Sách bài tập KHTN 9 Bài 18 (Kết nối tri thức): Tính chất chung của kim loại

Giải SBT KHTN 9 Bài 18: Tính chất chung của kim loại

Bài 18.1 trang 56 Sách bài tập KHTN 9: Dùng búa đập vào sợi dây nhôm, sợi dây bị cán mỏng dẹt ra. Điều này chứng tỏ nhôm có

A. tính dẻo.

B. tính cứng.

C. tính rắn chắc.

D. tính bền.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Điều trên chứng tỏ nhôm có tính dẻo vì dễ cán mỏng.

Bài 18.2 trang 56 Sách bài tập KHTN 9: Dùng đồng để làm cột thu lôi chống sét vì đồng có tính

A. bền.

B. ánh kim.

C. dẫn điện.

D. dẻo.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Bài 18.3 trang 56 Sách bài tập KHTN 9: Một bạn quan sát thấy bề mặt một vật sáng lấp lánh dưới ánh nắng. Đó có thể là bề mặt vật nào sau đây?

A. Viên bi nhựa.

B. Mảnh giấy nhôm.

C. Thanh đất sét.

D. Tờ giấy.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Vật sáng lấp lánh dưới ánh nắng thì vật đó phải là kim loại hoặc được làm từ kim loại. Vì kim loại có tính ánh kim.

Bài 18.4 trang 56 Sách bài tập KHTN 9: Kim loại nào sau đây phản ứng với nước ở điều kiện thường, giải phóng khí hydrogen?

A. Cu.

B. Au.

C. Fe.

D. K.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Các kim loại mạnh như K, Na, Ba, … phản ứng với nước ở điều kiện thường, giải phóng khí hydrogen.

Phương trình hoá học:

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

Bài 18.5 trang 56 Sách bài tập KHTN 9: Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch HCl?

A. Na.

B. Mg.

C. Ag.

D. Al.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Chú ý: Các kim loại Cu, Ag, Au, … không phản ứng với dung dịch acid HCl.

Bài 18.6 trang 56 Sách bài tập KHTN 9: Kim loại nào sau đây tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành oxide kim loại?

A. Zn.

B. Cu.

C. Ag.

D. Au.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Những kim loại như Zn, Fe, … tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành oxide và khí hydrogen.

Phương trình hoá học: Zn + H₂O $\stackrel{t^o}{\to }$ ZnO + H₂

Bài 18.7 trang 56 Sách bài tập KHTN 9: Cho một mẩu calcium vào dung dịch HCl, hiện tượng quan sát được là

A. calcium không phản ứng.

B. calcium không tan nhưng có bọt khí thoát ra.

C. calcium tan và có bọt khí thoát ra.

D. calcium tan, không có bọt khí thoát ra.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Hiện tượng: Mẩu calcium tan và có bọt khí thoát ra (hydrogen).

Phương trình hoá học: Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂

Bài 18.8 trang 57 Sách bài tập KHTN 9: Cho các kim loại nhôm, sắt, vàng tác dụng với oxygen. Cho biết các hiện tượng xảy ra sau đây tương ứng với kim loại nào.

a) Cháy sáng chói trong không khí tạo thành chất rắn màu trắng.

b) Không phản ứng với oxygen.

c) Cháy trong không khí tạo khói màu nâu đỏ.

Lời giải:

a) Nhôm cháy sáng chói trong không khí tạo thành chất rắn màu trắng.

b) Vàng không phản ứng với oxygen.

c) Sắt cháy trong không khí tạo khói màu nâu đỏ.

Bài 18.9 trang 57 Sách bài tập KHTN 9: Đốt nóng các kim loại natri, sắt, đồng và lần lượt cho vào bình đựng khí chlorine. Sản phẩm sau phản ứng được hoà tan vào nước thu được dung dịch có các màu:

a) vàng nâu.

b) xanh lam.

c) không màu.

Cho biết mỗi dung dịch trên tương ứng với kim loại nào, viết phương trình hoá học (PTHH) của phản ứng xảy ra.

Lời giải:

a) Sắt; 2Fe + 3Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2FeCl₃

b) Đồng; Cu + Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CuCl₂

c) Natri; 2Na + Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2NaCl

Bài 18.10 trang 57 Sách bài tập KHTN 9: Cho sơ đồ thí nghiệm như mô tả trong Hình 18.1. Kẹp một số đồ vật bằng đồng, nhựa, gỗ, cao su, thuỷ tinh, thép, gốm bằng hai kẹp vật liệu. Đóng công tắc điện và quan sát bóng đèn.

a) Dự đoán hiện tượng xảy ra với đồ vật bằng đồng, nhựa, gỗ, cao su, thuỷ tinh, thép, gốm trong thí nghiệm trên.

b) Thí nghiệm này chứng minh tính chất gì của kim loại?

Lời giải:

a) Thí nghiệm với đồ vật bằng đồng, thép: đèn sáng.

Thí nghiệm với đồ vật bằng nhựa, gỗ, cao su, thuỷ tinh, gốm: đèn không sáng.

b) Thí nghiệm này chứng minh tính dẫn điện của kim loại.

Bài 18.11 trang 57 Sách bài tập KHTN 9: Cho sơ đồ thí nghiệm như mô tả trong Hình 18.2.

Đổ nước nóng (khoảng 90 °C) vào bát. Đặt các thìa làm bằng kim loại, nhựa, gỗ, sứ vào bát nước. Sau khoảng 2 – 3 phút cầm vào cán mỗi chiếc thìa và nhận xét sự thay đổi nhiệt độ các loại thìa. Lặp lại thí nghiệm với bát đựng nước lạnh có vài viên đá.

a) Dự đoán hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm trên.

b) Thí nghiệm này chứng minh tính chất gì của kim loại?

Lời giải:

a) Trong bát nước nóng: khi cầm cán thìa kim loại thấy nóng; thìa nhựa, gỗ, sứ không cảm nhận được.

Trong bát nước lạnh: khi cầm cán thìa kim loại thấy lạnh; thìa nhựa, gỗ, sứ không cảm nhận được.

b) Thí nghiệm này chứng minh tính dẫn nhiệt của kim loại.

Bài 18.12 trang 58 Sách bài tập KHTN 9: Khi để lâu trong không khí, thép (thành phần chính là sắt) bị han gỉ trong khi vàng vẫn sáng bóng. Trong các câu phát biểu sau đây, câu nào đúng, câu nào sai?

a) Sắt phản ứng với oxygen trong không khí, còn vàng không phản ứng.

b) Sắt hoạt động hoá học mạnh hơn vàng.

c) Vàng trơ về mặt hoá học.

d) Vàng có ánh kim, còn thép không có ánh kim.

Lời giải:

a) Đúng.

b) Đúng.

c) Đúng.

d) Sai. Thép có ánh kim vì thành phần của thép có kim loại.

Bài 18.13 trang 58 Sách bài tập KHTN 9: Trong thí nghiệm: Khi cho một mẩu natri vào chậu nước, quan sát thấy mẩu natri nóng chảy, sau đó bốc cháy.

a) Viết PTHH của phản ứng giữa natri và nước.

b) Giải thích tại sao mẩu natri nóng chảy.

c) Giải thích tại sao có lửa cháy từ vị trí mẩu natri. Viết PTHH của phản ứng.

Lời giải:

a) Phản ứng: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂.

b) Phản ứng toả nhiệt mạnh. Nhiệt toả ra làm nóng chảy mẩu natri.

c) Khí H₂ sinh ra, gặp O₂ trong không khí và nhiệt sẽ bốc cháy theo phản ứng:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Bài 18.14 trang 58 Sách bài tập KHTN 9: Cho một lá đồng có khối lượng 4 g vào 100 ml dung dịch silver nitrate 0,5 M. Sau khoảng 15 phút lấy lá kim loại ra, rửa nhẹ, làm khô, cân được 7,04 g (giả sử toàn bộ bạc sinh ra đều bám trên lá đồng). Tính nồng độ các chất trong dung dịch sau phản ứng.

Lời giải:

Đặt số mol Cu đã phản ứng là x. Ta có:

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Số mol: x 2x x 2x

Khi nhúng lá đồng vào dung dịch AgNO₃, Cu sẽ tan và lá đồng.

Theo đề bài: 4 – 64x + 108.2x = 7,04 ⇒ x = 0,02 mol.

Vậy, trong dung dịch sau phản ứng có:

Số mol AgNO₃ dư: 0,5 . 0,1- 2 . 0,02 = 0,01 (mol).

Số mol Cu(NO₃)₂: 0,02 mol.

Nồng độ các chất trong dung dịch:

$C_{AgN{O}_3}=\frac{0,01}{0,1}=0,1M;C_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}=\frac{0,02}{0,1}=0,2M$

Bài 18.15 trang 58 Sách bài tập KHTN 9: Một hỗn hợp gồm sắt và đồng. Hãy trình bày cách tách riêng từng kim loại trong hỗn hợp này bằng phương pháp hoá học.

Lời giải:

Cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch acid HCl, Cu không tan, tách riêng; còn Fe tan vào dung dịch.

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Cho kim loại Zn vào dung dịch thu được và khuấy đều, lọc kết tủa đem sấy khô sẽ thu được Fe.

Zn + FeCl₂ → Fe + ZnCl₂

Bài 18.16 trang 58 Sách bài tập KHTN 9: Cho hỗn hợp nhôm và sắt tác dụng với dung dịch Cu(NO₃)₂ thu được dung dịch A và chất rắn B gồm hai kim loại. Khi cho chất rắn B tác dụng với dung dịch HCl thấy có bọt khí thoát ra.

a) Chất rắn B không chứa kim loại nào sau đây?

A. Fe và Al.

B. Cu.

C. Al.

D. Fe.

b) Giải thích sự lựa chọn trên.

Lời giải:

a) Đáp án đúng là: C

b) Chất rắn B gồm hai kim loại, tác dụng với dung dịch HCl thấy có bọt khí thoát ra suy ra trong chất rắn B có Fe và Cu. Al phản ứng hết với Cu(NO₃)₂, tiếp theo là Fe phản ứng một phần với Cu(NO₃)₂. Trong chất rắn B không còn Al nữa.

PTHH:

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Bài 18.17 trang 59 Sách bài tập KHTN 9: Một mẫu đồng bị lẫn tạp chất là nhôm và sắt. Để xác định hàm lượng tạp chất có trong mẫu trên, người ta lấy 5 g mẫu hoà tan trong 100 mL dung dịch HCl 2 M. Sau phản ứng hoàn toàn, cân lại thấy lượng chất rắn không tan là 4,45 g, nồng độ dung dịch HCl còn lại là 1,6 M. Tính hàm lượng phần trăm của nhôm và sắt có trong mẫu.

Lời giải:

Đặt số mol của Al và Fe trong hỗn hợp lần lượt là x và y.

Ta có: 27x + 56y = 5 - 4, 45 = 0, 55 (1)

Số mol HCl đã phản ứng: 2.0, 1 - 1 ,6.0,1 = 0,04 (mol).

Các PTHH:

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Số mol: x 3x

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Số mol: y 2y

Theo đề bài: 3x + 2y = 0,04 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2), ta được: x = 0,01 và y = 0,005

Hàm lượng nhôm trong mẫu: $\frac{0,01.27}{5}.100\%=5,4\%$

Hàm lượng sắt trong mẫu: $\frac{0,005.56}{5}.100\%=5,6\%$

Bài 18.18 trang 59 Sách bài tập KHTN 9: Để xác định tên một kim loại, một bạn hoà tan hoàn toàn 0,9 g kim loại đó trong dung dịch HCl 2,5 M và thấy dùng hết 40 mL dung dịch. Hãy xác định kim loại trên (biết hoá trị của kim loại trong khoảng từ I đến III).

Lời giải:

Đặt số mol kim loại cần tìm (X) là a mol và có hóa trị là n.

PTHH: X + nHCl → XCl_n + $\frac{n}{2}$H₂

Số mol: a na

Theo đề bài ta có:

$a.M_X=0,9$ (1)

$na=2,5.0,04=0,1$ (2)

Ta lấy (1) đem chia cho (2) được $\frac{M_X}{n}=9$

→ Chọn được cặp nghiệm thỏa mãn là: n = 3 và M_X = 27.

→ Kim loại cần tìm là nhôm.

Bài 18.19 trang 59 Sách bài tập KHTN 9: Một bạn dùng dao cắt một mẩu natri, thấy bề mặt kim loại có vẻ sáng lấp lánh. Sau đó, bề mặt này nhanh chóng bị xỉn màu và mất vẻ sáng lấp lánh.

a) Tại sao bề mặt natri bị mất vẻ sáng nhanh chóng?

b) Để bảo quản kim loại natri, cần ngâm chìm miếng natri trong dầu hoả mà không để trong không khí. Hãy giải thích.

c) Khi lấy natri, chỉ được dùng panh để kẹp mà không được dùng tay cầm trực tiếp. Hãy giải thích.

Lời giải:

a) Natri nhanh chóng phản ứng với oxygen và hơi nước có trong không khí nên bị xỉn màu và mất vẻ sáng lóng lánh.

PTHH:

4Na + O₂ → 2Na₂O

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

b) Để bảo quản kim loại natri, cần ngâm chìm miếng natri trong dầu hoả mà không để trong không khí để tránh natri tiếp xúc với không khí (chứa oxygen và hơi nước).

c) Nếu cẩm natri bằng tay, natri có thể phản ứng với nước ở trên tay. Phản ứng toả nhiều nhiệt và có thể gây bỏng tay. Do đó, chỉ được dùng panh để kẹp mà không được dùng tay cầm trực tiếp.

Bài 18.20 trang 59 Sách bài tập KHTN 9: Một dung dịch A có chứa CuSO₄ và FeSO₄. Nhúng sợi dây nhôm vào dung dịch A và thấy các trường hợp sau:

a) Sau phản ứng thấy dung dịch có 3 muối tan.

b) Sau phản ứng thấy dung dịch có 2 muối tan.

c) Sau phản ứng thấy dung dịch có 1 muối tan.

Hãy giải thích mỗi trường hợp bằng PTHH của phản ứng.

Lời giải:

a) Nếu dung dịch có ba muối tan, đó là: CuSO₄ và FeSO₄ và Al₂(SO₄)₃.

Phản ứng xảy ra: 2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu

CuSO₄ chưa phản ứng hết, FeSO₄ chưa phản ứng.

b) Nếu dung dịch có hai muối tan, đó là: FeSO₄ và Al₂(SO₄)₃.

Phản ứng xảy ra: 2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu

Phản ứng có thể xảy ra: 2Al + 3FeSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Fe

CuSO₄ đã phản ứng hết, FeSO₄ chưa phản ứng hoặc đã phản ứng một phần.

c) Nếu dung dịch có một muối tan, đó là Al₂(SO₄)₃.

Các phản ứng xảy ra: 2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu

2Al + 3FeSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Fe

CuSO₄ và FeSO₄ đã phản ứng hết.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 18: Tính chất chung của kim loại

I. Tính chất vật lí của kim loại

Kim loại có các tính chất vật lí chung như sau:

- Tính dẻo.

- Tính dẫn điện, dẫn nhiệt.

- Ánh kim.

Lưu ý:

- Kim loại dẻo nhất (dễ dát mỏng, dễ kéo sợi): Vàng (gold, Au)

- Kim loại dẫn điện tốt nhất: Bạc (silver, Ag)

- Kim loại dẫn nhiệt tốt nhất: Bạc.

- Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất: Tungsten (W).

- Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất: Thuỷ ngân (mercury, Hg).

II. Tính chất hoá học của kim loại

1. Tác dụng với phi kim

a) Tác dụng với oxygen

- Hầu hết các kim loại như Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Cu,… phản ứng với khí oxyen tạo thành oxide kim loại. Một số kim loại như Au,… không phản ứng với khí oxygen.

Ví dụ:

$\begin{array}{c}3\mathrm{F}\mathrm{e}+2{\mathrm{O}}_2\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_3{\mathrm{O}}_4\\ 4\mathrm{A}\mathrm{l}+3{\mathrm{O}}_2\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }2\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3\end{array}$

- Mở rộng: Một số kim loại như nhôm, kẽm, chromium,… phản ứng được với khí oxygen ngay ở nhiệt độ thường, tạo thành lớp oxide mỏng, bền vững. Lớp oxide này có tác dụng bảo vệ, ngăn không cho kim loại bên trong phản ứng trực tiếp với oxygen.

b) Tác dụng với phi kim khác

- Kim loại có thể tác dụng với nhiều phi kim tạo thành muối.

Ví dụ:

+ Kim loại tác dụng chlorine tạo thành muối chloride

$\mathrm{C}\mathrm{u}+\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$

+ Kim loại tác dụng với lưu huỳnh (sulfur) tạo thành muối sulfide

$2\mathrm{A}\mathrm{l}+3\mathrm{S}\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{S}}_3$

2. Tác dụng với nước

- Một số kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Ca,… tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành hydroxide và khí hydrogen, phản ứng toả ra nhiều nhiệt.

Ví dụ: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

- Những kim loại như Zn, Fe,… tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành oxide và khí hydrogen.

Ví dụ: $\mathrm{Z}\mathrm{n}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{O}+{\mathrm{H}}_2$

- Một số kim loại như Cu, Ag, Au,… không tác dụng với nước, đó là các kim loại hoạt động hoá học yếu.

3. Tác dụng với dung dịch acid

- Một số kim loại phản ứng với dung dịch hydrochloric acid tạo thành muối và giải phóng khí hydrogen.

Ví dụ: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Iron (II) chloride

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Aluminium chloride

- Các kim loại Cu, Ag, Au,… không tác dụng với dung dịch HCl.

4. Tác dụng với dung dịch muối

- Nhiều kim loại như Mg, Al, Zn, Fe,… (trừ kim loại phản ứng được với nước như K, Na, Ca,…) tác dụng được với dung dịch CuSO₄, AgNO₃,… tạo thành muối mới và kim loại mới.

Ví dụ: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Sắt đã đẩy đồng ra khỏi muối, sắt là kim loại hoạt động hoá học mạnh hơn đồng.