1 TS. Cao cù gi¸c (Chñ biªn) − ThS. Hå Thanh Thuû ThiÕt kÕ bμi gi¶ng Nhμ xuÊt b¶n Hμ Néi 2 3 Chương 5 ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Bài 19. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM A. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức HS biết: • Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn. • Cấu tạo của nguyên tử kim loại. • Khái niệm, tính chất và ứng dụng của hợp kim. HS hiểu: • Những tính chất vật lí và tính chất hoá học của kim loại, hợp kim. • Nguyên nhân gây ra tính chất vật lí chung, tính khử của kim loại. 2. Kĩ năng • Rèn luyệ n kĩ năng: Từ vị trí của kim loại suy ra cấu tạo và tính chất. • Dẫn ra được những phản ứng hoá học và thí nghiệm hoá học chứng minh cho những tính chất của kim loại. • Rèn luyện kĩ năng giải bài tập về kim loại. 3. Tình cảm, thái độ Biết được những tính chất quý giá của kim loại làm cho HS có ý thức bảo vệ và sử dụng tiết kiệm kim loại. B. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS • GV: − Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. − Chuẩn bị một số thí nghiệm minh hoạ cho tính khử của kim loại. − Dụng cụ: Ống nghiệm cỡ nhỏ, ống nhỏ giọt, đèn cồn,… 4 − Hoá chất: + Các kim loại: Al, Cu. Fe (đinh sắt sạch). + Các dung dịch: axit H 2 SO 4 loãng, H 2 SO 4 đặc, HNO 3 , CuSO 4 • HS: Xem trước nội dung bài học. C. TIẾN TRÌNH DẠY − HỌC Hoạt động của GV Hoạt động của HS A − KIM LOẠI Hoạt động 1 I. VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN GV chiếu bảng tuần hoàn lên màn hình (hoặc treo bảng tuần hoàn có tô màu các nguyên tố lên bảng) cho HS quan sát. GV hướng dẫn HS tìm ra vị trí của kim loại trong bảng: − Kim loại là các nguyên tố có tô màu vàng ở trong bảng tuần hoàn. − Phi kim là các nguyên tố có tô màu tím ở trong bảng tuần hoàn. Yêu cầu HS xác định vị trí của kim loại. GV bổ sung: Ngoài cách xác định ở trên thì kim loại nằm ở: − Khối nguyên tố s (trừ H, He) − Một số ở khối nguyên tố p − Toàn bộ khối nguyên tố d, f GV yêu cầu HS rút ra kết luận về vị trí của kim loại. HS: Quan sát, thảo luận cho kết quả: Vị trí kim loại gồm: − Nhóm IA đến VIA (Nhóm IA trừ H nhóm IIIA trừ B) và một phần nhóm IVA,VA, VIA. − Nhóm IB đến VIIIB. − Hai họ Lantan và Actini. HS thảo luận cho kết quả: − Kim loại chiếm đa số vị trí trong bảng tuần hoàn. − Kim loại nằm ở phía dưới bên trái của bảng tuần hoàn. 5 Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 2 II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ 1. Tính chất vật lí chung GV giới thiệu: Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim. Vậy thế nào là tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt, ánh kim và tại sao kim loại có các tính chất trên chúng ta sẽ nghiên cứu từng tính chất cụ thể. HS lắng nghe a) Tính dẻo GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết: − Thế nào là tính dẻo? − Giải thích. HS thảo luận nhận xét và cho kết quả: − Tính dẻo của vật liệu là tính bị biến dạng khi chịu áp lực bên ngoài hoặc nhiệt tác dụng và vẫn giữ được trạng thái biến dạng đó khi thôi tác dụng. − Giải thích: Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh th ể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không tách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau. •: Electron tự do ⊕ : Ion dương kim loại 6 Hoạt động của GV Hoạt động của HS GV bổ sung: Kim loại có tính dẻo lớn nhất là Ag sau đó là Al, Cu…. b) Tính dẫn điện GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết: − Thế nào là tính dẫn điện? − Giải thích. GV bổ sung: Kim loại dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe, Tính dẫn điện là tính chất của vật liệu khi gắn vào 2 đầu vật liệu một hiệu điện thế thì tạo thành dòng chuyển dời có hướng của electron từ cực âm sang c ực dương. Giải thích: Do trong kim loại có các electron tự do, chuyển động tự do trong mạng tinh thể, khi có hiệu điện thế lập tức các electron tự do chuyển động thành dòng có hướng tạo ra dòng điện. c) Tính dẫn nhiệt GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết: − Thế nào là tính dẫn nhiệt? − Giải thích. GV bổ sung: Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt. − Tính dẫn nhiệt là tính chất của vật liệu có thể truyền năng lượng (nhiệt) từ vị trí này đến vị trí khác. − Giải thích: Do kim loại có mặt các electron tự do trong mạng tinh thể . Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại. 7 Hoạt động của GV Hoạt động của HS d) Ánh kim GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết: − Thế nào là ánh kim? − Giải thích. GV hướng dẫn HS kết luận vấn đề: Nguyên nhân gây ra tính chất vật lí chung của kim loại? HS thảo luận cho kết quả: Ánh kim là ánh sáng thu được khi kim loại hấp thụ ánh sáng trắng và phản xạ ra ánh sáng có bước sóng đặc trưng cho từng kim loại Giải thích: Do các đám mây electron tự do trong tinh thể kim loại hấp thụ phả n xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi là ánh kim. HS nhận xét: Tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do có mặt trong tinh thể kim loại. 2. Tính chất riêng GV giới thiệu: Ngoài các tính chất trên kim loại còn có một số tính chất vật lí khác như: Tính cứng, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi. HS nghe giảng. a) Khối lượng riêng GV cho HS nghiên cứu SGK và yêu cầu HS cho biết sự biến đổi các tính chất: Tính cứng, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi. HS nghiên cứu SGK và nhận xét Khối lượng riêng của các kim loại khác nhau rõ rệt như: − Li (D = 0,5 gam/cm 3 ) là kim loại nhẹ nhất. − Os (D = 22,6 gam/cm 3 ) là kim loại nặng nhất. 8 Hoạt động của GV Hoạt động của HS b) Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy của kim loại dao động trong một khoảng rộng như: Kim loại có o nc t thấp nhất là Hg(−39 o C) Kim loại có o nc t cao nhất là W(3410 o C) c) Tính cứng Tính cứng của kim loại cũng rất khác nhau như: Cr là kim loại cứng nhất, kim loại kiềm thì rất mềm có thể dung dao để cắt. Hoạt động 3 II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI GV hướng dẫn HS rút ra tính chất hoá học cơ bản của kim loại: − Đặc điểm cấu tạo của nguyên tử kim loại (số electron hoá trị). − Dự đoán xu hướng của kim loại để có được cấu hình bền của khí hiếm. − Suy ra tính chất chung của kim loại. HS thảo luận nhận xét cho kết quả sau: − Kim loại thường có ít electron (1−3e) ở lớp ngoài cùng. − Xu hướng cho electron để đạt được cấu hình bền. − Tính chất chung của kim loại là tính khử. n MMne + ⎯ ⎯→+ Hoạt động 4 1. Tác dụng với phi kim GV giới thiệu: Kim loại có thể tác dụng với nhiều phi kim ở nhiệt độ cao. Yêu cầu HS cho biết sản phẩm, lấy ví dụ minh hoạ. HS thảo luận cho kết quả: Kim loại tác dụng với phi kim tạo thành muối (trừ oxi) Ví dụ: 2Fe + 3Cl 2 0 t ⎯ ⎯→ 2FeCl 3 2Al + 3O 2 0 t ⎯ ⎯→ 2Al 2 O 3 Fe + S 0 t ⎯ ⎯→ FeS 9 Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 5 2. Tác dụng với dung dịch axit a) Đối với dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng GV nêu vấn đề: Các dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng có tính oxi hoá. Nhưng tại sao chỉ tác dụng được với các kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động? Sản phẩm phản ứng thu được là gì? GV hướng dẫn HS Giải quyết vấn đề, Viết các phương trình hoá học minh hoạ GV bổ sung: Các kim loại đa hoá trị thường bị oxi hoá lên số oxi hoá trung bình như: Fe, Cr… Fe → Fe +2 HS thảo luận để giải quyết vấn đề: Các phân tử axit HCl, H 2 SO 4 loãng có tính oxi hoá do ion H + trong phân tử axit thể hiện nên chỉ tác dụng với các kim loại có tính khử mạnh hơn hiđro. Sản phẩm phản ứng là muối và H 2 . Phương trình hoá học phản ứng: Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 ↑ Zn + H 2 SO 4 0 t ⎯ ⎯→ ZnSO 4 + H 2 ↑ b) Đối với, H 2 SO 4 (đặc,nóng), HNO 3 GV đặt vấn đề: Tại sao HNO 3 , H 2 SO 4 đặc lại tác dụng được với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) Trong khi axit HCl, H 2 SO 4 loãng không có được tính chất như vậy? GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề. − Số oxi hoá của các nguyên tố trong phân tử axit HNO 3 , H 2 SO 4 . HS thảo luận để giải quyết vấn đề dưới sự hướng dẫn của GV: − Số oxi hoá: 162 2 4 HSO + +− , 152 3 HNO + +− 10 Hoạt động của GV Hoạt động của HS − Khả năng oxi hoá của các nguyên tố. − Sản phẩm của phản ứng. − Viết các phương trình phản ứng minh hoạ. GV nhận xét và bổ sung: − Tuỳ vào điều kiện phản ứng mà cho ra các sản phẩm khử khác nhau. − Thường các kim loại bị oxi hoá lên số oxi hoá cao. − Axit HNO 3 và H 2 SO 4 đặc, nguội làm thụ động hoá Al, Fe, Cr… − Khả năng oxi hoá chỉ có 156 H,N, S + ++ nhưng để oxi hoá được các kim loại yếu như: Cu, Ag… thì chỉ có thể là 56 N, S + + . − Sản phẩm của sự oxi hoá. 6 S + là: SO 2 , S, H 2 S 5 N + là: NO 2 , NO, N 2 O, N 2 , NH 4 NO 3 . − Phương trình hoá học: 3Cu + 8HNO 3 → 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO ↑ + 4H 2 O 2Ag + 2H 2 SO 4 o t ⎯ ⎯→ Ag 2 SO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2 O Fe+6HNO 3đặc o t ⎯ ⎯→ Fe(NO 3 ) 3 + 3NO 2 ↑ + 3H 2 O Hoạt động 6 3. Tác dụng với dung dịch muối GV làm thí nghiệm: Ngâm 1 thanh sắt đã (cạo sạch gỉ) vào dung dịch CuSO 4 loãng sau 1 thời gian, cho HS quan sát và yêu cầu. HS quan sát và nhận xét [...]... ca Na, HS ghi bi theo kiu ca Fe Cú th xột nh sau: Cỏc kim loi nhúm IA, IIA (tr Be, Mg) cú tớnh kh mnh tỏc dng vi nc nhit thng to ra baz tan v hiro Cỏc kim loi cú tớnh kh yu hn tỏc dng vi nc nhit cao to ra oxit kim loi v hiro 12 Hot ng ca GV Hot ng ca HS Cỏc kim loi cú tớnh kh rt yu nh Ag, Au, Pt thỡ khụng cỏc dng c vi nc B HP KIM Hot ng 8 I NH NGHA GV chiu lờn mn hỡnh tranh nh hoc HS quan sỏt... thiu v Thộp khụng g (thộp inox): nhng ng dng ca hp kim Fe(74%)Ni(8%)Cr(18%): Ch to dng c y t, nh bp Thộp Mn rt bn, chu c va p mnh, dựng ch to ng ray xe la, mỏy nghin ỏ Thộp WMoCr rt cng dự nhit cao, dựng ch to li dao ct gt kim loi cho mỏy tin, mỏy phay uyra hp kim Al(95%), Cu(4%), MnMgSi(1%) uyra nh gn nh nhụm nhng li rt cng, cng gp 4 ln nhụm tc gn bng thộp m li nh bng 1/3 thộp uyra bn Dựng... kim Th in cc chun: l giỏ tr ca loi in cc chun ca kim loi so vi in 0 cc hiro 25 C, n v V(vụn) Nguyờn tc sp xp cỏc cp oxi hoỏ Nguyờn tc sp xp: Giỏ tr th in kh cc chun ca cỏc kim loi c sp xp t thp n cao thỡ c dóy th in cc chun ca kim loi GV chiu lờn mn hỡnh dóy th in HS ghi bi cc chun ca kim loi cho HS quan sỏt + v b sung: Cp H /H2 l cp a vo so sỏnh ngoi ra cũn cú cp 3+ 2+ Fe /Fe nm gia cp Cu v Ag . chế tạo máy bay, ô tô. Hoạt động 11 CŨNG CỐ BÀI VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ GV chiếu các bài tập sau lên màn hình cho HS thảo luận cũng cố nội dung bài học: Câu 1. Kim loại nào trong các kim loại. axit H 2 SO 4 loãng, H 2 SO 4 đặc, HNO 3 , CuSO 4 • HS: Xem trước nội dung bài học. C. TIẾN TRÌNH DẠY − HỌC Hoạt động của GV Hoạt động của HS A − KIM LOẠI Hoạt động 1 I. VỊ TRÍ. đổi với CuSO 4 tạo thành kết tủa Cu(OH) 2 CuSO 4 +2NaOH → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 Kết luận: Tuỳ vào bản chất kim loại mà sản phẩm tạo ra là khác nhau. HS ghi bài. 12 Hoạt động của