Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
ÔN TẬP, Bài 18: CẤU TẠO VÀ LIÊN KẾT TRONG TINH THỂ KIM LOẠI, Liên kết KL -…
ÔN TẬP
BÀI 20: Kim loại trong tự nhiên và phương pháp tách kim loại
Hầu hết kim loại tồn tại ở dạng hợp chất
chỉ có kém hoạt động: ag,au,platinum... có ở dạng đơn chất
Quặng
là đất đá trữ lượng lớn
chứa khoáng vật kim loại
chứa tạp chất
một số loại quặng
quặng bauxite
quặng hematite
Các phương pháp tách kim loại
nguyên tắc
là khử ion kim loại thành nguyên tử
M(n+) +ne->M
Điện phân nóng chảy( tách kl hdhh mạnh: K, Na, Ca, Mg, Al,...)
là dùng dòng điện để phân hủy hợp chất được thực hiện trên chất điện li nóng chảy
vd: Điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na và Cl₂
(thường là muối, oxit hoặc hidroxit kim loại)
không có nước tham gia.
Tách kim loại hoạt động trung bình, yếu
pp nhiệt luyện
là phương pháp khử ion kim loại trong oxit bằng chất khử (C, CO, H₂ hoặc kim loại hoạt động mạnh) ở nhiệt độ cao
vd: tách kẽm từ quặng zinc blende
pp điện phân dung dịch
là quá trình dùng dòng điện một chiều để phân hủy chất điện li trong dung dịch.
vd: điện phân CuCl2 để điều chế Cu
pp thủy luyện
là phương pháp tách kim loại từ quặng hoặc hợp chất của nó bằng dung dịch thích hợp
vd: dùng Fe khử ion Cu(2+) trong dd muối đồng
sau đó thu hồi kim loại bằng phản ứng hóa học hoặc điện phân dung dịch.
Tái chế kim loại
là cần thiết để
đảm bảo nguồn
phát triển bền vững
gia tăng giá trị kinh tế
bảo vệ môi trường
.
.
.
........
.
Bài 15: Thế điện cực và nguồn điện hóa học
Cặp oxi hóa-khử
Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa-khử
Thế điện cực
Điện cực
Ứng với mỗi cặp oxi hóa-khử có thể thiết lập một điện cực, tại đó tồn tại cân bằng giữa dạng oxi hóa và dạng khử
Thế điện cực chuẩn
Giá trị thế điện cực chuẩn càng lớn thì dạng khử có tính khử càng yếu, dạng oxi hóa có tính oxi hóa càng mạnh
Giá trị thế điện cực chuẩn càng nhỏ thì dạng khử có tính khử càng mạnh, dạng oxi hóa có tính oxi hóa càng yếu
Ý nghĩa
Giữa 2 cặp oxi hóa-khử, cặp có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thì dạng khử có tính khử mạnh hơn, còn dạng oxi hóa có tính oxi hóa yếu hơn và ngược lại
Chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa-khử có thể dự đoán được từ việc so sánh giá trị thế điện cực chuẩn
Pin điện hóa
Phản ứng oxi hóa-khử và dòng điện
Pin Galvani
Một số loại pin khác
Ắc quy
Pin mặt trời
Pin nhiên liệu
Bài 22: Ăn mòn kim loại
ăn mòn
hoá học
phản ứng oxh-khử trực tiếp của KL với các chất trong môi trường
điện hoá
tạo pin điện
điều kiện
tiếp xúc
gián tiếp
trực tiếp
cùng tiếp xúc với dd điện li
chất tham gia
KL+KL khác
KL+phi kim
biện pháp chống ăn mòn
điện hoá
gắn lên 1 KL khác hđ hh mạnh hơn
phủ bề mặt
KL không gỉ
sơn, dầu, mỡ
khái niệm
sự phá huỷ KL dưới tác dụng của môi trường
Bài 24: Nguyên tố nhóm IA
Đơn chất nhóm IA
Đặc điểm chung
chỉ có 1e hóa trị ở phân lớp s
dễ tách electron hóa trị ra khỏi nguyên tử
trong hợp chất, nguyên tử kim loại nhóm IA chỉ thể hiện số oxi hóa +1
Trạng thái tự nhiên
trong tự nhiên, các nguyên tố nhóm IA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất
Tính chất vật lý
Khối lượng riêng nhỏ
Độ cứng thấp
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi
dễ nóng chảy và có nhiệt độ nóng chảy thấp
có xu hướng giảm dần từ Li đến Cs
Tính chất hóa học
là những kim loại hoạt động hóa học mạnh, có tính khử mạnh và tăng dần từ Li đến Cs
các kim loại kiềm có thế điện cực chuẩn rất âm, do đó chúng đều phản úng với nước ở điều kiện thường với mức độ tăng dần từ Li đến Cs
Bảo quản
bảo quản trong dầu hỏa, trong chân không hoặc không khí hiếm
Hợp chất kim loại nhóm IA
Đặc điểm chung
thường dễ tan trong nước và tạo thành dung dịch chất điện li mạnh
ở điều kiện thường, các ion kim loại nhóm IA không có màu
đốt nóng kim loại kiềm hoặc các hợp chất của chúng trên ngọn lửa không màu làm ngọn lửa có màu đặc trưng
Hợp chất quan trọng
Sodium chloride
Được điều chế từ quá trình điện phân dung dịch NaCl
Ứng dụng
Trong đời sống: gia vị, bảo quản và chế biến thực phẩm ..
Trong y học: nước muối sinh lí, chất điện giải, ..
Trong công nghiệp hóa chất: sản xuất chlorine-kiềm, nước Javel, soda, ..
Sodium hydrogencarbonate và sodium carbonate
NaHCO3: làm bột nở, chất chữa cháy dạng bột, điều chỉnh pH trong xử lý nước,..
Na2CO3: sản xuất thủy tinh, xà phòng, bột giặt, làm mềm nước cứng,..
Sản xuất bằng phương pháp Solvay từ nguyên liệu chính đá vôi, muối ăn, NH3, nước
Bài 19: tính chất vật lí và hóa học của kim loại
Tính chất vật lí
Tính dẻo
dễ rèn, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi.
Khi kim loại chịu lực tác động, ion dương kim loại trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau mà không tách rời nhau
kim loại có tính dẻo cao: Au, Ag, Al, Cu, Sn,…
có thể uốn cong, ép khuôn kim loại thành nhiều hình dạng, kích thước khác nhau.
Tính dẫn điện
Tất cả kim loại đều có tính dẫn điện.
Khi áp hiệu điện thế vào thanh kim loại, các electron tự do trong mạng tinh thể di chuyển từ cực âm về cực dương.
Một số kim loại dẫn điện tốt: Ag, Cu, Au, Al,…
Al và Cu thường được dùng làm dây dẫn điện.
Tính dẫn nhiệt
do sự có mặt của các e tự do trong mạng tinh thể
Kim loại dẫn điện tốt thường dẫn nhiệt tốt.
Ứng dụng: Làm dụng cụ đun nấu.
Tính ánh kim
Electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được.
Nhìn một số kim loại không thấy ánh kim vì chúng thường bị bao phủ một lớp oxide
Tính chất vật lí khác
Khối lượng riêng
Kim loại nhẹ nhất: Lithium.
Kim loại nặng nhất: Osmium.
Kim loại nhẹ: D < 5 g/cm3.
Kim loại nặng: D >= 5 g/cm3.
Nhiệt độ nóng chảy
Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao: Tungsten (vonfram, W).
Kim loại ở trạng thái lỏng (điều kiện thường): Thủy ngân.
Tính cứng
cứng nhất: Chromium.
kim loại mềm nhất: Kim loại kiềm.
Tính chất hóa học
Các nguyên tử kim loại dễ nhường electron hóa trị: M → Mn+ + ne
⇒ Tính chất hóa học chung: Tính khử.
TD với phi kim
Tác dụng với oxygen
Hầu hết kim loại (trừ vàng, bạc, platinum,…) tác dụng với oxygen tạo thành oxide.
Tác dụng với chlorine
Hầu hết kim loại tác dụng với khí chlorine tạo muối chloride tương ứng.
Tác dụng với lưu huỳnh (sulfur)
Nhiều kim loại có thể khử lưu huỳnh khi đun nóng (trừ thủy ngân phản ứng ngay ở nhiệt độ thường).
TD với nước
Hầu hết kim loại nhóm IA, IIA có tính khử mạnh, tác dụng với nước ở nhiệt độ thường giải phóng H2.
Những kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn -0,414 V có thể đẩy được hydrogen ra khỏi nước.
TD với dd muối
Kim loại hoạt động mạnh hơn có thể đẩy kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của nó.
TD với dd acid
Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng
Ở điều kiện chuẩn, những kim loại có
Với dd H2SO4 đặc
Hầu hết kim loại (trừ Pt, Au) khử được S+6 (trong H2SO4 đặc) xuống số oxi hóa thấp hơn.
HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội làm thụ động hóa Al, Fe, Cr,…
Bài 16: Điện Phân
ỨNG DỤNG
Sản xuất kim loại
Trong công nghiệp, một số kim loại trung bình và yếu được sản xuất bằng phương pháp điện phân dung dịch
Các kim loại mạnh như Na, K, Mg, Ca, Al, ... được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất ion của chúng.
Tinh chế kim loại
kim loại thô (kim loại phế liệu hoặc sau quá trình nhiệt luyện, thuỷ luyện), các kim loại như Zn, Ni, Co, Cu, Ag, Au, ... được tinh chế bằng phương pháp điện phân
Quá trình tinh chế được thực hiện bằng cách điện phân dung dịch chất tan của kim loại đó với anode làm bằng kim loại thô tương ứng
Mạ điện
được sử dụng trong mạ điện, trong đó ion kim loại bị khử, tạo thành lớp kim loại rắn bao phủ trên bề mặt kim loại cần mạ nhằm trang trí bề mặt hoặc chống sự ăn mòn
Trong kĩ thuật mạ điện, các kim loại mạ thường là chromium, nickel, đồng, vàng, bạc, platinum, ...
Bình mạ điện chứa dung dịch muối của kim loại mạ, vật cần mạ và thanh kim loại mạ.
HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN
Khái niệm
quá trình oxi hoá - khử xảy ra tại các điện cực khi có dòng điện một chiều với hiệu điện thế đủ lớn đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li
chất tham gia vào quá trình điện phân có thể ở trạng thái nóng chảy (điện phân nóng chảy) hoặc dung dịch (điện phân dung dịch)
cathode xảy ra quá trình khử và anode xảy ra quá trình oxi hoá => trong điện phân cathode là cực âm, anode là cực dương.
Khi điện phân dung dịch, nước cũng có thể tham gia điện phân với vai trò chất khử (2H2O → O2 + 4H+ + 4e) hoặc chất oxi hoá (2H2O + 2e → H2 + 2OH-)
Nguyên tắc (thứ tự) điện phân
Khi bình điện phân chứa nhiều chất oxi hoá và chất khử
Tại anode, chất khử mạnh hơn sẽ bị oxi hóa trước.
Tại cathode, chất oxi hoá mạnh hơn sẽ bị khử trước.
Ở điều kiện chuẩn, độ mạnh yếu của các chất oxi hóa và chất khử được so sánh dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn hoặc vị trí cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá.
BÀI 21: HỢP KIM
II. Tính chất của hợp kim
Tính chất vật lý
Tính chất chung: ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt,...
Độ cứng của hợp kim thường lớn hơn độ cứng của kim loại thành phần trong hợp kim và độ dẻo thường kém hơn
Nhiệt độ nóng chảy của hợp kim tùy thuộc vào thành phần và cấu tạo tinh thể của hợp kim nhưng khác so với kim loại thành phần trong hợp kim
Tính chất hoá học
tương tự các kim loại thành phần
III, Một số hợp kim quan trọng của Sắt và Nhôm
1, Hợp kim của sắt
Gang
nguyên liệu sản xuất thép, chế tạo dụng cụ đun nấu, các chi tiết máy,...
cứng hơn nhưng cũng giòn hơn sắt
chứa khoảng 95% Fe, 2-5% C và một số nguyên tố khác(Mn, Si, P, S,...)
Thép
chứa ít hơn 2% C và 1 số nguyên tố(Cr, Mn, Si,...)
tính cứng, tính chịu nhiệt và các tính chất quý khác
chế tạo máy xây dựng và nhiều lĩnh vực khác của đời sống và sản xuất
2, Hợp kim của nhôm
Duralumin
nhẹ, cứng và bền
công nghiệp chế tạo máy bay
chứa trên 90% Al, khoảng 4% Cu và một số nguyên tố khác( Mn, Mg, Si,...)
I. Khái niệm và ứng dụng của hợp kim
2, Ứng dụng của hợp kim
Công cụ lao động và chế tạo vũ khí
Lĩnh vực chế tạo máy bay, ô tô,...(hợp kim nhẹ, bền, chịu nhiệt..)
Công nghiệp hóa chất
Đồ gia dụng( cổng, tủ,..), nội thất
Làm trang sức
1, Khái niệm
Ví dụ: Thép, gang là hợp kim của Fe,C
Thường được điều chế bằng cách nung chảy các thành phần rồi để nguội
Là vật liệu kim loại chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại khác hoặc phi kim.
Bài 18: CẤU TẠO VÀ LIÊN KẾT TRONG TINH THỂ KIM LOẠI
Tinh thể KL
Tinh thể KL
Ở nhiệt độ phòng, các đơn chất KL
Ở thể rắn
Chú ý: Trừ thủy ngân ở thể lỏng
Có cấu tạo tinh thể
Ví dụ một số kiểu mạng tinh thể phổ biến của KL: sgk-88
Trong tinh thể, ion dương nằm ở các nút mạng và các e hóa trị chuyển động tự do xung quanh
Đặc điểm cấu tạo của nguyên tử KL
:
Thường có 1,2 hoặc 3 e ở lớp vỏ ngoài cùng
Trong một chu kì, so với nguyên tử PK, nguyên tử KL
Điện tích hạt nhân nhỏ hơn
Dễ nhường e hóa trị Độ âm điện nhỏ hơn
Bán kính lớn hơn
Thường là các nguyên tố s,d,f
Liên kết KL
Hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các e hóa trị tự do với các ion dương ở các nút mạng