KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ



KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ

KIM LOẠI KIỀM

I. VỊ TRÍ – TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Kim loại kiềm (nhóm IA): Li, Na, K, Ra, Cs, (Fr pxạ).

- Lớp e ngoài cùng: ns1

- Tính kim loại Li < Na< K< Ra< Cs.

- Tinh thể lập phương tâm khối, mềm dễ cắt.

- Màu ngọn lửa: Li (đỏ tía), Na (vàng), K (tím), Rb (tím hồng), Cs (xanh da trời).

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

             Tính khử: M ® M+  +  e

1. P/ư với phi kim: O2, Cl2, S, ...

Na + 1/2O2 ® Na2O ;  2Na + O2 ® Na2O2 (peoxit)

Na2O2 + CO2 ®Na2CO3 +  1/2O2

2Na  + Cl2 ® 2NaCl

2. P/ư với axit:

- HCl, H2SO4 loãng:

2Na + 2HCl ®2NaCl + H2 ;

- HNO3, H2SO4 đnóng: tạo sản phẩm khử NO, SO2, ...

3Na  +  4HNO3 ® 3NaNO3  + NO  + 2H2O

3. P/ư với nước: p/ư mạnh dần từ Li ®Cs

Na + H2O ®NaOH + 1/2H2

Cho Na vào dd CuCl2: 

Na + H2O ® NaOH + 1/2H2

2NaOH + CuCl2 ®Cu(OH)2¯ + 2NaCl

III. Điều chế bằng điện phân nóng chảy:

NaClNa + 1/2Cl2  (trộn 2NaCl:3CaCl2 để hạ to)

2NaOH 2Na + 1/2O2 + H2O

IV. Ứng dụng:

Na, K trao đổi nhiệt trong lò hạt nhân. Cs làm tế bào quang điện. Điều chế kim loại khác, tổng hợp hữu cơ.

VI. CÁC HỢP CHẤT QUAN TRỌNG

1. NaOH:  Là bazơ mạnh

NaOH ® Na+  +  OH-

NaOH + HCl®NaCl + H2O;

2NaOH + H2SO4®Na2SO4 + 2H2O

2NaOH + Cl2®NaCl + NaClO + H2O    (nước Javen)

2NaOH + MgCl2 ®Mg(OH)2¯ + 2NaCl

NaOH  + CO2 ®NaHCO3              (1)

2NaOH + CO2 ®Na2CO3 + H2O   (2)

Lập tỉ lệ               NaHCO3          Na2CO3

                                                    1                  2

T£1 , viết p/ư (1) ; T³2, viết p/ư (2)

1<T<2, viết 2 p/ư, giải hệ ptrình.

NaOH  + Al + H2O ®NaAlO2 +  3/2H2

2NaOH  +  Zn ® Na2ZnO2 +  H2

Điều chế: đpdd NaCl có màn ngăn

Anot (+): 2Cl- ® Cl2 +  2e        (sự oxi hóa Cl-)

Catot (-): 2H2O + 2e ® H2 + 2OH-     (sự khử H2O)

2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2

Ứng dụng: sx xà phòng, tinh chế quặng, phẩm nhộm,...

 

2. NaHCO3: natri hidrocacbonat (bicacbonat)

2NaHCO3  Na2CO3 + CO2 + H2O

NaHCO3 + NaOH ® Na2CO3 + H2O

     HCO3- +  OH- ® CO32- + H2O      

NaHCO3 + HCl ® NaCl +  CO2 + H2O

     HCO3- + H+ ® CO2 + H2O

NaHCO3 lưỡng tính nhưng dd có pH >7

Ứng dụng: thuốc chữa dạ dày, nước giải khát, thực phẩm (bột nở), ...

 

3. Na2CO3:

Na2CO3 + 2HCl® 2NaCl + CO2+ H2O

     CO32- + 2H+ ® CO2+ H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O ®2NaHCO3

Cho dd Na2CO3 tác dụng với FeCl3 hoặc AlCl3 thấy có kết tủa và bọt khí xuất hiện.

2FeCl3+ 3Na2CO3 +3H2O® 6NaCl+ 3CO2+ 2Fe(OH)3¯

2AlCl3+ 3Na2CO3 + 3H2O® 6NaCl +3CO2+ 2Al(OH)3¯

Na2CO3 + BaCl2® 2NaCl + BaCO3¯ trắng

Dd Na2CO3 có pH > 7

Ứng dụng: sx thủy tinh, tẩy vết dầu mỡ, giấy, dệt, ...

 

4. KNO3:

2KNO3 2KNO2  + O2

Làm thuốc nổ đen (thuốc súng), p/ư nổ:

2KNO3 + 3C  + S N2  + 3CO2  + K2S

 

MỘT SỐ LƯU Ý:

 

1. Cho từ từ dd HCl vào dd Na2CO3 (hoặc hh NaHCO3 và Na2CO3) thứ tự p/ư xảy ra:

   H+   +  CO32- ® HCO3- , H+ còn dư sẽ p/ư với HCO3-

   H+   +  HCO3- ® CO2  +  H2O

So sánh nH+ với nHCO3- suy ra số mol CO2

 

2. Cho từ từ dd Na2CO3 (hoặc hh NaHCO3 và Na2CO3) vào dd HCl:

    H+   +  HCO3- ® CO2  +  H2O

   2H+   +  CO32-  ® CO2  +  H2O

    

3. Cho dd NaOH vào dd muối Al3+ hoặc Zn2+, thu được kết tủa.

Chú ý: số mol kết tủa tạo ra ít hơn số mol Al3+ do NaOH thiếu hoặc kết tủa bị tan 1 phần do NaOH dư.

     Al3+  +  3OH- ® Al(OH)3¯

     Al(OH)3  +  OH- ® AlO2-  +  2H2O

 

     Zn2+  + 2OH- ® Zn(OH)2¯

     Zn(OH)2  + 2OH- ® ZnO22- +  2H2O

 

KIM LOẠI KIỀM THỔ

I. VỊ TRÍ – TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Kim loại kiềm (IIA): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, (Ra pxạ).

-Lớp e ngoài cùng: ns2, thuộc nhóm IIA.

-Tính kim loại: Be < Mg < Ca < Sr < Ba

-Tinh thể: lục phương (Be, Mg), lập phương tâm diện (Ca, Sr), lập phương tâm khối (Ba).

- Màu ngọn lửa: Ca (đỏ cam), Sr (đỏ son), Ba (lục-vàng)

 

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Tính khử: M ® M2+  +  2e

1. P/ư với phi kim: O2, Cl2, S, ...

Mg + 1/2O2  MgO ; 

Ca  + Cl2  CaCl2

2. P/ư với axit:

- HCl, H2SO4 loãng:

Mg + 2HCl ® MgCl2 + H2 ;

- HNO3, H2SO4 đnóng: tạo sản phẩm khử NO, SO2, ...

     4Mg  + 10HNO3 ® 4Mg(NO3)2  + NH4NO3 + 3H2O

    4Mg  + 5H2SO4 đ ® 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Be, BeO, Be(OH)2 tác dụng được với dd kiềm

Be  +  2NaOH ® Na2BeO2 + H2

3. P/ư với nước:

Be không p/ư, Mg p/ư chậm ở to thường

Ca, Ba, Sr p/ư mạnh:

                Ca  +   2H2O ® Ca(OH)2 + H2 ­

ở to cao :  Mg + H2O MgO + H2 

              2Mg + CO2 2MgO + C

Cho Mg vào dd CuCl2:

        Mg  +  CuCl2 ® MgCl2  +  Cu¯

Cho Ca vào dd CuCl2: 

Ca + 2H2O ® Ca(OH)2 + H2

Ca(OH)2 + CuCl2 ®Cu(OH)2¯ + CaCl2

III. Điều chế bằng điện phân nóng chảy:

MgCl2Mg + Cl2 

CaCl2Ca + Cl2 

IV. Ứng dụng:

Be làm hợp kim bền, đàn hồi, không bị ăn mòn.

Mg làm hợp kim cứng, nhẹ, bền, tổng hợp hữu cơ.

Ca loại oxi, lưu huỳnh khỏi thép.

V. CÁC HỢP CHẤT QUAN TRỌNG

1. Ca(OH)2: canxi hidroxit, bazơ mạnh

Ca(OH)2 ® Ca2+  +  2OH-

Ca(OH)2  +  2HCl ® CaCl2  +  2H2O

Ca(OH)2 + CO2 ® CaCO3¯ + H2O     (1)

Ca(OH)2 + 2CO2 ® Ca(HCO3)2          (2)

Lập tỉ lệ          

T³1 , viết p/ư (1), Ca(OH)2

T £ 0,5, viết p/ư (2), CO2

0,5<T<1, viết 2 p/ư, đặt số mol mỗi muối là x, y. Lập hệ phương trình, giải tìm x, y.

2Ca(OH)2 + 2Cl2 ® CaCl2 + Ca(OCl)2 + H2O

Ca(OH)2 (rắn) + Cl2 ® CaOCl2  (clorua vôi) + H2O

Ca(OH)2 + 2Al + 2H2O ® Ca(AlO2)2 + 3H2

Điều chế: CaO  + H2O ® Ca(OH)2

CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + Cl2 + H2

2. CaCO3 và Ca(HCO3)2 :

CaCO3 +  2HCl ® CaCl2 + CO2 ­ + H2O

CaCO3 +  2CH3COOH ® Ca(CH3COO)2 + CO2 ­+ H2O

CaCO3 + CO2 + H2O® Ca(HCO3)2 (nước xâm thực đá)

Ca(HCO3)2CaCO3¯+CO2+H2O (tạo thạch nhũ)

CaCO3 CaO  +  CO2

Ca(HCO3)2 +  NaOH® CaCO3¯ + NaHCO3 + H2O

Ca(HCO3)2 + 2NaOH® CaCO3¯ + Na2CO3 + 2H2O

 

4. CaSO4:

Thạch cao sống CaSO4.2H2O;

Thạch cao nung CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O

Ứng dụng: làm tượng, bó xương gãy, đúc hoa văn, ...

 

5. Nước cứng:

Nước cứng là nước chứa nhiều Ca2+, Mg2+.

Phân loại và làm mềm nước cứng:

- Nước cứng tạm thời: Ca(HCO3)2 , Mg(HCO3)2 

Làm mềm: đun sôi, dùng dd Ca(OH)2, Na2CO3 để loại Ca2+ và Mg2+

Ca(HCO3)2CaCO3¯ + CO2  + H2O

Mg(HCO3)2MgCO3¯ + CO2 + H2O

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ® 2CaCO3¯ + 2H2O

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 ® CaCO3¯+Mg(OH)2¯ +2H2O

Ca(HCO3)2 + Na2CO3 ® CaCO3¯ + 2NaHCO3

 

- Nước cứng vĩnh cửu: CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4

Làm mềm: dùng dd Na2CO3, Ca(OH)2, Na3PO4

3CaCl2 +  2Na3PO4 ® Ca3(PO4)2 ¯ + 6NaCl

 

- Nước cứng toàn phần: gồm tạm thời và vĩnh cửu.

 

- Tác hại của nước cứng: làm mất tác dụng của xà phòng, thực phẩm lâu chín, tắc ống dẫn nước nóng, ...

Ca2+  + 2C17H33COONa ® Ca(C17H33COO)2¯ + 2Na+

- Phương pháp trao đổi ion: dùng hạt zeolit (Na+ thế Ca2+, Mg2+)

 

Nhận biết: Ca2+ dùng CO32-, Ba2+ dùng SO42-.

                   Mg2+ dùng OH-

 

Quặng đolomit: CaCO3.MgCO3




No comments:

 

© 2012 Học Để ThiBlog tài liệu