Chào các em học sinh yêu quý! Hôm nay, thầy/cô sẽ cùng các em giải một bài tập nhỏ nhưng rất quan trọng, giúp chúng ta ôn lại kiến thức về tính chất hóa học của các nguyên tố và hợp chất với oxi, đặc biệt là ở điều kiện thường nhé.

Đề bài: Cặp chất nào sau đây không tác dụng với oxi ở điều kiện thường?

a. Fe, Cu

b. Ag, Pt

c. P, S

d. C, H₂

Đây là một câu hỏi trắc nghiệm đòi hỏi chúng ta phải nắm vững tính chất hóa học của từng chất khi tiếp xúc với oxi (không khí) ở điều kiện nhiệt độ phòng. Chúng ta sẽ cùng nhau phân tích từng lựa chọn một nhé.

Lời giải chi tiết:

Để xác định cặp chất nào không tác dụng với oxi ở điều kiện thường, chúng ta cần xem xét tính chất của từng chất trong mỗi cặp.

Bước 1: Phân tích lựa chọn a. Fe, Cu

• Sắt (Fe): Các em đều biết rằng sắt là kim loại dễ bị gỉ sét trong không khí ẩm. Quá trình gỉ sét chính là quá trình sắt tác dụng với oxi (và hơi nước) ở điều kiện thường tạo thành các oxit sắt ngậm nước (ví dụ, Fe₂O₃.nH₂O). Phản ứng này diễn ra chậm nhưng rõ rệt.
• Đồng (Cu): Đồng cũng là một kim loại bị oxi hóa chậm trong không khí ở điều kiện thường, tạo thành lớp oxit đồng (thường là Cu₂O hoặc CuO, hoặc hỗn hợp phức tạp tạo nên lớp gỉ xanh trên bề mặt). Chúng ta thường thấy các vật dụng bằng đồng cũ bị xỉn màu theo thời gian.

Kết luận: Cả Fe và Cu đều tác dụng với oxi ở điều kiện thường (dù chậm). Vậy, lựa chọn a là sai.

Bước 2: Phân tích lựa chọn b. Ag, Pt

• Bạc (Ag): Bạc là một kim loại quý. Ở điều kiện thường, bạc rất bền trong không khí khô và không bị oxi hóa bởi oxi. Bạc thường bị xỉn màu là do tác dụng với các hợp chất chứa lưu huỳnh (ví dụ H₂S) có trong không khí, tạo thành bạc sunfua (Ag₂S) màu đen.
• Bạch kim (Pt): Bạch kim là kim loại quý hiếm nhất và kém hoạt động hóa học nhất trong các kim loại thường gặp. Bạch kim hoàn toàn không tác dụng với oxi ở điều kiện thường, ngay cả ở nhiệt độ cao cũng rất khó phản ứng. Đây là lý do nó được dùng làm đồ trang sức cao cấp và xúc tác.

Kết luận: Cả Ag và Pt đều không tác dụng với oxi ở điều kiện thường. Vậy, lựa chọn b là một ứng viên sáng giá.

Bước 3: Phân tích lựa chọn c. P, S

• Photpho (P): Đặc biệt là photpho trắng (P₄), là chất rắn rất hoạt động hóa học. Nó tự bốc cháy trong không khí (tức là tác dụng với oxi) ở điều kiện thường, phát ra ánh sáng xanh lục nhạt. Các em có thể đã học về hiện tượng “ma trơi” liên quan đến P.
• Lưu huỳnh (S): Lưu huỳnh không tác dụng với oxi ở điều kiện thường. Tuy nhiên, khi được đun nóng, lưu huỳnh cháy trong không khí với ngọn lửa xanh tạo thành lưu huỳnh đioxit (SO₂).

Kết luận: Photpho (P) tác dụng rất mạnh với oxi ở điều kiện thường. Vậy, lựa chọn c là sai.

Bước 4: Phân tích lựa chọn d. C, H₂

• Cacbon (C): Cacbon không tác dụng với oxi ở điều kiện thường. Các em biết than (cacbon) chỉ cháy khi được đốt nóng đến nhiệt độ cao.
• Hiđro (H₂): Hiđro và oxi có thể hỗn hợp với nhau ở điều kiện thường mà không phản ứng. Tuy nhiên, hỗn hợp này sẽ nổ mạnh khi có mồi lửa (tia lửa điện) hoặc xúc tác, tạo thành nước. Điều kiện “tác dụng ở điều kiện thường” thường ám chỉ phản ứng tự diễn ra mà không cần cung cấp năng lượng kích hoạt ban đầu đáng kể (như mồi lửa). Vì vậy, Hiđro được xem là không tác dụng với oxi ở điều kiện thường nếu không có yếu tố kích thích.

Kết luận: Cacbon không tác dụng với oxi ở điều kiện thường. Hiđro cũng không tác dụng ở điều kiện thường nếu không có mồi lửa. Tuy nhiên, so với cặp Ag, Pt là các kim loại quý, hoàn toàn trơ với oxi ở điều kiện thường, thì Ag, Pt là lựa chọn chính xác hơn về mặt tính trơ hóa học. Phản ứng H₂ + O₂ dù cần mồi lửa, nhưng một khi đã phản ứng thì rất mãnh liệt, cho thấy khả năng phản ứng. Trong khi đó, Ag và Pt thì gần như không phản ứng.

Bước 5: So sánh và đưa ra đáp án cuối cùng

Qua phân tích, chúng ta thấy rõ ràng rằng bạc (Ag) và bạch kim (Pt) là hai kim loại thuộc nhóm kim loại quý, có tính trơ hóa học rất cao, và đặc biệt là không tác dụng với oxi ở điều kiện thường. Các lựa chọn khác đều có ít nhất một chất (hoặc cả hai chất) tác dụng với oxi ở điều kiện thường hoặc có tiềm năng phản ứng mạnh mẽ khi được kích hoạt nhẹ.

Vậy, đáp án đúng là B. Ag, Pt.

Giải thích thêm:

Khi nói “tác dụng với oxi ở điều kiện thường”, chúng ta thường hiểu là phản ứng có thể tự diễn ra hoặc diễn ra chậm nhưng có thể quan sát được mà không cần cung cấp thêm năng lượng (như đun nóng, mồi lửa) từ bên ngoài một cách đáng kể. Các kim loại quý như Ag, Pt có năng lượng ion hóa cao, ái lực electron thấp, và liên kết kim loại mạnh, khiến chúng rất khó bị oxi hóa.

Hy vọng qua bài giải này, các em đã củng cố thêm kiến thức về tính chất hóa học của các nguyên tố nhé! Chúc các em học tốt!