phieu tra bai phan vo co 12

Các electron hóa trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể.. Tóm lại: Tính chất vật lý chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt củ

CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Bài 1: VỊ TRÍ KIM LOẠI TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN

CẤU TẠO KIM LOẠI – HỢP KIM

I VỊ TRÍ CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI TRONG HTTH

Trong số hơn 110 nguyên tố hóa học mà ngày nay đã biết, có tới gần 90 nguyên tố là kim loại

Trong HTTH, các nguyên tố kim loại ở những vị trí sau:

–

–

–

–

Nói chung, các nguyên tố kim loại được xếp bảng HTTH II CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI 1 Cấu tạo nguyên tử: – Lớp ngoài cùng có electron (thường chứa ….→ ….e–); – Trong cùng chu kỳ, bán kính nguyên tử kim loại hơn các phi kim 2 Cấu tạo tinh thể: – Ở điều kiện thường, các kim loại ở trạng thái ……… có cấu tạo tinh thể (trừ ……… ở thể lỏng) – Ba kiểu mạng tinh thể chính của kim loại là: lập phương tâm khối (……… …); lập phương tâm diện (Cu, Ag, Au, Al,…); lục phương (Be, Mg, Zn,…) – Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion dương kim loại nằm ở các nút mạng tinh thể Các electron hóa trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể 3 Liên kết kim loại Liên kết kim loại là liên kết được hình thành ………

– Khác với liên kết cộng hóa trị do những đôi electron tạo ra, liên kết kim loại do ………

– Khác với liên kết ion là tương tác tĩnh điện giữa ion dương và ion âm Liên kết kim loại do ………

Bài 2: TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI

I TÍNH CHẤT VẬT LÍ

1 Tính chất vật lí chung:

a Tính dẻo : Những kim loại có tính dẻo hơn cả là Au, Ag, Al, Cu, Sn… Nhờ có tính dẻo, kim loại dễ dát mỏng, kéo

sợi

b Tính dẫn điện : – Dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe…

– Khi nhiệt độ tăng, tính dẫn điện của kim loại giảm Do ở nhiệt độ cao, các ion dương dao động tăng lên, làm cản trở

sự chuyển động của dòng e tự do

c Tính dẫn nhiệt :

Nói chung, những kim loại nào dẫn điện tốt thì cũng dẫn nhiệt tốt Tính dẫn nhiệt giảm dần theo thứ tự : Ag, Cu, Al, Fe, …

d Ánh kim :

Kim loại có ánh kim nhờ những electron tự do trong kim loại phản xạ tốt những tia sáng có bước sóng trong vùng khả kiến (tia sáng nhìn thấy được)

Tóm lại: Tính chất vật lý chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.

2 Tính chất vật lí riêng :

a Khối lượng riêng D (g/cm 3 ) :

Kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất là Li (0,5) ; lớn nhất là Os (22,6)

D < 5(g/cm3) : kim loại nhẹ (Na, K, Mg, Al…)

D > 5 : kim loại nặng (Fe, Zn, Pb, Cu, Ag, Hg, Au…)

b Nhiệt độ nóng chảy :

Kim loại dễ nóng chảy nhất: Hg (–39oC); khó nóng chảy nhất là W (3410oC)

c Độ cứng: Một số kim loại mềm như sáp, có thể cắt dễ dàng bằng dao: Na, K, Cs…; có kim loại rất cứng, cứng nhất là Cr Tóm lại: Những tính chất vật lí riêng của kim loại phụ thuộc chủ yếu vào độ bền của liên kết kim loại, nguyên tử khối,

kiểu mạng tinh thể, mật độ electron tự do trong mạng tinh thể, … của kim loại.

II TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI

Tính khử (bị oxi hóa): M → M n+ + ne –

1 Tác dụng với phi kim :

Kim loại (trừ Au, Pt) + O 2 →to Oxit Kim loại

Vd: 3Fe + 2O2 →to Fe3O4 ; 4Al + 3O2 →to 2Al2O3

Kim loại + Phi kim →to Muối

Vd: 2Fe + 3Cl2 →to 2FeCl3 ; Fe + S →to FeS

2 Tác dụng với Axit :

a Dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng (axit loại 1):

Kim loại đứng trước H khử được H+ trong dung dịch axít thành H2

Vd: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

Fe + H2SO4 → FeSO 4 + H2↑ (Sản phẩm là muối sắt II)

b Axit có tính oxy hóa mạnh:H 2 SO 4 đặc, HNO 3 (axit loại 2)

Hầu hết các kim loại (trừ Pt, Au) khử được +5N và +6S trong axit xuống mức oxi hóa thấp hơn

M + H 2+S6O 4 (đặc)→to Muối sunfat + (+S O4 2, S0 ,

2 2

H S− ) + H 2 O

Vd: Cu + 2H2SO4 (đặc)→to CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

2Fe + 6H2SO4 (đặc)→to Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO2↑ + 6H2O (Muối sắt III)

M + H N+5 O 3→to Muối nitrat + ( N O+4 2, N O+2 , N O+12 , N02, N H NO−3 4 3)+H 2 O

Vd: Fe + 6HNO3(đặc)→to Fe(NO 3 ) 3 + 3NO2↑ + 3H2O (Muối sắt III)

3Cu + 8HNO3 (oãng) →3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

* Nếu HNO 3 đặc  →NO 2 ; HNO 3 loãng  →NO

Lưu ý:

*Các kim loại Al, Cr, Fe thụ động hóa trong HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội (do tạo lớp oxit bền vững và

liên tục bao bọc kim loại bên trong)

3 Tác dụng với H 2 O :

– Kim loại có tính khử mạnh như nhóm IA, nhóm IIA (trừ Be, Mg) khử được H+ trong nước ở nhiệt độ thường

M + n H 2 O → M(OH) n +

2

n

H 2↑

Vd: Na + H2O → NaOH + ½ H2↑ ; Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

– Kim loại có tính khử trung bình (Zn, Fe, ) khử được nước ở nhiệt độ cao

Vd: 3Fe + 4H2Ohơi <570o C ( ≈ 500oC)→ Fe3O4 + 4H2↑

Fe + H2Ohơi > →570o C FeO + H2↑

– Kim loại có tính khử yếu (Pb, Cu, Ag, ) không khử được nước

4 Tác dụng với dung dịch Muối:

M + dung dịch muối của M’ → muối của M + M’

Điều kiện: – M đứng trước M’ trong dãy hoạt động hoá học

– M không tác dụng H2O ở to thường

– Muối của M’ phải tan

Vd1: Cho đinh sắt vào dung dịch đồng II sunfat:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ (Đồng màu đỏ bám vào đinh sắt)

Vd2: Cho mẫu Na vào dung dịch CuSO4 :

Na + H2O → NaOH + 1

2 H2↑ (Sủi bọt khí)

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 (Kết tủa xanh)

5 Tác dụng với dung dịch kiềm:

Các kim loại Al, Zn, Be cĩ thể tác dụng với dung dịch kiềm

Vd: Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3

2 H2↑

Bài 3: DÃY ĐIỆN HĨA CỦA KIM LOẠI

I KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXY HĨA – KHỬ CỦA KIM LOẠI

II DÃY ĐIỆN HĨA CỦA KIM LOẠI :

Tính của các ion kim loại

Tính của các kim loại

III Ý NGHĨA CỦA DÃY ĐIỆN HĨA

VD:

Câu 1:Trong các phản ứng sau:

(1) Cu + 2Ag+  Cu2+ + 2Ag;

(2) Cu + Fe2+  Cu2+ + Fe;

(3) Zn + Cu2+  Zn2+ + Cu

Phản ứng nào có được theo chiều thuận?

A Chỉ có 1 B Chỉ có 3

C Chỉ có 2, 3 D Chỉ có 1 và 3

C

â u 2: Cho 4 ion Al3+, Zn2+, Cu2+, Pt2+, chọn ion có tính oxi hoá mạnh hơn Pb2+

A Chỉ có Cu2+, Pt2+ C Chỉ có Al3+, Zn2+

B Chỉ có Cu2+ D Chỉ có Al3+

C

â u 3: Cho 4 kim loại Mg, Al, Zn, Cu Chọn kim loại có tính khử yếu hơn H2.

A Mg và Al C Zn và Cu

B Al và Zn D Chỉ có Cu

C

â u 4: Xếp các cặp oxi hoá khử sau theo thứ tự tăng dần tính oxi hoá của các ion kim loại:

Zn2+/ Zn (1), Fe2+/ Fe (2), Al3+/Al (3), 2H+/H2 (4), Ag+/Ag (5), Cu2+/Cu (6), Fe3+/Fe2+ (7)

A 6 < 3 < 1 < 2 < 4 < 7 < 5

B 5 < 1 < 6 < 2 < 3 < 4 < 7

C 4 < 6 < 7 < 3 < 2 < 1 < 5

D 3 < 1 < 2 < 4 < 6 < 7 < 5

C

â u 5: Kim loại đẩy được Cu ra khỏi dung dịch CuSO4 là

A : Na , Mg , Zn , Fe , Pb

B : Mg , Zn , Fe , Pb

C : Mg , Zn , Fe

D : Na , Mg , Zn , Fe

C

â u 6: Cho phản ứng: 2M + nFeSO4 → M2(SO4)n + nFe↓ Kim loại M là

A K, Mg B Ba, Al C Mg,Zn D Al, Ni

Câu 7:Từ đó hãy cho biết những cặp chất nào sau đây có thể tác dụng với nhau: FeCl2, Cu(NO3)2, FeCl3, Fe,Cu

A 2 và 4 B 2 và 3; 1 và 2 C 2 và 4; 3 và 4 D 2 và 4; 3 và 4; 3 và 5

Câu 8 :Phản ứng nào sau đây không thể xảy ra:

A AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag B Cu + 2FeCl3  CuCl2 + Fe

C Cu + FeCl3  CuCl2 + FeCl2 D Fe + 2FeCl3 3FeCl2

Câu 9:Kim loại Ni phản ứng được với tất cả muối trong dd ở dãy nào sau đây?

A NaCl, AlCl3, ZnCl2 B MgSO4, CuSO4, AgNO3

C Pb(NO3)2, AgNO3, NaCl D AgNO3, CuSO4, Pb(NO3)2

Câu 10:Cho ba kim loại là Al, Fe, Cu và bốn dung dịch muối riêng biệt là ZnSO4, AgNO3, CuCl2, MgSO4 Kim loại tác

dụng được với cả bốn dd muối đã cho là

A Al B Fe C Cu D Không kim loại nào tác dụng được

•Fe + dd AgNO 3 dư : Fe + 2AgNO3 → (NO 3 ) 2 + 2Ag↓

(NO 3 ) 2 + AgNO 3 dư → (NO 3 ) 3 + Ag↓

Fe + 3AgNO3 → Fe(NO 3 ) 3 + 3Ag↓

Bài 4: HỢP KIM

I Định nghĩa: Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại phi kim khác

Vd: Thép là hợp kim sắt với cacbon và một số nguyên tố khác Duyra là hợp kim của Al với Cu, Mn, Mg, Si

II Tính chất của hơp kim

Hợp kim có những tính chất hoá học tương tự tính chất của các chất các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim, còn tính chất vật lý và tính chất cơ học của hợp kim lại khác nhiều với tính chất các đơn chất

Người ta đã chế tạo được hàng trăm loại hợp kim có những đặc tính rất quý như:

– Hợp kim không bị ăn mòn: Fe-Mn-Cr (thép inox), Cu-Zn (đồng thau), …

– Hợp kim siêu cứng: W-Co, Co-Cr-W-Fe, …

– Hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp: Sn-Pb (thiếc hàn có to nc = 210 oC), Bi-Pb-Sn-Sb (to nc = 65 oC)

– Hợp kim nhẹ, cứng, bền: Al-Si, Al-Cu-Mn-Mg

– Hợp kim có điện trở lớn: Co-Zn-Ni, Cu-Mn-Ni

Bài 5: ĂN MÒN KIM LOẠI

I ĐỊNH NGHĨA

Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh

Kim loại bị oxi hóa thành ion dương M → M n+ + ne –

II PHÂN LOẠI: Có 2 loại chính: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

1 Ăn mòn hóa học :

Là quá trình oxi hóa – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường

(xảy ra ở các thiết bị lò đốt, thường xuyên tiếp xúc với hơi nước, không khí, …)

Vd: 2Fe + 3Cl2  →t o 2FeCl3 3Fe + 4H2O →t o Fe3O4 + 4H2↑

– Đặc điểm: không phát sinh dòng điện; nhiệt độ càng cao → tốc độ ăn mòn càng nhanh

2 Ăn mòn điện hóa học:

– Là quá trình oxi hóa khử trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.

– Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa học: Phải hội đủ 3 điều kiện:

(1) Phải có các điện cực khác nhau về bản chất:

Cực (–) (bị ăn mòn) Cực (+) Ví dụ

Kim loại mạnh hơn Kim loại yếu hơn Zn – Cu

Kim loại Hợp chất hóa học Fe – Fe3C

(2) Các điện cực phải tiếp xúc nhau trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn.

(3) Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch điện li

– Cơ chế sự ăn mòn điện hóa:

Vd1: Hợp kim Zn–Cu bị ăn mòn trong H2SO4 loãng :

Zn hoạt động mạnh hơn Cu ⇒ Zn là cực (–) và Cu là cực (+)

Tại cực Zn (–): Zn → Zn2+ + 2e

Tại cực Cu (+) : 2H+ + 2e → H2↑

Vậy Zn bị ăn mòn điện hóa nhanh trong dung dịch H2SO4 loãng và tạo nên dòng điện, bọt khí thoát ra từ cực dương là Cu.

Lưu ý: Nếu cho lá Zn nguyên chất vào dung dịch H 2 SO 4 loãng, lúc đầu lá Zn bị ăn mòn hóa học nhưng sau đó bọt khí

H 2 sinh ra bao kín lá Zn khiến cho Zn ngừng tan hoặc tan rất chậm Trong khi đó, Zn không nguyên chất (vd hợp kim Zn–Cu) sẽ tan nhanh do hiện tượng ăn mòn điện hóa như vd trên.

Vd2: Sự rỉ sét của Gang thép trong không khí ẩm :

Gang thép là hợp kim Fe – C, gồm những tinh thể Fe tiếp xúc trực tiếp với tinh thể C (graphit) Khi tiếp xúc với không khí ẩm có hòa tan khí CO2, O2, … sẽ tạo ra lớp dung dịch điện li phủ ngoài kim loại

Tại cực (– )Fe: xảy ra sự oxi hóa: Fe → Fe2+ + 2e

Tại cực (+)C: xảy ra sự khử: H2O + ½O2 + 2e → 2OH–

Những ion Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hòa tan khí O2 Tại đây, những ion Fe 2+ bị oxy hoá tiếp thành Fe3+

và cuối cùng tạo ra gỉ sắt có thành phần Fe2O3.nH2O

III CÁCH CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI

1 Phương pháp bảo vệ bề mặt: sơn, xi, mạ, phủ lớp polime…(lớp bảo vệ phải bền với môi trường và đặc khít không

cho không khí hoặc nước thấm qua)

2 Phương pháp điện hóa : Để bảo vệ một kim loại, người ta nối kim loại này với một kim loại khác có tính khử mạnh hơn.

Vd: Gắn các tấm Zn vào vỏ tàu thủy (phần chìm trong nước biển) → Zn (cực âm) bị ăn mòn (vật hi sinh), vì vậy thành tàu bằng thép (cực dương) được bảo vệ

Tại cực (–) : Zn → Zn2+ + 2e ; Tại cực (+) : H2O + ½ O2 + 2e → 2 OH–

Bài 6: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

I NGUYÊN TẮC:

II PHƯƠNG PHÁP: 1 Phương pháp thủy luyện * Thích hợp điều chế những kim loại như

Dùng kim loại có

Ví dụ:

2 Phương pháp nhiệt luyện * Thích hợp điều chế những kim loại như

Dùng (thường là oxit kim loại) ở nhiệt độ cao Ví dụ:

3 Phương pháp Điện phân: Dùng Phương pháp này điều chế được hầu hết tất cả các kim loại với độ tinh khiết cao * Kim loại hoạt động mạnh (K → Al ): dùng pp

VD: viết các phương trình điều chế Al,Na ,Mg Ca từ các chất tương ứng

* Kim loại trung bình hoặc yếu (Zn → Au) : dùng pp

VD: viết các phương trình điều chế Sn,Cu ,Zn, từ các dd SnCl2 CuCl2 ZnSO4 Cu(NO3)2 CuSO4

SnCl2 ñpdd →  Sn↓ + Cl2↑

CuCl2 ñpdd →  Cu↓ + Cl2↑

ZnSO4 + H2O ñpdd →  Zn↓ + H2SO4 + ½ O2↑

Cu(NO3)2 + H2O ñpdd →  Cu↓ + 2HNO3 + ½ O2↑

Tóm lại: - Kim loại mạnh (K → Al ): Điện phân nóng chảy

- Kim loại trung bình (Zn → Pb): Điện phân dung dịch hoặc nhiệt luyện

- Kim loại yếu (Cu → Au ): Điện phân dung dịch hoặc thủy luyện

* Công thức Faraday: m =An.Ft.

Với: m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (gam)

A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực (g/mol)

n: Số mol electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận

I: Cường độ dòng điện (Ampe)

t: Thời gian điện phân (giây)

F: Hằng số Faraday = 96.500 Coulomb/mol

CHƯƠNG 2:KIM LOẠI KIỀM ,KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM

Bài 1:KIM LOẠI NHÓM IA: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr1

I TÍNH CHẤT VẬT LÝ:

– Tất cả các kim loại kiềm đều có mạng tinh thể lập phương tâm khối, do bán kính nguyên tử lớn, trong tinh thể các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết kim loại yếu Vì vậy kim loại kiềm có:

•Khối lượng riêng nhỏ (kim loại rất nhẹ, D < 2 g/cm3)

•Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (tOnc < 200OC)

•Độ cứng thấp (kim loại mềm)

•Độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao

– Màu ngọn lửa đặc trưng của đơn chất và hợp chất: Natri (vàng); Kali (tím)

II TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

– Các kim loại kiềm đều có năng lượng ion hóa nhỏ, cấu hình ngoài cùng ns1⇒ Dễ nhường 1e ⇒ Tính chất hóa học

đặc trưng của kim loại kiềm là tính khử rất mạnh: M → M+ + e – (trong các hợp chất, kim loại kiềm có số oxi hóa +1)

1 Tác dụng với Phi kim :

Kim loại kiềm bị oxy hóa nhanh trong không khí ở ngay nhiệt độ thường tạo oxit Khi đốt cháy trong không khí hay Oxy có thể tạo peoxit

4M + O2 → 2M2O (Oxit) 2K + O2  →t o K2O2 Kim loại kiềm phản ứng mạnh với các Halogen, lưu huỳnh…

2M + Cl2 → 2MCl 2M + S → M2S

2 Tác dụng với H 2 O :

Tác dụng mãnh liệt ở nhiệt độ thường Với K, Rb, Cs: bốc cháy trong nước

M + H2O → MOH + ½ H2↑

1Franxi là nguyên tố phóng xạ nhân tạo,không xét trong chương trình.

Do vậy muốn bảo quản kim loại kiềm, ta ngâm chìm chúng trong dầu hỏa.

3 Tác dụng với Axit:

Khử dễ dàng H+ của dung dịch HCl, H2SO4 lỗng thành khí H2 và gây nổ

M + H+ → M+ + ½ H2↑

 Do H+ cĩ tính oxy hĩa mạnh hơn H2O nên khi cho kim loại kiềm vào ddich axit lỗng, kim loại kiềm tác dụng với axit trước, khi hết axit sẽ phản ứng với H2O

4 Tác dụng với dung dịch muối :

Do tác dụng dễ dàng với H2O nên khi cho kim loại kiềm vào dung dịch muối thì kim loại kiềm phản ứng với H2O trước: Vd: Cho mẫu K vào dung dịch FeCl3

K + H2O → KOH + ½ H2↑ (sủi bọt)

3KOH + FeCl3 → Fe(OH)3↓ + 3KCl (kết tủa nâu đỏ)

Hiện tượng: khí thốt ra mãnh liệt, trong dd xuất hiện kết tủa nâu đỏ

III ĐIỀU CHẾ:

Điện phân nĩng chảy muối Clorua hoặc Hydroxit kim loại kiềm

2NaCl   →đpnc 2Na + Cl2↑ ; 2NaOH đpnc →  2Na + ½ O2↑ + H2O

IV ỨNG DỤNG: – Cesi dùng chế tạo tế bào quang điện

– Chế tạo hợp kim cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy…

– Kim loại K và Na dùng làm chất trao đổi nhiệt trong lị phản ứng hạt nhân

– Kim loại kiềm được dùng điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện

– Kim loại kiềm được dùng làm chất xúc tác trong nhiều phản ứng hữu cơ

Bài 2: HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM

I NaOH (Natri hydroxit)

1 Tính chất vật lý :

– Chất rắn, khơng màu, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt lượng lớn NaOH rắn là chất hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa) nên được dùng làm khơ một số khí

2 Tính chất hĩa học: là Baz mạnh điện li hồn tồn: NaOH → Na+ + OH–

– Tác dụng Axit, Oxit axit:

NaOH + HCl → NaCl + H2O (H+ + OH– → H2O) NaOH + CO2 → NaHCO3 (OH– + CO2 → HCO3) Hay 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O (2OH– + CO2 → CO32– + H2O)

– Tác dụng dd muối: 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4

2OH– + Cu2+→ Cu(OH)2↓

3 Ứng dụng:

NaOH cĩ nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành cơng nghiệp chế biến dầu mỏ, luyện nhơm, xà phịng, giấy, dệt…

4 Điều chế : 2NaCl+2H2O màngđpdd → ngăn H2↑+2NaOH +Cl2↑

Từ soda Na2CO3: Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NaOH

II NaHCO 3 (Natri hydrocarbonat; Natribicarbonat)

1 Tính chất vật lý: Chất rắn màu trắng, ít tan trong nước

2 Tính chất hĩa học:

- Kém bền nhiệt: 2NaHCO3 100 → o C Na2CO3 + CO2↑ + H2O

- Tính lưỡng tính: * NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O

* NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O

- Thuỷ phân: NaHCO3 → Na+ + HCO3

HCO3 + H2O ¬ → H2CO3 + OH– NaHCO3 thuỷ phân cho môi trường kiềm yếu

(làm bột nở, chế nước giải khát…)

III Na 2 CO 3 (Natri carbonat; soda)

1 Tính chất vật lý:

– Chất rắn màu trắng, dễ tan trong nước

– Rất bền nhiệt, nóng chảy ở 850oC vẫn không bị phân hủy

2 Tính chất hóa học:

Tính Baz: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O

Thuỷ phân: Na2CO3 → 2Na+ + CO32–

CO32– + H2O ¬ → HCO3 + OH– Vậy: Na2CO3 thuỷ phân cho môi trường kiềm khá mạnh (dd Na2CO3 làm quỳ tím hóa xanh, p.p hóa hồng)

3 Ứng dụng: Na2CO3 là hóa chất quan trọng trong công nghiệp thủy tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy sợi,…

IV KNO 3 (Kali nitrat)

1 Tính chất:

– Chất rắn không màu, dễ tan trong nước.

– Bền trong không khí, Khi đun nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt nóng chảy (333oC) thì KNO3 bị phân hủy :

2KNO3 →t o 2KNO2 + O2

ứng cháy của thuốc súng theo phương trình:

2KNO3 + 3C + S →t o N2 + 3CO2 + K2S

Bài 3:KIM LOẠI NHÓM IIA: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra2

I TÍNH CHẤT VẬT LÝ:

– Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc, có thể dát mỏng, kéo sợi, có kiểu mạng tinh thể không giống nhau

– Do bán kính nguyên tử lớn, trong tinh thể các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết kim loại tương đối yếu Vì

vậy kim loại kiềm thổ có:

•Khối lượng riêng tương đối nhỏ (kim loại nhẹ)

•Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương đối thấp

•Độ cứng thấp (cứng hơn kim loại kiềm nhưng mềm hơn Nhôm)

II TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

– Bán kính khá lớn, cấu hình ngoài cùng ns2⇒ Dễ nhường 2e ⇒ Tính khử mạnh : M → M2+ + 2e– (yếu hơn kim loại kiềm)

– Trong các hợp chất, kim loại kiềm chỉ có số oxi hóa +2)

1 Tác dụng với Phi kim :

a Tác dụng với Oxy :

Khi đốt nóng, các kim loại nhóm IIA đều cháy: 2M + O2  →t o 2MO

b Tác dụng các phi kim khác:

Kim loại kiềm thổ phản ứng mạnh với các Halogen, lưu huỳnh…

M + Cl2  →t o MCl2 M + S  →t o MS

2 Tác dụng với H 2 O :

– Be không phản ứng dù ở nhiệt độ cao

– Mg phản ứng rất chậm ở nhiệt độ thường, nếu đun nóng Mg phản ứng với hơi nước tạo MgO và H2

Mg + H2Ohơi ~ →200o C MgO + H2↑

– Ca, Sr, Ba: tác dụng mãnh liệt ở nhiệt độ thường.

2Radi là nguyên tố phóng xạ nhân tạo,không xét trong chương trình.

M + 2H2O → M(OH)2 + H2↑

3 Tác dụng với Axit : (xem tính chất hĩa học của kim loại)

M + 2H+ → M2+ + H2↑

4Mo + 10 HN+5O3 lỗng → 4M+2 (NO3)2 + N−3H4NO3 + 3H2O

4Mg + 5H2SO4 (đặc) → 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O

4 Tác dụng với dd muối :

– Be và Mg phản ứng như các kim loại bình thường khác:

Be + Cu(NO3)2 → Be(NO3)2 + Cu↓

Mg + Zn(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Zn↓ – Ca, Sr, Ba: Do tác dụng dễ dàng với H2O nên khi cho vào dd muối thì chúng phản ứng với H2O trước:

Vd: Cho Ba vào dd CuSO4 : Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑

Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4↓ + Cu(OH)2↓

Hiện tượng: khí thốt ra, xuất hiện kết tủa trắng và xanh lam.

lưỡng tính

Be + 2NaOH → Na2BeO2 + H2↑

III ĐIỀU CHẾ: Điện phân nĩng chảy muối Halogenua :

MX2 đpnc →  M + X2 (M: kim loại nhĩm IIA; X: Halogen)

Vd: CaCl2 đpnc →  Ca + Cl2↑

Bài 4: HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI NHĨM IIA

I Ca(OH) 2 (Canxi hydroxit; vơi tơi)

1 Tính chất vật lý :

– Chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước Nước vơi trong là dd Ca(OH)2

2 Tính chất hĩa học: là Baz mạnh:

– Tác dụng Axit, Oxit axit:

Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O Hay Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2

Tác dụng dd muối: Ca(OH)2 + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + CaSO4

3 Điều chế: CaCl2 + 2H2O màngđpdd → ngăn H2↑ + Ca(OH)2 + Cl2↑

Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2↑ ; CaO + H2O → Ca(OH)2

3 Ứng dụng của Ca(OH) 2 :

Điều chế NaOH trong cơng nghiệp; chế tạo vữa xây nhà; khử chua đất trồng trọt; chế tạo clorua vơi là chất tẩy trắng, khử trùng

II CaCO 3 (Canxi carbonat; Đá vơi)

1 Tính chất vật li :

Chất rắn màu trắng, khơng tan trong nước, bị phân hủy ở khoảng 10000C

2 Tính chất hĩa học :

a Tác dụng axit : CaCO3 là muối của axit yếu nên tan được trong các axit mạnh hơn nĩ (HCl, CH3COOH…) hoặc chính axit H2CO3

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O CaCO3 + 2CH3COOH → (CH3COO)2Ca + CO2↑ + H2O CaCO3↓ + CO2 + H2O ←→12)) Ca(HCO3)2

(1) : Giải thích sự xâm thực của nước mưa (cĩ chứa CO 2 ) đối với đá vơi.

(2) : Giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động, sự tạo cặn đá vơi trong ấm đun nước, nồi hơi, ống dẫn nước…

b) Nhiệt phân: CaCO3  →to CaO + CO2↑

3 Điều chế: CaO + CO2 → CaCO3

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O Ca(HCO3)2  →t o CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

IV CaSO 4 (Canxi sulfat; Thạch cao)

1 Tính chất Tùy theo lượng nước kết tinh có trong Canxi sulfat, có 3 loại:

• CaSO4.2H2O: thạch cao sống, có trong tự nhiên, bền ở nhiệt độ thường

• CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O: thạch cao nung, được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở ~ 160oC CaSO4.2H2O →160o C CaSO4.H2O + H2O

• CaSO4: thạch cao khan, được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở ~ 350oC Thạch cao khan không tan

và không tác dụng nước

2 Ứng dụng

– Thạch cao nung có thể kết hợp với nước tạo thành thạch cao sống và khi đông cứng thì giãn nở thể tích, do vậy thạch cao rất ăn khuôn Thạch cao nung thường dùng đúc tượng, đúc các mẫu chi tiết tinh vi dùng trang trí nội thất,… – Trộn vào clinke giúp ximăng chậm đông Làm phấn viết bảng Bó bột khi gãy xương,…

Bài 5:NƯỚC CỨNG

I ĐỊNH NGHĨA:

Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ Nước mềm là nước chứa rất ít hoặc không chứa ion Ca2+ và Mg2+

II PHÂN LOẠI NƯỚC CỨNG:Tùy thuộc vào thành phần anion gốc axit có trong nước cứng, người ta chia thành 2

loại độ cứng:

Vĩnh cửu Cl– hoặc SO42– CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 Toàn phần Có cả tính tạm thời và tính vĩnh cửu

Nước trong tự nhiên thường là nước cứng toàn phần

III TÁC HẠI CỦA NƯỚC CỨNG :

– Khi giặt quần áo bằng xà phòng trong nước cứng làm cho vải mau mục nát, mặt khác gây lãng phí xà phòng – Thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị nếu dùng nước cứng để nấu thức ăn

– Khi đun nước cứng trong nồi hơi, trong của nồi bị phủ một lớp cặn, làm hao phí chất đốt nồi mau hư hỏng – Nước cứng tạm thời lâu ngày làm tắc ống dẫn nước

IV CÁCH LÀM MỀM NƯỚC CỨNG :

Nguyên tắc: làm giảm nồng độ các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng, bằng cách chuyển những ion tự do này vào hợp chất không tan rồi lọc bỏ kết tủa (phương pháp kết tủa) hoặc thay thế chúng bằng những cation khác (phương pháp trao đổi ion)

1 Phương pháp kết tủa :

a) Đối với nước cứng tạm thời

– Đun sôi: M(HCO3)2  →t o MCO3↓ + CO2↑ + H2O

– Dùng dd Na2CO3, Ca(OH)2 hay Na3PO4 để làm mềm nước cứng tạm thời:

Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O

2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaCO3↓ + 2H2O

b) Đối với nước cứng vĩnh cửu: dùng dd Na2CO3, Ca(OH)2 hay Na3PO4:

M2+ + CO32– → MCO3↓ ; 3M2+ + 2PO43– → M3(PO4)2↓

2 Phương pháp trao đổi ion :

Cho nước cứng đi qua chất nhựa trao đổi ion (ionit), các ion Ca2+ và Mg2+ sẽ bị ionit hấp thu và được trao đổi bởi ion H+ hoặc Na+ của nhựa

V NHẬN BIẾT ION Ca 2+ , Mg 2+ TRONG DUNG DỊCH

Thuốc thử : dung dịch muối CO32–