Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 CTST bài 17: Dãy hoạt động hóa học của kim loại. Một số phương pháp tách kim loại

MỞ ĐẦU 

Trong cuộc sống, ta thường thấy những kim loại như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ sáng bóng khi để lâu trong không khí. Ngược lại, những đồng tiền vàng vẫn giữ sáng bóng. Vì sao lại có hiện tượng đó? 

Bài làm chi tiết:

Trong cuộc sống, ta thường thấy những kim loại như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ sáng bóng khi để lâu trong không khí. Ngược lại, những đồng tiền vàng vẫn giữ sáng bóng. Những kim loại như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ sáng bóng khi để lâu trong không khí vì lí do những kim loại này đã bị oxygen trong không khí oxy hóa, tạo ra một lớp oxide ngoài bề mặt, làm mất vẻ sáng bóng ban đầu. Trong khi đó vàng là kim loại không bị oxy hóa, nên luôn giữ được vẻ sáng bóng của kim loại vàng nguyên chất ban đầu.

1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI

Câu 1: Kim loại sodium và magnesium phản ứng với nước có hiện tượng giống nhau không?

Bài làm chi tiết:

Kim loại sodium và magnesium phản ứng với nước có hiện tượng không giống nhau. Sodium phản ứng mạnh với nước, mẩu sodium khi gặp nước vo lại thành viên tròn, di chuyển trên mặt nước và tan dần, có khí thoát ra. Trong khi đó magnesium hầu như không phản ứng với nước ở điều kiện thường và phản ứng chậm với nước nóng. Khi đun nóng magnesium trong hơi nước thì xảy ra phản ứng, sản phẩm thu được gồm khí hydrogen và chất rắn magnesium oxide.

Câu 2: Nhận xét mức độ hoạt động hóa học của kim loại Na và Mg

Bài làm chi tiết:

Nhận xét:

Kim loại Na có mức độ hoạt động hóa học cao hơn Mg

Vận dụng: Giải thích vì sao trong phòng thí nghiệm, kim loại sodium, potassium được bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hỏa

Bài làm chi tiết:

Bởi vì đây đều là những kim loại có mức độ hoạt động hóa học mạnh, dễ dàng tác dụng với oxygen trong không khí hoặc nước. Vì vậy phải được bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hỏa

Câu 3: Tiến hành Thí nghiệm 1 và nêu hiện tượng quan sát được. Viết phương trình hóa học của các phản ứng.

Bài làm chi tiết:

Tiến hành Thí nghiệm 1.Cho một mảnh magnesium vào ống nghiệm (1) thấy mảnh magnesium tan dần, có khí thoát ra mạnh. Phương trình hóa học phản ứng:

Mg + HCl —> MgCl₂ + H₂

Cho một đinh sắt vào ống nghiệm (2) thấy có bọt khí xuất hiện trên bề mặt đinh sắt. Phương trình hóa học phản ứng:

Fe + HCl —> FeCl₂ + H₂

Cho đồng phoi bào vào ống nghiệm (3), không thấy hiện tượng xảy ra.
Câu 4: Nhận xét mức độ hoạt động hóa học của kim loại Fe, Cu, Mg

Bài làm chi tiết:

Nhận xét:

Mức độ hoạt động hóa học giảm dần theo thứ tự: Mg > Fe > Cu

Luyện tập: Khí nào sinh ra khi kim loại phản ứng với dung dịch HCl? Nêu ví dụ minh họa và viết phương trình hóa học của phản ứng

Bài làm chi tiết:

Khi kim loại phản ứng với dung dịch HCl, khí H₂ được sinh ra.

Ví dụ minh họa và phương trình hóa học của phản ứng: cho kim loại Zn tác dụng với dung dịch HCl, phản ứng xảy ra như sau:

Zn + 2HCl —> ZnCl₂ + H₂

Câu 5: Tiến hành Thí nghiệm 2 và nêu hiện tượng quan sát được. Viết phương trình hóa học của các phản ứng

Bài làm chi tiết:

Tiến hành Thí nghiệm 2 .Cho dây đồng vào ống nghiệm (1) chứa 2mL ZnSO₄, không có hiện tượng gì xảy ra. 

Cho dây đồng vào ống nghiệm (2) chứa 2mL AgNO₃, dây đồng tan dần, dung dịch thu được có màu xanh nhạt, kim loại màu trắng xám sinh ra bám vào dây đồng. Phương trình hóa học của phản ứng xảy ra:

Cu + 2AgNO₃ —> Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Câu 6: Nhận xét mức độ hoạt động hóa học của kim loại Cu, Zn, Ag

Bài làm chi tiết:

Nhận xét:

Mức độ hoạt động hóa học của 03 kim loại trên tăng dần theo thứ tự: Ag < Cu < Zn

Luyện tập: Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng sau:

1. Ca + H₂O ?
2. Fe + HCl ?
3. Zn + CuSO₄ ?

Bài làm chi tiết:

Ca + H₂O Ca(OH)₂ + H₂

Fe + HCl FeCl₂ + H₂

Zn + CuSO₄ZnSO₄ + Cu

Câu 7: Trong công nghiệp, phương pháp nào được sử dụng để sản xuất nhôm? Nguyên liệu để sản xuất nhôm là gì?

Bài làm chi tiết:

Trong công nghiệp, phương pháp được sử dụng để sản xuất nhôm là điện phân nóng chảy. Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng bauxite (thành phần chủ yếu: aluminium oxide).

Câu 8: Người ta đã dùng phương pháp nào để tách Zn từ zinc sulfide? Viết phương trình hóa học xảy ra

Bài làm chi tiết:

Phương pháp nào để tách Zn từ zinc sulfide: Để tách Zn từ zinc sulfide, người ta dùng phương pháp nhiệt luyện.

2ZnS + 3O₂ —> 2ZnO + 2SO₂ (có nhiệt độ)

Sau đó cho ZnO phản ứng với C ở nhiệt độ cao thu được kẽm

ZnO + C —> Zn + CO (có nhiệt độ)

Vận dụng: Hãy giải thích vì sao vàng, đồng, sắt được con người biết đến và sử dụng trước nhôm hàng nghìn năm

Bài làm chi tiết:

Vàng, đồng, sắt được con người biết đến và sử dụng trước nhôm hàng nghìn nămNhôm là kim loại có tính khử mạnh nên trong tự nhiên không thể tìm được nhôm ở dạng đơn chất, ngoài ra, rất khó để điều chế nhôm đơn chất từ quặng nhôm. Đến khi con người tìm ra phương pháp điện phân nóng chảy quặng nhôm thì nhôm đơn chất mới được tạo ra và đưa vào sử dụng. Trong khi đó, vàng là kim loại khử rất yếu, có thể tìm thấy ở dạng đơn chất còn đồng, sắt có thể điều chế dạng đơn chất dễ dàng hơn nhôm nhiều