Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ VÀ NHÔM (TỔ5) LỚP 12C2, Tính chất hóa học -…

- - - - Thuộc nhóm IA, gồm: Li, Na, K, Ra, Cs, Fr
      - Cấu hình: ns^1
      - Cấu trúc mạng tinh thể: lập phương tâm khối
    - - Dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp
      - Khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp
      - Có màu trắng bạc và có ánh kim
    - - Tác dụng phi kim
        
        Tác dụng oxi:
        
        +Na cháy trong khí oxi khô
        2Na + O2 --> Na2O2
        
        +Na cháy ở nhiệt độ thường
        4Na + O2 --> 2Na2O
        
        Tác dụng clo
        2K + Cl2 --> 2KCl
      - Tác dụng axit
        
        2Na + 2HCl --> 2NaCl + H2
      - Tác dụng H2O
        
        2K + 2H2O --> 2KOH + H2
    - - TTTN:
        
        Trong nước biển chứa một lượng lớn muối NaCl
        
        Đất chứa một số hợp chất của kim loại kiềm ở dạng silicat và aluminat
        
        Tồn tại ở dạng hợp chất
      - ĐIỀU CHẾ:
        
        +Nguyên tắc: khử ion--> Kim loại
        
        +Phương pháp: điện phân nóng chảy muối halogen
      - Ứng dụng:
        
        +Xesi dùng làm tế bào quang điện
        
        +Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp
        
        +Hợp kim liti-nhôm siêu nhẹ, được dùng trong kĩ thuật hàng không
  - - - Điều chế
        
        điều chế trong phòng thị nghiệm:
        2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
        
        điều chế trong công nghiệp :
        2Na+ + 2H2O + 2 e– → H2 + 2NaOH
      - Tính chất vật lí
        
        Là chất rắn, không màu dễ hút ẩm, dễ nóng chảy, tan nhiều trong nước
        
        Sôi ở nhiệt độ 1.390°C
        Nóng chảy ở 318°C, Độ pH ở 13.5
      - Tính chất hóa học
        
        Phản ứng với oxit axit
        2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
        
        Phản ứng với axit:
        NaOH(dd) + HCl(dd) → NaCl(dd) + H2O
        
        Phản ứng với muối :
        2NaOH + CuCl2 → 2NaCl + Cu(OH)2↓
        
        Tác dụng với hợp chất lưỡng tính:
        
        NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O
        2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O
      - Ứng dụng
        
        NaOH sử dụng trong các sản phẩm làm sạch và khử trùng
        
        NaOH được sử dụng trong sản xuất Pin và Ắc qui.
        
        NaOH trong xử lý nước
        
        NaOH sử dụng trong bảo quản thực phẩm
    - - Tính chất vật lí
        
        Là chất rắn, ít tan trong nước
      - TÍNH CHẤT HÓA HỌC
        
        NaHCO3 + H2O → NaOH + H2CO3
        
        2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 2CO2
        
        NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + NaOH + H2O
      - ĐIỀU CHẾ
        
        CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
        Na2CO3 + CO2 + H2O → 2Na2CO3
      - ỨNG DỤNG
        
        dùng để làm nước súc miệng hoặc chà lên răng để làm trắng răng
        
        được dùng để lau chùi dụng cụ nhà bếp, tẩy rửa các khu vực cần vệ sinh và còn chống một số loại côn trùng.
    - - tính chất vật lí
        
        Dễ tan trong nước, nóng chảy ở 850oC.
      - tính chất hóa học
        
        Tác dụng với axit mạnh : Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑
        
        Tác dụng với bazơ Na2CO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaCO3↓ với bazơ:
        
        Chuyển đổi qua lại với natri bicacbonat theo phản ứng:
        Na2CO3 + CO2 + H2O ⇌ 2NaHCO3
      - Ứng dụng
        
        Làm nguyên liệu sản xuất chất tẩy rửa
        
        để làm thuốc chữa dạ dày và nước xúc miệng
        
        Na2CO3 là hóa chất có tác dụng chống lại côn trùng cho ngôi nhà
      - Điều chế
        
        Phương trình nhiệt phân:
        2NaHCO3 → Na2CO3 +CO2↑ + H2O
        
        CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
    - - Đung nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy 333°C
        
        2KNO3 --> 2KNO3 + O2
      - dùng để làm phân bón (phân đạm,phân kali)
      - những tinh thể không màu, bền trong không khí, tan nhiều trong nước
      - chế tạo thuốc nổ
        
        2KNO3 + 3C + S --> N2 + 3CO2 +K2S
- - - - Quá trình nung vôi
        
        CaCO3 -> CaO + CO2
      - Ở nhiệt độ thường, chất này chỉ tồn tại trong dung dịch
        
        CaCO3 + CO2 + H2O <--> Ca(HCO3)2
      - bị phân hủy ở nhiệt độ khoảng 1000oC.
      - Khi đun nóng, hoặc áp suất CO2 giảm đi thì Ca(HCO3)2 bị phân hủy tạo ra CaCO3 kết tủa
      - là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước
      - Trong tự nhiên
        
        tồn tại ở dạng đá vôi, đá hoa, đá phấn
        
        thành phần chính của vỏ và mai các loài ốc, sò, hến, mực,...
      - Ứng dụng
        
        Đá hoa dùng trong các công trình mĩ thuật (tạc tượng, trang trí,...)
        
        Đá phấn dễ nghiền thành bột mịn làm phụ gia của thuốc đánh răng,...
        
        làm vật liệu xây dựng, sản xuất vôi, xi măng, thủy tinh,..
    - - CaSO4.H2O gọi là thạch cao nung .
        
        Khi đun nóng đến 160oC, thạch cao sống mất một phần nước biến thành thạch cao nung là chất rắn màu trắng, dễ nghiền thành bột mịn
        
        CaSO4.2H2O -> CaSO4.H2O + H2O
      - Ứng dụng
        
        Khi nghiền clanhke, người ta trộn thêm 5 - 10% thạch cao để điều chỉnh tốc độ đông cứng của xi măng
        
        Thạch cao nung còn được dùng để .
        
        đúc khuôn
        
        bó bột khi gãy xương
        
        nặng tượng
      - CaSO4.2H2O gọi là thạch cao sống.
        
        Thạch cao khan là CaSO4 được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ 350oC.
    - - Ca(OH)2 hấp thụ dễ dàng khí CO2
        
        Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O
      - Ứng dụng
        
        sản xuất amoniac (NH3)
        
        clorua vôi (CaOCl2)
        
        vật liệu xây dựng ......
      - Gọi là vôi tôi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước.
      - Nước vôi trong là dung dịch Ca(OH)2.
  - - - Tính cứng vĩnh cửu
        
        là tính cứng gây nên bởi các muối sunfat, clorua của canxi và magie
        
        Khi đun sôi, các muối này không bị phân hủy nên tính cứng vĩnh cửu không mất đi
      - Tính cứng toàn phần
        
        là tính cứng cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu
      - Tính cứng tạm thời
        
        Là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2
        
        Các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 dễ bị thủy phân khi đun sôi nước tạo kết tủa CaCO3 và MgCO3 ---> mất tính cứng.
    - - Đun nước cứng lâu ngày trong nồi, nồi sẽ bị phủ một lớp cặn. Đó là CaCO3 và MgCO3
      - Các ống dẫn nước cứng lâu ngày bị đóng cặn, giảm lưu lượng nước
      - Làm hư hỏng quần áo, tốn xà phòng
      - Nấu ăn bằng nước cứng thì thực phẩm lâu chín, giảm mùi vị.
    - - Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+.
    - - Nguyên tắc: Làm giảm nồng độ các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
      - Phương pháp kết tủa
        
        Khi đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(CO3)2 bị phân hủy tạo ra các muối không tan.
        Ca(HCO3)2 ----> CaCO3 + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 ----> MgCO3 + CO2 + H2O
        
        Dùng Ca(OH)2 với lượng vừa đủ để trung hòa muối axit, tạo ra kết tủa làm mât tính cứng tạm thời. Ca(HCO3)2 + Ca(OH) ----> 2CaCO3 + 2H2O
        
        Dùng Na2CO3, Na3PO4 để làm mất tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu Ca(HCO3)2 + Na2CO3 ---> CaCO3+
        2NaHCO3
        CaSO4 + Na2CO3 ---> CaCO3 + Na2SO4
      - Phương pháp trao đổi ion
        
        Phương pháp này làm mềm được tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu
    - - Ta dùng dung dịch muối cacbonat sẽ tạo kết tủa CaCO3 hoặc MgCO3. Sục CO2 dư vào dung dịch nếu kết tủa tan chúng tỏ có sự có mặt của ion Ca2+ hoặc Mg2+ trong dung dịch ban đầu
      - Ca2+ + (CO3)2-----> CaCo3
      - CaCo3 + CO2 + H2O ---> Ca(HCO3)2
  - - - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương đối thấp
      - Độ cứng: kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ tương đối mềm
      - Là những chất rắn màu trắng bạc hoặc xám nhạt, có ánh bạc, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.
      - Mạng tinh thể
        
        Sr, Ca: lập phương tâm diện
        
        Ba: lập phương tâm khối
        
        Be, Mg: lục phương
    - - Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn
      - Kim loại kiềm thổ gồm: Beri (Be); Magie (Mg); Canxi (Ca); Stronti (Sr); Bari (Ba); Rađi (Ra)
    - - Phương pháp cơ bản là điện phân muối nóng chảy của chúng
    - - Kim loại Be: làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn.
      - Kim loại Ca: dùng làm khô 1 số hợp chất hữu cơ.
      - Kim loại Mg có nhiều ứng dụng hơn cả: tạo hợp kim có tính cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô… tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ.
- - - - Cấu hình e của Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
        Số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3
    - - Màu trắng bạc , ánh kim , nhẹ
      - Dẻo ( dễ kéo sợi , dát mỏng )
      - Nóng chảy ở 660°C
      - Dẫn điện , dẫn nhiệt tốt
    - - Có tính khử mạnh ,
        dễ bị oxh thành ion dương
        
        Tác dụng với oxi
        
        4Al + 3O2 → 2Al2O3
        
        Tác dụng với Halogen
        
        Tác dụng với axit
        
        2Al + 6 HCl → 2AlCl3 + 3 H2
        
        Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + 2H2O + NO
        
        Tác dụng với oxit kim loại
        
        2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
        
        Tác dụng với nước
        
        2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
        
        Tác dụng với dung dịch kiềm
        
        Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
        
        2Al + 2NaOH + 2H2O → NaAlO2 + 3 H2
        
        2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
    - - Dùng chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa
      - Trang trí nội thất, xây dựng nhà cửa
      - Dẫn điện, dẩn nhiệt tốt nên dùng làm dây cáp dẩn điện
    - - Nguyên liệu
        
        Quặng boxit Al2O3 .2H2O quặng thường lẫn tạp chất là Fe2O3 và SiO2, nên ta phải làm sạch nguyên liệu
      - Phương pháp
        
        Quá trình điện phân: Cực (-) : Al3+ + 3e → Al Cực ( +) :Xảy ra sự oxi hoá 2O2- → O2 + 4e
  - - - Tính chất hoá học
        
        Al(OH)₃ là hợp chất lưỡng tính
        
        Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
        
        Al(OH)3 + OH- → Al2O3- + 2H2O
        
        Dễ bị nhiệt phân thành nhôm oxit
        
        2Al(OH)3 −tº, xt→ Al2O3 + 3H2O
      - Tính chất vật lí
        
        Là hợp chất màu trắng, kết tủa keo, không tan trong nước, không bền nhiệt
      - Điều chế
        
        Cho muối Al3+ phản ứng với dung dịch NH3 hoặc muối Na2CO3
        
        Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4+
        
        2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 6NaCl + 3CO2 ↑
    - - Tính chất hoá học
        
        Nhôm oxit là oxit lưỡng tính
        
        Al₂O₃ tác dụng với dung dịch axit
        
        Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
        
        Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O
        
        Al₂O₃ tác dụng với dung dịch kiềm
        
        Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]
        
        Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + H2O
        
        Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
        
        Al2O3 không tác dụng với H2, CO ở bất kì nhiệt độ nào.
        
        Vì rất bền nên Al2O3 rất khó bị khử thành kim loại: Khử Al2O3 bằng C không cho Al mà thu được Al4C3:
        
        Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO
      - Ứng dụng
        
        Bột Al2O3 có độ cứng cao (emeri) được dùng làm vật liệu mài.
        
        Điều chế đá quý nhân tạo
        
        đá robi
        
        đá safia
        
        Phần chủ yếu nhôm oxit được dùng để điều chế nhôm.
        
        Dạng oxit ngậm nước là thành phần chủ yếu của quặng boxit Al2O3.2H2O dùng để sản xuất nhôm
      - Tính chất vật lí
        
        Không tan trong nước, rất bền
        
        Nóng chảy ở trên 2050°C
        
        Chất rắn, màu trắng
      - Điều chế
        
        Trong công nghiệp, Al2O3 được điều chế bằng cách nung Al(OH)3- ở nhiệt độ cao 1200 – 1400oC:
        
        2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
    - - Phèn chua: KAl(SO4)2.12H2O
      - Dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong ngành nhuộm vải, chất làm trong nước,...
      - tan trong nước toả nhiệt do bị hidrat hoá
      - Nếu thay K+ bằng Li+, Na+ hay NH4+ gọi là phèn nhôm
    - - Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dd thí nghiệm, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư thì chứng tỏ có ion AL3+
        
        AL3+ 3OH- -> Al(OH)3
        
        AL(OH)3 + OH- dư -> AlO2- + 2H2O