Tổng hợp kiến thức Hóa Học vô cơ

Liên kết kim loại Liên kết kim loại là liên kết ñược hình thành do lực hút giữa các electron chuyển ñộng tự do với các ion dương trong mạng tinh thể CÂU HỎI: 1/ Tính chất chung của Kim

Trang 1

http://ebook.here.vnThư viện Tài liệu học Trang1

Bài 17 : VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

VÀ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI

I Vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn

- Kim loại chiếm khoản 90 nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Gồm nhóm IA IIIA (trừ H, B), một phần của nhóm IVA VIA, nhóm IB VIIIB,họ lan tan

và actini

II Cấu tạo của nguyên tử kim loại:

1.Cấu tạo nguyên tử

-Các nguyên tử kim loại có 1,2,3e ngoài cùng Ví dụ: Na:[Ne]3s1 Mg[Ne]3s2 Al[Ne]3s23p1

- Năng lượng ion hoá tương ñối nhỏ

⇒ Kim loại dễ nhường electron ⇒ Tính chất chung của kim loại là tính KHỬ

2 Câu tạo mạng tinh thể

Ở nhiệt ñộ thường trừ Hg ở trạng thái lỏng

-Các kim loại khác ở trạng thái rắn và có cấu tạo tinh thể

-Tinh thể kim loại gồm có 3 phần: nguyên tử, ion dương nằm ở nút mạng và các electron chuyển ñộng tự do trong mạng tinh thể

-Có 3 kiểu mang tinh thể phổ biến:lục,lập phương tâm diên, lập phương tâm khối (xem các kiểu mạng tinh thể sgk)

3 Liên kết kim loại

Liên kết kim loại là liên kết ñược hình thành do lực hút giữa các electron chuyển ñộng tự do với các ion dương trong mạng tinh thể

CÂU HỎI:

1/ Tính chất chung của Kim Loại là gì? Nêu nguyên nhân

2/ Trong tinh thể kim loại tồn tại những thành phần nào?

3/ Thế nào là liên kết kim loại ?

Bài 18 : TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ DÃY ðIỆN HÓA

I Tính chất vật lí :

Kim loại có tính dẻo , tính dẫn nhiệt, tính dẫn ñiện, tính ánh kim tất cả các tính chất này do sự có mặt của electron tự do

II Tính chất hoá học :

- Do ñặc ñiểm cấu tạo ít electron lớp ngoài cùng ( 1,2,3e),

- Năng lượng ion hoá tương ñối nhỏ

- Bán kính nguyên tử lớn

⇒ Các nguyên tử kim loại dễ dàng nhường các e hoá trị hoá trị này ⇒ thể hiện tính khử:

Phương trình tổng quát: M – ne -> M n+

ði từ ñầu ñến cuối "dãy ñiện hóa" của kim loại thì tính khử của kim loại giảm dần, còn tính

oxi hoá của ion kim loại tăng dần

Tính Oxi hoá: K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Cr2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H + Cu2+ Hg22+ Fe3+ Ag+ Pt2+ Au3+

Tính Khử K Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu 2Hg Fe2+

Ag Pt Au

1/ Tác dụng với phi kim:

a/ Phản ứng với oxi: ða số các kim loại ñều bị oxi hóa bởi O2 (ñặc biệt ở nhiệt ñộ cao) Khả

năng phản ứng tuỳ thuộc vào ñiều kiện và tính khử mạnh hay yếu của kim loại

Ví dụ:

4Na + O2 2Na2O 3Fe + 2O2 →t0 Fe3O4

b/ Phản ứng với halogen và các phi kim khác

− Với halogen: các kim loại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng ngay ở to thường Các kim loại khác phải ñun nóng

+ Với phi kim mạnh thì kim loại có hoá trị cao:

Trang 2

2Fe + 3Cl2→t0

2FeCl3 + Với phi kim yếu phải ñun nóng và kim loại có hoá trị thấp :

Fe + S →t0 FeS

Zn + S →t0 ZnS

c/ Tác dụng với axit

* Với axit HCl, H2SO4 loãng (tính oxi hóa thể hiện ở ion H+)

- Kim loại sẽ khử ion H+ trong dd HCl và H2SO4 loãng thành H2

-Lưu ý: Kim loại ñứng trước H2

Ví dụ:

Mg + 2HCl > MgCl2 + H2↑

2Al + 3H2SO4 loãng > Al2(SO4)3 + 3H2

* Với axit HNO3, H2SO4 ñặc, ñun nóng

Trừ Au và Pt, còn hầu hết các kim loại tác dụng ñược với HNO3 (ñặc hoặc loãng), H2SO4 (ñặc, nóng),

Pt tổng quát: Kim loại + HNO 3 - > muối ( hoá trị cao ) + Sản phẩn khử + H 2 O

− Với HNO 3 ñặc nóng : thường giải phóng khí NO2 ( màu nâu ñỏ )

Mg + 4HNO3 ñ, n →t0 Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Cu + 4HNO3 ñ, n →t0 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

− Với HNO 3 loãng: thường sinh ra khí NO ( không màu hoá nâu trong không khí )

Tuy nhiện tuỳ theo ñiều kiện ñề bài có thể là: N2, N2O, NO, NH4NO3

Ví dụ:

8Na + 10HNO3 ñ, n →t0 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O

4Mg + 10HNO3 ñ, n →t0 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O

3Cu + 8HNO3 ñ, n →t0 3Cu(NO3)2 + NO + 4H2O

☼ Lưu ý: Kim loại phản ứng với HNO3 không sinh khí H2

− Với axit H 2 SO 4 ñặc nóng

Pt tổng quát: Kim loại + H 2 SO 4 ñ.n →→→ muối ( hoá trị cao ) + (H 2 S, S, SO 2 ) + H 2 O

Thường thì tạo SO2 tuy nhiên một số trường hợp tạo H2S haợc S

Ví dụ:

8Na + 5H2SO4 ñ, n →t0 4Na2SO4 + H2S + 5H2O

2Mg + 3H2SO4 ñ, n →t0 2MgSO4 + S+ 3H2O

Cu + 2H2SO4 ñ, n →t0 CuSO4 + SO2 + 2H2O

☼ Lưu ý: Kim loại phản ứng với H2SO4 ñặc, nóng không sinh khí H2

Chú ý: Al , Fe và Cr bị thụ ñộng hoá trong H 2 SO 4 ñặc, nguội và HNO 3 ñặc, nguội

Trang 3

α

− Ngồi ra kim loại mạnh ( Al) cịn đẩy được kim loại yếu khỏi oxit (phản ứng nhiệt kim loại) Xảy ra ở to cao, toả nhiều nhiệt làm nĩng chảy kim loại:

Al + Fe2O3 →t0 Al2O3 + Fe

2Al + 3NiO →t0 Al2O3 + 3Ni

III Dãy điện hố của kim loại

1 Cặp oxi hố - khử của kim loại

- Kim loại dễ nhường electron thành ion kim loại, ngược lại ion kim loại cĩ thể nhận electron để trở thành kim loại Do đĩ giữa kim loại M và ion kim loại Mn+ tồn tại một cân bằng:

M +n + ne M 0

- Dạng oxi hố và dạng khử của cùng một nguyên tố tạo thành cặp oxi hố - khử (oh/kh) của

nguyên tố đĩ

Ví dụ:Các cặp oxi hố - khử : Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Al3+/Al

2 Dãy điện hĩa của kim loại:

Tính oxi hĩa của ion kim loại tăng dần

Dạng oh: K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Cr2+Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Hg22+ Fe3+ Ag+ Pt2+ Au3+

Dạng khử: K Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu 2Hg Fe2+ Ag Pt Au

Tính khử của kim loại giảm dần

3 Ý nghĩa của dãy thế điện hố của kim loại

- Dự đốn chiều phản ứng giữa 2 cặp oxh - kh:

Khi cho 2 cặp oxh - kh gặp nhau, dạng oxi hĩa mạnh hơn sẽ tác dụng với dạng khử mạnh hơn tạo thành dạng oxi hĩa yếu hơn và dạng khử yếu hơn: Hay là quy tắc anpha

1/ Tính chất vật lí chung của kim loại là gì? Do yếu tố nào quyết định ?

2/ Kim loại cĩ tính chất hố học đặc trưng là gì? Nguyên nhân tạo nên tính chất này?

3/ Kim loại cĩ thể phản ứng được với những chất nào? Mỗi chất viết pthh minh hoạ tính khử của kim loại

4/ Khi kim loại phản ứng với HCl , H2SO4 lỗng cĩ gì khác so với khi phản ứng với HNO3,

H2SO4 đặc, đun nĩng ?

5/ Nêu điều kiện để phản ứng của kim loại với dd muối xảy ra? Viết pthh minh hoạ ?

6/ Học thuộc thứ tự của các nguyên tử / ion kim loại trong dãy điện hố

7/ Dãy điện hố cho ta biết điều gì? Lưu ý những bài tập dự đốn khả năng xảy ra phản ứng của

kim loịa với dd muối

Bài 19 : HỢP KIM

I Khái niệm: Hợp kim là vật liệu kim loại chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi

kim khác

VD: Thép là hợp kim của Fe và C

Hợp kim ðuyra là hợp kim của Al với Cu, Mn, Si

II Tính chất: Hợp kim cĩ những tính chất hố học tương tự tính chất của các chất tạo thành

hợp kim, nhưng tính chất vật lý và tính chất cơ học lại khác nhiều

VD: Hợp kim ðuyra Al-Cu-Mn-Si-Mg cứng nhẹ và bền

Hợp kim khơng rỉ: Fe-Cr-Mn

Hợp kim siêu cứng: W-Co, Co-W-Cr-Fe

Trang 4

Bài 20 : SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI

I.:Khái niệm:

Sự ăn mòn kim loại là Sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi

trường xung quanh Sự ăn mòn có thể là quá trình hoá học hoặc quá trình ñiện hoá Trong ñó kim

loại bị oxi hoá thành ion dương

- ðiều kiện ăn mòn hóa học:Kim loại phải tiếp xúc trực tiếp với các chất của môi trường

2 Ăn mòn ñiện hoá:

Ăn mòn ñiện hoá học là quá trình oxi hóa- khử, trong ñó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất ñiện li và tạo nên dòng ñiện chuyển dời từ cực âm ñến cực dương

Cơ chế ăn mòn ñiện hoá:

Những kim loại dùng trong ñời sống và kỹ thuật thường ít nhiều có lẫn tạp chất (kim loại khác hoặc phi kim), khi tiếp xúc với môi trường ñiện li (như hơi nước có hoà lẫn các khí CO2, NO2,

SO2,…hoặc nước biển, …) sẽ xảy ra quá trình ăn mòn ñiện hoá

Xét cơ chế ăn mòn của gang ñể ngoài không khí ẩm Gang là Fe có lẫn C, trong không khí ẩm

có hoà tan H+, O2, CO2, NO2,…tạo thành môi trường ñiện li

Fe có lẫn C tiếp xúc với môi trường ñiện li tạo thành vô số pin ñiện hóa, trong ñó Fe là kim loại

hoạt ñộng hơn là cực âm, C là cực dương

− Ở cực âm (Fe): Fe bị oxi hoá và bị ăn mòn

Fe – 2e -> Fe2+

Ion Fe2+ tan vào môi trường ñiện li, trên sắt dư e Các e

dư này chạy sang Cu (ñể giảm bớt sự chênh lệch ñiện tích

âm giữa thanh sắt và ñồng)

− Ở cực dương(C): Xảy ra quá trình khử ion H+ và O2 2H+ + 2e -> H2

O2 + H2O + 4e -> 4OH- Sau ñó xảy ra quá trình tạo thành gỉ sắt:

Fe2+ + 2OH- -> Fe(OH)2

4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O -> 4Fe(OH)3−H O2 → xFeO

yFe2O3 mH2O

Bản chất của sự ăn mòn ñiện hóa:

- Bản chất của ăn mòn ñiện hoá là một quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các ñiện cực

Ở cực âm xảy ra quá trình oxi hóa kim loại

- Kim loại hoạt ñộng mạnh ñóng vai trò cực dương xảy ra quá trình oxi hóa ( nhường e ñể trở thành ion dương)

- Kim loại kém hoạt ñộng hơn ( hoặc phi kim) ñóng vai trò cực âm Xảy ra quá trình oxi hóa (

quá trình nhận e )

Các ñiều kiện cần và ñủ ñể xảy ra hiện tượng ăn mòn ñiện hóa:

- Các ñiện cực phải khác chất nhau : có thể là cặp kim loại khác nhau, cặp kim loại - phi kim Trong ñó kim loại có tính khử mạnh sẽ là cực âm ⇒ kim loại nguyên chất khó bị ăn mòn

- Các ñiện cực phải tiếp xúc với nhau (trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn)

- Các ñiện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch ñiện li

Trang 5

Lưu ý: Quá trình ăn mòn ñiện hoá học thường kèm theo quá trình ăn mòn hoá học

III Chống ăn mòn kim loại:

1 Phương pháp bảo vệ bề mặt:

+ Cách li kim loại với môi trường: Dùng những chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại:

− Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, tráng men, phủ hợp chất polime

− Mạ một số kim loại bền như crom, niken, ñồng, kẽm, thiếc lên bề mặt kim loại cần bảo vệ

+ Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inox): Chế tạo những hợp kim không gỉ trong môi trường

không khí, môi trường hoá chất

+ Dùng chất chống ăn mòn (chất kìm hãm): Chất chống ăn mòn làm bề mặt kim loại trở nên thụ

ñộng (trơ) ñối với môi trường ăn mòn

2.Phương pháp ñiện hóa: Nối kim loại cần bảo vệ với 1 tấm kim loại khác có tính khử mạnh

1/ Thế nào là ăn mòn kim loại? Kết quả của quá trình ăn mòn kim loại ?

2/ Có mấy kiểu ăn mòn kim loại? Nêu ñiểm giống và khác nhau của các loại ăn mòn này?

3/ Nêu ñiều kiện của ăn mòn ñiện hoá và ăn mòn hoá học

4/ Giải thích cơ chế bảo vệ kim loại bằng phương pháp ñiện hoá

Bài 21: ðIỀU CHẾ KIM LOẠI

I Nguyên tắc chung: Khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại

Mn+ + ne -> M

II Các phương pháp ñiều chế

Tuỳ thuộc vào tính khử của kim loại mà ta có những phương pháp sau:

1 Phương pháp nhiệt luyện (Dùng ñiều chế kim loại trung bình, yếu sau Al): Dùng các chất khử

như CO, H2, C hoặc kim loại ñể khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt ñộ cao Phương pháp này ñược

sử dụng ñể sản xuất kim loại trong công nghiệp:

CuO + H2 →t0 Cu + H2O

Fe2O3 + 3CO →t0 2Fe + 3CO2

2 Phương pháp thủy luyện (ñiều chế kim loại yếu sau H): Dùng kim loại tự do có tính khử

mạnh hơn ñể khử ion kim loại trong dung dịch muối

Ví dụ: − ðiều chế ñồng kim loại:

Zn + Cu2+ -> Zn2+ + Cu − ðiều chế bạc kim loại:

Fe + Ag+ -> Fe2+ + Ag

3 Phương pháp ñiện phân: Dùng dòng ñiện ñể khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại

a ðiện phân nóng chảy (ñiều chế kim loại mạnh từ Na ñến Al): ðiện phân hợp chất nóng

chảy (muối, kiềm, oxit)

VD: ðiện phân nóng chảy Al2O3

Trang 6

Cực ( - ) Na< Al3+< H 2 O < Zn2+, Fe2+…<… < Au3+

Nếu H2O bị ñiện phân: 2H2O + 2 e > 2OH- + H2

VD: ðiện phân dd CuSO4

1/ Nguyên tắc chung ñể ñiều chế kim loại là gì?

2/ Kim loại mạnh ñược ñiều chế bằng phương pháp nào? Xét cơ chế ñiện phân nóng chảy CaCl23/ Nêu khái niệm của các phương pháp ñiều chế kim loại

4/ Cho biết thứ tự xảy ra quá trình oxi hoá cực (+) và quá trình khử ở cực (- ) khi ñiện phân dd 5/ Viết cơ chế và pt ñiện phân dd AgNO3

KIM LOẠI KIỀM

A KIM LOẠI KIỀM

I Vị trí trong bảng TH và cấu hình electron:

- Kim loại kiềm thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố: Liti (Li), Natri (Na), Kali (K), Rubiñi (Rb), Xesi (Cs) và Franxi (Fr)

- Cấu hình electron nguyên tử: ns1 ( n là số thứ tự của lớp)

Trong hợp chất các kim loại kiềm có số oxi hóa +1 ( trừ hợp chất hiñrua )

1/ Phản ứng với phi kim:

Kim loại kiềm có tính khử mạnh nên khử dễ dành các phi kim thành ion âm

a/ Phản ứng với oxi: tạo oxit hoặc peoxit

Natri cháy trong khí oxi tạo ra oxit hoặc peoxit

Na + O2 nhiệt ñộ thường Na2O ( Natri oxit )

Na + O2 nhiệt ñộ cao Na2O2 ( Natri peoxit )

b/ Tác dụng với khí Clo: tạo muối clorua

2K + Cl2 2KCl

2/ Tác dụng với axit:

KL Kiềm khử mạnh H+ của axit HCl và H2SO4 loãng thành khí H2

VD: Na + HCl NaCl + H2

Phản ứng rất mãnh liệt Tất cả KLK ñều gây nổ

3/ Tác dụng với nước: tạo dd bazo và giải phóng H2

KLK tác dụng dễ dàng với nước tạo bazo và giả phóng khí H2 ở nhiệt ñộ thường Mức ñộ mãnh liệt của phản ứng tăng từ Li ñến Cs

K + H2O - > KOH + ½ H2

=> Do KLK rất dễ phản ứng với O2 và H2O nên ñể bảo quản KLK người ta ngâm vào dầu hỏa

IV: Ứng dụng-trạng thái tự nhiên và ñiều chế:

1/ Ứng dụng:

Trang 7

-KLK có nhiều ứng dụng trong ñời sống và kĩ thuất

+ Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt ñộ nóng chảy thấp VD hợp kim K-Na có tnc 70oC dùng làm chất trao ñổi nhiệt trong lò hạt nhân

+ Hợp kim Li-Al là họp kim siêu nhẹ dùng sx thiết bị hàng không

+Xesi dùng làm tế bào quang ñiện

*Pt phân tử CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Pt ion thu gọn Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2

- Na2CO3 là muối của axit yếu có tính chất chung của muối Tan trong nước cho môi trường kiềm

2 Ứng dụng: Na2Co3 là chất quan trọng trong CN thủy tinh, phẩm nhuộm, giấy sợi

IV: KALI NITRAT: KNO3

KNO3 dùng làm phân bón, và dùng chế tạo thuốc nổ

Phản ứng cháy của thuốc súng:

2KNO3 + 3C + S N2 + 3CO3 + K2S

Trang 8

CÂU HỎI:

1/ Tại sao kim loại kiềm lại mềm và có tnc, ts thấp?

2/ Viết cấu hình tổng quát của kim loại kiềm Dự ựoán tắnh chất hoá học của KL kiềm

3/ Nguyên nhân tắnh khử mạnh của KL kiềm

4/ Với tắnh khử mạnh KL kiềm phản ứng ựược với những ựơn chất và hợp chất nào ?

5/ để ựiều chế kim loại Kiềm ta dùng phương pháp nào? Viết cơ chế và pt ựiều chế Na từ NaCl 6/ Nêu tắnh chất hoá học của NaOH, viết pt chứng minh

7/ Nêu tắnh chất hoá học cảu NaHCO3 Viết pt chứng minh tắnh lưỡng tắnh cảu NaHCO3

8/ Viết pt nhiệt phân NaHCO3 và KNO3

Bài 26 : KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG

CỦA KI LOẠI KIỀM THỔ

A KIM LOẠI KIỀM THỔ

I Vị trắ của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố beri (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và raựi (Ra)

- Nguyên tử của các kim loại kiềm thổ ựều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2 (n là số thứ tự của lớp)

Be : [He] 2s2; Mg : [Ne] 3s2 ; Ca : [Ar] 4s2 ; Sr : [Kr] 5s2 ; Ba : [Xe] 6s2

II Tắnh chất vật lắ

- Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc, có thể dát mỏng

- tnc , ts của kim loại kiềm nhưng vẫn tương ựối thấp

- Khối lượng riêng tương ựối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ bari)

- độ cứng hơi cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương ựối mềm

- Lưu ý : Nhiệt ựộ nóng chảy, nhiệt ựộ sôi và khối lượng riêng của các kim loại kiềm thổ không

theo một quy luật nhất ựịnh như các kim loại kiềm đó là do các kim loại kiềm thổ có kiểu mạng tinh thể không giống nhau

III Tắnh chất hoá học

- Các nguyên tử kim loại kiềm thổ có năng lượng ion hoá nhỏ, vì vậy kim loại kiềm thổ có tắnh khử mạnh Tắnh khử tăng dần từ beri ựến bari

M→ M2+ + 2e

- Trong hợp chất, các kim loại kiềm thổ có số oxi hoá +2

1 Tác dụng với phi kim

Kim loại kiềm thổ khử các nguyên tử phi kim thành ion âm

2Mg + 0 O → 202 Mg O +2 - 2

2 Tác dụng với dung dịch axit

a) Với dung dịch axit H 2 SO 4 loãng ,HCl

Kim loại kiềm thổ khử mạnh ion H+ trong các dung dịch H2SO4 loãng, HCl thành khắ H2

0

Mg + 2

+1

H Cl → Mg Cl + +2 2 H ↑ 02

b) Với dung dịch axit H 2 SO 4 ựặc ,HNO 3

Kim loại kiềm thổ có thể khử +5N trong HNO3 và+6S trong H2SO4 ựặc xuống số oxi hoá thấp hơn

Trang 9

B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI

1 Canxi hiñroxit: Ca(OH) 2

- Canxi hiñroxit (Ca(OH)2) còn gọi là vôi tôi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước Nước vôi trong là dung dịch Ca(OH)2

- Ca(OH)2 hấp thụ dễ dàng khí CO2:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O Phản ứng trên thường ñược dùng ñể nhận biết khí CO2

- Ca(OH)2 là một bazơ mạnh, lại rẻ tiền nên ñược sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: sản xuất xút NaOH, amoniac NH3, clorua vôi CaOCl2,

2 Canxi cacbonat : CaCO 3

• Canxi cacbonat (CaCO3) là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước, bị phân huỷ ở nhiệt ñộ khoảng 10000C

CaCO3 CaO + CO2

Phản ứng trên xảy ra trong quá trình nung vôi

• Trong tự nhiên, canxi cacbonat tồn tại ở dạng ñá vôi, ñá hoa, ñá phấn và là thành phần chính của

vỏ và mai các loài sò, hến, mực,

• Ở nhiệt ñộ thường, CaCO3 tan dần trong nước có hoà tan khí CO2 tạo ra canxi hiñrocacbonat (Ca(HCO3)2), chất này chỉ tồn tại trong dung dịch

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2Khi ñun nóng, Ca(HCO3)2 bị phân huỷ tạo ra CaCO3 kết tủa

3 Canxi sunfat: CaSO 4

• Trong tự nhiên, canxi sunfat (CaSO4) tồn tại dưới dạng muối ngậm nước CaSO4.2H2O gọi là thạch cao sống

• Khi ñun nóng ñến 1600C, thạch cao sống mất một phần nước biến thành thạch cao nung

CaSO4.2H2O CaSO4.H2O CaSO4

(thạch cao nung) (thạch cao sống) thạch cao khan

• + Một lượng lớn thạch cao ñược trộn vào clanhke khi nghiền ñể làm cho xi măng chậm ñông cứng + Thạch cao nung còn ñược dùng ñể nặn tượng, ñúc khuôn và bó bột khi gãy xương

C.NƯỚC CỨNG:

1 Khái niệm :

ñpnc

1000

Trang 10

Nước chứa nhiều ion Ca2+ hoặc Mg2+ ñược gọi là nước cứng

Nước chứa ít ion Ca2+ và Mg2+ ñược gọi là nước mềm

Người ta phân biệt nước cứng có tính cứng tạm thời, vĩnh cửu và toàn phần

a) Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 Gọi là tính cứng tạm thời vì chỉ cần ñun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân huỷ tạo ra kết tủa CaCO3 và MgCO3 nên sẽ làm mất tính cứng gây ra bởi các muối này

c) Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O

Ca(OH)2+ Mg(HCO3)2 →Mg(OH)2↓ + Ca(HCO3)2

- Dùng Na 2 CO 3 (hoặc Na3PO4) ñể làm mất tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu

Thí dụ:

Ca(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaHCO3CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4

Trên thực tế, người ta dùng ñồng thời một số hoá chất, thí dụ Ca(OH)2 và Na2CO3

b Phương pháp trao ñổi ion

- Phương pháp trao ñổi ion dùng các chất hoặc polime có khả năng trao ñổi các ion với môi trường thông qua quá trình này có thể loại ion Ca2+,Mg2+

4 Nhận biết ion Ca 2+ , Mg 2+ trong dung dịch

Bước 1: Dùng dd chứa ion CO32-, PO43- ñể tạo kết tủa với Ca2+ hoặc Mg2+

Bước 2: Dẫn khí CO2 vào thì kết tủa tan

Ca2++ CO2-3 → CaCO ¯3↓

1 44 2 4 43

2+ 3

Ca +2HCOCaCO +CO + H O Ca(HCO ) (tan)

Mg 2HCOMgCO CO H O Mg(HCO ) (tan)

CÂU HỎI:

1/ Tại sao KL kiềm thổ có nhiệt ñộ sôi và nhiệt ñộ nóng chảy biên ñổi không theo quy ñịnh?

2/ Viết cấu hình tổng quát của KL nhóm II A Dựa vào cấu hình này cho biết tính chất hoá học của

KL kiềm thổ

3/ Kim loại kiềm thổ tác dụng ñược với những ñơn chát và hợp chất nào ? Viết ptpư của Mg vơi HCl, HNO3 loãng, H2SO4 ñặc

4/ So sánh khả năng phản ứng với H2O của KL kiềm thổ với KL kiềm

5/ Giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong hang ñộng của núi ñá vôi

Trang 11

6/ Nước cứng là gì,? Nước cứng ñược chia làm mấy loại Nêu ñặc ñiểm của mỗi loại

7/ Nêu cách làm mềm nước cứng tạm thời, cứng vĩnh cữu và cứng taòn phần

Bài 27 : NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

A NHÔM

I/ Vị trí và cấu hình:

- Nhôm thuộc ô thứ 13, chu kì 3, nhóm IIIA

- Cấu hình: 1s22s22p63s23p1 Nhôm dễ nhương 3e nên thường có số oxi hoá +3

II/ Tính chất vật lí:

- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, mềm, dẻo, ñẫn ñiện và ñânx nhiệt tốt

- Nhôm rất bền trong không khí và nước do có lớp oxit Al2O3 bảo vệ

III/ Tính chất hóa học:

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau KL kiềm và kiềm thổ) Nên dễ bị oxi hoá thành ion

dương

Al - > Al3+ + 3e 1/ Phản ứng với phi kim:

Nhôm khử các nguyên tố phi kim thành ion âm

a Tác dụng với Halogen: muối nhôm halogenua

2Al + 3Cl2 - > 2AlCl3 b/ Tác dụng với oxi: > Oxit nhôm

S xuống số oxi hoá thấp hơn

- 8Al + 30HNO3 - > 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

- 2Al + 6H2SO4 ñặc nóng - > Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 3/ Tác dụng với oxit kim loại ( phản ứng nhiệt nhôm)

Nhôm khử ñược các ion của kim loại yếu hơn trong oxit thành kim loại tự do ở nhiệt ñộ cao

Fe2O3 + 2Al > Al2O3 + 2Fe 4/ Tác dụng với H2O:

Nhôm chỉ phản ứng với nước khi lớp oxit Al 2 O 3 bị phá vỡ

Al +3H2O > Al(OH)3 + 3/2 H2 (1) 5/ Dung dịch kiềm:

Lớp oxit Al2O3 có tính lưỡng tính sẽ tác dụng với dd Kiềm, lớp oxit bảo về nhôm ñã bị phá

vỡ Nhôm phản ứng với nước theo pt (1) Sau ñó Al(OH)3 phản ứng với NaOH theo pt

Al(OH)3 + NaOH > NaAlO2 + 2H2O (2)

Kết luận: Nhôm không tác dụng trực tiếp với Kiềm mà tác dụng với H2O trước sau ñó Al(OH)3

mới tác dụng với Kiềm ⇒ Nhôm không có tính lưỡng tính

Al +NaOH + H2O > NaAlO2 + 3/2H2

II/ Sản xuất:

1/ Nguyên tắc:

- Nhôm là kim loại mạnh nên sản xuất bằng phương pháp ñiện phân nóng chảy Al2O3

- Khi ñiện phân người ta cho thêm Criolit ( 3NaF.AlF3 hay Na3AlF6 ) vào nhàm mục ñích:

o Hạ nhiệt ñộ nóng chảy của Al2O3 ( 2050 xuống 900)

o Tăng tính ñẫn ñiện của dd ñiện phân

o Bảo vệ Nhôm sinh ra không bị oxi hóa

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	393,8 KB