TÍNH CHẤT HÓA HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI

- Tính khử: Kim loại dễ nhường electron tạo thành ion dương

                      M → Mⁿ⁺ + ne

 

I. TÁC DỤNG VỚI PHI KIM

1. Tác dụng với oxi

- Kim loại (trừ Au, Ag, Pt) tác dụng với oxi tạo bazơ.

 Ví dụ:

              3Fe + 2O₂   →  Fe₃O₄

              2Al + 3O₂  →   2Al₂O₃

2. Tác dụng với phi kim khác

- Tác dụng với Cl₂: tạo muối clorua (kim loại có hóa trị cao nhất)

   Ví dụ: Cu + Cl₂  → CuCl₂

   2Fe + 3Cl₂  → 2FeCl₃

   Nếu Fe dư:

    Fe_dư + 2FeCl₃  → 3FeCl₂

- Tác dụng với lưu huỳnh: khi đun nóng tạo muối sunfua (trừ Hg xảy ra ở nhiệt độ thường)

     Ví dụ: 2Na + S  → Na₂S

    Fe + S → FeS

    Hg + S → HgS

=> Ứng dụng: thu hồi thủy ngân khi ống nhiệt kế bị vỡ.

 

II. TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT 

 

1. Tác dụng với dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng

 - Điều kiện: Kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học.

     M + nH⁺ → Mⁿ⁺ + n/2H₂ 

 

Ví dụ:  Fe + HCl → FeCl₂ + H₂

            Zn + H₂SO₄ loãng → ZnSO₄ + H₂

 

2. Tác dụng với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng

M + HNO₃ → M(NO₃)_n + {NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃} + H₂O

Ví dụ:

   Cu + 4HNO₃ (đặc) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

 

M + H₂SO₄ đặc,  nóng →  M₂(SO₄)_n + {SO₂, S, H₂S} + H₂O

Ví dụ:

  2Al + 6H₂SO₄ đặc, nóng → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

  4Mg + 5H₂SO₄ (đặc) →   4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

Nhận xét:

 - Kim loại thể hiện nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với H₂SO₄ đặc, HNO₃ sẽ đạt số oxi hóa cao nhất.

 

 - Hầu hết các kim loại phản ứng được với H₂SO₄ đặc nóng (trừ Pt, Au) và H₂SO₄ đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó S⁺⁶ trong H₂SO₄ bị khử thành S⁺⁴ (SO₂) ; S^o hoặc S^-2 (H₂S). 

 - Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO₃ đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO₃ đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó N⁺⁵ trong HNO₃ bị khử thành N⁺⁴ (NO₂) 

 - Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO₃ loãng (trừ Pt, Au), khi đó N⁺⁵ trong HNO₃ bị khử thành N⁺² (NO) ; N⁺¹ (N₂O) ; N^o (N₂) hoặc N^-3 (NH₄⁺) 

 - Các kim loại có tính khử càng mạnh thường cho sản phẩm khử có số oxi hóa càng thấp. Các kim loại như Na, K…sẽ gây nổ khi tiếp xúc với các dung dịch axit

 

 

III. TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI

 

 - Điều kiện để kim loại M đẩy được kim loại X ra khỏi dung dịch muối của nó: 

  + M đứng trước X trong dãy thế điện cực chuẩn 
 
  + Muối tham gia phản ứng và muối tạo thành phải là muối tan:

      xM (r) + nX^x+ (dd) → xMⁿ⁺ (dd) + nX (r) 

 - Khối lượng chất rắn tăng: ∆m↑ = mX tạo ra – mM tan 

 - Khối lượng chất rắn giảm: ∆m↓ = mM tan – mX tạo ra 

 - Hỗn hợp các kim loại phản ứng với hỗn hợp dung dịch muối theo thứ tự ưu tiên:

     Khử mạnh + oxi hóa mạnh → khử yếu hơn + oxi hóa yếu hơn

Ví dụ: 

  Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

  Nhận xét: Cu hoạt động hóa học mạnh hơn Ag

  Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

  Nhận xét: Fe hoạt động hóa học mạnh hơn Cu

  => Hoạt động hóa học của Fe > Cu > Ag

 

 - Cả M và X đều không tác dụng được với nước ở điều kiện thường.

Ví dụ: cho kim loại kiềm Na vào dung dịch CuSO₄ ta thấy có sủi bọt khí không màu và xuất hiện kết tủa xanh

    Na + H₂O → NaOH + 1/2H₂

    CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ 

 

- Với nhiều anion có tính oxi hóa mạnh như NO₃^-, MnO₄^-,…thì kim loại M sẽ khử các anion trong môi trường axit (hoặc bazơ).

  Ví dụ: cho bột Cu vào dung dịch Cu(NO₃)₂ có vài giọt HCl ta thấy có khí không màu thoát ra và hóa nâu trong không khí 

    3Cu + Cu(NO₃)₂ + 8HCl → 4CuCl₂ + 2NO + 4H₂O

 

III. TÁC DỤNG VỚI H₂O

 

 - Các kim loại mạnh như Li, Na, K, Ca, Sr, Ba…khử nước dễ dàng ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazo 

   M + nH₂O → M(OH)_n + n/2H₂.

 - Kim loại Mg tan rất chậm và Al chỉ tan một phần (phản ứng chỉ xảy ra trên bề mặt của Al).

Ví dụ: Mg + 2H₂O  → Mg(OH)₂ + H₂ 

 

 - Các kim loại trung bình như Mg, Al, Zn, Fe…phản ứng được với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo oxit kim loại và hiđro 

Ví dụ: 3Fe + 4H₂O(h) → Fe₃O₄ + 4H₂ 
           Fe + H₂O(h) → FeO + H₂ 
 

- Các kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag, Hg…không khử được nước dù ở nhiệt độ cao

 

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng