Ôn Tập Hóa 12: Ứng Dụng và Tính Chất Kim Loại

Ôn Tập Hóa 12 - Phần Đúng/Sai

Nhôm (Al)

• Nhờ tính dẻo và độ cứng phù hợp, nhôm (Al) được dùng để gia công các vật liệu như khung cửa và khung thiết bị.

Bạc

• Bạc có tính dẫn nhiệt tốt nên được dùng để tráng gương.

Wolfram (W)

• Wolfram (W) có độ bền nhiệt và nhiệt độ nóng chảy rất cao, nên được dùng làm dây tóc bóng đèn và thiết bị sưởi.

Magie (Mg)

• Magie (Mg) có khối lượng riêng là 1,735 g/cm³, phù hợp để chế tạo các hợp kim nhẹ, không phải là hợp kim nặng.

Crom

• Crom được dùng để mạ bên ngoài một số đồ vật vì nó cứng và có khả năng chống mài mòn tốt.

Nhôm

• Nhôm được sử dụng nhiều trong sản xuất máy bay vì nó có ánh kim phản xạ tia cực tím từ mặt trời.

Bạc

• Bạc không phải là kim loại được dùng phổ biến làm dây dẫn điện, mà thường dùng Đồng.

Chì (Pb) và Cadmium (Cd)

• Chì (Pb) và cadmium (Cd) có nhiệt độ nóng chảy khá thấp, nên được dùng làm dây chảy trong cầu chì.

Tính Chất Hóa Học Của Kim Loại

• Nhôm (Al) là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất.

• Nhôm có số hiệu nguyên tử là 13, ứng dụng trong kĩ thuật hàng không, xây dựng, và nội thất nhờ hợp kim nhẹ, bền của nó.

• Nhôm và các vật làm bằng nhôm không dễ bị ăn mòn trong điều kiện không khí ẩm.

• Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử Al có 3 electron ở lớp ngoài cùng.

• Nhôm không phản ứng với nước ngay ở điều kiện chuẩn(thường phản ứng rất chậm).

• Nhôm có tính khử mạnh hơn Mg.

• Al, Fe, Cr không tan tốt trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội.

• Wolfram (W) có độ cứng cao nhất, không phải crom.

• Cr không phải là kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất.

• Al và Fe không tan trong dung dịch H2SO4 loãng, nguội.

• Ag không tan trong dung dịch HCl 1M dư.

Tách Kim Loại và Tái Chế Kim Loại

• Fe, Al, Cu không thể được điều chế bằng phương pháp dùng CO khử oxide kim loại tương ứng.
• Trong công nghiệp, kim loại Al được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy.
• Để tách Ag khỏi tạp chất Fe, Cu, cho hỗn hợp vào dung dịch AgNO3 dư.
• Trong công nghiệp, kim loại Na được điều chế bằng điện phân nóng chảy NaCl.
• Cu có thể được tách ra khỏi CuSO4 nhờ phản ứng với kim loại Fe.
• Zn không nhất thiết phải được tách ra khỏi ZnO bằng phương pháp nhiệt luyện.
• Mg được tách ra khỏi dung dịch MgCl2 bằng phương pháp điện phân nóng chảy.
• Al không được tách ra khỏi Al2O3 bởi CO bằng phương pháp nhiệt luyện.

Hợp Kim - Sự Ăn Mòn Kim Loại

• Các nguyên tử kim loại kiềm có 1 electron lớp ngoài cùng.
• Kim loại kiềm tồn tại ở dạng hợp chất, chúng không có ở dạng đơn chất.
• Phương pháp chung điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy.
• Để bảo quản kim loại Na, cần ngâm Na trong dầu hỏa, không phải cồn tinh khiết.

Công Nghiệp Chlorine - Kiềm

• Công nghiệp chlorine – kiềm sử dụng điện phân dung dịch NaCl bão hòa trong bể điện phân có màng ngăn xốp.
• Phương trình hóa học: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
• Anion Cl⁻ bị oxi hóa thành khí chlorine tại anode.
• Tại cathode, thu được đồng thời dung dịch NaOH và khí H2.
• Nếu không có màng ngăn xốp, nước Javel(NaClO) được hình thành trong bể điện phân.
• Hydrogen là một sản phẩm có giá trị của công nghiệp chlorine – kiềm.

Hợp Chất Của Kim Loại Kiềm

• Na2CO3 (sodium carbonate khan), còn gọi là soda, được dùng trong công nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm và bột giặt.
• Sodium hydrocarbonate (NaHCO3) được dùng trong công nghiệp thực phẩm và làm thuốc giảm triệu chứng đau dạ dày.
• Dung dịch NaCl có nồng độ 0,9% dùng để vệ sinh, sát khuẩn.
• Chất được gọi là xút ăn da là NaOH.
• Soda là hóa chất được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất.
• Việt Nam trung bình cần 5.10⁵ tấn/năm.
• Phương pháp Solvay sử dụng đá vôi và muối ăn làm nguyên liệu đầu vào, phù hợp với sản xuất tại Việt Nam.

Quá Trình Solvay

• Quá trình Solvay thể hiện quy trình tuần hoàn trong ngành công nghiệp hóa học.
• Soda được dùng để làm mềm nước cứng, sản xuất thủy tinh, giấy, hóa chất,...
• Phương pháp Solvay giảm thiểu tác động môi trường do tái sử dụng các sản phẩm trung gian như NH3, CO2,...
• Trong phương pháp Solvay, NH3 được tái chế: 2NH4Cl + CaO → 2NH3 + CaCl2 + H2O.
• Phương pháp Solvay xảy ra theo nhiều giai đoạn.
• 2NaCl + 2NH3 + CO2 + H2O → 2NH4Cl + Na2CO3.

Ứng Dụng Kim Loại Nhóm IA

• Kim loại nhóm IA và các hợp chất của chúng được ứng dụng nhiều trong: (2) sản xuất pháo hoa, (3) sản xuất phân bón, (4) chế biến thực phẩm, (5) pin, đồng hồ nguyên tử.
• Soda là chất bột màu trắng, tan trong nước tạo môi trường trung tính.
• Soda có thể được dùng để làm mềm nước cứng.
• Soda bền với nhiệt hơn so với baking soda.
• Chất béo có thể bị thủy phân trong dung dịch soda tạo thành xà phòng.
• Hàm lượng KI tối đa trong gói bột canh là 8 mg (200 g bột canh với 20-40 mg/kg).
• Baking soda được điều chế theo phương trình: NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) + NH3(aq) → NaHCO3(s) + NH4Cl(aq)
• Phương pháp Solvay có hiệu suất cao (90%).

Kim Loại Nhóm IIA

• Nguyên tử Cr có cấu hình electron: [Ar]3d⁵4s¹.
• Chromium thuộc chu kì 4, nhóm VIB trong bảng tuần hoàn.
• Chromium là kim loại cứng, không phải kim loại nhẹ.
• Nhờ độ cứng cao và bền trước tác động ăn mòn, chromium được dùng làm lớp bảo vệ chống ăn mòn cho các dụng cụ, máy móc, thiết bị, đồ gia dụng...
• Nguyên tử chromium có số oxi hóa cao nhất là +6(CrO3) trong các hợp chất.
• Nguyên tử sắt (Fe) có cấu hình electron là [Ar] 3d⁶4s².
• Kim loại Fe có tính nhiễm từ.
• Ion Fe²⁺ có cấu hình electron là [Ar] 3d⁶.
• Sắt được sử dụng làm dây dẫn trong mạch điện gia dụng do có độ cứng vừa phải và dẫn điện tốt.
• Dung dịch muối Fe³⁺ có màu vàng.
• Copper là nguyên tố thứ 29 trong bảng tuần hoàn hóa học.
• Copper là kim loại dẫn nhiệt và dẫn điện tốt.
• Copper có cấu hình electron là [Ar]3d¹⁰4s¹.
• Copper có khả năng dẫn điện tốt nên được sử dụng làm dây dẫn điện trong gia đình.
• Nguyên tử copper thường có số oxi hoá đặc trưng là +2.
• Có thể phân biệt sự có mặt của cation kim loại chuyển tiếp trong dung dịch dựa trên màu sắc, ví dụ ion Cu²⁺ có màu xanh.

Thí Nghiệm Xác Định Nồng Độ Muối Fe2+

• Thí nghiệm xác định nồng độ muối Fe²⁺ bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch KMnO₄
• Phương trình hóa học: 10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O
• Dung dịch thuốc tím được cho vào burette khi chuẩn độ.
• Dung dịch muối Fe²⁺ được cho vào bình tam giác khi chuẩn độ.
• Phản ứng này là phản ứng oxi hóa - khử.
• Khi kết thúc chuẩn độ, dung dịch trong bình tam giác có màu hồng tồn tại bền trong khoảng 20 giây là của lượng rất nhỏ KMnO₄ dư.
• Tiến hành thí nghiệm: Cho FeCl₃ và CuSO₄ vào ống nghiệm, thêm NaOH 1M, lắc nhẹ.
• Tại ống nghiệm có FeCl₃ xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ (Fe(OH)3).
• Tại ống nghiệm có CuSO₄xuất hiện kết tủa màu xanh(Cu(OH)2).
• Thay dung dịch NaOH bằng dung dịch KOH thì hiện tượng thí nghiệm vẫn không thay đổi.
• Thí nghiệm trên kiểm tra sự có mặt của các cation Fe³⁺ và Cu²⁺ trong dung dịch.

Các Nguyên Tố

• Trong dãy: Na, Mg, Fe, Cu, Co, Ag, Ni, Sc, Cr, có 6 nguyên tố thuộc kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.
• Electron của Fe là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Số electron độc thân trong ion Fe³⁺ là 5.
• Titanium (Ti) là kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất, cấu hình e là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s².
• Đa số ứng dụng của titanium liên quan đến vật liệu sản xuất động cơ và khung máy bay.
• Trong các hợp chất, số oxi hoá cao nhất của Ti là +4.
• Tất cả các nguyên tố chuyển tiếp đều là kim loại.
• Nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất bao gồm từ Sc đến Zn.
• Nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp đều có cấu hình electron ở phân lớp d chưa đầy đủ.
• Nguyên tố chuyển tiếp bao gồm các nguyên tố họ d.

Inox 18/10

• Thành phần hóa học của Inox 18/10 có 18% chromimum, 10% nickel và tối đa 0,08% carbon (C).
• Khối lượng Fe tối đa trong 1 tấn inox 18/10(720 kg)
• Nồng độ FeSO4 có thể được xác định bằng phương pháp chuẩn độ hóa học: FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O
• Chuẩn độ 10 mL dung dịch FeSO₄ 0,1M cần 10 mL dung dịch KMnO₄ 0,02M.

Sơ Lược Về Phức Chất

• Phức chất [ZnCl₄]²⁺:
  • Có 4 phối tử.
  • Liên kết trong phức chất hình thành do phối tử Cl⁻ cho cặp electron chưa liên kết vào nguyên tử trung tâm Zn²⁺.
  • Điện tích của phức chất là -2.
  • Phức chất có cấu trúc hình học tứ diện.
• Phức chất [CoCl₂(NH₃)₄]⁺:
  • Nguyên tử trung tâm là Co²⁺.
  • Các phối tử là Cl⁻ và NH₃.
  • Số lượng phối tử là 6.
  • Điện tích của phức chất là +1.

Phức Chất Aqua

• Trong nước, cation của kim loại M (có hóa trị n) thường tồn tại ở dạng phức chất aqua[M(OH₂)m]ⁿ⁺.
• Phức chất aqua có thể có màu hoặc không màu.
• Trong nhiều phức chất aqua [M(OH₂)m]ⁿ⁺, số phối tử thường là 6.
• Phức chất aqua [M(OH₂)m]ⁿ⁺ có thể tan hoặc không tan trong nước.
• Trong dung dịch, ion Fe³⁺ tồn tại dưới dạng phức chất aqua có sáu phối tử nước.
  • Phức chất aqua có công thức hóa học là [Fe(H₂O)₆]³⁺.
  • Phức chất aqua có dạng hình bát diện.
  • 6 phối tử nước đã cho cặp electron chưa liên kết vào ion Fe³⁺.

Phức Chất Ni(CO)4 và Phức Chất Ni(NH3)62+

• Nguyên tử trung tâm trong phức chất là cation kim loại hoặc nguyên tử kim loại đã nhận cặp electron hóa trị riêng của phân tử hoặc anion
• Cation tạo nguyên tử trung tâm trong phức chất [Co(OH₂)₆]³⁺ là Co³⁺.
• Nguyên tử trung tâm trong phức chất là các nguyên tố kim loại chuyển tiếp.
• aNi có liên kết cho nhận với CO.
• Phức chất vuông phẳng có góc liên kết xấp xỉ 90°.
  • Phức chất [Ni(CO)₄] có cấu trúc tứ diện.
  • Phức chất [Ni(NH₃)₆]²⁺ có cấu trúc bát diện.
  • Nguyên tử trung tâm Ni trong 2 phức chất có cùng số oxi hóa.
  • Phức chất [Ni(CO)₄] tan tốt trong dung môi benzene.
  • Phức chất [PtCl₄]²⁻ có cấu trúc vuông phẳng và complex[PtC16]²⁻có cấu trúc bát diện.
  • Nguyên tử trung tâm trong hai phức chất này có cùng số oxi hóa.
    • Khi thay hai phối tử chloro bằng hai phối tử ammonia, phức vuông phẳng sẽ có hai đồng phân khác nhau.