Bai 25 kim loai kiem va hop chat quan trong cua kim loai kiem

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 :

 K +

−
Al(OH)

4
KAl(SO 4 )2 .12H 2 O + Ba(OH)2 dö   2 +|
−
Ba
,OH
9,48

=0,02
474


BaSO 4 ↓= 0,04.233 = 9,32g


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 :
K + : 0,01
 2 −
SO 4 : 0,002

−
KAl(SO 4 )2 .12H 2 O + Ba(OH)2 + Al(OH)4 : 0,006
4,74
0,018mol

=0,01
474
BaSO 4 : 0,18.233

Al(OH) : 0,004.78 = 4, 506g
3




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
a) 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.

C Nước cứng vĩnh cữu

D. Nước mềm


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.
A Nước cứng tạm thời

B. Nước cứng toàn phần.

C. Nước cứng vĩnh cữu

D. Nước mềm


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 Cla, 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 Clc, 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:

 Ca(HCO3 )2 t o CaCO3 ↓
→ 
+ CO2 + H 2 O

 Mg(HCO3 )2
MgCO3 ↓


KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
Cách 2 : Dùng dung dịch NaOH , KOH dư
Giải thích :

HCO 3− +OH − →CO 32 − +H 2 O
↓Ca 2 + (Mg 2 +)
CaCO 3 ↓

(MgCO 3 )

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 :

 Ca 2 +  CO32 −  CaCO3 ↓, MgCO3
 2+ +  2− → 
 Mg
 PO 4

 Ca 3 (PO 4 )2 , Mg 3 (PO 4 )2 ↓


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
C C. dung dịch Na2CO3

B. dung dịch Ca(OH)2
D. Dung dịch HCl


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  t→ MgO + H2
o

5. 2Na + O2
(natri peoxit)

Na2O2 khí oxi khô


KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM

5. NaHCO3 (HCO3-) là lưỡng tính
6. NaHCO3 kém bền:
2NaHCO3  Na-2CO3 + 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
ốt
COsu
2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O

CO2 + CaCO 3 + H 2O → Ca(HCO 3 ) 2


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  ñpnc

→

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
 ñpnc

→4Al + 3O2


KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM

12. Quặng đolomit : CaCO3 , MgCO3


CaO
CaCO 3
to


→
+CO 2

MgO


MgCO3
13. Điều chế NaOH, KOH : đp dung dịch muối NaCl,
KCl có màng ngăn.
VD :

2 NaCl + 2 H 2O  ñpdd

→ 2 NaOH + Cl2 + H 2
m .n
+

−


KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM
VII. MỘT SỐ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC CẦN
NHỚ: