Mở đầu: Trong cuộc sống, ta thường thấy những kim loại như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ sáng bóng khi để lâu trong không khí. Ngược lại, những đồng tiền vàng vẫn giữ sáng bóng. Vì sao lại có hiện tượng đó?
Trả lời:
- Những kim loại như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ sáng bóng khi để lâu trong không khí vì lí do những kim loại này đã bị oxygen trong không khí oxy hóa, tạo ra một lớp oxide ngoài bề mặt, làm mất vẻ sáng bóng ban đầu. Trong khi đó vàng là kim loại không bị oxy hóa, nên luôn giữ được vẻ sáng bóng của kim loại vàng nguyên chất ban đầu.
1. Xây dựng dãy hoạt động hóa học của kim loại
Câu hỏi 1: Kim loại sodium và magnesium phản ứng với nước có hiện tượng giống nhau không?
Trả lời:
- Kim loại sodium và magnesium phản ứng với nước có hiện tượng không giống nhau.
+ Kim loại sodium phản ứng mạnh với nước ở ngay điều kiện thường.
+ Kim loại magnesium hầu như không phản ứng với nước ở điều kiện thường, phản ứng chậm với nước nóng và phản ứng mạnh với hơi nước nóng.
Câu hỏi 2: Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Na và Mg.
Trả lời:
- Kim loại Na có mức độ hoạt động hóa học cao hơn Mg
Vận dụng: Giải thích vì sao trong phòng thí nghiệm, kim loại sodium, potassium được bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hoả.
Trả lời:
- Do kim loại sodium, potassium hoạt động mạnh, dễ dàng phản ứng với các tác nhân (oxygen, hơi nước …) có trong không khí. Do đó, để bảo quản cần ngâm chúng vào trong dầu hoả.
Câu hỏi 3: Tiến hành Thí nghiệm 1 và nêu hiện tượng quan sát được. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Trả lời:
Cho một mảnh magnesium vào ống nghiệm (1) thấy mảnh magnesium tan dần, có khí thoát ra mạnh. Phương trình hóa học phản ứng:
Mg + HCl —> MgCl2 + H2
Cho một đinh sắt vào ống nghiệm (2) thấy có bọt khí xuất hiện trên bề mặt đinh sắt. Phương trình hóa học phản ứng:
Fe + HCl —> FeCl2 + H2
Cho đồng phoi bào vào ống nghiệm (3), không thấy hiện tượng xảy ra.
Câu hỏi 4: Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Fe, Cu, Mg.
Trả lời:
- Mức độ hoạt động hoá học của các kim loại giảm dần theo thứ tự: Mg, Fe, Cu.
Luyện tập: Khí nào sinh ra khi kim loại phản ứng với dung dịch HCl? Nêu ví dụ minh hoạ và viết phương trình hoá học của phản ứng.
Trả lời:
- Khi kim loại phản ứng với dung dịch HCl, khí H2 được sinh ra.
- Ví dụ minh họa và phương trình hóa học của phản ứng: cho kim loại Zn tác dụng với dung dịch HCl, phản ứng xảy ra như sau:
Zn + 2HCl —> ZnCl2 + H2
Câu hỏi 5: Tiến hành Thí nghiệm 2 và và nêu hiện tượng quan sát được. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Trả lời:
- Học sinh tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
+ Cố định 2 ống nghiệm trên giá để ống nghiệm, đánh số thứ tự 2 ống nghiệm.
+ Cho vào ống nghiệm (1) 2mL dung dịch ZnSO4 và ống nghiệm (2) 2 mL dung dịch AgNO3.
+ Nhúng vào mỗi ống nghiệm một đoạn dây đồng, quan sát hiện tượng.
- Hiện tượng:
+ Ống nghiệm 1: Không có hiện tượng gì xuất hiện.
+ Ống nghiệm 2: Có lớp kim loại trắng sáng bám ngoài dây đồng; dung dịch chuyển từ không màu sang màu xanh.
- Phương trình hoá học:
Cu + ZnSO4 → không phản ứng
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
Câu hỏi 6: Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Cu, Zn, Ag.
Trả lời:
- Mức độ hoạt động hóa học của 03 kim loại trên tăng dần theo thứ tự: Ag < Cu < Zn
2. Ý nghĩa của dãy hoạt động hóa học của kim loại
Luyện tập: Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau:
a) Ca + H2O →
b) Fe + HCl →
c) Zn + CuSO4 →
Trả lời:
a) Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2;
b) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2;
c) Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu.
3. Tách một số kim loại có nhiều ứng dụng
Câu hỏi 7: Trong công nghiệp, phương pháp nào được sử dụng để sản xuất nhôm? Nguyên liệu để sản xuất nhôm là gì?
Trả lời:
- Trong công nghiệp, phương pháp được sử dụng để sản xuất nhôm là điện phân nóng chảy. Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng bauxite (thành phần chủ yếu: aluminium oxide).
Câu hỏi 8: Người ta đã dùng phương pháp nào để tách Zn từ zinc sulfide? Viết phương trình hoá học xảy ra.
Trả lời:
- Người ta dùng phương pháp nhiệt luyện để tách Zn từ zinc sulfide.
- Phương trình hoá học:
+ Nung nóng quặng sphalerite (thành phần chính là ZnS) ở nhiệt độ cao với luồng không khí trong lò để chuyển thành zinc oxide theo phương trình hoá học:
2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
+ Cho ZnO phản ứng với C ở nhiệt độ cao thu được kẽm (Zn):
ZnO + C Zn + CO
Vận dụng: Hãy giải thích vì sao vàng, đồng, sắt được con người biết đến và sử dụng trước nhôm hàng nghìn năm.
Trả lời:
- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh nên trong tự nhiên không thể tìm được nhôm ở dạng đơn chất, ngoài ra, rất khó để điều chế nhôm đơn chất từ quặng nhôm. Đến khi con người tìm ra phương pháp điện phân nóng chảy quặng nhôm thì nhôm đơn chất mới được tạo ra và đưa vào sử dụng. Trong khi đó, vàng là kim loại khử rất yếu, có thể tìm thấy ở dạng đơn chất còn đồng, sắt có thể điều chế dạng đơn chất dễ dàng hơn nhôm nhiều.