Đáp án Hoá học 12 kết nối Bài 19: Tính chất vật lí và tính chất hoá học của kim loại

BÀI 19. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Tại sao kim loại có thể được sử dụng làm dây dẫn điện, chế tạo dụng cụ đun nấu, dùng trong công trình xây dựng? Kim loại có những tính chất hóa học đặc trưng nào?

Hướng dẫn chi tiết:

- Kim loại có thể được dùng làm dây dẫn điện, chế tạo dụng cụ đun nấu, dùng trong công trình xây dựng vì kim loại có các tính chất vật lí như tính dẻo, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện, tính ánh kim; các tính chất này đều có thể đáp ứng các nhu cầu, mục đích của con người.

- Kim loại có các tính chất hoá học đặc trưng là: tác dụng với phi kim, tác dụng với nước, tác dụng với dung dịch acid và tác dụng với dung dịch muối.

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Câu hỏi 1: Vì sao kim loại có tính dẻo?

Hướng dẫn chi tiết:

Kim loại có tính dẻo vì các electron di chuyển tự do trong mạng tinh thể kim loại, chúng chuyển động và liên kết ion dương kim loại với nhau, các ion dương này có thể trượt lên nhau mà không tách rời.

Câu hỏi 2: 

a) Hãy nêu sự khác biệt giữa liên kết kim loại và liên kết cộng hóa trị

b) Vì sao kim loại có tính dẫn điện, trong khi hầu hết các phi kim không dẫn điện?

Hướng dẫn chi tiết:

a) - Giống nhau: Cả hai liên kết đều có sự dùng chung electron.

- Khác nhau:

+ Ở liên kết cộng hoá trị là sự dùng chung electron giữa hai nguyên tử tham gia liên kết.

+ Ở liên kết kim loại là sự dùng chung toàn bộ electron trong nguyên tử kim loại.

b) Kim loại có tính dẫn điện vì khi có một hiệu điện thế được áp vào thanh kim loại, các electron tự do trong mạng tinh thể sẽ di chuyển từ phía cực âm về phía cực dương và tạo thành dòng điện.

Câu hỏi 3: Vì sao kim loại có tính dẫn nhiệt tốt? Hãy nêu một số ứng dụng của kim loại dựa trên tính dẫn nhiệt của chúng.

Hướng dẫn chi tiết:

- Kim loại có tính dẫn nhiệt tốt là do sự có mặt của các electron tự do trong tinh thể kim loại. Khi chúng ta đốt nóng một đầu của thanh kim loại thì động năng của chúng cho các ion dương ở các nút mạng và các electron khác trong toàn thanh kim loại thông qua va chạm làm cho nhiệt được lan truyền trong toàn bộ thanh kim loại.

- Một số ứng dụng của kim loại dựa trên tính dẫn nhiệt của kim loại có thể kể đến như làm dụng cụ đun nấu như xoong, nồi, chảo,…

Câu hỏi 4: Vì sao kim loại có ánh kim? Hãy nêu một số ứng dụng của kim loại dựa trên tính ánh kim của chúng.

Hướng dẫn chi tiết:

- Kim loại có tính ánh kim vì các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ được hầu hết những tia sáng nhìn thấy được.

- Một số ứng dụng của kim loại dựa trên tính ánh kim là làm đồ trang sức (Au, Ag, Pt,…), làm vật dụng trang trí (Al, Fe, Cu, Sn,…),…

Hoạt động nghiên cứu: Hãy tìm hiểu và trình bày một số ứng dụng của kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao và kim loại có độ cứng lớn.

Hướng dẫn chi tiết:

- Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao được dùng để làm dây tóc bóng đèn, ống đèn tia âm cực và sợi đốt ống chân không, thiết bị sưởi và các vòi phun động cơ tên lửa,…

- Kim loại có độ cứng cao được ứng dụng nhiều trong các ngành, lĩnh vực khác nhau như: luyện kim, làm ngăn ngừa khả năng ăn mòn kim loại và giúp đánh bóng bề mặt; được dùng trong các ngành công nghiệp sản xuất, y tế, chế trang sức,…

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Hoạt động thí nghiệm: Thí nghiệm: Kim loại tác dụng với phi kim

Chuẩn bị:

Hóa chất: dây magnesium (Mg), nhôm bột, lưu huỳnh bột.

Dụng cụ: kẹp sắt, ống nghiệm chịu nhiệt, đũa thủy tinh, đèn cồn.

Tiến hành:

1. Magnesium tác dụng với oxygen: Dùng kẹp sắt kẹp một mẩu dây magnesium (Mg) và đốt trên ngọn lửa đèn cồn.

2. Nhôm tác dụng với lưu huỳnh: Trộn đều bột nhôm và bột lưu huỳnh theo tỉ lệ khối lượng tương ứng khoảng 1 : 2. Lấy một thìa thủy tinh (khoảng 0,3 g) hỗn hợp vào ống nghiệm khô chịu nhiệt. Hơ nóng đều ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn, sau đó đun tập trung vào phần ống nghiệm chứa hỗn hợp.

Thực hiện yêu cầu sau:

Hãy mô tả hiện tượng quan sát được và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn chi tiết:

- Thí nghiệm 1: Magnesium tác dụng với oxygen

+ Hiện tượng quan sát được: dây magnesium cháy sáng và tạo ra chất rắn có màu trắng.

+ Phương trình hoá học: Mg + O₂ MgO

- Thí nghiệm 2: Nhôm tác dụng với lưu huỳnh

+ Hiện tượng quan sát được: phản ứng cháy xảy ra và tạo một hợp chất màu đậm và hợp chất đó là Al₂S₃.

+ Phương trình hoá học: 2Al + 3S → Al­₂S₃

Câu hỏi 5: Khi tác dụng với phi kim, kim loại thể hiện tính chất hóa học gì? Minh họa bằng các phương trình hóa học.

Hướng dẫn chi tiết:

Khi tác dụng với phi kim, kim loại thể hiện tính khử. Ví dụ, một số phản ứng như:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Fe + S FeS

Hg + S → HgS

Câu hỏi 6: Hãy cho biết kim loại nào trong Bảng 15.1 có thể phản ứng được với nước ở nhiệt độ thường giải phóng khí hydrogen.

Hướng dẫn chi tiết:

Các kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ là những kim loại có thể phản ứng được với nước ở nhiệt độ thường và giải phóng khí hydrogen:

- Nhóm IA: lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), francium (Cs).

- Nhóm IIA: beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra).

Hoạt động thí nghiệm: Thí nghiệm: Kim loại tác dụng với dung dịch acid loãng

Chuẩn bị:

Hóa chất dung dịch H₂SO₄ 10%, kẽm hạt.

Dụng cụ: ống nghiệm, kẹp gỗ.

Tiến hành:

Cho vài hạt kẽm vào ống nghiệm. Thêm tiếp khoảng 2 mL dung dịch H₂SO₄ 10%.

Thực hiện yêu cầu sau:

Hãy mô tả hiện tượng quan sát được và viết phương trình hóa học.

Hướng dẫn chi tiết: