Giao an 12 kim loai kiem tho

6

Chương

Bài

26

KIM LOẠI KIỀM
KIM LOẠI KIỀM THỔ
NHÔM

KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ
HỢP CHẤT QUAN TRỌNG
CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ


NỘI DUNG
A. KIM LOẠI KIỀM THỔ
•I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron
nguyên tử
•II. Tính chất vật lý
•III. Tính chất hóa học
B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA
CANXI
C. NƯỚC CỨNG


I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron
nguyên tử
Quặng chứa Mg

Vật chứa Ca


NỘI DUNG
A. KIM LOẠI KIỀM THỔ
•I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron
nguyên tử
•II. Tính chất vật lý
•III. Tính chất hóa học
B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA
CANXI
C. NƯỚC CỨNG


Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm thổ
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 hoá I2

1800

1450

1150

1061

970

Độ âm điện

1,57

1,31

1,00

0,95

0,89

EOM2+/M (V)

-1,85

-2,37

-2,87

-2,89

-2,90

(kJ/mol)

Mạng tinh thể

(Lục phương)

(LPTD)

(LPTK)


CÁC KIỂU MẠNG TINH THỂ
Be

Ca

Mg

Ba


* Một số hằng số vật lí của kim
loại kiềm thổ
Nguyên tố.

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Nhiệt độ sôi (oC)

2770

1110

1440

1380

1640

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

1280

650

838

768

714

Khối lượng riêng (g/cm3)

1,85

1,74

1,55

2,6

3,5

2,0

1,5

1,8

Độ cứng


I. Tính chất vật lý
•Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn kim loại
kiềm nhưng vẫn tương đối thấp (trừ Be)
•Khối lượng riêng: tương đối nhỏ, nhẹ hơn Al (trừ Ba)
•Độ cứng: lớn hơn kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối
mềm


I. Tính chất hóa học
•Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn kim loại
kiềm nhưng vẫn tương đối thấp (trừ Be)

•Khối lượng riêng: tương đối nhỏ, nhẹ hơn Al (trừ Ba)
•Độ cứng: lớn hơn kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối
mềm


I. Tính chất hóa học
1. TÁC DỤNG VỚI PHI KIM

a) Với oxi: tạo oxit
•PTHH: 2Mg + O2 → 2MgO ( rắn)

b) Với phi kim khác: VD Cl2
PTHH: Ca + Cl2 → CaCl2 ( rắn)


I. Tính chất hóa học
2. TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT

a) Với axit HCl, H2SO4 loãng: tạo khí H2
PTHH: 2Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

b) Với
axit HCl,
H2SO4−đặc:
+5
−3
+6
2
Khử N thành N , S thành S

PTHH: 4Mg + 10HNO3 (loãng) → 4Mg(NO3)2 +
NH4NO3 + 3H2O
4Mg + 5H SO (đặc) → 4MgSO + H S + 4H O


I. Tính chất hóa học
3. TÁC DỤNG VỚI NƯỚC
Be

Mg

Ca, Sr, Ba

Không tác dụng với nước

Tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ
thường tạo Mg(OH)2. Tác dụng nhanh
ở nhiệt độ cao tạo MgO.
Tác dụng với nước ở nhiệt độ thường
tạo dung dịch bazơ


Ứng dụng của kim loại kiềm thổ

Ứng dụng
của Mg


Ứng dụng của kim loại kiềm thổ
khác

Điều chế kim loại kiềm thổ
Khử ion kim loại kiềm:
ñpnc
→M
M2+ + 2e 
Thông thường: Điện phân móng chảy hợp chất
muối halogenua của kim loại kiềm thổ
ñpnc

→ Ca + Cl2
VD: CaCl2 


B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI
1. Canxi hiđroxit
 Ca(OH)2 còn gọi là vôi tôi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước. Nước vôi
là dung dịch Ca(OH)2.
 Hấp thụ dễ dàng khí CO2:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O  nhận biết khí CO2
 Ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: sản xuất NH3, CaOCl2,
vật liệu xây dựng,…


2. Canxi cacbonat
Chất rắn màu trắng, không tan trong nước, bị phân huỷ ở nhiệt độ cao.

CaCO3

t0

CaO + CO2

 Bị hoà tan trong nước có hoà tan khí CO2

CaCO3 + CO2 + H2O

0

t

Ca(HCO3)2


3. Canxi sunfat
 Trong tự nhiên, CaSO4 tồn tại dưới dạng muối ngậm nước CaSO4.2H2O gọi
là thạch cao sống.
 Thạch cao nung:
1600C

CaSO4.2H2O
thaïch cao soáng

 Thạch cao khan là CaSO4

CaSO4.H2O + H2O
thaïch cao nung

3500C

CaSO4.2H2O
thaïch cao soáng

CaSO4 + 2H2O
thaïch cao khan


C. NƯỚC CỨNG
1. Khái niệm:
- Nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước cứng.
- Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Mg2+ và Ca2+ được gọi là
nước mềm.
 Phân loại:
a) Tính cứng tạm thời: Gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và
Mg(HCO3)2.
Khi đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân huỷ
→ tính cứng bị mất.
t0
Mg(HCO3)2
MgCO3 + CO2 + H2O

Ca(HCO3)2

t0

CaCO3 + CO2 + H2O

b) Tính cứng vĩnh cửu: Gây nên bởi các muối sunfat, clorua của
canxi và magie. Khi đun sôi, các muối này không bị phân huỷ.

c) Tính cứng toàn phần: Gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng
vĩnh cữu.



3. Cách làm mềm nước cứng
Nguyên tắc: Làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+
trong nước cứng.
a) Phương pháp kết tủa
 Tính cứng tạm thời:
- Đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị
phân huỷ tạo ra muối cacbonat không tan. Lọc bỏ kết
tủa → nước mềm.
- Dùng Ca(OH)2, Na2CO3 (hoặc Na3PO4).
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
Ca(HCO3)2 + Na2CO3→ CaCO3↓ + 2NaHCO3
 Tính cứng vĩnh cửu: Dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4).
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4


b) Phương pháp trao đổi ion
- Dùng các vật liệu polime có khả năng trao đổi ion,
gọi chung là nhựa cationit. Khi đi qua cột có chứa
chất trao đổi ion, các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước
cứng đi vào các lỗ trống trong cấu trúc polime, thế
chỗ cho các ion Na+ hoặc H+ của cationit đã đi vào
dung dịch.
- Các zeolit là các vật liệu trao đổi ion vô cơ cũng
được dùng để làm mềm nước.

4. Nhận biết ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch
Thuốc thử: dung dịch muối và khí CO2.

Hiện tượng: Có kết tủa, sau đó kết tủa bị hoà tan trở lại.
Phương trình phản ứng:
Mg2+ + → MgCO3↓

MgCO3 + CO2 + H2O

Mg(HCO3)2 (tan)

Mg2+ + 2HCO3-

Ca2+ + → CaCO3↓
CaCO3 + CO2 + H2O

Ca(HCO3)2 (tan)

Ca2+ + 2HCO3-