Tác dụng với phi kim: DỄ DÀNG b.. Tác dụng với H2O: MÃNH LIỆT c.. Tác dụng với dung dịch muối: 2 giai đoạn... Điều chế: Điện phân nóng chảy muối clorua: MCl2 → M + Cl2 Không đpnc MOH2
Trang 1Bài 8: KIM LOẠI ĐIỂN HÌNH
A Kim loại kiềm (IA)
I Đơn chất:
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr: ns1
Cấu tạo đơn chất: TINH THỂ LẬP PHƯƠNG TÂM KHỐI
1 Lý tính:
Màu trắng bạc, có ánh kim
Nhẹ, mềm, tnc và ts thấp, d nhỏ
2 Hóa tính:
a Tác dụng với phi kim: DỄ DÀNG
b Tác dụng với H2O: MÃNH LIỆT
c Tác dụng với Axit: NỔ MẠNH
d Tác dụng với dung dịch muối: 2 giai đoạn
2M + 2H2O 2MOH + H2
MOH + muối
3 Điều chế:
Điện phân nóng chảy muối clorua: 2MCl → 2M + Cl2
Điện phân nóng chảy oxit/ hidroxit tương ứng: 4MOH → 4M + O2 + 2H2O
Kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm chìm trong dầu hỏa
Với Li, được bảo quản bằng parafin
II Các hợp chất:
1 Na 2O: chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước
Na2O + 2H2O 2NaOH + H2 Na2O + CO2 Na2CO3
Na2O + 2HCl 2NaCl + H2O
2 NaOH: chất rắn, màu trắng, tan nhiều trong nước
NaOH + HCl NaCl + H2O
NaOH + SO2 NaHSO3
Trang 22NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O
2NaOH + CuSO4 Na2SO4 + Cu(OH)2
NaOH + 2KHSO3 Na2SO3 + K2SO3 + H2O
2NaOH + 2Cl2 NaCl + NaClO + H2O
2NaOH + 2NO2 NaNO3 + NaNO2 + H2O
Điều chế trong công nghiệp: 2NaCl + H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
3 NaHCO 3: chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước, ng trong , ng ng
t , t o nướ g t
NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O
NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O
NaHCO3 + NaHSO4 Na2SO4 + CO2 + H2O
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Lưu ý: NaOH, Na 2 CO 3 không bị nhiệt phân
B Kim loại kiềm thổ (IIA):
I Đơn chất:
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra: ns2
Cấu tạo đơn chất:
Be, Mg: MẠNG TINH THỂ LỤC PHƯƠNG
Ca, Sr: MẠNG TINH THỂ LẬP PHƯƠNG TÂM DIỆN
Ba: MẠNG TINH THỂ LẬP PHƯƠNG TÂM KHỐI
1 Lý tính:
Màu trắng bạc, cứng hơn kim loại kiềm, nhẹ; , thấp, d nhỏ
2 Hóa tính:
Td với Phi kim: MÃNH LIỆT
Td với H2O: M + 2H2O M(OH)2 + H2
Lưu ý:
Be không phàn ứng với nước;
Mg không tan trong nước lạnh, tan trong nước nóng: Mg + H2O → MgO + H2
Trang 3Td với axit:
M + A1 Muối + H2
M + A2 Muối + SPK + H2O
Td với dd muối:
Be, Mg tác dụng trực tiếp vs muối
Ca, Sr, Ba tác dụng theo 2 giai đoạn:
M + 2H2O M(OH)2 + H2
M(OH)2 + muối
Td với dd kiềm: chỉ Be mới có pư này
Be + 2NaOH Na2BeO2 + H2
3 Điều chế:
Điện phân nóng chảy muối clorua: MCl2 → M + Cl2
Không đpnc M(OH)2 vì các hidroxit của kim loại kiềm thổ bị phân hủy ở nhiệt độ cao
II Hợp chất:
1 CaO: vôi sống, chất rắn màu trắng, tan trong nước
CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O CaO + H2O → Ca(OH)2
CaO + SO2 → CaSO3
2 Ca(OH) 2: vôi tôi, chất rắn, ít tan trong nước ng tr n a n , ua ất
tr ng, n uất orua t trắng tr ng
Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2
Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaOH
Ca(OH)2 + 2NaHCO3 → CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
3Ca(OH)2 + 2FeCl3 → 3CaCl2 + 2Fe(OH)3
Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Trang 43 CaCO 3: , chất rắn, màu trắng, ng tan trong nước
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 CaCO3 → CaO + CO2
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
4 CaSO 4: chất rắn màu trắng, rất ít tan trong nước
CaSO4: thạch cao khan
CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O : thạch cao nung
CaSO4.2H2O : thạch cao sống
1 Khái niệm:
- Nước có chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+ gọi là nước cứng
VD: Nước sông, suối, ao, hồ, giếng,…
- Nước có chứa ít hoặc không chứa các ion trên gọi là nước mềm
VD: Nước mưa, nước cất
2.Phân loại nư c c ng:
- Nước cứng tạm thời: là nước cứng có chứa anion HCO3-
Vd: Nước có chứa muối Ca(HCO3)2 , Mg(HCO3)2
- Nước cứng vĩnh cữu: là nước cứng có chứa các ion Cl-, SO42- hoặc cả 2
Vd: Nước có chứa muối CaCl2, CaSO4,
- Nước cứng toàn phần: Là nước cứng chứa cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu
3 Cách làm mềm nư c c ng:
* Nguyên tắc: làm giảm nồng độ ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng bằng cách chuyển 2 ion tự do này vào hợp chất không tan hoặc thay thế chúng bằng những cation khác
Trang 5* Phương pháp làm mềm:
+ Phương pháp kết tủa:
a Đối với nước cứng tạm thời:
- Đun sôi trước khi dùng:
M(HCO 3 ) 2 0
t MCO 3 + CO 2 + H 2 O
l c bỏ k t tủa ượ nước mềm
- Dùng nước vôi trong vừa đủ:
M(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 MCO 3 + CaCO 3 + 2H 2 O
b Đối với nước cứng vĩnh cửu và toàn phần:
dùng các dung dịch Na2CO3, Na3PO4 để làm mềm nước
M 2+ + CO 3 2- → MCO 3 ↓ M 2+ + 2PO 4 3- → M 3 (PO 4 ) 2 ↓
+ Phươn pháp trao đổi ion:
Dựa trên khả năng trao đổi ion của các hạt zeolit ( các alumino silicat kết tinh, trong tinh thể chứa những lỗ trống nhỏ) hoặc nhựa trao đổi ion
D Nhôm:
Cấu hình: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Cấu tạo tinh thể: LẬP PHƯƠNG TÂM DIỆN
I Đơn chất
1 Lý tính:
Màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng
Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, nhẹ ( d= 2,7 g/ml),
2 Hóa tính:
Al là kim loại có tính khử mạnh (yếu hơn KLK, KLK thổ)
a Tác dụng với phi kim: tác dụng trực tiếp và mãnh liệt với nhiều phi kim
Vd: 4Al + 3O2 2Al2O3 ; 2 Al + 3Cl2 2AlCl3
b Tác dụng với axit:
- Với các dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2; 2Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2
Pt ion thu gọn : 2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2
Trang 6- Với dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 ặc:
+ Al khôn pư v i HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội
+ Với các axit HNO3 đặc nóng, HNO3 loãng, H2SO4 đặc nóng: Al khử được
5
N và
6
S xuống những mức oxi hoá thấp hơn ( NO2, NO, N2, N2O, NH4NO3; SO2, S, H2S)
Al + 6HNO3 đ t0
Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
c Tác dụng với H 2 O: 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
phản ứng dừng lại nhanh do có lớp Al(OH)3 không tan trong H2O bảo vệ lớp nhôm bên trong
d Tác dụng với oxit kim loại: (phản ứng nhiệt nhôm)
Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại kém hoạt dộng hơn trong oxit ( FeO, CuO, .) thành kim loại tự do
Fe2O3 + 2Al t0
Al2O3 + 2Fe
e Tác dụng với bazơ: nhôm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH,
Ca(OH)2
pư xảy ra theo 2 giai đoạn:
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O pt tổng quát:
2Al +2NaOH +2H2O 2NaAlO2 +3H2 ( Nhôm tan trong dung dịch kiềm)
natri aluminat
i u chế
Điện ph n n ng chảy: Al2O3 đpnc 2Al + 3/2 O2
Lưu ý: khôn điện phân nóng chảy AlCl3 vì AlCl 3 ch a liên kết CHT phân cực nên thăn hoa khi đun nón
II Một hợp chất c a nhôm
1/ Nhôm oxit (Al 2 O 3 ):
- Là chất rắn màu trắng, không tan và không tác dụng với nước
- , rất bền với nhiệt
- Trong vỏ quả đất, Al2O3 tồn tại ở các dạng sau:
+ Tinh thể Al2O3 khan là đá quý rất cứng: corindon trong suốt, không màu
Trang 7+ Đá rubi (hồng ngọc): màu đỏ
+ Đá saphia: màu xanh.(C lẫn TiO2 và Fe3O4)
+ Emeri ( dạng khan) độ cứng cao làm đá mài
* Tính chất hoá học:
- Al 2 O 3 là hợp chất rất b n: Al2O3 là hợp chất ion, ở dạng tinh thể nó rất bền về mặt hoá học
- Al 2 O 3 là chất lưỡng tính:
+ Tác dụng với axit mạnh: HCl, HNO3,…:
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O + Tác dụng với các dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
2/ Nhôm hidroxit (Al(OH) 3): K t tủa keo màu trắng
a Kém b n với nhiệt: 2Al(OH)3 t0
Al2O3 + 3 H2O
b Là hợp chất lưỡng tính
Tác dụng với axit mạnh: HCl, HNO3,…: 3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2O Tác dụng với các dung dịch bazơ mạnh : Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
Lưu ý: Al(OH)3 không tan trong dd NH3
3/ Dung dịch AlO 2 - :
AlO2- + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 + HCO3-
AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3 AlO2- + 2H+ → Al3+ + H2O
4/ Nhôm sunfat Al 2 (SO 4 ) 3 :
- Phèn CHUA: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O
- Phèn AMONI: (NH4)2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay NH4Al(SO4)2.12H2O
- Phèn KÉP: Al2(SO4)3.18H2O
- Ứng dụng: Phèn chua được dùng trong công nghiệp thuộc da, CN giấy, chất cầm màu, làm trong nước
- dd Al2(SO4)3 c pH< 7, môi trường axit