Giải Hóa học 12 trang 95

📋 Tóm tắt nội dung

Hai trang này thuộc Bài 20: Kim loại trong tự nhiên và phương pháp tách kim loại, bao gồm:

Trang 95 (tiếp theo):

• Phần lý thuyết về tính chất hóa học của kim loại:
• Điều kiện chuẩn: Kim loại có E°(M^n+/M) < 0 có thể tác dụng với dung dịch acid (HCl, H₂SO₄) tạo H₂
• Ví dụ: Fe + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂

• Câu hỏi 7: Giải thích tại sao kim loại từ Cu đến Au không tác dụng với HCl, H₂SO₄ loãng dựa vào thế điện cực chuẩn

• Phần b) Với dung dịch H₂SO₄ đặc:
• Kim loại (trừ Pt, Au) khử được S⁺⁶ xuống số oxi hóa thấp hơn
• Ví dụ: Cu + H₂SO₄ đặc → CuSO₄ + SO₂ + H₂O
• Chú ý: HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội làm thụ động Al, Fe, Cr

• Phần 4. Tác dụng với dung dịch muối:
• Kim loại mạnh hơn đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối
• Ví dụ: Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

• Thí nghiệm: Kim loại tác dụng với dung dịch muối (dùng đinh sắt và CuSO₄)

• Hai ô tóm tắt:
• EM ĐÃ HỌC: Tính chất vật lí và hóa học của kim loại
• EM CÓ THỂ: Giải thích ứng dụng và hiện tượng liên quan

Trang 94 (đầu bài 20):

• MỤC TIÊU của bài học
• Câu hỏi mở đầu: Làm thế nào tách kim loại ra khỏi quặng?
• Phần 1. KIM LOẠI TRONG TỰ NHIÊN:
• Kim loại tồn tại dạng hợp chất (oxide, muối) trong quặng
• Chỉ một số kim loại kém hoạt động (Ag, Pt, Au) tồn tại dạng đơn chất
• Giới thiệu về quặng và phương pháp tách kim loại
• Hình 20.1: Quặng bauxite và hematite
• Bảng 20.1: Một số quặng kim loại thông dụng

---

⚙️ Bài tập

Câu 7

Đề bài: Các kim loại từ Cu đến Au trong dãy điện hóa không đẩy được H₂ ra khỏi dung dịch của các acid như HCl, H₂SO₄ loãng. Hãy dựa vào thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử tương ứng để giải thích.

---

Cách 1 — Dựa vào thế điện cực chuẩn và điều kiện phản ứng tự diễn ra

Bước 1: Nhắc lại điều kiện để kim loại đẩy H₂ ra khỏi dung dịch acid

Để kim loại M tác dụng với acid (HCl, H₂SO₄ loãng) giải phóng H₂, phản ứng phải tự diễn ra:

M + 2H⁺ → M^n+ + H₂

Bước 2: Điều kiện về thế điện cực chuẩn

Phản ứng tự diễn ra khi: E°(M^n+/M) < E°(H⁺/H₂)

Biết rằng: E°(H⁺/H₂) = 0,00 V (quy ước làm mốc)

Do đó: Kim loại chỉ đẩy được H₂ khi E°(M^n+/M) < 0

Bước 3: Xét các kim loại từ Cu đến Au

Tra bảng thế điện cực chuẩn:

• E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V > 0
• E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V > 0
• E°(Au³⁺/Au) = +1,50 V > 0

Bước 4: Kết luận

Vì các kim loại Cu, Ag, Au có E°(M^n+/M) > 0 nên:

• Không thể khử được ion H⁺ thành H₂
• Không tác dụng với HCl, H₂SO₄ loãng ở điều kiện thường

Giải thích: Kim loại có thế điện cực càng dương (tính oxi hóa ion kim loại càng mạnh) thì tính khử của kim loại càng yếu, không đủ mạnh để khử H⁺ thành H₂.

---

Cách 2 — So sánh tính oxi hóa - khử

Nguyên lý: Chất khử mạnh hơn sẽ khử được chất oxi hóa yếu hơn.

Phân tích:

Xét phản ứng: M + 2H⁺ → M^n+ + H₂

• Chất khử: M (kim loại)
• Chất oxi hóa: H⁺

So sánh tính oxi hóa:

Dựa vào thế điện cực chuẩn:

• E°(H⁺/H₂) = 0,00 V
• E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V
• E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V
• E°(Au³⁺/Au) = +1,50 V

Quy tắc: E° càng lớn → tính oxi hóa của ion kim loại càng mạnh → tính khử của kim loại càng yếu

Kết luận:

Với Cu, Ag, Au:

• Ion Cu²⁺, Ag⁺, Au³⁺ có tính oxi hóa mạnh hơn H⁺
• Kim loại Cu, Ag, Au có tính khử yếu hơn H₂
• Do đó H⁺ không thể oxi hóa được Cu, Ag, Au
• Phản ứng không xảy ra

Ngược lại: Với kim loại có E° < 0 (như Zn, Fe, Al,...):

• Tính khử của kim loại mạnh hơn H₂
• Có thể khử H⁺ thành H₂
• Phản ứng xảy ra

---

💡 Mẹo nhớ: - E° < 0: Kim loại đẩy được H₂ (tác dụng với HCl, H₂SO₄ loãng) - E° > 0: Kim loại KHÔNG đẩy được H₂ - Ranh giới: H⁺/H₂ có E° = 0,00 V

⚠️ Lưu ý thi: - Câu hỏi thường yêu cầu giải thích dựa vào thế điện cực → phải nêu rõ giá trị E° và so sánh với 0 - Không nhầm lẫn: E° dương không có nghĩa là kim loại hoạt động mạnh - Cu tác dụng được với H₂SO₄ đặc, nóng (do S⁺⁶ là chất oxi hóa mạnh hơn H⁺)

---

🎯 Ghi nhớ: Thế điện cực chuẩn E° là tiêu chí quan trọng để dự đoán khả năng phản ứng của kim loại: - Kim loại có E° < 0: Hoạt động mạnh, đẩy được H₂ ra khỏi acid loãng - Kim loại có E° > 0: Hoạt động yếu (kim loại quý), không tác dụng với acid loãng thông thường - Để hòa tan Cu, Ag cần dùng acid có tính oxi hóa mạnh (HNO₃, H₂SO₄ đặc nóng)