Trong bài viết này, chúng ta cùng ôn tập lại một số tính chất hóa học của Kim loại kiềm, kiềm thổ và các hợp chất quan trọng của chúng. Đặc biệt là giải một số bài tập cơ bản về kim loại kiềm, kiềm thổ và các hợp chất khi tác dụng với axit.
Tính chất hóa học của kim loại kiềm, kiềm thổ, hợp chất và bài tập thuộc phần: CHƯƠNG VI. KIM LOẠI KIỀM
I. Tính chất hóa học của kim loại kiềm, kiềm thổ và hợp chất
1. Kim loại kiềm
- Vị trí trong bảng HT tuần hoàn: Nhóm IA
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns1
- Tính chất hóa học đặc trưng: Tính khử mạnh nhất trong các kim loại:
- Điều chế: Điện phân nóng chảy muối halogenua:
2. Kim loại kiềm thổ
- Vị trí trong bảng tuần hoàn: Nhóm IIA
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns2
- Tính chất hóa học đặc trưng: Có tính khử chỉ sau kim loại kiềm:
- Điều chế: Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại ở dạng ion Mg2+Mg2+ trong các hợp chất. Phương pháp cơ bản điều chế kim loại kiềm thổ là điện phân muối nóng chảy của chúng.
3. Một số hợp chất của kim loại kiềm
• NaOH: Natri hidroxit
- Là bazơ mạnh, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt: NaOH → Na+ + OH-
• NaHCO3: Natri hidrocacbonat
2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑ + H2O
NaHCO3 tác dụng với axit và với kiềm
• Na2CO3: Natri cacbonat
- Là muối của axit yếu, có đầy đủ tính chất chung của muối.
• KNO3: 2KNO3 2KNO2 + O2↑
4. Kim loại Kiềm và Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm, kiềm thổ, đặc điểm của chúng
• Ca[OH]2: Canxi hidroxit
- Là ba zơ mạnh, dễ dàng tác dung với CO2: CO2 + Ca[OH]2 → CaCO3 + H2O
• CaCO3: Canxi cacbonat
CaCO3 CaO + CO2↑
• Ca[HCO3]2: Canxi hidrocacbonat
Ca[HCO3]2 CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
• CaSO4: Canxi sunfat còn gọi là thạch cao
- Tùy theo lượng kết tinh trong tinh thể ta có:
Thạch cao sống: CaSO4.2H2O
Thạch cao nung: CaSO4.H2O
Thạch cao khan: CaSO4.
4. Nước cứng
a] Khái niệm
- Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+.
b] Phân loại:
- Nước cứng tạm thời: chứa Ca[HCO3]2 và Mg[HCO3]2.
- Nước cứng có tính cứng vĩnh cửu: Chứa các muối clorua và sunfaat của canxi và magie.
- Nước cứng toàn phần: có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.
c] Cách làm mềm nước cứng
- Phương pháp kết tủa
- Phương pháp trao đổi ion: cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion [hạt zeolit] hoạc nhựa trao đổi ion.
II. Bài tập về Kim loại kiềm kiềm thổ và hợp chất
Sau khi tìm hiểu về tính chất của kim loại kiềm, kiềm thổ, chúng ta sẽ đi làm một số bài tập về chúng để dễ dàng hiểu bài hơn.
* Bài 1 trang 132 SGK Hóa 12: Cho 3,04 gam hỗn hợp NaOH và KOH tác dụng với dung dịch axit HCl thu được 4,15 gam hỗn hợp muối clorua. Khối lượng hidroxit trong hỗn hợp là:
A. 1,17 gam và 2,98 gam
B. 1,12 gam và 1,6 gam
C. 1,12 gam và 1,92 gam
D. 0,8 gam và 2,24 gam
° Lời giải bài 1 trang 132 SGK Hóa 12:
• Chọn đáp án: D. 0,8 gam và 2,24 gam
- Gọi x, y lần lượt là số mol NaOH và KOH
- Theo bài ra, hỗn hợp NaOH và KOH tác dụng với dung dịch axit HCl ta có PTPƯ:
NaOH + HCl → NaCl + H2O
x[mol] x[mol]
KOH + HCl → KCl + H2O
y[mol] y[mol]
- Theo bài ra, hỗn hợp NaOH và KOH là 3,04 gam nên có:
40x + 56y = 3,04 [1]
- Cũng theo bài ra và theo PTPƯ, thu được 4,15 gam hỗn hợp muối clorua [gồm NaCl và KCl] nên:
58,5x + 74,5y = 4,15 [2]
- Lập hệ PT từ [1] và [2] và giải hệ này, ta được: x = 0,02 và y = 0,04
- Vậy khối lượng của hidroxit trong hỗn hợp là:
mNaOH = 0,02.40 = 0,8 [g]
mKOH = 0,04.56 = 2,24 [g]
* Bài 2 trang 132 SGK Hóa 12: Sục khí 6,72 lít CO2 [đktc] vào dung dịch có chứa 0,25 mol Ca[OH]2. Khối lượng kết tủa thu được là:
A. 10 gam. B. 15 gam. C. 20 gam. D. 25 gam.
° Lời giải bài 2 trang 132 SGK Hóa 12:
• Chọn đáp án: C. 20 gam.
- Theo bài ra, ta có số mol CO2 là:
- Cũng theo bài ra, nCa[OH]2 = 0,25 [mol].
* Lưu ý khi giải các bài toán có khí CO2 tác dụng với kim loại kiềm, cụ thể ở đây là Ca[OH]2 thì ta làm như sau:
◊ Bước 1: Lập tỉ lệ:
◊ Bước 1: So sánh k với 1
- Nếu k ≤ 1 ⇒ chỉ tạo muối CaCO3; Mọi tính toán theo số mol của CO2
CO2 + Ca[OH]2 → CaCO3↓ + H2O
⇒ nCaCO3 = nCO2 => mCaCO3 = ?
- Nếu k ≥ 2 ⇒ chỉ tạo muối Ca[HCO3]2; Mọi tính toán theo số mol của Ca[OH]2
2CO2 + Ca[OH]2 → Ca[HCO3]2
- Nếu 1 < k < 2 ⇒ Tạo cả 2 muối CaCO3 và Ca[HCO3]2. Tính toán theo số mol CO2 và Ca[OH]2
CO2 + Ca[OH]2 → CaCO3↓ + H2O
x x [mol]
2CO2 + Ca[OH]2 → Ca[HCO3]2
2y y [mol]
- Từ PTPƯ và giả thiết bài toán, ta lập được hệ:
- Từ đó tìm được x và y.
* Trở lại bài toán:
- Ta có:
⇒ 1 < k