HỌC KÌ 2

B.KIM LOẠI KIỀM

C.KIM LOẠI KIỀM THỔ

D.NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

A.ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI Screenshot (820)

I.Nguyên tắc

II.Phương pháp

Khử ion KL thành nguyên tử

Mn+ +ne -> M

2.Thủy luyện

3.Điện phân

1.Nhiệt luyện

VD: PbO + H2 (to)-> Pb + H2O

Ứng dụng: Dùng để sản xuất KL trong công nghiệp

Phương pháp: Khử ion KL trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử: C, CO, H2 hoặc các KL hoạt động

‼ Chú ý: C,CO,H2 chỉ khử O_KL sau Al

Phạm vi: KL hoạt động trung bình (sau Al)

Phương pháp:Dùng những dd thích hợp (H2SO4, NaOH,...) để hòa tan KL hoặc hợp chất KL và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó khử ion KL này trong dd bằng KL có tính khử mạnh như Fe, Zn...

VD: Fe + CuSO4 -> FeSO4 + Cu

Phạm vi: KL có mức hoạt động TB và yếu

a.Điện phân nóng chảy

b.Điện phân dung dịch

Phương pháp: Dùng dòng điện một chiều khử ion KL trong chất điện li nóng chảy (Muối halogen, oxit, hidroxit)

VD điện phân MgCl2 nóng chảy image

Phạm vi: Sử dụng cho các KL mạnh: Mg, Ca...(IA,IIA và Al)

Phương pháp: Dùng dòng điện một chiều khử ion KL yếu trong dung dịch muối của nó

VD: CuCl2 dpdd -> Cu + Cl2

Phạm vi: Điều chế các KL yếu (sau H) hoặc KL TB (sau Al)

Catot

III.Ứng dụng

IV.Tính chất hóa học

II.Tính chất vật lý

V.Điều chế

I.Vị trí BTH, cấu hình e

Gồm: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr( Nguyên tố phòng xạ)

Lớp ngoài cùng: ns1 -> Trong hợp chất, số oxh của KL kiềm là +1

Thuộc nhóm IA, đứng đầu mỗi chu kì (trù chu kì 1)

KLR nhỏ, tăng dần từ Li -> Cs do các KLK có mạng tinh thể rỗng hơn và nguyên từ có bán kính lớn hơn so với các KL khác trong cùng chu kì

to sôi, to nc thấp, giảm dần từ Li -> Cs do mạng tinh thể KLK có kiểu lập phương tâm khối, liên kết KL kém bền

Cs màu vàng nhạt, độ cứng thấp nhất

(Li, Na, K, Rb) màu trắng bạc, ánh kim, dẫn điện tốt, độ cứng thấp

Màu ngọn lửa khi KLK hoặc hợp chất đốt cháy

Li: đỏ tía

Na: vàng

K: tím

Rb: tím hồng

Cs: xanh lam

Hợp kim Li- Al: Kĩ thuật hàng không do siêu nhẹ

Cs: chế tạo tế bào quang điện do dễ mất e

Hợp kim Na-K: Chất dẫn nhiệt ở 1 số lò phản ứng do dễ nóng cháy

2.Tác dụng với PK

5.Tác dụng với muối

4.Tác dụng với axit

3.Tác dụng với nước

1.Nhận xét chung

Tính khử tăng dần từ Li -> Cs

Trong hợp chất, số oxh là +1

có tính khử mạnh

Tác dụng với Cl2: 2Na + Cl2 -> 2NaCl

Tác dụng với O2

đk thường: 4Na + O2 -> 2Na2O

kk khô: 2Na + O2 -> 2Na2o

‼Chú ý : Li + N2 -> Li3N (ở đk thường)

KLK +H2O -> Bazo+ H2 (phản ứng mãn liệt)

TQ: 2M + 2H2O -> 2MOH +H2

=> Cách bảo quản: Ngâm chìm trong dầu hỏa

KLK gây nổ khi td với H2SO4l, HCl

KLK tác dụng với H2O của muối (1)

Bazo sinh ra tác dụng với Muối (2)

VD: Na+ CuSO4

(1) 2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2

(2) NaOH + CuSO4 -> Na2(SO4) + Cu(OH)2

Đpnc muối halogenua tương ứng

VD: 2NaCl đpnc -> 2Na + Cl2

Anot

(1) Cation KL yếu Au3+ => Mn2+ (gồm cả H+ trong axit)

(2) Điện phân H+ trong H2O: 2H+ + 2e -> H2

(3) Cation KL mạnh từ K+ => Al3+ ko bị điện phân

(1) KL làm điện cực. VD: Cu -> Cu2+ +2e

(2) Gốc axit không có oxi: S2- > I- >Br- >Cl-...

(3) 4OH- -> O2 + H2O +4e

(4) Gốc axit có oxi không bị điện phân: SO42-, NO3-, PO43-,..

I.Vị trí BTH, cấu hình e

Gồm: Be, Mg, Ca, Sr, Ba và Ra( nguyên tố phóng xạ, không bền)

Lớp ngoài cùng: ns2 => Trong hợp chất, số oxh là +2

Thuộc nhóm IIA, đứng sau nguyên tố KL Kiềm

II.Tính chất vật lý

Màu trắng bạc hoặc xám nhạt

Độ cứng: KL IA < KL IIA < Al

KLR nhỏ, nhẹ hơn Al (-Ba)

to sôi, to nóng chảy tương đối thấp (-Be)

IV.Ứng dụng

Nguyên nhân

Nhận biết

Bán kính tương đối lớn

Điện tích nhỏ

Lực liên kết KL yếu

Be, Mg dễ bay hơi

Màu sắc của KLK thổ hoặc hợp chất khi đưa vào ngọn lửa không màu

Sr: đỏ son

Ba: lục hơi vàng

Ca: đỏ da cam

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

Mg- Mg

Chế tạo những hợp kim có đặc tính cứng, nhẹ, bền

Chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô

Tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ

Trộn với chất oxi hóa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm.

CaCa dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép

III.Tính chất hóa học

1.Nhận xét chung

2.Tác dụng với axit

Tính chất đặc trưng: Tính khử, tăng dần từ Be -> Ba

Trong hợp chất, số oxh là +2

a.Với axit không có tính oxh (HCl, H2SO4l)

b.Với axit có tính oxi hóa (HNO3, H2SO4đ)

Khử dễ dàng tạo khí H2

VD: Ca + HCl -> CaCl2 + H2

Sản phẩm không sinh ra H2, tạo thành spk của N+5 (NO, N2O, N2, NO2, NH4NO3), S+6 (SO2, H2S,S)

VD: 4Mg + 10HNO3 -> 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

3.Tác dụng với H2O

Be không khử được H2O ở nhiệt độ thường và khi đun nóng

Mg khử được nước ở nhiệt độ cao
Mg + hơi nước -> MgO
Mg + nước nóng -> Mg(OH)2

Ca, Sr, Ba khử được nước ở to thường -> Bazo + H2

V.Điều chế

Đpnc muối halogen (thường dùng muối halogen)

VII.Hợp chất

2.Canxi hidroxit

a.Tính chất vật lý

Ít tan trong H2O

Khi tan trong H2O -> dd nước vôi trong

b.Tính chất hóa học

Qùy tím -> xanh

Tác dụng với muối

Tác dụng với O_axit

Ca(OH)2 + NaHCO3

CaCO3 + Na2CO3 + H2O

CaCO3 + NaOH + H2O

Ca(OH)2 + CO2

CaCO3 + H2O

Ca(HCO3)2

c.Ứng dụng

Vật liệu xây dựng

Sản xuất amoniac

Sản xuất clorua vôi

1.Canxi cacbonat

a.Tính chất vật lý

Chất rắn, màu trắng

Không tan trong nước

Phân hủy ở 1000oC

b.Trạng thái

Đá vôi, đá hoa, đá phấn, vỏ, mai ốc sò hến

c.Tính chất hóa học

Phân hủy

CaCO3 to -> CaO + CO2

CaCO3 + CO2 + H2O ⇄ Ca(HCO3)

phản ứng thuận: hiện tượng xâm thực nước mưa với đá vôi

phản ứng nghịch: sự hình thành thach nhũ

d.Ứng dụng

Đá hoa

Đá phấn

Vật liệu xây dựng

3.Canxi sunfat

Trong tự nhiên

Ứng dụng

CaSO4.H2O: thạch cao nung

CaSO4: thạch cao khan

CaSO4.2H2O: thạch cao sống

CaSO4.2H2O: sản xuất xi măng

CaSO4.H2O: đúc tượng, bó bột y tế, trang trí nội thất

CaSO4: làm rắn đất

II.Hợp chất của nhôm

2.Nhôm hidroxit

3.Nhôm sunfat

1.Nhôm oxit

a.Tính chất vật lý

b.Tính chất hóa học

Không tan trong nước

Nóng chảy ở 2050oC

Chất rắn, màu trắng

Tác dụng với axit: Al2O3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2O

Tác dụng với dd kiềm: Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O

Là oxit lưỡng tính

Chú ý

Khi khử Al2O3 bằng C, chỉ thu được Al4C3 mà không thu được Al4C3, mà không thu được Al
Al2O3 + 9C to(>2000oC) -> Al4C3 + 6CO

Nhôm oxit không tác dụng với CO và H2 ở bất kỳ điều kiện nhiệt độ nào

c.Trong tự nhiên

Dạng ngậm nước: Là thành phần chủ yếu của quặng boxit (Al2O3. 2H2O)

Dạng khan

Ít phổ biến

Thường gặp

Có cấu tạo tinh thể là đá quý

Hồng ngọc (trong tinh thể Al2O3 thay 1 số ion Al3+ bằng Cr3+) => làm đồ trang sức, chân kính đồng hồ, kĩ thuật laze

Saphia (tinh thể Al2O3 lẫn tạp chất Fe2+, Fe3+, Ti4+) => đồ trang sức

Coridon ở dạng tinh thể trong suốt, không màu, rất rắn => chế tạo đá mài, giấy nhám

Bột Al2O3 trong công nghiệp sản xuất chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơ

click to edit

I.Nhôm

  1. Ứng dụng

Phản ứng nhiệt nhôm (Al + Fe2O3): hh tecmit -> Hàn đường ray

Là KL nhẹ, bền với không khí -> Chế tạo ô tô, máy bay, tên lửa...

Nhẹ dẫn điện tốt, ít bị gỉ, không độc -> Làm dụng cụ nhà bếp

Nhôm và hợp kim của nó màu trắng bạc, đẹp -> Trang trí nội thất và trang trí nhà cửa

  1. Điều chế

Tinh chế: Al2O3 (đpnc, Na3AlF6) -> Al + O2

Loại bỏ tạp chất từ quặng Al2O3.2H2O

  1. Vị trí trong bảng tuần hoàn

Trong hợp chất Al có số oxh +3 (do dễ nhường 3e hóa trị)

Cấu hình: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

Cấu trúc mạng tinh thể: Lập phương tâm diện

Ô: 13, Chu kì:3, Nhóm IIIA

  1. Tính chất hóa học

e.Phản ứng với axit

H2SO4, HNO3 đặc nguội: Nhôm bị thụ động

HNO3, H2SO4đ

Al + H2SO4đ (to)-> Al2(SO4)3 + spk (H2S, SO2, S) + H20

Al + HNO3 (to)-> Al(NO3)3 + spk (NO2, N2, N2O, NO, NH4N03) + H2O

HCl, H2SO4l

Al + HCl -> AlCl3 + H2

TQ: Al + H+ -> Al3+ + H2

d.Phản ứng với dung dịch kiềm

NaOH + Al(OH)3 -> NaAlO2 + 2H2O (2)

Al + H2O -> Al(OH)3 + H2 (1)

a.Có tính khử mạnh

c.Phản ứng với nước

Thực tế, Al không phản ứng với nước do có lớp màng oxit bảo vệ

Tan một phần nhỏ: Al + H2O -> Al(OH)3 + H2 ( phản ứng dừng lại vì Al(OH)3 không tan trong nước

b.Phản ứng với phi kim

Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo
Al + Cl2 -> AlCl3

Al bền trong không khí ở nhiệt độ thường
Al + O2 (to) -> Al2O3 (lớp màng bảo vệ oxit

  1. Tính chất vật lý

KL nhẹ

Mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng -> dùng làm giấy gói kẹo, gói thuốc lá...

Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

Ứng dụng

Chế tạo gốm sứ Alumina (nc ở to cao lên đến 1100oC)

Sản xuất chất hút ẩm

Kem che khuyết điểm, kem chống nắng, sơn móng tay, son môi, giấy nhám...

a.Tính chất vật lý

b.Tính chất hóa học

Chất rắn, màu trắng

Kết tủa ở dạng keo

hidroxit lưỡng tính

Hợp chất kém bền với nhiệt
2Al(OH)3 to -> Al2O3 + 3H2O

Tác dụng với axit mạnh (HCl, HNO3, H2SO4đ...)
VD: Al(OH)3 + 3HCl -> AlCl3 + 3H2O

Tác dụng với dung dịch kiềm mạnh (NaOH, KOH...)

c.Điều chế

Kết tủa ion Al3+

Kết tủa AlO2-

AlCl3 + Na2CO3 + H2O -> Al(OH)3 + NaCl + CO2

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

NaAlO2 + CO2 + 2H2O -> Al(OH)3 + NaHCO3

a.Phân loại

b.Ứng dụng

Dạng khan: Tan trong nước tỏa nhiệt làm dung dịch nóng lên bị hidrat hóa

Dạng ngậm nước

Phèn chua:
KAl(SO4)2. 12H20
hoặc K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O

Phèn nhôm: Thay ion K+ trong phèn chua bằng Li+, Na+, NH4

Giảm độ pH của đất vườn

Nhôm sunfat được cho vào bột giấy cùng với muối ăn

Sử dụng trong nước lọc

Gắn màu trong dệt nhuộm và in ấn

4.Cách nhận biết ion Al3+ trong dd

Cho từ từ dd NaOH đến dư vào dd thí nghiệm, nếu có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư -> có ion Al3+

PTTQ: Al(OH)3+ + OH- -> AlO2- + 2H2O

VI.Nước cứng

1.Khái niệm

Nước cứng: Có nhiều Ca2+, Mg2+

Nước mềm: Chứa ít hoặc không chứa Ca2+, Mg2+

2.Phân loại

Nước cứng tạm thời

Là nước cứng chứa ion HCO3-

TQ: M(HCO3)2

Nước cứng vĩnh cửu

Là nước cứng chứa ion Cl-, SO42-

TQ: MCl2, MSO4

Nước cứng toàn phần

Nước có chứa HCO3-, Cl-, SO42-

TQ: M(HCO3)2, MCl2, MSO4

3.Tác hại

Nấu ăn -> thức ăn lâu chín, giảm mùi vị

Nồi hơi nước -> cặn gây nổ

Người sử dụng trực tiếp -> sỏi thận

Giặt quần áo -> Xà phòng ít bọt, tốn nước; quần áo mau bị mục nát

4.Cách làm mềm

Vật lý

Hóa học

Giảm nồng độ Ca2+, Mg2+

Đun sôi -> Áp dụng nước cứng tạm thời

M(HCO3)2 to -> MCO3 + CO2 + H20

dd kiềm (Ca(OH)2, NaOH,...) -> áp dựng nước cứng tạm thời

Muối cacbonat (Na2CO3..), photphat(Na3PO4) -> áp dụng cả tạm thời cả vĩnh cửu

5.Cách nhận biết ion Ca2+, Mg 2+ trong dd

Sục khí CO2 dư vào dd nếu kết tủa tan chứng tỏ sự có mặt của Ca2+ hoặc Mg2+

c. Định luật Faraday

m=AIt/nF

Sắt và hợp chất của sắt

SẮT

Hợp chất của sắt

Tính chất vật lý

Tính chất hóa học

Vị trí, cấu hình e

Trạng thái tự nhiên

chu kì 4

nhóm VIIIB

ô 26

cấu hình: [Ar]3d64s2

màu trắng hơi xám

dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

nặng, dễ rèn

nóng chảy ở to cao

có tính nhiễm từ

Tác dụng với PK

Tác dụng với axit

Nhận xét chung

Khi tác dụng với chất oxh yếu, sắt bị oxh đến số oxh +2

Khi tác dụng với chất oxh mạnh, sắt bị oxh đến số oxh +3

3Fe + 2O2 (to) -> Fe3O4

2Fe + 3Cl2 -> 2FeCl3

Fe + S (to) -> FeS

Tác dụng với HCl, H2SO4l

Tác dụng với HNO3, H2SO4đn

Fe + H+ -> Fe2+ +H2

VD: Fe + HCl -> FeCl2 + H2

Fe dư thì: Fe + Fe3+ -> Fe2+

Fe bị thụ động trong (HNO3 hoặc H2SO4) đặc nguội

Fe khử N+5, S+6 xuống số oxh thấp hơn
VD: Fe + HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO + H2O

Tác dụng với dd muối

Fe bị oxh thành Fe2+
VD: Fe + AgNO3 -> Fe(NO3)2 + Ag
Nếu Ag+ dư: Fe2+ + Ag+ -> Fe3+ + Ag

Fe + Fe3+ -> Fe2+

Fe có thể khử được ion của các KL đứng sau nó trong dãy điện hóa của KL

Chiếm khoảng 5% m vỏ TĐ, đứng thứ 2 trong các KL và đứng thứ 4 trong các nguyên tố

Trong tự nhiên, tồn tại chủ yếu dạng hợp chất

Hematit đỏ: Fe2O3

Hematit nâu: Fe2O3. nH2O

Manhetit: Fe3O4

Xiderit: FeCO3

Pirit: FeS2

Sắt có trong hemoglobin của máu, vận chuyển oxi duy trì sự sống

Sắt tự do có trong thiên thạch

HỢP KIM CỦA SẮT

Sắt (II)

Sắt (III)

Gang

click to edit

click to edit

click to edit

click to edit

Vừa có tính oxh, vừa có tính khử (tính chất đặc trưng)

Sắt (II) oxit

Sắt (II) hidroxit

Muối sắt (II)

Sắt (III) oxit

Sắt (III) hidroxit

Muối sắt (III)

click to edit

Tính chất hóa học

Điều chế

Tính chất vật lý

màu đen

không tan trong nước

NX chung: có tính oxh

Là oxit bazo => Dễ tan trong ax mạnh Fe2O3 + 6HCl -> 2FeCl3 + 3H2O

Tính oxh

: Tác dụng với chất khử: CO, H2...

FeO + CO (to) -> Fe + CO2

Dùng CO hay H2 khử sắt (III) oxit ở 500 oC

Fe2O3 + CO (500oC) -> 2FeO + CO2

Tính chất hóa học

Điều chế

Tính chất vật lý

Chất rắn, màu hơi xanh

Không tan trong nước

Là 1 bazo

Tính khử

Fe(OH)2 (to, khong chân khong)-> FeO + H2O

Tác dụng với axit (HCl, H2SO4l) -> muối sắt (II) Fe(OH)2 + H+ -> Fe2+ + H2O

click to edit

click to edit

click to edit

Trong MT không có không khí để thu được sản phẩm tinh khiết

Fe2+ +2OH- -> Fe(OH)2

ƯD

Điều chế

TCHH

Chú ý

Nhận xét

Đa số tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước: FeSO4.7H2O...

Dễ bị oxh thành muối sắt (III)