BÀI 21: SỰ KHÁC NHAU CƠ BẢN GIỮA PHI KIM VÀ KIM LOẠI

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Hãy tìm ví dụ minh họa cho việc sử dụng carbon làm chất dẫn điện

Trả lời:

Than chì dẫn điện tốt, được ứng dụng làm điện cực.

Câu 2: Lưu huỳnh có ứng dụng gì trong ngành công nghiệp hóa chất? Nó được sử dụng để sản xuất loại sản phẩm nào?

Trả lời:

Lưu huỳnh đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của ngành công nghiệp hóa chất, từ sản xuất axit sulfuric cho đến ứng dụng trong phân bón và cao su. Sự đa dạng trong ứng dụng của lưu huỳnh chứng tỏ tầm quan trọng của nó trong nền kinh tế và sản xuất hiện đại.

Chúng được sử dụng nhiều trong mộ số sản phẩm công nghiệp như: bột giặt, ắc quy, thuốc diệt nâm, lưu hóa cao su, các sản phẩm phân bón phốt phát

Câu 3: Em hãy nêu một số ứng dụng của chlorine trong đời sống

Trả lời:

Một số ứng dụng của chlorine trong đời sống: sản xuất nước Javel, CaOCl₂, muối KClO₃, nhựa PVC… Đây đều là những chất có nhiều ứng dụng trong thực tế.

Câu 4: Tính chất của oxit kim loại và oxit phi kim có sự khác biệt gì?

Trả lời:

Oxit kim loại thường có tính bazơ, có khả năng phản ứng với axit để tạo thành muối và nước.

Oxit phi kim thường có tính axit, có khả năng phản ứng với bazơ để tạo thành muối và nước.

Ví dụ:

• Oxit kim loại: MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O
• Oxit phi kim: SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Tại sao kim loại thường dẫn điện tốt hơn phi kim? Hãy giải thích và đưa ra ví dụ minh họa.

Trả lời:

Kim loại thường dẫn điện tốt hơn phi kim vì một số lý do sau:

Về cấu trúc tinh thể

• Kim loại: Trong kim loại, các nguyên tử được sắp xếp theo cấu trúc tinh thể đều đặn, cho phép electron tự do (electron tự do) di chuyển dễ dàng. Những electron này có thể tự do di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, tạo ra dòng điện.
• Phi kim: Trong phi kim, electron không di chuyển tự do như trong kim loại. Các nguyên tử thường liên kết chặt chẽ với nhau và không có nhiều electron tự do để dẫn điện.

Về tính chất hóa học

• Kim loại: Kim loại có khả năng nhường electron dễ dàng. Khi chịu tác động của một điện trường, electron tự do trong kim loại sẽ di chuyển hướng về phía cực dương, tạo ra dòng điện.
• Phi kim: Phi kim thường có xu hướng nhận electron hơn là nhường. Điều này khiến cho việc dẫn điện trở nên khó khăn hơn vì không có nhiều electron tự do để tham gia vào dòng điện.

Tính dẫn điện của vật liệu

• Ví dụ:
  • Kim loại: Đồng (Cu) là một ví dụ điển hình về kim loại dẫn điện tốt. Nó được sử dụng rộng rãi trong dây điện và các linh kiện điện tử nhờ vào khả năng dẫn điện cao.
  • Phi kim: Than chì là một ngoại lệ trong nhóm phi kim, vì nó có khả năng dẫn điện do cấu trúc đặc biệt của nó, nhưng hầu hết các phi kim khác như sulfur (lưu huỳnh) hay phosphorus (phospho) không dẫn điện.

Câu 2: Trong phản ứng giữa kim loại và phi kim, kim loại thường bị oxi hóa. Tại sao lại như vậy? Hãy giải thích.

Trả lời:

Trong phản ứng giữa kim loại và phi kim, kim loại thường bị oxi hóa vì kim loại có cấu trúc electron cho phép chúng dễ dàng nhường electron. Điều này có nghĩa là khi kim loại phản ứng với phi kim, chúng thường mất electron để tạo thành ion dương (cation).Ngược lại, phi kim thường có xu hướng nhận electron để tạo thành ion âm (anion). Khi kim loại nhường electron cho phi kim, kim loại bị oxi hóa.

Câu 3: Sản phẩm của phản ứng giữa kim loại và phi kim thường có những tính chất gì? Nêu ví dụ cụ thể.

Trả lời:

• Sản phẩm của phản ứng giữa kim loại và phi kim thường là muối hoặc oxit, có thể mang tính axit hoặc bazơ.

Ví dụ: Phản ứng giữa kim loại với oxi tạo ra oxit kim loại, ví dụ: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

• Sản phẩm thường là các hợp chất dẫn điện tốt (nhất là khi ở dạng dung dịch hoặc ở trạng thái lỏng).

Ví dụ: Khi natri (Na) phản ứng với clo (Cl), tạo ra natri clorua (NaCl), là một muối điện ly trong nước và có khả năng dẫn điện: 2Na + Cl₂ → 2NaCl

• Các sản phẩm này thường rất bền vững và không dễ bị phân hủy dưới điều kiện bình thường.
  • 

Ví dụ: Oxit nhôm (Al₂O₃) được tạo ra từ phản ứng giữa nhôm (Al) và oxi, có tính bền cao và thường được sử dụng trong sản xuất gốm sứ.

Câu 4: Đốt cháy cacbon trong oxi ở nhiệt độ cao được hỗn hợp khí A. Cho A tác dụng với FeO nung nóng được khí B và hỗn hợp chất rắn C. Cho B tác dụng với dung dịch nước vôi trong thu được kết tủa K và dung dịch D, đun sôi D lại thu được kết tủa K. Cho C tan trong dung dịch HCl, thu được khí và dung dịch E. Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư được kết tủa hiđroxit F. Nung F trong không khí tới khối lượng không đổi thu được chất rắn G. Xác định các chất E, F, G.

Trả lời:

Rắn C là: Fe, FeO dư.

Rắn C tác dụng với HCl thu được muối FeCl₂ (dd E)

Cho E tác dụng với NaOH thu được kết tủa Fe(OH)₂ (F)

Nung F trong không khí được Fe₂O₃ (G)

3. VẬN DỤNG (3 CÂU)

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 4,8g Mg trong bình chứa oxi. Tính khối lượng oxit thu được.

Trả lời:

Số mol Mg là: 4,8/24 = 0,2 mol

2Mg + O₂ → 2MgO ( xúc tác nhiệt độ )

Theo phương trình ta có n_Mg = n_MgO = 0,2 mol

Vậy khối lượng oxit thu được là m_MgO = 0,2.40 = 8g

Câu 2: Đốt cháy m (g) hỗn hợp X gồm Al và Zn trong 3,36 (l) oxi ở đktc, sau phản ứng thu được 10,8 g hỗn hợp oxit Y gồm Al₂O₃ và ZnO. Tính m.

Trả lời:

Số mol của oxi là: 3,36 : 22,4 = 0,15 mol

Suy ra khối lượng oxi là: 0,15.32 = 4,8 g.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có m_X + m_O2 = m_Y

Vậy m_X = 10,8 – 4,8 = 6 gam

Câu 3: Cho 6,4 gam hỗn hợp X gồm Mg và Ca phản ứng vừa đủ với 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm Cl₂ và O₂ thu được 12,525 gam chất rắn Z chỉ gồm các muối clorua và các oxit kim loại. Tính khối lượng của Mg trong 7,6 gam X.

Trả lời:

n_Y ​= 2,24/22,4 ​= 0,2mol

Gọi x, y lần lượt là số mol của Cl₂ và O₂ có trong 0,2 mol hỗn hợp khí Y

=> x + y = 0,1(1)

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

71 x + 32 y = 6,125 (2)

Tưd (1) và (2) => x = 0,075 và y = 0,075

Gọi a, b lần lượt là số mol của Mg và Ca

=> 24 a + 40b = 6,4 (3)

=> 0,075.2 + 0,075.4 = 2a + 2b (4)

Từ (3) và (4) => a = 0,1625

b = 0,0625

4. VẬN DỤNG CAO (1 CÂU)

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hoá trị II không đổi trong hợp chất) trong hỗn hợp khí X gồm Cl₂ và O₂. Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (đktc). Xác dịnh kim loại M

Trả lời:

m_{rắn sau} − m_M = m_X ⇒ 71n_Cl2 + 32n_O2 = 23 − 7,2 = 15,8 g (1)

⇒n_khí = n_Cl2 +n_O2 = 0,25 mol (2)

Giải hệ (1) và (2) ⇒n_Cl2 = 0,2; n_O2 = 0,05 mol

Gọi hóa trị của M là x

Bảo toàn e

M= =12x

X = 2 => M = 24 (Mg)

Vậy kim loại M là Mg.