Giải Hóa học 12 Bài 22: Luyện tập: Tính chất của kim loại

77 lượt xem

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Hóa học lớp 12 Bài 21: Luyện tập: Tính chất của kim loại chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Luyện tập: Tính chất của kim loại lớp 12.

Bài giảng Hóa học 12 Bài 22: Luyện tập: Tính chất của kim loại

Giải bài tập Hóa học 12 Bài 22: Luyện tập: Tính chất của kim loại

Câu hỏi và bài tập (trang 100,101 SGK Hóa Học 12)

Bài 1 trang 100 SGK Hóa Học 12: Có 4 ion là Ca²⁺, Al³⁺, Fe²⁺, Fe³⁺. Ion có số electron ở lớp ngoài cùng nhiều nhất là

A. Fe³⁺. B. Fe²⁺.

C. Al³⁺. D. Ca²⁺.

Lời giải:

Ca²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ → có 8e ở lớp ngoài cùng

Fe²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ → có 15e ở lớp ngoài cùng

Fe³⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d5 → có 14e ở lớp ngoài cùng

Al³⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶→ có 8e ở lớp ngoài cùng

=> Fe²⁺ có nhiều electron lớp ngoài cùng nhất

Bài 2 trang 100 SGK Hóa Học 12: Kim loại có tính chất vật lí chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim. Nguyên nhân của những tính chất vật lí chung của kim loại là do trong tinh thể kim loại có:

A. Nhiều electron độc thân.

B. Các ion dương chuyển động tự do.

C. Các electron chuyển động tự do.

D. Nhiều ion dương kim loại.

Lời giải:

Kim loại có tính chất vật lý chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim do trong tinh thể kim loại có các electron chuyển động tự do

Đáp án C

Bài 3 trang 100 SGK Hóa Học 12: Kim loại khác nhau có độ dẫn điện, dẫn nhiệt khác nhau. Sự khác nhau đó được quyết định bởi:

A. Khối lượng riêng khác nhau.

B. Kiểu mạng tinh thể khác nhau.

C. Mật độ electron tự do khác nhau.

D. Mật độ ion dương khác nhau.

Lời giải:

Tính dẫn điện, dẫn nhiệt của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể

=> Kim loại có độ dẫn nhiệt, dẫn điện khác nhau quyết định bởi mật độ electron tự do khác nhau

Đáp án C

Bài 4 trang 100 SGK Hóa Học 12: Ngâm một lá kim loại Ni trong những dung dịch muối sau: MgSO₄, NaCl, CuSO₄, AlCl₃, ZnCl₂, Pb(NO₃)₂, AgNO₃. Hãy cho biết muối nào có phản ứng với Ni. Giải thích và viết phương trình hoá học.

Phương pháp giải:

Ghi nhớ dãy hoạt động hóa học của kim loại:

K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn,Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

- Muối của kim loại nào đứng sau Ni trong dãy điện hóa thì có phản ứng với Ni

Lời giải:

Ni có thể phản ứng với các dung dịch muối: CuSO₄, Pb(NO₃)₂, AgNO₃. Vì tính khử của Ni lớn hơn Cu, Pb, Ag nên đẩy được chúng ra khỏi muối.

PTHH:

Ni + CuSO₄ → NiSO₄ + Cu↓

Ni + Pb(NO₃)₂ → Ni(NO₃)₂ + Pb↓

Ni + 2AgNO₃ → Ni(NO₃)₂ + 2Ag↓

Bài 5 trang 101 SGK Hóa Học 12: Để làm sạch một mẫu thuỷ ngân có lẫn tạp chất là kẽm, thiếc, chì người ta khuấy mẫu thuỷ ngân này trong dung dịch HgSO₄ dư.

a) Hãy giải thích phương pháp làm sạch và viết các phương trình hoá học.

b) Nếu bạc có lẫn tạp chất là các kim loại nói trên, bằng phương pháp nào có thể loại được tạp chất? Viết phương trình hoá học.

Phương pháp giải:

a) Phương pháp dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối

PTHH:

Zn + HgSO₄ → ZnSO₄ + Hg

Sn + HgSO₄ → SnSO₄ + Hg

Pb + HgSO₄ → PbSO₄ + Hg

=> sẽ loại bỏ được tạp chất Zn, Sn, Pb.

b. Dùng muối tan của ion Ag+ để loại bỏ các tạp chất trên.

Lời giải:

a) Khi khuấy mẫu thuỷ ngân có lẫn tạp chất là kẽm, thiếc, chì trong dung dịch HgSO₄ xảy ra các phản ứng:

Zn + HgSO₄ → ZnSO₄ + Hg

Sn + HgSO₄ → SnSO₄ + Hg

Pb + HgSO₄ → PbSO₄ + Hg

=> sẽ loại bỏ được tạp chất Zn, Sn, Pb. Lọc dung dịch thu được thủy ngân tinh khiết.

b) Nếu Ag có lẫn các tạp chất là kẽm, thiếc, chì có thể ngâm mẫu Ag này trong dung dịch AgNO₃ dư để loại bỏ tạp chất.

PTHH:

Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag↓

Sn + 2AgNO₃ → Sn(NO₃)₂ + 2Ag↓

Pb + 2AgNO₃ → Pb(NO₃)₂ + 2Ag↓

Khi đó các kim loại bị hòa tan hết trong dung dịch AgNO₃ lọc lấy kết tủa thu được Ag tinh khiết

Bài 6 trang 101 SGK Hóa Học 12: Hoà tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Fe và Mg trong dung dịch HCl thu được 1 gam khí H₂. Khi cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan?

A. 54,5 gam, B. 55,5 gam,

C. 56,5 gam, D. 57,5 gam.

Phương pháp giải:

Cách 1: Viết PTHH

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

x → x (mol)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

y → y (mol)

Gọi số mol của Mg và Fe lần lượt là x và y mol

Lập hệ 2 ẩn 2 phương trình

${\begin{matrix} \sum m_{K L} = 24 x + 56 y = 20 \\ \sum n_{H_{2}} = x + y = 0, 5 \end{matrix} => {\begin{matrix} x = ? \\ y = ? \end{matrix}$

=> m_muối = m_MgCl2 + m_FeCl2

= 95x + 127y

=> Đáp án

Cách 2:

n_H+ = 2n_H2 => n_Cl- = n_H+ = ?

m_muối = m_{kim loại} + m_Cl-

Lời giải:

Cách 1: Viết PTHH

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

x → x (mol)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

y → y (mol)

Gọi số mol của Mg và Fe lần lượt là x và y mol

n_H2 = 1: 2 = 0,5 (mol)

Lập hệ 2 ẩn 2 phương trình

${\begin{matrix} \sum m_{K L} = 24 x + 56 y = 20 \\ \sum n_{H_{2}} = x + y = 0, 5 \end{matrix} => {\begin{matrix} x = 0, 25 \\ y = 0, 25 \end{matrix}$

=> m_muối = m_MgCl2 + m_FeCl2

= 95.0,25 + 127.0,25

=55,5 (g)

=> Đáp án B

Cách 2:

n_H+ = 2n_H2 = 2.0,5 = 1 (mol)

=> n_Cl- = n_H+ = 1 (mol)

m_muối = m_{kim loại} + m_Cl-

= 20 + 1.35,5

= 55,5 (g)

Đáp án B

Bài 7 trang 101 SGK Hóa Học 12: Hoà tan hoàn toàn 0,5 gam hỗn hợp gồm Fe và một kim loại hoá trị II trong dung dịch HCl thu được 1,12 lít H₂ ở dktc. Kim loại M là

A. Mg. B. Ca.

C. Zn. D. Be.

Phương pháp giải:

Gọi kim loại hóa trị II là A

Gọi hóa trị của Fe và kim loại A lần lượt là x, y (mol)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

x → x (mol)

A + 2HCl → ACl₂ + H₂↑

y → y (mol)

Lập hệ 2 ẩn 2 phương trình

$\begin{matrix} {\begin{matrix} \sum m_{K L} = 56 x + A y = 0, 5 (1) \\ \sum n_{H_{2}} = x + y = 0, 05 (2) \end{matrix} \\ T ừ (2) => x = 0, 05 - y t h ế v à o (1) t a c ó : \\ (1) => 56 (0, 05 - y) + A y = 0, 5 \\ => 2, 8 - 56 y + A y = 0, 5 \\ => 2, 8 - 0, 5 = 56 y - A y \\ => y (56 - A) = 2, 3 \\ => 56 - A = \frac{2, 3}{y} (3) \\ T ừ (2) => 0 < y < 0, 05 \\ (3) => 56 - A > 46 \\ => A < 10 \end{matrix}$

=> Kim loại thỏa mãn có PTK < 10

=> Đáp án

Lời giải:

Gọi kim loại hóa trị II là A

Gọi hóa trị của Fe và kim loại A lần lượt là x, y (mol)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

x → x (mol)

A + 2HCl → ACl₂ + H₂↑

y → y (mol)

Lập hệ 2 ẩn 2 phương trình

$\begin{matrix} {\begin{matrix} \sum m_{K L} = 56 x + A y = 0, 5 (1) \\ \sum n_{H_{2}} = x + y = 0, 05 (2) \end{matrix} \\ T ừ (2) => x = 0, 05 - y thế vào (1) t a c ó : \\ (1) => 56 (0, 05 - y) + A y = 0, 5 \\ => 2, 8 - 56 y + A y = 0, 5 \\ => 2, 8 - 0, 5 = 56 y - A y \\ => y (56 - A) = 2, 3 \\ => 56 - A = \frac{2, 3}{y} (3) \\ T ừ (2) => 0 < y < 0, 05 \\ (3) => 56 - A > 46 \\ => A < 10 \end{matrix}$

Trong tất cả các kim loại chỉ có Be = 9 thỏa mãn phân tử khối < 10

Đáp án D

Bài 8 trang 101 SGK Hóa Học 12: Cho 16,2 gam kim loại M có hoá trị n tác dụng với 0,15 mol O₂. Chất rắn thu được sau phản ứng đem hoà tan vào dung dịch HCl dư thấy thoát ra 13,44 lít H₂ ở đktc. Kimloại M là

A. Fe. B. Al.

C. Ca. D. Mg.

Phương pháp giải:

Cách 1:

Viết PTHH xảy ra:

4M + nO₂ → 2M₂O_n

$\frac{0, 6}{n}$ ← 0,15 (mol)

M₂O_n + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂O

M + nHCl → MCl_n + $\frac{n}{2}$ H₂

$\frac{1, 2}{n}$ ← 0,6

Ta có: n_M = $\frac{0, 6}{n}$ $+ \frac{1, 2}{n}$ $= \frac{1, 8}{n}$ (mol)

=> M = 16,2 : $\frac{1, 8}{n}$ = 9n;

Biện luận các giá trị n = 1,2,3 để tìm ra M thoản mãn

Cách 2:

Bước 1: Tính số mol của H₂

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa - khử

Bước 3: Áp dụng bảo toàn electron

Bước 4: Biện luận n để tìm ra kim loại

Lời giải:

Chất rắn thu được sau phản ứng + HCl dư thấy có khí thoát ra => Kim loại M còn dư sau phản ứng với O₂

4M + nO₂ → 2M₂O_n

$\frac{0, 6}{n}$ ←0,15 (mol)

M₂O_n + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂O

M + nHCl → MCl_n + $\frac{n}{2}$ H₂

$\frac{1, 2}{n}$ $\frac{13, 44}{22, 4}$ = 0,6 (mol)

Ta có: n_M = $\frac{0, 6}{n}$ $+ \frac{1, 2}{n}$ $= \frac{1, 8}{n}$ (mol)

=> M = 16,2 : $\frac{1, 8}{n}$

=> M = 9n; Biện luận:

n = 1 => M = 9 (loại).

n = 2 => M = 18 (loại).

n = 3 => M = 27 (Al)

Đáp án B

Cách 2:

$n_{H_{2}} = \frac{13, 44}{22, 4} = 0, 6 (m o l)$

M⁰ → Mⁿ⁺ + ne

x nx

O₂⁰ + 4e → 2O^2-

0,15 0,6

2H⁺ + 2e → H₂⁰

1,2 0,6

Áp dụng bảo toàn electron: nx = 0,6 + 1,2 (n trong khoảng từ 1 đến 3)

Ta có M.x = 16,2

=> n.16,2 = 1,8. M

=> 9n = M

Biện luận:

n = 1 => M = 9 (loại)

n = 2 => M = 18 (loại)

n = 3 => M = 27 => M là Al

Đáp án B

Bài 9 trang 101 SGK Hóa Học 12: Có 5 kim loại là Mg, Ba, Al, Fe, Ag. Nếu chỉ dùng thêm dung dịch H₂SO₄ loãng thì có thể nhận biết được các kim loại

A. Mg, Ba, Ag.

B. Mg, Ba, Al.

C. Mg, Ba, Al, Fe.

D. Mg, Ba, Al, Fe, Ag.

Phương pháp giải:

Viết PTHH xảy ra của các kim loại với dung dịch H₂SO₄ loãng.

Dựa vào hiện tượng khác nhau của mỗi kim loại phản ứng với H₂SO₄ loãng như: khí thoát ra, kết tủa, màu sắc dung dịch muối => nhận biết được các kim loại.

Lời giải:

Bước 1: Cho dd H₂SO₄ loãng ta sẽ nhận ra được các kim loại

- Kim loại Ba: Vì có khí không màu thoát ra(H₂), đồng thời xuất hiện kết tủa trắng (BaSO₄)

Ba + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂↑

- Kim loại Fe vì có khí thoát ra, và dung dịch muối thu được có màu trắng xanh

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

- Kim loại Al, Mg vì cùng có khí không màu thoát ra

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

- Kim loại Ag: Vì không có hiện tượng gì xảy ra

Bước 2: Lấy một lượng dư kim loại Ba (đã nhận biết được ở trên) cho vào một lượng thiếu dd H₂SO₄ loãng đến sẽ xảy ra phản ứng

Ba + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂↑

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂↑

Lọc bỏ kết tủa BaSO₄↓ ta thu được dd Ba(OH)₂

Bước 3: Cho 2 kim loại Mg và Al lần lượt vào dd Ba(OH)₂

+ Kim loại nào thấy khí thoát ra là Al

2Al + 2H₂O + Ba(OH)₂ → Ba(AlO₂)₂ + 2H₂↑

+ Kim loại nào không có hiện tượng gì là Mg

=> Vậy sẽ nhận ra được cả 5 kim loại

Đáp án D

Bài 10 trang 101 SGK Hóa Học 12: Cho bột Cu dư vào dung dịch hỗn hợp gồm Fe(NO₃)₃ và AgNO₃. Sau phản ứng kết thúc thu được chất rắn A và dung dịch B. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và cho biết A, B gồm những chất gì, biết rằng:

Tính oxi hoá: Ag⁺ > Fe³⁺ > Cu²⁺ > Fe²⁺.

Tính khử: Cu > Fe²⁺ > Ag.

Phương pháp giải:

Ghi nhớ tính chất hóa học của kim loại:

Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ đẩy kim loại có tính khử yếu hơn ra khỏi dung dịch muối ( quy tắc α )

=> Viết PTHH xảy ra.

Lời giải:

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag (1)

Cu + 2Fe(NO₃)₃ → 2Fe(NO₃)₂ + Cu(NO₃)₂ (2)

Chất rắn A gồm Ag và Cu dư.

Dung dịch B chứa các muối Fe(NO₃)₂ và Cu(NO₃)₂

Chú ý: HS thường quên phương trình số (2)

Lý thuyết Bài 22: Luyện tập: Tính chất của kim loại

1. Cấu tạo của kim loại

- Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại có số electron ở lớp ngoài cùng là 1, 2, 3e.

- Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion kim loại nằm ở những nút mạng tinh thể. Các electron hoá trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể.

- Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do sự tham gia của các electron.

2. Tính chất của kim loại.

- Tính chất vật lí chung: dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim.

- Tính chất hoá học chung là tính khử: M → Mⁿ⁺ + ne.

- Dãy điện hoá của kim loại: cho phép dự đoán chiều phản ứng giữa hai cặp oxi hoá khử theo quy tắc α: phản ứng giữa 2 cặp oxi hoá khử xảy ra theo chiều chất oxi hoá mạnh hơn sẽ oxi hoá chất khử mạnh hơn sinh ra chất oxi hoá yếu hơn và chất khử yếu hơn.

3. Cặp oxi hoá – khử của kim loại

- Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá – khử của kim loại.

Ví dụ: Cặp oxi hoá – khử Ag⁺/Ag; Cu²⁺/Cu; Fe²⁺/Fe

4. Dãy điện hoá của kim loại

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12