MỤC TIÊU
- Nêu được tính chất vật lí của kim loại.
- Trình bày được tính chất hoá học cơ bản của kim loại: Tác dụng với phi kim (oxygen, lưu huỳnh, chlorine), nước hoặc hơi nước, dung dịch hydrochloric acid, dung dịch muối.
- Mô tả được một số khác biệt về tính chất giữa các kim loại thông dụng (nhôm, sắt, vàng, . . .).
Khởi động
Xung quanh ta có nhiều đồ vật, máy móc, thiết bị làm bằng kim loại. Mỗi kim loại có thể được dùng để sản xuất ra nhiều sản phẩm dựa vào tính chất của kim loại, chẳng hạn dây điện có lõi bằng đồng, dụng cụ đun nấu làm bằng nhôm,... Các kim loại có những tính chất gì giống và khác nhau?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất vật lí của một số chất đã được học trong khoa học tự nhiên 6.
* Lời giải chi tiết:
- Tính chất vật lí của kim loại:
+ Kim loại có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, có ánh kim, …
+ Kim loại khác nhau thì khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy … khác nhau.
- Tính chất hoá học của kim loại:
+ Kim loại có thể phản ứng được với nhiều đơn chất (như oxygen, chlorine, sulfur …) và nhiều hợp chất (như nước, dung dịch acid, dung dịch muối …)
+ Kim loại khác nhau thì khả năng phản ứng là khác nhau.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
1. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI
Tìm hiểu một số tính chất vật lí của kim loại
- Kim loại có tính dẻo. Nhờ có tính dẻo, kim loại có thể dát mỏng, kéo thành sợi, ... tạo nên các đồ vật khác nhau. Các kim loại khác nhau thường có độ dẻo khác nhau. Những kim loại có độ dẻo cao là Au, Ag, Al, Cu, ...
- Một số kim loại được sử dụng làm dây dẫn điện phục vụ đời sống nhờ có tính dẫn điện. Các kim loại khác nhau có khả năng dẫn điện khác nhau. Những kim loại dẫn điện tốt là Ag, Cu, Au, Al,...
- Từ rất lâu, con người đã ứng dụng tính dẫn nhiệt của kim loại để phục vụ đời sống và sản xuất. Ví dụ: nhôm có tính dẫn nhiệt tốt và một số tính chất khác nên được dùng làm dụng cụ đun nấu (xoong, nồi, chảo, ...).
- Các kim loại khác nhau có khả năng dẫn nhiệt khác nhau, kim loại nào dẫn điện tốt thường cũng dẫn nhiệt tốt.
- Quan sát bề mặt các kim loại như vàng, bạc, chromium, ... ta thấy chúng có bề mặt sáng lấp lánh. Các kim loại khác như đồng (copper, Cu), sắt (iron, Fe), thuỷ ngân (mercury, Hg), ... cũng có vẻ ngoài sáng tương tự, ta nói chúng có ánh kim.
- Những kim loại khác nhau có nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng khác nhau. Có những kim loại nóng chảy ở nhiệt độ thấp, như thuỷ ngân nóng chảy ở –39 °C, nhưng có kim loại nóng chảy ở nhiệt độ cao, như tungsten (W) nóng chảy ở 3 410 °C. Khối lượng riêng của một số kim loại được giới thiệu trong Bảng 16.1.
Ghi nhớ
Tính chất vật lí của kim loại:
• Kim loại có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, có ánh kim, ...
• Kim loại khác nhau thì khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, ... khác nhau.
Thảo luận
Câu hỏi 1. Vì sao người ta có thể cán mỏng hoặc uốn cong các vật liệu làm từ nhôm một cách dễ dàng?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất vật lí của kim loại.
* Lời giải chi tiết:
Vì nhôm có tính dẻo nên có thể cán mỏng hoặc uốn cong các vật liệu làm từ nhôm.
Thảo luận
Câu hỏi 2. Trong thực tế, dây dẫn điện thường được làm từ kim loại nào? Vì sao bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất nhưng không được sử dụng để làm dây dẫn điện?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất vật lí của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
Trong thực tế, dây dẫn điện thường được làm từ kim loại đồng. Tuy bạc có tính dẫn điện tốt hơn đồng nhưng giá thành của bạc đắt hơn rất nhiều so với đồng và không phổ biến bằng đồng nên không được sử dụng làm dây dẫn điện.
Thảo luận
Câu hỏi 3. Trước khi bóng đèn LED ra đời, bóng đèn sợi đốt với dây tóc được làm từ kim loại tungsten (W) được sử dụng rất phổ biến. Dựa vào tính chất vật lí nào mà kim loại tungsten được sử dụng làm dây tóc bóng đèn?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất vật lí của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
- Nguyên lí làm việc của bóng đèn sợi đốt: Khi hoạt động, dòng điện chạy trong sợi đốt của bóng đèn làm cho sợi đốt nóng lên đến nhiệt độ rất cao và phát sáng.
- Kim loại tungsten nóng chảy ở nhiệt độ cao (3 410°C) nên được sử dụng làm dây tóc bóng đèn.
Củng cố kiến thức
Hãy giải thích vì sao thuỷ ngân được sử dụng làm chất lỏng trong nhiệt kế để đo nhiệt độ.
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất vật lí của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
- Nhiệt kế thường dùng hoạt động dựa trên hiện tượng giãn nở vì nhiệt của chất lỏng.
- Thuỷ ngân có nhiệt độ nóng chảy thấp (-39°C) và giãn nở vì nhiệt đều nên được sử dụng làm chất lỏng trong nhiệt kế để đo nhiệt độ.
2. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CƠ BẢN CỦA KIM LOẠI
Ở Khoa học tự nhiên 8, chúng ta đã biết được phản ứng của một số đơn chất kim loại với đơn chất phi kim và hợp chất.
2.1. Tìm hiểu phản ứng của kim loại với oxygen
- Nhiều kim loại (trừ Au, ...) phản ứng với oxygen tạo thành oxide kim loại (thường là oxide base).
- Ví dụ 1: Khi đốt cháy sợi dây magnesium ngoài không khí, magnesium phản ứng với oxygen theo phương trình hoá học sau:
2.2. Tìm hiểu phản ứng của kim loại với các phi kim khác
- Nhiều kim loại phản ứng với lưu huỳnh tạo thành muối sulfide.
Ví dụ 2: Khi trộn đều hỗn hợp bột sắt và lưu huỳnh. Sau đó, đem đun nóng ống nghiệm chứa hỗn hợp trên ngọn lửa đèn cồn đến khi hỗn hợp trong ống nghiệm nóng đỏ thì ngừng đun. Phương trình hoá học của phản ứng:
- Hầu hết kim loại phản ứng với khí chlorine tạo thành muối chloride.
Ví dụ 3: Khi đốt cháy kim loại nhôm trong bình chứa khí chlorine, phản ứng xảy ra mãnh liệt và tạo ra sản phẩm aluminium chloride. Phương trình hoá học của phản ứng giữa nhóm và chlorine được biểu diễn như sau:
Thảo luận
Câu hỏi 4. Vì sao một số kim loại như magnesium, kẽm để lâu ngoài không khí sẽ mất đi ánh kim ban đầu?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hoá học của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
- Khi để lâu ngoài không khí, một số kim loại như magnesium, kẽm … phản ứng với oxygen có trong không khí tạo thành lớp oxide kim loại, làm mất đi ánh kim ban đầu.
- Phương trình hoá học minh hoạ:
Thảo luận
Câu hỏi 5. Phản ứng giữa kim loại với các phi kim khác nhau có tạo thành sản phẩm giống nhau không? Giải thích.
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hoá học của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
- Phản ứng giữa kim loại với các phi kim khác nhau sẽ tạo ra các sản phẩm khác nhau. Vì tính chất hóa học của các phi kim là khác nhau.
- Ví dụ, khi kim loại tác dụng với O2 tạo ra oxide kim loại, trong khi đó, kim loại tác dụng với Cl2 tạo ra muối.
Củng cố kiến thức
Viết phương trình hoá học của các phản ứng:
a) Zn + 02 → ?
b) Na + Cl2 → ?
c) K + S → ?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hoá học của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
a) 2 Zn + O2 → 2 ZnO
b) 2 Na + Cl2 → 2 NaCl
c) 2 K + S → K2S
2.3. Tìm hiểu phản ứng của một số kim loại với nước
- Các kim loại nhóm IA và IA trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học (trừ Be, Mg) phản ứng với nước ở nhiệt độ thường tạo hydroxide và khí hydrogen.
Ví dụ 4: Khi cho mẩu kim loại sodium vào chậu thuỷ tinh chứa nước cất có nhỏ vài giọt phenolphthalein, mẩu sodium vo lại thành viên tròn, di chuyển trên mặt nước và tan dần, đồng thời dung dịch trong chậu thuỷ tinh chuyển sang màu hồng (Hình 16.8). Phương trình hoá học của phản ứng:
- Một số kim loại như Mg, Zn, Fe, ... khi phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành oxide và hydrogen.
Thảo luận
Câu hỏi 6. Theo em, khi cho mẩu sodium vào nước thì sẽ diễn ra sự biến đổi vật lí hay biến đổi hoá học? Vì sao dung dịch trong chậu thuỷ tinh lại chuyển sang màu hồng?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hoá học của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
- Khi cho mẩu sodium vào nước thì sẽ diễn ra sự biến đổi hoá học.
- Dung dịch trong chậu thuỷ tinh chuyển sang màu hồng do tạo thành chất mới là NaOH, tan trong nước tạo thành dung dịch có môi trường base, làm hồng phenolphthalein.
Củng cố kiến thức
Viết phương trình hoá học của phản ứng sau:K+ H2O → ?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hoá học của một số kim loại.
* Lời giải chi tiết:
2.4. Tìm hiểu phản ứng của một số kim loại với dung dịch hydrochloric acid
- Nhiều kim loại (trừ Cu, Hg, Ag, Pt, Au, ...) phản ứng với dung dịch hydrochloric acid tạo muối chloride và giải phóng khí hydrogen.
Ví dụ 6: Khi cho mẩu kẽm vào dung dịch hydrochloric acid, mẩu kẽm tan dần và xuất hiện bọt khí (Hình 16.9). Phương trình hoá học của phản ứng:
Thảo luận
Câu hỏi 7. Hãy cho biết sản phẩm tạo thành khi cho kim loại aluminium vào dung dịch hydrochloric acid. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra.
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất kim loại tác dụng với dung dịch hydrochloric acid.
* Lời giải chi tiết:
- Khi cho kim loại aluminium vào dung dịch hydrochloric acid thu được sản phẩm là muối chloride và khí hydrogen.
- Phương trình hoá học của phản ứng:
2.5. Tìm hiểu phản ứng của một số kim loại với dung dịch muối
- Nhiều kim loại (không tan trong nước) phản ứng được với các dung dịch muối (như CuSO, AgNO,, ...) tạo thành muối mới và kim loại mới.
Ví dụ 7: Khi nhúng một thanh kim loại kẽm vào cốc thuỷ tinh chứa dung dịch copper(II) sulfate (CuSO4) màu xanh lam, sau một thời gian, ta quan sát thấy trên bề mặt thanh kẽm (phần nhúng vào dung dịch) có lớp kim loại đồng bám lên bề mặt, màu xanh của dung dịch CuSO, nhạt dần. Phương trình hoá học của phản ứng:
Ghi nhớ
Một số tính chất của kim loại:
Thảo luận
Câu hỏi 8. Hãy dự đoán và viết phương trình hoá học của phản ứng khi cho kim loại đồng vào dung dịch silver nitrate (AgNO3).
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất kim loại tác dụng với dung dịch muối.
* Lời giải chi tiết:
- Hiện tượng: Bề mặt thanh đồng có lớp kim loại trắng sáng bám lên bề mặt. Màu của dung dịch chuyển dần từ không màu sang xanh.
- Phương trình hoá học:
Củng cố kiến thức
Em hãy thiết kế sơ đồ tư duy để hệ thống lại tính chất hoá học chung của kim loại.
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.
* Lời giải chi tiết:
Vận dụng kiến thức
Vì sao các đồ dùng (cửa, bàn ghế, ...) làm từ vật liệu kim loại thường phải sơn phủ một lớp trên bề mặt?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.
* Lời giải chi tiết:
Vì các kim loại có thể tác dụng với oxygen trong không khí khi để lâu ngày nên thường sơn một lớp để tránh kim loại tác dụng trực tiếp với oxygen.
3. MỘT SỐ KHÁC BIỆT VỀ TÍNH CHẤT GIỮA CÁC KIM LOẠI THÔNG DỤNG
Mô tả sự khác nhau về tính chất của một số kim loại
Các kim loại khác nhau sẽ có một số tính chất riêng biệt. Bảng 16.2 dưới đây mô tả một vài sự khác biệt của ba kim loại thông dụng là nhôm, sắt và vàng.
Vận dụng kiến thức
Vì sao các nhà khảo cổ khi khám phá thấy những đồ vật bằng vàng thường vẫn còn nguyên vẹn, không bị hoen gỉ?
* Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hóa học của Au.
* Lời giải chi tiết:
Vì vàng không tác dụng với oxygen nên khi tìm thấy vàng không bị gỉ.
BÀI TẬP
Đang cập nhật
