Giải Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo Bài 17: Dãy hoạt động hoá học của kim loại. Một số phương pháp tách kim loại

Bài 17: Dãy hoạt động hóa học của kim loại - Một số phương pháp tách kim loại
1. Xây dựng dãy hoạt động hóa học của kim loại
2. Ý nghĩa của dãy hoạt động hóa học của kim loại
3. Tách một số kim loại có nhiều ứng dụng
Mở đầu trang 77 Bài 17 KHTN 9: Trong cuộc sống, ta thường thấy những kim loại
như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ sáng bóng khi để lâu trong không khí. Ngược lại,
những đồng tiền vàng vẫn giữ sáng bóng. Vì sao lại có hiện tượng đó? Trả lời:
Trong cuộc sống, ta thường thấy những kim loại như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ
sáng bóng khi để lâu trong không khí. Ngược lại, những đồng tiền vàng vẫn giữ sáng bóng.
Có hiện này bởi vì các kim loại khác nhau hoạt động hóa học khác nhau. Sắt, đồng
phản ứng được với các tác nhân có trong không khí (như oxygen, hơi nước …) nên
bị gỉ sét; vàng bền với các tác nhân có trong không khí nên để lâu vẫn sáng bóng.
1. Xây dựng dãy hoạt động hóa học của kim loại
Câu hỏi thảo luận 1 trang 77 KHTN 9: Kim loại sodium và magnesium phản ứng với
nước có hiện tượng giống nhau không? Trả lời:
Kim loại sodium và magnesium phản ứng với nước có hiện tượng không giống nhau.
+ Kim loại sodium phản ứng mạnh với nước ở ngay điều kiện thường.
+ Kim loại magnesium hầu như không phản ứng với nước ở điều kiện thường,
phản ứng chậm với nước nóng và phản ứng mạnh với hơi nước nóng.
Câu hỏi thảo luận 2 trang 77 KHTN 9: Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Na và Mg. Trả lời:
Kim loại Na hoạt động hoá học mạnh hơn kim loại Mg.
Vận dụng trang 78 KHTN 9: Giải thích vì sao trong phòng thí nghiệm, kim loại
sodium, potassium được bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hoả. Trả lời:
Do kim loại sodium, potassium hoạt động mạnh, dễ dàng phản ứng với các tác
nhân (oxygen, hơi nước …) có trong không khí. Do đó, để bảo quản cần ngâm chúng vào trong dầu hoả.
Câu hỏi thảo luận 3 trang 78 KHTN 9: Tiến hành Thí nghiệm 1 và nêu hiện tượng
quan sát được. Viết phương trình hóa học của các phản ứng. Trả lời:
- Học sinh tiến hành thí nghiệm theo các bước:
+ Bước 1: Cố định 3 ống nghiệm trên giá ống nghiệm, đánh số thứ tự 3 ống nghiệm.
+ Bước 2: Thêm vào lần lượt mỗi ống nghiệm 2 mL dung dịch HCl.
+ Bước 3: Cho vào ống nghiệm (1) một mảnh magnesium, ống nghiệm (2) một đinh
sắt và ống nghiệm (3) một mảnh đồng phoi bào. - Hiện tượng:
+ Ống nghiệm 1: Phản ứng xảy ra mãnh liệt. Mảnh Mg tan dần, có khí thoát ra mạnh.
+ Ống nghiệm 2: Có phản ứng xảy ra, phản ứng êm dịu hơn so với ở ống nghiệm
1. Đinh sắt tan dần, có khí thoát ra.
+ Ống nghiệm 3: Không có hiện tượng gì xuất hiện. - Phương trình hoá học:
+ Ống nghiệm 1: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2.
+ Ống nghiệm 2: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
Câu hỏi thảo luận 4 trang 78 KHTN 9: Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Fe, Cu, Mg. Trả lời:
Mức độ hoạt động hoá học của các kim loại giảm dần theo thứ tự: Mg, Fe, Cu.
Câu hỏi củng cố trang 78 KHTN 9: Khí nào sinh ra khi kim loại phản ứng với dung
dịch HCl? Nêu ví dụ minh hoạ và viết phương trình hoá học của phản ứng. Trả lời:
Khí hydrogen sinh ra khi kim loại phản ứng với dung dịch HCl.
Ví dụ: Cho kim loại Zn phản ứng với dung dịch HCl sinh ra muối chloride và giải phóng khí hydrogen. Phương trình hoá học: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Câu hỏi thảo luận 5 trang 78 KHTN 9: Tiến hành Thí nghiệm 2 và và nêu hiện
tượng quan sát được. Viết phương trình hoá học của các phản ứng. Trả lời:
- Học sinh tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
+ Cố định 2 ống nghiệm trên giá để ống nghiệm, đánh số thứ tự 2 ống nghiệm.
+ Cho vào ống nghiệm (1) 2mL dung dịch ZnSO4 và ống nghiệm (2) 2 mL dung dịch AgNO3.
+ Nhúng vào mỗi ống nghiệm một đoạn dây đồng, quan sát hiện tượng. - Hiện tượng:
+ Ống nghiệm 1: Không có hiện tượng gì xuất hiện.
+ Ống nghiệm 2: Có lớp kim loại trắng sáng bám ngoài dây đồng; dung dịch chuyển
từ không màu sang màu xanh. - Phương trình hoá học:
Cu + ZnSO4 → không phản ứng Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
Câu hỏi thảo luận 6 trang 78 KHTN 9: Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Cu, Zn, Ag. Trả lời:
+ Cu không phản ứng với ZnSO4 ⇒ Cu hoạt động hoá học kém hơn Zn.
+ Cu đẩy được Ag ra khỏi muối ⇒ Cu hoạt động hoá học mạnh hơn Ag.
Mức độ hoạt động hoá học của các kim loại giảm dần theo thứ tự: Zn, Cu, Ag.
2. Ý nghĩa của dãy hoạt động hóa học của kim loại
Câu hỏi củng cố trang 79 KHTN 9: Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau: a) Ca + H2O → b) Fe + HCl → c) Zn + CuSO4 → Trả lời: a) Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2; b) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2; c) Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu.
3. Tách một số kim loại có nhiều ứng dụng
Câu hỏi thảo luận 7 trang 79 KHTN 9: Trong công nghiệp, phương pháp nào được
sử dụng để sản xuất nhôm? Nguyên liệu để sản xuất nhôm là gì? Trả lời:
- Trong công nghiệp, phương pháp điện phân nóng chảy được sử dụng để sản xuất nhôm.
- Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng bauxite (thành phần chủ yếu là aluminium oxide).
Câu hỏi thảo luận 8 trang 80 KHTN 9: Người ta đã dùng phương pháp nào để tách
Zn từ zinc sulfide? Viết phương trình hoá học xảy ra. Trả lời:
- Người ta dùng phương pháp nhiệt luyện để tách Zn từ zinc sulfide. - Phương trình hóa học:
+ Nung nóng quặng sphalerite (thành phần chính là ZnS) ở nhiệt độ cao với luồng
không khí trong lò để chuyển thành zinc oxide theo phương trình hóa học: 2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
+ Cho ZnO phản ứng với C ở nhiệt độ cao thu được kẽm (Zn): ZnO + C Zn + CO
Vận dụng trang 80 KHTN 9: Hãy giải thích vì sao vàng, đồng, sắt được con người
biết đến và sử dụng trước nhôm hàng nghìn năm. Trả lời:
Nhôm là kim loại hoạt động hoá học mạnh nên trong tự nhiên không tồn tại nhôm
dưới dạng đơn chất, ngoài ra, rất khó để điều chế nhôm đơn chất từ quặng nhôm.
Đến khi con người tìm ra phương pháp điện phân nóng chảy thì nhôm đơn chất
mới được tạo ra và đưa vào sử dụng.
Trong khi đó, vàng là kim loại hoạt động hoá học yếu, nên có thể tìm thấy trong tự
nhiên ở dạng đơn chất; còn sắt và đồng có thể điều chế dạng đơn chất từ quặng dễ
dàng hơn nhôm nhiều do đó vàng, đồng, sắt được con người biết đến và sử dụng
trước nhôm hàng nghìn năm.