[CHUẨN NHẤT] Tổng hợp lý thuyết Kim loại kiềm, kiềm thổ cực hay – Top Đề Thi

Đề bài: Đặc điểm nào sau đây không là đặc điểm chung cho các kim loại nhóm IA?

A. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử.     B. Số oxi hoá của các nguyên tố trong hợp chất.

C. Cấu tạo mạng tinh thể của đơn chất.               D. Bán kính nguyên tử.

Hướng dẫn giải:

Điểm khác nhau là bán kính nguyên tử. Từ Li đến Cs, bán kính nguyên tử tăng dần

Đáp án cần chọn là: D

Hãy cùng Top đề thi đi tìm hiểu kiềm thổ có gì khác so với kim loại kiềm? Cùng tìm hiểu lý thuyết chung về kim loại kiềm và kiềm thổ nhé.

Kim loại kiềm

Vị trí và cấu tạo nguyên tử

Kim loại kiềm là những kim loại thuộc nhóm IA, đứng đầu các chu kì (trừ chu kì I) gồm có các nguyên tố

Liti       Natri       Kali   Rubidi       Xesi     Franxi

=> Đây là những nguyên tố s, có 1e lớp ngoài cùng (ns1) nên những nguyên tử này dễ dàng nhường đi 1e để có được cấu hình bền khi tham gia phản ứng hóa học.

=> Kim loại kiềm có tính khử mạnh.

Tính chất vật lí

– Liên kết kim loại yếu

– Là những kim loại rất nhẹ và mềm, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, giảm từ Li đến Fr.

– Độ cứng nhỏ

Tính chất hóa học

– Các kim loại kiềm có tính khử mạnh: M → M+ + 1e.

– Trong mọi hợp chất, kim loại kiềm có số oxi hóa +1.

a. Tác dụng với phi kim

4Na + O2 → 2Na2O

K + Cl2 → 2KCl

b. Tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng) để sinh ra muối mới + khí H2

2M + 2H+ → 2M+  + H2

2Na + 2HCl → 2NaCl +  H2↑

Na dư + H2O → NaOH + 1/2 H2↑

c. Tác dụng với nước

Kim loại kiềm dễ dàng tác dụng với nước để sinh ra dung dịch kiềm tương ứng + khí H2

2M   +  H2O → 2MOH + H2

 Na + H2O → NaOH + 1/2 H2↑

d. Tác dụng với dung dịch muối

– Khi cho Na tác dụng với dd muối CuSO4 sẽ có bọt khí và kết tủa Cu(OH)2 màu xanh.

    2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2↓

Chú ý: Khi cho kim loại kiềm vào dung dịch muối, đầu tiên kim loại kiềm sẽ tác dụng với nước sau đó bazo sinh ra có thể tác dụng với muối.

Ứng dụng và điều chế

a. Ứng dụng

– Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy,…

– Các kim loại kali và natri dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài loại lò phản ứng hạt nhân.

– Kim loại xesi dùng chế tạo tế bào quang điện.

– Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.

– Kim loại kiềm được dùng làm chất xúc tác trong nhiều phản ứng hữu cơ.

b. Điều chế

Điện phân nóng chảy muối của kim loại kiềm.

Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

NATRI HIDROXIT (NaOH)

Tính chất vật lí

Là chất rắn, không màu dễ hút ẩm, dễ nóng chảy, tan nhiều trong nước

Tính chất hóa học

Mang đầy đủ tính chất của bazo điển hình (tác dụng với axit, oxit axit, một số dung dịch muối)

Điều chế

Điện phân dung dịch NaCl (có màng ngăn)

2NaCl   +   2H2O  \(\xrightarrow[{\text{có màng ngăn}}]{\text{điện phân}}\)  H2­  +  Cl2­   +   2NaOH

NATRI HIDROCACBONAT (NaHCO3)

Tính chất vật lí

Là chất rắn, ít tan trong nước

Tính chất hóa học

– Bị phân hủy bởi nhiệt:

2NaHCO3   \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  Na2CO3  +   H2O  +  CO2

– NaHCO3 tác dụng với cả dung dịch axit và dung dịch bazo

NaHCO3 +   HCl → NaCl + H2O +   CO2

NaHCO3  +   NaOH →  Na2CO3   +  H2O

=> NaHCO3 có tính lưỡng tính.

Ứng dụng

Natri hiđrocacbonat được dùng trong y học (làm thuốc chữa đau dạ dày) , công nghệ thực phẩm, chế tạo nước giải khát,…

NATRI CACBONNAT (Na2CO3)

Tính chất vật lí

Dễ tan trong nước, nóng chảy ở 850oC.

Tính chất hóa học

Là muối có khả năng tác dụng với dung dịch axit, một số dung dịch muối:

Na2CO3   +  2HCl  →  2NaCl   +   H2O   +   CO2­

Na2CO3  + CaCl2 → 2NaCl + CaCO3

Ứng dụng

– Là nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất thủy tinh, xà phòng, giấy, ….

– Dùng trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, …

Kim loại kiềm thổ

Vị trí và cấu tạo

a. Vị trí

– Kim loại kiềm thổ là những nguyên tố s (ns2) thuộc nhóm IIA, gồm các kim loại:

Beri         Magie      Canxi         Stronti           Bari 

=> Trong mỗi chu kì, các kim loại kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm.

b. Cấu tạo.

Tính chất vật lí

– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp

– Do cấu tạo mạng tinh thể của các nguyên tố khác nhau nên nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi không thay đổi dựa theo điện tích hạt nhân

– Là những chất rắn màu trắng bạc hoặc xám nhạt, có ánh bạc, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

– 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, độ cứng tuy cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn nhỏ hơn nhôm.

Tính chất hóa học

– Kim loại kiềm thổ có 2e lớp ngoài cùng trong cấu hình e

=> có xu hướng nhường 2 e khi tham gia phản ứng hóa học

M – 2e → M2+

=> Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh.

a. Tác dụng với phi kim

– Ở to thường, Be và Mg bị oxi hóa chậm tạo thành lớp màng oxit bảo vệ, các kim loại còn lại tác dụng với mạnh hơn.

– Khi đốt nóng tất cả các kim loại nhóm IIA đều cháy thành oxit.

2Mg   + O2 → 2MgO

– Với halogen: phản ứng dễ dàng ở nhiệt độ thường: M + X2 → MX2

Ví dụ:

Ca   +  Cl2 → CaCl2

– Với phi kim kém hoạt động phải đun nóng:

b. Tác dụng với axit

+ Tác dụng với HCl, H2SO4 loãng

Ca + 2HCl  →  CaCl2 + H2

+ Tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc

­- Khử N+5, S+6 thành các hợp chất mức oxi hoá thấp hơn.

4Ca + 10HNO3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Mg + 4HNO3 đ → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

c. 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  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  MgO +   H2­

Ứng dụng

– Kim loại Be được dùng làm chất phụ gia để chế tạo những hợp kim có tính đàn hồi cao, bền chắc, không bị ăn mòn.

– Kim loại Mg dùng để chế tạo những hợp kim có đặc tính cứng, nhẹ, bền. Những hợp kim này được dùng để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô,… Kim loại Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hoá dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm.

 – Kim loại Ca dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép. Canxi còn được dùng để làm khô một số hợp chất hữu cơ.

Điều chế

Điện phân nóng chảy muối kim loại kiềm thổ

CaCl2   \(\xrightarrow{\text{pnc}}\)   Ca + Cl2

Một số hợp chất của canxi

CANXI HIDROXIT: Ca(OH)2

– Tính chất vật lý: là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước

– Tính chất hóa học: Mang đầy đủ tính chất của một dung dịch kiềm (tác dụng với axit, oxit axit, muối)

CANXI CACBONAT CaCO3

– Tính chất vật lý: chất rắn màu trắng, không tan trong nước

– Tính chất hóa học : đây là muối của axit yếu, không bền nên tác dụng được với nhiều axit vô cơ, giải phóng khí cacbonic:

CaCO3 +   2HCl → CaCl2   + H2O +   CO2­

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

   + Canxi cacbonat tan dần trong nước có chứa khí cacbon dioxit, tạo ra muối tan là canxi hidrocacbonat (Ca(HCO3)2):

CaCO3  +  H2O  +  CO2  \(\rightleftarrows \)  Ca(HCO3)2

=> Phản ứng thuận: Giải thích sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi

   + Phản ứng nghịch: Giải thích sự hình thành thạch nhũ có trong hang động.

CANXI SUNFAT: CaSO4

Tính chất:

– Canxi sunfat là chất rắn, màu trắng, tan ít trong nước (độ tan ở 25oC là 0,15 g/100 gam H2O).

– Tuỳ theo lượng nước kết tinh trong muối  canxi sunfat, ta có 3 loại :

   + CaSO4.2H2O có trong tự nhiên là thạch cao sống, bền ở nhiệt độ thường.

   + CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O là thạch cao nung

   + CaSO4 có tên là thạch cao khan: không tan và không tác dụng với nước.

Nước cứng

– Định nghĩa: Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.

– Phân loại:

   + Nước cứng tạm thời: là nước có chứa các ion: Ca2+, Mg2+, HCO3–

   + Nước cứng vĩnh cửu: là nước có chứa các ion: Ca2+, Mg2+, SO42-, Cl–

   + Nước cứng toàn phần: là nước có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu

=> Nước tự nhiên thường là nước cứng toàn phần.

– Tác hại của nước cứng:

   + Làm giảm bọt, giảm khả năng tẩy rửa của xà phòng, khiến thức ăn lâu chín và giảm mùi vị.

   + Nước cứng cũng gây tác hại cho các ngành sản xuất, làm hỏng nhiều dung dịch cần pha chế.

– Biện pháp làm mềm nước cứng

   + Nguyên tắc : Làm giảm nồng độ các cation Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.

•  Phương pháp kết tủa

          + Nước cứng tạm thời : Đun sôi

Ca(HCO3)2   \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)   CaCO3¯   +   CO2­  +  H2O  

Mg(HCO3)2  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  MgCO3¯  +   CO2­  +  H2O 

          + Nước cứng vĩnh cửu : Dùng dung dịch Na2CO3, Na3PO4.

Ca2+ + \(C{{O}_{3}}^{2-}\)  →  CaCO3 ¯

3Ca2+  + \(P{{O}_{4}}^{3-}\) →  Ca3(PO4)2 ¯

• Phương pháp trao đổi ion

Nhận biết icon Ca2+, Mg2+

Để chứng minh sự có mặt của ion Ca2+, Mg2+ ta dùng dung dịch chứa muối cacbonat để tạo ra kết tủa CaCO3 hoặc MgCO3. Sau đó sục khí CO2 dư vào dung dịch, nếu kết tủa tan chứng tỏ có mặt của Ca2+ hoặc Mg2+ trong dung dịch ban đầu

Trên đây là toàn bộ nội dung về Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, một số hợp chất quan trọng trong kim loại kiềm, một số hợp chất của canxi được TopDeThi.Com biên soạn. Về cơ bản, các em có thể vận dụng vào làm được các câu hỏi lý thuyết và bài tập liên quan. Chúc các em học tập thật tốt.