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

Chương 6. KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM
Bài 25. KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM
A. KIM LOẠI KIỀM

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM
I . VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

II . TÍNH CHẤT VẬT LÍ

III . TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

IV. ỨNG DỤNG, TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ
A. KIM LOẠI KIỀM
B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM

I . NATRI HIDROXIT

II. NATRI HIDROCACBONAT

III. NATRI CACBONAT

IV. KALI NITRAT
A. KIM LOẠI KIỀM
I . VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN - CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ
- Thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố: Li, Na, K, Rb, Cs và Fr (nguyên tố phóng xạ).
- Cấu hình electron nguyên tử:
Li: [He]2s1 Na: [Ne]3s1 K: [Ar]4s1
Rb: [Kr]5s1 Cs: [Xe]6s1
II . TÍNH CHẤT VẬT LÍ
1/ Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (giảm dần
từ Li đến Cs) do mạng tinh thể kim loại kiềm có kiểu
lập phương tâm khối, trong đó liên kết kim loại kém
bền.
2/ Khối lượng riêng nhỏ (tăng dần từ Li đến Cs)
do các kim loại kiềm có mạng tinh thể rỗng hơn và
nguyên tử có bán kính lớn hơn so với các kim loại khác trong cùng chu kì.
3/ Độ cứng thấp do lực liên kết giữa các nguyên tử
kim loại yếu. Có thể cắt kim loại bằng dao dễ dàng.
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
+ Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hoá nhỏ, vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh. Tính khử tăng dần từ Li → Cs.
M - 1e- → M+

+ Là kim loại có tính khử mạnh nhất trong các kim loại.

+ Trong các hợp chất, các kim loại kiềm có số oxi hoá +1.
1. Tác dụng với phi kim


a. Tác dụng với oxi
2Na + O2 → Na2O2 (natri peoxit)
4Na + O2 → 2Na2O (natri oxit)

b. Tác dụng với clo
2K + Cl2 → 2KCl
2. Tác dụng với axit
2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑
3. Tác dụng với nước
2K + 2H2O → 2KOH + H2↑
2M + H2O = 2MOH + H2

 Để bảo vệ kim loại kiềm người ta ngâm kim loại kiềm trong dầu hoả.
IV – ỨNG DỤNG, TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ
1. Ứng dụng:
- Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ ngoài cùng thấp.
Thí dụ: Hợp kim Na-K nóng chảy ở nhiệt độ 700C dùng làm chất trao đổi nhiệt trong các lò phản ứng hạt nhân.
- Hợp kim Li – Al siêu nhẹ, được dùng trong kĩ thuật hàng không.
- Cs được dùng làm tế bào quang điện.

2. Trạng thái thiên nhiên
- Tồn tại ở dạng hợp chất: NaCl (nước biển), một số hợp chất của kim loại kiềm ở dạng silicat và aluminat có ở trong đất.
3. Điều chế:
+ Khử ion của kim loại kiềm trong hợp chất bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của chúng.
Thí dụ:
B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM
I – NATRI HIĐROXIT
1. Tính chất
a. Tính chất vật lí:
- Chất rắn, không màu, dễ nóng chảy (tnc = 3220C), hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa), tan nhiều trong nước.
- Khi tan trong nước, NaOH phân li hoàn toàn thành ion:
NaOH → Na+ + OH−
b. Tính chất hoá học
 Tác dụng với axit
HCl + NaOH → NaCl + H2O
H+ + OH− → H2O
 Tác dụng với oxit axit
NaOH + CO2 → NaHCO3 (nNaOH : nCO2 ≤ 1)
2NaOH + CO2 → Na2CO3 (nNaOH : nCO2 ≥ 2)
 Tác dụng với dung dịch muối
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
Cu2+ + 2OH− → Cu(OH)2↓


2. Ứng dụng: Nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm trong công nghiệp luyện nhôm và dùng trong công nghiệp chế biến dầu mỏ.
II – NATRI HIĐROCACBONAT
1. Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước.
2. Tính chất hoá học
Phản ứng phân huỷ




b. NaHCO3 là hợp chất lưỡng tính
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
2. Ứng dụng:
+ Dùng trong công nghiệp dược phẩm (chế thuốc đau dạ dày,…) và công nghiệp thực phẩm (làm bột nở,…)
III – NATRI CACBONAT
1. Tính chất vật lí: Chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước. Ở nhiệt độ thường tồn tại dưới dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O, ở nhiệt độ cao muối này mất dần nước trở thành Na2CO3 khan, nóng chảy ở 8500C.
2. Tính chất hoá học
 Phản ứng với axit, kiềm, muối
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O
Na2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2NaOH
Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3↓ + 2NaCl
 Muối cacbonat của kim loại kiềm trong dung dịch nước cho môi trường kiềm.
3. Ứng dụng:
+ Là hoá chất quan trọng trong công nghiệp thuỷ tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy, sợi,…
IV – KALI NITRAT
1. Tính chất vật lí:
- Là những tinh thể không màu, bền trong không khí, tan nhiều trong nước.
2. Tính chất hoá học:
+ Bị phân huỷ ở nhiệt độ cao
3. Ứng dụng:
+ Dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) và chế tạo thuốc nổ. Thuốc nổ thông thường (thuốc súng) là hỗn hợp 68%KNO3, 15%S và 17%C (than)
 Phản ứng cháy của thuốc súng: