1.Kim loại kiềm Tính chất hóa học: Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa nhỏ, vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh. Tính khử tăng dần từ liti đến xesi.MàM++1e. Trong hợp chất, các kim loại kiềm có số oxi hóa+1. +Tác dụng với pk a/ Với O2 2Na + O2(khô)→Na2O2 4Na+O2(kk)→2Na2O b/ Với Cl2 2K + Cl2→2KCl +. Tác dụng với axit 2Na+2HCl→2NaCl+H2 ; 2Na+H2SO4→Na2SO4+H2 + Tác dụng với H2O 2K+2H2O→2KOH+H2 Na nóng chảy và chạy trên mặt nước, K bùn cháy, Rb&Cs pư mãnh liệt. KLK tác dụng dễ dàng với H2O nên người ta bảo quản nó trong dầu hỏa. 2.kim loại kiềm thổTính chất hoá học: Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa tương đối nhỏ, vì vậy Kim lo ại ki ềm thổ có tính khử manh.Tính khử tăng dần từ Be đến Ba: M→M2+ +2e. Trong các hợp chất , klk thổ có số oxh là +2. +Tác dụng với phi kim: VD: 2Mg + O2 →2MgO Show
- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố: beri (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba). Trong mỗi chu kì, nguyên tố kim loại kiềm thổ đứng sau nguyên tố kim loại kiềm. - Cấu hình electron: Kim loại kiềm thổ là những nguyên tố s. Lớp ngoài cùng của nguyên tử có 2e ở phân lớp ns2. - Số oxi hoá : Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm thổ có số oxi hoá là +2. Một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm thổ Nguyên tố Be Mg Ca Sr Ba Cấu hình electron [He]2s2 [Ne]3s2 [Ar]4s2 [Kr]5s2 [Xe]6s2 Bán kính nguyên tử (nm) 0,11 0,16 0,20 0,21 0,22 Năng lượng ion hoá I2 (kJ/mol) 1800 1450 1150 1060 970 Độ âm điện 1,57 1,31 1,00 0,95 0,89 Mạng tinh thể Lục phương Lập phương tâm diện Lập phương tâm khối II. Tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp (trừ beri). - Độ cứng tuy có cao hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp. - Khối lượng riêng tương đối nhỏ, chúng là những kim loại nhẹ hơn nhôm (trừ bari). Giải thích: Tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ biến đổi không đều do cấu tạo mạng tinh thể khác nhau. III. Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ- Các kim loại kiềm thổ đều có tính khử mạnh, nhưng yếu hơn so với kim loại kiềm. - Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba. 1. Kim loại kiềm thổ tác dụng với phi kim- Khi đốt nóng, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy trong không khí tạo ra oxit. Ví dụ: 2Mg + O2 2MgO - Tác dụng với halogen tạo muối halogenua. Ví dụ: Ca + Cl2 CaCl2 2. Kim loại kiềm thổ tác dụng với axit- Các kim loại kiềm thổ khử manh ion H+ trong các dung dịch axit (H2SO4 loãng, HCl) thành khí hiđro: Ví dụ: Ca + 2HCl → CaCl2 + H2 3. Kim loại kiềm thổ tác dụng với nước- Ca, Sr, Ba tác dụng mạnh với H2O ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ. Ví dụ: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 IV. Ứng dụng và điều chế kim loại kiềm thổ1. Ứng dụng của kim loại kiềm thổ- Kim loại Be được dùng làm chất phụ gia để chế tạo những hợp kim có tính đàn hồi cao, bền chắc, không bị ăn mòn. - Kim loại Mg có nhiều ứng dụng hơn cả. Nó được dùng để chế tạo những hợp kim có đặc tính cứng, nhẹ, bền. Những hợp kim này được dùng để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô,... - Kim loại Ca dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép. Canxi còn được dùng để làm khô một số hợp chất hữu cơ. 2. Điều chế kim loại kiềm thổ- Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại ở dạng ion M2+ trong các hợp chất. - Phương pháp cơ bản điều chế kim loại kiềm thổ là điện phân muối nóng chảy của chúng. Ví dụ: MgCl2 Mg + Cl2 B. Một số hợp chất quan trọng của canxiI. Canxi hiđroxit Ca(OH)2 (vôi tôi)- Canxi hiđroxit là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước. - Dung dịch canxi hiđroxit (nước vôi trong) là một bazơ mạnh: Ca(OH)2 → Ca2+ (dd) + 2OH– (dd) - Dung dịch canxit hiđroxit có những tính chất chung của một bazơ mạnh (tác dụng với oxit axit, axit, muối). - Ca(OH)2 là 1 bazơ mạnh lại rẻ tiền nên được sử dụng rộng rãi: xây nhà, khử chua đất trồng trọt, sản xuất clorua vôi dùng để tẩy trắng và khử trùng. II. Canxi cacbonat CaCO3 (đá vôi)- Canxi cacbonat là chất rắn màu trắng, không tan trong nước. - Canxi cacbonat là muối của axit yếu nên tác dụng được với nhiều axit hữu cơ và vô cơ giải phóng khí cacbon đioxit : CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 CaCO3 + 2CH3COOH → Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2 - Canxi cacbonat tan dần trong nước có chứa khí cacbon đioxit, tạo ra muối tan là canxi hiđrocacbonat CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 Phản ứng chiều thuận (1) giải thích sự xâm thực của nước mưa (có chứa CO2) đối với đá vôi. Phản ứng chiều nghịch (2) giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động núi đá vôi, sự tạo thành lớp cặn canxi cacbonat (CaCO3) trong ấm đun nước, phích đựng nước nóng,... Sự tạo thành thạch nhũ trong hang động. (nguồn internet) - Khi đun nóng ở nhiệt độ cao, CaCO3 bị phân hủy: CaCO3 (đá vôi) CaO (vôi sống) + CO2 III. Canxi sunfat CaSO4Canxi sunfat là chất rắn, màu trắng, tan ít trong nước. Tuỳ theo lượng nước kết tinh trong muối canxi sunfat, ta có 3 loại : CaSO4.2H2O có trong tự nhiên là thạch cao sống, bền ở nhiệt độ thường. Thạch cao sống dùng để sản xuất xi măng. CaSO4.H2O (hoặc CaSO4.0,5H2O) là thạch cao nung, thạch cao nung thường được đúc tượng, đúc các mẫu chi tiết tinh vi dùng trang trí nội thất, làm phấn viết bảng, bó bột khi gãy xương CaSO4 có tên là thạch cao khan, thạch cao khan không tan và không tác dụng với nước. C. Nước cứngI. Nước cứng- Nước có vai trò cực kì quan trọng đối với đời sống con người và hầu hết các ngành sản xuất, chăn nuôi, trồng trọt. Nước thường dùng là nước tự nhiên, được lấy từ sông, suối, hồ, nước ngầm. Nước này có hoà tan một số muối, như Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2. Vì vậy nước trong tự nhiên có các cation Ca2+, Mg2+. Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm. II. Phân loại nước cứngCăn cứ vào thành phần của anion gốc axit có trong nước cứng, người ta phân thành 3 loại: Nước có tính cứng tạm thời, nước có tính cứng vĩnh cửu và nước có tính cứng toàn phần. - Nước có tính cứng tạm thời là nước cứng do các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 gây ra. - Nước có tính cứng vĩnh cửu là nước cứng do các muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 gây ra. - Nước có tính cứng toàn phần là nước có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu. III. Tác hại của nước cứng- Nước cứng gây nhiều trở ngại cho đời sống thường ngày. Giặt bằng xà phòng (natri stearat C17H35COONa) trong nước cứng sẽ tạo ra muối không tan là canxi stearat (C17H35COO)2Ca, chất này bám trên vải sợi, làm cho quần áo mau mục nát. Mặt khác, nước cứng làm cho xà phòng có ít bọt, giảm khả năng tẩy rửa của nó. - Nếu dùng nước cứng để nấu thức ăn, sẽ làm cho thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị. - Nước cứng cũng gây tác hại cho các ngành sản xuất, như tạo ra các cặn trong nồi hơi, gây lãng phí nhiên liệu và không an toàn. Nước cứng gây ra hiện tượng làm tắc ống dẫn nước trong sản xuất và trong đời sống. Nước cứng cũng làm hỏng nhiều dung dịch cần pha chế. IV. Các biện pháp làm mềm nước cứngNguyên tắc làm mềm nước cứng là giảm nồng độ các cation Ca2+, Mg2+ trong nước cứng. 1. Phương pháp kết tủaĐối với nước có tính cứng tạm thời - Đun sôi nước - Dùng một khối lượng vừa đủ dung dịch Ca(OH)2 - Dùng dung dịch Na2CO3 hoặc dung dịch Na3PO4 Đối với nước có tính cứng vĩnh cửu và toàn phần - Dùng dung dịch Na2CO3 hoặc dung dịch Na3PO4 để làm mềm nước cứng. 2. Phương pháp trao đổi ionPhương pháp trao đổi ion được dùng phổ biến để làm mềm nước. Phương pháp này dựa trên khả năng trao đổi ion của một số chất cao phân tử thiên nhiên và nhân tạo như các hạt zeolit (các alumino silicat kết tinh, có trong tự nhiên hoặc được tổng hợp, trong tinh thể có chứa những lỗ trống nhỏ) hoặc nhựa trao đổi ion. D. Bài tập luyện tập kim loại kiềm thổ của trường Nguyễn KhuyếnCâu 1: Câu so sánh tính chất của nguyên tử kali với nguyên tử canxi nào sau đây là đúng ? So với nguyên tử canxi, nguyên tử kali có
Câu trả lời B Câu 2: Điều chế kim loại Mg bằng cách điện phân MgCl2 nóng chảy, quá trình nào xảy ra ở catot (cực âm) ?
Câu trả lời B Câu 3: Các đại lượng hoặc tính chất sau đây của các kim loại kiềm thổ biến đổi như thế nào khi điện tích hạt nhân nguyên tử của chúng tăng dần ?
Câu trả lời Trong cùng một phân nhóm chính nhóm II, điện tích hạt nhân tăng số lớp electron tăng lực hút của hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm nên:
Câu 4: Nhóm IIA trong bảng tuần hoàn có những nguyên tố Ba, Be, Ca, Mg, Sr.
Câu trả lời
Cấu hình electron của Ca: 1s22s22p63s23p64s2
Câu 5: Những câu nào sau đây diễn tả đúng tính chất của các kim loại kiềm thổ ?
B Câu 6. Cho 10 gam một kim loại kiềm thổ tác dụng với nước, thu được 6,11 lít khí H2 (25OC và 1 atm). Hãy xác định tên của kim loại kiềm thổ đã dùng.
Câu trả lời Ta có: Tỉ lệ: 0,25 : 0,5 : 0,25 ; 0,25 (mol) Câu 7. Chất nào sau đây không bị phân huỷ khi nung nóng ?
Câu trả lời C Câu 8. Nước tự nhiên có chứa những ion nào dưới đây thì được gọi là nước có tính cứng tạm thời ?
Câu trả lời D Câu 9. Một loại nước cứng khi được đun sôi thì mất tính cứng. Trong loại nước cứng này có hoà tan những hợp chất nào sau đây ?
Câu trả lời B Câu 10. Khi điện phân MgCl2 nóng chảy,
Câu trả lời B Câu 11. Điện phân một muối kim loại M nóng chảy với cường độ dòng là 10A trong thời gian 2 giờ, người ta thu được ở catot 0,373 mol kim loại M. Số oxi hoá của kim loại M trong muối là
Câu trả lời Chọn câu B + Catot Câu 12. 1,24 gam Na2O tác dụng với nước, được 100ml dung dịch. Nồng độ mol của chất trong dung dịch là
Câu trả lời Chọn câu C Câu 13. Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 750 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
Câu trả lời Chọn câu C Câu 14. Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu được dung dịch X. Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol của chất tan trong dung dịch X là
Câu trả lời Chọn câu B Câu 15: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 0,15 mol NaOH và 0,05 mol Ba(OH)2, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
Câu trả lời Chọn câu D Câu 16: Sục khí CO2vào V lít dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2 M và Ba(OH)20,1M. Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo số mol CO2 như sau: Giá trị của V là
Câu trả lời Chọn câu C ⇒ ⇒ V = 400ml Câu 17: Cho 10 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm N2 và CO2 tác dụng với 2 lít dung dịch Ca(OH)2 nồng độ 0,02 mol/l, thu được 1 gam chất kết tủa. Hãy xác định thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu. Câu trả lời TH1: Ca(OH)2 dư → n↓ = nCO2 = 0,01 (mol) ⇒ TH2: ⇒ Câu 18: Có 3 cốc đựng lần lượt: nước mưa, nước có tính cứng tạm thời, nước có tính cứng vĩnh cửu. Hãy nhận biết nước đựng trong mỗi cốc bằng phương pháp hoá học. Viết phương trình hoá học. Câu trả lời Nước mưa Nước có tính cứng tạm thời Nước có tính cứng vĩnh cửu Đun nóng không hiện tượng Có kết tủa không hiện tượng Na2CO3 không hiện tượng Có kết tủa Câu 19: Cần bao nhiêu gam Na2CO3 vừa đủ để làm mềm một lượng nước cứng, biết lượng CaSO4 có trong lượng nước cứng trên là 6.10-5 mol. Câu trả lời Ta có: Câu 20: Tính tổng khối lượng theo mg/lit của các ion Ca2+ và Mg2+ có trong một loại nước tự nhiên. Biết rằng trong nước này có chứa đồng thời các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 và CaSO4 với khối lượng tương ứng là 112,5 mg/l, 11,9 mg/l và 54,5 mg/l. Kim loại kiềm có tính khử như thế nào?Các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lượng ion hóa I1 thấp và thế điện cực chuẩn E0 có giá trị rất âm. Vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh. - Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử được các phi kim. Kim loại kiềm có tính chất gì?Kim loại kiềm là các chất rắn màu trắng bạc. Các tinh thể ở dạng lập phương tâm khối, các liên kết trong mạng tinh thể đều yếu nên độ cứng thấp, các kim loại kiềm thổ đều khá mềm. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, giảm dần từ Lithi đến Franci. Khối lượng riêng nhỏ với D< 5 g/cm3, độ dẫn điện lớn. Kim loại có tính kiềm là gì?Kim loại kiềm (tiếng Anh: Alkali metal) là một nhóm các nguyên tố hóa học gồm có lithi (Li), natri (Na), kali (K), rubidi (Rb), caesi (Cs) và franci (Fr). Các kim loại kiềm cùng với hydro tạo thành nhóm IA, nằm trong khối nguyên tố s của bảng tuần hoàn. Tại sao kim loại có tính khử?Tính khử: Kim loại dễ dàng nhường đi electron để tạo thành ion dương. Do đó, kim loại có tính khử cao và thường được sử dụng để khử các hợp chất khác. |