Giải Hóa học 12 trang 93

🔍 Kiến thức cần nhớ

1. Tính chất vật lí của kim loại

• Khối lượng riêng: Kim loại nhẹ nhất là Li (D = 0,534 g/cm³), nặng nhất là Os (D = 22,6 g/cm³). Kim loại nhẹ có D < 5 g/cm³, kim loại nặng có D ≥ 5 g/cm³.
• Nhiệt độ nóng chảy: Cao nhất là W (3410°C), thấp nhất là Hg (-39°C).
• Độ cứng: Cứng nhất là Cr (cắt được kính), mềm nhất là các kim loại kiềm (K, Rb, Na, Cs).

2. Tính chất hóa học của kim loại

• Tính chất hóa học chung: Tính khử (M → M^n+ + ne)
• Kim loại tác dụng với: phi kim, nước, dung dịch acid

---

⚙️ Bài tập

---

Câu hỏi (trang 91)

Đề bài: Hãy tìm hiểu và trình bày một số ứng dụng của kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao và kim loại có độ cứng lớn.

---

Cách 1 — Phân tích theo từng loại kim loại

1. Ứng dụng của kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao:

2. Ứng dụng của kim loại có độ cứng lớn:

---

Cách 2 — Phân tích theo lĩnh vực ứng dụng

Công nghiệp điện - điện tử:

• W: dây tóc bóng đèn (chịu nhiệt độ cao không nóng chảy)
• Cr: mạ điện bảo vệ linh kiện

Công nghiệp cơ khí - chế tạo:

• W, Cr: làm thép hợp kim cứng cho dao cắt, mũi khoan
• Ti: chế tạo máy bay, tàu vũ trụ

Y tế:

• Ti, Ta: làm xương nhân tạo, đinh vít phẫu thuật (không bị ăn mòn trong cơ thể)

💡 Mẹo nhớ: "W - Watt bóng đèn, Cr - Chrome mạ sáng"

---

Câu 5 (trang 92)

Đề bài: Khi tác dụng với phi kim, kim loại thể hiện tính chất hóa học gì? Minh họa bằng các phương trình hóa học.

---

Cách 1 — Trình bày theo lý thuyết

Tính chất hóa học: Khi tác dụng với phi kim, kim loại thể hiện tính khử (nhường electron).

Giải thích:

• Kim loại có xu hướng nhường electron để đạt cấu hình bền vững
• Phi kim có xu hướng nhận electron
• Quá trình: M → M^n+ + ne (kim loại bị oxi hóa)

Minh họa bằng phương trình hóa học:

a) Tác dụng với oxygen:

• 4Al(s) + 3O₂(g) → 2Al₂O₃(s)
• 2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)
• 3Fe(s) + 2O₂(g) → Fe₃O₄(s) (ở nhiệt độ cao)

b) Tác dụng với chlorine:

• 2Fe(s) + 3Cl₂(g) → 2FeCl₃(s)
• 2Na(s) + Cl₂(g) → 2NaCl(s)
• Cu(s) + Cl₂(g) → CuCl₂(s)

c) Tác dụng với lưu huỳnh (sulfur):

• Fe(s) + S(s) --t°→ FeS(s)
• Hg(l) + S(s) → HgS(s) (xảy ra ở nhiệt độ thường)
• 2Al(s) + 3S(s) --t°→ Al₂S₃(s)

---

Cách 2 — Phân tích theo quá trình oxi hóa - khử

Xét phản ứng: 2Mg + O₂ → 2MgO

Xét phản ứng: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Kết luận: Trong mọi phản ứng với phi kim, kim loại luôn đóng vai trò chất khử.

⚠️ Lưu ý thi: - Fe tác dụng với Cl₂ tạo FeCl₃ (Fe hóa trị III), không phải FeCl₂ - Hg + S xảy ra ở nhiệt độ thường (dùng để thu hồi thủy ngân rơi vãi)

---

Câu 6 (trang 92)

Đề bài: Hãy cho biết kim loại nào trong Bảng 15.1 có thể phản ứng được với nước ở nhiệt độ thường giải phóng khí hydrogen.

---

Cách 1 — Dựa vào thế điện cực chuẩn

Điều kiện: Kim loại có thể điện cực chuẩn E°(M^n+/M) nhỏ hơn -0,414 V có thể đẩy được hydrogen ra khỏi nước.

Các kim loại thỏa mãn (theo dãy điện hóa):

Phương trình phản ứng minh họa:

• 2K(s) + 2H₂O(l) → 2KOH(aq) + H₂(g)
• 2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g)
• Ca(s) + 2H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + H₂(g)
• Ba(s) + 2H₂O(l) → Ba(OH)₂(aq) + H₂(g)

---

Cách 2 — Dựa vào vị trí trong bảng tuần hoàn

Quy tắc: Kim loại nhóm IA (kim loại kiềm) và nhóm IIA (kim loại kiềm thổ, trừ Be và Mg) phản ứng với nước ở nhiệt độ thường.

Kim loại phản ứng được:

• Nhóm IA: Li, Na, K, Rb, Cs
• Nhóm IIA: Ca, Sr, Ba

Đặc điểm phản ứng:

• Kim loại kiềm: phản ứng mãnh liệt, tỏa nhiều nhiệt
• Kim loại kiềm thổ: phản ứng êm dịu hơn

💡 Mẹo nhớ: "Khi Nào Cần Bánh" → K, Na, Ca, Ba phản ứng với nước ở nhiệt độ thường

⚠️ Lưu ý thi: - Mg chỉ phản ứng với nước nóng hoặc hơi nước - Al, Fe, Zn... không phản ứng với nước ở điều kiện thường do có lớp oxide bảo vệ

---

Thí nghiệm: Kim loại tác dụng với phi kim (trang 91)

Đề bài: Hãy mô tả hiện tượng quan sát được và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

---

Thí nghiệm 1: Magnesium tác dụng với oxygen

Hiện tượng:

• Dây Mg cháy sáng chói với ngọn lửa trắng rực
• Tạo ra chất rắn màu trắng (MgO)
• Tỏa nhiều nhiệt

Phương trình hóa học:

2Mg(s) + O₂(g) --t°→ 2MgO(s)

Giải thích: Mg có tính khử mạnh, dễ dàng nhường 2 electron cho O₂.

---

Thí nghiệm 2: Nhôm tác dụng với lưu huỳnh

Hiện tượng:

• Hỗn hợp bột Al và S cháy sáng khi đun nóng
• Phản ứng tỏa nhiệt mạnh, có thể thấy tia lửa
• Tạo ra chất rắn màu vàng xám (Al₂S₃)

Phương trình hóa học:

2Al(s) + 3S(s) --t°→ Al₂S₃(s)

Giải thích: Al nhường 3 electron, S nhận 2 electron để tạo liên kết ion.

⚠️ Lưu ý an toàn: Phản ứng Al + S tỏa nhiệt rất mạnh, cần thực hiện cẩn thận với lượng nhỏ.

---

Thí nghiệm: Kim loại tác dụng với dung dịch acid loãng (trang 92)

Đề bài: Hãy mô tả hiện tượng quan sát được và viết phương trình hóa học.

---

Hiện tượng:

• Kẽm tan dần trong dung dịch H₂SO₄
• Có bọt khí không màu (H₂) thoát ra liên tục
• Dung dịch nóng lên (phản ứng tỏa nhiệt)
• Dung dịch trong suốt (tạo ZnSO₄ tan)

Phương trình hóa học:

Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

Phương trình ion thu gọn:

Zn(s) + 2H⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + H₂(g)

Giải thích:

• Zn đóng vai trò chất khử: Zn → Zn²⁺ + 2e
• H⁺ đóng vai trò chất oxi hóa: 2H⁺ + 2e → H₂

💡 Mẹo nhớ: Kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học mới phản ứng được với HCl, H₂SO₄ loãng giải phóng H₂.

---

🎯 Ghi nhớ

1. Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử: M → M^n+ + ne

1. Kim loại tác dụng với phi kim:

• Với O₂: tạo oxide (trừ Au, Ag, Pt)
• Với Cl₂: tạo muối chloride (kim loại có hóa trị cao nhất)
• Với S: tạo sulfide

1. Kim loại tác dụng với nước: Chỉ kim loại kiềm (IA) và kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) phản ứng ở nhiệt độ thường

1. Kim loại tác dụng với acid loãng: Kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học