Chào các em học sinh thân mến! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau phân tích và giải một bài tập vận dụng kiến thức về tính chất hóa học của kim loại. Đây là một dạng bài rất hay, giúp các em củng cố kiến thức về dãy hoạt động hóa học và các phản ứng đặc trưng.

Chúng ta sẽ cùng xem xét từng kim loại được cho: Mg, Al, Zn, Fe, để xác định xem kim loại nào có thể tác dụng được với cả ba dung dịch: H₂SO₄ loãng, CuSO₄ và H₂SO₄ (đặc, nguội).

Để làm tốt bài tập này, các em cần nhớ lại các kiến thức trọng tâm sau:

• Tính chất hóa học của kim loại với axit loãng: Kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học sẽ tác dụng với axit loãng (HCl, H₂SO₄ loãng) giải phóng khí H₂.
• Tính chất hóa học của kim loại với dung dịch muối: Kim loại mạnh hơn sẽ đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của nó.
• Tính chất hóa học của kim loại với H₂SO₄ đặc, nóng/nguội:
  • H₂SO₄ đặc, nóng có tính oxi hóa rất mạnh, tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Au, Pt) và không giải phóng H₂.
  • H₂SO₄ đặc, nguội lại gây ra hiện tượng thụ động hóa (không phản ứng) với một số kim loại như Al, Fe, Cr. Các kim loại khác vẫn có thể phản ứng.

Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt xét từng kim loại nhé!

1. Kim loại Magie (Mg)

• Với dung dịch H₂SO₄ loãng:
  
  Mg là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học, nên Mg tác dụng được với H₂SO₄ loãng.
  
  Phương trình hóa học: Mg + H₂SO₄ (loãng) → MgSO₄ + H₂↑
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch CuSO₄:
  
  Mg là kim loại mạnh hơn Cu (Mg đứng trước Cu trong dãy hoạt động hóa học), nên Mg sẽ đẩy Cu ra khỏi muối CuSO₄.
  
  Phương trình hóa học: Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu↓
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch H₂SO₄ (đặc, nguội):
  
  Mg là kim loại hoạt động mạnh và không bị thụ động hóa bởi H₂SO₄ đặc, nguội. Do đó, Mg sẽ phản ứng với H₂SO₄ đặc, nguội.
  
  Phương trình hóa học (sản phẩm khử thường là SO₂): Mg + 2H₂SO₄ (đặc, nguội) → MgSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
  
  => Có phản ứng.

Kết luận cho Mg: Mg tác dụng được với cả ba dung dịch H₂SO₄ loãng, CuSO₄ và H₂SO₄ (đặc, nguội).

2. Kim loại Nhôm (Al)

• Với dung dịch H₂SO₄ loãng:
  
  Al là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học, nên Al tác dụng được với H₂SO₄ loãng.
  
  Phương trình hóa học: 2Al + 3H₂SO₄ (loãng) → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch CuSO₄:
  
  Al là kim loại mạnh hơn Cu, nên Al sẽ đẩy Cu ra khỏi muối CuSO₄.
  
  Phương trình hóa học: 2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu↓
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch H₂SO₄ (đặc, nguội):
  
  Al là một trong các kim loại (cùng với Fe, Cr) bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc, nguội. Nghĩa là, một lớp màng oxit bền vững bảo vệ bề mặt kim loại, ngăn không cho kim loại tiếp tục phản ứng.
  
  => Không có phản ứng.

Kết luận cho Al: Al không tác dụng được với H₂SO₄ (đặc, nguội).

3. Kim loại Kẽm (Zn)

• Với dung dịch H₂SO₄ loãng:
  
  Zn là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học, nên Zn tác dụng được với H₂SO₄ loãng.
  
  Phương trình hóa học: Zn + H₂SO₄ (loãng) → ZnSO₄ + H₂↑
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch CuSO₄:
  
  Zn là kim loại mạnh hơn Cu, nên Zn sẽ đẩy Cu ra khỏi muối CuSO₄.
  
  Phương trình hóa học: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu↓
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch H₂SO₄ (đặc, nguội):
  
  Zn là kim loại hoạt động mạnh và không bị thụ động hóa bởi H₂SO₄ đặc, nguội. Do đó, Zn sẽ phản ứng với H₂SO₄ đặc, nguội.
  
  Phương trình hóa học (sản phẩm khử thường là SO₂): Zn + 2H₂SO₄ (đặc, nguội) → ZnSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
  
  => Có phản ứng.

Kết luận cho Zn: Zn tác dụng được với cả ba dung dịch H₂SO₄ loãng, CuSO₄ và H₂SO₄ (đặc, nguội).

4. Kim loại Sắt (Fe)

• Với dung dịch H₂SO₄ loãng:
  
  Fe là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học, nên Fe tác dụng được với H₂SO₄ loãng.
  
  Phương trình hóa học: Fe + H₂SO₄ (loãng) → FeSO₄ + H₂↑
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch CuSO₄:
  
  Fe là kim loại mạnh hơn Cu, nên Fe sẽ đẩy Cu ra khỏi muối CuSO₄.
  
  Phương trình hóa học: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓
  
  => Có phản ứng.
• Với dung dịch H₂SO₄ (đặc, nguội):
  
  Fe là một trong các kim loại (cùng với Al, Cr) bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc, nguội. Nghĩa là, một lớp màng oxit bền vững bảo vệ bề mặt kim loại, ngăn không cho kim loại tiếp tục phản ứng.
  
  => Không có phản ứng.

Kết luận cho Fe: Fe không tác dụng được với H₂SO₄ (đặc, nguội).

TỔNG KẾT:

Sau khi phân tích chi tiết từng kim loại, chúng ta thấy rằng:

• Mg tác dụng được với cả ba dung dịch.
• Al không tác dụng được với H₂SO₄ đặc, nguội.
• Zn tác dụng được với cả ba dung dịch.
• Fe không tác dụng được với H₂SO₄ đặc, nguội.

Vậy, có 2 kim loại trong số các kim loại đã cho tác dụng được với cả ba dung dịch H₂SO₄ loãng, CuSO₄ và H₂SO₄ (đặc, nguội) là Magie (Mg) và Kẽm (Zn).

Hy vọng qua phần giải thích chi tiết này, các em đã nắm vững hơn kiến thức về tính chất hóa học của kim loại. Hãy luôn ôn tập kỹ các trường hợp đặc biệt nhé! Chúc các em học tốt!