Hướng dẫn ôn tập hoá vô cơ

HD ôn hóa 12 phần vô cơ ( chương 5 –

CHƯƠNG 5 ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI A. KIẾN THỨC CƠ BẢN

I. VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG HTTH. CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI 1. Vị trí của kim loại:

- Nhóm IA (trừ H); nhóm IIA; nhóm IIIA (trừ B); 1 phần của nhóm IVA đến VIA.

- Nhóm IB đến VIIIB.

- Họ Lantan và Actini.

2. Cấu tạo của kim loại:

- Cấu tạo nguyên tử:

+ Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại điều có ít electron ở lớp ngoài cùng (1,2 hoặc 3).

Ví dụ: Na[Ne]3s¹,Mg[Ne]3s², Al[Ne] 3s²3p¹.

+ Trong cùng chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với nguyên tử của nguyên tố phi kim.

Ví dụ: 11Na ₁₂Mg ₁₃Al ₁₄Si ₁₅P ₁₆S ₁₇Cl Bán kính: 0,157 0,136 0,125 0,117 0,11 0,104 0,099

- Cấu tạo tinh thể:

+ Mạng tinh thể lục phương: Nguyên tử và ion kim loại chiếm 74% về thể tích còn lại 26% là không gian trống. Ví dụ: Be, Mg, Zn,…

+ Mạng tinh thể lập phương tâm diện: Nguyên tử và ion kim loại chiếm 74% về thể tích còn lại 26% là không gian trống. Ví dụ: Cu, Ag, Al,…

+ Mạng tinh thể lập phương tâm khối: Nguyên tử và ion kim loại chiếm 68% về thể tích còn lại 32% là không gian trống. Ví dụ: Li, Na, K,…

Kiểu mạng lập phương tâm khối kém đặc khít nhất

3. Liên kết kim loại: Là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại và các electron tự do.

II. TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI. DÃY ĐIỆN HOÁ CỦA KIM LOẠI

1. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CHUNG: ở điều kiện thường các kim loại ở trạng thái rắn (trừ Hg) có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.

 Tóm lại tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các e tự do trong mạng tinh thể kim loại.

2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ RIÊNG:

Kim loại khác nhau có khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng khác nhau.

VD: - Kim loại có khối lượng riêng lớn nhất là: Os - Kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất là: Li - Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là: W - Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là: Hg

- Kim loại có tính cứng lớn nhất là: Cr - Kim loại có tính cứng nhỏ nhất là: Cs

3. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC: Tính chất hoá học chung của kim loại là tính khử.:

M → Mⁿ⁺ + ne - Tác dụng với phi kim:

VD: 2Fe + 3Cl2 ^t0 2FeCl3 ; 3Fe + 2O2 ^t0 Fe3O4 ; 4Al + 3O2 ^t0 2Al2O3. Fe + S ^t0 FeS;

Hg + S → HgS ; 2Mg + O2 ^t0 2MgO.

Kim loại là chất khử (bị oxi hóa). Phi kim là chất oxi hóa (bị khử) - Tác dụng với dung dịch axit:

+ Với dd HCl, H2SO4 loãng. Trừ các kim loại đứng sau hidro trong dãy điện hóa.

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑

2Al + 3H₂SO₄ (l) → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑ + Với dd HNO3, H2SO4 đặc

VD: 3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Kim loại là chất khử (bị oxi hóa). Axit là chất oxi hóa (bị khử)

* Chú ý: - Al, Fe, Cr, bị HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội làm thụ động hóa.

- Kim loại có nhiều số oxi hóa bị dung dịch HNO₃, H₂SO₄ đặc oxi hóa đến số oxi hóa cao nhất.

- Tác dụng với nước:

Chỉ có các kim loại nhóm IAvà IIA, trừ Be,Mg) khử H₂O ở nhiệt độ thường, các kim loại còn lại khử được H2O ở nhiệt độ cao hoặc không khử được.

VD: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑

Kim loại là chất khử (bị oxi hóa). Nước là chất oxi hóa (bị khử) - Tác dụng với dung dịch muối:

VD: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

Fe chất khử (bị oxi hóa), Cu²⁺ chất oxh (bị khử) 4. DÃY ĐIỆN HOÁ KIM LOẠI

- Cặp oxi hóa khử của kim loại

VD: Ag⁺ + 1e  Ag; Cu⁺ + 2e  Cu; Fe²⁺ + 2e  Fe + Nguyên tử kim loại đóng vai trò chất khử, các ion kim loại đóng vai trò chất oxi hóa.

+ Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa - khử của kim loại

VD: Ag⁺ /Ag, Cu²⁺/Cu, Fe²⁺/Fe,...

- Dãy điện hóa của kim loại:

Li⁺ K⁺ Ba²⁺ Ca²⁺ Na⁺ Mg²⁺Al³⁺ Mn²⁺Zn²⁺ Cr²⁺ Fe²⁺ Ni²⁺ Sn²⁺ Pb²⁺ H⁺ Cu²⁺ Fe³⁺ Hg²⁺ Ag⁺ Pt²⁺ Au³⁺

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Fe²⁺ Hg Ag Pt Au

Tính oxi hóa của ion kim loại tăng, tính khử của kim loại giảm - So sánh tính chất cặp oxi hóa khử

So sánh tính chất giữa các cặp oxi hóa khử: Ag⁺ /Ag và Cu²⁺/Cu, Zn²⁺/Zn, nhận thấy:

Tính oxh các ion: Ag⁺> Cu²⁺> Zn²⁺

Tính khử: Zn>Cu>Ag - Ý nghĩa dãy điện hóa

Cho phép dự đoán chiều phản ứng giữa 2 cặp oxh khử theo qui tắc α Zn²⁺

Zn

Cu²⁺

Cu  Zn + Cu²⁺→ Zn²⁺+ Cu

Hg₂²⁺

Hg

Ag⁺

Ag  Hg + 2Ag⁺→ Hg²⁺+ 2Ag chất oxh mạnh + chất khử mạnh → chất oxh yếu + chất khử yếu.

VD: phản ứng giữa 2 cặp Cu²⁺/Cu và Fe²⁺/Fe là: Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu 5.5. HHợợpp kkiimm::

- KHÁI NIỆM: Hợp kim là vật liệu gồm một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.

VD: Thép, gang, inox, hợp kim đuyra,...

- TÍNH CHẤT: Hợp kim có nhiều tính chất hóa học tương tự tính chất của các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim, nhưng tính chất vật lí và tính chất cơ học của hợp kim lại khác nhiều tính chất các đơn chất.

+ Hợp kim có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp hơn.

+ Hợp kim cứng và giòn hơn.

6.6. SSỰỰ ĂĂNN MMÒÒNN KKIIMM LLOOẠẠII a) Sự ăn mòn kim loại

(Khái niệm chung: Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hay hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường.

(Bản chất của sự ăn mòn kim loại là sự oxi hóa kim loại thành ion kim loại:

M → Mⁿ⁺ +ne

b) Phân loại: Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

- Ăn mòn hóa học: Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.

(Đặc điểm:

+ Không phát sinh dòng điện.

+ Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh.

- Ăn mòn điện hóa: Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa –khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện.

+ Cơ chế

* Kim loại hoạt động mạnh hơn đóng vai trò là cực âm (anot). Ở đây xảy ra quá trình oxi hóa M → Mⁿ⁺ + ne

* Kim loại hoạt động yếu hơn hoặc phi kim đóng vai trò là cực dương (catot). Ở đây xảy ra quá trình khử:

2H⁺ + 2e → H2 hoặc O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-

* Dòng điện chuyển dời từ cực âm sang dương.

+ Điều kiện có ăn mòn điện hóa:

* Các điện cực phải khác nhau về bản chất.

* Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau.

* Các điện cực phải cùng tiếp xúc với dd chất điện li.

c) Cách chống ăn mòn kim loại:

(Nguyên tắc chung: Hạn chế hay triệt tiêu ảnh hưởng của môi trường đối với kim loại.

(Phương pháp:

* Phương pháp bảo vệ bề mặt: Dùng các chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại

* Dùng phương pháp điện hoá

Nguyên tắc: Gắn kim loại có tính khử mạnh với kim loại cần được bảo vệ (có tính khử yếu hơn).

7.7. ĐĐiiềềuu cchhếế kkiimm llooạạii::

- NGUYÊN TẮC: Khử ion kim loại thành nguyên tử: Mⁿ⁺ + ne → M - PHƯƠNG PHÁP:

+ Phương pháp nhiệt luyện: Dùng các chất khử như CO, H2, C, NH3, Al,… để khử các ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.

VD: Fe2O3 + 3CO _^t0 2Fe + 3CO2

Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại có độ hoạt động trung bình (sau Al)

+ Phương pháp thủy luyện: Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại trong dung dịch muối. VD: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

 Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại hoạt động yếu (sau H) + Phương pháp điện phân:

* Điện phân hợp chất nóng chảy: Dùng dòng điện để khử ion kim loại trong hợp chất nóng chảy (oxit, hidroxit, muối halogen)

Vd 1: 2Al2O3





Vd 2: 4NaOH





 Phương pháp này dùng để điều chế kim loại có độ hoạt động mạnh (từ đầu đến Al)

* Điện phân dung dịch: Dùng dòng điện để khử ion trong dung dịch muối.

Vd1: CuCl2 ^dpdd Cu + Cl2

Vd2: CuSO₄ + H₂O ^dpddCu + 1/2O₂+ H₂SO₄

 Phương pháp này dùng điều chế các kim loại trung bình, yếu (sau Al).

* Tính lượng chất thu được ở các điện cực: m = A.I.t/(n.F) m: Khối lượng chất thoát ra ở điện cực (gam)

A: Khối lượng mol của chất đó n: Số electron trao đổi.

Ví dụ: Cu²⁺ + 2e → Cu, thì n = 2 và A = 64

2OH^- → O2 (+ 2H⁺ + 4e, thì n = 4 và A = 32.

t: Thời gian điện phân (giây, s) I: Cường độ dòng điện (ampe, A) F: Số Faraday (F = 96500).

B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP B1. CẤP ĐỘ BIẾT

Câu 1: Câu nào sau đây không đúng:

A. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại thường có ít (1 đến 3e).

B. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử phi kim thường có từ 4 đến 7.

C. Trong cùng chu kỳ, nguyên tử kim loại có bán kính nhỏ hơn nguyên tử phi kim.

D. Trong cùng nhóm, số electron ngoài cùng của các nguyên tử thường bằng nhau.

Câu 2: Cho các cấu hình electron nguyên tử sau:

1) 1s²2s²2p⁶3s¹ 2) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² 3) 1s²2s¹ 4) 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ Các cấu hình đó lần lượt là của những nguyên tố:

A. Ca (Z=20), Na(Z=11), Li(Z=3), Al(Z=13) B. Na(Z=11), Ca(Z=20), Li(Z=3), Al(Z=13 C. Na(Z=11), Li(Z=3), Al(Z=13), Ca(Z=20) D. Li(Z=3), Na(Z=11), Al(Z=13), Ca(Z=20)

Câu 3: Cho 4 cặp oxi hóa - khử: Fe²⁺/Fe; Fe³⁺/Fe²⁺; Ag⁺/Ag;Cu²⁺/Cu. Dãy xếp các cặp theo chiều tăng dần về tính oxi hóa và giảm dần về tính khử là dãy chất nào?

A. Fe²⁺/Fe; ;Cu²⁺/Cu; Fe³⁺/Fe²⁺; Ag⁺/Ag B. Fe³⁺/Fe²⁺; Fe²⁺/Fe; Ag⁺/Ag; Cu²⁺/Cu C. Ag⁺/Ag; Fe³⁺/Fe²⁺; Cu²⁺/Cu; Fe²⁺/Fe D. Cu²⁺/Cu; Fe²⁺/Fe; Fe³⁺/Fe²⁺; Ag⁺/Ag Câu 4: Có các kim loại Cu, Ag, Fe, Al, Au. Độ dẫn điện của chúng giảm dần theo thứ tự:

A. Ag, Cu, Au, Al, Fe B. Ag, Cu, Fe, Al, Au C. Au, Ag, Cu, Fe, Al D. Al, Fe, Cu, Ag, Au Câu 5: Kim loại có những tính chất vật lý chung nào sau đây?

A. Tính dẻo, tính dẫn nhiệt, nhiệt độ nóng chảy cao B. Tính dẻo, tính dẫn điện và nhiệt, có ánh kim

C. Tính dẫn điện và nhiệt, có khối lượng riêng lớn, có ánh kim D. Tính dẻo, có ánh kim, rất cứng.

B2. CẤP ĐỘ HIỂU

Câu 6: Từ dung dịch MgCl₂ ta có thể điều chế Mg bằng cách A. Điện phân dung dịch MgCl2.

B. Chuyển MgCl₂ thành Mg(OH)₂ rồi chuyển thành MgO rồi khử MgO bằng CO … C. Cô cạn dung dịch rồi điện phân MgCl2 nóng chảy.

D. Dùng Na kim loại để khử ion Mg²⁺ trong dung dịch.

Câu 7: Kết luận nào sau đây không đúng?

A. Các thiết bị máy móc bằng kim loại tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao có khả năng bị ăn mòn hóa học.

B. Nối thanh Zn với vỏ tàu thuỷ bằng thép thì vỏ tàu thủy sẽ được bảo vệ.

C. Để đồ vật bằng thép ngoài không khí ẩm thì đồ vật đó sẽ bị ăn mòn điện hóa.

D. Một miếng vỏ đồ hộp làm bằng sắt tây (sắt tráng thiếc) bị xây xát tận bên trong, để trong không khí ẩm thì Sn sẽ bị ăn mòn trước.

Câu 8: Kim loại nào sau đây khi tác dụng với dd HCl và tác dụng với Cl2 cho cùng loại muối clorua:

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

Câu 9: Trong các trường hợp sau, trường hợp nào kim loại bị ăn mòn điện hóa?

A. Cho kim loại Zn vào dung dịch HCl B. Thép cacbon để trong không khí ẩm C. Đốt dây Fe trong khí O2

D. Cho kim loại Cu vào dung dịch HNO3 loãng Câu 10: Tính chất đặc trưng của kim loại là tính khử vì:

A. Nguyên tử kim loại thường có 5,6,7 electron lớp ngoài cùng B. Nguyên tử kim loại có năng lượng ion hóa nhỏ

C. Kim loại có xu hướng nhận thêm electron để đạt đến cấu trúc bền D. Nguyên tử kim loại có độ âm điện lớn.

B3. CẤP ĐỘ VẬN DỤNG THẤP

Câu 11: Để tách riêng từng kim loại ra khỏi dung dịch chứa đồng thời muối AgNO3 và Pb(NO₃)₂, người ta dùng lần lượt các kim loại:

A. Cu, Fe B. Pb, Fe C. Ag, Pb D. Zn, Cu

Câu 12: Nhúng một lá sắt vào dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy lá sắt ra cân nặng hơn so với ban đầu 0,2 g, khối lượng đồng bám vào lá sắt là:

A. 0,2gam B. 1,6gam C. 3,2gam D. 6,4gam

Câu 13: Hoà tan hoàn toàn 2,17 gam hỗn hợp 3 kim loại A, B, C trong dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí H2 (đktc) và m gam muối. Giá trị của m là

A. 9,27. B. 5,72. C. 6,85. D. 6,48.

Câu 14: Cho 7,8 gam K vào 192,4 gam nước thu được m gam dd và một lượng khí thoát ra. Giá trị m là

A. 198g B. 200,2g C. 200g D. 203,6g

Câu 15: Ngâm một lá Zn trong dd có hòa tan 4,16 gam CdSO4. Phản ứng xong khối lượng lá Zn tăng 2,35%. Khối lượng lá Zn trước phản ứng là

A. 40g B. 60g C. 80g D. 100g

B4. CẤP ĐỘ VẬN DỤNG CAO

Câu 16: Cho 19,3 gam hỗn hợp bột gồm Zn và Cu có tỉ lệ mol tương ứng là 1: 2 vào dung dịch chứa 0,2 mol Fe2(SO4)3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kim loại. Giá trị của m là

A. 6,40. B. 16,53. C. 12,00. D. 12,80.

Câu 17: Cho 5,6 gam Fe tan hết trong dung dịch HNO3 thu được 21,1 gam muối và V lít NO₂ (đktc). Tính V.

A. 3,36 lít B. 4,48 lít C. 5,6 lít D. 6,72 lít

Câu 18: Khi hoà tan hoàn toàn m gam kim loại M trong dung dịch HNO3 dư thu được V lít NO duy nhất. Mặt khác, hoà tan hoàn toàn m gam M trong dung dịch HCl dư cũng thu được V lít khí, khối lượng muối Clorua thu được bằng 52,48% khối lượng muối Nitrat thu được ở trên. Các khí đo ở cùng điều kiện, xác định M.

A. Mn B. Cr C. Fe D. Al

Câu 19: Trộn 84 gam bột Fe với 32 gam bột S rồi đun nóng (không có không khí). Hoà tan chất rắn A sau khi nung bằng dung dịch HCl dư được d/dịch B và khí C. Đốt cháy khí C cần V lít oxi (đktc). Các p/ứng xảy ra hoàn toàn. Tính V.

A. 16,8 lít B. 39,2 lít C. 11,2 lít D. 33,6 lít

Câu 20: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa 2 mol Cu²⁺và 1 mol Ag⁺ đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một dung dịch chứa ba ion kim loại. Trong các giá trị sau đây, giá trị nào của x thoả mãn trường hợp trên?

A. 1,8. B. 1,5. C. 1,2. D. 2,0.

C. ĐÁP ÁN

CHƯƠNG 6: KIM LOẠI KIỀM - KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM A. KIẾN THỨC CƠ BẢN

I. KIM LOẠI KIỀM (KLK)

1. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu tạo nguyên tử:

- Kim loại kiềm thuộc nhóm IA gồm Li, Na, K, Rb, Cs. Đứng đầu mỗi chu kì (trừ chu kì 1).

- Cấu hình e ngoài cùng tổng quát: ns¹ (Có 1e lớp ngoài cùng, số oxihóa +1 trong hợp chất.

2. Tính chất vật lí: Màu trắng bạc, mềm, mềm nhất là Cs. Kiểu mạng tinh thể lập phương tâm khối.

3. Tính chất hóa học: Kim loại kiềm có khử mạnh (dễ bị oxihóa) (nhường 1e).

M (M⁺+ e

- Tác dụng với phi kim: Kim loại kiềm khử phi kim thành ion âm 2M + Cl2 ( 2MCl VD: 2Na + Cl2 (2NaCl Đặc biệt Na + O2 (khô) ( Na2O2 (natri peoxit)

- Tác dụng với axit: Với axít HCl, H2SO4 loãng 2M + 2HCl (2MCl + H2

- Tác dụng với nước: (tan trong nước). 2M + 2H2O (2MOH + H2

- Tác dụng với dung dịch muối:VD: Na +d² CuSO4 (hiện tượng sủi bọt khí và kết tủa màu xanh.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C B C A B C D D B B B B A C A A C C B C

2Na + 2H₂O ( 2NaOH + H₂(sủi bọt

2NaOH + CuSO₄ (Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓_xanh 4. Ứng dụng của kim loại kiềm

- Hợp kim Na, K dùng làm chất trao đổi nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân - Cs dùng để chế tạo tế bào quang điện

- Kim loại kiềm chế tạo chất chống nổ cho xăng.

5. Điều chế kim loại kiềm

* Nguyên tắc: Khử ion kim loại kiềm trong hợp chất: M⁺ + 1e (M

* Phương pháp: đpnc muối halogenua hoặc hiđroxit

MCl



 



 

 Kim loại kiềm thu được ở cực âm (catot); Cl2, O2 thu được ở cực dương (anot).

II. KIM LOẠI KIỀM THỔ (KLKT):

1. Vị trí và cấu tạo:

- Thuộc nhóm IIA gồm: Be, Mg, Ca, Sr, Ba.

- Là nguyên tố s có cấu hình e ngoài cùng tổng quát là ns². Xu hướng nhường 2e tạo ion M²⁺. VD: Mg ( Mg ²⁺ + 2e

[Ne]3s² [Ne]

2. Tính chất vật lí:

- t^onc và t^os tương đối thấp

- Kim loại thuộc nhóm IIA có độ cứng cao hơn KLK nhưng mềm hơn nhôm và những kim loại nhẹ.

- Kiểu mạng tinh thể: không giống nhau.

3. Tính chất hoá học: KLKT có tính khử mạnh, nhưng yếu hơn KLK. Tính khử tăng dần từ Be

→ Ba.

- Tác dụng với phi kim:

VD: 2Mg + O₂ → 2MgO. TQ: 2M + O₂ → 2MO

VD: Ca + Cl2 → CaCl2. TQ: M + Cl2 → MCl2

- Tác dụng với axit:

VD: Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂ TQ: M + 2HCl → MCl₂ + H₂ Áp dụng:

1) Hòa tan hoàn toàn 6gam Ca trong bình đựng dung dịch HCl có dư thu được V lít khí hiđro (ở đktc). Vcó giá trị?

2) Hòa tan hoàn toàn 1,2 gam một kim loại kiềm thổ A trong bình đựng dung dịch HCl có dư thu được 1,12 lít khí hiđro(ở đktc). A là?

- Tác dụng với nước:

+ Be không phản ứng (Be không tan trong nước)

+ Mg: phản ứng chậm ở nhiệt độ thường. Mg + H2O ( MgO + H2(Mg không tan trong nước)

+ Ca, Sr, Ba phản ứng ở nhiệt độ thường. (Ca, Sr, Ba tan trong nước)

VD: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 4. Ứng dụng và điều chế:

- Kim loại Be tạo ra những hợp kim bền, có tính đàn hồi cao. Mg tạo ra hợp kim nhẹ,bền.

- Đpnc muối halogenua.

Vd: MgCl2

 



 



 Kim loại kiềm thổ thu được ở cực âm (catot); halogen thu được ở cực dương (anot).

III. HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ:

1. Canxi oxit: CaO (còn gọi là vôi sống) - Là chất rắn màu trắng, tan trong nước.

- Là oxit bazơ: H₂O + CaO (Ca(OH)₂

CaO + 2HCl (CaCl₂ + H₂O CO2 + CaO (CaCO3

- Điều chế từ đá vôi (CaCO3). CaCO3 ( CaO + CO2

2. Canxi hidroxit: (còn gọi là vôi tôi):

- Là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước

- Dung dịch Ca(OH)₂ (nước vôi trong) là một bazơ mạnh.

Ca(OH)2  Ca²⁺ + 2OH^-

- Dung dịch Ca(OH)2 có những tính chất của một dung dịch kiềm.

VD: Ca(OH)₂ + 2 HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2 H₂O Ca(OH)₂ + CuSO₄ → CaSO₄ + Cu(OH)₂↓

3. Canxicacbonat: (còn gọi là đá vôi):

- Là chất rắn màu trắng không tan trong nước.

- Là muối của axit yếu nên phản ứng với những axit mạnh hơn.

VD: CaCO₃ + HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

CaCO₃ + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂ ( (1) - Phản ứng với CO2 và H2O: CaCO3 +CO2 +H2O Ca(HCO3)2 (2)

 Phản ứng (1) giải thích sự xâm thực đá vôi và tạo thạch nhũ trong các hang động.

Phản ứng (2) giải thích sự tạo cặn trong ấm đun nước.

4. Canxi sunfat: CaSO₄

- Là chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước.

- Tuỳ theo lượng nước kết tinh mà ta có 3 loại:

- CaSO4.2H2O: thạch cao sống

- CaSO4. H2O (hoặc CaSO4.0,5H2O): thạch cao nung - CaSO₄: thạch cao khan.

5. Nước cứng:

- Khái niệm: + Nước có chứa nhiều ion Ca²⁺, Mg²⁺ gọi là nước cứng.

VD: Nước sông, suối, ao, hồ, giếng,…

+ Nước có chứa ít hoặc không chứa các ion trên gọi là nước mềm.

VD; Nước mưa, nước cất.

- Phân loại nước cứng:

+ Nước cứng tạm thời: là nước cứng có chứa anion HCO3-

. Ví dụ: Nước có chứa muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2.

+ Nước cứng vĩnh cữu: là nước cứng có chứa các ion Cl^-, SO42-

hoặc cả 2.

Ví dụ: Nước có chứa muối CaCl2, CaSO4,...

+ Nước cứng toàn phần: Là nước cứng chứa cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.

- Cách làm mềm nước cứng:

* Nguyên tắc: làm giảm nồng độ ion Ca²⁺, Mg²⁺ trong nước cứng bằng cách chuyển 2 ion tự do này vào hợp chất không tan hoặc thay thế chúng bằng những cation khác.

(có 2 phương pháp:

+ Phương pháp kết tủa:

a) Đối với nước cứng tạm thời:

- Đun sôi trước khi dùng: M(HCO₃)₂ ^t0 MCO₃ (+ CO₂(+ H₂O lọc bỏ kết tủa được nước mềm.

- Dùng nước vôi trong vừa đủ:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  CaCO3(+ 2H2O

Mg(HCO3)2 +2Ca(OH)2  2CaCO3(+ Mg(OH)2(+ 2H2O Hay Mg²⁺ +Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ CaCO₃(+ Mg(OH)₂(+ 2Na⁺

b) Đối với nước cứng vĩnh cữu và toàn phần: dùng các dung dịch Na2CO₃, Na₃PO₄ để làm mềm M²⁺ + CO₃^2- → MCO₃ ↓.

3M²⁺ + 2PO₄^3- → M₃(PO₄)₂ ↓

+ Phương pháp trao đổi ion: cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion (ionit), chất này hấp thụ Ca²⁺, Mg²⁺, giải phóng Na⁺, H⁺ → nước mềm.

IV. NHÔM

1. Vị trí và cấu tạo: Nhôm ở ô thứ 13, chu kì 3, nhóm IIIA - Cấu hình electron. ₁₃Al: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

- Là nguyên tố p, có 3e hoá trị. Xu hướng nhường 3e tạo ion Al³⁺

Al → Al³⁺ + 3e [Ne]3s²3p¹ [Ne]

- Trong hợp chất nhôm có số oxi hoá +3. (ví dụ: Al2O3, AlCl3...)

1.Tính chất vật lí của nhôm: Màu trắng bạc, mềm, nhẹ

2.Tính chất hoá học: Al là kim loại có tính khử mạnh. (yếu hơn KLK, KLK thổ) a) Tác dụng với phi kim: tác dụng trực tiếp và mãnh liệt với nhiều phi kim.

Ví dụ: 4Al + 3O2 → 2Al₂O₃; 2 Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃ b) Tác dụng với axit:

- Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:

Ví dụ: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂;

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 Pt ion: 2Al + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂ - Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:

+ Al không phản ứng với HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội.

+ Với các axit HNO3 đặc nóng, HNO3 loãng, H2SO4 đặc nóng: Al khử được

5

Nvà

6

S xuống những mức oxi hoá thấp hơn.

Al + 6HNO3 đ ^t0 Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O c) Tác dụng với H2O: 2Al + 6H₂O → 2Al(OH)3+ 3H₂ (

(Do tạo Al(OH)₃ không tan nên coi như Nhôm không tan trong nước)

(phản ứng dừng lại nhanh do có lớp Al(OH)3 không tan trong H2O bảo vệ lớp nhôm bên trong.

d) Tác dụng với oxit kim loại: (phản ứng nhiệt nhôm)

Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại kém hoạt dộng hơn trong oxit (FeO, CuO,...) thành kim loại tự do.

Ví dụ: Fe2O3 + 2Al ^t0 Al2O3 + 2Fe

e) Tác dụng với bazơ: nhôm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2....

VD: 2Al +2NaOH +6H₂O → 2Na[Al(OH)4] +3H₂ (Nhôm tan trong dung dịch kiềm) natri aluminat

Chú ý: Al + HCl hoặc H2SO4 loãng hoặc ddNaOH. Al → 2 3 H2.

Ví dụ 1: Hòa tan 5,4gam Al trong dd HCl dư thu được V(lit) Hiđro ở đktc. V có giá trị?

Ví dụ 2: Hòa tan m(gam) Al trong dd HCl dư thu được 3,36 (lit) Hiđro ở đktc. m có giá trị?

3.Sản xuất: ptđp: Al2O3  ^đpnc 2Al + 3/2 O2. V. HỢP CHẤT CỦA NHÔM:

1. Nhôm oxit: Al₂O₃

- Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.

- Trong vỏ quả đất, Al₂O₃ tồn tại ở các dạng sau:

+ Tinh thể Al₂O₃ khan là đá quý rất cứng: corindon trong suốt, không màu.

+ Đá Rubi (hồng ngọc): màu đỏ

+ Đá Saphia: màu xanh. (Có lẫn TiO2 và Fe3O4) + Emeri (dạng khan) độ cứng cao làm đá mài

* Tính chất hoá học:

- Al₂O₃ là hợp chất rất bền: Al₂O₃ là hợp chất ion, ở dạng tinh thể nó rất bền về mặt hoá học.

- Al2O3 là chất lưỡng tính:

+ Tác dụng với axit mạnh: HCl, HNO3,…

Ví dụ: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O + Tác dụng với các dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH....

VD: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

t

2. Nhôm hidroxit: Al(OH)₃.

a) Kém bền với nhiệt: 2Al(OH)3 ^t0 Al₂O₃ + 3 H₂O b) Là hợp chất lưỡng tính

- Tác dụng với axit mạnh: HCl, HNO₃,…

VD: 3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2O - Tác dụng với các dung dịch bazơ mạnh:

VD: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

3. Nhôm sunfat: Al₂(SO₄)₃. - Quan trọng là phèn chua:

Công thức hoá học: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O

- Phèn chua được dùng trong công nghiệp thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu, làm trong nước...

- dd Al₂(SO₄)₃ có pH< 7, môi trường axit.

B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP B1. CẤP ĐỘ BIẾT

Câu 1: Kim loại kiềm có nhiệt độ nóng chảy thấp và mềm là do yếu tố nào sau đây?

A. Khối lượng riêng nhỏ

B. Thể tích nguyên tử lớn và khối lượng nguyên tử nhỏ

C. Điện tích của ion nhỏ (+1), mật độ electron thấp, liên kết kim loại kém bền D. Tính khử mạnh hơn các kim loại khác

Câu 2: Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl, ở cực âm xảy ra quá trình gì?

A. Sự khử ion Na⁺ B. Sự oxi hoá ion Na⁺ C. Sự khử phân tử nước D. Sự oxi hoá phân tử nước Câu 3: Trong nhóm kim loại kiềm thổ:

A. Tính khử của kim loại tăng khi bán kính nguyên tử tăng B. Tính khử của kim loại tăng khi bán kính nguyên tử giảm C. Tính khử của kim loại giảm khi bán kính nguyên tử tăng D. Tính khử của kim loại tăng khi bán kính nguyên tử giảm Câu 4: Mô tả nào dưới đây không phù hợp với nhôm?

A. Ở ô thứ 12, chu kỳ 2, nhóm IIIA B. Cấu hình electron [Ne] 3s²3p¹ C. Tinh thể cấu tạo lập phương tâm diện D. Mức oxi hoá đặc trưng là +3 Câu 5: Mô tả ứng dụng nào của nhôm dưới đây là chưa chính xác?

A. Làm vật liệu chế tạo ô tô, máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ.

B. Làm khung cửa, trang trí nội thất và mạ đồ trang sức.

C. Làm dây dẫn điện, thiết bị trao đổi nhiệt, công cụ đun nấu trong gia đình.

D. Chế tạo hỗn hợp tecmit, được dùng để hàn gắn đường ray.

B2. CẤP ĐỘ HIỂU

Câu 6: Có các chất sau: NaCl, NaOH, Na₂CO₃, HCl. Chất có thể làm mềm nước cứng tạm thời là:

A. NaCl B. NaOH C. Na2CO3 D. HCl

Câu 7: Một dung dịch chứa các ion Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Ba²⁺, H⁺, Cl^-. Phải dùng dung dịch chất nào sau đây để loại bỏ hết các ion Ca²⁺, Mg²⁺, Ba²⁺, H⁺ ra khỏi dung dịch ban đầu?

A. K2CO3 B. NaOH C. Na2SO4 D. AgNO3

Câu 8: Trường hợp nào dưới đây tạo ra kết tủa sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn?

A. Thêm dư NaOH vào dd AlCl3 B. Thêm dư AlCl3 vào dd NaOH C. Thêm dư HCl vào dd NaAlO2 D. Thêm dư CO2 vào dd NaOH

Câu 9: Nhúng một thanh nhôm kim loại vào dung dịch chứa 0,03mol CuSO4. Sau khi phản ứng hoàn toàn, lấy thanh Al ra khỏi dung dịch. Nhận xét sau thí nghiệm không đúng là: (Cho Al=27;

Cu=54)

A. Thanh Al có màu đỏ B. Khối lượng thanh Al tăng 1,38gam C. Dung dịch thu được không màu. D. Khối lượng dung dịch tăng 1,38gam Câu 10: Nhận xét nào dưới đây đúng?

A. Nhôm kim loại không tác dụng với nước do thế khử của nhôm lớn hơn thế khử của nước.

B. Trong phản ứng của nhôm với dung dịch NaOH thì NaOH đóng vai trò chất oxi hoá.

C. Các vật dụng bằng nhôm không bị oxi hoá tiếp và không tan trong nước do được bảo vệ bởi lớp màng Al2O₃.

D. Do có tính khử mạnh nên nhôm phản ứng với các axit HCl, HNO₃, H₂SO₄ trong mọi điều kiện.

B3. CẤP ĐỘ VẬN DỤNG THẤP

Câu 11: Hoà tan 4,6 gam Na kim loại vào nước có dư thu được V lít khí (ở đktc). Giá trị V là A. 2,24 lit. B. 1,12 lit. C. 4,48 lit. D. 22,4 lit.

Câu 12: Cho 10 gam một kim loại kiềm thổ tác dụng hết với nước thoát ra 5,6 khí (đktc). Kim loại kiềm thổ đó là:

A. Ba B. Mg C. Ca D. Sr

Câu 13: Hoà tan m gam Nhôm kim loại vào dung dịch HCl có dư thu được 3,36 lít khí (ở đktc).

Giá trị m là:

A. 7,2gam B. 2,7gam C. 4,05 gam D. 3,6gam

Câu 14: Cho 6,08 gam hỗn hợp NaOH và KOH tác dụng hết với dung dịch HCl tạo ra 8,30gam hỗn hợp muối clorua. Số gam hiđroxit trong hỗn hợp lần lượt là bao nhiêu?

A. 2,4gam và 3,68gam. B. 1,6gam và 4,48gam.

C. 3,2gam và 2,88gam. D. 0,8gam và 5,28 gam.

Câu 15: Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol Mg và 0,2 mol Al tác dụng với dung dịch CuCl2 dư rồi lấy chất rắn thu được sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch HNO3 đặc. Số mol khí NO2 thoát ra là

A. 0,8 mol. B. 0,3 mol. C. 0,6 mol. D. 0,2 mol.

B4. CẤP ĐỘ VẬN DỤNG CAO

Câu 16: Dùng m gam Al để khử hết 1,6 gam Fe₂O₃ (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo 0,672 lít khí (đktc). Tính m.

A. 0,540gam. B. 0,810gam. C. 1,080 gam. D. 1,755 gam.

Câu 17: Hoà tan hoàn toàn 8,2 gam hỗn hợp Na2O, Al2O3 vào nước thu được dung dịch A chỉ chứa một chất tan duy nhất. Tính thể tích CO2 (đktc) cần để phản ứng hết với dung dịch A.

A. 1,12 lít B. 2,24 lít C. 4,48 lít D. 3,36 lít

Câu 18: Hòa tan một mẫu hợp kim Ba-Na (tỉ lệ 1:1) vào nước được dd X và 6,72 lít khí (đktc).

Trung hòa 1/10 dd X thì thể tích HCl 0.1M cần dùng là

A. 0,6 lit. B. 0,3 lit. C. 0,06lit. D. 0,8lit.

Câu 19: Cho 3,87gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 250ml dung dịch X gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M thu được dung dịch B và 4,368 lít H2(đktc). Phần trăm khối lượng Mg và Al trong X tương ứng là

A. 37,21% Mg và 62,79% Al. B. 62,79% Mg và 37,21% Al.

C. 45,24% Mg và 54,76% Al. D. 54,76% Mg và 45,24% Al.

Câu 20: Hỗn hợp X gồm Mg và MgO được chia thành 2 phần bằng nhau. Cho phần 1 tác dụng hết với dung dịch HCl thu được 3,136 lít khí (đktc); cô cạn dung dịch và làm khô thì thu được 14,25g chất rắn khan A. Cho phần 2 tác dụng hết với dung dịch HNO3 thì thu được 0,448 lít khí Y (đktc), cô cạn dung dịch và làm khô thì thu được 23 gam chất rắn khan B.

a) Phần trăm khối lượng của Mg trong hỗn hợp X là

A. 10,64%. B. 89,36%. C. 44,68%. D. 55,32%.

b) Công thức phân tử của Y là

A. NO2. B. NO. C. N2O. D. N2.

C. ĐÁP ÁN

CHƯƠNG 7: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI KHÁC A. KIẾN THỨC CƠ BẢN

I. Sắt (Fe):

1. Vị trí và cấu tạo Fe.

- Fe có số hiệu nguyên tử 26, Chu kì 4, Nhóm VIIIB.

- Cấu hình e: [Ar] 3d⁶4s² hay 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s² Fe là nguyên tố d, có thể nhường 2 e hoặc 3 e ở phân lớp 4s và phân lớp 3d để tạo ra ion Fe²⁺, Fe³⁺.

- Trong hợp chất, sắt có số oxi hoá là +2, +3. Vd: FeO, Fe₂O₃ 2. Tính chất vật lí.

Là kim loại màu trắng hơi xám, dễ rèn. Sắt có tính nhiễm từ nên được dùng làm lõi của động cơ điện.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20a 20b C C A A D C A B D C D C B B A C B A A B D

3. Tính chất hoá học.

- Sắt là một kim loại có tính khử trung bình. Fe có thể bị oxi hoá thành Fe⁺² hoặc Fe⁺³tuỳ thuộc vào chất oxi hoá tác dụng với Fe.

A. Tác dụng với phi kim.

- Tác dụng với O2: Sắt cháy sáng trong không khí:

3Fe + 2O2 = Fe3O4

- Fe tác dụng với phi kim khác 2Fe + 3Cl2  2FeCl3

Fe + S  FeS b.Tác dụng với axit.

* Với axit HCl, H2SO4 loãng: Fe⁰ bị oxi hóa lên Fe⁺² Fe + 2HCl  FeCl₂ + H₂

Fe + H2SO4  FeSO4 + H2  * Với HNO3,H2SO4 đặc:

- HNO₃ và H₂SO₄ đặc nguội làm cho Fe bị thụ động (không tan).

- HNO₃ loãng oxi hoá Fe⁰ lên Fe⁺³.

- HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng đều oxi hoá Fe⁰ lên Fe⁺³. Ví dụ: Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO+ 2H₂O

2Fe + 6H2SO4 đ, nóng  Fe2(SO4)3 + 3SO2 (+ 6H2O c. Tác dụng với muối:

Ví dụ: Fe + CuCl2  FeCl₂ + Cu

4. Trạng thái tự nhiên – phương pháp điều chế và ứng dụng.

a. Trạng thái tự nhiên.

- Là kim loại phổ biến nhất sau Al. Tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất.

- Những thiên thạch từ khoảng không gian của vũ trụ rơi và quả đất chủ yếu là Fe ở dạng tự do.

- Những quặng quan trọng nhất của Fe là:

+ Manhetit. Fe₃O₄ (Oxit sắt từ) + Hematit đỏ Fe₂O₃

+ Hematit nâu Fe2O3.nH2O.

+ Xiđerit FeCO3. + Khoáng vật pirit FeS2.

b. Điều chế.

Điều chế Fe tinh khiết:

3H2 + Fe2O3 ^t0 2Fe + 3H2O 2Al + Fe2O3 ^t0 Al2O3 + 3Fe

Sắt kĩ thuật được điều chế bằng cách khử sắt oxit ở nhiệt độ cao.

II. Hợp chất sắt (II): gồm muối, hiđroxit, oxit của Fe^2+.

Vd: FeO, Fe(OH)2, FeCl2

1. Tính chất hoá học chung của hợp chất sắt (II):

- Hợp chất sắt (II) tác dụng với chất oxi hoá sẽ bị oxi hoá thành hợp chất sắt (III). Trong phản ứng hoá học ion Fe²⁺ có khả năng cho 1 electron: Fe²⁺  Fe³⁺ + 1e

(Tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử.

Ví dụ 1: 4Fe(OH)2 + O₂ + 2H₂O  4 Fe (OH)₃ khử oxh

Ví dụ 2: 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3

(Oxit và hidroxit sắt(II) có tính bazơ:

Ví dụ 1: Fe(OH)2 + 2HCl  FeCl2 + 2H2O Ví dụ 2: FeO + 2HCl  FeCl₂ + H₂O 2. Điều chế một số hợp chất sắt (II):

+ Fe(OH)₂: Dùng phản ứng trao đổi ion giữa dd muối sắt (II) với dung dịch bazơ.

Ví dụ: FeCl2 + 2 NaOH  Fe(OH)2 + 2 NaCl Fe²⁺ + 2 OH^-  Fe(OH)2

+ FeO:

*Phân huỷ Fe(OH)2 ở nhiệt độ cao trong môi trường không có không khí.

Fe(OH)2  FeO + H2O

*Hoặc khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.

Fe2O3 + CO ^t0 2 FeO + CO2

+ Muối sắt (II): Cho Fe hoặc FeO, Fe(OH)2 tác dụng với các dung dịch HCl, H2SO4 loãng.

III. Hợp chất sắt (III):

1. Tính chất hoá học của hợp chất sắt (III): Hợp chất sắt (III) có tính oxi hoá: khi tác dụng với chất khử, hợp chất sắt (III) bị khử thành hợp chất sắt (II) hoặc kim loại sắt tự do.

Trong pư hoá học: Fe³⁺ + 1e  Fe²⁺

Fe³⁺ + 3e  Fe

(tính chất chung của hợp chất sắt (III) là tính oxi hoá.

Ví dụ 1: Nung hỗn hợp gồm Al và Fe2O3 ở nhiệt độ cao:

Fe2O3 + 2Al ^t0 Al2O3 +2 Fe Oxi hóa khử

Ví dụ 2: Ngâm một đinh sắt sạch trong dung dịch muối sắt (III) clorua.

2 FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Ví dụ 3: cho Cu tác dụng với dung dịch FeCl3. Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂ 2. Điều chế một số hợp chất sắt (III):

a. Fe(OH)3: Chất rắn, màu nâu đỏ.

- Điều chế: phản ứng trao đổi ion giữa dung dịch muối sắt (III) với dung dịch kiềm.

Ví dụ:Fe(NO3)₃ + 3NaOH→ Fe(OH)₃ + 3NaNO₃ Pt ion: Fe³⁺ + 3 OH^- → Fe(OH)₃

b. Sắt (III) oxit: Fe2O3. Phân huỷ Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao.

2 Fe(OH)3 ^t0 Fe2O3 + 3H2O.

c. Muối sắt (III): Điều chế bằng phản ứng giữa Fe2O3, Fe(OH)3 với dung dịch axit.

Ví dụ: Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O.

Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O.

IV. GANG:

1. Khái niệm: Gang là hợp kim của sắt – cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon biến động trong giới hạn 2% – 5%

2. Phân loại: Có 2 loại gang: gang trắng và gang xám.

Gang trắng chứa ít C hơn chủ yếu ở dạng xementit, cứng, giòn, được dùng để luyện thép.

Gang xám chứa C ở dạng than chì, ít cứng và ít giòn hơn, được dùng để đúc các vật dụng 3. Sản xuất gang:

- Nguyên liệu để luyện gang là quặng sắt, than cốc và chất chảy CaCO₃ - Nguyên tắc luyện gang là dùng chất khử CO để khử các oxit sắt thành sắt

- Các phản ứng khử sắt xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang (trong lò cao):

+ Giai đoạn tạo chất khử

+ Giai đoạn khử oxit Fe thành Fe + Giai đoạn tạo xỉ

V. THÉP:

1. Khái niệm: Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một lượng rất ít nguyên tố Si, Mn... Hàm lượng cacbon trong thép chiếm 0,01 – 2%.

2. Phân loại: Có 2 loại thép: dựa trên hàm lượng của các nguyên tố có trong từng loại thép - Thép thường hay thép cacbon chứa ít cacbon, silic, mangan và rất ít S,P.

- Thép đặc biệt là thép có chứa thêm các nguyên tố khác như Si, Mn, Ni, W, Vd … 3. Sản xuất thép:

- Nguyên tắc để sản xuất thép là loại bớt tạp chất có trong gang - Nguyên liệu để sản xuất thép là:

* Gang trắng hoặc gang xám, sắt thép phế liệu.

* Chất chảy là CaO

* Chất oxihoá là oxi nguyên chất hoặc không khí giàu oxi.

* Nhiên liệu là dầu mazút, khí đốt hoặc dùng năng lượng điện.

- Các phương pháp:

+ Phương pháp lò thổi oxi (PP Bet-xơ-me), thời gian luyện thép ngắn, chủ yếu dùng để luyện thép thường.

+ Phương pháp Mac-tanh (lò bằng): thường dùng để luyện thép có chất lượng cao.

+ Phương pháp lò điện: dùng để luyện thép đặc biệt, thành phần có những kim loại khó chảy như W

VI. Crom và hợp chất của crom 1. Crom:

a. Vị trí của crôm trong BTH: Crôm là kim loại chuyển tiếp, vị trí: STT: 24, Chu kì: 4, Nhóm:

VIB

b. Cấu tạo của crôm: ₂₄Cr1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

-Trong hợp chất, crôm có số oxi hoá biến đổi từ +1 đến +6. Số oxi hoá phổ biến là +2,+3,+6.

(crôm có e hoá trị nằm ở phân lớp 3d và 4s).

c. Tính chất vật lí:

- Crôm có màu trắng bạc, rất cứng (độ cứng thua kim cương) - Khó nóng chảy, là kimloại nặng, d = 7,2 g/cm³.

d, Tính chất hoá học:

* Tác dụng với phi kim:

4Cr + 3 O₂  2 Cr₂O₃ 2Cr + 3Cl2  2 CrCl3

Ở nhiệt độ thường trong không khí, kim loại crôm tạo ra màng mỏng crôm (III) oxit có cấu tạo mịn, bền vững bảo vệ. Ở nhiệt độ cao khử được nhiều phi kim.

*Tác dụng với nước: không tác dụng với nước do có màng oxit bảo vệ.

*Tác dụng với axit:

Với dung dịch axit HCl, H2SO₄ loãng nóng, màng axit bị phá huỷ Cr khử được H⁺ trong dung dịch axit. Vd: Cr + 2HCl  CrCl₂ + H₂

Cr + H₂SO₄  CrSO₄ + H₂ Cr + 2H⁺  Cr²⁺ + H₂

Chú ý: Crôm thụ động trong axit H2SO₄ và HNO₃ đặc,nguội.

VII. HỢP CHẤT CỦA CROM 1. Một số hợp chất của crôm (II)

a. Crôm (II) oxit: CrO (màu đen). CrO là oxit bazơ, có tính khử mạnh, tan trong axit.

Vd: CrO + 2HCl (CrCl2 + H2O. (1) 4CrO + O2 (2Cr2O3 (2) b. Crôm (II) hidroxit: Cr(OH)₂ là chất rắn màu vàng.

- Điều chế: CrCl₂ +2NaOH (Cr(OH)₂ + 2NaCl - Cr(OH)₂ là bazơ, có tính khử:

Vd: Cr(OH)2 + 2HCl (CrCl2 + H2O.

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O (4Cr(OH)3 c. Muối crôm (II): có tính khử mạnh 2CrCl2 + Cl2  2CrCl2

2. Một số hợp chất của crôm (III)

a. Crôm (III) oxit: Cr2O3 (màu lục thẫm). Cr2O3 là oxit lưỡng tính, tan trong axit và kiềm đặc.

Vd: Cr2O3 + 6HCl (2CrCl3 + 3H2O. (1) Cr₂O₃ + 2NaOH (2NaCrO₂+ H₂O. (2)

 Phản ứng (1), (2) chứng minh Cr2O3 là oxit lưỡng tính.

b. Crôm (III) hidroxit: Cr(OH)3 là chất rắn màu lục xám.

- Điều chế: CrCl3 +3NaOH (Cr(OH)3 + 3NaCl - Cr(OH)₃ là hidroxit lưỡng tính:

Vd: Cr(OH)₃ + NaOH ( NaCrO₂+ 2H₂O. (1) Natri crômit

Cr(OH)₃ + 3HCl  CrCl₃ + 3H₂O. (2)

 Phản ứng (1), (2) chứng minh Cr(OH)3 là oxit lưỡng tính.

c. Muối crôm (III): vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá.

- Trong môi trường axit Cr⁺³ có tính oxi hóa 2Cr³⁺ + Zn (2Cr²⁺ + Zn²⁺

- Trong môi trường kiềm Cr⁺³ có tính khử: khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh Cr⁺³ bị oxi hóa thành CrO₄^2-

2Cr³⁺ + 3Br2 + 16 OH^- (2CrO42-

+ 6Br^- + 8H2O 2CrO2-

+ 3Br2 + 8 OH^- (2CrO42-

+ 6Br^- + 4H2O

Muối quan trọng là phèn crom-kali: KCr(SO4)2.12H2O có màu xanh tím, dùng trong thuộc da, chất cầm màu trong nhộm vải.

3. Hợp chất Crôm (VI):

a. Crôm (VI) oxit: CrO3

- Là chất rắn màu đỏ thẫm.

- CrO3 là chất oxi hoá rất mạnh. một số hợp chất vô cơ và hữu cơ bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3. VD: 2CrO3 + 2 NH3

t0

 Cr2O3 +N2+3 H2O - CrO₃ là một oxit axit, tác dụng với H₂O tạo ra hỗn hợp 2 axit.

CrO3 + H2O ( H2CrO4: axit crômic 2 CrO3 + H2O ( H2Cr2O7: axit đicrômic

2 axit trên chỉ tồn tại trong dung dịch, nếu tách ra khỏi dung dịch chúng bị phân huỷ tạo thành CrO3

b. Muối cromat và đicromat:

- Là những hợp chất bền

- Muối cromat: Na₂CrO₄,...là những hợp chất có màu vàng của ion CrO₄^2-. - Muối đicromat: K2Cr2O7... là muối có màu da cam của ion Cr2O72-

. - Giữa ion CrO42-

và ion Cr2O72-

có sự chuyển hoá lẫn nhau theo cân bằng.

Cr2O72-

+ H2O  2 CrO₄^2- + 2H⁺ (da cam) (vàng)

Cr₂O₇^2- + 2OH^- (2 CrO₄^2- + H₂O (da cam) (vàng)

2 CrO₄^2- + 2 H⁺ (Cr₂O₇^2- + H₂O (vàng) (da cam)

* Tính chất của muối cromat và đicromat là tính oxi hoá mạnh. đặc biệt trong MT axit.

Vd: K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 (Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ (Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 3I₂ + 7H₂O VIII. ĐỒNG VÀ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG

1. ĐỒNG

I. Vị trí và cấu tạo:

a. Cấu tạo nguyên tử

Kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, Chu kỳ 4, Số hiệu NT là 29, Kí hiệu Cu (₂₉⁶⁴Cu. Cấu hình e: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s^1. hoặc:

 

Trong các hợp chất đồng có soh phổ biến là: +1; +2.

Cấu hình e của: Ion Cu⁺:

 

 

- Đồng có BKNT nhỏ hơn kim loại nhóm IA

- Ion đồng có điện tích lớn hơn kim loại nhóm I_A

- Kim loại đồng có cấu tạo kiểu mạng tinh thể lập phương tâm diện là tinh thể đặc chắc (liên kết trong đơn chất đồng bền vững hơn.

c. Một số tính chất khác của đồng:

- BKNT: 0,128 (nm).

- BK các ion Cu²⁺: 0,076(nm); Cu⁺: 0,095 (nm) - Độ âm điện: 1,9

- Năng lượn ion hóa I₁, I₂: 744; 1956 (KJ/mol) - Thế điện cực chuẩn: E⁰_Cu²⁺/_Cu: +0,34(V).

* Tính chất vật lí:

Là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và tráng mỏng.

Dẫn điện và nhiệt rất cao (chỉ kém hơn bạc). D = 8,98g/cm³; t⁰_nc= 1083⁰C

* Hóa tính: Cu là KL kém hoạt động; có tính khử yếu.

+ Pứ với phi kim:

- Khi đốt nóng 2Cu + O2 (2CuO (đồng II oxit)

- Cu td Với Cl2, Br2, S… ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng.

PT: Cu + Cl2 (CuCl2 (đồng clorua) Cu + S (CuS (đồng sunfua).

+ Tác dụng với axit:

- Với HCl, H₂SO₄(l):

Không phản ứng nhưng nếu có mặt O₂ của không khí thì Cu bị oh (Cu²⁺ (H 7.11) PT: 2Cu + 4HCl + O2 (2CuCl2 + 2H2O.

2Cu + 2H2SO4 (l) + O2 (2CuSO4 + 2H2O - Với HNO₃, H₂SO₄ đặc nóng:

0 +5 +2 2

3 3 2 2

3Cu +8H NO (l) 3Cu (NO ) +2 N O+4H O

 