Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 18: Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

Giải thích vì sao kim loại đều có tính vật lí chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim?

Phương pháp giải

Để giải thích tính dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim của kim loại ta dựa vào đặc điểm cấu tạo mạng tinh thể của kim loại.

Hướng dẫn giải

Tính chất vật lý chung của kim loại có được là do trong cấu tạo mạng tinh thể kim loại có các electron tự do chuyển động trong mạng tinh thể kim loại

Tính chất hoá học cơ bản của kim loại là gì và vì sao kim loại lại có tính chất đó?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần ghi nhơ tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử và để giải thích tính chất này ta dựa vào số electron hóa trị, bán kính nguyên tử và năng lượng ion hóa.

Hướng dẫn giải

Tính chất hoá học chung là tính khử:

M → Mⁿ⁺ + ne (1 ≤ n ≤ 3)

• Khử được phi kim,
• Khử được ion H⁺ trong nước
• Tác dụng với dung dịch axit
• Khử được ion kim loại trong dung dịch muối

Kim loại có tính khử vì:

• Nguyên tử kim loại có số electron hóa trị ít 1,2,3 electron.
• Trong cùng một chu kỳ bán kính nguyên tử kim loại lớn, điện tích hạt nhân nhỏ.
• Năng lượng ion hóa nguyên tử kim loại nhỏ.

Vì vậy lực liên kết giữa hạt nhân với các electron hóa trị của kim loại là yếu nên chúng dễ tách ra khỏi nguyên tử để tạo cấu hình bền vững có 8e lớp ngoài cùng.

Thuỷ ngân dễ bay hơi và rất độc. Nếu chẳng may nhiệt kế thuỷ ngân bị vỡ thì dùng chất nào trong các chất sau để khử độc thuỷ ngân?

A. Bột sắt

B. Bột lưu huỳnh

C. Bột than 

D. Nước

Phương pháp giải

Chọn chất tác dụng với thủy ngân ngay điều kiện thường tạo ra hợp chất không gây độc hại.

Hướng dẫn giải

Lưu huỳnh tác dụng ngay với Hg ở nhiệt độ phòng tạo muối HgS (là chất rắn) dễ xử lí hơn.

Phương trình hóa học:  Hg + S → HgS

Vậy khi nhiệt kế bị vỡ người ta dùng bột lưu huỳnh → Đáp án B

Dung dịch FeSO₄ có lẫn tạp chất CuSO₄. Hãy giới thiệu một phương pháp hoá học đơn giản để có thể loại được tạp chất?

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học khác nhau của FeSO₄ và CuSO₄ để chọn chất loại bỏ tạp chất.

Hướng dẫn giải

Nhúng một thanh sắt vào dung dịch và để một thời gian cho phản ứng xảy ra hoàn toàn.

CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

Toàn bộ Cu thoát ra bám trên bề mặt thanh sắt, lấy thanh sắt ra ta còn lại dung dịch chỉ có FeSO₄

Như vậy để loại bỏ tạp chất người ta nhúng một thanh sắt vào dung dịch.

Nhúng một lá sắt nhỏ vào dung dịch chứa một trong những chất sau: FeCl₃, AlCl₃, CuSO₄, Pb(NO₃)₂, NaCl, HCl, HNO₃, H₂SO₄(đặc nóng), NH₄NO₃. Số trường hợp phản ứng tạo muối Fe(II) là:

A. 3.

B. 4.

C. 5.

D. 6.

Phương pháp giải

Để chọn số trường hợp phản ứng tạo muối Fe(II) ta dựa vào tính chất hóa học của kim loại sắt.

Hướng dẫn giải

Fe tác dụng với các chất tạo muối Fe (II) là: FeCl₃, CuSO₄, Pb(NO₃)₂, HCl. 

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Fe + Pb(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Pb

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Như vậy có 4 trường hợp tạo muối Fe(II)

⇒ Đáp án cần chọn là B

Cho 5,5 gam hỗn hợp bột Al và Fe (trong đó số mol Al gấp đôi Fe) vào 300 ml dung dịch AgNO₃ 1M. Khuấy kĩ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:

A. 33,95 gam

B. 35,20 gam

C. 39,35 gam

D. 35,39 gam

Phương pháp giải

Để xác định giá trị của m, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Gọi n_Fe = x (mol) => n_Al = 2n_Fe = 2x (mol)
• Bước 2: Bảo toàn khối lượng => 56x + 2x. 27 = 5,5 => x = ?
• Bước 3: Viết PTHH có xảy ra theo thứ tự:

Al + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag↓         (1)

Fe + 3AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 3Ag↓          (2)

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag↓  (3)

• Bước 4: Tính toán theo PTHH (1), (2), (3)

m _rắn = m_Ag↓ + m_KL dư

Hướng dẫn giải

Gọi số mol Fe là x ⇒ số mol Al là 2x

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

56x + 27.2x = 5,5 ⇒ x = 0,05 mol

⇒ n_Fe = 0,05 (mol) ⇒ n_Al = 0,1 (mol)

nAgNO₃ = 0,3.1 = 0,3 (mol)

Ta có PTHH xảy ra theo thứ tự như sau:

Al + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag↓         (1)

Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag↓          (2)

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag↓  (3)

Ta có: n_Al = 0,1 (mol) và n_AgNO3 = 0,3 (mol)

Như vậy trong phản ứng chỉ xảy ra phản ứng (1) mà không xảy ra phản ứng (2) và (3).

⇒ m _rắn = m_Ag↓ + m_{Fe dư} = 0,1.3.108 + 0,05.56  = 35,2 (g)

Vậy sau phản ứng thu được 35,2 (g) chất rắn → Đáp án cần chọn là B.

Hãy sắp xếp theo chiều giảm tính khử và chiều tăng tính oxi hoá của các nguyên tử và ion trong hai trường hợp sau đây:

a) Fe, Fe²⁺, Fe³⁺, Zn, Zn²⁺, Ni, Ni²⁺, H, H⁺, Hg, Hg²⁺, Ag, Ag⁺.

b) Cl, Cl^-, Br, Br^-, F, F^-, I, I^-.

Phương pháp giải

Ghi nhớ:

+ Kim loại có tính khử càng mạnh thì cation tương ứng của nó có tính oxi hóa càng yếu.

+ Phi kim có tính oxi hóa càng mạnh thì anion tương ứng của nó có tính khử càng yếu.

Hướng dẫn giải

a) Tính khử giảm dần theo thứ tự:  Zn > Fe > Ni > H > Hg > Ag

Tính oxi hóa tăng dần theo thứ tự: Zn²⁺ < Fe_²⁺ < Ni_²⁺ < H⁺ < Hg²⁺ < Fe³⁺ < Ag⁺

b) Tính khử giảm dần theo thứ tự: I^– > Br^– > Cl^– > F^–

Tính oxi hóa tăng dần theo thứ tự: I < Br < Cl < F

Những tính chất vật lí chung của kim loại (dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo, ánh kim) gây nên chủ yếu bởi:

A. Cấu tạo mạng tinh thể của kim loại.

B. Khối lượng riêng của kim loại.

C. Tính chất của kim loại.

D. Các electron tự do trong tinh thể kim loại.

Phương pháp giải

Để chọn phương án đúng cần nắm rõ lý thuyết về tính chất vật lý của kim loai và nguyên nhân gây ra bởi tính chất vật lí đó.

Hướng dẫn giải

Tính chất vật lí chung của kim loại là có ánh kim, dẻo, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt → những tính chất này được gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.

→ Chọn đáp án D.