Quảng cáo
1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn
- Sáu nguyên tố hóa học đứng sau nguyên tố khí hiếm là liti [Li], natri [Na], kali [K], rubiđi [Rb], xesi [Cs], franxi [Fr] được gọi là các kim loại kiềm.
- Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA, đứng ở đầu mỗi chu kì [trừ chu kì I].
2. Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm
- Cấu hình electron: Kim loại kiềm là những nguyên tố s. Lớp e ngoài cùng của nguyên tử chỉ có 1e, ở phân lớp ns1 [n là số thứ tự chu kì]. So với những electron khác trong nguyên tử thì electron ns1 ở xa hạt nhân nguyên tử nhất, do đó dễ tách khỏi nguyên tử. Các cation M+ của kim loại kiềm có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng trước.
- Năng lượng ion hóa: Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa I1 nhỏ nhất so với các kim loại khác cùng chu kì. Do vậy các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh:
Quảng cáo
M → M+ + e
- Năng lượng ion hóa I2 của các nguyên tử kim loại kiềm lớn hơn năng lượng ion hóa I1 nhiều lần [từ 6 đến 14 lần]. Vì vậy, trong các phản ứng hóa học nguyến tử kim loại kiềm chỉ nhường 1 electron.
- Trong nhóm kim loại kiềm, năng lượng ion hóa I1 giảm dần từ Li đến Cs.
- Số oxi hóa: Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có số oxi hóa +1.
- Thế điện cực chuẩn: Thế điện cực chuẩn của kim loại kiềm rất âm.
Các kim loại kiềm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối là kiểu mạng kém đặc khít.
1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi
- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thấp hơn nhiều so với các kim loại khác. Tính chất này là do liên kết kim loại trong mạng tinh thể kim loại kém bền vững.
2. Khối lượng riêng
- Khối lượng riêng của các kim loại kiềm cũng nhỏ hơn so với các kim loại khác. Khối lượng riêng của các kim loại nhỏ là do nguyên tử của các kim loại kiềm có bán kính lớn và do có cấu tạo mạng tinh thể của chúng kém đặc khít.
3. Tính cứng
Quảng cáo
- Các kim loại kiềm đều mềm, chúng có thể cắt bằng dao. Tính chất này là do liên kết kim loại trong mạng tinh thể yếu.
Các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lượng ion hóa I1 thấp và thế điện cực chuẩn E0 có giá trị rất âm. Vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.
1. Tác dụng với phi kim
- Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử được các phi kim.
- Thí dụ: kim loại Na cháy trong môi trường khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na2O2. Trong hợp chất peoxit, oxi có số oxi hóa -1:
2. Tác dụng với axit
- Các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit [HCl, H2SO4 loãng] thành khí H2 [phản ứng gây nổ nguy hiểm]:
2Li + 2HCl → 2LiCl + H2↑
- Dạng tổng quát:
2M + 2H+ → 2M+ + H2↑
3. Tác dụng với nước
- Kim loại kiềm khử được nước dễ dàng, giải phóng khí hiđro:
2Na + 2H2O → 2NaOH [dd] + H2↑
- Dạng tổng quát:
2M + 2H2O → 2MOH [dd] + H2↑
- Do vậy, các kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm chìm trong dầu hỏa.
- Kim loại kiềm dễ bị oxi hóa thành ion dương, do vậy trong tự nhiên kim loại kiềm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.
- Điều chế kim loại kiềm bằng cách khử ion của chúng:
M+ + e → M
- Tuy nhiên, không có chất nào khử được ion kim loại kiềm.
- Phương pháp thường dùng để điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy muối halogenua của kim loại kiềm.
- Thí dụ: Điện phân muối NaCl
Phương trình điện phân:
- Kim loại kiềm có nhiều ứng dụng quan trọng.
- Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiếp bị báo cháy,...
- Các kim loại kali, natri dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài lò phản ứng hạt nhân.
- Kim loại xesi dùng chế tạo tế bào quang điện.
- Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.
- Kim loại kiềm được dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ.
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Loạt bài Wiki tính chất hóa học trình bày toàn bộ tính chất hóa học, vật lí, nhận biết, điều chế và ứng dụng của tất cả các đơn chất, hợp chất hóa học đã học trong chương trình Hóa học cấp 2, 3.
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
Trong bài viết này Kiến Guru xin gửi tới bạn đọc 3 dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử mà Kiến nhận thấy là cơ bản nhất và thường xuất hiện trong các bài kiểm tra thi cử.
Phản ứng oxi hóa khử xuất hiện xuyên suốt trong chương trình hóa 10,11,12 , đây là phản ứng gần như không thể thiếu trong các kỳ thi cũng như đề kiểm tra. Bởi vậy nên số lượng các dạng bài tập về nó cũng rất nhiều. Kiến Guru sẽ lọc ra 3 dạng cơ bản nhất để bạn đọc dễ dàng nắm lý thuyết và dễ ôn luyện nhé
1. Lý thuyết và Phương pháp giải
Phân biệt các loại phản ứng hóa học:
- Phản ứng hoá hợp : Là phản ứng hóa học, trong đó 2 hay nhiều chất hóa hợp với nhau tạo thành một chất mới. Tất cả phản ứng hoá hợp, số oxi hoá của các nguyên tố trong tự nhiên có thể thay đổi có thể không thay đổi.
- Phản ứng phân huỷ: Là phản ứng hóa học, trong đó một chất bị phân hủy thành 2 hay nhiều chất mới. Trong phản ứng phân huỷ, số oxi hoá của các nguyên tố có thể thay đổi hoặc không thav đổi.
- Phản ứng thế: Là phản ứng hóa học, trong đó nguyên tử của nguyên tố này ở dạng đơn chất thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất. Tất cả trong hoá học vô cơ tự nhiên, phản ứng thế đều cũng có sự thay đổi số oxi hoá , hóa trị của các nguyên tố.
- Phản ứng trao đổi: Là phản ứng hóa học, trong đó các hợp chất trao đổi nguyên tử hay nhóm nguyên tử với nhau. Tất cả trong các phản ứng trao đổi, số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi.
- Phản ứng oxi hóa khử: là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất trong phản ứng hay phản ứng oxi hóa khử trong đó các chất đó sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng hóa hợp, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Hướng dẫn:
Nx: Đáp án A và B không có sự thay đổi số oxi hóa nên không phải là phản ứng oxi hóa khử. Còn lại đáp án C và D.
Phản ứng hóa hợp là phản ứng từ nhiều chất tham gia tạo thành 1 chất mới. Do đó loại đáp án C.
⇒ Chọn D
Ví dụ 2: Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng phân hủy, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Hướng dẫn:
⇒ Chọn A
II. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử Dạng 2: Xác định chất khử, chất oxi hóa trong phản ứng hóa học
1. Lý thuyết và Phương pháp giải
- Bước đầu tiên đó là hết xác định số oxi hóa.
Nếu trong phản ứng có chứa một hoặc nhiều nguyên tố có số oxi hóa thay đổi thì phản ứng đó thuộc loại oxi hóa – khử
- Các chất oxi hóa thường sẽ là các chất nhận e [ứng với số oxi hóa giảm]
- Các chất khử thường sẽ là các chất nhường e [ ứng với số oxi hóa tăng]
Cần nhớ: khử cho – O nhận
Tên của chất và tên quá trình ngược nhau
Chất khử là chất sẽ [cho e] - đó quá trình oxi hóa.
Chất oxi hóa là chất mà [nhận e] - đó là quá trình khử.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Ta có phản ứng sau: Ca + Cl2 → CaCl2 .
Kết luận nào sau đây đúng?
A. Mỗi nguyên tử Ca nhận 2e.
B. Mỗi nguyên tử Cl nhận 2e.
C. Mỗi phân tử Cl2 nhường 2e.
D. Mỗi nguyên tử Ca nhường 2e.
Hướng dẫn:
Ca → Ca2+ +2e
Cl2 + 2.1e → 2Cl-
⇒ Chọn D
Ví dụ 2: Cho phản ứng sau: CaCO3 → CaO + CO2 , hãy đưa ra nguyên tố cacbon là chất :
A. Chỉ bị oxi hóa.
B. Chỉ bị khử.
C. Chất đó oxi hóa và cũng bị khử.
D. Không bị oxi hóa, cũng không bị khử.
Hướng dẫn:
C+4 → C+4
⇒ Chọn D
Ví dụ 3. Trong phản ứng dưới đây, vai trò của H2S là :
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl
A. chất oxi hóa. B. chất khử. C. Axit. D. vừa axit vừa khử.Hướng dẫn:
Đáp án B
III. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử Dạng 3: Cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố
1. Lý thuyết và Phương pháp giải
- Quy tắc 1 : Số oxi hóa của các nguyên tố trong đơn chất bằng 0.
Ví dụ : Số oxi hóa của các nguyên tố Na, Fe, H, O, Cl trong đơn chất tương ứng Na, Fe, H2, O2, Cl2 đều bằng 0.
- Quy tắc 2 : Trong một phân tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0. Theo quy tắc này, ta có thể tìm được số oxi hóa của một nguyên tố nào đó trong phân tử nếu biết số oxi hóa của các nguyên tố còn lại.
- Quy tắc 3 : Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong ion đó bằng điện tích của nó.
Ví dụ : Số oxi hóa của Na, Zn, S và Cl trong các ion Na+, Zn2+, S2-, Cl- lần lượt là : +1, +2, –2, –1.
Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố trong các ion SO42-, MnO4-, NH4+ lần lượt là : –2, –1, +1.
Chú ý: Để biểu diễn số oxi hóa thì viết dấu trước, số sau, còn để biểu diễn điện tích của ion thì viết số trước, dấu sau.
Nếu điện tích là 1+ [hoặc 1–] có thể viết đơn giản là + [hoặc -] thì đối với số oxi hóa phải viết đầy đủ cả dấu và chữ [+1 hoặc –1].
Trong hợp chất, kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm luôn có số oxi hóa lần lượt là : +1, +2, +3.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ: Tìm số oxi hóa của kim loại Mn có trong ion MnO4- ?
Hướng dẫn:
Đặt số oxi hóa của chất Mn là x, ta có :
1.x + 4.[ –2] = –1 → x = +7
Suy ra được số oxi hóa của Mn là +7.
Trên đây là 3 dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử cơ bản mà Kiến muốn gửi tới bạn đọc. Bao gồm cả lý thuyết và các ví dụ minh họa . Bài tập tuy không khó nhưng rất đầy đủ lý thuyết, rất có ích cho bạn đọc lấy lại căn bản. Mong rằng tại liệu sẽ giúp ích nhiều cho các bạn đọc. Chúc các bạn luôn đạt điểm cao trong các kỳ kiểm tra môn Hóa nhé.
Page 2
Trong bài viết này Kiến Guru xin gửi tới bạn đọc 3 dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử mà Kiến nhận thấy là cơ bản nhất và thường xuất hiện trong các bài kiểm tra thi cử.
Phản ứng oxi hóa khử xuất hiện xuyên suốt trong chương trình hóa 10,11,12 , đây là phản ứng gần như không thể thiếu trong các kỳ thi cũng như đề kiểm tra. Bởi vậy nên số lượng các dạng bài tập về nó cũng rất nhiều. Kiến Guru sẽ lọc ra 3 dạng cơ bản nhất để bạn đọc dễ dàng nắm lý thuyết và dễ ôn luyện nhé
1. Lý thuyết và Phương pháp giải
Phân biệt các loại phản ứng hóa học:
- Phản ứng hoá hợp : Là phản ứng hóa học, trong đó 2 hay nhiều chất hóa hợp với nhau tạo thành một chất mới. Tất cả phản ứng hoá hợp, số oxi hoá của các nguyên tố trong tự nhiên có thể thay đổi có thể không thay đổi.
- Phản ứng phân huỷ: Là phản ứng hóa học, trong đó một chất bị phân hủy thành 2 hay nhiều chất mới. Trong phản ứng phân huỷ, số oxi hoá của các nguyên tố có thể thay đổi hoặc không thav đổi.
- Phản ứng thế: Là phản ứng hóa học, trong đó nguyên tử của nguyên tố này ở dạng đơn chất thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất. Tất cả trong hoá học vô cơ tự nhiên, phản ứng thế đều cũng có sự thay đổi số oxi hoá , hóa trị của các nguyên tố.
- Phản ứng trao đổi: Là phản ứng hóa học, trong đó các hợp chất trao đổi nguyên tử hay nhóm nguyên tử với nhau. Tất cả trong các phản ứng trao đổi, số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi.
- Phản ứng oxi hóa khử: là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất trong phản ứng hay phản ứng oxi hóa khử trong đó các chất đó sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng hóa hợp, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Hướng dẫn:
Nx: Đáp án A và B không có sự thay đổi số oxi hóa nên không phải là phản ứng oxi hóa khử. Còn lại đáp án C và D.
Phản ứng hóa hợp là phản ứng từ nhiều chất tham gia tạo thành 1 chất mới. Do đó loại đáp án C.
⇒ Chọn D
Ví dụ 2: Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng phân hủy, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Hướng dẫn:
⇒ Chọn A
II. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử Dạng 2: Xác định chất khử, chất oxi hóa trong phản ứng hóa học
1. Lý thuyết và Phương pháp giải
- Bước đầu tiên đó là hết xác định số oxi hóa.
Nếu trong phản ứng có chứa một hoặc nhiều nguyên tố có số oxi hóa thay đổi thì phản ứng đó thuộc loại oxi hóa – khử
- Các chất oxi hóa thường sẽ là các chất nhận e [ứng với số oxi hóa giảm]
- Các chất khử thường sẽ là các chất nhường e [ ứng với số oxi hóa tăng]
Cần nhớ: khử cho – O nhận
Tên của chất và tên quá trình ngược nhau
Chất khử là chất sẽ [cho e] - đó quá trình oxi hóa.
Chất oxi hóa là chất mà [nhận e] - đó là quá trình khử.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Ta có phản ứng sau: Ca + Cl2 → CaCl2 .
Kết luận nào sau đây đúng?
A. Mỗi nguyên tử Ca nhận 2e.
B. Mỗi nguyên tử Cl nhận 2e.
C. Mỗi phân tử Cl2 nhường 2e.
D. Mỗi nguyên tử Ca nhường 2e.
Hướng dẫn:
Ca → Ca2+ +2e
Cl2 + 2.1e → 2Cl-
⇒ Chọn D
Ví dụ 2: Cho phản ứng sau: CaCO3 → CaO + CO2 , hãy đưa ra nguyên tố cacbon là chất :
A. Chỉ bị oxi hóa.
B. Chỉ bị khử.
C. Chất đó oxi hóa và cũng bị khử.
D. Không bị oxi hóa, cũng không bị khử.
Hướng dẫn:
C+4 → C+4
⇒ Chọn D
Ví dụ 3. Trong phản ứng dưới đây, vai trò của H2S là :
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl
A. chất oxi hóa. B. chất khử. C. Axit. D. vừa axit vừa khử.Hướng dẫn:
Đáp án B
III. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử Dạng 3: Cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố
1. Lý thuyết và Phương pháp giải
- Quy tắc 1 : Số oxi hóa của các nguyên tố trong đơn chất bằng 0.
Ví dụ : Số oxi hóa của các nguyên tố Na, Fe, H, O, Cl trong đơn chất tương ứng Na, Fe, H2, O2, Cl2 đều bằng 0.
- Quy tắc 2 : Trong một phân tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0. Theo quy tắc này, ta có thể tìm được số oxi hóa của một nguyên tố nào đó trong phân tử nếu biết số oxi hóa của các nguyên tố còn lại.
- Quy tắc 3 : Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong ion đó bằng điện tích của nó.
Ví dụ : Số oxi hóa của Na, Zn, S và Cl trong các ion Na+, Zn2+, S2-, Cl- lần lượt là : +1, +2, –2, –1.
Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố trong các ion SO42-, MnO4-, NH4+ lần lượt là : –2, –1, +1.
Chú ý: Để biểu diễn số oxi hóa thì viết dấu trước, số sau, còn để biểu diễn điện tích của ion thì viết số trước, dấu sau.
Nếu điện tích là 1+ [hoặc 1–] có thể viết đơn giản là + [hoặc -] thì đối với số oxi hóa phải viết đầy đủ cả dấu và chữ [+1 hoặc –1].
Trong hợp chất, kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm luôn có số oxi hóa lần lượt là : +1, +2, +3.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ: Tìm số oxi hóa của kim loại Mn có trong ion MnO4- ?
Hướng dẫn:
Đặt số oxi hóa của chất Mn là x, ta có :
1.x + 4.[ –2] = –1 → x = +7
Suy ra được số oxi hóa của Mn là +7.
Trên đây là 3 dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử cơ bản mà Kiến muốn gửi tới bạn đọc. Bao gồm cả lý thuyết và các ví dụ minh họa . Bài tập tuy không khó nhưng rất đầy đủ lý thuyết, rất có ích cho bạn đọc lấy lại căn bản. Mong rằng tại liệu sẽ giúp ích nhiều cho các bạn đọc. Chúc các bạn luôn đạt điểm cao trong các kỳ kiểm tra môn Hóa nhé.