Tính chất của Kim loại: Tính chất hóa học, vật lí, điều chế, ứng dụng

I.Tính chất hóa học

• Phản ứng của kim loại với phi kim

1 Tác dụng với oxi

- Khi đốt nóng đỏ, sắt cháy trong oxi tạo thành oxit sắt từ

- Nhiều phi kim khác như Al, Zn, Cu... phản ứng với oxi tạo thành các oxit Al₂O₃, ZnO, CuO...

2 Tác dụng với phi kim khác

- Natri nóng chảy cháy trong khí clo tạo thành khói trắng.

- Ở nhiệt độ cao, đồng, magie, sắt... phản ứng với lưu huỳnh cho sản phẩm là các muối sunfua CuS, MgS, FeS,...

- Hầu hết kim loại (trừ Ag, Au, Pt...) phản ứng với oxi ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao, tạo thành oxit (thường là oxit bazơ). Ở nhiệt độ cao kim loại phản ứng với nhiều phi kim khác tạo thành muối.

• Phản ứng của kim loại với dung dịch axit

- Một số kim loại phản ứng với dung dịch axit (H₂SO₄ loãng, HCl...) tạo thành muối và giải phóng khí hiđro.

    Zn(r)+H₂SO₄(dd)→ZnSO₄ (dd)+ H₂(k)

• Phản ứng của kim loại với dung dịch muối

- Phản ứng của đồng với dung dịch bạc nitrat

   Cu (r)+ 2AgNO₃ (dd)→ Cu(NO₃)₂ (dd) + 2Ag (r)

Đồng đã đẩy bạc ra khỏi muối. Ta nói đồng hoạt động hóa học mạnh hơn bạc.

- Phản ứng của kẽm với dung dịch đồng (II) sunfat

Kẽm đẩy đồng ra khỏi dung dịch CuSO₄.

   Zn (r) + CuSO₄ (dd) → ZnSO₄ (dd) + Cu (r)

Ta nói kẽm hoạt động hóa học mạnh hơn đồng.

- Phản ứng của kim loại Mg, Al, Zn, ... với dung dịch CuSO₄ hay AgNO₃ tạo thành muối magie, muối nhôm, muối kẽm, ... và kim loại Cu và Ag được giải phóng.

Ta nói: Al, Zn, Mg hoạt động hóa học mạnh hơn Cu, Ag.

=>Kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn (trừ Na, K, Ca ...) có thể đẩy kim loại hoạt động hóa học yếu hơn ra khỏi dung dịch muối, tạo thành muối mới và kim loại mới.

II.Tính chất vật lí

• Tính dẻo

- Kim loại có tính dẻo.

- Các kim loại khác nhau có tính dẻo khác nhau.Do có tính dẻo nên kim loại được rèn, kéo sợi, dát mỏng tạo nên các đồ vật khác nhau.

• Tính dẫn điện

- Kim loại có tính dẫn điện.

- Các kim loại khác nhau có khả năng dẫn điện khác nhau. Kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Al, Fe,...Do có tính dẫn điện, một số kim loại được sử dụng làm dây dẫn điện. Thí dụ như: đồng, nhôm, ...

- Chú ý: Không nên sử dụng dây dẫn điện trần hoặc dây điện đã bị hỏng lớp bọc cách điện để tránh bị điện giật, hay cháy do chập điện,...

• Tính dẫn nhiệt

- Kim loại có tính dẫn nhiệt .

- Kim loại khác nhau có tính dẫn nhiệt khác nhau. Kim loại nào dẫn điện tốt cũng thường dẫn nhiệt tốt.

- Dó có tính dẫn nhiệt và một số tính chất khác, nhôm, thép không gỉ (inox) được dùng để làm dụng cụ nấu ăn.

• Ánh kim

- Kim loại có ánh kim.Nhờ tính chất này, một số kim loại được dùng làm đồ trang sức và các vật dụng trang trí khác.

III. Điều chế

Nguyên tắc điều chế kim loại

- Trong tự nhiên chỉ có một số ít kim loại ở trạng thái tự do, hầu hết các kim loại đều tồn tại dưới dạng ion trong các hợp chất hóa họ. Muốn chuyển hóa những ion này thành kim loại ta thực hiện quá trình khử ion kim loại:

   Mⁿ⁺ + ne → M

- Có 3 phương pháp điều chế kim loại.

1) Phương pháp thủy luyện

- Phương pháp thủy luyện (còn gọi là phương pháp ướt) được dùng điều chế những kim loại có tính khử yếu, như Cu, Hg, Ag, Au,...

2) Phương pháp nhiệt luyện

- Phương pháp nhiệt luyện được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp dùng để điều chế những kim loại có độ hoạt động hóa học trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb,...

- Với những kim loại kém hoạt động như Hg, Ag chỉ cần đốt cháy quặng cũng đã thu được kim loại mà không cần thiết phải khử bằng các tác nhân khác:

3) Phương pháp điện phân

- Điều chế kim loại có tính khử mạnh như Li, Na, K, Al, ... bằng cách điện phân các hợp chất ( muối, bazơ, oxit) nóng chảy của chúng.

- Thí dụ: Điều chế kim loại kẽm bằng phương pháp điện phân dung dịch kẽm sunfat với điện cực trơ.

Phương trình điện phân: