Sách bài tập Hóa 12 Bài 13 (Cánh diều): Cấu tạo và tính chất vật lí của kim loại

Giải SBT Hóa 12 Bài 13: Cấu tạo và tính chất vật lí của kim loại

Bài 13.1 trang 44 Sách bài tập Hóa học 12: Cho các phát biểu sau về tinh thể kim loại M:

(1) Trong tinh thể kim loại M có các cation Mⁿ⁺ và các electron hóa trị tự do.

(2) Trong tinh thể kim loại M có các electron hóa trị tự do chuyển động.

(3) Các cation Mⁿ⁺ chuyển động tự do trong mạng tinh thể kim loại.

(4) Lực hút giữa cation Mⁿ⁺ và electron hóa trị tự do trong tinh thể kim loại M phụ thuộc vào độ âm điện của kim loại M.

(5) Tinh thể kim loại M trung hòa về điện.

(6) Trong tinh thể kim loại M, các cation Mⁿ⁺ và electron hóa trị tự do được phân bố theo trật tự nhất định.

Số phát biểu đúng là

A. 2. B. 3. C. 4. D. 1.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

(1) Đúng.

(2) Đúng.

(3) Sai vì các cation kim loại trong mạng tinh thể kim loại không chuyển động tự do; chúng được sắp xếp theo một trật tự nhất định và chỉ có thể dao động quanh vị trí cân bằng của chúng.

(4) Sai vì lực hút giữa cation và electron hóa trị tự do trong kim loại chủ yếu phụ thuộc vào tính chất kim loại và mật độ electron tự do hơn là độ âm điện của kim loại.

(5) Đúng.

(6) Sai vì trong tinh thể kim loại, chỉ có các cation là sắp xếp theo trật tự nhất định trong mạng tinh thể, còn các electron hóa trị tự do thì di chuyển tự do trong tinh thể.

Bài 13.2 trang 44 Sách bài tập Hóa học 12: Phát biểu nào sau đây về liên kết kim loại là đúng?

A. Liên kết kim loại là liên kết được hình thành từ lực hút tính điện giữa các cation kim loại và các electron hóa trị tự do. Vì vậy, liên kết kim loại cũng chính là liên kết ion.

B. Liên kết kim loại được hình thành do giữa các nguyên tử kim loại có sự dùng chung các electron hóa trị tự do. Vì vậy, liên kết kim loại cũng chính là liên kết cộng hóa trị.

C. Liên kết kim loại là liên kết được hình thành từ lực hút tính điện giữa các cation kim loại và các electron hóa trị tự do trong tinh thể kim loại.

D. Liên kết kim loại là liên kết được hình thành do sự xen phủ các orbital chứa electron hóa trị tự do của các nguyên tử kim loại.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Liên kết kim loại là liên kết được hình thành từ lực hút tính điện giữa các cation kim loại và các electron hóa trị tự do trong tinh thể kim loại.

Bài 13.3 trang 44 Sách bài tập Hóa học 12: Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Ở điều kiện thường, tất cả các kim loại đều tồn tại ở thể rắn và có cấu tạo tinh thể.

(b) Các cation kim loại và nguyên tử kim loại được sắp xếp trật tự trong tinh thể kim loại.

(c) Electron hóa trị của nguyên tử kim loại chịu lực hút yếu của hạt nguyên tử.

(d) Giống như liên kết ion, liên kết kim loại cũng được hình thành từ tương tác tĩnh điện.

(e) Các electron hóa trị tự do di chuyển trong cấu trúc tinh thể kim loại tạo ra dòng điện.

Lời giải:

(a) Sai vì ở điều kiện thường, hầu hết các kim loại tồn tại ở thể rắn và có cấu tạo tinh thể, ngoại trừ thủy ngân (Hg), kim loại tồn tại ở thể lỏng.

(b) Đúng.

(c) Đúng.

(d) Đúng.

(e) Đúng.

Bài 13.4 trang 45 Sách bài tập Hóa học 12: Nhóm những kim loại có độ dẫn điện tốt nhất là

A. Ag, Cu, Au.

B. Cu, Al, Hg.

C. Li, Na, K.

D. Fe, Cu, Zn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Nhóm những kim loại có độ dẫn điện tốt nhất là Ag, Cu, Au.

Bài 13.5 trang 45 Sách bài tập Hóa học 12: Những phát biểu nào sau đây là không đúng?

(a) Chromium thường được mạ bên ngoài một số đồ vật là do kim loại này cứng và có khả năng chống mài mòn tốt.

(b) Nhôm được sử dụng nhiều trong sản xuất máy bay là do nhôm có ánh sáng kim loại phản xạ các tia cực tím từ mặt trời.

(c) Bạc được dùng phổ biến làm dây dẫn điện vì là kim loại có độ dẫn điện tốt nhất.

(d) Bạc được dùng để tráng gương là do bạc là kim loại dẫn nhiệt rất tốt.

Lời giải:

Phát biểu (a) đúng.

Phát biểu (b) sai vì: Nhôm được sử dụng nhiều trong sản xuất máy bay là do nhôm có tính bền, nhẹ (khối lượng riêng nhỏ); ngoài ra, tính ánh kim là do các ánh sáng nhìn thấy được bị phản xạ, không phải do các tia cực tím gây ra.

Phát biểu (c) sai vì: Bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất, nhưng do giá thành cao và nặng (khối lượng riêng lớn) nên không được sử dụng làm dây dẫn điện.

Phát biểu (d) sai vì: Bạc được dùng đề tráng gương là do tính ánh kim, phản xạ tốt các ánh sáng nhìn thấy được, làm hình phản chiếu rõ, sáng.

Bài 13.6 trang 45 Sách bài tập Hóa học 12: Hoàn thành bảng sau:

Tính chất vật lý	Ví dụ ứng dụng tương ứng	Ví dụ kí hiệu hóa học của kim loại phù hợp
Nhiệt độ nóng chảy rất cao	Dây tóc bóng đèn	…(?)…
…(?)…	Bảo vệ bề mặt, chống mài mòn	…(?)…
Khối lượng riêng nhỏ	…(?)…	…(?)…
Độ dẫn điện cao	…(?)…	…(?)…
…(?)…	Dây chảy của cầu chì	…(?)…
…(?)…	Đồ trang sức	…(?)…

Lời giải:

Tính chất vật lý	Ví dụ ứng dụng tương ứng	Ví dụ kí hiệu hóa học của kim loại phù hợp
Nhiệt độ nóng chảy rất cao	Dây tóc bóng đèn	W
Cứng	Bảo vệ bề mặt, chống mài mòn	Cr, Ni
Khối lượng riêng nhỏ	Hợp kim nhẹ	Mg, Al,…
Độ dẫn điện cao	Lõi dây dẫn điện	Cu, Al
Nhiệt độ nóng chảy thấp	Dây chảy của cầu chì	Pb, Cd
Ánh kim	Đồ trang sức	Au, Ag, Pt

Bài 13.7 trang 45 Sách bài tập Hóa học 12: Mỗi phát biểu sau đây là đúng hay sai?

(a) Kim loại dẻo là nhờ lực hút tĩnh điện giữa các cation kim loại và các electron hóa trị tự do.

(b) Ở điều kiện thường, thủy ngân không có cấu trúc tinh thể nên không dẫn điện.

(c) Nhôm là kim loại vừa dẫn điện tốt vừa dẫn nhiệt tốt.

(d) Kim loại có vẻ sáng lấp lánh là do các cation trong tinh thể phản xả phần lớn các tia sáng nhìn thấy được.

Lời giải:

(a) Đúng.

(b) Sai vì thủy ngân ở điều kiện thường là chất lỏng nhưng vẫn có khả năng dẫn điện tốt. Nó không cần có cấu trúc tinh thể để dẫn điện vì các electron tự do vẫn có thể di chuyển trong pha lỏng, cho phép thủy ngân dẫn điện.

(c) Đúng.

(d) Sai vì sự sáng lấp lánh của kim loại không phải do các cation phản xạ ánh sáng mà do các electron tự do trong kim loại. Các electron tự do này phản xạ và tán xạ ánh sáng, tạo ra vẻ sáng lấp lánh đặc trưng của bề mặt kim loại.

Bài 13.8 trang 46 Sách bài tập Hóa học 12: Nhờ có hàm lượng lớn trong vỏ Trái Đất nên một số kim loại được sử dụng làm kim loại cơ bản trong các hợp kim, đó là:

A. Sắt, nhôm và magnesium.

B. Sắt, kẽm và calcium.

C. Nhôm, magnesium và sodium.

D. Sắt, nhôm và thiếc.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Nhờ có hàm lượng lớn trong vỏ Trái Đất nên một số kim loại được sử dụng làm kim loại cơ bản trong các hợp kim, đó là: Sắt, nhôm và magnesium.

Bài 13.9 trang 46 Sách bài tập Hóa học 12: Dựa vào tính vật lý của kim loại, tìm hiểu và giải thích vì sao dây dẫn điện gia dụng thường được làm bằng đồng, dây dẫn điện cao thế lại được làm bằng nhôm; vật dẫn trong các linh kiện điện tử lại được làm bằng vàng; trong khi đó bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất lại ít được sử dụng?

Lời giải:

1. Dây dẫn điện gia dụng thường được làm bằng đồng:

- Độ dẫn điện cao: Đồng có độ dẫn điện cao (chỉ sau bạc) giúp truyền tải điện năng hiệu quả.

- Độ bền và dẻo dai: Đồng có độ bền cơ học cao và dễ uốn, giúp dễ dàng sử dụng và lắp đặt trong các hệ thống dây dẫn.

- Chi phí hợp lý: Đồng tương đối rẻ so với bạc và dễ dàng khai thác và tinh chế, làm cho nó trở thành lựa chọn kinh tế cho các ứng dụng gia dụng.

2. Dây dẫn điện cao thế lại được làm bằng nhôm:

- Trọng lượng nhẹ: Nhôm nhẹ hơn đồng rất nhiều, giúp giảm tải trọng lên các cột và cấu trúc hỗ trợ.

- Độ dẫn điện tương đối cao: Mặc dù nhôm không dẫn điện tốt bằng đồng, nhưng khả năng dẫn điện của nó vẫn đủ tốt cho các ứng dụng cao thế.

- Chi phí thấp: Nhôm rẻ hơn đồng, và sự chênh lệch này càng lớn khi sử dụng trong các hệ thống dây dẫn dài.

- Khả năng chống ăn mòn: Nhôm có lớp oxide bảo vệ tự nhiên giúp chống ăn mòn tốt hơn trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

3. Vật dẫn trong các linh kiện điện tử lại được làm bằng vàng:

- Khả năng chống ăn mòn: Vàng không bị oxi hóa hay ăn mòn, đảm bảo sự ổn định và độ bền của các kết nối điện trong linh kiện điện tử.

- Độ dẫn điện tốt: Vàng có độ dẫn điện cao, giúp truyền tải tín hiệu điện với độ tin cậy cao.

- Tính dễ gia công: Vàng mềm và dễ gia công, giúp chế tạo các kết nối nhỏ và phức tạp trong các thiết bị điện tử.

4. Bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất lại ít được sử dụng:

- Chi phí cao: Bạc có giá trị cao, làm cho việc sử dụng nó trong các ứng dụng dây dẫn thông thường không kinh tế.

- Dễ bị oxi hóa: Mặc dù bạc dẫn điện tốt nhất, nó dễ bị oxi hóa, tạo ra một lớp màng làm giảm hiệu suất dẫn điện.

- Ứng dụng chuyên biệt: Bạc thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ dẫn điện cao nhất và tính chính xác, như trong các linh kiện cao cấp hoặc các hệ thống đặc biệt.