Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Chuyên đề Hóa 9: Kim loại

66ee14c86ea117a27f7fe004890b2f1a
Gửi bởi: Nguyễn Minh Lệ 7 tháng 8 2021 lúc 15:02:57 | Được cập nhật: hôm qua lúc 12:44:05 | IP: 14.245.250.39 Kiểu file: DOC | Lượt xem: 561 | Lượt Download: 25 | File size: 0.436736 Mb

Nội dung tài liệu

Tải xuống
Link tài liệu:
Tải xuống

Các tài liệu liên quan


Có thể bạn quan tâm


Thông tin tài liệu

CHUYÊN ĐỀ 2: KIM LOẠI A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI oxit MUỐI + H2 + O2 + Axit 1. 2. 3. 4. 3Fe + 2O2 Fe3O4 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu KIM LOẠI + DD Muối + Phi kim MUỐI MUỐI + KL 2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TRỰC TIẾP. a. Nhiệt luyện kim * Đối với các kim loại trung bình và yếu :Khử các oxit kim loại bằng H2,C,CO, Al … Ví dụ: CuO + H2 Cu + H2O  * Đối với các kim loại mạnh: điện phân nóng chảy muối clorua Ví dụ: 2NaCl 2Na + Cl2  b. Thuỷ luyện kim: điều chế các kim loại không tan trong nước * Kim loại mạnh hơn đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dd muối Ví dụ: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu  * Điện phân dd muối của kim loại trung bình và yếu: Ví dụ: FeCl2 Fe + Cl2  c. Điện phân oxit kim loại mạnh : Ví dụ: 2Al2O3 4Al + 3O2  d. Nhiệt phân muối của kim loại yếu hơn Cu: Ví dụ: 2AgNO3 2Ag + O2  + 2NO2  3. DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au (Khi Nào May Aó Záp Sắt Phải Hỏi Cúc Bạc Vàng) Ý nghĩa: K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt + O2: nhiệt độ thường ứng K Ba Ca Na Mg Tác dụng với nước K Ba Ca Na Mg Ở nhiệt độ cao Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt Không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt Tác dụng với các axit thông thường giải phóng Hidro K Ba Ca Na Mg Khó phản Không tác dụng. Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt Kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi muối K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt H2, CO không khử được oxit khử được oxit các kim loại này ở nhiệt độ cao Chú ý: - Các kim loại đứng trước Mg phản ứng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành dd Kiềm và giải phóng khí Hidro. - Trừ Au và Pt, các kim loại khác đều có thể tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc nhưng không giải phóng Hidro. 4. SO SÁNH TÍNH CHẤT CỦA NHÔM VÀ SẮT * Giống: - Đều có các tính chất chung của kim loại. - Đều không tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc nguội * Khác: Tính chất Tính chất vật lý Al (NTK = 27) Fe (NTK = 56) - Kim loại màu trắng, có ánh kim, - Kim loại màu trắng xám, có ánh nhẹ, dẫn điện nhiệt tốt. kim, dẫn điện nhiệt kém hơn Nhôm. 0 0 - t nc = 660 C - t0nc = 15390C - Là kim loại nhẹ, dễ dát mỏng, dẻo. Tác dụng với 2Al + 3Cl2 2AlCl3 phi kim 2Al + 3S Al2S3 Tác dụng với 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 axit Tác dụng với 2Al + 3FeSO4  Al2(SO4)3 + 3Fe dd muối Tác dụng với 2Al + 2NaOH + H2O dd Kiềm  2NaAlO2 + 3H2 Hợp chất - Al2O3 có tính lưỡng tính Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O Al2O3+ 2NaOH2NaAlO2 + H2O - Al(OH)3 kết tủa dạng keo, là hợp chất lưỡng tính Kết luận - Nhôm là kim loại lưỡng tính, có thể tác dụng với cả dd Axit và dd Kiềm. Trong các phản ứng hoá học, Nhôm thể hiện hoá trị III - Là kim loại nặng, dẻo nên dễ rèn. 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Fe + S FeS Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag Không phản ứng - FeO, Fe2O3 và Fe3O4 đều là các oxit bazơ - Fe(OH)2 màu trắng xanh - Fe(OH)3 màu nâu đỏ - Sắt thể hiện 2 hoá trị: II, III + Tác dụng với axit thông thường, với phi kim yếu, với dd muối: II + Tác dụng với H2SO4 đặc nóng, dd HNO3, với phi kim mạnh: III 5. GANG – THÉP Đ/N Sản xuất Tính chất Gang - Gang là hợp kim của Sắt với Cacbon và 1 số nguyên tố khác như Mn, Si, S… (%C=25%) C + O2 CO2 CO2 + C 2CO 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 4CO + Fe3O4 3Fe + 4CO2 CaO + SiO2 CaSiO3 Cứng, giòn B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1:Tính chất của kim loại Thép - Thép là hợp kim của Sắt với Cacbon và 1 số nguyên tố khác (%C<2%) 2Fe + O2 2FeO FeO + C Fe + CO FeO + Mn Fe + MnO 2FeO + Si 2Fe + SiO2 Cứng, đàn hồi… Bài 1: Tính chất vật lý nào là đặc trưng của kim loại. Hướng dẫn: Tính chất vật lý đặc trưng của kim loại là tính dẻo, tính dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim Bài 2: Dung dịch ZnCl2 có lẫn CuCl2. Kim loại nào sau đây dùng làm sạch dung dịch ZnCl2: Ba, Cu, Mg, Zn. Hướng dẫn: Dung dịch ZnCl2 có lẫn CuCl2. Kim loại dùng làm sạch dung dịch ZnCl2 là: Zn. Do có phản ứng Zn + CuCl2 → ZnCl2 + Cu Lọc kết tủa ta thu được dd ZnCl2 tinh khiết Dạng 2: Nhận biết kim loại và hợp chất của kim loại Dựa vào tính chất hoá học và các dấu hiệu nhận biết các chất (kết tủa, khí, đổi màu dung dịch…) đã được học để tiến hành nhận biết. - Bước 1: Trích mẫu thử (có thể đánh số các ống nghiệm để tiện theo dõi). - Bước 2: Chọn thuốc thử để nhận biết (tuỳ theo yêu cầu của đề bài: thuốc thử tuỳ chọn, hạn chế hay không dùng thuốc thử nào khác). - Bước 3: Cho thuốc thử vào mẫu, trình bày hiện tượng quan sát, rút ra kết luận đã nhận ra hoá chất nào. - Bước 4: Viết phương trình phản ứng minh hoạ. Chú ý: Để giải dạng bài tập này ta cần: + Dựa vào màu sắc của các dung dịch. + Các phản ứng hóa học đặc trưng của các hóa chất cần nhận biết. + Lập bảng để nhận biết. Bài 1: Có 8 dung dịch chứa: NaNO3, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2, Cu(NO3)2, Na2SO4, MgSO4, FeSO4, CuSO4. Hãy nêu các thuốc thử và trình bày phương án phân biệt 8 dung dịch nói trên. Hướng dẫn: Thuốc thử để phân biệt là: dd BaCl2, dd NaOH. Cách làm như sau: - Trích mẫu thử và đánh số thứ tự. - Cho dd BaCl2 vào 8 dung dịch sẽ thấy ở 4 dung dịch có kết tủa là: Na2SO4, MgSO4, FeSO4, CuSO4 (nhóm A) còn 4 dung dịch không có hiện tượng gì là: NaNO3, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 (nhóm B). - Trong mỗi nhóm A, B đều dùng dd NaOH để thử: + Nhận ra Na2SO4 và NaNO3 không có hiện tượng gì + Nhận ra CuSO4 và Cu(NO3)2 tạo kết tủa màu xanh: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ (Xanh) + Na2SO4 Nhận ra MgSO4 và Mg(NO3)2 tạo kết tủa màu trắng: Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ (Trắng) + 2NaNO3 + Nhận ra FeSO4 và Fe(NO3)2 tạo kết tủa màu trắng hơi xanh, sau đó một lúc kết tủa sẽ chuyển thành màu nâu đỏ FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ (nâu đỏ) Bài 2: Nhận biết các chất trong mỗi cặp dưới đây chỉ bằng dung dịch HCl a) 4 dung dịch : MgSO4, NaOH, BaCl2, NaCl b) 4 chất rắn : NaCl, Na2CO3, BaCO3, BaSO4 Hướng dẫn: a) Xét khả năng phản ứng của 4 chất, nhận được chỉ có MgSO 4 tạo được kết tủa với 2 dung dịch khác: MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + Na2SO4 MgSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + MgCl2 Suy ra dung dịch còn lại không kết tủa là NaCl. - Dùng axit HCl hòa tan 2 kết tủa thấy kết tủa không tan là BaSO 4 → nhận được BaCl2, kết tủa tan là Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O thì nhận được NaOH b) Hòa tan 4 chất rắn bằng dung dịch HCl nhận được BaSO 4 không tan, NaCl tan mà không có khí bay ra. Còn: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2↑ + H2O - Thả lần lượt 2 chất rắn Na 2CO3, BaCO3 vào 2 dung dịch vừa tạo ra → sẽ nhận ra Na2CO3 có kết tủa: Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3↓ + 2NaCl → Còn lại là BaCO3. Dạng 3: Tách, tinh chế kim loại và hợp chất của kim loại Nguyên tắc: - Bước 1. Chọn chất X chỉ tác dụng với A (mà không tác dụng với B) để chuyển A thành dạng A1 kết tủa, bay hơi, hoặc hòa tan; tách ra khỏi B (bằng cách lọc hoặc tự tách). - Bước 2. Điều chế lại chất A từ chất A1 Bài 1: Nêu phương pháp tách hỗn hợp gồm MgO, Fe2O3, CuO ở thể rắn thành các chất nguyên chất. Hướng dẫn: - Trước tiên ta sẽ khử các oxit kim loại trên bằng hiđro ở nhiệt độ cao (chỉ có oxit kim loại đứng sau nhôm mới bị khử) + Ta có phản ứng khử như sau: CuO + H2 → Cu + H2O; Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O + Còn lại MgO không bị khử. Sau đó ta cho các chất thu được tác dụng với axit HCl thì Cu không phản ứng và bị oxi hóa ở ngoài không khí tạo thành CuO: 2Cu + O2 → 2CuO. + Ta tách được CuO ra khỏi hỗn hợp. MgO + 2HCl → MgCl2 + H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 + Hai muối thu được là MgCl2 và FeCl2 ta cho điện phân dung dịch thì FeCl2 bị điện phân tạo thành Fe, sau đó Fe bị oxi hóa thành Fe2O3 ta tách được Fe2O3. + Muối MgCl2 không bị điện phân dung dịch thì ta điện phân nóng chảy tạo thành Mg, sau đó đốt nóng thì Mg bốc cháy trong không khí tạo ra MgO: MgCl2 → Mg + Cl2 2Mg + O2 → 2MgO - Cuối cùng ta tách được cả ba chất trên ra khỏi hỗn hợp thành các chất nguyên chất. Bài 2: Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại sau ra khỏi hỗn hợp: Al, Fe, Cu? Hướng dẫn: - Cho hỗn hợp phản ứng với dung dịch kiềm chỉ có Al tan do phản ứng: 2Al + 2NaOH + H2O → 2NaAlO2 + 3H2 - Lọc tách Fe và Cu. Phần nước lọc thu được cho phản ứng với dung dịch HCl vừa đủ sẽ sinh ra kết tủa keo trắng: 2NaAlO2 + HCl + H2O → Al(OH)3 + NaCl - Lọc kết tủa rồi nung với H2 trong điều kiện nung nóng ta sẽ thu được Al 2Al(OH)3 + 3H2 → 2Al + 6H2O - Hỗn hợp Fe và Cu cho phản ứng với dung dịch HCl chỉ có Fe phản ứng Fe + HCl → FeCl2 + H2 - Lọc thu được Cu. Phần nước lọc thu được cho phản ứng với dung dịch kiềm sẽ cho kết tủa trắng xanh FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl - Lọc kết tủa nung nóng ở nhiệt độ cao được FeO Fe(OH)2 → FeO + H2O FeO + H2 → Fe + H2O Dạng 4: Hỗn hợp kim loại tác dụng với axit Dãy hoạt động kim loại K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au Khi Nào May Áo Záp Sắt Phải Hỏi Cúc Bạc Vàng Dãy được sắp xếp theo chiều giảm dần tính hoạt động hoá học (từ trái sang phải). - Một số kim loại vừa tác dụng được với axit và với nước: K, Na, Ba, Ca. Kim loại + H2O → Dung dịch bazơ + H2 - Kim loại vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ: (Be), Al, Zn, Cr 2A + 2(4 – n)NaOH + 2(n – 2)H2O → 2Na4 –nAO2 + nH2 Ví dụ: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 - Kim loại đứng trước H tác dụng với dung dịch axit HCl, H 2SO4 loãng tạo muối và giải phóng H2. Kim loại + Axit → Muối + H2 Lưu ý: - Kim loại trong muối có hoá trị thấp (đối với kim loại đa hoá trị). - Trừ Au và Pt, các kim loại khác đều có thể tác dụng với HNO 3 và H2SO4 đặc, nóng nhưng không giải phóng Hidro. Phương pháp giải: - B1: Viết PTHH. - B2: Xử lí số liệu theo dữ kiện đề bài, đặt ẩn số, lập hệ (nếu cần). - B3: Tính số mol chất cần tìm theo PTHH và hệ PT. - B4: Tính toán theo yêu cầu của bài toán. Bài 1: Cho 3,79g hỗn hợp hai kim loại là Zn và Al tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 1792 ml khí (đktc). Tính khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp. Hướng dẫn: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 (1) 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 (2) Số mol khí H2 thu được: Gọi a và b lần lượt là số mol Zn và Al trong hỗn hợp. Khối lượng Zn: 65.0,05 = 3,25 g Khối lượng Al: 27.0,02 = 0,54 gam Bài 2: Hỗn hợp 3 kim loại Fe, Al, Cu nặng 17,4 gam. Nếu hòa tan hỗn hợp bằng axit H2SO4 loãng dư thì thoát ra 8,96 dm3 H2 (ở đktc). Còn nếu hòa tan hỗn hợp bằng axit đặc nóng, dư thì thoát ra 12,32 lít SO 2 (ở đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại ban đầu. Hướng dẫn: - Cu không tan trong H2SO4 loãng, chỉ có Fe và Al tan được trong axit loãng Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ - H2SO4 đặc nóng hòa tan cả 3 kim loại: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O 2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O - Gọi số mol của Fe, Al, Cu lần lượt là x, y, z ta có hệ phương trình : Khối lượng của sắt ban đầu là : mFe = 0,1. 56 = 5,6 (gam) Khối lượng của nhôm ban đầu là : mAl = 0,2. 27 = 5,4 (gam) Khối lượng của đồng ban đầu là : mCu = 0,1. 64 = 6,4 (gam)