ÔN TẬP KIM LOẠI

Điều chế KL

Kim loại kiềm
& Hợp chất

Kim loại kiềm thổ
& Hợp chất

Nguyên tắc

Phương pháp

Khử ion Kl thành nguyên tử

Điện phân nóng chảy]----------------------------------[Thuỷ luyện
. K Ba Ca Na Mg Al . Zn Fe Ni Sn Pb [H] . Cu Hg Ag Pt Au
---------------------------- [Nhiệt luyện & Điện phân dung dịch

Điện phân:

  • Catot:qtr khử nhận e
  • Anot: qtr OXH nhường e

Nhiệt luyện: khử bằng CO,H2,C, Al,...

khối lượng chất thu được:
m =AIt / nF

Thủy luyện: KL đứng trước đẩy KL đứng sau dãy hoạt động ra khỏi muối

Hợp chất

Nhóm IA

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr*
CHe: ns1 -> Số OXH: +1

--------------------------------TCVL ------------------------------------------

  • trắng bạc, ánh kim, dẫn điện tốt < Cs màu vàng nhạt>
  • Nhiệt độ nóng chảy, sôi thấp, D nhỏ, độ cứng thấp
  • Cấu trúc dạng lập phương tâm khối, rỗng -> Liên kết KL kém bền
  • Bảo quản bằng ngâm chìm trong dầu hỏa
  • D tăng dần, nhiệt độ sôi, nóng chảy giảm dần từ Li -> Cs
  • Na - cháy lửa vàng; K- cháy lửa tím

Ứng dụng:

  • Hợp kim nhiệt nóng chảy thấp
  • Hợp kim Na-K: trao đổi nhiệt lò hạt nhân
  • Hợp kim Li-Al: siêu nhẹ -> hàng không
    +Cs -> tế bào quang điện

TCHH< tính khử>

  1. Phi kim
  1. Nước

-----------------Oxi-------------------

  • Oxi khô: Na + O2 --> Na2O2
  • Ko khí khô: Na + O2 --> Na2O

Clo: K + Cl2 --> KCl

Li phản ứng với N ở t0 thường
Li + N --> Li3N

phản ứng mãnh liệt tạo bazơ giải phóng H2
M + H2O --> MOH + H2

  • Na: nóng chảy, chảy trên nước
  • K: tự bùng cháy
  • Rb, Cs: phát nổ
  1. Axit

gây nổ khi tiếp xúc HCl, H2SO4 loãng
Na + HCl --> NaCl + H2

  1. Dung dịch muối:

Na + H2O --> NaOH + H2
NaOH + FeCl2 --> Fe(OH)2 + NaCl

Điều chế: Điện phân nóng chảy muối halogenua tương ứng

NaOH
Xút ăn da

NaHCO3

Na2CO3

----------------TCVL & TCHH-----------------

  • rắn, ko màu, dễ nóng chảy, hút ẩm mạnh
  • tan nhiều trong nước tỏa nhiệt
  • Có đầy đủ tính chất của 1 bazo tan

-------------------------Ứng dụng:--------------------------------

  • hóa chất quan trọng ( sau H2SO4)
  • nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo
  • tinh chế quặng nhôm, dùng trong CN chế biến dầu mỏ

-------------TCVL& TCHH--------------------

  • rắn, trắng, ít tan trong nước
  • dễ phân hủy tạo Na2CO3 và CO2
  • có tính lưỡng tính

Ứng dụng: thuốcđau dạ dày, bột nở

-------------------------------TCVL---------------------------------

  • rắn, trắng, tan nhiều trong nước
  • t0 thường-> dạng muối ngậm nước, t0 cao -> muối khan
  • trong dung dịch nước cho môi trường kiềm

Ứng dụng: công nghiệp thủy tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy , sợi

KNO3

-------------------------TCVL--------------------------

  • tinh thể không màu, bền trong kk, tan nhiều trong nước
    +t0>333 độ C: KNO3 -t0-> KNO2 + O2

Ứng dụng: phân bón, chế tạo thuốc nổ ( 68% KNO3)

Nhóm IIA

Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra*
CHe: ns2 -> Số OXH +2

----------------------------------TCVL--------------------------------------

  • trắng bạc hoặc xám nhạt, dễ dát mỏng
  • t0 nóng chảy, sôi; D, độ cứng lớn hơn KL kiềm nhưng vẫn thấp
  • D nhỏ, nhẹ hơn Al
  • Mạng tinh thể"
    • Be, Mg; lục phương
    • Ca, Sr: lập phương tâm diện
    • Ba: lập phương tâm khối
  • nhiệt nóng chảy, sôi, D ko theo quy luật
  • Ca - cháy lửa đỏ da cam
  • Sr - cháy lửa đỏ son
  • Ba - cháy lửa lục vàng

Ứng dụng:

  • Be -> hợp kim đàn hồi, bền, ko bị ăn mòn
  • Mg -> hợp kim cứng, nhẹ, bền -> máy bay, tên lửa
  • Ca -> tahcs O,S khỏi thép, làm khô 1 số chất hữu cơ

TCHH
Tính khử, yếu hơn KL kiềm

  1. Phi kim

khử dễ dàng nguyên tử PK ( cần t0 cao)
Ca + H2 --> CaH2
Mg + N2 --> Ng3N2
---> muối dễ thủy phân tạo bazo

  1. Axit

HCl, H2SO4 loãng

tạo H2

HNO3, H2SO4 đặc

tạo sp khử chủa N+5, S+6

  1. Nước
  • Be ko khử được nước
  • Mg khử nước ở t0 cao:
     Mg + H2O(hơi) --> MgO + H2
 Mg + H2O(dd) --> Mg(OH)2 + H2
  • Ca, Sr, Ba khử nước ở t0 thường

Điều chế: điện phân nóng chảy muối clorua

Hợp chất

Ca(OH)2 (vôi tôi)

--------------------TCVL & TCHH------------------------

  • rắn, trắng
  • ít tan trong nước
  • Đầy đủ tính chất hóa học của hidroxit

-------------Ứng dụng----------------

  • vật liệu xây dựng
  • sản xuất amoniac(NH3)
  • sản xuất clorua vôi(CaOCl2)

CaCO3

-------------------------TCVL & Trạng thái tự nhiên--------------------
chất rắn, màu trắng, không tan trong nước, phân hủy ở khoảng 1000 độ C

  • Có trong đá vôi, đá hoa, đá phấn; vỏ, mai ốc sò hến mực

TCHH
Là muối ko tan

Phân hủy ( nung vôi): CaCO3 –t0→ CaO + CO2↑

Ứng dụng

  • Vật liệu xây dựng, sản xuất vôi, xi măng, thủy tinh
  • Đá hoa: Công trình mĩ thuật
  • Đá phấn: phụ gia thuốc đánh răng

CaCO3 + H2O + CO2 ⇌ Ca(HCO3)2
-> phản ứng tạo thạch nhũ

CaSO4
(thạch cao)

TCHH
Đầy đủ tính chất của muối tan

---------------------------Trong tự nhiên-------------------
CaSO4.2H2O - thạch cao sống
CaSO4.2H2O -160'C->CaSO4.H2O (thạch cao nung) + H2O
CaSO4.H2O-350'C-> CaSO4 (thạch cao khan) +H2O

Điều chế

Phản ứng xử lý khí thải của sunfurơ bằng đá vôi:
CaCO3 + SO2 + 0,5H2O → CaSO4.2H2O + CO2

Cho CaO tác dụng với dung dịch axit H2SO4
CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O.

Ứng dụng

  • Thạch cao sống: sản xuất xi măng
  • Thạch cao nung: đúc tượng, bó bột y tế, trang trí nội thất
  • Thạch cao khan: Làm rắn đất

Nước cứng

KN:Nước chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+

Phân loại:

  • Nước cứng tạm thời: Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
  • Nước cứng vĩnh cửu: Ca2+, Mg2+, SO42-, Cl-
  • Nước cứng toàn phần: cả tính cứng tạm thời & vĩnh cửu

Tác hại:

  • tạo cặn nồi, ống nước
  • mất tác dụng xà phòng
  • giảm mùi vị thực phẩm, lâu chín

Làm mềm --> giảmnồng độ Ca2+, Mg2+ bằng pphh

Nhôm và hợp chất

Al

1.Vị trí, cấu hình electron

  • ô số 13, nhóm IIIA, chu kì 3
  • CHe: [Ne] 3s2 3p1
  • dễ nhường 3e -> số OXH: +3

2.TCVL

a,TCVL

  • trắng bạc, nóng chảy 660 độ C, khá mềm,dễ kéo sợi, dát mỏng ->giấy gói kẹo gói thuốc lá
  • nhẹ; dẫn điện, dẫn nhiệt tốt; (Cu>Al>Fe)

b, Trạng thái tự nhiên

là nguyên tố kim loại phổ biến nhất vỏ trái đất (nguyên tố phổ biến thứ 3 sau O, Si)

chỉ tồn tại dạng hợp chất:
đất sét, mica, boxit, criolit

3.TCHH
(tính khử mạnh)

a, Phi kim

Halogen
+Cl2 bốc cháy khi tiếp xúc Al
+Br2,I2 pu với Al cần nhiệt, xúc tác:
Al +Br2 -t0-> AlBr3

Oxi
+t0 cao: cháy với lửa sáng chói, tỏa nhiệt
+t0 thường: tạo màng oxit mỏng bảo vệ -> bền, coi như k pu
Al+O2 -t0-> Al2O3

b, Axit

HCl, H2SO4 loãng:
Al + HCl --> AlCl3 + H2

HNO3, H2SO4 đặc:

  • Al khử N+5 và S+6 xuống các số OXH thấp hơn
  • Al bị thụ động trong HNO3,H2SO4 đặc nguội

c, Oxit kim loại

PU nhiệt nhôm:
Al + Fe2O3 --> Al2O3 + Fe (KL sau Al)

d, Nước

Al + H2O --> Al(OH)3 + H2O
thực tế, màng oxit phủ kín không cho Al pu với H2O

e, Dung dịch kiềm

Sau khi Al2O3 bị NaOH hòa tan:
2Al + 6H2O --> 2Al(OH)3 + 3H2
NaOH + Al(OH)3 --> NaAlO2 + H2O

f, Dung dịch muối

Muối của KL sau Al:
Al + FeCl2 --> AlCl3 + Fe

4.Ứng dụng

nhẹ bền: vật liệu ô tô, máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ
trắng bạc,đẹp: xây dựng nhà cửa, trang trí nội thất
nhẹ, dẫn điện tốt : dây điện
dẫn nhiệt tốt, ít gỉ, ko độc: dụng cụ nhà bếp
Al, F2O3 -> hỗn hợp Tecmit -> hàn đường ray

5.Sản xuất
Điện phân nóng chảy Al2O3

Quặng boxit: Al2O3.2H2O
2Al2O3 --criolit→ 4Al + 3O2↑

Criolit

Hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3

Tăng độ dẫn điện

Tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy.

Hợp chất của Nhôm

Al2O3

a,TC

rắn, trắng, chịu nhiệt tốt, cứng, ko tan H2O

tồn tại dạng:

  • ngậm nước (boxit,...)
  • khan ( tinh thể- > đá quý)

Là oxit lưỡng tính:

  • td Axit: Al2O3 + HCl --> AlCl3 + H2O
  • td dd kiềm: Al2O3 + NaOH --> NaAlO2 + H2O

b,Ứng dụng

  • Cứng: Corinđon -> vật liệu mài
  • boxit --> sản xuất nhôm
  • Đá quý -> trang sức
  • chế tạo chi tiết có độ chính xác cao
  • chất xúc tác tổng hợp chất hữu cơ

Al(OH)3

a,TCVL

rắn, trắng, kết tủa dạng keo, ko bền

b,TCHH

Kém bền

Al(OH)3 -t0-> Al2O3 + H2O

Lưỡng tính

Al(OH)3 + HCL --> AlCl3 + H2O

Al(OH)3 + NaOH --> NaAlO2 + H2O
HAlO2.H2O

c, Điều chế

AlCl3 + NH3 + H2O --> Al(OH)3 + NH4Cl
NaAlO2 + CO2 + H2O --> Al(OH)3 + NaHCO3

Al2(SO4)3

Nhôm sunfat tan trong nước tỏa nhiệt

Phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O
hay: KAl(SO4)2.12H2O

Ứng dụng; Ngành thuộc da, nhuộm vải
CN giấy, làm trong nước

Muối sunfat kép của Al với Li+,Na+,NH4+ ngậm nước -> phèn nhôm

Nhận biết ion Al3+

Cho NaOH đến dư vào dung dịch -> kết tủa keo rồi tan ra
Al3+ + 3OH- --> Al(OH)3
Al(OH)3 + OH- --> AlO2- + 2H2O

Mạnh Dũng 12A10