GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 Bài KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I ĐỒ DÙNG DẠY HỌC (Tùy theo điều kiện trường giáo viên) Hóa chất + chất rắn: Na, NaOH, NaHCO3, Na2CO3, KNO3 + dung dịch: HCl, CuSO4, phenolphtalein + H2O cất Dụng cụ thí nghiệm - Ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, giá ống nghiệm, đèn cồn Phim - Kim loại kiềm tác dụng với H2O, thuốc nổ đen Tranh ảnh ứng dụng NaOH, NaHCO3, Na2CO3, KNO3 II PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (Tùy theo điều kiện cụ thể GV trình độ HS) - Nêu vấn đề - đàm thoại - Học sinh thảo luận tổ nhóm - Học sinh thuyết trình (lớp khá, giỏi) III THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG Nội dung A KIM LOẠI KIỀM I Vị trí kim loại kiềm bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử Kim loại kiềm thuộc nhóm IA bảng tuần hoàn, gồm nguyên tố liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs) franxi (Fr) Cấu hình electron nguyên tử: Li: [He] 2s1 Na: [Ne] 3s1 K: [Ar]4s1 Rb: [Kr] 5s1 Cs: [Xe] 6s1 II Tính chất vật lí - Các kim loại kiềm có màu trắng bạc có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp - Ta tìm hiểu kim loại kiềm có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp, Các hoạt động * Hoạt động 1: I Vị trí kim loại kiềm bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử - HS đọc SGK xem bảng tuần hoàn để xác định nhóm KLK gồm nguyên tố nào, tên, ký hiệu hóa học, số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) - Yêu cầu HS học thuộc trị số Z Li, Na, K - HS viết cấu hình electron nguyên tử đầy đủ thu gọn Li, Na, K - HS đọc SGK để biết nhóm KLK đề cập đến nguyên tố * Hoạt động 2: II Tính chất vật lí - HS đọc SGK xem bảng 6.1 rút kết luận biến đổi tính chất vật lý KLK: + nhiệt độ nóng chảy giảm dần + nhiệt độ sơi nói chung giảm dần + độ cứng nói chung giảm dần GIÁO ÁN HĨA HỌC 12 khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp Đó kim loại kiềm có mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng, kích thước nguyên tử ion lớn nên kim loại kiềm có khối lượng riêng nhỏ Mặt khác, tinh thể nguyên tử ion liên kết với liên kết kim loại yếu Vì vậy, kim loại kiềm có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi thấp, độ cứng thấp III Tính chất hố học - Các ngun tử kim loại kiềm có lượng ion hố nhỏ, kim loại kiềm có tính khử mạnh M → M+ + e -Tính khử tăng dần từ liti đến xesi -Trong hợp chất, kim loại kiềm có số oxi hoá +1 Tác dụng với phi kim Kim loại kiềm khử dễ dàng nguyên tử phi kim thành ion âm: a) Tác dụng với oxi: - Natri cháy khí oxi khơ tạo natri peoxit (Na2O2) 2Na + O2 → Na2O2 (natri peoxit) - Natri cháy khơng khí khơ nhiệt độ phòng tạo natri oxit (Na2O) 4Na + O2 → 2Na2O(natri oxit) b) Tác dụng với clo 2K + Cl2 → 2KCl Tác dụng với axit Kim loại kiềm khử mạnh ion H+ dung dịch axit HCl H2SO4 loãng thành khí hiđro: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 Tác dụng với nước Kim loại kiềm khử nước dễ dàng nhiệt độ thường, giải phóng khí hiđro 2K + 2H2O → 2KOH + H2 - GV: KLK KL có độ cứng thấp (mềm nhất) nên cắt chúng dễ dàng dao - HS đọc SGK để hiểu nguyên nhân đặc điểm tính chất vật lý KLK * Hoạt động 3: III Tính chất hố học - HS đọc SGK để biết tính chất hóa học đặc trưng biến đổi tính chất nhóm KLK, xác định số oxi hóa KLK hợp chất - GV nêu vấn đề: Em giải thích từ Li đến Cs tính khử giảm dần - HS vận dụng kiến thức học lớp 10 để trả lời - GV điều chỉnh ôn lại kiến thức để HS nắm kiến thức - HS lên bảng viết PTHH phản ứng KLK tác dụng với O2, Cl2, H2O, dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch HCl Tác dụng với nước - Nếu có điều kiện: + HS làm TN: cho mẩu Na hạt đậu xanh vào ống nghiệm đựng H2O (lấy đến 1/2 ống nghiệm), sau Na phản ứng hết, nhỏ vài giọt phenolphtalein vào dung dịch ống nghiệm + Nếu có điều kiện cho HS xem phim KLK tác dụng với H2O GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 - GV thông báo: + KLK khử H2O dễ dàng nhiệt độ thường, lấy lượng KLK phản ứng nhiều phản ứng gây nổ, nguy hiểm (Vì cho HS làm thực hành thí nghiệm GV cắt mẩu KLK hạt đậu xanh) + Độ mãnh liệt phản ứng tăng dần từ Li đến Cs + KLK phản ứng với H2O dễ dàng, mãnh liệt nên phản ứng KLK tác dụng với dung dịch axit H2SO4 loãng, HCl thường gây nổ nguy hiểm *Hoạt động 4: IV Ứng dụng, trạng thái tự nhiên điều chế IV Ứng dụng, trạng thái tự nhiên điều - HS đọc SGK Nội dung ứng dụng chế trạng thái tự nhiên Ứng dụng Kim loại kiềm có nhiều ứng dụng quan trọng: - Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp Thí dụ, hợp kim natri - kali có nhiệt độ nóng chảy 700C dùng làm chất trao đổi nhiệt lò phản ứng hạt nhân - Hợp kim liti - nhôm siêu nhẹ, dùng kĩ thuật hàng không - Xesi dùng làm tế bào quang điện Trạng thái tự nhiên Trong thiên nhiên, kim loại kiềm khơng có dạng đơn chất mà tồn dạng hợp chất Trong nước biển có chứa lượng tương đối lớn muối NaCl Đất chứa số hợp chất kim loại kiềm dạng silicat aluminat Điều chế Điều chế - GV dẫn dắt HS theo dàn đề - Muốn điều chế kim loại kiềm từ hợp (Nội dung kiến thức HS học chất, cần phải khử ion chúng M + Điều chế kim loại) + e →M - Nguyên tắc điều chế kim loại kiềm: - Vì ion kim loại kiềm khó bị khử nên dùng dòng điện chiều catot khử phải khử dòng điện (phương pháp điện ion kim loại kiềm muối halogenua phân) GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 - Quan trọng điện phân muối halogenua kim loại kiềm nóng chảy kim loại kiềm nóng chảy M+ + e → M - Sơ đồ điện phân: điện phân NaCl nóng chảy Catot (cực âm) Anot (cực dương) + Na + e → Na 2Cl- → Cl2 + 2e - Phương trình điện phân: đpnc 2NaCl  → 2Na + Cl2 * Hoạt động 5: B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG I Natri hiđroxit CỦA KIM LOẠI KIỀM Tính chất I Natri hiđroxit - HS đọc SGK Tính chất - HS viết phương trình phân tử, phương - Natri hiđroxit (NaOH) hay xút ăn da trình ion rút gọn pư theo SGK chất rắn, khơng màu, dễ nóng chảy t nc = - GV cho thêm TD khác để HS 3220C, hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa), tan luyện tập viết PTHH PƯ: NaOH nhiều nước toả lượng nhiệt tác dụng với SO2, HNO3, H2SO4, FeCl3 lớn nên cần phải cẩn thận hoà tan NaOH - HS làm TN: nước - Khi tan nước, NaOH phân li hoàn tồn thành ion: + hòa tan NaOH rắn vào H 2O, lấy dung + NaOH → Na + OH dịch NaOH thu cho tác dụng với - Natri hiđroxit tác dụng với oxit axit, dung dịch CuSO4 axit muối: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O CO2 + 2OH- → CO2− + H2O HCl + NaOH → NaCl + H2O H+ + OH- → H2O CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2↓ Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 Ứng dụng - Natri hiđroxit hoá chất quan trọng, đứng hàng thứ hai sau axit sunfuric - Natri hiđroxit dùng để nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm công nghiệp luyện nhôm dùng công nghiệp chế biến dầu mỏ, II Natri hiđrocacbonat Tính chất - Natri hiđrocacbonat (NaHCO3) chất rắn màu trắng, tan nước Ứng dụng - HS đọc SGK - Nếu có điều kiện GV giới thiệu thêm hình ảnh * Hoạt động 6: II Natri hiđrocacbonat - HS đọc SGK - HS làm TN: + Hòa tan lượng nhỏ NaHCO để thu dung dịch NaHCO3 + Dùng giấy pH thử môi trường dung dịch NaHCO3 GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 - NaHCO3 dễ bị nhiệt phân huỷ tạo + Rót dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 khí CO2 NaHCO3 →HS quan sát tượng t0 - GV yêu cầu HS viết phương trình phân 2NaHCO3 → Na2CO3 +CO2↑ +H2O tử, phương trình ion rút gọn, xác định vai - NaHCO3 có tính lưỡng tính (vừa tác dụng trò chất tham gia phản ứng phản với dung dịch axit, vừa tác dụng ứng với dung dịch bazơ) + Dung dịch NaHCO3 dung dịch HCl NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 ↑+ H2O + Dung dịch NaHCO3 dung dịch NaOH NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O ⇒ GV dẫn dắt HS tới kết luận: + NaHCO3 có tính lưỡng tính + Tính lưỡng tính NaHCO3 ion HCO3- HS đọc ứng dụng NaHCO Ứng dụng SGK NaHCO3 dùng cơng nghiệp - Nếu có điều kiện: GV giới thiệu thêm dược phẩm (chế thuốc đau dày, ) hình ảnh cơng nghiệp thực phẩm (làm bột nở, ) * Hoạt động 7: III Natri cacbonat - HS đọc SGK - HS làm TN: + hòa tan Na2CO3 rắn vào H2O III Natri cacbonat + dùng giấy pH thử mơi trường dung Tính chất dịch Na2CO3 - Natri cacbonat (Na2CO3) chất rắn màu + dung dịch Na CO tác dụng với dung trắng, tan nhiều nước dịch HCl - Ở nhiệt độ thường, natri cacbonat tồn + dung dịch Na CO tác dụng với dung dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O, dịch CaCl nhiệt độ cao muối dần nước kết - HS viết PTHH phản ứng tinh trở thành natri cacbonat khan, nóng - HS đọc ứng dụng Na CO chảy 8500C SGK - Na2CO3 muối axit yếu (axit - Nếu có điều kiện: GV giới thiệu thêm cacbonic) có tính chất chung hình ảnh muối Ứng dụng * Hoạt động 8: Na2CO3 hố chất quan trọng cơng IV Kali nitrat nghiệp thuỷ tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, - HS đọc SGK giấy, sợi, IV Kali nitrat Tính chất Kali nitrat (KNO3) tinh thể không màu, bền khơng khí, tan nhiều nước Khi đun nóng nhiệt độ cao nhiệt độ nóng chảy (333 0C), KNO3 bắt đầu GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 bị phân huỷ thành O2 KNO2 o t 2KNO3  → 2KNO2 + O2 Ứng dông KNO3 dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) dùng để chế tạo 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: to 2KNO3 + 3C + S  → N2↑+ 3CO2↑+ K2S * Hoạt động 9: Luyện tập củng cố - Bài tập: 1, 2, 3, SGK * Hoạt động 10: Hướng dẫn nhà -Bài tập 5, 6, 7, SGK - Nếu có điều kiện: GV cho HS xem phim thuốc nổ đen