GIA SƯ SV · HÓA HỌC 12

Bài 19. Tính chất vật lí và hóa học của kim loại – Hóa học 12

Em sẽ học được gì? Giải thích tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo, ánh kim; viết và dự đoán phản ứng đặc trưng của kim loại.

Trước khi học: Liên kết kim loại, dãy hoạt động kim loại và phản ứng oxi hóa – khử.

1. Bốn tính chất vật lí điển hình

Kim loại thường có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và ánh kim. Electron linh động đóng vai trò chủ yếu với tính dẫn điện, dẫn nhiệt và phản xạ ánh sáng; liên kết kim loại còn giúp các lớp cấu trúc trượt khi kim loại bị biến dạng. Ag dẫn điện rất tốt, nhưng Cu và Al thường được dùng nhiều trong dây dẫn vì chi phí, khối lượng và đặc tính ứng dụng. Không đánh đồng “dẫn điện tốt” với “nhiệt độ nóng chảy cao” hoặc “cứng nhất”.

2. Kim loại phản ứng với phi kim

Với oxygen hoặc halogen, kim loại thường đóng vai trò chất khử. Ví dụ: $2\mathrm{M}\mathrm{g}+{\mathrm{O}}_2\to 2\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$; $2\mathrm{F}\mathrm{e}+3\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2\to 2\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_3$ trong điều kiện thích hợp. Một số kim loại tạo lớp oxide bảo vệ trên bề mặt nên có thể ít bị ăn mòn tiếp, dù bản chất kim loại hoạt động hóa học.

3. Phản ứng với nước và acid

Các kim loại rất hoạt động như Na, K phản ứng mạnh với nước ở nhiệt độ thường: $2\mathrm{N}\mathrm{a}+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to 2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}+{\mathrm{H}}_2$. Một số kim loại như Mg phản ứng với nước chậm hoặc cần nhiệt độ/điều kiện phù hợp. Với HCl loãng và ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ loãng, các kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động thường giải phóng hydrogen, ví dụ $\mathrm{Z}\mathrm{n}+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\to \mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2+{\mathrm{H}}_2$.

Ngoại lệ trọng yếu: $\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$ và ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ đặc nóng có tính oxi hóa, sản phẩm khử thường không phải ${\mathrm{H}}_2$. Al, Fe, Cr có thể bị thụ động trong acid oxi hóa đậm đặc, nguội ở những điều kiện xác định.

4. Kim loại tác dụng với dung dịch muối

Một kim loại có tính khử mạnh hơn có thể đẩy kim loại yếu hơn khỏi dung dịch muối phù hợp, ví dụ $\mathrm{F}\mathrm{e}+\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4\to \mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+\mathrm{C}\mathrm{u}$. Nhưng với Na, K, Ca,… trong dung dịch nước, phải xét phản ứng với nước trước, không áp máy móc phương trình “đẩy kim loại” từ muối. Phân biệt chất dư và các phản ứng cạnh tranh khi tính toán khối lượng kim loại.

Ví dụ có lời giải

Nhận biết phản ứng thế kim loại

Đề bài: Nhúng thanh sắt vào dung dịch CuSO₄: dự đoán chất rắn bám lên thanh và viết phương trình.

Lời giải từng bước: Fe nhường electron tạo $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$, $\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}$ nhận electron tạo Cu đỏ bám lên sắt: $\mathrm{F}\mathrm{e}+\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4\to \mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+\mathrm{C}\mathrm{u}$.

Tự kiểm tra trước khi mở đáp án

Câu hỏi: Nhúng Fe vào dung dịch CuSO₄ dư, ion kim loại nào bị khử thành kim loại?

Những lỗi dễ mắc

• Kết luận mọi kim loại đều phản ứng với nước ở nhiệt độ thường.
• Cho rằng mọi acid tác dụng với kim loại đều giải phóng H₂.
• Dùng dãy điện hóa bỏ qua phản ứng với nước và hiện tượng thụ động hóa.

Ghi nhớ và luyện tiếp

Kiểm tra lại bản chất phản ứng, điều kiện và đơn vị trước khi làm bài tập. Mở bộ Luyện tập tương ứng để làm câu hỏi nhận biết → thông hiểu → vận dụng; sau khi nộp mới xem giải chi tiết hoặc chọn chế độ học để nhận gợi ý từng bước.

Biên soạn học liệu: Gia Sư SV. Các sơ đồ được vẽ mới cho bài; không phải bản sao tài liệu PDF tham khảo.