Hướng dẫn một số bài tập giải thích hiện tượng trong SGK hóa học phần kim loại

Chương 1. Kim loại và hợp chất Nhóm IA

1. Vì sao dung dịch nước muối có tính sát trùng?

Giải:

Dung dịch muối có nồng độ muối lớn hơn nồng độ muối trong các tế bào của vi khuẩn, nên do hiện tượng thẩm thấu , muối đi vào tế bào, làm cho nồng độ muối trong vi khuẩn tăng cao, và có quá trình chuyển nước ngược lại từ tế bào vi khuẩn ra ngoài. Vi khuẩn mất nước nên bị tiêu diệt.

Phân tích:

Để làm được bài tập này học sinh cần phải vận dụng cả lý thuyết về hóa học: chất khuyếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn, và cả những kiến thức về tế bào của sinh học. Nói chung đây là một hiện tượng rất hay được ứng dụng trong thực tế, nhưng nếu không kết hợp được những kiến thức ở 2 lĩnh vực trên thì học sinh khó mà trả lời được. Bù lại nếu học sinh trả lời được thì sẽ gây hứng thú cho học sinh trong học tập hóa học, vì giúp cho học sinh hiểu được những điều gặp trong cuộc sống.

2. Tại sao người ta có thể sử dụng dung dịch muối ăn NaCl để chuẩn đoán bệnh ung thư ?

Giải:

Dung dịch muối ăn ở đây không phải là dung dịch muối ăn thông thường, mà là muối ăn trong đó có chứa đồng vị phóng xạ Na* , NaCl thì không có hại gì cho cơ thể, khi đưa nó vào trong cơ thể, Na* sẽ theo máu đi khắp trong cơ thể, nếu gặp tế bào mang bệnh, Na* sẽ tác dụng và tiêu diệt tế bào đó. Dựa vào việc phân tích hàm lượng Na* người ta sẽ chuẩn đoán được bệnh.

Trong y học, một trong các phương pháp phổ biến chữa bệnh ung thư là sử dụng các đồng vị phóng xạ (ví dụ Co-60) , đó là phương pháp xạ trị.

Phân tích:

Để giải được bài tập này học sinh cần nắm được kiến thực về các đồng vị phóng xạ : mang năng lượng lớn, có thể tác dụng mạnh lên các tế bào ung thư.

3. Tại sao khi bón phân chuồng hoặc phân bắc, người nông dân thường trộn thêm tro bếp?

Giải

Về phương diện hóa học, khi bón phân chuồng hoặc phân bắc thì người nông dân thường trộn thêm tro bếp vì:

Trong tro bếp có chứa kali, lân, vôi và một số nguyên tố vi lượng nên khi bón phân chuông hoặc phân bắc thì trong đó có chứa đạm rồi thì khi trộn thêm tro bếp sẽ giúp đầy đủ lượng dinh dưỡng cần thiết cho cây.

Hơn nữa khi bón cùng với tro, tro sẽ làm cho phân trở nên xốp, cây cối dễ hấp thụ hơn.

Phân tích:

Để giải bài tập này , học sinh cần nắm được thành phần hóa học của tro bếp, và những nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu của cây trồng.

4. Mùa xuân năm 327 trCN , một danh tướng Hi Lạp là A-lêch-xan-đơ Mac-xê-đôn (Alecxander) đã xâm nhập vào biên giới Ấn Độ . Nhưng ở đây ngoài sự kháng cự mạnh mẽ của người dân nơi đấy , mà còn bị một kẻ thù đáng sợ của tự nhiên là bệnh đường ruột. Quân lính bị mệt mỏi đến cực độ và kiệt sức vì bệnh tật không chịu đựng được nữa và buộc ông phải rút quân.

Theo những tài liệu còn lưu truyền lại của các nhà sử học thì rõ ràng các cấp chỉ huy trong đạo quân bị mắc bệnh ít hơn rất nhiều so với quan sĩ khác tuy rằng họ cũng phải chịu cảnh sống tương tự .

Nguyên nhân của hiện tượng bí ẩn này chỉ được phát hiện sau đó 2250 năm . Đó là vì binh lính uống nước bằng cốc bằng thiếc còn sĩ quan uống bằng cốc bằng bạc .
Tai sao khi dùng cốc bạc , các cấp chỉ huy của quân đội lại ít bị mắc bệnh đường ruột hơn các binh lính trong cuộc hành quân ấy .

Giải

Bạc hoà tan vào nước mặc dù rất ít .Dd của Ag+ trong nước có tính chất kì lạ là diệt được các vi khuẩn có hại có sẵn trong nước gây nên căn bệnh đường ruột .
Vì các cấp sĩ quan trong đội quân đã dùng cốc Ag để uống nước nên một phần vi khuẩn có hại đã bị tiêu diệt.

Chính vì thế mà ở Ai Cập, người ta áp miếng bạc lên vết thương để sát trùng, hay người Mông Cổ đựng thức ăn trong đồ bạc. Ag có tính sát khuẩn rất mạnh. Tuy bạc chỉ tan vào nước thành Ag+ với lượng rất nhỏ  nhưng cũng đủ làm sạch chỗ nước đó.

5. Tại sao khi cho một sợi dây Cu đã cạo sạch vào bình cắm hoa thì hoa sẽ tươi lâu hơn?

Giải

Đồng kim loại sẽ tạo nên một số ion Cu2+ tan vào trong nước sẽ có tác dụng diệt khuẩn . Làm cho các cuống hoa đỡ bị thối trong nước do đó đỡ làm tắc các mao quản dẫn nước lên cánh hoa nên hoa tươi hơn. Các muối của Cu2+ có tính diệt khuẩn rất tốt người ta thường dùng CuSO4 để sát khuẩn trong bể bơi. Nếu không dùng đoạn dây đồng thì nên cắt bỏ phần thối mỗi ngày, hoa mới tuơi lâu.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được tính tan của một chất nói chung, khi ta nói rằng một chất không tan trong nước thì ý để chỉ rằng độ tan của nó trong nước là rất nhỏ, tuy vậy đôi khi có những chất ở nồng độ rất nhỏ cũng đã thể hiện những tính chất quan trọng. Ngoải ra học sinh còn phải nắm được tác dụng diệt khuẩn của ion Ag+ và Cu2+.

6. Tại sao khi cho thanh Cu tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc thì lúc đầu trên bề mặt thanh đồng bị đen lại.Đó có phải là do sự tạo thành CuS, Cu2S hay không?

Giải

Trong đìều kiện phản ứng thì lúc đầu tạo thành CuS hay Cu2S có màu đen. Sau đó CuS và Cu2S đóng vai trò là chất khử tiếp tục phản ứng với H2SO­4 đặc và tạo ra các sản phẩm mà chúng ta đã biết.

Phân tích

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được trạng thái màu sắc của các hợp chất và các sản phẩm trung gian trong quá trình phản ứng.

7. Có hai sợi dây đồng nhỏ và một củ khoai . Làm sao để biết được cực dương và cực âm của một ắc quy?

Giải

Có thể nối 2 đầu dây với 2 cực của ăcquy rồi cắm 2 đầu dây còn lại vào củ khoai tây.Sau một thời gian ngắn,chỗ khoai tây nào tiếp xúc với đồng trở nên có màu xanh (da trời) thì chỗ đó nối với cực dương của acquy vì ở đó H2O bị điện phân (mà dung dịch điện phân là các muối khoáng hoà tan trong nước của củ khoai tây) giải phóng O2 ,biến Cu ” CuO ” Cu2+ (do axit sinh ra trong quá  trình điện phân) có màu xanh.

Phân tích:

Để làm được bài tập này học sinh phải nắm được các kiến thức về điện phân và tính chất của Cu và ion Cu2+

8. Tại sao các đồ vật cổ bằng đồng thường có màu xanh ?

Giải

Cu(OH)2 có màu xanh ngọc. Phản ứng do H2O và O2 hoặc O3 trong không khí oxi hoá Cu. Thường thì phản ứng này khó xảy ra hơn phản ứng oxi hoá Cu thành CuO (màu đen) hoặc từ CuO sau mới trở thành Cu(OH)2 cho nên ban đầu đồ đồng thường bị đen đi. Chỉ có đồ đồng cổ mới có màu xanh…

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được màu sắc của các hợp chất của Cu, và phải xét được các chất có trong  môi trường tác động lên.

9. Tại sao khi ta có thể đánh cảm bằng dây bạc , và khi đó dây bạc bị hóa đen.Để dây bạc sáng trắng trở lại, người ta ngâm dây bạc trong nước tiểu. Giải thích tại sao?

Giải:

Những người bị  cảm trong cơ thể thường sinh ra những hợp chất dạng sunfua (vô cơ, hữu cơ) có tính độc. Khi đánh cảm bằng bạc, do lưu huỳnh có ái lực mạnh với Ag nên xẩy ra phản ứng tạo Ag2S màu đen, do đó loại được chất độc khỏi cơ thể.

2Ag        +          – S -     “         Ag2S    (đen)

Trong nước tiểu có NH3, khi ngâm dây bạc vào xẩy ra phản ứng

Ag2S       +          4NH3 “         2[Ag(NH3)2]+ + S2-.

Ag2S bị hòa tan , bề mặt Ag lại trở nên sáng trở lại.

Phân tích:

Đây là một hiện tượng rất hay gặp trong thực tế, mọi người hay áp dụng theo kinh nghiệm nhưng không phải ai cũng hiểu đươc bản chất hóa học của nó.

Để giải thích được hiện tượng này,  học sinh cần phải vận dụng những kiến thức về hóa học và sinh học, kết hợp với suy đoán . Học sinh phải suy đoán được chất màu đen trên dây bạc là Ag2S, do đó suy đoán ra phản ứng kết hợp giữa Ag và S trong hợp chất.

Khi đã giải thích được hiện tượng đầu , học sinh sẽ dễ dàng giải thích được hiện tượng sau, đồng thời dữ kiện sau cũng chính là một gợi ý để học sinh dự đoán ra AgsS.

10.  Chắc các bạn đã biết 1g vàng có thể kéo thành sợi dài 3 km , lá vàng có thể dát mỏng tới 0,0001mm, nghĩa là mảnh hơn sợi tóc người 500 lần.Một số kim loại chuyển tiếp như Cu, Ag, Cr cũng có tính dẻo cao. Chúng có đặc điểm gì chung? Đố các bạn biết  tại sao chúng  lại có tính chất đặc biệt mềm dẻo như vậy ?

Giải

Chắc các bạn đã biết ở Mianma có các ngôi chùa mà mái của nó được dát toàn bằng vàng . Chắc là phải tốn vàng lắm nhỉ. Thực sự thì cũng không tốn lắm bởi tính đặc biệt mềm dẻo của vàng. Một gam vàng có thể kéo thành sợi dài 3km.!!!!
Tính dẻo dai có một không hai của vàng kim loại là kết quả của cấu tạo electron đặc biệt của vàng. Có lẽ trong kim loại tồn tại đồng thời cả hai cấu hình electron của nguyên tử : 5d106s1 và 5d96s2 ,chúng có năng lượng rất gần nhau , electron có thể nhảy dễ dàng từ obitan này sang obitan khác làm cho hệ electron trong kim loại trở nên linh động, Đây là nguyên nhân của sự ” bôi trơn tốt electron ” gây ra tính dẻo dai đặc biệt của vàng.

Một số kim loại chuyển tiếp như Cu, Cr, Ag cũng vậy, tính mềm dẻo của đồng chỉ kém vàng mà  thôi. Còn Cr có cấu tạo [Ar]3d54s1 tuy việc chuyển của electron có khó hơn một chút nhưng nó cũng khá mềm dẻo. Nhưng khi có lẫn một chút tạp chất thì nó trở nên cứng và giòn.

Phân tích:

Kiến thức để giải được bài tập này học sinh không được làm rõ trong chương trình, tuy nhiên học sinh có thể suy luận dựa trên những sự dẫn dắt trong cách ra đề. Để giải bài tập này, học sinh cần nắm vững cấu hình electron của các kim loại trên.

Chương 2. Kim loại và hợp chất Nhóm IIA

11. Khi nhóm bếp than ta có thể nhúng than vào nước vôi trong rồi phơi khô trước khi đun, làm như vậy thì được lợi gì khi nhóm bếp?

Giải

Một kinh nghiệm nhóm bếp than là hãy nhúng than vào nước vôi trong rồi phơi khô trước khi đun, làm như vậy Ca(OH)2 sẽ hấp thụ được CO2 sinh ra, khi nhóm sẽ bớt khói hơn.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần biết được khí tạo thành khi nhóm bếp than là CO2, từ đó vận dụng kiến thức về phản ứng giữa CO2 và Ca(OH)2 để giải.

12. Như ta đã biết , khi đi qua các lò vôi ta thấy rất nóng . Thế theo các bạn  thì phản ứng sau thu nhiệt hay toả nhiệt: CaCO3 CaO     +         CO2

Giải:

Phản ứng nhiệt phân CaCO3 là một phản ứng thuận nghịch, chiều thuận là một phản ứng thu nhiệt. Phản ứng xẩy ra ở nhiệt độ cao, nên cần phải cung cấp một lượng nhiệt rất lớn để phản ứng xẩy ra. Nhiệt đó được lấy từ quá trình đốt cháy các nguyên liệu, và ngoài lượng nhiệt cung cấp cho phản ứng xảy ra, nhiệt còn tỏa ra ngoài môi trường nên khi đi qua các lò vôi ta thấy rất nóng.

Phân tích

Phản ứng nhiệt phân CaCO3 là phản ứng thu nhiệt, điều này đã được nói rõ trong chương trình hóa học phổ thông, vì vậy để giải được bài tập này, học sinh cần nắm chắc kiến thức và phải làm rõ được nhiệt tỏa ra trong các lò vôi là do đâu.

13. Tại sao khi trước khi điện phân muối ăn, ta phải tinh chế muối ăn. Nếu không tinh chế muối ăn trước thì khi điện phân ta sẽ thấy có hiện tượng gì?

( tại sao khi điện phân dung dịch muối ăn chưa tinh chế, sau một thời gian ta thấy trong dung dịch xuất hiện những vẫn đục màu trắng?)

Giải:

Trong muối ăn không tinh khiết có lẫn 1 lượng nhỏ muối Mg2+. Khi điện phân:

2NaCl    +          H2O     “         Cl2#     +          H2#      +          2NaOH.

Mg2+ +        2OH- “       Mg(OH)2 $    (trắng)

Vì vậy khi điện phân dung dịch muối ăn , người ta phải tinh chế muối ăn thật tinh khiết.

Phân tích:

Tùy mức độ học sinh ta có thể đưa câu hỏi trực tiếp hay là có gợi ý, dẫn dắt trong câu hỏi. Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được các chất có thể có trong muối ăn chưa tinh chế, và phải suy luận được chất kết tủa trong môi trường kiềm khi điện phân là Mg(OH)2.

14. Ở một số vùng dùng nước giếng khoan để sinh hoạt, khi đun sôi nước rồi để nguội thấy xuất hiện 1 lớp cặn trắng lắng xuống đáy nồi đun. Giải thích hiện tượng?

Giải:

Trong nước giếng khoan ở một số vùng có độ cứng tạm thời cao, trong dung dịch chứa nhiều muối hiđrocacbonat của Mg2+ và Ca2+. Khi đun nước, muối hiđrocacbonat bị phân hủy tạo thành MgCO3 và CaCO3 tạo thành lớp cặn bám dưới đáy nồi.

Mg2+ +          2HCO3- →   MgCO3↓             +          CO2↑       + H2O

Ca2+ +          2HCO3- →   CaCO3↓              +          CO2↑          +          H2O

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được kiến thức về nước cứng, đây đơn thuần chỉ là một bài tập vận dụng kiến thức đã học, học sinh hoàn toàn có thể làm được.

15. Những người ăn trầu thường có hàm răng rất chắc và bóng. Hãy giải thích tại sao?

Giải

Quá trình hình thành men răng:

2Ca2+ +          PO43- +          OH- ↔  Ca2(PO4)OH ↓

Trong vôi có Ca2+ và OH- nên cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận tạo men răng.

Tương tự như vậy khi ta đánh răng, trong thành phần kem đánh răng có CaF2 nên cũng góp phần tạo thành men răng. Ở đây F- thay thế vai trò của OH-

2Ca2+ +          PO43- +          F- ↔   Ca2(PO4)F ↓

Phân tích:

Bài tập này chỉ nhằm cung cấp thêm kiến thức cho học sinh .

16. Giải thích quá trình hình thành thạch nhũ trong các hang động?

Tại sao càng đi sâu vào trong hang động ta càng thấy khó thở?

Giải

Trong hang động, dưới tác dụng của CO2 và H2O, đá vôi ở phía trên hang bị tan dần thành Ca(HCO3)tan được trong nước.

CaCO3 + H2O + CO2 →  Ca(HCO3)2

Khi tiếp xúc với không khí, Ca(HCO­3)2 dễ bị phân  hủy theo phản ứng :

Ca(HCO3)2 →   CaCO3 + H2O + CO2

Quá trình này sảy ra rất chậm, làm thạch nhũ dần hình thành từ trên hang đá xuống, Mặt khác, dung dịch Ca(HCO3)2 còn có thể rơi xuống phía dưới rồi mới phân hủy, nên hình thành thạch nhũ nhú lên từ phía dưới lên.

Khi đi sâu vào trong hang thì sự lưu thông khí kém, do có các phản ứng làm hàm lượng CO2 lớn, nên càng làm giảm sự lưu thông O2, hơn nữa CO2 lại là khí nặng hơn không khí . Vì vậy nên ta cảm thấy khó thở.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được tính chất hóa học của muối cacbonat canxi.

17. Tại sao khi đất chua người ta thường bón vôi, dựa vào kiến thức hóa học, hãy dự đoán các dạng vôi có thể bón để làm giảm tính chua của đất.

Giải thích tại sao đất có xu hướng bị chua hóa, dù có bón vôi thì sau một số vụ thì đất cũng sẽ lại bị chua.

Giải:

Đất chua là đất có chứa nhiều ion H+ dạng tự do và dạng tiềm tàng ( có thể sinh ra do các ion kim loại Al3+, Fe3+, Fe2+,… thủy phân tạo thành). Khi bón vôi sẽ trung hòa H+ và làm kết tủa các ion kim loại đó, vì vậy  làm giảm độ chua của đất.

Trong thực tế có thể dùng bón vôi cho ruộng bằng CaCO3, CaO, Ca(OH)2, quặng đolomit CaCO3.MgCO3.

Đất có thể bị chua do nhiều nguyên nhân, có thể là do mưa axit, hay do ta bón lân, đạm. Tuy nhiên nguyên nhân chính dẫn đến  xu hướng chua hóa của đất  là do quá trình dễ cây hấp thụ các chất dinh dưỡng trong đất (dưới dạng dễ tan và khó tan). Đối với các chất khó tan, rễ cây tiết ra dung dịch có tính axit để hòa tan chúng. Qúa trình cây hấp thụ các ion kim loại (như K+, Ca2+, ….) là quá trình trao đổi ion với ion H+. Do đó đất bị chua.

Phân tích:

Nông nghiệp là một trong những ngành được ứng dụng nhiều nhất của hóa học, bài tập này giúp học sinh giải thích và giải quyết được những vấn đề thường xuyên đặt ra trong cải tạo đất trồng. Để giải bài tập này, học sinh cần vận dụng kiến thức tổng hợp, từ việc xác định nguyên nhân gây ra độ chua của đất (có thể có theo suy luận từ những kiến thức đã học) và quá trình hấp thu dinh dưỡng của cây trồng.

Bài tập này nhằm cung cấp thêm một số kiến thức cơ bản về đất cho học sinh .

18. Tại sao khi phun nước rửa sạch đường phố người ta thường cho thêm CaCl2 (rắn) xuống đường?

Giải

CaCl2 rắn có khả năng hút ẩm rất tốt, vì vậy người ta cho CaCl2 để giữ hơi nước lâu hơn trên mặt đường.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được khả năng hút ẩm rất tốt của CaCl2.

19. Người nông dân thường dùng vôi để bón ruộng nhưng tại sao không nên trộn vôi chung với phân ure để bón ruộng?

Giải

Khi trộn vôi với urê có phản ứng:

CO(NH2)2 +          2H2O       →      (NH4)2CO3

­ Ca(OH)2 +    (NH4)2CO3 →  CaCO3↓ + 2NH3↑   +   2H2O

Phản ứng làm mất tác dụng của đạm urê (tạo ra NH3 thoát ra) và làm rắn đất lại (do tạo CaCO3). Vì thế không nên trộn vôi với urê để bón ruộng.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được tính chất của phân urê.

20. Tại sao khi sản xuất vôi người ta phải đập nhỏ đá vôi tới 1 kích thước nhất định tùy theo từng loại lò?

Giải:

Phản ứng nung vôi:

CaCO3 ↔  CaO + CO2

Do phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch nên để tăng hiệu suất của phản ứng ta phải đập đá có kích thước vừa phải tăng diện tích bề mặt được cung cấp nhiệt trực tiếp. Mặt khác nó sẽ tạo ra những lố hở để thoát CO2 ra ngoài làm hạn chế phản ứng nghịch.

Ngược lại nếu đá vôi bị đập tới kích thước nhỏ quá thì dưới tác dụng của nhiệt, đá vôi bị tơi nhỏ ra và bít kín lò, CO2 không lưu thông được với bên ngoài và do đó cũng làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được các kiến thức về quá trình sản xuất vôi đã được học trong chương trình phổ thông.

21. Tại sao vỏ tàu bằng thép bị ăn mòn ở khu vực mạn tàu tiếp xúc với nước biển và không khí? Vì sao để bảo vệ vỏ tàu khỏi bị ăn mòn ta thường gắn tấm kẽm vào vỏ tàu?

Giải:

Khi tiếp xúc với nước biển (dung dịch chất điện li), vỏ tàu (Fe- Fe3C) tạo thành nhiều cặp pin volta trong đó sắt hoạt động hơn là cực âm, Fe3C là cực dương ,nước biển là chất điện li. Khi pin hoạt động:

Fe – 2e  →  Fe2+

Fe nhường electron tạo ra Fe2+ để lại trên mặt Fe những electron tự do và ion H+ trong dung dịch chất điện li sẽ thu electron giải phóng ra H2 và do đó tạo ra dòng điện.

2H+ + 2e →  H2

Fe2+ sẽ tác dụng với OH- trong chất điện li :

Fe2+ + 2OH- →  Fe(OH)2

Sau đó ngoài không khí Fe(OH)2 bị oxihóa :

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  → 4 Fe(OH)3

Và chuyển thành gỉ xFeO.yFe2O3.zH2O.

Khi có Zn thì Zn-Fe –dung dịch điện li tạo thành pin volta. Zn hoạt động mạnh hơn nên nó là cực âm và

Zn – 2e  → Zn2+. Như vậy Zn bị ăn mòn còn Fe được bảo vệ.

Phân tích:

Đây là một hiện tượng có ý nghĩa rất lớn trong thực tiễn.Bài tập này có thể được đưa ra trong phần ăn mòn điện hóa hoặc để dùng trong ôn tập. Để làm được bài tập này vận dụng những kiến thức về ăn mòn điện hóa và dãy hoạt động hóa học của kim loại.

22. Tại sao khi đánh rơi nhiệt kế thủy ngân, không được dùng chổi quét mà  lại rắc bột S lên chỗ có Hg?

Giải:

Hg là một chất lỏng linh động, vì vậy khi đánh rơi nhiệt kế thủy ngân ta không thể dùng chổi để quét Hg được, vì làm như vậy thủy ngân sẽ càng bị phân tán nhỏ, và càng gây khó khăn cho quá trình thu gom. Ta phải dùng bột S rắc lên chỗ có Hg rơi vì S có thể kết hợp với Hg dễ dàng tạo thành HgS rắn. Việc thu gom HgS trở nên thuận tiện hơn.

Hg          +          S     →        HgS.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được phản ứng giữa Hg và S.

Chương 3. Al và kim loại Nhóm III

23. Tại sao phèn chua lại có khả năng làm trong nước?

Vì sao ngày xưa ông cha ta thường ngâm quần áo xuống bùn để giữ quần áo không bị phai?

Giải

Phèn chua làm trong nước vì trong thành phần của phèn chua có Al2(SO4)3 . Khi vào trong nước thì có phản ứng thuỷ phân thuận nghịch :

Al3+ +          3H2O     ↔   Al(OH)3 +          3H+
Trong đó Al(OH)3 dạng keo có bề mặt rất phát triển, hấp phụ các chất lơ lửng ở trong nước, kéo chúng cùng lắng xuống dưới.

Trong công nghiệp giấy, nhôm sunfat hay phèn nhôm được cho vào giấy cùng với muối ăn, nhôm clorua tạo nên do phản ứng trao đổi bị thủy phân mạnh hơn, tạo nên hiđroxit, hiđroxit này sẽ kết dính những sợi xenlulozơ lại với nhau làm cho giấy không bị nhòe mực khi viết.

Khi  nhuộm vải, hiđroxit đó được sợi vải hấp phụ và giữ chặt trên sợi sẽ kết hợp với phẩm nhuộm tạo thành màu bền, cho nên có tác dụng làm chất cắn màu.

Chính vì vậy nên ta có thể ngâm quần áo dễ phai màu vào  nước phèn, hay ngày xưa thường ngâm quần áo xuống bùn để giữ quần áo không bị phai màu.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được công thức hóa học của phèn chua, sự thủy phân của Al3+ trong dung dịch nước và dạng kết tủa keo của Al(OH)3

24. Nhôm oxit (Al2O3) là một oxit lưỡng tính tan được cả trong dd axit và dd bazơ kiềm, nhưng tại sao khi nung đến 1000 độ C, Al2O3 trở nên trơ đối với cả dd axit và kiềm?

Tại sao hồng ngọc có màu đỏ , còn bích ngọc lại có màu xanh ?

Giải:

Al2O3 tồn tại ở một số đa hình, nhưng bền hơn hết là dạng Al2O3 -α và dạng Al2O3-γ(là dạng ta thường gặp). Khi nung Al2O3- γ(hay Al(OH)3 ) đến 10000C , thì nó sẽ chuyển sang dạng Al2O3 -αcó độ bền hóa học và cơ học rất cao. Chính vì vậy nó trở nên trơ đối với cả dung dịch axit và kiềm

Al2O3- γcũng tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật corunđum, chứa trên 90% oxit. Corunđum nóng chảy ở 20720C, sôi ở xấp xỉ 35000C và rất cứng, chỉ thua kim cương, bo trinitrua BN, và cacborunđum. Nhờ có độ cứng cao, corunđum được dùng làm đá mài hoặc bột mài kim loại.

Hồng ngọc (đá quí rubi) hay bích ngọc (đá quí xaphia) đều là corunđum tinh khiết (Al2O3-γ). Hồng ngọc có màu đỏ là do corunđum tinh khiết có lẫn vết Cr3+, còn bích ngọc có màu xanh là corunđum chứa những vết Fe2+, Fe3+, Ti4+.

Phân tích:

Bài tập trên chỉ nhằm mục đích cung cấp thêm kiến thức cho học sinh .

25. Tại sao thực tế người ta không dùng các đồ bằng nhôm để đựng những chất, dung dịch  có tính  kiềm?

Giải:

Bởi trong dung kiềm lớp oxit bảo vệ bên ngoài của các đồ bằng Al sẽ bị phá hủy. Do đó Al sẽ phản ứng với nước

2Al +2H2O   →   2Al(OH)3 +3H2

Hơn nữa Al(OH)3 sinh ra được hòa tan trong kiềm vì thế Al tiếp tục bị phá hủy, cho nên ta không dùng các đồ bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm.

26. Tại sao nhiệt độ nóng chảy của Ga rất thấp(29,760C) nhưng nhiệt độ sôi của nó lại rất cao (22040C) ?

Giải:

Do Ga tồn tại ở mạng tinh thể phân tử tại các mắt của mạng lưới là các phân tử Ga2. Liên kết giữa các phân tử Ga2 trong tinh thể là tương tác Van đec Van. Để chuyển sang trạng thái lỏng chỉ cần cung cấp một lượng nhiệt nhỏ, do đó nhiệt độ nóng chảy của Ga thấp. Còn nhiệt độ sôi của Ga rất cao là vì trước tiên còn cần cung cấp nhiệt để phân tử Ga2 (vẫn tồn tại trong trạng thái lỏng) phân hủy thành nguyên tử, sau đó mới đưa các nguyên tử Ga(lỏng) lên trạng thái hơi.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được tính chất mạng tinh thể, cấu trúc nút mạng tinh thể Ga, thế nào là nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi.

Chương 4. Nhóm IV

27. Hãy giải thích tại sao đồ dùng đĩa, thìa, … bằng thiếc để trong kho qua mùa đông lạnh thì biến mất, chỉ còn lại bột tro.

Giải:

Thiếc có 3 dạng thù hình có thể biến đổi lẫn nhau:

13.20C                1610C

Sn-α         ↔        Sn-β      ↔       Sn-γ

Sn-α ở  dạng bột, màu xám nên gọi là thiếc xám, nó không có ánh kim và bền ở nhiệt độ dưới 13.20C. Trên nhiệt độ đó, nó chuyến sang dạng Sn-β . Thiếc là kim loại màu trắng bạc nên gọi là thiếc trắng, nó bền trong khoảng nhiệt độ từ 13.20C – 1610C.

Thiếc ở điều kiện thường tồn tại ở dạng Sn-β, khi nhiệt độ xuống thấp dưới 13.20C nó chuyển sang dạng Sn-α, vì vậy có hiện tượng trên. Hiện tượng này còn được gọi là bệnh dịch thiếc.

Phân tích

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được các dạng thù hình của Sn, vì thiếc là một nguyên tố không được học trong chương trình, nên bài tập này chỉ nhằm mục đích cung cấp thêm kiến thức cho học sinh .

28. Hãy giải thích tại sao những bức tranh cổ ( vẽ bằng bột chì, thành phần chính là muối bazơ 2PbCO3.Pb(OH)2)  thường có màu đen? Tại sao có thể dùng H2O2 để phục hồi bức tranh cổ này?

Giải:

Những bức tranh cổ vẽ bằng bột chì ( thành phần chính là muối bazơ 2PbCO3.Pb(OH)2 ). Khi để lâu bột chì tác dụng với H2S trong không khí tạo thành PbS màu đen.

2PbCO3.Pb(OH)2 +          3H2S    →         3PbS    +          2CO2 +          4H2O

Có thể dùng H2O2 để phục hồi những bức tranh này, vì PbS (màu đen) biến thành PbSO4 màu trắng theo phản ứng :

PbS        +          4H2O2 →        PbSO4 +          4H2O

Phân tích

Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được phản ứng tạo thành PbS từ muối của Pb2+ và H2S, cũng như tính oxihóa mạnh của H2O2 và tính khử của PbS.

29. Tại sao khi nhiễm độc chì người ta có thể giải độc bằng dung dịch phức của Ca2+ với EDTA  (CaY2-) ?

Giải:

EDTA là một chất có khả năng tạo phức mạnh với nhiều ion kim loại , trong đó có ion Pb2+ .Vì Pb2+ có khả năng tạo phức chelat mạnh với EDTA nên Pb2+ thế chỗ của Ca2+ trong phức chelat và kết quả là phức chelat của Pb2+ với EDTA được tách ra nhanh ở nước tiểu. Do đó giải độc được chì. Vai trò tạo phức ở đây cũng tương tự như vai trò của axit lactic được đề cập đến trong bài nhiễm độc As trong nhóm V.

Phân tích:

Bài tập này chỉ nhằm mục đích cung cấp thêm kiến thức cho học sinh . Có lẽ bài tập này phù hợp cho học sinh trường chuyên hơn.

30. Khi phân tích hàm lượng các nguyên tố nói chung được trồng ven đường quốc lộ, người ta thấy rằng hàm lượng Pb trong cây cao hơn hẳn so với hàm lượng Pb cũng của loại cây đó nhưng trồng ở chỗ khác. Hãy giải thích?

Giải

Hàm lượng Pb cao đột biến trong các cây xanh trồng bên đường quốc lộ đó là do cây đã hấp thụ Pb trong khói xăng dầu do các phương tiện cơ giới thải ra. Như ta đã biết rằng trước đây trong xăng dầu người ta thường pha một lượng tetraetyl chì Pb(C2H5)4 để tăng chỉ số octan, do đó khi xăng cháy thải ra ngoài môi trường một lượng lớn chì.

Phân tích:

Để giải bài tập này, học sinh cần phải liên hệ với thành phần của xăng có một hàm lượng Pb đáng kể

 

Theo webdayhoc

Facebook Comments

Comments

  1. Truong Nguyen Dinh says

    loi giai bai tap 6 bai 21 luyen tap ve tinh chat cua kim loai trong sgk 12 nang cao.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>