Trả lời nhanh
Kim loại có bốn tính chất vật lí chung: tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và ánh kim. Về hóa học, kim loại phản ứng với phi kim (oxi, clo, lưu huỳnh), với dung dịch axit (trừ Cu, Ag, Au, Pt) và với dung dịch muối của kim loại yếu hơn. Nguyên nhân chung là nguyên tử kim loại dễ nhường electron.
I. Tính chất vật lí của kim loại
Bốn tính chất dưới đây là tính chất chung của hầu hết kim loại. Mức độ mạnh yếu thì khác nhau tùy từng kim loại.
| Tính chất | Nội dung cần nhớ | Ứng dụng tiêu biểu |
|---|---|---|
| Tính dẻo | Kim loại bị biến dạng khi rèn, kéo, dát mỏng mà không vỡ. Au, Ag, Al, Cu dẻo tốt. | Kéo sợi dây đồng, dát vàng lá, cán nhôm làm vỏ lon |
| Dẫn điện | Thứ tự giảm dần: Ag > Cu > Au > Al > Fe. | Dây dẫn điện bằng đồng, nhôm |
| Dẫn nhiệt | Kim loại dẫn điện tốt thường dẫn nhiệt tốt. | Nồi, chảo nhôm, inox |
| Ánh kim | Bề mặt sáng, phản xạ tốt ánh sáng. | Trang sức, đồ trang trí, gương |
Ngoài ra còn một số đại lượng khác nhau nhiều giữa các kim loại:
- Khối lượng riêng: Li nhẹ nhất (khoảng 0,53 g/cm3), Os nặng nhất trong các kim loại.
- Nhiệt độ nóng chảy: Hg là kim loại lỏng ở điều kiện thường; W nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (trên 3400 °C) nên dùng làm dây tóc bóng đèn sợi đốt.
- Độ cứng: Cr cứng nhất, còn kim loại kiềm như Na, K rất mềm, cắt được bằng dao.
Mẹo nhớ: “Dẻo – Điện – Nhiệt – Ánh”. Khi gặp câu hỏi “kim loại nào dẫn điện tốt nhất”, hãy nhớ bạc đứng đầu. Nhưng dây điện dân dụng dùng đồng vì rẻ hơn bạc rất nhiều.
Lưu ý an toàn: không dùng dây điện trần hoặc dây đã hỏng lớp cách điện, vì dễ bị điện giật hoặc chập cháy.
II. Tính chất hóa học của kim loại
1. Tác dụng với phi kim
- Với oxi tạo oxit: 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (đun nóng, sắt cháy sáng); 4Al + 3O2 → 2Al2O3; 2Cu + O2 → 2CuO (t°, chất rắn màu đỏ chuyển sang đen).
- Với clo tạo muối clorua: 2Na + Cl2 → 2NaCl (t°, khói trắng); 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (t°, khói nâu đỏ).
- Với lưu huỳnh tạo muối sunfua: Fe + S → FeS (t°); Mg + S → MgS (t°).
Ag, Au, Pt gần như không phản ứng với oxi ngay cả khi nung nóng, nên giữ được vẻ sáng bóng.
2. Tác dụng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng)
Kim loại đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học đẩy được H2 ra khỏi axit:
- Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑ (có bọt khí không màu)
- Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (sắt tạo muối sắt(II))
- 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
Cu, Ag, Au không phản ứng vì đứng sau hiđro.
3. Tác dụng với dung dịch muối
Kim loại mạnh hơn đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối, tạo muối mới và kim loại mới:
- Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓ (bạc bám ngoài dây đồng, dung dịch dần xanh)
- Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu↓ (dung dịch xanh nhạt dần, có kim loại đỏ bám vào kẽm)
- Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
Ngoại lệ cần nhớ: K, Na, Ca, Ba phản ứng với nước trước, nên không đẩy được kim loại khỏi dung dịch muối. Ví dụ: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑, sau đó 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4.
III. Dãy hoạt động hóa học của kim loại
Dãy này là “chìa khóa” để dự đoán phản ứng ở mục II.
Chỉ cần đọc vị trí trong dãy là biết kim loại có tan trong axit không, và kim loại nào đẩy được kim loại nào.
IV. Nhận biết một số kim loại
- Fe: bị nam châm hút; tan trong HCl cho khí H2 và dung dịch màu lục nhạt.
- Al: tan được cả trong dung dịch kiềm: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑. Đây là điểm khác biệt của Al so với Fe, Mg, Cu.
- Cu: màu đỏ, không tan trong HCl loãng; tan trong dung dịch AgNO3 tạo dung dịch xanh.
Ví dụ: phân biệt ba bột kim loại Al, Fe, Ag. Cho từng mẫu vào dung dịch NaOH: mẫu tan và có khí thoát ra là Al. Hai mẫu còn lại cho vào dung dịch HCl: mẫu tan có bọt khí là Fe, mẫu không tan là Ag.
V. Điều chế kim loại
Nguyên tắc: khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại (Mn+ + ne → M). Chọn phương pháp theo độ mạnh của kim loại.
| Phương pháp | Áp dụng cho | Ví dụ |
|---|---|---|
| Điện phân nóng chảy | K, Na, Ca, Mg, Al | 2NaCl → 2Na + Cl2 (đpnc); 2Al2O3 → 4Al + 3O2 (đpnc, criolit) |
| Nhiệt luyện | Zn, Fe, Pb, Cu (kim loại sau Al) | Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (t°); CuO + H2 → Cu + H2O (t°) |
| Thủy luyện | Kim loại yếu như Cu, Ag | Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu |
Tìm hiểu từng kim loại cụ thể: Nhôm (Al), Sắt (Fe), Đồng (Cu). Nhóm kim loại mạnh xem thêm ở kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ. So sánh với phi kim sẽ giúp bạn nhớ lâu hơn.
VI. Lỗi sai thường gặp
- Viết Fe + HCl → FeCl3. Đúng phải là FeCl2, vì H+ chỉ oxi hóa Fe lên +2. FeCl3 chỉ tạo khi Fe tác dụng với clo.
- Cho Na vào dung dịch CuSO4 rồi viết ra Cu. Thực tế Na phản ứng với nước trước, kết tủa xanh là Cu(OH)2.
- Quên điều kiện nhiệt độ ở phản ứng kim loại với oxi, clo, lưu huỳnh.
- Cho rằng kim loại nào dẫn điện tốt nhất thì dùng nhiều nhất. Trong thực tế còn xét giá thành và độ bền.
VII. Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Cho 6,5 g Zn tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Tính thể tích khí H2 (đktc).
Giải: nZn = 6,5 : 65 = 0,1 mol. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 nên nH2 = 0,1 mol, V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.
Bài 2. Ngâm đinh sắt sạch nặng 5,6 g (coi là Fe nguyên chất) vào dung dịch CuSO4 dư đến khi phản ứng hoàn toàn. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Giải: nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol. Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu nên nCu = 0,1 mol, mCu = 6,4 g. Khối lượng chất rắn tăng 0,8 g so với ban đầu.
Bài 3. Có hai ống nghiệm chứa bột Cu và bột Zn. Nêu một thuốc thử phân biệt và viết phương trình.
Giải: Dùng dung dịch HCl. Mẫu tan, có bọt khí là Zn: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. Mẫu không tan là Cu.
Câu hỏi thường gặp
Tính chất vật lí chung của kim loại gồm những gì?
Gồm tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và ánh kim. Những tính chất này do các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại gây ra.
Kim loại nào dẫn điện tốt nhất?
Bạc dẫn điện tốt nhất, sau đó đến đồng, vàng, nhôm, sắt. Dây dẫn thường làm bằng đồng hoặc nhôm vì giá thành hợp lí hơn bạc.
Vì sao Cu không tác dụng với dung dịch HCl loãng?
Vì đồng đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hóa học nên không đẩy được hiđro ra khỏi axit loãng như HCl hay H2SO4 loãng.
Kim loại nào điều chế bằng điện phân nóng chảy?
Các kim loại mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al được điều chế bằng điện phân nóng chảy hợp chất của chúng, ví dụ điện phân nóng chảy Al2O3 với criolit để thu nhôm.