Trọng tâm lý thuyết kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm – SGK

Trọng Tâm Lý Thuyết Kim Loại Kiềm, Kiềm Thổ, Nhôm - Sgk

Kim loại kiềm

Vị trí và
cấu tạo

Kim loại kiềm thổ

– Thuộc nhóm IA (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

– Thuộc nhóm IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra).

– Cấu hình electron lớp ngoài cùng : ns1

– Cấu hình electron lớp ngoài cùng : ns2

– Số oxi hóa : 0 và +1.

– Số oxi hóa : 0 và +2.

– Cấu tạo đơn chất : mạng tinh thể lập phương

– Cấu tạo đơn chất :

tâm khối.

Be, Mg : lục phương

– Trong tự nhiên các kim loại kiềm chỉ tồn tại ở

Ca, Sr : lập phương tâm diện

dạng hợp chất.

Ba : lập phương tâm khối
– Trong tự nhiên các kim loại kiềm thổ chỉ tồn
tại ở dạng ion M2+ trong hợp chất.

Tính chất
vật lí

– Nhiệt độ tnc và ts thấp : giảm dần từ Li đến Cs

– Nhiệt độ tnc và ts thấp (trừ Be): từ Be đến Ba

– Khối lượng riêng nhỏ.

không theo thứ tự xác định.

– Độ cứng thấp có thể cắt được bằng dao.

– Khối lượng riêng nhỏ.

– Bảo quản cần ngâm chúng trong dầu hỏa.

– Độ cứng cao kim loại kiềm

 Tác dụng với O2 :
4Na + O2 
 2Na2O → Na2O + H2O 

 2NaOH
2Ca + O2 
 2CaO → CaO + H2O 
 Ca(OH)2
 Tác dụng với H2O hay gặp Li, Na, K, Ca, Ba, Rb, Cs, Sr
– Be không tác dụng với nước dù ở nhiệt độ cao, Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường,
Tính chất
hóa học

o

t
 MgO + H2
tác dụng nhanh với hơi nước ở nhiệt độ cao. Mg + H2O 

Na + H2O 
 NaOH + 1/2H2

 Ca(OH)2 + H2
Ca + 2H2O 

 Tác dụng với axit
K + HCl 
 KCl + 1/2H2
 BaSO4  + H2
Ba + H2SO4 

Chú ý : Nếu kim loại dư thì tiếp tục tác dụng với H2O có trong axit.
 Điện phân nóng chảy :
Điều chế

đpnc
NaCl 
 Na + Cl2
đpnc
CaCl2 
 Ca + Cl2
đpnc
MgCl2 
 Mg + Cl2

Ứng dụng

– Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy

– Be được dùng làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim

thấp dùng trong thiết bị báo cháy.

có tính đàn hồi cao, bền chắc, không bị ăn mòn.

– K và Na dùng làm chất trao đổi nhiệt

– Mg chế tạo hợp kim cứng, nhẹ, bền dùng làm máy

trong một vài loại lò phản ứng hạt nhân.

bay, tên lửa, ôtô,...

– Cs dùng làm tế bào quang điện.

– Ca được dùng làm chất tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi
thép.
Page 1


Trọng Tâm Lý Thuyết Kim Loại Kiềm, Kiềm Thổ, Nhôm - Sgk

MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ
Hợp chất kim loại kiềm

Hợp chất kim loại kiềm thổ

 NaOH (xút) là chất rắn, không màu, hút ẩm,
tan nhiều trong nước, tạo môi trường bazơ
mạnh.
 NaHCO3 là chất rắn, màu trắng, ít tan trong
nước. Bị phân hủy khi đun nóng nhẹ.
o

t
2NaHCO3 
 Na2CO3 + CO2 + H2O

 NaCl + CO2 + H2O (1)
NaHCO3 + HCl 
 Na2CO3 + H2O (2)
NaHCO3 + NaOH 

Tính chất

→ Phản ứng (1) và (2) chứng tỏ NaHCO3 có
tính lưỡng tính.
 Na2CO3 là chất rắn, màu trắng, dễ tan trong
nước tạo môi trường kiềm mạnh.

 CaCl2 + CO2 + H2O
CaCO3 + 2HCl 

CaCO3 + 2CH3COOH 

Ca(CH3COO)2 + CO2 + H2O
 Ca(HCO3)2 
CaCO3 + CO2 + H2O 
Giải thích hiện tượng đá vôi bị hòa tan trong
nước mưa có CO2.
o

t
 CaCO3 + CO2 + H2O 
Ca(HCO3)2 
Giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các
hang động núi đá vôi và lớp cặn trong ấm đun
nước, phích đựng nước nóng ...
 CaSO4 còn gọi là thạch cao khan, chất rắn
màu trắng tan ít trong nước.
NaOH
Ca(OH)2
Trộn vững xây nhà. Khử chua đất trồng trọt.
Công nghiệp chế biến dầu mỏ, luyện nhôm, xà

Sản xuất clorua để tẩy trắng và khử trùng.
phòng, giấy, diệt,…
CaCO3
NaHCO3
Công nghiệp sản xuất thủy tinh, xi măng, gang
thép, sođa, cao su.
– Trong y học, chữa bệnh dạ dày do thừa axit.
CaSO4
– Trong công nghiệp thực phẩm (chất gây xốp
+ Thạch cao sống : CaSO4.2H2O có trong tự
cho các loại bánh), nước giải khát (chất tạo gaz).
nhiên dùng để sản xuất xi măng.
– Chế tạo bình chữa cháy (NaHCO3 + H2SO4
+ Thạch cao nung : CaSO4.H2O hoặc
tạo CO2 là chất nặng hơn không khí và không
CaSO4.0,5H2O.
– Sản xuất thạch cao nung :
duy trì sự cháy.

Na2CO3 + 2HCl 
 2NaCl + CO2 + H2O

Ứng dụng

 CaO (vôi sống) tan vào nước tạo dung dịch
màu trắng sữa được gọi là vôi sữa, thêm nhiều
nước để Ca(OH)2 tan hết thành dung dịch
trong suốt gọi là nước vôi trong.
 Ca(OH)2 còn gọi là vôi tôi, chất rắn màu
trắng ít tan trong nước.

 CaCO3 là chất rắn màu trắng không tan
trong nước.

o

Điều chế

160 C
CaSO4.2H2O 
 CaSO4.H2O + H2O
Na2CO3
– Thạch cao nung kết hợp với nước thành
– Công nghiệp sản xuất thủy tinh, xà phòng,
thạch cao sống kèm theo sự giản nở nên dễ
giấy, diệt.
tách khỏi khuôn đúc. Lợi dụng tính chất này
– Tẩy vết dầu mỡ bám trên máy trước khi sơn.
người ta dùng thạch cao nung để đúc tượng và
đúc các hoa văn trang trí nội thất, làm phấn
– Sản xuất chất tẩy rửa.
viết bản, bó bột,...
NaOH

Page 2


Trọng Tâm Lý Thuyết Kim Loại Kiềm, Kiềm Thổ, Nhôm - Sgk
dpdd

– Trong công nghiệp : 2NaCl + 2H2O 

 H2 + Cl2 + 2NaOH
cã mµng ng¨n

NaHCO3
 NaHCO3
CO2 dư + NaOH 
 NaHCO3
Na2CO3 bh + CO2 + H2O 

Na2CO3
o

t
– Đun nóng NaHCO3 : 2NaHCO3 
 Na2CO3 + CO2 + H2O

 NaHCO3 + NH4Cl
– Phương pháp Sonvay : NaClbh + CO2 + NH3 + H2O 

→ Lọc tách NaHCO3, rồi nung.
NƯỚC CỨNG
– Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+.
– Nước mềm là nước chứa ít hoặc không chứa các ion Ca2+ và Mg2+.
Khái niệm

Trong thiên nhiên :
– Nước ao, hồ, sông, suối, biển, nước ngầm đều là nước cứng.
– Băng ở 2 cực trái đất, nước mưa là nước mềm.
– Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2.

Phân loại

– Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi các muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4.
– Tính cứng toàn phần = tính cứng tạm thời + tính cứng vĩnh cửu.
 Trong đời sống :
– Kết tủa bám vào sợi vải làm chóng mục vải.

Tác hại của
nước cứng

– Làm mất tác dụng tẩy rửa của xà phòng.
– Nấu thức ăn lâu chín, giảm mùi vị.
 Trong sản xuất :
– Đóng cặn trong nồi hơi, lâu ngày nồi hơi mau hư hỏng hay bị nổ.
– Làm tắt ống dẫn nước nóng.
Nguyên tắc : làm giảm nồng độ ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
 Phương pháp kết tủa
Dùng CO 32 và PO34 :
2
Ca 2+   +  CO
  CaCO 3               3Ca 2+   +  2PO34    
   Ca 3 (PO 4 )2 
  
3    

Cách làm mềm
nước cứng

Mg 2+   +  CO23     
  MgCO 3             3Mg 2+   +   2PO34    

    Mg3 ( PO4 )2 

Nếu chưa có 2 gốc này : (chỉ dùng cho nước cứng tạm thời)
→ Đun nóng : 2HCO 3   
  CO 32  + CO 2   + H 2O
→ Dùng OH– : HCO 3  + OH  
  CO 32  + H 2O
 Phương pháp trao đổi ion (dùng cho cả 3 loại nước cứng luôn)

Cho nước cứng đi qua chất nhựa trao đổi ion (ionit), ở đây các ion Ca2+, Mg2+ bị hấp thụ và
được trao đổi bởi các ion Na+ hay H+ của nhựa.

Page 3


Trọng Tâm Lý Thuyết Kim Loại Kiềm, Kiềm Thổ, Nhôm - Sgk

NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

Vị trí và
cấu tạo

Nhôm
– Al thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, có số thứ tự là
13.
– Cấu tạo của đơn chất : mạng lập phương tâm
diện.
– Có số oxi hóa : 0, +3.
– Kim loại màu trắng bạc, nhẹ, bền.
– Rất dẻo có thể dát mỏng (0,01 mm).

– Nhiệt độ nóng chảy 660oC.
– Kim loại nhẹ (d = 2,7 g/cm3).
– Dẫn điện và nhiệt tốt

Tính chất
vật lí

Hợp chất của nhôm

 Al2O3 : là chất rắn màu trắng, không tan
trong nước, nóng chảy ở 2050oC.
 Al(OH)3 : kết tủa keo màu trắng, không tan
trong nước.
 Muối Al3+
- AlCl3 khan hút ẩm mạnh, bốc khói trong
không khí ẩm do thủy phân tạo HCl do đó phải
bảo quản trong lọ kín và khô.
- Phèn chua : K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O viết gọn
là KAl(SO4)2.12H2O trong công thức trên nếu
thay ion K+ bằng Li+, Na+ hay NH 4 ta được
các muối kép khác có tên chung là phèn nhôm.
 Tính lưỡng tính

 Tác dụng với phi kim

 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6HCl 

o

t
 Al2O3
4Al + 3O2 

Tính chất
hóa học

2Al + 3Cl2 
 2AlCl3 (bột nhôm tự bốc
cháy với khí clo)
 Tác dụng với H2O
– Thực tế nhôm không phản ứng với nước vì
trên bề mặt của nhôm có lớp Al2O3 bền vững
bảo vệ. Do đó có thể dùng các vật dụng bằng
nhôm để đựng nước.
– Nếu phá bỏ lớp Al2O3 thì Al tác dụng với
nước : 2Al + 6H2O  Al(OH)3 + 3H2
 Tác dụng với axit

Al2O3 + 2NaOH 
 2NaAlO2 + H2O
Al(OH)3 + 3HCl 
 AlCl3 + 3H2O
 NaAlO2 + 2H2O
Al(OH)3 + NaOH 
 Tính không bền :
o

t
 Al2O3 + 3H2O

Al(OH)3 

 Các phản ứng của muối nhôm

AlCl3 + 3NH3 + 3H2O 

Al(OH)3 + 3NH4Cl

NaAlO2 + HClvừa đủ + H2O 

Al(OH)3 + NaCl

 2AlCl3 + 3H2
2Al + 6HCl 

2Al + 3H2SO4 
 Al2(SO4)3 + 3H2

 AlCl3 + 3H2O
3HCldư + Al(OH)3 


Al + 4HNO3 loãng 


NaAlO2 + CO2 + 2H2O 

Al(NO3)3 + NO + 2H2O

Al(OH)3 + NaHCO3

Chú ý : Dù NH3 và CO2 có dư thì Al(OH)3
Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O vẫn không bị tan.
 Tác dụng với (NaOH, KOH,…)
3
 NaAlO 2 + H2
Al + NaOH + H2O 
2
o

t

2Al + 6H2SO4 đặc 

Page 4


Trọng Tâm Lý Thuyết Kim Loại Kiềm, Kiềm Thổ, Nhôm - Sgk

 Tác dụng với oxit kim loại (phản ứng
nhiệt nhôm)
o

t
 Al2O3 + 2Cr
2Al + Cr2O3 
o

t
2Al + Fe2O3 

 Al2O3 + 2Fe

Điều chế

– Quặng Boxit Al2O3.nH2O có thành phần chính

Quặng boxit → NaOH (dư) → CO2 (dư) →

là Al2O3.2H2O xử lí tạp chất SiO2 và Fe2O3 để

Nung nóng → Al2O3

lấy Al2O3 nguyên chất sau có điện phân nóng
đpnc
chảy : 2Al 2O3   
  4Al + O 2 
Na 3AlF6

– Người ta thêm Na3AlF6 (criolit ) mục đích
chính là để giảm nhiệt độ nóng chảy Al2O3.

Ứng dụng

– Chế tạo ôtô, máy bay, tên lửa,...

 Ứng dụng của Al2O3 :

– Làm khung cửa sổ, trang trí nội thất.

– Tinh thể Al2O3 (corinđon) được dùng làm đồ

– Làm dây dẫn điện cao thế.

trang sức, chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia

– Làm thiết bị trao đổi nhiệt, dụng cụ nhà bếp,

lade,...

giấy gói thực phẩm.

– Bột Al2O3 làm vật liệu mài.

– Bột nhôm chế tạo hỗn hợp tecmit (Al + Fe2O3)

 Ứng dụng của phèn chua :

→ dùng để hàn gắn đường ray.

– Dùng trong nghành thuộc da, công nghiệp
giấy (làm cho giấy không thấm nước).
– Chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm vải.
– Làm trong nước đục (do khi thủy phân tạo
kết tủa nhôm hiđroxit kéo các chất bẩn lắng
xuống).

CHUYỂN HÓA QUAN TRỌNG
(1) OH

, dd NH , dd CO2  , dd R-NH3



(3) OH
3
3
v


 AlO 2
Al 3+ 
Al(OH)3 
+
3+
 
(2) H+
(4) Hv

, CO2 , Al

 Al3   +  3OH vua du    
   Al OH 3 
 3
   Al OH 3    +  3NH 4  
 Al   +  3NH 3   +  3H 2O   
(1)   
3
2
   2Al OH 3    +  3CO 2 
 2Al   +  3CO 3   +  3H 2O   


   Al OH 3    +  3 R – NH3 Cl 
 AlCl3   +  3R – NH 2   +  3H 2O   
(2)   Al  OH 3   +  3H +    
   Al 3+   +  3H 2 O

(3)     Al  OH 3   +  OH     
   AlO 2    +  2H 2O
+
 AlO 2   + H vua 
  Al  OH 3 
du  + H 2 O  


 Al OH 3  + HCO 3
 AlO 2  + CO 2  + 2H 2O  
(4)   

3
  4Al OH 3 
3AlO 2  + Al  + 6H 2O  



   Al  OH 3  + NH 3 
 AlO 2  + NH 4  + H 2O 

Page 5

,

NH4