Bài 44: Sơ lược về một số kim loại khác - Giải BT Hóa học 12 nâng cao
Bài 1 (trang 218 sgk Hóa 12 nâng cao): Phản ứng hóa học nào sau đây không xảy ra?
A. Pb2+ + Sn→ Pb + Sn2+
B. Sn2+ + Ni → Sn + Ni2+
C. Pb2+ + Ni→ Pb + Ni2+
D. Sn2+ + Pb→ Pb2+ + Sn
Bài giải:Đáp án đúng là: D
Bài 2 (trang 219): Có các ion riêng biệt trong dung dịch là Ni2+, Zn2+, Ag+, Sn2+, Au3+, Pb2+. lon có tính oxi hóa mạnh nhất và ion có tính oxi hóa yếu nhất lần lượt là:
A. Pb2+ và Ni2+
B. Ag+ và Zn2+
C. Au3+ và Zn2+
D. Ni2+ và Sn2+
Bài giải:Đáp án đúng là: C
Bài 3 (trang 219): Hãy nêu các chất, các điện cực và các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình:
a. Mạ đồng cho một vật bằng thép.
b. Mạ thiếc cho một vật bằng thép.
c. Mạ bạc cho một vật bằng đồng.
Bài giải:Để mạ kim loại lên một vật người ta sử dụng thiết bị điện phân với anot là kim loại dùng để mạ còn catot là vật cần mạ (xem thêm bài điện phân).
a. Mạ đồng cho vật bằng thép:
Điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng đồng, catot bằng thép
| Catot | Anot |
| Cu2+ + 2e → Cu | Cu → Cu2+ + 2e |
Phương trình Cuanot + Cu2+ dd → Cu2+ dd + Cuacnot
b. Mạ thiếc cho vật bằng thiếc, catot bằng thép
| Catot | Anot |
| Sn2+ + 2e → Sn | Sn → Sn2+ + 2e |
Phương trình: Snanot + Sn2+ dd → Sn2+ dd + Snanot
c. Mạ bạc cho vật bằng đồng: Điện phân dung dịch AgNO3 với anot bằng Ag, catot bằng đồng:
| Catot | Anot |
| Ag+ + 1e → Ag | Ag → Ag+ + 1e |
Phương trình điện phân:
Aganot + Ag+ dd → Ag+ dd + Agacnot
Bài 4 (trang 219): Hãy viết bảng tóm tắt về những kim loại trong nhóm 1B về:
a. Cấu tạo nguyên tử: số lớp electron, số lớp electron ngoài cùng, cấu hình electron ngoài cùng (dạng viết gọn).
b. Tính chất vật lí và tính chất hóa học cơ bản.
c. Ứng dụng của các kim loại trong nhóm.
Bài giải:a)
| Số lớp electron | Số electron lớp ngoài cùng | Cấu hình electron | |
| 29Cu | 4 | 3d104s1 | [Ar]3d104s1 |
| 47Ag | 5 | 4d105s1 | [Kr]4d105s1 |
| 79Au | 6 | 5d106s1 | [Xe]4f145d106s1 |
b)
| Tính chất vật lí cơ bản | Tính chất hóa học cơ bản | |
| 29Cu |
Là kim loại nặng, màu đỏ, dẻo, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Khối lượng riêng của đồng là 8,98 g/cm3; nhiệt độ nóng chảy 1083oC. |
* Tác dụng với O2: 2Cu + O2 → 2CuO * Tác dụng với phi kim: Cu + Cl2 → CuCl2 * Tác dụng với axit có tính oxi hóa: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O |
| 47Ag |
Là kim loại nặng, màu trắng, mềm dẻo, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Khối lượng riêng của bạc là 10,5 g/cm3; nhiệt độ nóng chảy 960,5oC |
* Tác dụng với O2: Ag không tác dụng với O2 * Tác dụng với phi kim: 2Ag + Cl2 → 2AgCl * Tác dụng với axit có tính oxi hóa 3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O |
| 79Au |
Là kim loại nặng, màu vàng, dẻo, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Khối lượng riêng của vàng là 19,3 g/cm3; nhiệt độ nóng chảy 1063oC. |
* Tác dụng với O2: Au không tác dụng với O2. * Tác dụng với phi kim: Au không tác dụng với phi kim. * Tác dụng với axit có tính oxi hóa: Au không tác dụng với axit oxi hóa, nhưng tác dụng được với nước cường toan (hỗn hợp HNO3; HCl được trộn theo tỉ lệ thể tích tương ứng 1: 3) Au + HNO3 + 3HCl → AuCl3 + NO↑ + 2H2O |
c)
| Ứng dụng | |
| 29Cu |
- Đồng thau là hợp kim Cu –Zn (45% Zn) có tính cứng và bền hơn đồng, dùng để chế tạo các chi tiết máy, chế tạo các thiết bị dùng trong công nghiệp đóng tàu biển. - Đồng bạch là hợp kim Cu – Ni (25% Ni), có tính bền, đẹp, không bị ăn mòn trong nước biển. Đồng bạch được dùng trong công nghiệp tàu thủy, đúc tiền,... - Đồng thanh là hợp kim Cu –Sn, dùng để chế tạo máy móc, thiết bị. - Hợp kim Cu –Au, trong đó 2/3 là Cu, 1/3 là Au (hợp kim này được gọi là vàng 9 cara), dùng để đúc các đồng tiền vàng, vật trang trí,... Các ngành kinh tế sử dụng đồng trên thế giới: + Công nghiệp điện: 58% + Kiến trúc xây dựng: 19% + Máy móc công nghiệp: 17% + Các nghành khác: 6% |
| 47Ag |
- Bạc tinh khiết được dùng để chế tạo đồ trang sức, vật trang trí, mạ bạc cho những vật bằng kim loại, chế tạo một số linh kiện trong kĩ thuật vô tuyến, chế tạo ắc quy (ắc quy Ag – Zn có hiệu điện thế 1,85V). - Chế tạo hợp kim, thí dụ hợp kim Ag – Cu, hợp kim Ag – Au. Những hợp kim này dùng để làm đồ trang sức, bộ đồ ăn, đúc tiền,... - Ion Ag+ (dù nồng độ rất nhỏ, chỉ khoảng 10-10 mol/l) có khả năng sát trùng diệt khuẩn. |
| 79Au |
Vàng được dùng làm đồ trang sức, mạ vàng cho những vật trang trí,... phần lớn vàng được dùng để chế tạo các hợp kim: Au – Cu; Au –Ni; Au – Ag,.. |
Bài 5 (trang 219): Nhúng tấm kẽm vào dung dịch chứa 14,64 gam cađimi clorua. Sau một thời gian phản ứng, khối lượng tấm kẽm tăng lên 3,29 gam. Xác định khối lượng cadimi tách ra và thành phần muối tạo nên trong dung dịch.
Bài giải:Phản ứng: Zn + CdCl2 → ZnCl2 + Cd
Theo pt: cứ 1 mol Zn (65 gam) → 1 mol Cd (112 gam) khối lượng tăng 47 gam
Vậy x mol Zn → x mol Cd khối lượng tăng 3,29 gam
⇒ x = 3,29: 47 = 0,07 mol
Khối lượng cadimi tách ra: 0,07 x 112 = 7,84 gam
Trong dung dịch có muối ZnCl2 với số mol 0,07
Muối CdCl2 còn dư 14,64: 183 – 0,07 = 0,01 mol
Bài 6 (trang 219): Hãy lập bảng so sánh các kim loại: niken, đồng, kẽm về:
a. Vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn.
b. Cấu hình electron nguyên tử (dạng thu gọn).
c. Số oxi hóa của các nguyên tố.
d. Thế điện cực chuẩn của các kim loại.
e. Tính khử của các kim loại.
Bài giải:| Đặc điểm | 28Ni | 29Cu | 30Zn |
| Vị trí |
Nằm ở ô thứ 28 Chu kì 4 Nhóm VIIIB |
Nằm ở ô thứ 29 Chu kì 4 Nhóm IB |
Nằm ở ô thứ 30 Chu kì 4 Nhóm IIB |
| Cấu hình electron | [Ar]3d84s2 | [Ar]3d104s1 | [Ar]3d104s2 |
| Số oxi hóa | +2; +3 | +1; +2 | +2 |
| Thế điện cực chuẩn | - 0,26V | 0,34V | - 0,76V |
| Tính khử | Tính khử yếu hơn Fe | Tính khử yếu | Tính khử mạnh |
Bài 7 (trang 219): Hãy thực hiện những biến đổi sau:
a. Từ bạc nitrat điều chế kim loại bạc bằng hai phương pháp;
b. Từ kẽm sunfua và kẽm cacbonat điều chế kim loại kẽm bằng hai phương pháp.
c. Từ thiếc (IV) oxit điều chế kim loại thiếc.
d. Từ chì sunfua điều chế kim loại chì
Bài giải:a. 4AgNO3 + 2H2O (dpdd) → 4Ag + 4HNO3 + O2
2AgNO3 + Cu → 2Ag + Cu (NO3)2
b. ZnS, ZnCO3 → Zn
Phương pháp nhiệt luyện:
2ZnS + 3O2 to→ 2ZnO + 2SO2
ZnCO3 to → ZnO + CO2
ZnO + CO → Zn + CO2
Phương pháp điện phân:
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
2ZnSO4 + 2H2O đpdd → 2Zn + 2H2SO4 + O2
c. SnO2 + 2C → Sn + 2CO
d. PbS → Pb
2PbS + 3O2 to→ 2PbO + 2SO2
PbO + C to→ Pb + CO
Bài 8 (trang 219): Hòa tan hết 3,0 gam hợp kim của đồng và bạc trong axit nitric loãng, đun nóng thu được 7,34 gam hỗn hợp muối nitrat. Xác định phần của mỗi kim loại trong hợp kim.
Bài giải:Gọi số mol Cu, Ag lần lượt là x và y ⇒ 64x + 108y = 3 (1)
3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O
3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O
Theo pt số mol Cu (NO3)2 và số mol AgNO3 lần lượt cũng là x và y
⇒ 188x + 170y = 7,34 (2)
Từ (1), (2) ⇒ x = 0,03; y = 0,01
Bài 9 (trang 219): Nung một lượng sunfua kim loại hóa trị hai trong oxi dư thì thoát ra 5,60 lít khí (đktc). Chất rắn còn lại được nung nóng với bột than dư tạo ra 41,4 gam kim loại. Nếu cho khí thoát ra đi chậm qua đồng nung nóng thì thề tích giảm đi 20%.
a. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
b. Xác định tên sunfua kim loại đã dùng.
Bài giải:a) Các phương trình phản ứng
2MS + 3O2 → 2MO + 2SO2
Chất rắn là MO
MO + C → M + CO
Khí gồm SO2 và O2 dư 2Cu + O2 → 2CuO
Khi đi qua Cu nung nóng giảm mất 20% là thể tích khí của oxi
nkhí = 5,6/22,4 = 0,25 mol ⇒ nSO2 = 0,25.80/100 = 0,2 mol
nM = 41,4/M mol
Theo PT: nM = nSO2 = 0,2 mol
⇒ MM = 41,4/0,2 = 207. Sunfua kim loại đã dùng là PbS