Mở đầu
Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử: kim loại nhường electron. Tuy vậy, sản phẩm còn phụ thuộc chất nhận electron và điều kiện phản ứng, đặc biệt khi so acid loãng với acid oxi hóa.
Tác dụng với phi kim
$$2\mathrm{Na+Cl_2\rightarrow2NaCl},$$
$$2\mathrm{Fe+3Cl_2\rightarrow2FeCl_3},$$
$$\mathrm{Fe+S\xrightarrow{t^\circ}FeS}.$$
Cùng kim loại nhưng phi kim và lượng chất khác có thể cho số oxi hóa khác. Ví dụ chlorine oxi hóa Fe lên +3 trong phản ứng trực tiếp nêu trên, còn acid HCl thường tạo Fe²⁺.
Kiểm tra nhanh
Trong phản ứng Fe + S → FeS, Fe đóng vai trò gì?
Fe không nhận electron.
Fe tăng số oxi hóa từ 0 lên +2 và nhường electron.
Không có chuyển proton.
Fe bị tiêu thụ.
Lời giải
**Cách làm**
Fe bị oxi hóa thành Fe²⁺ nên là chất khử; S bị khử từ 0 xuống −2.
Tác dụng với nước
Kim loại kiềm phản ứng mạnh với nước lạnh:
$$2\mathrm{Na+2H_2O\rightarrow2NaOH+H_2}.$$
Ca cũng phản ứng với nước lạnh; Mg phản ứng chậm với nước lạnh nhưng mạnh hơn với hơi nước/nước nóng tùy điều kiện. Al có tính khử mạnh nhưng thường được màng oxide bảo vệ.
Không thử kim loại hoạt động với nước ngoài điều kiện chuyên môn vì phản ứng tỏa nhiệt và H₂ dễ cháy nổ.
Tác dụng với acid
Kim loại đứng trước H phản ứng với acid không oxi hóa như HCl loãng, H₂SO₄ loãng tạo H₂:
$$\mathrm{Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2}.$$
Với H₂SO₄ đặc, nóng, sulfur trong acid đóng vai trò chất oxi hóa và thường không tạo H₂. Ví dụ:
$$\mathrm{Cu+2H_2SO_4\rightarrow CuSO_4+SO_2+2H_2O}.$$
Al, Fe, Cr bị thụ động trong HNO₃ đặc nguội hoặc H₂SO₄ đặc nguội. Vì vậy không dùng một quy tắc sản phẩm cho mọi acid và mọi nồng độ.
Ví dụ mẫu
Cho Fe phản ứng với HCl loãng dư: Fe nhường hai electron tạo Fe²⁺, hai H⁺ nhận electron tạo H₂. Tỉ lệ n Fe : n H₂ = 1 : 1.
> **Dễ nhầm:** Thay Fe bằng Cu và thay thuốc thử bằng H₂SO₄ đặc nóng, khí theo phương trình tiêu biểu là SO₂. Không giữ tỉ lệ với H₂ của bài trước khi thuốc thử và sản phẩm đã đổi.
Luyện tập
Sản phẩm khí khi Zn phản ứng HCl loãng là gì?
Cl⁻ không bị oxi hóa trong phản ứng này.
$\mathrm{Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2}$.
Không có quá trình tạo O₂.
Hệ không chứa nitrate.
Lời giải
**Cách làm**
Zn đứng trước H và khử H⁺ thành H₂ trong acid HCl loãng.
Ghi nhớ
- Kim loại thường là chất khử.
- Với nước/acid, phải xét độ hoạt động, màng bảo vệ, acid có oxi hóa hay không, nồng độ và nhiệt độ trước khi viết sản phẩm.
Đang học