Đề cương ôn tập môn Hóa học Lớp 12 - Chuyên đề: Kim loại kiềm, kiềm thổ và hợp chất

ư         +      H2O    →      MOH    +   ½ H2↑
 d.      Tác dụng với dd muối
Khi cho kim loại kiềm tác dụng với dd muối CuSO4 .
 + Trước hết: 2 M +2H2O →2MOH +H2↑         
 + Sau đó: 2 MOH+ CuSO4→M2SO4  +Cu(OH)2
4.  Ứng dụng 
Kim lọai kiềm có nhiều ứng dụng quan trọng :
-       Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy,
-       Các kim lọai Na và K dùng làm chất trao đổi nhiệt trong 1 vài lọai lò phản ứng hạt nhân.
-       Kim lọai xesi dùng chế tạo tế bào quang điện.
-       Điều chế 1 số kim lọai hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.
-       Dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ.
5. Điều chế
- Trong tự nhiên kim lọai kiềm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.
- Phương pháp thường dùng để điều chế kim lọai kiềm là điện phân nóng chảy muối halogenua hoặc hiđroxit của kim loại kiềm trong điều kiện không có không khí.
 MX M + ½ X2
 2MOH2M + ½ O2 + H2O
II. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM (giảm tải, học sinh tự đọc tài lệu).
III. KIM LOẠI KIỀM THỔ
 1. VỊ TRÍ CẤU TẠO
a. Vị trí bảng tuần hoàn
- Nhóm IIA của bảng tuần hoàn : Beri (Be); Magie (Mg); Canxi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba); Rađi (Ra) (Rađi là nguyên tố phóng xạ không bền).
- Các kim loại kiềm thổ gồm: Canxi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba) .
b. Cấu tạo :
Nguyên tố
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Cấu hình electron
[He]2s2
[Ne]3s2
[Ar]4s2
[Kr]5s2
[Xe]6s2
Bán kính nguyên tử (nm)
0,089
0,136
0,174
0,191
0,220
Năng lượng ion hóa I2 (kJ/mol)
1800
1450
1150
1060
970
Độ âm điện
1,57
1,31
1,00
0,95
0,89
Mạng tinh thể
Lục phương
Lập phương tâm diện
Lập phương tâm khối
* Lưu ‎ý :
+       Be tạo nên chủ yếu những hợp chất trong đó liên kết giữa Be với các nguyên tố khác là liên kết cộng hóa trị.
+       Ca, Sr, Ba và Ra chỉ tạo nên hợp chất ion.
2. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Màu sắc : kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt.
- Một số tính chất vật lý quan trọng:
Nguyên tố
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Nhiệt độ nóng chảy (◦C)
1280
650
838
768
714
Nhiệt độ...ềm. Tính khử của các kim loại nhóm IIA tăng từ Be → Ba: 	M → M2+ + 2e
a) Tác dụng với phi kim
- Khi đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy tạo oxit, phản ứng phát ra nhiều nhiệt.
Ví dụ :  2Mg + O2 → 2MgO,     ∆H= - 610 KJ/mol
- Trong không khí ẩm Ca, Sr, Ba tạo nên lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi) cho nên cần cất giữ các kim loại này trong bình rất kín hoặc dầu hỏa khan.
- Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic.
Ca + Cl2  →CaCl2
Mg + Si →Mg2Si
- Do có ái lực lớn hơn oxi, khi đun nóng các kim loại nhóm IIA khử được nhiều oxit bền (B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,).
2Mg + CO2 →  2MgO + C
b) Tác dụng với axit:
   + HCl, H2SO4 (l) : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
                        Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
  + HNO3,H2SO4 đđ : Khử N+5, S +6 thành các hợp chất có mức oxi hoá thấp hơn.
          Ví dụ:               4Ca + 10HNO3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
                             Mg + 4HNO3 đđ → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
c) Tác dụng với nước:
- Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo dung dịch bazơ: M + 2H2O → M(OH)2 + H2 ↑
- Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành MgO: Mg + H2O → MgO + H2↑
- Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao vì có lớp oxit bền bảo vệ. Nhưng Be có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy: Be + 2NaOH(nóng chảy) → Na2BeO2 + H2
4. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ
 a)    Ứng dụng
- 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 chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép, 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 Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hóa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm dùng trong pháo sáng, máy ảnh.
b) Điều chế :
- Trong tự nhiên, kim...
- Với d2 muối : Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH
b) Ứng dụng:
Ứng dụng rộng rãi: trộn vữa xây nhà, khử chua đất trồng, sản xuất cloruavôi dùng để tẩy trắng và khử trùng.
2. CANXICACBONAT (CaCO3) 
CaCO3 : Canxi cacbonat
Với nước
Canxi cacbonat là chất rắn màu trắng, không tan trong nước. nhưng bị hòa tan trong nước có hòa tan khí CO2
Với axit mạnh
CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O
Nhiệt phân
Bị phân hủy ở nhiệt độ cao: CaCO3  →  CaO + CO2
3. CANXISUNFAT (CaSO4)
a) Tính chất:
- Là chất rắn màu trắng tan ít trong nước ( ở 25◦C tan 0,15g/100g H2O).
- Tùy theo lượng nước kết tinh trong muối sunfat, ta có 3 loại:
+ CaSO4.2H2O : thạch cao sống trong tự nhiên, bền ở nhiệt độ thường.
+ CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O : thạch cao nung ( hemihiđrat)
                             CaSO4.2H2O → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O (125◦C)
- Đun nóng 200◦C: thạch cao nung thành thạch cao khan. (CaSO4)
CaSO4.0,5H2O → CaSO4 + 0,5H2O (200◦C)
- CaSO4: không tan trong nước, không tác dụng với nước, chỉ phân hủy ở nhiệt độ rất cao.
2CaSO4 → 2CaO + 2SO2 + O2 ( 960◦C)
b) Ứng dụng:
- Thạch cao nung có thể kết hợp với nước tao thành thạch cao sống và khi đông cứng thì giãn nở thể tích, do vậy thạch cao rất ăn khuôn. Thạch cao nung thường được đúc tượng, đúc các mẫu chi tiết tinh vi dùng trang trí nội thất, làm phấn viết bảng, bó bột khi gãy xương
- Thạch cao sống dùng để sản xuất xi măng.
V. NƯỚC CỨNG:
1) Khái niệm.
Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.
2) Phân loại:
Căn cứ vào thành phần các anion gốc axit có trong nước cứng, người ta chia nước cứng ra 3 loại:
Phân loại
Thành phần cation
Thành phần anion
Nước cứng tạm thời
Ca2+, Mg2+
HCO3-
Nước cứng vĩnh cửu
Ca2+, Mg2+
SO42-; Cl-
Nước có tính cứng toàn phần
Ca2+, Mg2+
HCO3- ; SO42-; Cl-
3) Tác hại của nước cứng:
* Về mặt đời sống thường ngày:
- Giặt áo quần bằng xà phòng (natri stearat C17H35COONa) trong nước cứng sẽ tạo ra muối không tan là canx