H2

ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

Nguyên tắc: khử ion dương kim loại thành kim loại.

Chia thành 2 nhóm chính:

Nhóm 1: Kim loại hoạt động mạnh

Chỉ sử dụng được phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy, bao gồm:

– Kim loại kiềm: điện phân nóng chảy muối clorua, hiđroxit

– Kim loại kiềm thổ: điện phân nóng chảy muối clorua

– Nhôm: điện phân nóng chảy Al2O3 Nhóm 2: bao gồm các kim loại đứng sau nhôm

ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN

h5

to
FeO + CO => Fe + CO2
Cần chú ý: số mol CO = số mol CO2; số mol H2 = số mol H2O

ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP THUỶ LUYỆN

Dùng kim loại có tính khử mạnh đẩy kim loại có tính khử yếu ra khỏi dung dịch muối cùa chúng:

Fe + CuSO4 => FeSO4 + Cu

ĐIỀU CHẾ BẰNG ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH MUỐI

Cation:

– Là ion của kim loại đứng sau AI sẽ bị khử thành kim loại

Mn+ + ne => M

– Là ion của kim loại mạnh (hoặc NH4+) sẽ không bị điện phân. Lúc này nước bị điện phân

2H2O + 2e => H2 + 2OH

ĐIỀU CHẾ BẰNG ANION

– Nếu là Cr, Br sẽ tạo thành Cl2, Br2

– Nếu là gốc ayxit có oxi: SO24 , NO3 … sẽ không bị điện phân. Lúc này nước bị điện phân:

2H2O => O2 + 4H+ + 4e

dpdd

Ví dụ: CuCl2 ——–> Cu + Cl2

TÊN VÀ CÔNG THỨC MỘT SỐ CHẤT

1. Xinvinit NaCl.KCl

2. Cacnalit KCl.MgCl2.6H2O

3. Đolomit CaCO3.MgCO3
4. Apatit Ca3(PO4)2.CaF2
5. Boxit Al2O3.nH2O

6. Đất sét Al2O3 2SiO2.2H2O

7. Mica K2O.Al2O3.6SiO2.2H2O

8. Criolit Na3AlF6 (hay AlF3.3NaF)

9. Pirit đồng CuFeS2
10. Malachit Cu(OH)2.CuCO3
11. Chancozit Cu2S

12. Manhetit Fe3O4
13. Hemantit đỏ Fe2O3
14. Hemantit nâu Fe2O3.nH2O

15 Xiderit FeCO3
16. Pirit sắt FeS2
17. Phèn chua Al2(SO4)3.K2SO4.24H2O

18. Phèn nhôm amon Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H2O

19. Galen PbS

20. Sphalerit ZnS.FeS (Zn là chủ yếu)

21. Fluorit CaF2
22. Crômit FeO.Cr2O3 hay Fe(CrO2)2
23. Thạch cao sống CaSO4.2H2O

24. Vôi sống CaO

25. Vôi tôi Ca(OH)2

TÍNH CHẤT LƯỠNG TÍNH

Chất lưỡng tính là chất vừa thể hiện tính chất axit vừa thể hiện tính chất bazơ, do đó vừa tác dụng với axit vừa tác dụng được với bazơ theo phản ứng axit bazơ (phản ứng trao đổi).

Một số hợp chất lưỡng tính thường gặp:

Oxit Al2O3, BeO, ZnO, Cr2O3
Hiđroxit Al(OH)3, Be(OH)2, Zn(OH)2, Cr(OH)3
Muối axit của axit yếu NaHCO3, Ca(HCO3)2, NaHS, Ba(HCO3)2
Muối của axit yếu và bazơ yếu (NH4)2CO3, CH3COONH4, NH4HCO3

MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP CẦN CHÚ Ý THÊM

1. CO2 tác dụng với chất khác

Thí nghiệm: Cho CO2 từ từ đến dư vào dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2. Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa, sau đó kết tủa tan.

CO2 + Ca(OH)2 => CaCO3↓ + H2O

CaCO3 + CO2 + H2O => Ca(HCO3)2

Thí nghiệm: Cho CO2 từ từ đến dư vào dung dịch NaOH.

Phản ứng xảy ra:

CO2 + 2NaOH => Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O => 2NaHCO3

2. Muối nhôm

Thí nghiêm: Dẫn CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2.

Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng không tan khi CO2 dư.

CO2 + H2O + NaAlO2 => Al(OH)3↓ + NaHCO3

Thí nghiệm: Cho dung dịch HCl từ từ đến dư vào dung dịch NaAlO2.

Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó tan khi HCl dư.

HCl + H2O + NaAlO2 => Al(OH)3↓ + NaCl

Al(OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3H2O

Thí nghiệm: Cho từ từ dung dịch NaOH cho đến dư vào dung dịch AlCl3.

Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần tạo dung dịch trong suốt.

AlCl3 + 3NaOH => Al(OH)3↓ + 3NaCl

Al(OH)3 + NaOH => NaAlO2 + 2H2O

Hiện tượng này tương tự với ZnCl2, CrCl3.

Thí nghiệm: Cho từ từ dung dịch AlCl3 đến dư vào dung dịch NaOH.

Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó tan ngay (vì nằm trong môi trường NaOH), một thời gian sau lại xuất hiện kết tủa keo trắng không tan.

AlCl3 + 3NaOH => Al(OH)3↓ + 3NaCl

Al(OH)3 + NaOH => NaAlO2 + 2H2O

Thí nghiệm: Cho từ từ dung dịch NH3 vào dung dịch AlCl3.

Hiện tượng: Tạo kết tủa keo trắng không tan trong dung dịch NH3 dư.

AlCl3 + 3NH3 + 3H2O => Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl

Thí nghiệm: Cho Na vào dung dịch AlCl3
Hiện tượng: Có khí bay lên, tạo kết tủa trắng. Đôi khi kết tủa có thể tan:

2Na+ 2H2O => 2NaOH + H2

AlCl3 + 3NaOH => Al(OH)3 ↓+ 3NaCl

Nếu dung dịch còn dư NaOH thì:

Al(OH)3 + NaOH => NaAlO2 + 2H2O

3. Liên quan Na2CO3

Thí nghiệm: Cho từ từ đến dư dung dịch HC1 vào dung dịch Na2CO3 Hiện tượng: Lúc đầu không có CO2 bay lên, một lúc sau bắt đầu có CO2

HCl + Na2CO3 => NaHCO3 + NaCl

HCl + NaHCO3 => NaCl + H2O + CO2

Thí nghiệm: Cho từ từ đến dư dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl

Hiện tượng: Xuất hiện CO2 ngay lập tức (vì Na2CO3 nằm trong môi trường axit)

2HCI + Na2CO3 => 2NaCl + H2O + CO2

Thí nghiệm: Cho dung dịch FeCl3 tác dụng với dung dịch Na2CO3
Hiện tượng: Có kết tủa nâu đỏ và khí bay lên:

2FeCl3 + 3Na2CO3 => Fe2(CO3)3 + 6NaCl

Fe2(CO3)3 + 3H2O => 2Fe(OH)3 ↓+ 3CO2

Thí nghiệm: Cho dung dịch AlCl3 tác dụng với dung dịch Na2CO3
Hiện tượng: Có kết tủa keo trắng và khí bay lên:

2AlCl3 + 3Na2CO3 => Al2(CO3)3 + 6NaCl

Al2(CO3)3 + 3H2O => 2Al(OH)3↓ + 3CO2

4. Liên quan đến kim loại Oxit kim loại tác dụng với H2O ở nhiệt độ thường

Thí nghiệm: Cho K vào dung dịch CuSO4
Hiện tượng: Có khí bay ra và xuất hiện kết tủa màu xanh:

2K + 2H2O => 2KOH + H2

2KOH + CuSO4 => Cu(OH)2↓ + K2SO4

Thí nghiệm: Cho Na2O vào dung dịch CuSO4
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu xanh

Na2O + H2O => 2NaOH

2NaOH + CuSO4 => Cu(OH)2↓ + Na2SO4

5. Liên quan dãy điện hóa

Thí nghiệm: Cho Fe dư tác dụng với dung dịch HNO3 loãng

Kết quả: Thu được muối sắt (II)

Fe + 4HNO3 => Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Fe + 2Fe(NO3)3 => 3Fe(NO3)2

Thí nghiệm: Cho Fe tác dụng dung dịch AgNO3

Kết quả: Thu được muối sắt (III) màu vàng và có Ag kết tủa

Fe + 2AgNO3 => Fe(NO3)2 + 2Ag↓

Fe(NO3)2 + AgNO3 => Fe(NO3)3 + Ag↓

Thí nghiêm: Cho Cu dư vào dung dịch muối sắt (III)

Hiện tượng: Mất dần màu vàng, xuất hiện màu xanh

Cu + 2FeCl3 => CuCl2 + 2FeCl2

Thí nghiệm: Hoà tan hỗn hợp Fe3O4 và Cu trong dung dịch HCl dư

Kết quả: Thu được FeCl2 và CuCl2, nếu sau còn đồng dư thì không còn FeCl3

Fe3O4 + 8HCl => FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Cu + 2FeCl3 => CuCl2 + 2FeCl2

6. Liên quan dung dịch NH3

Thí nghiệm: Cho từ từ đến dư dung dịch NH3 vào dung dịch CuCl2 Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa xanh sau đó tan, tạo dung dịch xanh lam

CuCl2 + 2NH3 + 2H2O => Cu(OH)2↓ + 2NH4CI

Cu(OH)2 + 4NH3 => [Cu(NH3)4](OH)2

Bình luận
0

Bình luận