Giáo án Hóa học 12 - Bài 18: Tính chất của kim loại

Giáo Án : Bài 18: TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI MỤC TIÊU BÀI HỌC Kiến thức HS biết: Tính chất vật lí chung và tính chất hóa học của kim loại. HS hiểu: Nguyên nhân gây ra tính chất vật lí chung và tính chất hóa học của kim loại. Kĩ năng Rèn luyện cho học sinh các kỹ năng sau: Suy diễn: Từ vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn, suy ra cấu tạo và từ cấu tạo suy ra tính chất của kim loại Giải các bài tập về kim loại. CHUẨN BỊ Hóa chất: Kim loại Na, đinh sắt, dây sắt, dây đồng nhôm, hạt kẽm, dung dịch HCl, dd H2SO4 loãng, dd HNO3 loãng. Dụng cụ: Dụng cụ thí nghiệm chứng minh các kim loại có độ dẫn điện khác nhau. Ống nghiệm, cốc thủy tinh, đèn cồn, giá thí nghiệm, TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Oån định lớp: Kiểm tra bài cũ: Nội dung bài mới: TG Hoạt động của Thầy - Trò Nội dung bài 15’ 25’ 5’ Hoạt động 1: Tính chất vật lí GV: Cho HS quan sát một số mẫu vật bằng kim loại ( như: đồng hồ, dao thái, bàn ủi ) HS : Nhận xét từ đó rút ra tính chất vật lí chung của kim loại GV: Gợi ý để HS tự giải thích được tính dẻo, dẫn điện ,dẫn nhiệt và có ánh kim của kim loại dựa trên cấu tạo của đơn chất kim loại GV: Kim loại khác với phi kim điểm nào? HS: Kim loại có tính dẻo GV: Tính dẻo của kim loại thể hiện ở điểm nào? Vậy kim loại nào có tính dẻo nhất? Giải thích HS: Trả lời câu hỏi GV: Nhận xét, và đưa ra kết luận về tính dẻo của kim loại Tương tự GV dặt những câu hỏi gợi mở dẫn dắn HS đưa ra kết luận về tính dẫn điện , tính dẫn nhiệt, ánh kim của kim loại GV giải thích thêm về tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt, ánh kim của kim loại Các kim loại có độ dẫn điện khác nhau. Bạc là chất dẫn điện tốt nhất, tiếp sau bạc là đồng, vàng, nhôm, sắt. Các kim loại có khối lượng riêng khác nhau. Người ta qui ước - Kim loại có KL riêng < 5 là kim loại nhẹ - Kim loại có KL riêng > 5 là kim loại nặng Vd: kim loại nhẹ nhất là Li (D=0,53 g/cm3) kim loại nặng nhất là osimi (D=22,6 g/cm3) Các kim loại có t0nc khác nhau như: vonfam nóng chảy ở 34100C, thủy ngân có tnc=-390C Các kim loại có độ cứng khác nhau: Cứng nhất là crom, mền nhất là kali, rubiđi và xesi GV: Khối lượng riêng,nhiệt độ nóng chảy,độ cứng của kim loại phụ thuộc vào độ bền của liên kết kim loại. Độ bền của liên kết kim loại đặc biệt lớn đối với các kim loại nặng. Hoạt động 2 GV: Đặt vấn đề Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là gì? Kim loại tác dụng được với những chất nào? HS: Giải quyết vấn đề Kim loại tác dụng với phi kim cụ thể xét phản của kim loại với halogen, oxi và lưu huỳnh. GV: Lấy ví dụ Sắt tác dụng với clo Nhôm tác dụng với oxi Thủy ngân tác dụng với lưu huỳnh GV: gợi ý để HS dự đoán được phản ứng cháy trong khí clo phải tạo ra muối sắt(III)clorua (khói màu nâu). GV:biểu diễn thí nghiệm dây sắt nóng đỏ cháy trong khí clo để chứng minh, kiểm chứng dự đoán trên. GV: gợi ý để HS tự viết được các PTHH Sắt cháy trong oxi Nhôm cháy trong oxi Thủy ngân tác dụng với lưu huỳnh Sắt tác dụng với lưu huỳnh GV yêu cầu HS so sánh số oxi hóa của Fe trong FeCl3,Fe3O4.FeS và rút ra kết luận về sự nhường electron của nguyên tử Fe. Hoạt động 3 GV làm thí nghiệm biểu diễn của Fe,Cu,Zn tác dụng với dung dịch HCl ( hoặêc dd H2SO4) HS quan sát hiện tượng xảy ra, nhận xét, viết PT phản ứng GV: làm thí nghiệm biểu diễn của Cu tác dụng với dung dịch HNO3loãng, H2SO4đặc HS: quan sát hiện tượng xảy ra GV: thông bóa cho HS là Cu có thể khử trong HNO3loãng đến O và khử trong H2SO4đặc, nóng đến O2 và yêu cầu HS lập PTHH biểu diễn các phản ứng trên. Hoạt động 4 Kim loại tác dụng với nước GV: dùng phương pháp gợi mở GV đặt câu hỏi? Những kim loại nào tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường HS: trả lời GV: nhận xét và thông báo các kim loại tác dụng với nước ở nhiệt độ thường gồm: Nhóm IA: Li Na K Rb Cs Khả năng phản ứng tăng Nhóm IIA: Be Mg Ca Sr Ba Khả năng phản ứng tăng GV: yêu cầu HS viết PTHH của natri và canxi với nước Ngoài ra GV thông báo cho HS biết một số kim loại tác dụng với nước ở nhiệt độ cao như Mg, Fe, Hoạt động 5 Kim loại tác dụng với dung dịch muối GV lấy thí dụ Ngâm một đinh sắt vào dung dịch CuSO4, sau một thời gian màu xanh của dung dịch CuSO4, bị nhạt dần và trên đinh sắt có lớp đồng màu đỏ bám vào GV: yêu cầu HS viết PTHH khi cho Fe tác dụng với dung dịch CuSO4, Cu, dd AgNO3 ở dạng phân tử và dạng ion thu gọn và cho biết vai trò của các chất. GV yêu cầu HS nêu điều kiện của phản ứng (kim loại mạnh không tác dụng với nước và muối phải tan ). Hoạt động 6 Củng cố bài bằng các câu hỏi trắc nghiệm I. Tính chất vật lí 1. Tính chất vật lí chung Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt ánh kim. 2. Giải thích a) Tính dẻo Kim loại có tính dẻo là: dễ rèn, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi Vd: Vàng là kim loại có tính dẻo cao Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại trượt lên nhau dễ dàng mà không tách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau. b) Tính dẫn điện Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron chuyển động tự do trong kim loại sẽ chuyển động thành dòng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện. Ở nhiệt độ càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm do ở nhiệt độ cao, các ion dương dao động mạnh cản trở dòng electron chuyển động. c) Tính dẫn nhiệt Tính dẫn nhiệt của các kim loại là do sự có mặt các electron tự do trong mạng tinh thể. Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt d) Aùnh kim Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi là ánh kim. Tóm lại: Tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại II. Tính chất hóa học Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử M → Mn+ + ne 1.Tác dụng với phi kim Tác dụng với clo Hầu hết các kim loại đều có thể khử trực tiếp clo tạo ra muối clorua. Vd: Sắt cháy mạnh trong khí clo tạo ra khói màu nâu 2 + 3 2 23 b) tác dụng với oxi Hầu hết các kim loại có thể khử oxi từ số oxi hóa 0 (2) xuống số oxi hóa -2 ( ) Thí dụ: 4 + 32 223 c) Tác dụng với lưu huỳnh Nhiều kim loại có thể khử lưu huỳnh từ số oxi hóa 0 () xuống số oxi hóa -2 ( ) Phản ứng cần đun nóng ( trừ Hg ) + + 2.Tác dụng với dung dịch axit Với dung dịch HCl, H2SO4loãng Nhiều kim loại có thể khử được ion H+ trong dd HCl, H2SO4loãng thành hiđro Thí dụ: + 2 Cl2 +2 Với dung dịch HNO3, H2SO4đặc Hầu hết các kim loại ( trừ Pt, Au ) khử được (trong HNO3) và (trong H2SO4) xuống số oxi hóa thấp hơn Thí dụ: 3 + 8HO3 loãng → 3(NO3)2 +2+ 4H2O + 2H2O4 đặc SO4 + O2 +2H2O Chú ý: HNO3, H2SO4đặc, nguội làm thụ động hóa Al, Fe, Cr.. 3.Tác dụng với nước Các kim loại ở nhóm IA và IIA có tính khử mạnh,có thể khử được H2O ở t0 thường thành hiđro Các kim loại có tính khử yếu hơn nên chỉ khử nước ở nhiệt độ cao như Fe, Zn. Thí dụ: 2 + 22O→ 2 + 2 4.Tác dụng với dung dịch muối Kim loại mạnh hơn có thể khử được ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do + SO4 → SO4 +