Mở đầu: Quan sát hiện tượng xảy ra khi nhúng lá kẽm vào dung dịch copper(II) sulfate, có thể kết luận rằng kẽm là kim loại có mức độ hoá học mạnh hơn đồng. Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để so sánh mức độ hoạt động hoá học giữa các kim loại natri, sắt và đồng.
Trả lời:
- Hiện tượng: trước phản ứng dung dịch CuSO4 có màu xanh la,, thanh kẽm có màu trắng sáng
- Sau phản ứng: dung dịch CuSO4 nhạt màu dần, trên thanh kẽm có bám một lớp kim loại màu đen
+ Phương án thí nghiệm để so sánh mức độ hoạt động hóa học giữa các kim loại natri, sắt và đồng là: phản ứng với H2O, và phản ứng với dung dịch CuSO4
I. Xây dựng dãy hoạt động hoá học
Thực hành: Thí nghiệm 1
Chuẩn bị:
- Dụng cụ: ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, giá để ống nghiệm.
- Hoá chất: dung dịch AgNO3 0,1M, phoi đồng.
Tiến hành thí nghiệm và thảo luận:
- Cho khoảng 2 – 3 mL dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm chứa phoi đồng.
- Quan sát thí nghiệm, mô tả và giải thích các hiện tượng xảy ra. Viết phương trình hoá học minh hoạ.
- So sánh mức độ hoạt động hoá học giữa đồng và bạc.
Trả lời:
- Hiện tượng:
+ Màu của dung dịch chuyển dần từ không màu sang xanh.
+ Có lớp kim loại trắng sáng bám ngoài phoi đồng.
- Giải thích: Kim loại đồng đã đẩy kim loại bạc ra khỏi muối để được muối mới (tan vào dung dịch có màu xanh) và kim loại mới (màu trắng bạc).
- Phương trình hoá học: Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
- So sánh: Đồng hoạt động hoá học mạnh hơn bạc.
Luyện tập 1: Các phản ứng dưới đây có xảy ra không? Nếu có hãy hoàn thành phương trình hoá học của phản ứng đó.
a) Fe + HCl →
b) Cu + HCl →
Trả lời:
- Fe + 2HCl => FeCl2 + H2
- Cu+HCl => ko tác dụng
Thực hành: Thí nghiệm 2
Chuẩn bị:
- Dụng cụ: 3 ống nghiệm đã được dán nhãn là tên của mỗi kim loại sẽ cho vào, giá để ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt.
- Hoá chất: dung dịch HCl 1M, mảnh magnesium, đinh sắt, phoi đồng.
Tiến hành thí nghiệm và thảo luận:
- Đặt 3 ống nghiệm trên giá ống nghiệm, cho vào mỗi ống nghiệm khoảng 3 mL dung dịch HCl.
- Cho từng kim loại Mg, Fe, Cu vào mỗi ống nghiệm đã dán nhãn tương ứng.
- Quan sát thí nghiệm, mô tả hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm (nếu có). Giải thích sự tạo thành bọt khí và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
- Chỉ ra kim loại hoạt động hoá học kém hơn hydrogen (H).
- Dựa vào tốc độ sủi bọt khí trong các ống nghiệm, sắp xếp các kim loại trên và hydrogen theo chiều giảm dần mức độ hoạt động hoá học.
Trả lời:
Ống nghiệm 1, 2: có hiện tượng sủi bọt khí
Ống nghiệm 3: không có hiện tượng
=> Kim loại Cu hoạt động hóa học yếu hơn hydrogen (H)
Tốc độ sủi bọt khí của ống nghiệm chứa Mg nhanh hơn ống nghiệm chứa Fe.
Sắp xếp thứ tự theo mức độ hoạt động hóa học giảm dần là: Mg > Fe > (H) > Cu
Luyện tập 2: Mức độ phản ứng của kim loại với dung dịch H2SO4 loãng tương tự như với dung dịch HCl.
a) Trong hai kim loại Mg và Cu, kim loại nào phản ứng được với dung dịch H2SO4 loãng?
b) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra.
Trả lời:
a) Trong hai kim loại Mg và Cu, chỉ có kim loại Mg phản ứng được với dung dịch H2SO4 loãng.
b) Phương trình hoá học: Mg + H2SO4 loãng → MgSO4 + H2
Câu hỏi 1: Kim loại magnesium có phản ứng được với dung dịch muối copper (II) nitrate không? Giải thích.
Trả lời:
- Kim loại magnesium có khả năng phản ứng được với dung dịch muối copper(II) nitrate. Trong phản ứng này magnesium là một kim loại hoạt động hóa học mạnh và có khả năng tạo ra các phản ứng khử. Trong khi đó, đồng trong dung dịch muối copper(II) nitrate là một ion đồng (II). Magnesium có khả năng khử ion đồng này, khiến cho đồng kết tụ ra khỏi dung dịch dưới dạng kim loại.
Thực hành: Thí nghiệm 3
Chuẩn bị:
- Dụng cụ: 2 cốc thuỷ tinh (loại 250 mL) có dán nhãn là tên kim loại sẽ cho vào, ống đong, ống hút nhỏ giọt.
- Hoá chất: nước cất, mảnh magnesium, mẩu natri nhỏ (khoảng hạt đậu xanh), dung dịch phenolphthalein.
Tiến hành thí nghiệm và thảo luận:
- Cho khoảng 40 – 50 mL nước cất và 2 giọt dung dịch phenolphthalein vào mỗi cốc thuỷ tinh.
- Cho từng kim loại Na, Mg vào cốc thuỷ tinh đã dán nhãn tương ứng.
- Quan sát thí nghiệm, mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong mỗi cốc. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra.
- So sánh mức độ hoạt động hoá học giữa natri và magnesium.
Trả lời:
Hiện tượng: ống nghiệm đựng mẩu natri dung dịch chuyển sang màu hồng. Ống nghiệm đựng Mg không có hiện tượng gì.
Giải thích: Na tác dụng với nước tạo dung dịch có tính base làm dung dịch phenolphthalein chuyển sang màu hồng. Mg không tác dụng với nước
PTHH: Na + H2O → NaOH + ½ H2
Mức độ hoạt động hóa học của Na mạnh hơn Mg
Câu hỏi 2: Calcium phản ứng với nước, vàng không phản ứng với nước. Vậy kim loại nào có mức độ hoạt động hoá học mạnh hơn?
Trả lời:
- Calcium phản ứng với nước, vàng không phản ứng với nước. Vậy kim loại calcium hoạt động mạnh hơn kim loại vàng.
Luyện tập 3: Từ các thí nghiệm 1, 2 và 3, hãy sắp xếp các kim loại Mg, Fe, Cu, Ag, Na thành dãy theo chiều giảm dần mức độ hoạt động hoá học.
Trả lời:
- Na-Mg-Fe-Cu-Ag
III. Ý nghĩa dãy hoạt động hoá học
Luyện tập 4: Dựa vào dãy hoạt động hoá học, hoàn thành các phương trình hoá học của phản ứng xảy ra giữa các cặp chất dưới đây (nếu có):
a) Zn và dung dịch HCl.
b) Zn và dung dịch MgSO4.
c) Zn và dung dịch CuSO4.
d) Zn và dung dịch FeCl2.
Trả lời:
a) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
b) Zn + MgSO4 → không phản ứng;
c) Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu;
d) Zn + FeCl2 → ZnCl2 + Fe.
Vận dụng: Tìm hiểu và giải thích về cách bảo quản kim loại kali (potassium, K).
Trả lời:
- Kim loại kali (potassium, K) là kim loại hoạt động hoá học mạnh. Ở ngay điều kiện thường, kali có thể phản ứng với các tác nhân có trong không khí như O2, CO2, hơi nước … do đó, để bảo quản kim loại kali, người ta thường ngâm chìm nó trong dầu hoả.