Title ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI- GDPT 2018.pdf ✅

NGUYỄN KHẮC HẬU – 0397172230 - KẾ THỪAVÀ PHÁT TRIỂN GDPT 2018 NGUYỄN KHẮC HẬU BIÊN SOẠN ÔN THI 2024-2025 Khối lượng riêng của các kim loại rất khác nhau. Kim loại nhẹ nhất là lithium, kim loại nặng nhất là osium. Kim loại có D < 5g/cm3 , được gọi là kim loại nhẹ, những kim loại có D > 5g/cm3 , được gọi là kim loại nặng. b) Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy của các kim loại biến đổi trong khoảng rộng: có kim loại nóng chảy ở nhiệt độ rất cao như tungsten (W), kim loại duy ở trạng thái lỏng trong điều kiện thường là thủy ngân. c) Tính cứng Các kim loại có độ cứng rất khác nhau. Kim loại cứng nhất là Cr, có thể cắt được kính, các kim loại mềm nhất là kim loại kiềm như potassium, rubidium, sodium. II.2. Tính chất hóa học Các nguyên tử kim loại dễ nhường electron hóa trị n+ M M + ne  Trong đó: M là ký hiệu của kim loại. Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử. 1. Tác dụng với phi kim a) Tác dụng với oxygen Hầu hết các kim loại (trừ vàng, bạc, platinum,...) đều tác dụng với oxygen tạo thành oxide. Ví dụ: 0 t 2 2 3 4Al(s) + 3O (g) 2Al O (s)  b) Tác dụng với chlorine Hầu hết các kim loại đều tác dụng với khí chlorine khi đun nóng, thu được muối chloride tương ứng. Ví dụ: 0 t 2 3 2Fe(s) + 3Cl (g) 2FeCl (s)  c) Tác dụng với lưu huỳnh Nhiều kim loại có thể khử lưu huỳnh khi đun nóng (trừ thủy ngân phản ứng ngay ở nhiệt độ thường) Ví dụ: 0 0 t t Fe(s) + S(g) FeS(s) Hg(l) + S(g) HgS(s)   2. Tác dụng với nước. Hầu hết các kim loại nhóm IA, IIA có tính khử mạnh, tác dụng với nước ở nhiệt độ thường giải phóng H2. Ví dụ: Na(s) + H O (l) NaOH(aq) + H (g) 2 2  Những kim loại có thế điện cực chuẩn n+ o M /M E < -0,414 V có thể đẩy hydrogen ra khỏi nước 3. Tác dụng với dung dịch acid a) Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng Ở điều kiện chuẩn, những kim loại có n+ o M /M E < 0 V có thể tác dụng với các dung dịch acid như HCl, H2SO4 loãng tạo thành H2 Ví dụ: + 2+ 2 2 4 4 2 Zn(s) + 2H (aq) Zn (aq) + H (g) Fe(s) + H SO (aq) FeSO (aq) + H (g)   b) Với dung dịch H2SO4 đặc
NGUYỄN KHẮC HẬU – 0397172230 - KẾ THỪAVÀ PHÁT TRIỂN GDPT 2018 NGUYỄN KHẮC HẬU BIÊN SOẠN ÔN THI 2024-2025 Hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) phản ứng được với dung dịch sulfuric acid đặc. Phản ứng này thường tạo thành muối sulfate, nước và sulfur dioxide. Phản ứng diễn ra mạnh hơn khi hỗn hợp phản ứng được đun nóng Ví dụ: 0 +2 +4 Cu(s) + 2H SO (ñaëc) CuSO (aq) + S 2 4 4 2 2  O (g) + 2H O(l) 4. Tác dụng với dung dịch muối Kim loại hoạt động mạnh hơn có thể đẩy kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của nó. Ví dụ: 4 4 Zn(s) + CuSO (aq) ZnSO (aq) + Cu(s  ) III. KIM LOẠI TRONG TỰ NHIÊN PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI. III.1. Kim loại trong tự nhiên. Trong tự nhiên, hầu hết các kim loại tồn tại ở dạng hợp chất (oxide, muối,...) trong quặng, chỉ một số kim loại kém hoạt động như vàng, bạc, platinum,... được tìm thấy dưới dạng đơn chất. III.2. Các phương pháp tách kim loại 1. Nguyên tắc Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử: n+ M + ne M  2. Tách kim loại hoạt động hóa học mạnh – Điện phân nóng chảy a) Điện phân oxide nóng chảy b) Điện phân muối chloride nóng chảy 3. Tách kim loại hoạt động trung bình, yếu a) Phương pháp nhiệt luyện - Nguyên tử: Khử các oxide kim loại ở nhiệt độ cao bằng chất khử như C, CO,... - Những kim loại có độ hoạt động trung bình, yếu như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu,... thường được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện. b) Phương pháp điện phân dung dịch Kim loại hoạt động trung bình hoặc yếu có thể được điều chế bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng. c) Phương pháp thủy luyện Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp như dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN,... để hòa tan kim loiạ hoặc hợp chất của kim loại, tách phần không tan ra khỏi dung dịch. III.3. Tái chế kim loại Tái chế kim loại là công việc cần thiết, vừa đảm bảo nguồn cung, vừa gia tăng giá trị kinh tế, bảo vệ môi trường và thực hiện mục tiêu phát triển bền vững. + Tái chế nhôm + Tái chế đồng + Tái chế sắt IV.HỢP KIM.
NGUYỄN KHẮC HẬU – 0397172230 - KẾ THỪAVÀ PHÁT TRIỂN GDPT 2018 NGUYỄN KHẮC HẬU BIÊN SOẠN ÔN THI 2024-2025 IV.1. Khái niệm và ứng dụng của hợp kim 1. Khái niệm hợp kim Hợp kim là vật liệu kim loại chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại khác hoặc phi kim. 2. Ứng dụng của hợp kim Hợp kim được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Trong lĩnh vực chế tạo máy bay, ô tô,... sử dụng những hợp kim nhẹ, bền, chịu nhiệt,... Ngành công nghiệp hóa chất sử dụng những hợp kim có tính bền hóa học và cơ học cao,... IV.2. Tính chất của hợp kim - Hợp kim có những tính chất vật lí chung như có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt,.... Tuy nhiên, tính dẫn điện và dẫn nhiệt kém hơn kim loại cơ bản trong hợp kim. - Độ cứng của hợp kim thường lớn hơn độ cứng của kim loại thành phần trong hợp kim và độ dẻo thường kém hơn. - Nhiệt độ nóng chảy của hợp kim tùy thuộc vào thành phần và cấu tạo tinh thể của hợp kim, nhưng khác so với kim loại thành phần trong hợp kim. III. Một số hợp kim quan trọng của sắt và nhôm 1. Hợp kim của sắt a) Gang - Là hợp kim chứa khoảng 95% sắt, 2% đến 4% carbon và một số nguyên tố khác như Mg, Si, P, S,... Gang cứng hơn nhưng giòn hơn sắt. Gang được sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất thép, chế tạo dụng cụ đun nấu. b) Thép - Là hợp kkim của sắt chứa ít hơn 2% carbon và một số nguyên tố như Cr, Mg, Si,... tạo cho thép có tính cứng, tính chịu nhiệt và các tính chất quý khác. Thép là vật liệu chủ yếu trong ngành chế tạo máy, xây dựng và nhiều lĩnh vực khác của đời sống và sản xuất. 2. Hợp kim của nhôm. Duralumin là hợp kim chứa trên 90% nhôm , khoảng 4% đồng và một số nguyên tố khác như Mg, Si, Al,... Duralumin nhẹ, cứng và bền, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay. V. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI. V.1. Ăn mòn kim loại 1. Khái niệm Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các chất trong môi trường, trong đó kim loại bị oxi hóa. 2. Các dạng ăn mòn kim loại trong tự nhiên a) Ăn mòn hóa học Khi để kim loại trong không khí, có thể xảy ra hiện tượng ăn mòn hóa học. Nguyên nhân của hiện tượng trên là do xảy ra phản ứng oxi hóa – khử trực tiếp giữa kim loại với các chất oxi hóa có trong môi trường b) Ăn mòn điện hóa Sự ăn mòn điện hóa kim loại xảy ra khi có sự tạo thành pin điện. Điều kiện của quá trình ăn mòn điện hóa: Hai kim loại khác nhau hoặc một kim loại và một phi kim; Chúng tiếp xúc với nhau trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua dây dẫn điện và cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li. V.2. Chống ăn mòn kim loại