Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của kim lọai kiềm thấp hơn nhiều so với các kim lọai khác, giảm dần từ Li đến Cs do liên kết kim lọai trong mạng[r]
Trang 1LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ÔN TẬP MÔN HÓA HỌC 12 TRONG KÌ NGHỈ DỊCH COVID 19
BÀI 1: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI VÀ ĂN MÒN KIM LOẠI
Điều chế kim loại
1- Nguyên tắc: Thực hiện quá trình khử ion kim loại trong các các hợp chất thành kim loại tự do
M n+ + ne → M
2- Phương pháp:
a- Phương pháp thủy luyện: Dùng kim loại có tính khử mảnh đẩy kim loại có tình khử yếu ra khỏi dung
dịch muối
VD: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
b- Phương pháp nhiệt luyện: Dùng các chất khử: Al, C, CO, H2 khử ion kim loại trong các oxit thành
kim loại tự do ở nhiệt độ cao
VD: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe (Phản ứng nhiệt nhôm)
CuO + H2 → Cu + H2O
c- Phương pháp điện phân: Dùng dòng điện một chiều để khử ion kim loại ở anot thành kim loại tự do
* Điện phân nóng chảy: Dùng để điều chế các kim loại mạnh
VD 2NaCl (đpnc) →2Na + Cl2
* Điện phân dung dịch: Điều chế hầu hết các kim loại
VD: CuCl2 (đpdd) → Cu + Cl2
4AgNO3 + 2H2O (đp dd) → 4Ag + 4HNO3 + O2
Ăn mòn kim loại:
Là sự phá hủy kim loại do tác dung của các chất trong môi trường
1- Ăn mòn hóa học: Là sự phá hủy kim loại do kim loại tác dụng trực tiếp với các chất của môi trường,
trong đó các electron của kim loại chuyển trực tiếp đến các chất của môi trường
VD: Sắt bị OXH do tác dụng với oxi không khí, hơi nước ở nhiệt độ cao
2- Ăn mòn điện hóa (phổ biến): Là sự phá hủy kim loại do kim loại tiếp xúc với chất điện li sinh ra dòng
điện
3 Chống ăn mòn điện hóa:
a- Phương pháp bảo vệ bề mặt: Phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo hoặc mạ, tráng
lớp bề mặt kim loại một lớp kim loại hoặc hợp kim chống gỉ, dùng chất kìm hảm
b Phương pháp điện hóa: Dùng một kim loại có tình khử mạnh hơn để bảo vệ kim loại có tính khử yếu
hơn
BÀI TẬP
Câu 1: Một số hoá chất được để trên ngăn tủ có khung bằng kim loại Sau 1 thời gian, người ta thấy
khung kim loại bị gỉ Hoá chất nào dưới đây có khả năng gây ra hiện tượng trên?
A Ancol etylic B Dây nhôm C Dầu hoả D Axit clohydric
Câu 2: Biết rằng ion Pb2+ trong dung dịch oxi hóa được Sn Khi nhúng hai thanh kim loại Pb và Sn được nối với nhau bằng dây dẫn điện vào một dung dịch chất điện li thì
A cả Pb và Sn đều bị ăn mòn điện hoá B cả Pb và Sn đều không bị ăn mòn điện hoá
C chỉ có Pb bị ăn mòn điện hoá D chỉ có Sn bị ăn mòn điện hoá
Trang 2Câu 3: Cho các cặp kim loại nguyên chất tiếp xúc trực tiếp với nhau : Fe và Pb; Fe và Zn; Fe và Sn; Fe
và Ni Khi nhúng các cặp kim loại trên vào dung dịch axit, số cặp kim loại trong đó Fe bị phá hủy trước
là
Câu 4: Khi để lâu trong không khí ẩm một vật bằng sắt tây (sắt tráng thiếc) bị sây sát sâu tới lớp sắt bên trong,
sẽ xảy ra quá trình:
A Sn bị ăn mòn điện hóa
B Fe bị ăn mòn điện hóa
C Fe bị ăn mòn hóa học
D Sn bị ăn mòn hóa học
Câu 5: Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép người ta thường gắn vào vỏ tàu (phần ngâm dưới nước)
những tấm kim loại
Câu 6: Có 4 dung dịch riêng biệt: a) HCl, b) CuCl2, c) FeCl3, d) HCl có lẫn CuCl2 Nhúng vào mỗi dung
dịch một thanh Fe nguyên chất Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là
Câu 7: Cho các hợp kim sau: Cu-Fe (I); Zn-Fe (II); Fe-C (III); Sn-Fe (IV) Khi tiếp xúc với dung dịch
chất điện li thì các hợp kim mà trong đó Fe đều bị ăn mòn trước là:
A I, II và III B I, II và IV C I, III và IV D II, III và IV
Câu 8: Phản ứng hoá học xảy ra trong pin điện hoá Zn - Cu là: Cu2+ + Zn Cu + Zn2+ Trong pin đó
A Cu2+ bị oxi hoá B Cu là cực âm C Zn là cực âm D Zn là cực dương
Câu 9: Trong phản ứng Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu Câu diễn tả đúng là?
A Fe là chất oxi hóa C Cu2+ là chất khử
B Fe oxi hóa được Cu2+ thành Cu D Cu2+ oxi hóa được Fe thành Fe2+
Câu 10: Phản ứng nào sau đây thể hiện Fe có tính khử mạnh hơn Cu?
A Fe + Cu2+ Cu + Fe2+ B Fe2+ + Cu Cu2+ + Fe
C Fe3+ + 3e Fe D Fe Fe2+ + 2e
Câu 11: Những kim loại nào sau đây đẩy được Fe ra khỏi dung dịch muối Fe3+?
1 Mg 2 Al 3 Na 4 Cu 5 Zn
A 1, 2, 3, 5 B 1, 2, 5 C 2, 4, 5 D 1, 3, 5
Câu 12: Những kim loại nào sau đây đẩy được Cu ra khỏi dung dịch muối Cu2+
1) Mg 2) Ag 3) Fe 4) Zn 5) Pb
A 1, 2, 3 B 3, 4, 5 C 1, 3, 4 D 2, 5
Câu 13: Trong các trường hợp sau, trường hợp nào kim loại bị ăn mòn điện hoá?
A Cho kim loại Zn vào dung dịch HCl B Thép cacbon để trong không khí ẩm
C Đốt dây Fe trong khí O2 D Cho kim loại cu vào dung dịch HNO3 loãng
Câu 14: Một sợi dây Cu nối với một sợi dây Fe để ngoài không khí ẩm, một thời gian có hiện tượng gì?
A Dây Fe và dây Cu bị đứt B Ở chỗ nối dây Fe bị mủn và đứt
C Ở chỗ nối dây Cu bị mủn và đứt D Không có hiện tượng gì
Câu 15: Kim loại M được tác dụng với các dung dịch HCl, Cu (NO3)2, HNO3 đặc nguội, M là kim loại
Trang 3nào?
Câu 16: Có những vật bằng sắt được mạ bằng những kim loại khác nhau dưới đây Nếu các vật này đều
bị sây sát sâu đến lớp sắt, thì vật nào bị gỉ chậm nhất?
A Sắt tráng kẽm B Sắt tráng thiếc C Sắt tráng niken D Sắt tráng đồng
Câu 17: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Ăn mòn kim loại là sự huỷ hoại kim loại và hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh
B Ăn mòn kim loại là một quá trình hoá học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí
C Trong quá trình ăn mòn, kim loại bị oxi hoá thành ion của nó
D Ăn mòn kim loại được chia làm hai dạng: ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá
Câu 18: Phát biểu sau đây là đúng khi nói về ăn mòn hoá học?
A Ăn mòn hoá học không làm phát sinh dòng điện
B Ăn mòn hoá học làm phát sinh dòng điện một chiều
C Kim loại tinh khiết sẽ không bị ăn mòn hoá học
D Về bản chất, ăn mòn hoá học cũng là một dạng của ăn mòn điện hoá
Câu 19: Điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hoá là gì?
A Các điện cực phải tiếp xúc với nhau hoặc được nối với nhau bằng một dây dẫn
B Các điện cực phải được nhúng trong dung dịch điện li
C Các điện cực phải khác nhau về bản chất
D Cả ba điều kiện trên
Câu 20: Một chiếc chìa khoá làm bằng hợp kim Cu - Fe bị rơi xuống đáy giếng Sau một thời gian chiếc
chìa khoá sẽ:
A Bị ăn mòn hoá học
B Bị ăn mòn điện hoá
C Khôn bị ăn mòn
D Ăn mòn điện hoá hoặc hoá học tuỳ theo lượng Cu-Fe có trong chìa khoá đó
Câu 21: Trên cửa của các đập nước bằng thép thường thấy có gắn những lá Zn mỏng Làm như vậy là để
chống ăn mòn cửa đập theo phương pháp nào trong các phương pháp sau đây?
A Dùng hợp kim chống gỉ B Phương pháp hủ
C Phương pháp biến đổi hoá học lớp bề mặt D Phương pháp điện hoá
Câu 22: Trong các chất sau: Mg, Al, hợp kim Al - Ag, hợp kim Al - Cu, chất nào khi tác dụng với dung
dịch H2SO4 loãng giải phóng bọt khí H2 nhiều nhất?
A Al B Mg và Al C Hợp kim Al - Ag D Hợp kim Al-Cu
Câu 23: Cho một thanh Al tiếp xúc với một thanh Zn trong dung dịch HCl, sẽ quan sát được hiện tượng
gì?
A Thanh Al tan, bọt khí H2 thoát ra từ thanh Zn
B Thanh Zn tan, bọt khí H2 thoát ra từ thanh Al
C Cả 2 thanh cùng tan và bọt khí H2 thoát ra từ cả 2 thanh
D Thanh Al tan trước, bọt khí H2 thoát ra từ thanh Al
Câu 24: Một lá Al được nối với một lá Zn ở một đầu, đầu còn lại của 2 thanh kim loại đều được nhúng
Trang 4trong dịch muối ăn Tại chỗ nối của 2 thanh kim loại sẽ xảy ra quá trình nào?
A Ion Zn2+ thu thêm 2e để tạo Zn B Ion Al3+ thu thêm 3e để tạo Al
C Electron di chuyển từ Al sang Zn D Electron di chuyển từ Zn sang Al
Câu 25: Giữ cho bề mặt kim loại luôn sạch, không có bùn đất bám vào là một biện pháp để bảo vệ kim
loại không bị ăn mòn Như vậy là đã áp dụng phương pháp chống ăn mòn nào sau đây?
A Cách li kim loại với môi trường B Dùng phương pháp điện hoá
C Dùng phương pháp biến đổi hoá học lớp bề mặt D Dùng phương pháp phủ
-Câu 26: Sự ăn mòn hóa học là quá trình?
A Khử B Oxi hóa C Điện phân D Oxi hóa - khử
Câu 27: Phản ứng Al3+ +3eAl biểu thị quá trình nào sau đây?
Câu 28: Trong ăn mòn hóa học, loại phản ứng hóa học xảy ra là?
A Thế B Oxi hóa khử C Phân hủy D Hóa hợp
Câu 29: Sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường là?
A Sự ăn mòn B Sự ăn mòn kim loại C Sự ăn mòn điện hóa D Sự ăn mòn hóa học Câu 30: Trong ăn mòn điện hóa, câu nào sau đây diễn tả đúng?
A Ở cực âm có quả trình khử
B Ở cực dương có quá trình oxi hóa, kim loại bị ăn mòn
C Ở cực âm có quá trình oxi hóa, kim loại bị ăn mòn
D Cực dương quá trình khử, kim loại bị ăn mòn
BÀI 2: KIM LOẠI KIỀM
A LÝ THUYẾT
I - Vị trí và cấu tạo:
1.Vị trí của kim lọai kiềm trong bảng tuần hoàn
Các kim lọai kiềm thuộc nhóm IA, gồm 6 nguyên tố hóa học: Liti(Li), Kali(K), Natri(Na), Rubiđi(Rb), Xesi(Cs), Franxi(Fr) Franxi là nguyên tố phóng xạ tự nhiên Sở dĩ được gọi là kim lọai kiềm vì hiđroxit của chúng là chất kiềm mạnh
2.Cấu tạo và tính chất của kim lọai kiềm
- Cấu hình electron chung: ns1
- Liên kết kim loại trong kim lọai kiềm là liên kết yếu
- Cấu tạo mạng tinh thể: Lập Phương Tâm Khối
II - Tính chất vật lí
Các kim lọai kiềm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối là kiểu mạng kém đặc khít, có màu trắng bạc và có ánh kim rất mạnh, biến mất nhanh chóng khi kim loại tiếp xúc với không khí (Bảo quản trong dầu hỏa)
1 Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của kim lọai kiềm thấp hơn
nhiều so với các kim lọai khác, giảm dần từ Li đến Cs do liên kết kim lọai trong mạng tinh thể kim lọai
kiềm kém bền vững, yếu dần khi kích thước nguyên tử tăng lên
2 Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của kim lọai kiềm cũng nhỏ hơn so với các kim lọai khác do nguyên tử của các kim lọai kiềm có bán kính lớn và do cấu tạo mạng tinh thể của chúng kém đặc khít
3 Tính cứng: Các kim lọai kiềm đều mềm, có thể cắt chúng bằng dao do liên kết kim lọai trong mạng
Trang 5tinh thể yếu
4 Độ dẫn điện: Các kim loại kiềm có độ dẫn điện cao nhưng kém hơn nhiều so với bạc do khối lượng riêg tương đối bé làm giảm số hạt mang điện tích
5 Độ tan: Tất cả các kim lọai kiềm có thể hòa tan lẫn nhau và đều dễ tan trong thủy ngân tạo nên hỗn hống Ngoài ra chúng còn tan đuơc trong amoniac lỏng và độ tan của chúng khá cao
III Tính chất hóa học
M → M+ + 1e ( quá trình oxi hoá kim loại )
1 Tác dụng với phi kim
1 Ở nhiệt độ thường : tạo oxit có công thức M2O (Li, Na) hay tạo M2O2 (K, Rb, Cs, Fr)
2 Ở nhiệt độ cao: tạo M2O2 (Na) hay MO2 (K, Rb, Cs, Fr) (trừ trường hợp Li tạo LiO)
3 Phản ứng mãnh liệt với halogen (X2)để tạo muối halogenuA
2M + X2 t o 2MX
4 Phản ứng với hiđro tạo kim loại hiđruA
2M + H2 t o 2MH
2 Tác dụng với nước và dung dịch axit ở điều kiện thường:
Do hoạt động hóa họa mạnh nên các kim loại kiềm phản ứng mãnh liệt với nước và các dung dịch axit
Tổng quát: 2M + 2H+ → 2M+ + H2 ↑
2M + 2 H2O → 2MOH ( dd ) + H2 ↑
3 Tác dụng với cation kim loại
- Với oxit kim loại.: 2Na + CuO t o Na2O + Cu
- Với cation kim loại của muối tan trong nước thì kim loại kiềm tác dụng với nước trước mà không tuân theo quy luật bình thường là kim loại hoạt động mạnh đẩy kim loại hoạt động yếu ra khỏi muối của chúng
Thí dụ: Khi cho Na tác dụng với dd muối CuSO4
2 Na +2H2O →2NaOH +H2↑
2 NaOH+ CuSO4→Na2SO4 +Cu(OH)2
4 Tác dụng với các kim loại khác :Một số kim loại kiềm tạo thành hợp kim rắn với các kim loại khác,
natri tạo hợp kim rắn với thủy ngân – hỗn hống natri (Na-Hg)
IV – Ứng dụng và điều chế
1 Ứng dụng của kim lọai kiềm
Kim lọai kiềm có nhiều ứng dụng quan trọng :
Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy,…
Các kim lọai Na và K dùng làm chất trao đổi nhiệt trong 1 vài lọai lò phản ứng hạt nhân
Kim lọai xesi dùng chế tạo tế bào quang điện
Điều chế 1 số kim lọai hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện
Dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ
2 Điều chế kim lọai kiềm:
- Trong tự nhiên kim lọai kiềm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất
- Phương pháp thường dùng để điều chế kim lọai kiềm là điện phân nóng chảy muối halogenua hoặc hiđroxit của kim loại kiềm trong điều kiện không có không khí
Trang 6B BÀI TẬP
Câu 1 Phát biểu nào sau đây không đúng về kim loại kiềm :
A to nóng chảy, to sôi thấp B Khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp
C Độ dẫn điện dẫn to thấp D Cấu hình e ở lớp ngoài cùng ns1
Câu 2 Cấu hình e của ion Na+ giống cấu hình e của ion hoặc nguyên tử nào trong đây sau đây :
A Mg2+, Al3+, Ne B Mg2+, F –, Ar
C Ca2+, Al3+, Ne D Mg2+, Al3+, Cl–
Câu 3 Kim loại kiềm có cấu tạo mạng tinh thể kiểu nào sau đây :
A Lập phương tâm diện B Lập phương tâm khối
Câu 4 Đặc điểm nào sau đây không phải là đặc điểm chung của kim loại kiềm :
A Số e lớp ngoài cùng của nguyên tử B Số oxy hóa nguyên tố trong hợp chất
C Cấu tạo mạng tinh thể của đơn chất D Bán kính nguyên tử
Câu 5 Cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng của ion R+ là 2p6 Nguyên tử R là :
Câu 6 Trong phòng thí nghiệm để bảo quản Na có thể ngâm Na trong :
Câu 7 Phản ứng hoá học đặc trưng của kim loại kiềm là phản ứng với :
Câu 8 Nhận định nào sau đây không đúng về kim loại kiềm :
A Đều có mạng tinh thể giống nhau : Lập phương tâm khối
B Dễ bị oxi hoá
C Điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogenua hoặc hidroxit
D Là những nguyên tố mà nguyên tử có 1e ở phân lớp p
Câu 9 Kim loại nào sau đây khi cháy trong oxi cho ngọn lửa mà đỏ tía :
Câu 10 Na để lâu trong không khí có thể tạo thành hợp chất nào sau đây :
Câu 11 Trường hợp nào sau đây Na+ bị khử :
A Điện phân nc NaCl B Điện phân d2 NaCl
Câu 12 Dãy dung dịch nào sau đây có pH > 7 :
A NaOH, Na2CO3 , BaCl2 B NaOH, NaCl, NaHCO3
C NaOH, Na2CO3 , NaHCO3 D NaOH, NH3 , NaHSO4
Câu 13 Dung dịch nào sau đây có pH = 7 :
Câu 14 Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn, tại khu vực gần điện cực catot, nếu nhúng quì tím vào
khu vực đó thì :
A Quì không đổi màu B Quì chuyển sang màu xanh
C Quì chuyển sang màu đỏ D Quì chuyển sang màu hồng
Trang 7Câu 15 Dung dịch NaOH không tác dụng với muối nào sau đây :
Câu 16 Những tính chất nào sau đây không phải của NaHCO3 :
1 Kém bền nhiệt 5.Thuỷ phân cho môi trường kiềm yếu
2 Tác dụng với bazơ mạnh 6.Thuỷ phân cho môi trường kiềm mạnh
3 Tác dụng với axit mạnh 7 Thuỷ phân cho môi trường axit
4 Là chất lưỡng tính 8 Tan ít trong nước
Câu 17 Cho CO2 tác dụng với dung dịch NaOH ( tỉ lệ mol 1:2 ) thì pH dung dịch sau phản ứng như thế
nào
A pH < 7 B pH > 7 C pH = 7 D Không xác định được
Câu 18 Nguyên tố có năng lượng ion hóa nhỏ nhất là:
Câu 19 Vai trò của H2O trong quá trình điện phân dung dịch NaCl là :
A Dung môi B Chất khử ở catot
C Là chất vừa bị khử ở catot, oxi hoá ở anot D Chất oxi hoá ở anot
Câu 20 Cho Na vào dung dịch CuCl2 hiện tượng quan sát được là
A Sủi bọt khí B Xuất hiện ↓ xanh lam
C Xuất hiện ↓ xanh lục D Sủi bọt khí và xuất hiện ↓ xanh lam
Câu 21 Kim loại nào tác dụng 4 dung dịch: FeSO4 , Pb(NO3)2 , CuCl2 , AgNO3
Câu 22 Ứng dụng nào sau đây không phải của kim loại kiềm
A Tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp
B Na, K dùng làm chất trao đổi nhiệt ở là phản ứng hạt nhân
C Xút tác phản ứng hữu cơ
D Dùng điều chế Al trong công nghiệp hiện nay
Câu 23 Công dụng nào sau đây không phải của NaCl :
A Làm gia vị B Điều chế Cl2 , HCl, nước Javen
C Khư chua cho đất D Làm dịch truyền trong y tế
Câu 24: Để phân biệt một cách đơn giản nhất hợp chất của kali và hợp chất của natri ,người ta đưa các
hợp chất của kalivà natri vào ngọn lửa ,những nguyên tố đó dễ ion hóa nhuốm màu ngọn lửa thành :
A Tím của kali ,vàng của natri B Tím của natri ,vàng của kali
C Đỏ của natri ,vàng của kali D Đỏ của kali,vàng của natri
Câu 25: Để điều chế kim loại Na, người ta thực hiện phản ứng :
A Điện phân dung dịch NaOH B Điện phân nóng chảy NaOH
C Cho dd NaOH tác dụng với dd HCl D Cho dd NaOH tác dụng với H2O
Câu 26: Nếu M là nguyên tố nhóm IA thì oxit của nó có công thức là:
A MO2 B M2O3 C MO D M2O
Câu 27: Trong nhóm IA ,theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần :
A.Bán kính nguyên tử tăng dần B.Năng lượng ion hóa giảm dần
C Tính khử tăng dần D Độ âm điện tăng dần
Trang 8Câu 28: Ion nào có bán kính bé nhất ? Biết điện tích hạt nhân của P, S, Cl, K lần lượt là 15+, 16+, 17+, 19+
3-Câu 29: Nguyên tử 39X có cấu hình electron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 Hạt nhân nguyên tử X có số nơtron
và proton lần lượt là
A 20 ; 20 B 19 ; 20 C 20 ; 19 D 19 ; 19
Câu 30:Trường hợp nào ion Na+ không tồn tại ,nếu ta thực hiện các phản ứng hóa học sau:
A NaOH tác dụng với HCl B.NaOH tác dụng với dung dịch CuCl2
C.Nung nóng NaHCO3 D.Điện phân NaOH nóng chảy
BÀI 3: KIM LOẠI KIỀM THỔ
I VỊ TRÍ CẤU TẠO:
1 Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn:
- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn; trong một chu kì, kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm
- Kim loại kiềm thổ gồm: Beri (Be); Magie (Mg); Canxi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba); Rađi (Ra) (Rađi là nguyên tố phóng xạ không bền)
2 Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm thổ:
*
II TÍNH CHẤT VẬT LÝ :
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (trừ Be) và biến đổi không theo một chiều Vì các nguyên tố có cấu trúc tinh thể khác nhau Be, Mg, Caβ có mạng lưới lục phương ; Caα và Sr có mạng lưới lập phương tâm diện ; Ba lập phương tâm khối
- Độ cứng : kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp ; độ cứng giảm dần từ Be → Ba (Be cứng nhất có thể vạch được thủy tinh ; Ba chỉ hơi cứng hơn chì)
- Khối lượng riêng : tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ Ba)
III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC:
Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, yếu hơn so với kim loại kiềm Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng từ Be → Ba
Cấu hình electron [He]2s2 [Ne]3s2 [Ar]4s2 [Kr]5s2 [Xe]6s2
Bán kính nguyên tử (nm) 0,089 0,136 0,174 0,191 0,220
Năng lượng ion hóa I2
(kJ/mol)
Thế điện cực chuẩn
E◦M2+/M(V)
-1,85 -2,37 -2,87 -2,89 -2,90
Mạng tinh thể Lục phương Lập phương tâm
diện
Lp tâm khối
Trang 91 Tác dụng với phi kim :
- Trong không khí ẩm Ca, Sr, Ba tạo nên lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi) cho nên cần cất giữ các kim loại này trong bình rất kín hoặc dầu hỏa khan
- Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, siliC
Ca + Cl2 t o CaCl2
Mg + Si t o Mg2Si
- Do có ái lực lớn hơn oxi, khi đun nóng các kim loại kiềm thổ khử được nhiều oxit bền (B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,)
2Be + TiO2 → 2BeO + Ti
2Mg + CO2 → 2MgO + C
2 Tác dụng với axit:
a HCl, H 2 SO 4 (l : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
b HNO 3 ,H 2 SO 4 đđ: Khử N+5, S +6 thành các hợp chất mức oxi hoá thấp hơn
4Ca + 10HNO3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Mg + 4HNO3 đđ → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3 Tác dụng với nước:
- Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo dung dịch bazơ:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
- Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành MgO
Mg + H2O → MgO + H2↑
- Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao vì có lớp oxit bền bảo vệ Nhưng Be có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat:
Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2
Be + 2NaOH(nóng chảy) → Na2BeO2 + H2
IV ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ
1.Ứng dụng:
- Kim loại Be: làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn
- Kim loại Ca: dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép, làm khô 1 số hợp chất hữu cơ
- Kim loại Mg có nhiều ứng dụng hơn cả: tạo hợp kim có tính cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô… Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ Bột Mg trộn với chất oxi hóa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm dùng trong pháo sáng, máy ảnh
2 Điều chế kim loại kiềm thổ:
- Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại dạng ion M2+ trong các hợp chất
- Phương pháp cơ bản là điện phân muối nóng chảy của chúng
BÀI 4: MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
I CaO (Canxi oxit) : Vôi sống
- Tác dụng với nước, tỏa nhiệt : CaO + H2O → Ca(OH)2 ít tan
Trang 10- Với axit : CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
- Với oxit axit : CaO + CO2 → CaCO3 ( vôi chết )
II Những hiđroxit M(OH)2 của các kim loại kiềm thổ:
1 Tính chất:
- Các hiđroxit M(OH)2 khan đều ở dạng màu trắng
- Tính tan: Be(OH)2; Mg(OH)2 rất ít tan trong nướC
Ca(OH)2 tương đối ít tan ( 0,12g/100g H2O)
Các hiđroxit còn lại tan nhiều trong nướC
- Độ bền nhiệt của hiđroxit tăng từ Be→Ba: Mg(OH)2 mất nước ở 150◦C; Ba(OH)2 mất nước ở 1000◦C tạo thành oxit
- Tính bazơ: Be(OH)2 là bazơ rất yếu, Mg(OH)2 là bazơ trung bình, Ca(OH)2; Ba(OH)2; Sr(OH)2 là bazơ mạnh
* Ca(OH)2 Canxi hidroxit : Vôi tôi
- Ít tan trong nước : Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH
- Với axít : Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + H2O
- Với oxit axit : Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O (1)
Ca(OH)2 + CO2 → Ca(HCO3)2 (2)
- Với d2 muối : Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaOH
2 Ứng dụng:
Hợp chất hidroxit kim loại kiềm thổ Ca(OH)2 ứng dụng rộng rãi hơn cả :trộn vữa xây nhà, khử chua đất
trồng, sản xuất cloruavôi dùng để tẩy trắng và khử trùng
III CANXICACBONAT CaCO3 VÀ CANXI HIDRO CACBONAT Ca(HCO3)2
CaCO3 : Canxi cacbonat Ca(HCO3)2 : Canxi hidro
cacbonat
Với nước
Canxi cacbonat là chất rắn màu trắng, không tan trong nướC nhưng tan trong
amoniclorua:
CaCO3 + 2NH4Cl t C o
CaCl2 + 2NH3↑ + H2O + CO2↑
Tan trong nước:
Ca(HCO3)2→ Ca2+ + 2HCO3
Với bazơ mạnh Không phản ứng C Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 →
2CaCO3↓ + 2H2O Với axit mạnh
CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O Ca(HCO3)2+2HCl→
CaCl2+2CO2+2H2O
lưỡng tính Nhiệt phân
Bị phân hủy ở nhiệt độ cao:
CaCO3 1000o C CaO + CO2
Bị phân hủy khi đun nóng nhẹ:
Ca(HCO3)2 to
CaCO3 + CO2 + H2O