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 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 bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử Quặng chứa Mg Vật chứa Ca NỘI DUNG A KIM LOẠI KIỀM THỔ •I Vị trí 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 tính chất 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 số vật lí 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 nhiệt độ sôi cao kim loại kiềm tương đối thấp (trừ Be) •Khối lượng riêng: tương đối nhỏ, nhẹ Al (trừ Ba) •Độ cứng: lớn kim loại kiềm tương đối mềm I Tính chất hóa học •Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi cao kim loại kiềm tương đối thấp (trừ Be) •Khối lượng riêng: tương đối nhỏ, nhẹ Al (trừ Ba) •Độ cứng: lớn kim loại kiềm tương đối mềm I Tính chất hóa học 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 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 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 TÁC DỤNG VỚI NƯỚC Be Mg Ca, Sr, Ba Không tác dụng với nước Tác dụng chậm với nước nhiệt độ thường tạo Mg(OH)2 Tác dụng nhanh nhiệt độ cao tạo MgO Tác dụng với nước nhiệt độ thường tạo dung dịch bazơ Ứng dụng kim loại kiềm thổ Ứng dụng Mg Ứng dụng 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 kim loại kiềm thổ ñpnc → Ca + Cl2 VD: CaCl2  B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI Canxi hiđroxit  Ca(OH)2 gọi vôi tôi, chất rắn màu trắng, tan nước Nước vôi 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 nhiều ngành công nghiệp: sản xuất NH3, CaOCl2, vật liệu xây dựng,… Canxi cacbonat Chất rắn màu trắng, không tan nước, bị phân huỷ nhiệt độ cao CaCO3 t0 CaO + CO2  Bị hoà tan nước có hoà tan khí CO2 CaCO3 + CO2 + H2O t Ca(HCO3)2 Canxi sunfat  Trong tự nhiên, CaSO4 tồn dạng muối ngậm nước CaSO4.2H2O gọi thạch cao sống  Thạch cao nung: 1600C CaSO4.2H2O thaïch cao soáng  Thạch cao khan CaSO4 CaSO4.H2O + H2O thaïch cao nung 3500C CaSO4.2H2O thaïch cao soáng CaSO4 + 2H2O thaïch cao khan C NƯỚC CỨNG Khái niệm: - Nước chứa nhiều ion Ca2+ Mg2+ gọi nước cứng - Nước chứa không chứa ion Mg2+ Ca2+ gọi nước mềm  Phân loại: a) Tính cứng tạm thời: Gây nên muối Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 Khi đun sôi nước, muối Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 bị phân huỷ → tính cứng bị t0 Mg(HCO3)2 MgCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 t0 CaCO3 + CO2 + H2O b) Tính cứng vĩnh cửu: Gây nên muối sunfat, clorua canxi magie Khi đun sôi, muối không bị phân huỷ c) Tính cứng toàn phần: Gồm tính cứng tạm thời tính cứng vĩnh cữu Cách làm mềm nước cứng Nguyên tắc: Làm giảm nồng độ ion Ca2+, Mg2+ nước cứng a) Phương pháp kết tủa  Tính cứng tạm thời: - Đun sôi nước, muối Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 bị phân huỷ tạo 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 vật liệu polime có khả trao đổi ion, gọi chung nhựa cationit Khi qua cột có chứa chất trao đổi ion, ion Ca2+ Mg2+ có nước cứng vào lỗ trống cấu trúc polime, chỗ cho ion Na+ H+ cationit vào dung dịch - Các zeolit vật liệu trao đổi ion vô dùng để làm mềm nước 4 Nhận biết ion Ca2+, Mg2+ dung dịch Thuốc thử: dung dịch muối khí CO2 Hiện tượng: Có kết tủa, sau 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- [...]... 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... 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... 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- ... 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... 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 ... dụng nhanh nhiệt độ cao tạo MgO Tác dụng với nước nhiệt độ thường tạo dung dịch bazơ Ứng dụng kim loại kiềm thổ Ứng dụng Mg Ứng dụng kim loại kiềm thổ khác Điều chế kim loại kiềm thổ Khử ion kim. .. hợp chất muối halogenua kim loại kiềm thổ ñpnc → Ca + Cl2 VD: CaCl2  B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI Canxi hiđroxit  Ca(OH)2 gọi vôi tôi, chất rắn màu trắng, tan nước Nước vôi dung dịch... liệu xây dựng,… Canxi cacbonat Chất rắn màu trắng, không tan nước, bị phân huỷ nhiệt độ cao CaCO3 t0 CaO + CO2  Bị hoà tan nước có hoà tan khí CO2 CaCO3 + CO2 + H2O t Ca(HCO3)2 Canxi sunfat 