Bài 19: Kim loại và hợp kim - Giải BT Hóa học 12 nâng cao
Bài 1 (trang 112 sgk Hóa 12 nâng cao): So với nguyên tử phi kim cùng một chu kì, nguyên tử kim loại:
A. Thường có bán kính nguyên tử nhỏ hơn
B. Thường có năng lượng ion hóa nhỏ hơn
C. Thường dễ nhận eletron trong các phản ứng hóa học
D. Thường có số electron ở phân lớp ngoài cùng nhiều hơn
Bài giải:Đáp án đúng là: B
Bài 2 (trang 112): Cấu hình electron nào sau đây là của kim loại?
A. 1s22s22p63s23p4
B. 1s22s22p63s23p5
C. 1s22s22p63s1
D. 1s22s22p6
Bài giải:Đáp án đúng là: C
Cấu hình electron của kim loại là 1s22s22p63s1
Bài 3 (trang 112): Phát biểu nào sau đây là phù hợp với tính chất hóa học chung của kim loại?
A. Kim loại có tính khử, nó bị khử thành ion âm.
B. Kim loại có tính oxi hóa, nó bị oxi hóa thành ion dương.
C. Kim loại có tính khử, nó bị oxi hóa thành ion dương.
D. Kim loại có tính oxi hóa, nó bị khử thành ion âm.
Bài giải:Đáp án đúng là: C
Giải thích:
Tính chất hóa học chung của kim loại là: Có tính khử, bị oxi hóa thành ion dương.
Bài 4 (trang 112): Người ta nói rằng những tính chất vật lí chung của kim loại, như tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt, ánh kim chủ yếu là do những electron tự do trong kim loại gây ra. Nhận định đó đúng hay sai? Giải thích vì sao?
Bài giải:Nhận định trên là Đúng
Giải thích:
Do electron tự do là nguyên nhân chủ yếu gây ra các tính chất vật lí chung của kim loại như tính dẻo, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện, có ánh kim. Tuy nhiên, các tính chất vật lí của kim loại còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa.
Bài 5 (trang 112): Cho biết vị trí của những nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn. Vị trí của kim loại có tính khử mạnh nhất và vị trí của phi kim có tính oxi hóa mạnh nhất. Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của hai nguyên tố này.
Bài giải:* Vị trí những nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn
- Nhóm IA và IIA (trừ H)
- Nhóm III A (trừ Bo)
- Một phần nhóm IVA, VA, VIA
- Các nhóm B
- Họ anta và actini
* Kim loại có tính khử mạnh nhất nằm bên trái, phía dưới của bảng tuần hoàn. Phi kim có tính oxi hóa mạnh nhất nằm phía trên bên phải của bảng tuần hoàn.
Kim loại: Cs-6s1
Phi kim: F – 2s22p5
Bài 6 (trang 112): Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố kim loại Na, Mg, Ca, Fe và các ion của chúng Na+, Mg2+, Ca2+, Fe2+,Fe3+
Bài giải:Na (Z = 11): 1s22s22p63s1
Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2
Ca (Z = 20): 1s22s22p63s23p64s2
Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2
Na+(Z = 11): 1s22s22p6
Mg2+ (Z = 12): 1s22s22p6
Ca2+ (Z = 20): 1s22s22p63s23p6
Fe2+ (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d6
Fe3+ (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d5
Bài 7 (trang 112): Cho một lá sắt nhỏ vào dung dịch một trong những muối sau: AlCl3, CuSO4, Pb (NO3)2, ZnCl2, NaNO3. Hãy cho biết:
a. Trường hợp nào xảy ra phản ứng? Vai trò của những chất tham gia?
b. Viết phương trình hóa học của phản ứng dưới dạng ion thu gọn
Bài giải:a. Các trường hợp xảy ra phản ứng là:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Fe + Pb (NO3)2 → Fe (NO3)2+ Cu
Vai trò của Fe là chất khử: Fe → Fe2+ + 2e
Cu2+, Pb2+ là chất oxi hóa:
Cu2+ + 2e → Cu
Pb2+ + 2e → Pb
b. Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Fe + Pb2+ → Fe2+ + Pb
Bài 8 (trang 112): Cho Cu tác dụng với dung dịch Fe2(SO4)3 thu được dung dịch hỗn hợp FeSO4 và CuSO4. Thêm một ít bột sắt vào dung dịch hỗn hợp, nhận thấy bột sắt bị hòa tan.
a. Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra dưới dạng phân tử và dạng ion thu gọn
b. So sánh tính khử của các đơn chất kim loại và tính oxi hóa của các ion kim loại
Bài giải:a. Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4
Cu + Fe3+ → Cu2+ + 2 Fe2+
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
b. Tính khử của Fe > Cu
Tính oxi hóa của Fe2+ < Cu2+ < Fe3+
Bài 9 (trang 113): Có những trường hợp sau:
a. Dung dịch FeSO4 lẫn tạp chất CuSO4. Hãy giới thiệu một phương pháp hóa học đơn giản có thể loại bỏ được tạp chất. Giải thích và viết phương trình dạng phân tử và ion thu gọn.
b. Bột Cu có lẫn chất là bột Zn và bột Pb. Hãy giới thiệu một phương pháp hóa học đơn giản có thể loại bỏ được tạp chất. Giải thích và viết phương trình hóa học dạng phân tử và ion thu gọn.
Bài giải:a. Cho Fe vào dung dịch Fe2SO4 có lẫn CuSO4, khuấy kĩ, lọc bỏ chất rắn gồm Cu và Fe dư ta được FeSO4 tinh khiết.
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
b. Hòa tan bột Cu có lẫn Zn và Pb vào dung dịch Cu (NO3)2 khuấy để phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc lấy chất rắn là Cu tinh khiết.
Zn + Cu (NO3)2 → Zn (NO3)2 + Cu
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
Pb + Cu (NO3)2 → Pb (NO3)2 + Cu
Pb + Cu2+ → Pb2+ + Cu
Bài 10 (trang 113): Hãy giải thích về sự thay đổi của khối lượng lá Zn trong mỗi dung dịch sau:
a. CuSO4
b. CdCl2
c. AgNO3
d. NiSO4
Bài giải:a. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
Khối lượng lá Zn giảm do 1 mol Zn (M = 65) → 1 mol Cu (M = 64)
b. Zn + CdCl2→ ZnCl2 + Cd
Zn + Cd2+ → Zn2+ + Cd
Khối lượng lá Zn tăng do 1 mol Zn (M = 65) → 1 mol Cd (M = 112)
c. Zn + 2AgNO3 → Zn (NO3)2 + 2Ag
Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag
Khối lượng lá Zn tăng do 1 mol Zn (M = 65) → 2 mol Ag (M = 108)
d. Zn + NiSO4 → ZnSO4 + Ni
Zn + Ni2+ → Zn2+ + Ni
Khối lượng lá Zn giảm do 1 mol Zn (M = 65) → 1 mol Ni (M = 59)
Bài 11 (trang 113): Có hai lá kim loại, cùng chất cùng khối lượng, có khả năng bị oxi hóa số oxi hóa +2. Một lá được ngâm trong dung dịch Pb (NO3)2 và lá kia được ngâm trong dung dịch Cu (NO3)2. Sau một thời gian người ta lấy các lá kim loại ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô. Nhận thấy lá kim loại trong muối chì tăng thêm 19%, khối lượng lá kim loại kia giảm 9,6%. Biết rằng, trong hai phản ứng trên, khối lượng các kim loại bị hòa tan như nhau. Hãy xác định tên của hai kim loại đã dùng.
Bài giải:Gọi kim loại là A, khối lượng ban đầu là 1 (gam), lượng kim loại A tham gia phản ứng là x (mol). Ta có:
A + Pb (NO3)2 → A (NO3)2 + Pb (1)
Theo (1):
1 mol A (A gam) → 1 mol Pb (207 gam) khối lượng tăng (207-A) gam
⇒ x mol A phản ứng → khối lượng tăng (207-A).x gam
A + Cu (NO3)2 → A (NO3)2 + Cu (2)
Theo (2):
1 mol A (A gam) → 1 mol Cu (64 gam) khối lượng giảm (A - 64)gam
⇒ x mol A phản ứng → khối lượng giảm (A - 64).x gam
Bài 12 (trang 113): Hai lá kim loại cùng chất có khối lượng bằng nhau: Một được ngâm vào dung dịch Cd (NO3)2, một được ngâm vào Pb (NO3)2, cả hai lá kim loại đều bị oxi hóa thành ion kim loại 2+. Sau một thời gian lấy các lá kim loại ra khỏi dung dịch. Nhận thấy khối lượng lá kim loại được ngâm trong dung dịch muối cadimi tăng thêm 0,47%, còn lá kim loại kia tăng thêm 1,42%. Biết khối lượng của hai lá kim loại tham gia phản ứng là như nhau. Hãy xác định tên của hai lá kim loại đã dùng.
Bài giải:Gọi kim loại là M
Giả sử khối lượng ban đầu của thanh kim loại M là 1 (gam), lượng kim loại tham gia phản ứng là x (mol)
M + Cd (NO3)2 → M (NO3)2 + Cd (1)
Theo (1):
1 mol M (M gam) → 1 mol Cd (112 gam) khối lượng tăng (112-M) gam
⇒ x mol M phản ứng → khối lượng tăng (112-M).x gam
M + Pb (NO3)2 → M (NO3)2 + Pb (2)
Theo (2):
1 mol M (M gam) → 1 mol Pb (207 gam) khối lượng tăng (207- M) gam
⇒ x mol M phản ứng → khối lượng tăng (207- M).x gam
