Thái Mỹ Thanh (Tổng hợp từ nhiều nguồn và biên soạn) CHƯƠNG VI KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ Al I TÍNH CHẤT VẬT LÝ NHÓM IA, IIA Màu Tính chất NĐ sôi, nóng chảy Khối lượng riêng Cấu trúc 1 KIM LOẠI KIỀM Trắng bạc Có ánh kim Dẻo Dẫn điện, nhiệt tốt Độ cứng kém (mềm, có thể dùng dao cắt) Thấp Nhỏ Rỗng Mạng tinh thể lập phương tâm khối Liên kết kim loại yếu 2 KIM LOẠI KIỀM THỔ Trắng bạc Có thể dát mỏng Thấp (cao hơn KL kiềm) Nhỏ (nhẹ hơn Al, trừ Ba) Be, Mg mạng tinh thể lục phương Ca, Sr mạng tinh thể l.
Trang 1CHƯƠNG VI KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ & Al
I TÍNH CHẤT VẬT LÝ NHÓM IA, IIA
Màu Tính chất NĐ sôi,
nóng chảy
Khối lượng
1 KIM LOẠI
KIỀM
Trắng bạc
Có ánh kim
- Dẻo
- Dẫn điện, nhiệt tốt
- Độ cứng kém (mềm, có thể dùng dao cắt)
Thấp Nhỏ
- Rỗng
- Mạng tinh thể lập phương tâm khối
- Liên kết kim loại yếu
2 KIM LOẠI
KIỀM THỔ Trắng bạc
Có thể dát mỏng
Thấp (cao hơn
KL kiềm)
Nhỏ (nhẹ hơn Al, trừ Ba)
- Be, Mg: mạng tinh thể
lục phương
- Ca, Sr: mạng tinh thể
lập phương tâm diện
- Ba: mạng tinh thể
lập phương tâm khối
Nước Javen: NaClO, NaCl và H 2 O
Sát trùng, diệt khuẩn
Clorua vôi: CaOCl 2
Sát trùng, diệt khuẩn Oleum: H2SO4.nSO3
Ca Quặng đôlômit:
CaCO 3 MgCO 3
Canxit (đá vôi,
đá phấn,
đá hoa):
CaCO 3
Vôi sống (vôi tôi): CaO
Khử chua đất, làm khô khí NH 3
Thạch cao sống:
CaSO 4 2H 2O
Thạch cao nung CaSO 4 H 2 O
Dùng bó bột,
đúc tượng
Thạch cao khan: CaSO 4
II ỨNG DỤNG & ĐIỀU CHẾ
ỨNG DỤNG: chế tạo hợp kim có NĐ nóng chảy thấp ĐIỀU CHẾ
Na-K Chất trao đổi nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân
Điện phân nóng chảy muối halogenua hoặc hidroxit của chúng
Li-Al Dùng trong kĩ thuật hàng không
Cs Làm tế bào quang điện
Trang 2
II Al, Al2O3, Al(OH)3, MUỐI NHÔM
(1) Màu,
tính tan
Màu trắng bạc, không tan trong nước
Màu trắng, không tan trong nước
Màu trắng, không tan trong nước
Tan trong nước Tan trong nước
(2) Tính axit,
bazơ - Lưỡng tính Lưỡng tính Có môi trường axit
Có môi trường bazơ
(3) Tác dụng
dung dịch
NaOH, HCI
Tác dụng cả hai dung dịch HCl & NaOH Chỉ tác dụng
dung dịch NaOH
Chỉ tác dụng dung dịch HCl
Al
Tecmit
Al và oxit sắt
Hàn đường
ray
Boxit
Al 2 O 3 2H 2 O
Sản xuất Al
Criolit 3NaF.AlF 3 (Na 3 AIF 6 )
Đất sét
Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O
Mica
K 2 O.Al 2 O 3 6SiO 2
Đuyra
Al (98%),
Mg, Cu
Corinđon:
Al 2 O 3 (tinh thể trong suốt không màu)
Làm đá mài,
giấy nhám
Rubi (hồng ngọc):
Al 2 O 3 + Cr3+
Làm đồ trang
sức
Phèn chua:
K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O
Ngành thuộc da; CN giấy; chất cầm màu trong CN nhuộm vải;
chất làm trong nước
Phèn nhôm:
M 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O
*Với M + có thể là
Na + , Li + , NH 4 +
Trang 3
III NƯỚC CỨNG
(1) Nước cứng: Là nước chứa nhiều ion Ca 2+ , Mg2+
(2) Nguyên tắc làm mềm nước cứng: Giảm nồng độ các ion Ca 2+ , Mg 2+ nước cứng
Các PP
làm mềm
nước cứng
Nước cứng tạm thời
(là nước cũng có chứa HCO3− nên sẽ có muối Ca(HCO 3 ) 2 , Mg(HCO 3 ) 2)
Nước cứng vĩnh cửu
(là nước cứng có chứa Cl−, 2
4
Nước cứng toàn phần (tạm thời & vĩnh cửu)
(3) Đun sôi
Chỉ làm mềm nước cứng tạm thời
3 2
t
Ca HCO ⎯⎯→ CaCO + CO + H O
t
Lọc, bỏ kết tủa sẽ được nước mềm
Không thể làm mềm
(4) Dùng
bazơ
NaOH,
Ca(OH) 2
Chỉ làm mềm nước cứng tạm thời
2
HCO−⎯⎯⎯+ → CO − ⎯⎯⎯+ +→ MCO Nếu dùng Ca(OH) 2 thì dùng vừa đủ để trung hoà muối axit
Không thể làm mềm
(5) Dùng
muối
Na 2 CO 3 ,
Na 3 PO 4
Làm mềm được tất cả các loại nước củng (HCO 3)2 Na CO 2 3 CaCO 3 2Na 3
(6) PP trao
đổi ion
Làm mềm được tất cả các loại nước cứng (nước cứng khi qua cột nhựa trao đổi ion, các ion Ca 2+ , Mg 2+ sẽ bị giữ lại)
(7) Tác hại
nước cứng
- Gây cặn ấm đun (cặn là CaCO 3 , MgCO 3 ) Dùng giấm ăn xử lí cặn này
- Hao tốn xà phòng, hư quần áo do kết tủa (C H COO) Ca 17 35 2 ,… bám vào quần áo
- Giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, nấu ăn lâu chín
- Hao tốn nhiên liệu, gây nổ nồi hơi
Trang 4
CHƯƠNG VII SẮT, CROM
Fe Rắn
Trắng hơi xám
- Dẫn điện, nhiệt tốt
- Tính nhiễm
từ
- Tính khử trung bình
Khai thác từ quặng
- NĐ sôi, nóng chảy: cao (1540℃)
- Khối lượng riêng: lớn
- Không tan trong nước
-Vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa
-Tính khử đặc trưng hơn
- Nhiệt phân Fe(OH) 2
- Dùng CO hoặc H 2 để khử Fe 2 O 3 ở 500℃
- Không có trong tự nhiên
- Không tan trong nước
Fe(OH) 2 Rắn
Trắng hơi xanh
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH) 2
ĐK: Không có không
khí
- Không tan trong nước
Muối
Fe 2+
Kết tinh
ở dạng ngậm nước
Fe 2 O 3 Rắn Đỏ
nâu
Có tính oxi hóa
Nhiệt phân Fe(OH) 3 - Không tan trong nước
Fe(OH) 3 Rắn Đỏ
3+ + 3OH - → Fe(OH) 3 - Không tan trong nước
Muối
Fe 3+
Kết tinh
ở dạng ngậm nước
GANG, THÉP VÀ MỘT SỐ LOẠI QUẶNG, HỢP KIM, HỢP CHẤT
Fe
Hematit đỏ: Fe 2 O 3 khan
Sản xuất gang, thép
Hematit nâu:
Fe 2 O 3 nH 2O
Manhetit: Fe 3 O 4
Hàm lượng Fe lớn nhất Xiđerit: FeCO3
Pirit sắt: FeS 2 Rỉ sắt: Fe 2 O 3 nH 2 O Sắt tây: Fe tráng Sn Tôn: Fe tráng Zn
Trang 5GANG: Hợp kim của Fe, chứa 2-5% C
- Sản xuất: khử quặng sắt oxit (thường là
hematit đỏ) bằng than cốc (C) trong lò cao
Ng/liệu còn có chất cháy (CaCO 3 or SiO 2 )
- Có 2 loại gang:
+ Gang xám (C ở dạng than chì): đúc bệ
máy, ống dẫn nước, cánh cửa, …
+ Gang trắng (C ở dạng xementit Fe3 C):
luyện thép Ít cacbon hơn
THÉP: Hợp kim của Fe, chứa 0,01-2% C
- Sản xuất: giảm hàm lượng C, S, trong gang bằng cách oxi hóa các tạp chất này
- Gồm 2 loại:
+ Thép thường (chứa trên 0,9%C): chế tạo các công cụ,
các chi tiết máy như các vòng bi, vỏ xe bọc thép, …
+ Thép đặc biệt: _13% Mn rất cứng (làm máy nghiền đá)
_Inox: 20% Cr, 10% Ni rất cứng và không gỉ (làm dụng
cụ gia đình, y tế);
_18% W & 5% Cr rất cứng (chế tạo máy cắt, gọt như
máy phay, máy nghiền đá, )
CROM & CÁC OXIT, HIĐROXIT CỦA CROM Cr Crom(II) oxit CrO Crom(III) oxit Cr 2 O 3 Crom(III) hiđroxit Cr(OH) 3 Crom(VI) oxit CrO 3 (1) Số oxi hóa 0 +2 +3 +3 +6 (2) Loại oxit Oxit bazơ lưỡng tính Oxit - Oxit axit (3) Hiđroxit tương ứng Cr(OH) 2 (vàng) Cr(OH)3 Cr(OH) 3 (dạng bazơ) HCrO 2 (dạng axit) Có 2 hiđroxit tương ứng: H 2 CrO 4 , H 2 Cr 2 O 7 (4) Tính axit, tính bazơ Tính bazơ Lưỡng tính Lưỡng tính Chỉ có tính axit (5) Tác dụng nước Bền với nước Không Không Không Tác dụng với H2O tạo 2 axit: H 2 CrO 4 , H 2 Cr 2 O 7 (6) Tác dụng dung dịch NaOH Không Không Chỉ td NaOH đặc, nóng Tác dụng NaOH (giống Al(OH) 3 ) Td dd NaOH tạo Na 2 CrO 4 (7) + axit nhóm I loãng Lên Cr 2+ (8) Tính oxi hóa - - - -
CrO 3 có tính oxi hóa mạnh: S, P, C, C 2 H 5 OH bốc cháy khi tiếp xúc (9) Màu Trắng bạc Đen or xanh lục Lục thẫm Lục xám Đỏ thẫm
Trang 6
MÀU, KHẢ NĂNG TAN TRONG NƯỚC
(1) Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , Zn(OH) 2 ,
Mg(OH) 2 đều trắng
(2) BaCO 3 , CaCO 3 , MgCO 3 ,
FeCO 3 , BaSO 4 , BaSO 3 , CaSO 3 ,
MgSO 3 đều trắng
3) AgCl, PbCl 2 đều trắng
(4) Fe(OH) 2 trắng hơi xanh (5) Fe(OH) 3 nâu đỏ
(6) Fe 2 O 3 đỏ nâu (7) FeO đen (8) Dung dịch Fe2+ màu xanh nhạt
(9) Dung địch Fe 3+ màu vàng
(10) Cu(OH) 2 xanh (11) Dung dịch Cu 2+ màu xanh
(12) CuO đen, Cu đỏ (13) Cu 2 O đỏ gạch (14) CuS, PbS đều đen (15) CuSO 4 khan màu trắng (16) Cr 2 O 3 lục thẩm
(17) CrO 3 đỏ thẫm (tác dụng
nước)
(18) Cr(OH) 3 lục xám
(19) BaCrO 4 vàng
(20) Dung dịch Na 2 CrO 4 ,
K 2 CrO 4 màu vàng
(21) Dung dịch Na 2 Cr 2 O 7 ,
K 2 Cr 2 O 7 màu da cam
(22) Dung dịch KMnO 4 màu tím
(23) MnO 2 nâu đen (24) Nước Br 2 màu nâu đỏ (25) Khí Cl 2 màu vàng lục (26) I 2 đen tím
(27) NO 2 khí màu nâu đỏ (28) NO khí không màu, dễ hóa nâu đỏ
(29) AgCl trắng (30) AgBr vàng nhạt (31) AgI vàng
(32) AgF tan trong nước
(33) Ag 3 PO 4 vàng (34) Ag trắng sáng (35) Ag 2 O den (36) Ag 2 S den
MÀU CỦA NGỌN LỬA
Liti cho ngọn lửa màu đỏ tía
Natri cho ngọn lửa màu vàng
Kali cho ngọn lửa màu tím
Rubidi cho ngọn lửa màu tím hồng
Xesi cho ngọn lửa màu xanh lam
Muối của Li cháy với ngọn lửa màu
đỏ tía
Muối Na ngọn lửa màu vàng
Muối K ngọn lửa màu tím
Muối Ba khi cháy có màu lục vàng
Muối Ca khi cháy có ngọn lửa màu
cam
MÀU CỦA CÁC NGUYÊN TỐ
Li, Na, Mg - màu trắng bạc
K - có màu trắng bạc khi bề mặt sạch
Ca - màu xám bạc
B - Có hai dạng thù hình của Bo;
Bo vô định hình là chất bột màu nâu, nhưng Bo kim loại thì có màu đen
N 2 - là một chất khí ở dạng phân tử không màu
O 2 - khí không màu
F 2 - khí màu vàng lục nhạt
Al - màu trắng bạc
Si - màu xám sẫm ánh xanh
P - tồn tại dưới ba dạng thù hình cơ bản
có màu: trắng, đỏ và đen
S - vàng chanh
Cl 2 - khí màu vàng lục nhạt Iot (rắn): màu tím than
Cr - màu trắng bạc
Mn - kim loại màu trắng bạc
Fe - kim loại màu xám nhẹ ánh kim
Cu - kim loại có màu vàng ánh đỏ
Zn - kim loại màu xám nhạt ánh lam
MÀU CỦA ION TRONG DUNG DỊCH
Mn2+ vàng nhạt
Zn 2+ trắng
Al3+ trắng
Cu2+ có màu xanh lam
Cu+ có màu đỏ gạch
Fe3+ màu đỏ nâu
Fe2+ màu trắng xanh
Ni2+ lục nhạt
Cr 3+ màu lục
Co2+ màu hồng MnO 44- màu tím CrO 42- màu vàng
