Giáo án Hóa 12 Cánh diều Bài 14: Tính chất hoá học của kim loại

Hoạt động 2.1: Kim loại tác dụng với phi kim

Mục tiêu: Trình bày được phán ứng của kim loại với phi kim (chlorine, oxygen, sulfur) và viết được các phưong trình hoá học.

HĐ của GV và HS

Sản phẩm dự kiến

Giao nhiệm vụ học tập: Quan sát và giải thích hiện tượng, viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi đốt cháy Mg trong không khí. Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa kim loại kẽm với mỗi chất sau: oxygen, sulfur và chlorine.

Thực hiện nhiệm vụ: Hoạt động theo cặp.

Báo cáo, thảo luận: Đại diện 1 cặp báo cáo kết quả, các cặp khác nhận xét, bổ sung.

Kết luận: Nhiều kim loại tác dụng được với các phi kim như oxygen, lưu huỳnh, halogen,...

I- Tác dụng với phi kim

2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)

Zn(s) + Cl₂(g) → ZnCl₂(s)

Zn(s) + S(s) → ZnS(s)

2Na(s) + S(s) → Na₂S(s)

4Al(s) + 3O₂(g) → 2Al₂O₃(s)

Hoạt động 2.2: Kim loại tác dụng với nước

Mục tiêu: Sử dụng bảng giá trị thế điện cực chuẩn của một số cặp oxi hoá – khử phổ biến của ion kim loại/ kim loại (có bổ sung thế điện cực chuẩn của các cặp H₂O/OH- + ½H₂; ) để giải thích được các trường hợp kim loại phản ứng với nước.

HĐ của GV và HS

Sản phẩm dự kiến

Giao nhiệm vụ học tập:

1. Xét PTHH:

2Na + H2O → 2NaOH + H2

Biết trong môi trường trung tính, có:

2H₂O + 2e ↔ H₂ + 2OH^- với ${{E_{2H_2\frac{O}{2}OH}}^{-}}_{+H_2}$ = -0,413 V.

a) Xác định chất khử, chất oxi hoá và viết quá trình oxi hoá, quá trình khử tương ứng:

b) Xác định hai cặp oxi hoá - khử đã tham gia phản ứng và tra giá trị thế điện cực chuẩn tương ứng (Bảng 10.1):

c) Từ giá trị thế điện cực chuẩn của hai cặp oxi hoá - khử trên, chứng tỏ phản ứng đã cho xảy ra ở điều kiện chuẩn.

d) Đề xuất cách nhận biết môi trường dung dịch sau phản ứng.

2. Xét phản ứng tổng quát:

M + 2H2O → M(OH)2 + H2

a) Thế điện cực chuẩn của cặp M2+/M cần thoả mãn điều kiện nào để phản ứng xảy ra ở điều kiện chuẩn?

b) Trong dãy điện hoá của kim loại, kim loại nào có khả năng tác dụng với nước ở điều kiện chuẩn?

Thực hiện nhiệm vụ: HĐ nhóm: 4 nhóm thực hiện yêu cầu nhiệm vụ.

Báo cáo, thảo luận: GV trình chiếu đáp án, đại diện các nhóm chấm chéo kết quả các nhóm.

Kết luận: Trong môi trường trung tính, có:

2H₂O + 2e ↔ H₂ + 2OH^- với ${{E_{2H_2\frac{O}{2}OH}}^{-}}_{+H_2}$ = -0,413 V

Cặp oxi hoá – khử Mⁿ⁺/M có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn -0,413 V thì kim loại M có thể tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành hydroxide và khí hydrogen.

II- Tác dụng với nước

Do $E_{N{a}^{+}/Na}^0$ = -2,713 V nên

Natri phản ứng với nước:

2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g)

1. a) Xác định chất khử, chất oxi hoá và viết quá trình oxi hoá, quá trình khử tương ứng:

b) Xác định hai cặp oxi hoá - khử đã tham gia phản ứng và tra giá trị thế điện cực chuẩn tương ứng (Bảng 10.1, SGK):

c) Chứng tỏ phản ứng đã cho xảy ra ở điều kiện chuẩn vì thế điện cực chuẩn của cặp chứa dạng oxi hoá lớn lơn của cặp chứa dạng khử.

2. a) Nêu được thế điện cực chuẩn của cặp M²⁺/M cần nhỏ hơn -0,414 V.

b) Chỉ ra được các kim loại tính từ đầu dãy đến Fe có khả năng tác dụng với nước ở điều kiện chuẩn.

Khả năng và mức độ phản ứng với nước của một số kim loại được tóm tắt như sau:

Hoạt động 2.3: Kim loại tác dụng với dung dịch muối.

Mục tiêu: Thực hiện được một số thí nghiệm của kim loại tác dụng muối. Từ giá trị thế điện cực chuẩn của hai cặp oxi hoá - khử giải thích được phản ứng đã cho xảy ra xảy ra ở điều kiện chuẩn.

Giao nhiệm vụ học tập:

Xét phản ứng:

Fe + CuSO₄ —> FeSO₄ + Cu

a) Xác định chất khử, chất oxi hoá và viết quá trình oxi hoá, quá trình khử tương ứng:

b) Xác định hai cặp oxi hoá - khử đã tham gia phản ứng và tra giá trị thế điện cực chuẩn tương ứng (Bảng 10.1, SGK):

a) Từ giá trị thế điện cực chuẩn của hai cặp oxi hoá - khử trên, chứng tỏ phản ứng đã cho xảy ra ở điều kiện chuẩn.

b) Tiến hành thí nghiệm của đinh Fe với dung dịch CuSO₄ 1 M và ghi lại hiện tượng quan sát được.

Thực hiện nhiệm vụ: HĐ nhóm: 4 nhóm thực hiện yêu cầu nhiệm vụ.

Báo cáo, thảo luận: GV trình chiếu đáp án, đại diện các nhóm chấm chéo kết quả các nhóm.

Kết luận: Kim loại không tan trong nước và có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thường tác dụng được với dung dịch muối của kim loại có giá trị thế điện cực lớn hơn ở điều kiện chuẩn.

III- Tác dụng với dung dịch muối

Kim loại không tan trong nước và có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thường tác dụng được với dung dịch muối của kim loại có giá trị thế điện cực lớn hơn ở điều kiện chuẩn.

VD: Do $E_{F{e}^{2+}/Fe}^0$ = -0,44V và $E_{C{u}^{2+}/Cu}^0$ = 0,304V

Sắt dễ dàng đẩy Copper ra khỏi dung dịch muối copper (II) sulfate theo phương trình hoá học:

Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

Do $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0$ = -0,763V và $E_{C{u}^{2+}/Cu}^0$ = 0,304V

kẽm dễ dàng đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối copper (II) sulfate theo phương trình hoá học:

Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)