Giải SGK Hoá học 12 Cánh Diều Bài 14. Tính chất hóa học của kim loại có đáp án

Ở nhiệt độ thường:

- Những kim loại có thể phản ứng được với dung dịch HCl 1 M là: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb…

- Những kim loại có thể phản ứng được với H$_{2}$O để tạo ra H$_{2}$ là: Li, K, Ba, Ca, Na…

Giải thích:

- Trong môi trường trung tính, có:

2H$_{2}$O + 2e ⇌ H$_{2}$ + 2OH$^{-}$ với= – 0,413 V

Cặp oxi hóa – khử M$^{n+}$/M của các kim loại Li, K, Ba, Ca, Na có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn – 0,413 V nên các kim loại đó có thể tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành hydroxide và khí hydrogen.

- Trong môi trường acid, có:

2H$^{+}$ + 2e ⟶ H$_{2}$ với = 0 V

Cặp oxi hóa – khử M$^{n+}$/M của các kim loại Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn 0 V có thể khử được ion H$^{+}$ trong dung dịch acid tạo thành khí H$_{2}$.

Thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử càng lớn thì tính khử của dạng khử càng yếu.

- Các kim loại được sắp xếp theo chiều giảm dần tính khử là: K, Na, Al, Fe, Cu.

- Hiện tượng: Phản ứng xảy ra mãnh liệt, tỏa nhiều nhiệt, phát ra ánh sáng chói và xuất hiện khói trắng.

- Giải thích: Khói trắng đó là magnesium oxide (MgO) sinh ra.

+ Phương trình hóa học:

+ Sản phẩm thu được là chất rắn có màu trắng (MgO).

- Trong môi trường trung tính, có:

2H$_{2}$O + 2e ⇌ H$_{2}$ + 2OH$^{-}$ với= – 0,413 V

a) Ta có= −2,925 V < –0,413 V nên potassium phản ứng được với nước.

2K$_{(s)}$ + 2H$_{2}$O$_{(l)}$ ⟶ 2KOH$_{(aq)}$ + H$_{2(g)}$

b) Ta có=0,854 V > –0,413 V nên thuỷ ngân không phản ứng được với nước để tạo hydroxide và khí hydrogen.

- Hiện tượng: Xuất hiện lớp chất rắn màu đỏ bám trên đinh sắt, màu xanh của dung dịch nhạt dần.

- Giải thích: Sản phẩm thu được là Cu ở thể rắn và có màu đỏ. CuSO$_{4}$ đã tham gia phản ứng nên nồng độ giảm dần làm cho màu dung dịch nhạt dần đi.

+ Phương trình hóa học:

Fe$_{(s)}$ + CuSO$_{4 (aq)}$ ⟶ FeSO$_{4 (aq)}$ + Cu$_{(s)}$

+ Do = −0,44 V < = 0,34 V nên sắt dễ dàng đẩy đồng ra khỏi dung dịch copper(II) sulfate.

- Hiện tượng: Ở ống nghiệm (1) không có hiện tượng xảy ra. Ở ống nghiệm (2) thấy sủi bọt khí không màu, băng magnesium tan dần.

- Giải thích: Lá đồng không phản ứng với dung dịch hydrochloric acid. Băng magnesium phản ứng với dung dịch hydrochloric acid giải phóng khí hydrogen.

+ Phương trình hóa học:

Mg$_{(s)}$ + 2HCl$_{(aq)}$ ⟶ MgCl$_{2 (aq)}$ + H$_{2(g)}$

- Hiện tượng: Ở ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid loãng không có hiện tượng xảy ra. Ở ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid đặc thấy sủi bọt khí không màu, lá đồng tan dần, bông tẩm nước nút ống nghiệp làm giấy quỳ chuyển đỏ.

- Giải thích:

+ Lá đồng không phản ứng với dung dịch sulfuric acid loãng.

+ Lá đồng phản ứng với dung dịch sulfuric acid đặc nóng giải phóng khí sulfur dioxide. Khí này tan trong nước tạo dung dịch acid làm giấy quỳ chuyển đỏ.

+ Phương trình hóa học:

Cu$_{(s)}$ + 2H$_{2}$SO$_{4(aq)}$ CuSO$_{4(aq)}$ + SO$_{2(g)}$ + 2H$_{2}$O$_{(l)}$

SO$_{2(g)}$ + H$_{2}$O$_{(l)}$ ⇌ H$_{2}$SO$_{3(aq)}$

Có= 0 V mà= 0,34 V > 0 V;= 0,799 V > 0 V nên Cu, Ag không khử được ion H$^{+}$ trong dung dịch hydrochloric acid.

Do đó Cu và Ag không phản ứng với dung dịch hydrochloric acid 1 M.

Có thể dùng dung dịch sulfuric acid đặc để phân biệt đoạn dây bạc và đoạn dây platinum được.

Vì:

+ Bạc tác dụng được với dung dịch sulfuric acid đặc cho hiện tượng sủi bọt khí và dung dịch xuất hiện vẩn đục trắng.

2Ag$_{(s)}$ + 2H$_{2}$SO$_{4(aq)}$Ag$_{2}$SO$_{4(s)}$ + SO$_{2(g)}$ + 2H$_{2}$O$_{(l)}$

+ Platinum không tác dụng được với dung dịch sulfuric acid đặc nên không có hiện tượng xảy ra.

a) Ta có:

Như vậy sắt có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn của đồng và chì.

Trường hợp có phản ứng tạo thành kim loại là:

+ Cho đinh sắt vào dung dịch copper(II) sulfate. Khi đó sắt (Fe) đóng vai trò là chất khử, copper(II) sulfate (CuSO$_{4}$) đóng vai trò là chất oxi hóa.

+ Cho đinh sắt vào dung dịch lead(II) nitrate. Khi đó sắt (Fe) đóng vai trò là chất khử, lead(II) nitrate (Pb(NO$_{3}$)$_{2}$) đóng vai trò là chất oxi hóa.

b) Phương trình hoá học ở dạng ion thu gọn.

Fe$_{(s)}$ + Cu$^{2+}$$_{(aq)}$ ⟶ Fe$^{2+}$$_{(aq)}$ + Cu$_{(s)}$

Fe$_{(s)}$ + Pb$^{2+}$$_{(aq)}$ ⟶ Fe$^{2+}$$_{(aq)}$ + Pb$_{(s)}$

Bạc, vàng thường được dùng làm đồ trang sức vì:

+ Tính chất vật lí: kim loại có ánh kim, dễ uốn và dát mỏng. Do đó dễ dàng tạo hình đồ trang sức đa dạng theo ý muốn.

+ Tính chất hóa học: kim loại có giá trị thế điện cực chuẩn cao hay tính khử rất yếu, khó bị oxi hóa. Do đó đồ trang sức làm từ bạc, vàng bền đẹp với thời gian.