Lí thuyết

Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

Kim loại kiềm

Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

  • Kim loại thuộc nhóm IA: liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs), franxi (Fr)
  • Cấu tạo nguyên tử:

Li: [He] 2s^1

Na: [Ne] 3s^1

K: [Ar] 4s^1

Rb: [Kr] 5s^1

Cs: [Xe] 6s^1

Tính chất vật lí

  • Có màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp

Tính chất hóa học

  • Tính khử tăng dần từ liti đến xesi
  • Trong hợp chất, kim loại kiềm có số oxi hóa +1

M\rightarrow M^++e

  • Tác dụng với phi kim
  • Tác dụng với axit
  • Tác dụng với nước

Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

Natri hiđroxit

  • Là chất rắn, không màu, dễ nóng chảy (t≈332ºC), hút ẩm mạnh, tan nhiều trong nước và tỏa ra một lượng nhiệt lớn
  • Tác dụng được với oxit axit, axit và muối

Natri hiđrocacbonat

  • Là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước, dễ bị nhiệt phân hủy tạo ra 
  • Có tính lưỡng tính (vừa tác dung với dung dịch axit, bazơ)

Natri cacbonat

  • Là chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước
  • Na_2CO_3 là muối của axit yếu và có tính chất chung của muối
  • Na_2CO_3 là hóa chất quan trọng trong công nghiệp thủy tinh, bột giặt,…

Kali natri

  • KNO_3 là tinh thể không màu, bền trong không khí, tan nhiều trong nước.
  • Nhiệt độ nóng chảy là 333ºC, KNO_3 bị phân hủy thành O_2KNO_2

Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ

Kim loại kiềm thổ

Vị trí

  • Thuộc nhóm IIA, gồm: beri (Be), magie (Mg), stronti (Sr), bari (Ba) và rađi (Ra)
  • Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns^2

Be: [He] 2s^2;     Mg: [Ne] 3s^2;     Ca: [Ar] 4s^2;     Sr: [Kr] 5s^2;     Ba: [Xe] 6s^2

Tính chất vật lí

  • Có màu trắng bạc, có thể dát mỏng
  • Nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp
  • Khối lượng riêng tương đối nhỏ, tương đối mềm

Tính chất hóa học

  • Nặng lượng ion tương đối nhỏ, tính khử mạnh tăng dần từ Be đến Ba

M\rightarrow M^2+2e

  • Số oxi hóa là +2
  • Tác dụng với phi kim: tạo thành ion âm
  • Tác dụng với dung dịch axit
  • Tác dụng với nước

Một số hợp chất quan trọng của canxi

Canxi hiđroxit

  • Ca(OH)_2 (vôi tôi) là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước

Ca(OH)_2 +CO_2\rightarrow CaCO_3+H_2O

  • Ca(OH)_2 là một bazơ mạnh, dùng để sản xuất amoniac (NH_3), clorua vôi (CaOCl_2),…

Canxi cacbonat

  • Là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước, bị phân hủy ở nhiệt đọ 1000ºCCaCO_3\overset{t^o}{\rightarrow}CaO+CO_2
  • CaCO_3 tan dần trong nước

CaCO_3+CO_2+H_20\rightleftharpoons Ca(HCO_3)_2

  • Dùng đẻ làm vật liệu xây dựng, sản xuất vôi,…

Canxi sunfat

  • Là chất rắn màu trắng, tồn tại dưới dạng muối ngậm nước gọi là thạch cao sống
  • Đun nóng ở nhiệt độ 160ºC thạch cao sống sẽ biến thành cao nung

CaSO_4.2H_2O\overset{160^oC}{\rightarrow}CaSO_4.H_2O+H_2O

  • Dùng để nặn tượng, đúc khuôn và bó bột khi gãy xương

Nước cứng

Khái niệm

  • Chứa nhiều ion Ca^2^+Mg^2^+ là nước cứng
  • Nước cứng có tính cứng tạm thời, vĩnh cửu và toàn phần
  • Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi muối Ca(HCO_3)_2 và Mg(HCO_3)_2
  • Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi muối sunfat, clorua của Ca và Mg
  • Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu

Tác hại

  • Trong đời sống: tắm giặt không sạch, quần áo nhanh hư hỏng
  • Trong sản xuất: tạo cặn, lãng phí nhiên liệu

Cách làm mềm nước cứng

  • Nguyên tắc là giảm nồng độ các ion Ca^2^+Mg^2^+ trong nước cứng

Phương pháp kết tủa

  • Đun nóng
  • Dùng NaOH
  • Dùng Na_2CO_3 hoặc Na_3PO_4

Phương pháp trao đổi ion

Nhận biết ion Ca^2^+, Mg^2^+ trong dung dịch

  • Dung dịch muối chứa CO_3^2^- tạo ra kết tủa CaCO_3 hoặc MgCO_3. Sục CO_2 dư vào dung dịch nếu kết tủa tan thì chứng tỏ sự có mặt của Ca^2^+, Mg^2^+

Nhôm và hợp chát của nhôm

Nhôm

Vị trí

  • Ô số 13, nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn
  • Cấu hình electron: 1s^22s^22p^63s^23p^1 hay [Ne]3s^23p^1
  • Số oxi hóa +3

Tính chất vật lí

  • Là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660ºC, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng
  • Là kim loại nhẹ (D=2,7g/cm^3); dẫn điện, nhiệt tốt
  • Trong tự nhiên, nhôm tồn tại dưới dạng hợp chất

Tính chất hóa học

  • Là kim loại có tính khử mạnh, dễ bị oxi hóa thành ion dương

Al\rightarrow Al^3^++3e

Tác dụng với phi kim
  • Tác dụng với halogen

2Al+3Cl_2\rightarrow 2AlCl_3

 

  • Tác dụng với oxi

4Al+3O_2\overset{t^o}{\rightarrow}2Al_2O_3

 

Tác dụng với axit
  • Al khử dễ dàng ion H^+ trong dung dịch HCl và H_2SO_4 loãng thành khí H_2

2Al+6HCl\rightarrow 2AlCl_3+3H_2

 

  • Nhôm tác dụng mạnh với HNO_3 loãng; HNO_3H_2SO_4 đặc, nóng

2Al+6H_2SO_4 \overset{t^o}{\rightarrow} Al_2(SO_4)_3+3SO_2+6H_2O

  • Nhôm bị thụ động bởi HNO_3 hoặc H_2SO_4 đặc, nguội
Tác dụng với oxit kim loại
  • Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit

2Al+Fe_2O_3\overset{t^o}{\rightarrow}Al_2O_3+2Fe

 

Tác dụng với nước

2Al+6H_2O\rightarrow 2Al(OH)_3+3H_2↑  (1)

  • Al không tác dụng với nước vì trên bề mặt của nhôm được phủ kín 1 lớp Al_2O_3 rất mỏng, bền và min, không cho nước và khí thấm qua
Tác dụng với dung dịch kiềm
  • Al tác dụng với H_2O tạo ra Al(OH)_3 và khí H_2 thoát ra

Al(OH)_3+NaOH\rightarrow NaAlO_2+2H_2O   (2)

  • Từ (1) và (2) ta có phương trình

2Al+2NaOH+2H_2O\rightarrow 2NaAlO_2+3H_2O

Ứng dụng và trạng thái tự nhiên

Ứng dụng
  • Dùng để chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ
  • Trang trí, xây dựng nhà cửa
  • Dẫn điện, nhiệt tốt nên làm dây cáp dẫn điện
Trạng thái tự nhiên
  • Nhôm là kim loại hoạt động mạnh, chỉ tồn tại dưới dạng hợp chất

Sản xuất nhôm

  • Nguyên liệu: quẵng boxit Al_2O_3.2H_2O thưỡng lẫn Fe_2O_3SiO_2
  • Phương pháp: điện phân nhôm oxit nóng chảy

Một số hợp chất quan trọng của nhôm

Nhôm oxit

  • Al_2O_3 là chất rắn; màu trắng; không tan, tác dụng với nước và nóng chảy ở trên 2050ºC
  • Là oxit lưỡng tính
  • Tác dụng với dung dịch axit và kiềm
  • Thường tồn tại dưới dạng ngậm nước và khan
  • Bột nhôm oxit xúc tác cho hợp chất hữu cơ

Nhôm hiđroxit

  • Là chất rắn, màu tráng, kết tủa ở dậng keo
  • Là hiđroxit lưỡng tính, kém bền nhiệt
  • Không tan trong nước, dung dịch CO_2,NH_3 nhưng tan trong môi trường H^+,OH^-

Nhôm sunfat

  • Muối nhôm sunfat khan tan trong nước → tạo nhiệt do bị hiđrat hóa
  • Phèn chua: KAl(SO_4)_2.12H_2O
  • Dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy,…
  • Cách nhận biết:

Al^3^++3OH^-\rightarrow Al(OH)_3

Al(OH)_3+OH^- \rightarrow AlO_2^-+2H_2O

Bài tập

Bài tập 1

Dãy các kim loại nào sau đây là kim loại kiềm?

A. Na, Rb, Cs     B. Na, K, Mg     C. K, Rb, Ca     D. Li, Ra, Cs.

Bài tập 2

Hiện tượng nào xảy ra khi cho K kim loại vào dung dịch FeCl_3 ?

A. sủi bọt khí không màu và có kết tủa nâu đỏ.      

B. sủi bọt khí không màu và có kết tủa trắng xanh.

C. sủi bọt khí không màu và có kết tủa màu đỏ.      

D. sủi bọt khí không màu và có kết tủa xanh.

Bài tập 3

Dẫn khí CO_2 vào dung dịch nước vôi trong dư, hiện tượng xảy ra như sau

A. Thấy xuất hiện kết tủa trắng và kết tủa không tan.

B. Thấy xuất hiện kết tủa trắng và kết tủa tan.

C. Thấy xuất hiện kết tủa trắng xanh và hoá nâu trong không khí.

D. Thấy xuất hiện kết tủa trắng xanh.

Bài tập 4

Cho sơ đồ chuyển đổi hóa học giữa các chất: X → Y → BaCO3 → Z → T. Biết X, Y, Z, T là các hợp chất của Ba và MX < MY < 197 < MZ < MT. Vậy X và T lần lượt là

A. Ba(OH)2 và BaCl2.   B. BaO và Ba(HCO3)2.   C. BaO và Ba(NO3)2.    D. BaO và BaCl2.

Bài tập 5

Nung 100g hỗn hợp gồm Na2CO3 và NaHCO3 cho đến khi khối lượng của hỗn hợp không đổi, được 69 g chất rắn. Xác định thành phần % khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.

Bài tập 6

Trong một cốc nước có chứa 0,01 mol Na+ , 0,02 mol Ca2+, 0,01 mol Mg2+, 0,05 mol HCO3, 0,02 mol Cl. Nước trong cốc thuộc loại nào ?

A. Nước cứng có tính cứng tạm thời.

B. Nước cứng có tính cứng vĩnh cửu.

C. Nước cứng có tính cứng toàn phần.

Bài tập 7

Điện phân Al2O3 nóng chảy với dòng điện cường độ 9,65 A trong thời gian 3000 giây, thu được 2,16 g Al. Hiệu suất của phản ứng là bao nhiêu?

Bài tập 8

Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH và b mol NaAlO2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị sau:Tỉ lệ a : b là

A. 2 : 3       B. 2 : 1       C. 1 : 1       D. 1 : 2

Bài tập 9

Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có oxi) hỗn hợp gồm Fe3O4 và Al, thu được 96,81 gam hỗn hợp bột X. Trộn đều và chia X thành hai phần, phần hai có khối lượng gấp 4 lần khối lượng phần một. Phần một tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 1,5M. Phần hai khi tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng dư, thu được V lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của V là

A. 72,576 lít. B. 57,792 lít. C. 46,2336 lít. D. 75,576 lít.

Bài tập 10

Hỗn hợp X gồm a mol Al và 0,05 mol Al2O3. Cho hỗn hợp X tác dụng với NaOH đủ, thu được dung dịch Y. Thêm dung dịch chứa 3a mol HCl vào dung dịch Y, thu được kết tủa Z. Nung kết tủa Z đến khối lượng không đổi, thu được 10,2 gam chất rắn (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Giá trị của a là

 

 

 

 

 

 

Người đóng góp
Không có bình luận
Viết một bình luận Cancel
Comments to: Ôn tập chương 6. Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Attach images - Only PNG, JPG, JPEG and GIF are supported.