Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
TỔNG HỢP KIM LOẠI - Coggle Diagram
TỔNG HỢP KIM LOẠI
TÍNH CHẤT KIM LOẠI
tính chất vật lí chung: các kim loại đều dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo , có tính ánh kim là do các electron tự do trong kim loại gây ra
tính chất hóa học chung
đều có tính khử; M-> Mn+ +ne
nguyên nhân: các electron hóa trị của nguyên tử kim loại liên kết với hạt nhân nguyên tử , do đó các kim loại có khả năng nhường electron để tạo thành ion dương
dãy điện hóa của kim loại: phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa - khử xảy ra theo chiều chất oxi hóa mạnh hơn sẽ oxi hóa chất mạnh hơn sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn
ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử Mn+ +ne ->M
phương pháp
.phương pháp nhiệt luyện
khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2 hoặc các kim loại hoạt đông
sản xuất các kim loại có tính khử trung bình Zn, Fe, Sn,Pb,... trong công nghiệp : vd Fe2O3+3CO -> 2Fe+3CO2
phương pháp thủy luyện: thường sử dụng để điều chế các kim loại có tính khử yếu: Vd Fe+CuSO4-> FeSO4+Cu ; Fe+Cu2+ -> Fe2+ +Cu
phương pháp điện phân
điện phân hợp chất nóng chảy
nguyên tắc: khử các ion kim loại bằng dòng điện bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của kim loại
điều chế các kim loại hoạt động hóa học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al
điện phân dung dịch
nguyên tắc: điện phân dung dịch muối của kim loại
điều chế các kim loại có độ hoạt động hóa học trung bình hoặc yếu
định luật faraday: m=AIt/nF
m : khối lượng chất thu được ở điện cực (g)
A khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực
n số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
I cường độ dòng điện (ampe)
t thời gian điện phân
F hằng số Faraday(F=96500)
KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI
KIM LOẠI KIỀM
vị trí: thuộc nhóm IA, gồm các nguyên tố : Li, Na, K, Rb, Cs -> kim loại kiềm có tính khử mạnh , thường nhường đi 1e để được cấu hình bền
tính chất vật lí : màu trắng bạc và có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp
tính chất hóa học
kim loại kiềm có tính khử rất mạnh -> kim loại kiềm có năng lượng ion hóa nhỏ
kim loại kiềm có số oxi hóa +1
tác dụng với phi kim
tác dụng với oxi: Na cháy trong không khí oxi khô tạo ra natri peoxit ( Na2O2) , trong không khí khô ở nhiệt độ thường tạo ra natri oxit(Na2O) vd : 2Na +O2->Na202
tác dụng với clo : 2K+Cl2-> 2KCl
tác dụng với axit: kim loại kiềm khử mạnh ion H+ trong ding dịch HCl và H2SO4 loãng thành khí hidro : vd : 2Na + 2HCl-> 2NaCl + H2. các kim loại kiềm đều nổ khi tiếp xúc với axit
tác dụng với nước : kim loại kiềm khử nước dễ dàng ở nhiệt độ thường , giải phóng khí hidro. Từ Li đến Cs phản ứng với nước xảy ra ngày càng mãnh liệt
tác dụng với muối : kim loại kiềm khi cho vào dung dịch muối , đầu tiên kim loại kiềm sẽ tác dụng với nước sau đó bazo sinh ra có tác dụng với muối
ứng dụng
kim loại xesi dùng để chế tạo tế bào quang điện
kim loại K và Na dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài lò phản ứng hạt nhân
MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG
Natri Hidroxit (NaOH)
tính chất vật lí : là chất rắn, không màu dễ hút ẩm, dễ nóng chảy, tan nhiều trong nước
tính chất hóa học
tác dụng với axit
tác dụng với oxit
tác dụng với muối
ứng dụng
natri hidroxit là hóa chất quan trọng , đúng thứ 2 sau axit sunfuric
natri hidroxit dùng để nấu xà phòng, chế phẩm muộn ,tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm trong công nghiệp luyện nhôm và dùng trong công ngiệp chế biến đầu mỏ
Natri Hidrocacbonat (NaHCO3)
chất rắn màu trắng , ít tan trong nước dễ bị nhiệt phân hủy tạo ra Na2CO3 và khí C02
NaHCO3 có tính lưỡng tính
ứng dụng: được dùng trong y học ( làm thuốc chữa đau dạ dày ) , công nghiệp thực phẩm , chế tạo nước giải khát,...
Natri Cacbonat ( Na2CO3)
dễ tan trong nước , nóng chảy ở 850oC
là muối có khả năng tác dụng với dung dịch axit một số muối : vd: Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl +H2O + CO2
ứng dụng
là nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất thủy tinh , xà phòng, giấy
dùng trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa,...
kali natrat
những tinh thể không màu, bền trong không khí , tan nhiều trong nước
nhiệt độ (3330C) KNO3bị phân hủy thành O2 và KNO2 Vd : 2KNO3-> 2KNO2+O2
ứng dung : dùng làm phân bón và chế tạo thuôc nổ
NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM
NHÔM
vị trí
số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA , chu kì 3
trong hợp chất , Al có OXH bền là +3
nhôm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện
tính chất vật lí : là kim loại nhẹ , màu trắng bạc , rất dẻo , dẫn điện tốt, dẫn nhiệt rất tốt
tính chất hóa học
nhôm là kim loại có tính khử mạnh chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ nên dễ bị oxi hoa thành ion dương
tác dụng với halogen : bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo : 2Al + 3Cl2 -> 2AlCl3
tác dụng với oxi
bột nhôm: cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói , tỏa nhiều nhiệt vd : 4Al + 3O2 -> 2AlCl3
nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng oxit Al2O3 rất mỏng và bền bảo vệ
tác dụng với axit
nhôm khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch HCl , H2SO4l thành H2 Vd : 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2
nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO3l HNO3 đ, nóng và H2SO4 đ nóng : khử N5+ hoặc S6+ xuống số oxi hóa thấp hơn vd : Al + 4HNO3 (l) -> Al(NO3)3 + NO+ 2H2O
nhôm bị thu động bởi dung dịch axit HNO3 đ nguội hoặc H2SO4đ nguội
tác dụng với oxit kim loại : Al khử được nhiều oxit kim loại như Fe2O3, Cr2O3 ,... thành kim loại tự do vd : 2Al + Fe2O3 -> Al2O3 + 2Fe
nhôm không tác dụng với nước dù ở nhiệt độ cao vì trên bề mặt của nhôm được phủ kín một lớp Al2O3 rất mỏng , bền và mịn , không cho nước và khí thấm qua
tác dụng với kiềm
Al2O3 là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trền bề mặt nhôm tác dụng với dung dịch tạo ra muối tan , Khi không có màng oxit bảo vệ nhôm sẽ tác dụng với nước tạo ra Al(OH)3 và giải phóng khí H2 , Al(OH)3 là hidroxit lưỡng tính nên tác dụng với dd kiềm
vd : 2Al+ 2NaoH + 2H2O -> 2NaAlO2 +3H2
ứng dụng
dùng nhôm để chế tạo vỏ máy bay , tên lửa , tàu vũ trụ do đặc tính bền , nhẹ với không khí và nước
làm dây dẫn điện cao áp, đồ nội thất, làm vật trao đổi nhiệt
chế tạo hỗn hợp tecmit( Al và Fe2O3) được dùng để hàn gắn đường ray
MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG
Nhôm Oxit
tính chất vật lí : là chất rắn màu trắng , không tan trong nước nóng chảy ở 2050oC
tính chất hóa học : Al2O3 là oxit lưỡng tính , tác dụng được với dd axit và dd kiềm : vd Al2O3 +6HCl -> 2AlCl3 +3H2O
ứng dụng :
bột Al2O3 có độ cứng cao được dùng làm vật liệu mài
boxit Al2O3.2H2O là nguyên liệu sản xuất nhôm kim loại
tinh thể Al2O3 được dùng làm đồ trang sức , chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác như chân kính đồng hồ , thiết bị phát tia lade,...
NHôm Hidroxit
là chất kết tủa keo , màu trắng , không tan trong nước , dễ bị nhiệt phân hủy
tính chất hóa học
dễ bị nhiệt phân thành nhôm oxit : 2Al(OH)3 -> Al2O3 +3H2O
là hợp chất lưỡng tính , tan trong axit và bazo vd : Al(Oh)3 +AlCl3 +3H2O ; Al(OH)3 +NaOH -> Na(Al(OH)4)
điều chế: cho muối nhôm phản ứng với dd NH3 hoặc muối Na2CO3 VD : 2AlCl3 + 3Na2CO3 +3H2O -> 2Al(OH)3 + 6NaCl +3CO2
Nhôm Sunfat
Al2(SO4)3 : là chất bột màu trắng , bị phân hủy nhiệt trên 770oC
phèn chua : K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hoặc KAl(SO4)2.12H2O tồn tại ở dạng tinh thể có vị hơi chua và chát
ứng dụng : dùng trong ngành thuộc da , công nghiệp giấy , chất cầm màu trong ngành nhuộm vải , chất làm trong nước ,...
cách nhận biết ion Al3+ trong dung dịch : cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào trong dd nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư thì chứng tỏ có ion Al3+ vd : Al3+ +3OH- -> Al(OH)3 ; Al(OH)3+ OH- -> AlO2- +H2O
KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIỀM THỔ
KIM LOẠI KIỀM THỔ
vị trí nhóm IIA , gồm các kim loại Be, Mg, Ca, Sr, Ba
tính chất vật lí : có màu trắng bạc , có thể dát mỏng , khối lượng riêng tương đối nhỏ nhẹ hơn nhôm , nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp
tính chất hóa học
kim loại kiềm thổ cóa tính khử mạnh -> năng lượng ion hóa tương đối nhỏ . tính khử tăng dần từ beri đến bari
kim loại kiềm thổ có số oxi hóa +2 vd: M-> M2+ +2e
tác dụng với phi kim : kim loại kiềm thổ khử các nguyển tử phi kim thành ion âm Vd : 2Mg+ O2-> 2MgO
tác dụng với dung dịch axit
kim loại kiềm thổ khử mạnh ion H+ trong các dung dịch HCl. H2SO4 loãng thành khí H2 vd : Mg+2HCl -> MgCl2 + H2
tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc: khử N+5, S+6 thành các hợp chất mức oxi hóa thấp hơn vd: Mg+4HNO3-> Mg(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O
tác dụng với nước: Be không khử được nước , Mg khử chậm . Các kim loại khác khử mạnh nước giải phóng khí H VD : Ca + 2H2O-> Ca(OH)2 +H2
MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI
Canxi hidroxit ( Ca(OH)2)
là chất rắn màu trắng , ít tan trong nước gọi là đá vôi
tác dụng với axit , oxit axit , muối
ứng dụng : sản xuất amoiac(NH3), clorua vôi( CaOCl2) , vật liệu xây dựng ,....
Canxi Cacbonat ( CaCO3)
là chất rắn , màu trắng m không tan trong nước bị phân hủy ở nhiệt độ 1000oC vd : CaCO3-> CaO + CO2
tính chất hóa học
muối axit yếu không bền nên tác dụng được với nhiều axit vô cơ giải phóng khí cacbonnic vd : CaCO3 +2CH3COOH-> Ca(CH3COO)2+H2O+CO2
canxi cacbonat tan dần trong nước có chứa khí cacbon ddioxxit tạo ra muối tan là canxi hidrocacbonat(Ca(HCO3)2) Vd: CaCO3+H2O+CO2<-> Ca(HCO3)2
phản ứng thuận : giải thích sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi
phản ứng nghịch : giải thích sự hình thành thạch nhũ có trong hang động
ứng dụng : đá vôi làm vật liệu xây dựng , sản xuất đá vôi , xai măng , thủy tinh,... đá hoa dùng trong công trình mĩ thuật ( tạc tượng , trang tri, ...) , đá phấn dễ nghiền thành bột mịn làm phụ gia của thuốc đánh răng ,...
Canxi Sunfat( CaSO4)
là chất rắn , màu trắng , tan ít trong nước
CaSO4.2H2O: thạch cao sống, bền ở nhiệt độ thường
CaSO4.H2O: thạch cao nung
CaSO4 : thạch cao khan không tan trong nước
NƯỚC CỨNG
nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+ , nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên gọi là nước mềm
phân loại
nước cứng tạm thời : là nước có chứa các ion : Ca2+, Mg2+, HCO3-
nước cứng vĩnh cửu : là nước có chứa các ion : Ca2+, Mg2+, SO4 2-, Cl-
nước cứng toàn phần là nước có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu
nước tự nhiên thường là nước cứng toàn phần
tác hạt của nước cứng
làm giảm bọt , giảm khả năng tẩy rửa của xà phòng , khiến thức ăn lâu chín và giảm mùi vị
nước cứng cũng gây ra tác hại cho các ngành sản xuất , làm hỏng nhiều dúng dịch cần pha chế
cách làm mềm nước cứng
nguyên tắc làm giảm nồng độ các cation Ca2+, Mg2+ trong nước cứng
phương pháp kết tủa
nước cứng tạm thời : đun sôi vd : Ca(HCO3)2 -> CaCO3- + CO2+ H2O
nước cứng vĩnh cửu : dùng dung dịch Na2CO3, Na3PO4 vd :Ca2+ + CO3 2- -> CaCO3-
phương pháp trao đổi ion có thể làm giảm cả độ cứng vĩnh cửu lẫn độ cứng tạm thời của nước
nhận biết ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch : dùng dung dịch chưa muối cacbonat để tạo ra kết tủa CaCO3 hoặc MgCO3 . sục khí CO2 dư vào dung dịch nếu có kết tủa chững tỏ có mặt của Ca2+ hoặc Mg2+ trong dung dịch ban đầu