Bài 25. Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

Chương
6
KIM LOẠI KIỀM
KIM LOẠI KIỀM THỔ
NHÔM
CHƯƠNG 6:
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
Kim loại kiềm : Li, Na, K, Cs, Rb
Kim loại kiềm thổ : Be, Mg, Ca, Sr, Ba
I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
I. Cấu trúc tinh thể 1 số kim loại hay gặp
1. Cấu trúc lập phương tâm khối
Tất cả các kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) và 1 số kim loại Cr, Ba)
2. Cấu trúc lập phương tâm diện : Ca, Sr, Al
3. Cấu trúc lục phương : Be, Mg
4. Fe tùy thuộc nhiệt độ mà có thể lập phương tâm khối hoặc lập phương tâm diện
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VD1: Cho các kim loại sau : Na, Ca, Ba, Sr, Al, Cr, K. Bao nhiêu kim loại có cấu trúc lập phương tâm khối
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
II. Thạch cao: Có 3 loại
1. Thạch cao khan : CaSO4 (canxisunfat)
2. Thạch cao sống : CaSO4.2H2O
3. Thạch cao nung : CaSO4.1H2O hoặc CaSO4.0,5 H2O
* Thạch cao nung do nung thạch cao sống
VD: CaSO4 . 2H2O  CaSO4. H2O + H2O
* Ứng dụng thạch cao nung : Có những ứng dụng quan trọng như đúc tượng, bó bột khi gãy xương, làm phấn viết bảng.
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
III. Phèn
1. Phèn chua : K2SO4. Al2(SO4)3 . 24H2O
Hoặc KAl(SO4)2 . 12 H2O
2. Phèn nhôm: Có thể : Li2SO4. Al2(SO4)3. 24H2O
Na2SO4. Al2(SO4)3. 24H2O
(NH4)2 SO4. Al2(SO4)3. 24H2O
3. Ứng dụng của phèn chua
+ Có ứng dụng quan trọng như công nghiệp thuộc da, cầm màu, làm trong nước.
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VD 1: Hòa tan 9,48g phèn chua KAl(SO4)2. 12H2O) vào nước dư được dung dịch X thêm Ba(OH)2 dư vào đến phản ứng hoàn toàn thu được m(g) kết tủa. Tính m?
Giải :
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VD 2: Hòa tan hoàn toàn 4,74g phèn chua vào nước được dung dịch X. Cho 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,18M vào dung dịch X. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được bao nhiêu gam kết tủa?
Giải :
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
IV. Nước cứng
1. Định nghĩa :
Nước cứng là nước chứa nhiều nồng độ Ca2+ hoặc Mg2+ hoặc cả ion trên. (Nước chứa ít hoặc không chứ ion trên gọi là nước mềm).
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
2. Phân loại nước cứng : Có 3 loại
Nước cứng tạm thời:
Là nước cứng chứ ion HCO3- tạo bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2.
b) Nước cứng vĩnh cửu :
Là nước cứng chứa 1 trong 2 ion Cl-, SO42- hoặc cả 2. Tạo bởi các muối CaCl2, CaSO4 và MgCl2 , MgSO4 .
c) Nước cứng toàn phần :
Là hỗn hợp 2 loại nước cứng trên. Tạo bởi :
+ CaCl2, CaSO4 , Ca(HCO3)2
+ MgCl2, MgSO4, Mg(HCO3)2.
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
* Lưu ý : Hầu hết nước ao hồ, sông ngòi đều là nước cứng.
VD 1: Một cốc nước chứa các ion: Cl-, NO3-, NH4+, Ca2+. Nước trong cốc thuộc loại nước gì?
A. Nước cứng tạm thời
B. Nước cứng toàn phần.
C. Nước cứng vĩnh cữu
D. Nước mềm
C
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VD 2: Cho dung dịch X chứa 0,1 mol Na+; 0,15 mol Mg2+; 0,2mol NO3-; 0,2 mol HCO3-. Nước trong dung dịch X thuộc loại ?
A. Nước cứng tạm thời
B. Nước cứng toàn phần.
C. Nước cứng vĩnh cữu
D. Nước mềm
A
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VD 3: Cho dung dịch X chứa 0,1 mol K+; 0,1 mol Ca2+; 0,1 mol HCO3-. x mol Cl-
a, Tìm x?
b, Nước trong dung dịch X là loại nước gì ?
c, Cho 100ml dung dịch NaOH 1M vào X đến phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y. Hỏi nước trong dung dịch Y thuộc loại nào ?
Giải :
a, BTĐT: x = 0,2 mol.
b, X thuộc loại nước cứng toàn phần.
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VD 3: Cho dung dịch X chứa 0,1 mol K+; 0,1 mol Ca2+; 0,1 mol HCO3-. x mol Cl-
c, Cho 100ml dung dịch NaOH 1M vào X đến phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y. Hỏi nước trong dung dịch Y thuộc loại nào ?
Giải :
nOH- = 0,1 mol
HCO3- + OH-  CO32- + H2O
0,1 0,1  0,1
Ca2+ + CO32-  CaCO3
0,1 0,1  0,1  dung dịch Y chứa K+, Na+, Cl-.
 Dd Y: Thuộc nước mềm.
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
3. Tác hại của nước cứng
Nước cứng có những tác hại phổ biển:

+ Làm tắc đường ống nước

+ Làm giảm mùi vị của thức ăn

+ Xoong nồi khi nấu với nước cứng dễ bị thủng đáy.

+ Giặt quần áo khi dùng nước cứng thì xà phòng bị giảm bọt do tạo kết tủa làm cho quần áo dễ bị xây xước.
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
4. Cách làm mềm nước cứng
* Nguyên tắc : Làm giảm hoặc mất hết nồng độ Ca2+, Mg2+
a) Cách làm mềm nước cứng tạm thời.
Cách 1: Đun nóng để kết tủa Ca2+, Mg2+
VD:
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
Cách 2 : Dùng dung dịch NaOH , KOH dư
Giải thích :
Cách 3 : Dùng dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2 vừa đủ
Cách 4 : Dùng dung dịch Na2CO3 (Xô đa) hoặc Na3PO4
Giải thích :
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
b) Cách làm mềm nước cứng vĩnh cửu
Dùng dung dịch Na2CO3 , hoặc Na3PO4
c) Làm mềm nước cứng toàn phần
Dùng dung dịch Na2CO3 hoặc Na3PO4
VD1: Dung dịch X chứa Ca2+, Mg2+, HCO3-, SO42-. Dùng dung dịch nào sau đây để làm nước cứng trong dung dịch X
A. Dung dịch NaOH B. dung dịch Ca(OH)2

C. dung dịch Na2CO3 D. Dung dịch HCl
C
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VI. Một số lý thuyết khác
1. Cs: Dùng chế tạo tế bào quang điện
2. Na, Li, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, : Tan tốt trong nước tạo dung dịch kiềm
R + nH2O  R(OH)n + n/2H2
3. Be không ta trong H2O ở mọi điều kiện
4. Mg tan trong nước ở nhiệt độ cao
Mg + H2O MgO + H2
5. 2Na + O2 Na2O2 khí oxi khô
(natri peoxit)
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
5. NaHCO3 (HCO3-) là lưỡng tính
6. NaHCO3 kém bền:
2NaHCO3  Na­2CO3 + CO2 + H2O
7. Dung dịch Na2CO3 Có môi trường kiềm
VD: Dung dịch nào sau đây có pH > 7
A. KCl B. KNO3 C. K2CO3 D. AlCl3
8. Hiện tượng xảy ra khi sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch nước với trong : Có kết tủa trắng sau đó tan thành dung dịch trong suốt
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
9. Phản ứng giải thích hiện tượng tạo thạch nhũ trong hang động
Ca(HCO3)2  CaCO3 + CO2 + H2O
10. Phản ứng điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ
PP: Điện phân nóng chảy muối Halogen (Thường MCln)
MCln M(-) + n/2 Cl2(+)
11. Điều chế Al từ quặng Boxit : Al2O3. 2H2O
(thường lẫn tạp chất Fe2O3, SiO2)
- Loại bỏ tạp chất thu lấy Al2O3 và đem đpnc
2Al2O3 4Al + 3O2
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
12. Quặng đolomit : CaCO3 , MgCO3
13. Điều chế NaOH, KOH : đp dung dịch muối NaCl, KCl có màng ngăn.
VD :
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VII. MỘT SỐ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC CẦN NHỚ:
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 1: Cấu hình electron lớp ngoài cùng của kim loại kiềm là?
A. ns1 B. ns2 C. ns2np1 D. (n-1)dxnsy
Câu 2: Cation M+ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s22p6. M+ là cation nào sau đây?
A. Ag+ B. Cu+ C. Na+ D. K+
Câu 3: Nồng độ phần trăm của dung dịch tạo thành khi hòa tan 39 gam kali kim loại vào 362 gam nước là kết quả nào sau đây?
A. 15,47% B. 13,97% C. 14% D. 14,04%
KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VD: Nhỏ từ từ dung dịch NH3, đến dư vào dung dịch X gồm Fe(NO3)3, Mg(NO3)2; Zn(NO3)2, Cu(NO3)2, Al(NO3)3 AgNO3 thu được dung dịch Y và dung dịch Z. Lọc tách lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn E. Dẫn CO dư qua E nung nóng thu được chất rắn G. Hỏi đã xảy ra bao nhiêu phản ứng và G gồm những chất nào ?
TL: 13 phản ứng
G gồm : Fe, MgO, Al2O3