Bài 22: Luyện tập chương 2: Kim loại I. Kiến thức cần nhớ
1. Tính chất hoá học của kim loại a) Dãy hoạt động hoá học của kim loại:
K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au b) Tính chất:
- Tác dụng với phi kim: 2Fe + 3Cl2 to
2FeCl3
- Tác dụng với nước: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ - Tác dụng với dung dịch axit: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
- Tác dụng với dung dịch muối: Fe + Cu(NO3)2 →Fe(NO3)2 + Cu↓
2. Tính chất hoá học của kim loại nhôm và sắt có gì giống nhau và khác nhau?
a) Giống nhau
+ Nhôm, sắt có những tính chất hoá học của kim loại.
+ Nhôm, sắt đều không phản ứng với HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội.
b) Khác nhau
+ Nhôm có phản ứng với kiềm.
+ Khi tham gia phản ứng, nhôm tạo thành hợp chất trong đó nhôm chỉ có hoá trị (III), còn sắt tạo thành hợp chất, trong đó sắt có hoá trị (II) hoặc (III).
3. Hợp kim của sắt: thành phần, tính chất và sản xuất gang, thép.
Gang: Hàm lượng C từ 2 – 5 % Thép: Hàm lượng C dưới 2%
Tính chất
Giòn, không rèn, không dát mỏng được.
Đàn hồi, dẻo (rèn, dát mỏng, kéo sợi được), cứng.
Sản xuất
- Trong lò cao.
- Nguyên tắc: CO khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao.
3CO + Fe2O3 to
3CO2 + 2Fe
- Trong lò luyện thép.
- Nguyên tắc: Oxi hóa các nguyên tố C, Mn, Si, S, P,… có trong gang
FeO + C to Fe + CO 4. Sự ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại (KL) không bị ăn mòn
Sự ăn mòn KL là sự phá hủy kim loại, hợp kim do tác dụng hóa học trong môi trường.
Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn KL: Ảnh hưởng của các chất trong môi trường;
ảnh hưởng của nhiệt độ.
Bảo vệ KL bằng cách: Ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường; Sơn, mạ, bôi dầu mỡ... lên trên bề mặt kim loại; Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn
II. Bài tập
Bài 1 trang 65 VBT Hóa học 9: Hãy viết hai phương trình hoá học trong mỗi trường hợp sau đây :
a) Kim loại tác dụng với oxi tạo thành oxit bazơ.
b) Kim loại tác dụng với phi kim tạo thành muối.
c) Kim loại tác dụng với dung dịch axit tạo thành muối và giải phóng khí hiđro.
d) Kim loại tác dụng với dung dịch muối tạo thành muối mới và kim loại mới.
Lời giải:
Viết 2 phương trình hóa học trong mỗi trường hợp sau:
a) Kim loại t/d với oxi tạo thành oxit bazơ:
4Na + O2 to
2Na2O 2Cu + O2
to
2CuO
b) Kim loại t/d với phi kim tạo thành muối:
2Fe + 3Cl2 to
2FeCl3
2Al + 3S to Al2S3
c) Kim loại tác dụng với dung dịch axit tạo thành muối và giải phóng khí hiđro:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
d) Kim loại tác dụng với dung dịch muối tạo thành muối mới và kim loại mới:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
Cu + 2AgNO3 → 2Ag↓ + Cu(NO3)2
Bài 2 trang 65 VBT Hóa học 9: Hãy xét xem các cặp chất sau đây, cặp chất nào có phản ứng ? Không có phản ứng ?
a) Al và khí Cl2 ;
b) Al và HNO3 đặc, nguội;
c) Fe và H2SO4 đặc, nguội;
d) Fe và dung dịch Cu(NO3)2.
Viết các phương trình hoá học (nếu có).
Lời giải:
Cặp chất có phản ứng:
a) 2Al + 3Cl2 to
2AlCl3
d) Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu↓
Cặp chất không phản ứng: b) và c).
Bài 3 trang 65 VBT Hóa học 9: Khoanh tròn vào thứ tự sắp xếp đúng (theo chiều mức hoạt động hóa học giảm dần). Biết: Bốn kim loại đều đứng sau Mg, trong đó:
- A và B tác dụng với dd HCl giải phóng khí hiđro.
- C và D không có phản ứng với dd HCl.
- B tác dụng với dd muối của A và giải phóng A.
- D tác dụng được với dd muối của C và giải phóng C.
Hãy xác định thứ tự sắp xếp nào sau đây là đúng (theo chiều hoạt động hoá học giảm dần):
a) B, D, C, A; b) D, A, B, C; c) B, A, D, C;
d) A, B, C, D; e) C, B, D, A.
Lời giải:
Đáp án C
A, B tác dụng với HCl và C, D không phản ứng với HCl ⇒ A,B hoạt động mạnh hơn C, D
B tác dụng với dung dịch muối A và giải phóng A ⇒ B hoạt động mạnh hơn A D tác dụng với dung dịch muối C và giải phóng C ⇒ D mạnh hơn C
⇒ Sắp xếp theo chiều hoạt động hóa học giảm dần là: B, A, D, C .
Bài 4 trang 66 VBT Hóa học 9: Viết phương trình hoá học biểu diễn sự chuyển đổi sau đây:
Lời giải:
Viết các phương trình hóa học cho dãy biến hóa:
a)
(1) 4Al + 3O2 to
2Al2O3
(2) Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
(3) AlCl3 + 3NaOH (vừa đủ) → Al(OH)3↓ + 3NaCl
(4) 2Al(OH)3 to
Al2O3 + 3H2O (5) 2Al2O3
3 6
dpnc Na AlF
4Al +3O2
(6) 2Al + 3Cl2 to
2AlCl3
b)
(1) Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2↑
(2) FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4
(3) Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O c)
(1) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl (2) 2Fe(OH)3
to
Fe2O3 + 3H2O (3) Fe2O3 + 3H2
to
2Fe + 3H2O (4) 3Fe + 2O2
to
Fe3O4
Bài 5 trang 66 VBT Hóa học 9: Cho 9,2 gam một kim loại A phản ứng với khí clo dư tạo thành 23,4 gam muối. Hãy xác định kim loại A, biết A có hoá trị I.
Lời giải:
Phương trình hóa học:
2A + Cl2 → 2ACl
Theo phương trình, ta có tỉ lệ: A A 35,5
A 23 9, 2 23, 4
Vậy A là kim loại natri
Bài 6* trang 66 VBT Hóa học 9: Ngâm một lá sắt có khối lượng 2,5 gam trong 25 ml dung dịch CuSO4 15% có khối lượng riêng là 1,12 g/ml. Sau một thời gian phản ứng, người ta lấy lá sắt ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thì cân nặng 2,58 gam.
a) Hãy viết phương trình hoá học.
b) Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch sau phản ứng.
Lời giải:
Khối lượng của dung dịch CuSO4 = 25. 1,12 = 28 gam m (CuSO4) = 28.15 4, 2gam
100 ; n (CuSO4) = 4, 2
160 0,02625 (mol) a) Phương trình hóa học:
4 4
Fe CuSO FeSO Cu
56x 64x gam
b) Độ tăng khối lượng lá sắt = 2,58 – 2,5 = 0,08 (gam) x = 0,01 (mol)
Dung dịch sau phản ứng chứa FeSO4 0,01 mol hay 1,52 gam và CuSO4 dư 0,02625 - 0,01 = 0,01625 mol hay 2,6 gam
Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 28 – 0,08 = 27,92 (gam) Nồng độ C% chất tan:
4
4
C% (CuSO ) 2,6 .100% 9,31%
27,92
C% (FeSO ) 1,52 .100% 5, 44%
27,92
Bài 7* trang 67 VBT Hóa học 9: Cho 0,83 gam hỗn hợp gồm nhôm và sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư. Sau phản ứng thu được 0,56 lít khí ở đktc.
a) Viết các phương trình hoá học.
b) Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
Lời giải:
Số mol khí thoát ra = 0,56
0,025(mol) 22, 4
a) Phương trình hóa học:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ (1) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ (2) b) Thành phần % hỗn hợp:
x (mol) 1,5x mol
0,025 – 1,5x 0,025 – 1,5x mol Ta có phương trình: 27x + 56.(0,025 – x) = 0,83 Giải phương trình cho: x = 0,01 (mol)
Khối lượng nhôm = 0,27 gam và khối lượng sắt = 0,56 gam
Al
Fe
0, 27
%m .100% 32,53%
0,83
%m 0,56.100% 67, 47%
0,83
III. Bài tập bổ sung
Bài 1 trang 67 VBT Hóa học 9: Cho 6,5 gam muối sắt clorua tác dụng với dung dịch AgNO3 dư tạo ra 17,22 gam kết tủa. Hãy khoanh tròn vào một trong các chữ cái A, B, C, D đứng trước công thức phân tử đúng của muối sắt clorua.
A. FeCl2 B. FeCl3 C. FeCl D. FeCl4
Lời giải:
Đáp án đúng là: B
Do Fe chỉ có hóa trị II hoặc III trong hợp chất → Loại đáp án C và D Giả sử muối là FeCl3
FeCl3 + 3AgNO3 → 3AgCl↓ + Fe(NO3)3
0,04 → 0,12 mol
→ mkết tủa = mAgCl = 0,12.143,5 = 17,22 gam bằng khối lượng đề bài cho.
Vậy điều giả sử là đúng, do đó loại đáp án A.
Bài 2 trang 67 VBT Hóa học 9: Khi hòa tan 6,0 gam hợp kim gồm Cu, Fe và Al trong axit clohiđric thấy thoát ra 3,024 lít hiđro (đktc) và còn lại 1,86 gam kim loại không tan.
a) Viết các phương trình hóa học.
b) Xác định thành phần phần trăm khối lượng các kim loại trong hợp kim.
Lời giải:
Số mol H2 = 3,024
0,135mol 22, 4
Phương trình hóa học:
2 2
Fe 2HCl FeCl H
x (mol) x (mol)
3 2
2Al 6HCl 2AlCl 3H
y (mol) 1,5y (mol)
Ta có: 56x 27y 6,0 1,86 x 0,045(mol) x 1,5y 0,135 y 0,06
Cu
Al
Fe
%m 1,86.100% 31%
6 0,06.27
%m .100% 27%
6 0,045.56
%m .100% 42%
6
