Bài 14. Tính chất hóa học của kim loại trang 46, 47 SBT Hóa 12 Cánh diều

14.1

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.

(b) Kim loại càng hoạt động hoá học thì tính khử càng mạnh.

(c) Những kim loại kém hoạt động hoá học (trơ) như vàng, platinum không thể hiện tính khử.

(d) Kim loại bạc có tính khử yếu trong khi cation có tính oxi hoá mạnh.

(e) Kim loại mạnh có thể khử các kim loại yếu hơn trong hợp kim.

Phương pháp giải:

Dựa vào dãy hoạt động hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

(a), (b), (d) đúng.                   .

( e ) sai, vì kim loại không khử kim loại mà chỉ có thể khử cation của kim loại yếu hơn trong hợp chất.

14.2

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Thông thường, kim loại \({\rm{M}}\) hoạt động càng mạnh thì giá trị thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử \({{\rm{M}}^{\rm{n}}}/{\rm{M}}\) càng âm.

(b) Kim loại \({\rm{M}}\) càng kém hoạt động thì giá trị thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử \({{\rm{M}}^{{\rm{n}} + }}/{\rm{M}}\) càng dương.

(c) Trong cặp oxi hoá - khử \(2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}/\left( {{{\rm{H}}_2} + 2{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }} \right)\)thì \({{\rm{H}}_2}{\rm{O}}\) là dạng khử, \({{\rm{H}}_2}\) là dạng oxi hoá.

(d) Magnesium là kim loại có độ hoạt động hoá học mạnh hơn nhôm (aluminium), giá trị thế điện cực chuẩn của cặp \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{2 + }}/{\rm{Mg}}\) âm hơn giá trị thế điện cực chuẩn của cặp \({\rm{A}}{{\rm{l}}^{3 + }}/{\rm{Al}}\).

Phương pháp giải:

Dựa vào thế điện cực chuẩn của kim loại.

Lời giải chi tiết:

(a), (b), (d), đúng

(c) sai, vì H₂O là dạng oxi hoá với số oxi hoá của H là +1, H₂ là dạng khử.

14.3

Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hoá - khử liên quan. hãy cho biết trường hợp nào sau đây không có phản ứng hoá học xảy ra ở điều kiện chuẩn. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

a) Cho kẽm (zinc) vào dung dịch tin(II) sulfate.

b) Cho sắt (iron) vào dung dịch magnesium nitrate.

c) Cho chì (lead) vào dung dịch hydrochloric acid.

d) Cho chì vào dung dịch zinc chloride.

e) Cho đồng (copper) vào nước.

Phương pháp giải:

Dựa vào thế điện cực chuẩn của kim loại

Lời giải chi tiết:

b), d), e) không  xảy ra phản ứng ở điều kiện chuẩn

a) Zn + SnSO₄ \( \to \) ZnSO₄ + Sn

c) Pb + HCl \( \to \) PbCl₂ + H₂

14.4

Ở môi trường trung tính, quá trình \(2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}} + 2{\rm{e}} \to {{\rm{H}}_2} + 2{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }\)có giá trị

E_2H2O/2OH-+H2= -0,413V. Những phát biểu nào sau đây không đúng?

(a) Những kim loại \({\rm{M}}\) có thế điện cực chuẩn \(E_{{M^ + }/M}^o <  - 0,413V\) đều khử được nước ở điều kiện thường.

(b) Sodium khử được nước theo phương trình hoá học: \(2Na + 2{H_2}{\rm{O}} \to 2NaOH + {H_2}\)nên \(E_{N{a^ + }/Na}^o <  - 0,413V\).

(c) Nước đóng vai trò là chất khử khi phản ứng với kim loại \({\rm{M}}\) (như \({\rm{Na}},{\rm{K}}\) ) có thế điện cực chuẩn\(E_{{M^ + }/M}^o <  - 0,413V\).

(d) Khí hydrogen là sản phẩm khử của nước khi nước phản ứng với kim loại mạnh như \({\rm{Na}},{\rm{K}}\).

Phương pháp giải:

Dựa vào thế điện cực chuẩn của kim loại.

Lời giải chi tiết:

(a), (c).

( a) sai, vì nhiều kim loại có thế khử nhỏ hơn -0,413 V vẫn không phản ứng với nước ở điều kiện thường như Fe, Zn.

(c) sai, vì trong phản ứng giữa nước và các kim loại nhự Na, K, nước đóng vai trò là chất oxi hoá, kim loại đóng vai trò là chất khử.

14.5

Thả một đinh sắt nặng \({{\rm{m}}_1}\) gam đã được đánh sạch bề mặt vào cốc chứa dung dịch copper(II) sulfate màu xanh. Sau một thời gian thấy toàn bộ lượng đồng sinh ra đã bám vào "đinh sắt" (thực chất là phần đinh sắt chưa phản ứng). Lấy "đinh sắt" ra khỏi cốc dung dịch, sấy khô, đem cân được \({{\rm{m}}_2}\) gam.

Mỗi phát biểu sau đây là đúng hay sai?

(a) Phản ứng diễn ra là: \(2{\rm{Fe}}(s) + 3{\rm{C}}{{\rm{u}}^{2 + }}(aq) \to 2{\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}(aq) + 3{\rm{Cu}}(s)\)

(b) Màu xanh của dung dịch copper(II) sulfate nhạt dần.

(c) So sánh, thu được kết quả \({{\rm{m}}_2} < {{\rm{m}}_1}\).

(d) Nếu thay đinh sắt ban đầu bằng thanh kẽm thì màu xanh của dung dịch không thay đổi.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

(a)  Sai, vì phản ứng tạo thành họp chất sắt (II);

Fe(s) + Cu²⁺(aq) \( \to \) Fe²⁺(aq) + Cu(s).

(b) Đúng, màu xanh của dung dịch nhạt dần do nồng độ Cu²⁺ giảm dần trong phản ứng.

( c ) Sai, tỉ lệ mol của Fe và Cu theo phản ứng là 1 : 1. Neu 1 mol Fe tham gia phản ứng và tan (56 g) sẽ có 1 mol Cu sinh ra và bám vào “đinh sắt”. Vì lượng kim loại tan ra nhỏ hơn lượng bám vào (56 g < 64 g) nên làm cho khối lượng của “đinh sắt” lớn hơn khối lượng của đinh sắt ban đầu.

( d ) Sai, vì xảy ra phản ứng Zn(s) + Cu²⁺(aq) \( \to \) Zn²⁺(aq) + Cu(s). Khi đó, nồng độ Cu²⁺ giảm do bị khử bởi Zn và màu xanh của dung dịch nhạt dần.

14.6

Cho một ít bột nhôm vào muỗng đốt hoá chất rồi đốt trên ngọn lửa đèn cồn. Khi một phần bột nhôm trong muỗng cháy đỏ thì đưa nhanh muỗng vào bình chứa oxygen dư. Bột nhôm cháy nhanh và phát ra ánh sáng màu trắng rất mạnh, tạo thành hợp chất \({\bf{A}}\).

Mỗi phát biểu dưới đây đúng hay sai?

(a) Nhôm bị khử tạo thành hợp chất \({\bf{A}}\).

(b) Số oxi hoá của nhôm trong hợp chất \({\bf{A}}\) là +3 .

(c) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa nhôm và oxygen có giá trị âm 

(\({\Delta _r}H_{298}^o < 0\)).

(d) Phản ứng trên liên quan đến 2 cặp oxi hoá - khử là \({\rm{A}}{{\rm{l}}^{3 + }}/{\rm{Al}}\) và \({{\rm{O}}_2}/2{{\rm{O}}^{2 - }}\).

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

(a) sai, nhôm bị oxi hóa tạo thành hợp chất Al₂O₃.

(b), (c), (d) đúng

14.7

Cho 3 thí nghiệm sau:

- Thí nghiệm 1: Cho một mẩu sodium vào nước đã thêm vài giọt dung dịch phenolphthalein.

- Thí nghiệm 2: Cho một mẩu kẽm vào dung dịch hydrochloric acid loãng.

- Thí nghiệm 3: Cho một mẩu đồng vào dung dịch sulfuric acid đặc.

Mỗi phát biểu dưới đây là đúng hay sai?

(a) Các kim loại bị oxi hoá trong cả ba thí nghiệm trên.

(b) Cả ba dung dịch đều đổi màu trong quá trình phản ứng.

(c) Thí nghiệm 3 có sinh ra khí \({\bf{Z}}\). Tỉ khối hơi của khí \({\bf{Z}}\) so với khí \({\bf{X}}\) thoát ra ở thí nghiệm 1 là 32 .

(d) Tổng hệ số tối giản của các chất trong phương trình hoá học ở thí nghiệm 3 là 6 .

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

Thí nghiệm 1: 2Na + 2H₂O \( \to \) 2NaOH + H₂            (1)

Thí nghiệm 2: Zn + 2HCl \( \to \)ZnCl₂ + H₂                  (2)

Thí nghiệm 3: Cu + 2H₂SO₄ \( \to \)CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (3)

(a) Đúng. Cả ba kim loại đều bị oxi hoá.

(b) Sai. Trong thí nghiệm 1, dung dịch chuyển sang màu hồng do tạo dung dịch base NaOH; Thí nghiệm 2, dung dịch không đổi màu do dung dịch muối zinc chloride không màu; Thí nghiệm 3, dung dịch chuyển sang màu xanh do tạo thảnh muối copper(II) sulfate.

(c) Đúng. Khí Z là SO₂, khí X là H₂. Tỉ khối hơi d_SO2/H2 = 64/2 = 32.

(d) Sai. Tổng hệ số cân bằng trong phương trình (3) bằng 7.

14.8

Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hoá khử \({{\rm{M}}^{{\rm{n}} + }}/{\rm{M}}\) với \({\rm{M}}\) là \({\rm{Cu}},{\rm{Hg}},{\rm{K}}\) và \({\rm{Zn}}\), hãy:

a) Sắp xếp các kim loại theo chiều tính khử tăng dần.

b) Sắp xếp các cation \({\rm{C}}{{\rm{u}}^{2 + }},{\rm{H}}{{\rm{g}}^{2 + }},{{\rm{K}}^ + },{\rm{Z}}{{\rm{n}}^{2 + }}\) theo chiều tính oxi hoá tăng dần.

c) Cho biết kim loại nào có khả năng phản ứng với dung dịch hydrochloric acid ở điều kiện thường.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

a) Tính khử tăng dần theo dãy: Hg < Cu < Zn < K.

b) Kim loại có tính khử càng mạnh thì cation tương ứng có tính oxi hoá càng yếu. Tĩnh oxi hoá tăng dần theo dãy: K⁺ < Zn²' < Cu²⁺ < Hg²⁺.

c) Kim loại M có giá trị thế điện cực chuẩn \({E_{{{\rm{M}}^{{\rm{n}} + }}/{\rm{M}}}}\) âm có thể tác dụng với hydrochloric acid ở điều kiện thường: Zn, K.

Tuy nhiên KHÔNG cho trực tiếp potassium vào dung dịch acid vì phản ứng xảy ra rất mãnh liệt và gây nổ.

14.9

9 Nhóm những kim loại nào sau đây không phản ứng với dung dịch sulfuric acid đặc, nguội?

A. \({\rm{Fe}},{\rm{Al}},{\rm{Ag}}\).

B. Fe, \({\rm{Au}},{\rm{Cr}}\).

C. \({\rm{Fe}},{\rm{Al}},{\rm{Zn}}\).

D. \({\rm{Al}},{\rm{Cr}},{\rm{Zn}}\).

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

Fe và Cr bị thụ động trong dung dịch sulfuric đặc, nguội. Au không phản ứng.

Đáp án B

14.10

Trường hợp nào sau đây có xảy ra phản ứng hoá học? Giải thích và viết phương trình hoá học (nếu có).

a) Kim loại đồng nhúng trong dung dịch zinc sulfate.

b) Kim loại kẽm nhúng trong dung dịch silver nitrate.

c) Thả một mẩu sodium vào dung dịch copper(II) sulfate.

d) Rắc bột lưu huỳnh lên phần thuỷ ngân chảy ra từ nhiệt kế bị vỡ.

e) Thả một mẩu magnesium nóng đỏ vào nước.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

a)     Không xảy ra phản ứng.

b)     Zn + 2AgNO₃ \( \to \) Zn(NO₃)₂ + 2Ag.

c)     2Na + 2H₂O \( \to \) 2NaOH + H₂.

2NaOH + CuSO₄ \( \to \) Cu(OH)₂ + Na₂SO₄.

d)     Hg + S \( \to \) HgS.

e)     Mg + 2H₂O \( \to \) Mg(OH)₂ + H₂.

14.11

Giải thích vì sao trong tự nhiên hầu như không tìm thấy các oxide của vàng.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết:

Do vàng có độ hoạt động hoá học yếu, có thế điện cực chuẩn lớn. Học sinh có thể tìm kiếm nhiệt tạo thành của Au₂O₃ đế có thêm thông tin “quá trình hình thành Au₂O₃ không thuận lợi về mặt năng lượng”.