GIÁO ÁN HÓA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN Bài 25 KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I/ VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÍ Vị trí cấu hình electron  Kim loại kiềm thuộc nhóm IA (phân nhóm nhóm I) bảng tuần hồn  Gồm ngun tố: (có cấu hình lớp ngồi là: ns1) Li � He� : 2s1, Na � Ne� : 3s1, K � Ar � : 4s1, Rb � Kr � : 5s1, Cs � Xe� : 6s1, Fr (nguyên tố � � � � � � � � � � phóng xạ) Tính chất vật lí  Kim loại kiềm có màu trắng bạc có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp, khối lựợng riêng nhỏ, độ cứng thấp (có thể dùng dao cắt chúng dễ dàng)  Nó có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi thấp, khối lượng riêng nhỏ độ cứng thấp chúng có cấu tạo dạng mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng  Đi từ Li đến Cs nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi giảm dần  Khối lượng riêng nhỏ tăng dần từ Li đến Cs II/ TÍNH CHẤT HÓA HỌC Các nguyên tử kim loại kiềm có lượng ion hóa I1 nhỏ, kim loại kiềm có tính khử mạnh Tính khử tăng dần từ Liti đến Xesi M ��� M + + 1e Trong hợp chất, kim loại kiềm có số oxi hóa +1 Na tri hợp chất cháy cho lửa màu vàng Tác dụng với phi kim a/ Tác dụng với oxi  Li, Na, K nhiệt độ thường, tạo thành lớp oxi bề mặt Khi đốt nóng cháy mãnh liệt, tạo thành oxit (Na2O, K2O, Li2O), dư oxi tạo thành peoxit M2O2 GIÁO ÁN HÓA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN (Li2O2, Na2O2, K2O2) Những peoxit chất rắn, tan nước tạo thành nước oxi già H2O2 4Na + O2 ��� 2Na 2O ( natri oxit ) ; 2Na + O2 ��� Na 2O2 ( natri peoxit )  Rb, Cs bốc cháy oxi nhiệt độ thường b/ Tác dụng với phi kim khác  Kim loại kiềm phản ứng mạnh với halogen nhiệt độ thường đun nhẹ 2M + X2 ��� 2MX : 2K + Cl2 ��� 2KCl  Khi đun nóng phản ứng với S, H2 số phi kim khác 2K + S ��� K 2S Na + H ��� NaH( r ) ( Natri hidrua) 2 Tác dụng với nước  Kim loại kiềm khử nước dễ dàng nhiệt độ thường tạo dd kiềm giải phóng khí H2 1 M + H 2O ��� MOH + H2 �: Na + H O ��� NaOH + H � 2  Do dễ dàng khử nước, nên bảo quản kim loại kiềm: phải ngâm dầu hỏa khan Tác dụng với axit Kim loại kiềm khử dễ dàng ion H+ dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng,…) tạo muối giải phóng khí H2 : 2Na + 2HCl � 2NaCl + 2H � III/ ĐIỀU CHẾ – ỨNG DỤNG – NHẬN BIẾT KIM LOẠI KIỀM Điều chế Điện phân nóng chảy muối clorua hidroxit chúng dpnc 2NaCl ��� � 2Na { + Cl {2 Catot Anot dpnc 4NaOH ��� �4 {Na + 2H 2O + O {2 Catot Anot GIÁO ÁN HÓA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN Ứng dụng     Dùng để chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp Kim loại Cs dùng để chế tạo tế bào quang điện Tạo hợp kim siêu nhẹ dùng hàng không Điều chế số kim loại phương pháp nhiệt, làm xúc tác cho nhiều phản ứng hữu Nhận biết kim loại kiềm Để nhận biết kim loại kiềm, người ta đốt nóng hợp chất (bằng cách nhúng dây platin vào dd chứa ion kim loại kiềm đơn chất) lửa không màu Nếu: Ngọn lửa cho màu vàng Na Ngọn lửa cho màu tím K Ngọn lửa cho màu đỏ Li Ngọn lửa cho màu đỏ tía Rb Ngọn lửa cho màu xanh da trời Cs III/ MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM Natrihidroxit NaOH, còn gọi xút a/ Tính chất vật lí: NaOH chất rắn, màu trắng, tan nhiều nước, nóng chảy 3220C khơng bị nhiệt phân b/ Tính chất hóa học: NaOH bazơ mạnh  Phân li mạnh: NaOH ��� Na + + OH Tác dụng với axit: tạo muối nước 2NaOH + H 2SO ��� Na 2SO + 2H 2O  Tác dụng với oxit axit CO2 SO2: n NaOH �1 � Sản phẩm NaHCO3 (muối axit) + Nếu tỉ lệ n CO 1: NaOH + CO ��� � NaHCO3 (CO2 dư) GIÁO ÁN HÓA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN + Nếu tỉ lệ n NaOH n CO �2 � Sản phẩm Na2CO3 (muối trung hòa) 2:1 2NaOH + CO ��� � Na 2CO3 + H 2O (NaOH dư) + Nếu tỉ lệ < n NaOH n CO �NaHCO < � Sản phẩm hỗn hợp gồm muối � � � Na CO � � �NaOH + CO ��� NaHCO � � � 2NaOH + CO ��� Na 2CO3 + H 2O � �  Tác dụng với dung dịch muối: Tạo muối bazơ 2NaOH + CuSO ��� Na 2SO + Cu ( OH ) � 2NaOH + MgCl2 ��� 2NaCl + Mg ( OH ) � 3NaOH + AlCl3 ��� 3NaCl + Al ( OH ) ( *) Trong phản ứng (*) , thừa NaOH có phản ứng hòa tan Al(OH)3: NaOH + Al(OH)3 ��� 2H 2O + NaAlO (tan)  Tác dụng với nguyên tố lưỡng tính Al, Zn, Be axit – hidroxit chúng: 2NaOH + 2Al + 2H 2O ��� 2NaAlO + 3H � 2NaOH + Zn ��� Na 2ZnO + H � 2NaOH + Al 2O3 ��� 2NaAlO + H 2O NaOH + Al(OH)3 ��� NaAlO + 2H 2O 2NaOH + ZnO ��� Na 2ZnO + H 2O 2NaOH + Zn(OH)2 ��� Na 2ZnO + 2H 2O GIÁO ÁN HÓA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN c/ Điều chế: Trong công nghiệp, điều chế NaOH cách điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn xốp hai điện cực (điện cực trơ) đpdd Có màng ngăn 2NaCl + 2H 2O ������ � 2NaOH + Cl2 �+H � Nước Javen Lưu ý rằng: Nếu khơng có màng ngăn, clo tạo thành tác dụng với NaOH, sinh nước Javen với phương trình phản ứng: Cl2 + 2NaOH ��� NaClO + NaCl + H 2O 144444444424444444443 d/ Ứng dụng  NaOH nguyên liệu quan trọng, đứng hàng thứ hai sau axit sunfuric  NaOH dùng để nấu xà phòng (giải thích xút – NaOH ăn da), chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, luyện nhôm, làm giấy nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp đầu mỏ,… Natri hiđrocacbonat NaHCO3 a/ Tính chất vật lí: Là chất rắn màu trắng, tan nước, dễ bị nhiệt phân hủy t 2NaHCO3 ��� � Na 2CO3 + H 2O + CO � b/ Tính chất hóa học  Dung dịch NaHCO3 có tính bazơ bị thủy phân: (phản ứng kiềm yếu) ��� � NaHCO3 + HOH �� � �NaOH + H 2CO ��� � HCO-3 + HOH �� �H 2CO3 + OH  NaHCO3 chất lưỡng tính (vừa có tính axit, vừa có tính bazơ): NaHCO3 + HCl ��� NaCl + H 2O + CO (thể tính bazơ) GIÁO ÁN HĨA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN NaHCO3 + NaOH ��� Na 2CO + H 2O (thể tính axit) c/ Ứng dụng: NaHCO3 dùng công nghiệp dược phẩm (chế thuốc đau dày,…) công nghiệp thực phẩm (làm bột nở,…) Natri cacbonat Na2CO3, còn gọi sơ–đa a/ Tính chất vật lí Là chất rắn màu trắng, tan nhiều nước Ở nhiệt độ thường, Na2CO3 tồn dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O Ở nhiệt độ cao, muối dần nước kết tinh trở thành Na2CO3 khan, nóng chảy 8500C khơng bị nhiệt phân (khó bị phân hủy nhiệt) b/ Tính chất hóa học  Na2CO3 có phản ứng kiềm mạnh (làm quỳ tím hóa xanh, phenlolphatalein hóa hồng) bị thủy phân, thể qua phản ứng: + ��� � Na 2CO3 + 2HOH �� � �H 2CO3 + 2Na + 2OH Na 2CO3 ��� 2Na + + CO322CO32- + H 2O ��� HCO-3 + OHHCO-3 + H 2O ��� H 2CO3 + OH-  Na2CO3 muối axit yếu (axit cacbonic H2CO3) nên có tính chất chung muối: � + 2NaCl  Phản ứng với muối: Na 2CO3 + BaCl2 ��� BaCO(trắng)  Phản ứng với axit mạnh: Na 2CO3 + 2HCl ��� 2NaCl + CO �+H 2O  Lưu ý rằng: Nếu cho từ từ dung dịch axit vào dung dịch Na2CO3, lúc có khí bay ra, phản ứng xảy theo hai giai đoạn kế tiếp: Na 2CO3 + HCl ��� NaHCO3 + NaCl ( 1) GIÁO ÁN HÓA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN NaHCO3 + HCl ��� NaCl + H 2O + CO � ( 2) c/ Điều chế: Trong công nghiệp Na2CO3 điều chế phương pháp Slovay CO2 + NH3 + H2 O ��� NH HCO3 NH HCO3 + NaCl ��� NH Cl + NaHCO3 t 2NaHCO3 ��� � Na 2CO3 + H 2O + CO � d/ Ứng dụng: Na2CO3 hóa chất quan trọng công nghiệp thủy tinh, bột giặc, phẩm nhuộm, giấy, sợi,… Kali nitrat KNO3 a/ Tính chất Kali nitrat (KNO3) tinh thể không màu, bền khơng khí, tan nhiều nước Chúng dễ bị nhiệt phân thành O2 KNO2: t 2KNO3 ��� � 2KNO + O � o b/ Ứng dụng Kali nitrat dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) dùng làm thuốc nổ Thuốc nổ thông thường (thuốc súng) hỗn hợp gồm: 68%KNO3, 15%S 17%C (than) Phản ứng cháy thuốc súng xảy theo phương trình: o t 2KNO3 + 3C + S ��� � N + 3CO �+ K 2S Natri clorua NaCl (muối) GIÁO ÁN HÓA HỌC LỚP 12 – CƠ BẢN a/ Lí tính: Là chất rắn, màu trắng, dễ tan nước, có tonc = 8000C b/ Công dụng: Thực phẩm quan trọng cho người gia súc Nguyên liệu điều chế nhiều hóa chất quan trọng: Cl2, axit HCl, NaOH, Na, nước Javen c/ Khai thác: Từ nước biển, quặng muối