- Chỉ bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối Halogen hoặc Bazo của chúng trong điều kiện ko có không khí... - Kim lọai xesi dùng chế tạo tế bào quang điện.[r]
Trang 1ÔN T P CHƯƠNG 6: KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ, NHÔM
1 Cấu
tạo & vị
trí
- Cấu tạo:
Nhóm IA (H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr*) Cấu hình: ns1 VD: Na(Z=11) [Ar] 3s1
Số OXH: +1
- Vị trí: VD: Na: Ô 11, Chu kì: 3,
Nhóm IA
- Sự biến đổi t/chất từ Li – Cs:
R: Phi kim, axit: KLR:
: Kim loại, bazo:
I: Tsôi
, Tnc
, độ cứng:
- Cấu tạo:
Nhóm IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) Cấu hình: ns2 VD: Ca(Z=20) [Ar] 4s2
Số OXH: +2
- Vị trí: VD: Mg: Ô 12, Chu kì 3, Nhóm
IIA
- Cấu tạo:
Nhóm IIIA Cấu hình Al(Z=13) [Ne] 3 3s p2 1 Số OXH: +3
- Vị trí: Al: Ô 13, Chu kì 3, Nhóm
IIIA
2 Tính
chất vật
lý
- Các KL kiềm đều có màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, Tnc
, Tsôi
thấp, độ cứng thấp, KLR nhỏ
- Có màu trắng bạc, có thể dát mỏng
- , Tnc
, Tsôi
tuy cao hơn KL kiềm nhưng vẫn tương đối thấp
- KLR nhỏ, nhẹ hơn Al (trừ Ba)
- Độ cứng cao hơn KL kiềm nhưng vẫn khá mềm
- Al là kim loại màu trắng bạc, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng
- Tnc
666 C
, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt
- Là kim loại nhẹ (D = 2,7g/cm3)
3 Tính
chất hóa
học
- Có tính khử mạnh.
- T/d với phi kim: O2, Cl2, N2, S,
VD: 2Na +
1
2O2 t0 Na2O (Natrioxit)
2Na + O2 khô → 2 Na2O2 (Natripeoxit)
- T/d với H2O :
VD: Na + H2O → NaOH + 12H2
- T/d với axit:
- Có tính khử mạnh.(<IA)
- T/d với phi kim: O2, Cl2, N2, S, C, Si,
VD: Ca + Cl2 t0 CaCl2
- T/d với H2O : (Ca, Sr, Ba)
VD: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
- T/d với axit:
Axit thông thường (HCl, H2S O4 ):
VD: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Axit đặc biệt ( HNO3, H2SO 4 đặc¿ :
VD: 4Mg + 10HNO3 loãng → 4Mg(NO3)2
- Có tính khử mạnh.(<IA, IIA)
- T/d với phi kim: O2, Cl2, N2, S, C, Si,
VD: 2Al +
3
2O2 t0 Al2O3
- T/d với H2O : (rất chậm nên coi như ko tác dụng)
- T/d với axit:
Axit thông thường (HCl, H2S O4 ):
Trang 2Axit thông thường (HCl, H2S O4 ):
VD: Na + HCl → NaCl + 12H2
Axit đặc biệt ( HNO3, H2SO 4 đặc¿ :
VD: K +HNO3→ KNO3 + spk (
NO2, NO , N2O , NH4NO3¿ + H2O
2 K + H2SO 4 đặc → K2SO4 + spk (
SO2, S , H2S¿+ H2O
- T/d với dd muối:
VD: Na + H2O → NaOH + 12H2
2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2
- T/d với Bazo: (gián tiếp)
VD: Na + dd NaOH →
Na + H2O → NaOH + 12H2
+ spk NH4NO3 + 3H2O
- T/d với dd muối:
Trực tiếp (Mg, Be)
VD: Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
Gián tiếp (Ba, Ca, Sr)
VD: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 Ca(OH)2 + Na2CO3 → 2NaOH + CaCO3
- T/d với Bazo:
Trực tiếp (Be)
VD: Be + NaOH →Na2BeO2 + H2
Gián tiếp (Ba, Ca, Sr)
VD: Ba + dd NaOH →
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
VD: Al + 3HCl → AlCl3 +
3
2H2
Axit đặc biệt ( HNO3, H2SO 4 đặc¿ :
VD: 2Al + 6H2SO4 đặc t0 Al2(SO4)3
+ spk 3SO2 + 6H2O
Nhôm bị thụ đ ng trong ộng trong HNO 3 đ ´ă c nguội
- T/d với dd muối (trực tiếp):
VD: 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu
- T/d với oxit của KL sau Al (nhi t ệt phân):
VD: 2Al + Fe2O3 t0 Al2O3 + 2Fe
- T/d với bazo:
VD: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
4 Điều
chế
- Chỉ bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối Halogen hoặc Bazo của chúng trong điều kiện ko có không khí VD: NaCl, NaOH,
2NaCl ñpnc 2Na + Cl2 2NaOH ñpnc 2Na +
1
2O2 + H2O
- Chỉ bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối Halogen của chúng VD:
MgCl2,
MgCl2 ñpnc Mg + Cl2
2Al2O3 ñpnc criolit 4Al + 3O2
Vai trò của xúc tác criolit:
+ Tạo hỗn hợp có nhiệt độ nóng chảy
thấp + Làm tăng độ dẫn điện + Tạo lớp chất điện li rắn che đậy cho nhôm nóng chảy khỏi bị oxi hóa
5 Ứng
dụng
- 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
- 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
- Al và hợp kim của Al nhẹ, bền -> Dùng làm v t li u chế tạo máy bay, ật liệu chế tạo máy bay, ệu chế tạo máy bay,
ô tô, tên lửa,
- Al và hợp kim của Al có màu trắng bạc, đẹp -> XD nhà cửa, trang trí n i ộng trong thất
- Al nhẹ, dẫn đi n tốt -> Làm dây dẫnệu chế tạo máy bay,
Trang 3- Điều chế 1 số kim lọai hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện
- Dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ
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
thay cho đồng
- Al và hợp kim của Al dẫn nhi t tốt, ệu chế tạo máy bay, ít bị gỉ và không đ c nên được dùng ộng trong làm dụng cụ nhà bếp
① Oxit: Na 2 O, K 2 O
- Là chất rắn, tan tốt trong nước:
Na2O + H2O → 2 NaOH
- T/d gián tiếp với muối:
Na2O + H2O → 2 NaOH
2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2
①Canxi Hidroxit Ca(OH) 2
- Tính chất:
+ Ca(OH)2 gọi là vôi tôi.
+ dd Ca(OH)2 được gọi là nước vôi trong (nh n biết ật liệu chế tạo máy bay, CO2 và SO2 )
Vì: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 (trắng) + H2O + dd là m t bazo mạnh (Làm quỳ tím hóa ộng trong xanh, pp hóa đỏ T/d Axit, Oxit Axit, chất lưỡng tính, dd Muối)
VD: Tự viết nha
- Điều chế: CaO + H2O → Ca(OH)2
- Ứng dụng:
+ Đ/chế NH3 :2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
+ Đ/chế Clorua Vôi: Ca(OH)2 + Cl2 CaOCl2 + H2O
+ Làm VLXD
① Nhôm Oxit Al 2 O 3
- Al2O3 là chất rắn màu trắng, ko tan trong nước và ko t/d với nước, nhiệt độ nc:
2050o C
- Al2O3 là oxit lưỡng tính:
VD: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]
- Ứng dụng: trong tự nhiên, Al2O3 tồn tại ử
dạng ng m nước và dạng khan:ật liệu chế tạo máy bay, + Oxit ng m nước ật liệu chế tạo máy bay, Thành phần chủ yếu của qu ng Boxit () ặng Boxit () SX Al
+ Oxit khan có cấu tạo tinh thể Coridon ở dạng tinh thể trong suốt Đá mài,
② Hidroxit: NaOH, KOH
- T/chất: NaOH được gọi là xút, là bazo
mạnh nên có đầy đủ t/chất của m t bazo ộng trong
② Canxi Cacbonat CaCO 3
- Tính chất:
+ CaCO3 được gọi là đá vôi
② Nhôm Oxit Al(OH) 3
- Al(OH)3 là chất rắn màu trắng, kết tủa ở
dạng keo nên t/d được với Axit mạnh,
Trang 4mạnh (Làm quỳ tím hóa xanh, pp hóa
hờng, t/dụng Axit, Oxit Axit, Oxit lưỡng
tính)
VD: Tự viết nha
- Điều chế: 2NaCl + 2H2O
đpdd có màng ngăn
2NaOH + H2 + Cl2
- Ứng dụng:
+ NaOH là hóa chất quan trọng, đứng
hàng thứ hai sau H2S O4
+ NaOH -> Nấu xà phòng, chế phẩm
nhu m, tơ nhân tạo, tinh chế qu ng ợng trong ặng Boxit ()
nhơm trong CN luy n nhơm và dùng trongệu chế tạo máy bay,
cơng nghi p chế biến dầu mỏ.ệu chế tạo máy bay,
+ CaCO3 Tờn tại trong các loại ớc, hến, trai, đá phấn, đá hoa,
+ CaCO3 dễ bị nhi t phân ở ệu chế tạo máy bay, 900o C
CaCO3 + H2O + CO2
(1)tutu (2)nhietdo Ca(HCO3)2
(1) Giải thích sự hình thành thạch nhũ
trong đá vơi
(2) Giải thích sự hình thành lớp c n trong ặng Boxit () ấm nước
- CaCO3 là muới của axit yếu nên t/d được với axit mạnh:
VD: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
- Ứng dụng:
+ Làm VLXD, SX vơi, xi măng, thủy tinh
+ Đá hoa dùng trong cơng trình mĩ thu tật liệu chế tạo máy bay, + Đá phấn dễ nghiền thành b t mịn làm ợng trong phụ gia thuớc đánh răng
bazo mạnh
- Điều chế: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3
+ 3NH4Cl
③ Muới Hidrocacbonat NaHCO 3, KHCO 3
- Là chất rắn ít tan trong nước, khi tan
phân li hoàn toàn ra ion.
- Là chất lưỡng tính:
VD: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
- Dễ bị nhi t phân: ệt
VD: 2NaHCO3 t0 Na2CO3 + CO2 + H2O
- Ứng dụng: NaHCO3 dùng làm thuớc dạ
dày; Trong CN dùng làm b t nở.ợng trong
③ Canxi Sunfat CaSO 4
- Thạch cao sớng: CaSO4.2 H2O 160
o C
- Thạch cao nung: CaSO4.H2O 350o C
- Thạch cao khan: CaSO4
Thạch cao nung dùng để bó b t, đúc ợng trong tượng và đơng cứng xi măng
③ Nhơm Sunfat Al 2 (SO 4 ) 3
- Muới nhơm sunfat khan tan trong nước tỏa nhi t làm dd nóng lên do bị hidrat ệu chế tạo máy bay, hóa
- Phèn chua: KAl(SO₄)₂·12H₂O Dùng trong CN giấy, chất cầm màu trong ngành nhuợm vải, chất làm trong nước
- Phèn chua Nhơm: Thay K bằng Li,
Trang 5- Tính chất:
+ Na2CO3 là chất rắn màu trắng, tan nhiều
trong nước
+ Ở nhi t đ thường, ệu chế tạo máy bay, ộng trong Na2CO3 tồn tại ở
dạng muối ng m nướcật liệu chế tạo máy bay,
+ Na2CO3 là muối của axit yếu và có tính
chất chung của muối
- Ứng dụng: CN thủy tinh, b t gi t, phẩm ộng trong ặng Boxit ()
nhu m, giấy, sợi, ộng trong
- Cho từ từ NaOH đến dư vào dd thí
nghi m, nếu thấy có kết tủa keo xuất ệu chế tạo máy bay,
hi n rồi tan trong NaOH dư thì chứng tỏ ệu chế tạo máy bay, có ion Al3 +¿¿
⑤ Muối Nitrat KNO 3
- KNO3 là những tinh thể ko màu, bền
trong không khí, tan nhiều trong nước Khi
đun nóng ở nhi t đ cao hơn nhi t đ ệu chế tạo máy bay, ộng trong ệu chế tạo máy bay, ộng trong
nóng chảy bắt đầu bị phân hủy thành
KNO2 và O2
VD: 2KNO3 t0 2KNO2 + O2
- Ứng dụng: Làm phân bón, thuốc nổ
- PƯ cháy của thuốc súng:
2KNO3 + 3C + S t0 N2 + 3CO2 + K2S
NƯỚC CỨNG
1 Định nghĩa:
- Nước cứng là loại nước tự nhiên chứa nhiều ion (Ca2+) và (Mg2+)
- Nước chức ít hoặc không chức ion (Ca2+) và (Mg2+) Nước mềm
2 Phân loại:
+ Nước cứng tạm thời (là loại nước cứng khi đun sôi thì mất tính cứng do muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan) Tính cứng tạm thời do các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra
+ Nước cứng vĩnh cửu Tính cứng vĩnh cửu của nước do các loại muối MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4 gây ra
+ Nước cứng toàn phần là nước cứng có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu
Trang 63 Tác hại:
- Hình thành lớp cặn trong nồi hơi Tốn nhiên liệu thâm chí gây nổ
- Ống dẫn nước lâu ngày bị đóng cặn Giảm lưu lượng nước
- Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phòng ko ra bọt Tốn xà phòng, quần áo có thể bị hư hỏng
- Pha trà Làm giảm hương vị
- Nấu ăn Lâu chín, giảm mùi vị
4 Làm mềm nước cứng (loại bỏ ion Ca 2+ và Mg 2+ )
a/ Nước cứng tạm thời
- Đun sôi: Ca(HCO3)2 t0 CaCO3 + CO2 + H2O
- Dùng Na2CO3, Na3PO4
- Dùng dd bazo vừa đủ
- Dùng pp trao đổi ionit (giữ lại ion Ca 2+ và Mg 2+ thay bằng H + , Na + ) Tốt nhất
b/ Nước cứng vĩnh cửu & toàn phần:
- Dùng Na2CO3, Na3PO4
- Dùng pp trao đổi ionit (giữ lại ion Ca 2+ và Mg 2+ thay bằng H + , Na + ) Tốt nhất
NHẬN BIẾT ION Ca2+ và Mg2+ t rong dd:
Dùng muối CO3 tạo kết tủa trắng: Na2CO3 + MgCl2 MgCO3 + 2NaCl