Hóa học lớp 12: Bài giảng 5 bài giảng kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ

Tính chất vật lí, vị trí và cấu tạo - Các kim loại kiềm thổ nằm ở nhóm IIA → Trong hợp chất các kim loại kiềm thổ có hóa trị II, có số oxi hóa +2, cấu hình electron lớp ngoài cùng có dạ

A Kim loại kiềm thổ

I Tính chất vật lí, vị trí và cấu tạo

- Các kim loại kiềm thổ nằm ở nhóm IIA → Trong hợp chất các kim loại kiềm thổ có hóa trị II, có số oxi hóa +2, cấu hình electron lớp ngoài cùng có dạng tổng quát ns2

Be, Mg, Ca, Sr, Ba

Lục phương Lập phương tâm diện Lập phương tâm khối

Do cấu trúc tinh thể như vậy nên nhiệt độ nóng chảy của Ba thấp hơn hẳn so với các kim loại còn lại mặc dù phân

tử khối của nó là lớn nhất

- Đều là chất rắn ở điều kiện thường

- Nhiệt độ nóng chảy thấp, nhưng cao hơn các kim loại kiềm

II.Tính chất hóa học

* Nhận xét: Các kim loại kiềm thổ đều có tính khử mạnh, nhưng yếu hơn các kim loại kiềm cùng chu kì

Trong nhóm IIA, Ba có tính khử mạnh nhất

1.Tác dụng với phi kim

2R + O2t o 2RO

R + Cl2

o

t

RCl2

R + S t o RS

2 Tác dụng với nước

- Be không tan trong nước, không phản ứng với nước

- Mg: không tan trong nước, nhưng phản ứng với nước ở nhiệt độ cao:

Mg + H2Ot o MgO + H2

→Đám cháy Mg không dùng nước phun vào để dập lửa

Đám cháy Mg không thể dập bằng nước, CO2, SiO2 vì kim loại Mg có tính khử tương đổi mạnh

- Ca, Sr, Ba: đều tan trong nước, phản ứng với nước:

R + 2H2O →R(OH)2+ H2↑

3 Tác dụng với axit

Mg + HCl; H2SO4 loãng/ H2SO4 đặc nóng; HNO3

Khi cho Mg + HCl; H2SO4 loãng → Muối + H2

Khi cho Mg + H2SO4 đặc nóng; HNO3 → Muối + H2O + sản phẩm khử

Với Mg có thể tạo ra tất cả các sản phẩm khử, kể cả NH4No3

4 Tác dụng với dung dịch muối:

BÀI GIẢNG: KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG

CHUYÊN ĐỀ: KIM LOẠI KIỀM - KIỀM THỔ - NHÔM

MÔN HÓA: LỚP 12 THẦY GIÁO: PHẠM THANH TÙNG – TUYENSINH247.COM

Mg + CuSO4 → MgSO4+ Cu

Với Ca, Ba cho vào dung dịch muối thì chúng phản ứng với nước trước tạo dung dịch bazo Sau đó bazo phản ứng với dung dịch muối

III Điều chế

Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh nên dùng phương pháp điện phân nóng chảy

RCl2 dpncR +Cl2

Với Mg thường điện phân oxit nóng chảy:

2MgO dpnc2Mg + O2

B Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ

I Canxi oxit (CaO- tên thường gọi là vôi sống)

- Là chất rắn màu trắng, tan được trong nước, phản ứng tỏa nhiệt lớn

- Mang đầy đủ tính chất hóa học của 1 oxit bazơ

CaO + H2O  Ca(OH)2

CaO + 2HCl → CaCl2+ H2O

CaO + CO2 → CaCO3

II Canxi hidroxit (Ca(OH) 2 - nước vôi trong)

- Là chất rắn màu trắng, tan được trong nước Khi tan trong nước tạo dung dịch bazo

- Dung dịch Ca(OH)2 làm quỳ tím chuyển màu xanh, phenolphatlein hóa hồng

Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2+ 2H2O

Ca(OH)2+ CuCl2 → CaCl2+ Cu(OH)2 ↓

Ca(OH)2+ CO2 CaCO3 + H2O

Ca(OH)2+ 2CO2 Ca(HCO3)2

III Canxi cacbonat (CaCO 3 - đá vôi)

- Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước, nhưng có thể tan trong axit

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

CaCO3+ CO2+ H2O → Ca(HCO3)2 (minh họa cho câu” nước chảy đá mòn”, giải thích quá trình xâm thực của nước mưa)

CaCO3

o

t

CaO + CO2 ( phản ứng xảy ra ở 900 oC)

IV Canxi hidrocacbonat (Ca(HCO 3 ) 2 )

- Là chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước, kém bền với nhiệt

Ca(HCO3)2+ 2HCl→ CaCl2+ 2CO2+ 2H2O

Ca(HCO3)2+ Ca(OH)2 → 2CaCO3+ 2H2O

→ Ca(HCO3)2 vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với kiềm nên Ca(HCO3)2 có tính lưỡng tính (vì có chứa ion HCO3- có tính lưỡng tính)

Ca(HCO3)2

o t

CaCO3+ CO2+ H2O (quá trình hình thành thạch nhũ trong hang động)

(Thường đi kèm với quá trình CaCO3+ CO2+ H2O → Ca(HCO3)2)

Phản ứng trên hay đi kèm với bài toán: CO2 phản ứng với kiềm thu được kết tủa, đun kĩ dung dịch A lại thu được kết tủa

Một số hợp chất khác: MgCO3 (là chất bột màu trắng, hay dùng để tăng ma sát)

Quặng đolomit: MgCO3 CaCO3

V Canxi sunfat: CaSO 4

Thạch cao khan: CaSO4

Thạch cao sống: CaSO4 2H2O

Thạch cao nung: CaSO4 H2O

Thạch cao nung có nhiều ứng dụng nhất, thường dùng để nặn tượng, bó bột Thạch cao dùng làm phấn

C Nước cứng

1 Khái niệm:

- Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+

- Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Mg2+và Ca2+ được gọi là nước mềm

2 Phân loại:

Nước cứng tạm thời: có chứa ion HCO3-

Nước cứng vĩnh cửu:

có chứa ion Cl-, SO4

2-Nước cứng toàn phần: Gồm cả HCO3- , Cl-, SO4

2-3 Tác hại:

Gây ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của con người

Ví dụ:

- Khi sử dụng với xà phòng tạo kết tủa bám nên quần áo, làm hỏng quần áo

- Nước cứng có dẫn điện

- Nước cứng đun nóng tạo thành lớp cứng dưới ấm, tốn thêm nhiên liệu

4 Cách làm mềm nước cứng: làm giảm nồng độ Ca2+, Mg2+

a) Phương pháp kết tủa: tạo kết tủa với Ca 2+

- Nước cứng tạm thời:

Đun nước cứng, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân huỷ tạo ra muối cacbonat không tan

Ca(HCO3)2

o t

CaCO3↓+ CO2+ H2O

Dùng giấm hoặc chanh vắt vào để hòa tan kết tủa CaCO3

- Dùng CO32- , PO43- tạo kết tủa CaCO3 và Ca3(PO4)2 (dùng làm mềm tất cả các loại nước cứng)

b) Phương pháp trao đổi ion

Dùng hợp chất cao phân tử để lọc các ion Ca2+, Mg2+ đi, làm giảm nồng độ Ca2+, Mg2+