Tổng kết chương/chủ đề
Tính chất vật lí kim loại được nối với khả năng nhường electron trong phản ứng. Dãy hoạt động là công cụ dự đoán trong điều kiện phù hợp, không thay việc xét kim loại phản ứng với nước hay lớp oxide bảo vệ. Tách kim loại chọn theo độ hoạt động; hợp kim có tính chất phù hợp mục đích sử dụng. So sánh kim loại–phi kim phải chấp nhận các ngoại lệ về dẫn điện, trạng thái và độ giòn.
Mục lục bài học
- KHTN 9 – Hóa học – Tính chất chung của kim loại
- KHTN 9 – Hóa học – Dãy hoạt động hóa học của kim loại
- KHTN 9 – Hóa học – Tách kim loại và sử dụng hợp kim
- KHTN 9 – Hóa học – Sự khác nhau giữa phi kim và kim loại
KHTN 9 – Hóa học – Tính chất chung của kim loại
Mục tiêu và kiến thức nền
Liên hệ tính chất vật lí với ứng dụng và viết các phản ứng cơ bản. Cần biết nguyên tử, ion, phương trình và mol.
Tính chất
Nhiều kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có ánh kim và tính dẻo; mức độ khác nhau giữa các kim loại. Ở điều kiện thường đa số rắn, mercury là ngoại lệ lỏng. Không suy tất cả kim loại đều có độ cứng hoặc nhiệt độ nóng chảy cao.
Kim loại có xu hướng nhường electron tạo cation, thể hiện tính khử trong nhiều phản ứng. Với oxygen có thể tạo oxide: 2Mg+O₂→2MgO. Với phi kim khác có thể tạo muối: 2Na+Cl₂→2NaCl. Sản phẩm và điều kiện phụ thuộc kim loại/phi kim; không tự lấy cùng hóa trị cho mọi phản ứng của kim loại có nhiều số oxi hóa.
Một số kim loại tác dụng với nước hoặc hơi nước trong điều kiện phù hợp. Kim loại đứng trước H thường phản ứng với HCl/H₂SO₄ loãng tạo muối và H₂; Cu không phản ứng giải phóng H₂ với HCl loãng. Kim loại mạnh hơn có thể đẩy kim loại yếu hơn khỏi dung dịch muối nếu không bị phản ứng với nước hay điều kiện khác chi phối.
Phương pháp và ghi nhớ
Xác định kim loại, tác nhân và điều kiện → dự đoán sản phẩm → cân bằng → đổi mol nếu tính toán. Tính dẻo giải thích kéo sợi/dát mỏng, dẫn điện giải thích dây dẫn, nhưng lựa chọn vật liệu còn xét độ bền và chi phí. Không xem một tính chất chung là đúng tuyệt đối cho mọi kim loại.
Luyện tập bài này
KHTN 9 – Hóa học – Dãy hoạt động hóa học của kim loại
Mục tiêu và kiến thức nền
Dự đoán phản ứng với acid và muối bằng mức hoạt động. Cần biết tính khử của kim loại và dung dịch.
Dãy và ý nghĩa
Dãy thường dùng ở mức cơ sở: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au; hoạt động giảm dần theo chiều từ trái sang phải trong mô hình học tập. H được đặt làm mốc dù không là kim loại. Kim loại trước H có thể giải phóng H₂ khỏi acid loãng không oxi hóa phù hợp; kim loại sau H không theo kiểu phản ứng ấy.
Điều kiện vận dụng
Kim loại mạnh hơn có thể đẩy kim loại yếu hơn khỏi dung dịch muối, nhưng loại các kim loại phản ứng mạnh với nước như K,Na,Ca khi áp quy tắc đơn giản này. Lớp oxide hoặc điều kiện phản ứng có thể ảnh hưởng tốc độ quan sát; Al có lớp oxide bảo vệ. Dãy không thay điều kiện riêng của acid có tính oxi hóa mạnh.
Phương pháp
Viết các khả năng phản ứng, kiểm chất rắn/dung dịch và mức hoạt động, rồi cân bằng. Với nhúng kim loại vào dung dịch, độ tăng/giảm khối lượng thanh bằng khối lượng kim loại bám trừ khối lượng kim loại tan, khi không có quá trình phụ. Nếu nhiều ion cùng có thể phản ứng, cần xem lượng chất và thứ tự phù hợp với dữ kiện.
Ghi nhớ
Không đồng nhất “kim loại mạnh” với “cứng hơn”. Một kim loại hoạt động mạnh không nhất thiết thu được bằng điện phân dung dịch vì nước có thể tham gia. Dùng dãy như công cụ dự đoán có điều kiện, không là quy tắc không ngoại lệ.
Luyện tập bài này
KHTN 9 – Hóa học – Tách kim loại và sử dụng hợp kim
Mục tiêu và kiến thức nền
Liên hệ mức hoạt động với phương pháp thu kim loại, phân biệt kim loại nguyên chất và hợp kim. Cần biết oxi hóa–khử ở mức nhường/nhận electron.
Tách kim loại
Nguyên tắc là khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại. Kim loại rất hoạt động thường cần điện phân hợp chất nóng chảy phù hợp. Một số kim loại hoạt động trung bình có thể thu bằng chất khử như CO hoặc carbon ở nhiệt độ cao, tùy oxide và điều kiện. Kim loại kém hoạt động có thể tách bằng các phản ứng phù hợp từ dung dịch hoặc nhiệt phân một số hợp chất; không có một cách dùng chung mọi kim loại.
Hợp kim
Hợp kim là vật liệu kim loại chứa một kim loại cơ bản và một hay nhiều nguyên tố khác. Thép là hợp kim nền Fe với carbon và có thể thêm nguyên tố khác; đồng thau chứa Cu,Zn. Hợp kim có thể cứng hơn, bền hơn hoặc chống ăn mòn tốt hơn thành phần nền, tùy thành phần và xử lí; không khẳng định mọi tính chất đều tăng.
Phương pháp và ghi nhớ
Khi chọn phương pháp tách, xét mức hoạt động, dạng hợp chất và điều kiện công nghệ. Khi tính theo quặng, chuyển phần trăm chất hữu ích thành khối lượng hợp chất rồi tính lượng kim loại, xét hiệu suất. Tái chế giúp tiết kiệm tài nguyên nhưng vẫn cần phân loại và xử lí đúng. Không nhầm hợp kim với một hợp chất luôn có công thức tỉ lệ nguyên cố định.
Luyện tập bài này
KHTN 9 – Hóa học – Sự khác nhau giữa phi kim và kim loại
Mục tiêu và kiến thức nền
So sánh theo tính chất vật lí/hóa học và tránh khái quát từ một ví dụ. Cần biết nguyên tố, oxide và liên kết.
So sánh
Kim loại thường dẫn điện/nhiệt tốt và có tính dẻo; phi kim thường dẫn điện kém, dạng rắn thường giòn. Có ngoại lệ: graphite dẫn điện, một số phi kim có bề ngoài sáng. Phi kim có thể tồn tại rắn, lỏng hoặc khí ở điều kiện thường, nên trạng thái không đủ để phân loại.
Trong nhiều phản ứng, kim loại nhường electron tạo ion dương; phi kim có thể nhận electron khi phản ứng với kim loại hoặc dùng chung electron với phi kim khác. Một nguyên tố phi kim có thể biểu hiện nhiều số oxi hóa, không phải lúc nào cũng nhận electron. Oxide kim loại thường có tính base hoặc lưỡng tính; nhiều oxide phi kim có tính acid, nhưng CO là oxide trung tính.
Phương pháp
Đọc từng tính chất và đối chiếu điều kiện; với phản ứng, xác định chất trước/sau và vai trò của nguyên tố. Chọn ứng dụng dựa trên tính chất cụ thể: carbon ở các dạng khác nhau có ứng dụng khác nhau vì cấu trúc khác. Phân loại một oxide theo tính chất phản ứng, không chỉ theo nhãn kim loại/phi kim.
Ghi nhớ
“Thường” không phải “luôn”. Đơn chất và nguyên tố khác nhau; các dạng đơn chất của cùng nguyên tố có thể có tính chất vật lí khác rõ rệt. Khi kết luận từ hiện tượng, cần đủ dữ kiện thay vì một đặc điểm duy nhất.