xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính

45 972 1
xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính A. MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài: Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước, đã và đang có nhiều bước nhảy vọt trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Công cuộc đổi mới này đề ra những yêu cầu mới đối với hệ thống giáo dục nước ta. Giáo dục đang trở thành một bộ phận đặc biệt của cấu trúc hạ tầng xã hội, là tiền đề quan trọng cho sự phát triển của tất cả các lĩnh vực kinh tế, chính trị, văn hoá, quốc phòng an ninh. Bởi lẽ con người được giáo dục tốt và giáo dục thường xuyên mới có khả năng giải quyết một cách sáng tạo và có hiệu quả những vấn đề do sự phát triển của xã hội đặt ra. Chính vì vậy giáo dục là một bộ phận hữu cơ rất quan trọng trong chiến lược hay kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, trong đó mục tiêu giáo dục phải được coi là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của sự phát triển đất nước. Hiện nay ở nước ta, giáo dục đã có sự chuyển biến rõ rệt, đặc biệt là việc đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao trình độ của đội ngũ giáo viên, giảng viên, đặc biệt có rất nhiều giảng viên đạt trình độ tiến sĩ và có nhiều đóng ghóp trong việc nghiên cứu khoa học nhờ đó mà chất lượng giáo dục nước ta ngày một đi lên. Mặc dù đã đạt được những thành tựu bước đầu song ngành giáo dục nước ta vẫn còn một số hạn chế. Đặc biệt là trang thiết bị dạy học, số lượng và chất lượng sách giáo trình, sách tham khảo chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người học. Mặt khác trong quá trình học tập đôi lúc lý thuyết chưa gắn liền với thực tế, chưa làm cho người học có tính năng động, sáng tạo. Với những lý do trên tôi đã chọn đề tài: “Xây dựng hệ thốngbài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính”. Hy vọng góp một phần nhỏ bé của mình vào việc xây dựng hệ thống các bài tập phù hợp với nhu cầu của sinh viên nhằm nâng cao chất lượng học tập. II. Mục đích nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu: Xây dựng hệ thống bài tập phần kim loại nhóm A ở bậc đại học giúp sinh viên vận dụng kiến thức hoá học đại cương để làm rõ vấn đề hoá học vô cơ. Bài tập có mở rộng nâng cao nhưng không làm mất đi tính cơ bản, tính hệ thống của chương trình. Lựa chọn những bài tập nhằm vào các lĩnh vực tri thức trọng tâm để tạo điều kiện cho học viên có thể phân loại, sắp xếp và làm sáng tỏ các vấn đề chủ chốt trong giáo trình hoá học vô cơ phần kim loại. Thông qua bài tập, sinh viên biết cách vận dụng tri thức và năng lực vào thực tiễn, đồng thời làm quen với các tình huống ứng dụng. Đưa ra những bài tập nâng cao và hiện đại phát huy tính sáng tạo tích cực của sinh viên. III. Nhiệm vụ nghiên cứu: 1.Nghiên cứu tổng quan về bài tập hoá học 2.Nghiên cứu nội dung chương trình hoá học vô cơ thuộc chương trình Đại học sư phạm. 3.Xây dựng hệ thống bài tập hoá vô cơ phần kim loại nhóm A. 4.Lời giải cho hệ thống bài tập hoá vô cơ phần kim loại nhóm A IV.Phương pháp nghiên cứu: 1 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính 1. Nghiên cứu lý luận về bài tập hoá học làm cơ sở cho việc xây dựng hệ thống bài tập bậc đại học. 2. Nghiên cứu thực tiễn. Tìm hiểu thực tiễn về hệ thống bài tập hoá vô cơ phần kim loại nhóm A đã dùng cho sinh viên. Trao đổi kinh nghiệm về việc ra bài tập hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A cho sinh viên. 2 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính B. NỘI DUNG CHƯƠNG I - Tổng quan về bài tập hoá học I.1.Bài tập hoá học: Bài tập hóa học là phương tiện cơ bản để giúp sinh viên tự học, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế đời sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học. Nó cung cấp cho sinh viên kiến thức và con đường giành lấy kiến thức. Bài tập hoá học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo nó, vừa là mục đích, vừa là nội dung lại, vừa là phương pháp dạy học thực nghiệm. I.2.Tác dụng của bài tập hoá học: Bài tập hoá học có những tác dụng to lớn về đức dục và trí dục sau đây: Rèn luyện cho sinh viên vận dụng các kiến thức đã học, biến chúng thành những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng của giáo viên thành kiến thức của mình. Khi vận dụng được một kiến thức nào đó, kiến thức sẽ được nhớ lâu. Đào sâu mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập, sinh viên mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc. Rèn luyện kỹ năng cho sinh viên, như kỹ năng viết và cân bằng phương trình, kỹ năng tính toán theo công thức. Phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện tri thức thông minh cho sinh viên, phát huy tính tích cực, tự lực của sinh viên và hình thành phương pháp học tập hợp lý. Bài tập hoá học là phương tiện kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của sinh viên một cách chính xác. I.3.Cơ sở phân loại bài tập hoá học: Có nhiều cách phân loại bài tập hoá học dựa vào các cơ sở sau: - Khối lượng kiến thức - Tính chất bài tập - Hình thái hoạt động của học sinh - Mục đích dạy học - Cách tiến hành giải - Phương pháp hình thành kỹ năng giải bài tập hoá học - Hoạt động nhận thức của học sinh - Tính đặc thù của nội dung - Đặc điểm bài tập Tuy nhiên các cách phân loại bài tập không có ranh giới rõ rệt vì có những bài tập vừa mang nội dung phong phú vừa có tính chất đặc trưng nổi bật vừa có thuật toán riêng. I.4.Cơ sở phân loại bài tập hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A thuộc bậc đại học Dựa trên những tiêu chí chung về việc phân loại bài tập hoá học ở mục I.3. Theo chúng tôi việc phân loại bài tập hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A dựa vào ba đặc tính sau: Dựa vào nội dung chương trình hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A. Dựa vào tính đặc thù của nội dung chương trình hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A. Dựa vào mục tiêu dạy học hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A. I.5. Cụ thể hoá cơ sở phân loại bài tập hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A bậc đại học. 3 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính I.5.1.Nội dung chương trình hoá học vô cơ phần kim loại nhóm A ChươngI: CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI KIỀM - Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu trúc electron, bán kính nguyên tử, bán kính ion, năng lượng ion hoá, ái lực electron, độ âm điện, thế điện cực chuẩn của các kim loại kiềm. - Trạng thái thiên nhiên - Điều chế các kim loại kiềm - Tính chất lý học - Tính chất hoá học - Ứng dụng của các kim loại kiềm - Các oxit của kim loại kiềm: Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của oxit, peoxit và supeoxit. - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của các hiđroxit của kim loại kiềm. - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng các muối halogen, cacbonat, sunfat của kim loại kiềm. ChươngII: CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI KIỀM THỔ - Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu trúc electron, bán kính nguyên tử, năng lượng ion hoá, ái lực electron, độ âm điện, thế điện cực chuẩn của các kim loại kiềm thổ. - Trạng thái thiên nhiên, các phương pháp điều chế - Tính chất lý - hoá học và ứng dụng - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng các hợp chất hiđrua của các kim loại kiềm thổ. - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng các oxit, peoxit và supeoxit của kim loại kiềm thổ. - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của các hiđroxit kim loại kiềm thổ. - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của các muối halogen, nitrat, cacbonat, sunfat của kim loại kiềm thổ. - Nước cứng và phương pháp làm mềm nước cứng. Chương III: CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI NHÓM IIIA (Al, Ga, In, Tl) - Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu trúc electron, bán kính nguyên tử, bán kính ion, năng lượng ion hoá, ái lực electron, độ âm điện, trạng thái oxi hoá, thế điện cực chuẩn của Al, Ga, In và Tl. * Nhôm - Trạng thái thiên nhiên. Phương pháp luyện nhôm - Tính chất lý - hoá học và ứng dụng của nhôm - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của các hợp chất hiđrua, oxit và hiđroxit của nhôm. - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng các muối halogen, sunfat, nitrat, phèn nhôm. *Gali, Indi, Tali - Trạng thái thiên nhiên. Phương pháp điều chế - Tính chất lý - hoá học và ứng dụng của Ga, In, Tl 4 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính - Điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của oxit M 2 O 3 , Hiđroxit M(OH) 3 và các muối M(III) Chương IV: CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI NHÓM IVA (Ge, Sn, Pb) - Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu trúc electron, bán kính nguyên tử, năng lượng ion hoá, ái lực electron, độ âm điện, trạng thái oxi hoá, thế điện cực chuẩn của Ge, Sn, Pb. - Trạng thái thiên nhiên, các phương pháp điều chế - Tính chất lý - hoá học và ứng dụng của Ge, Sn, Pb. - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của các oxit (MO, MO 2 ) - Phương pháp điều chế, tính chất lý - hoá học và ứng dụng của hiđroxit dạng M(OH) 2 , M(OH) 4 và các muối halogen, sunfua. I.5.2.Tính đặc thù của nội dung chương trình hoá vô cơ. Là phần hóa học nguyên tố nghiên cứu các vấn đề chính sau: - Cấu tạo nguyên tử và liên kết kim loại - Tính chất vật lý. - Tính chất hoá học. - Điều chế và ứng dụng. - Khả năng tạo phức. I.5.3.Mục tiêu dạy học phần hoá học vô cơ. - Xây dựng hệ thống kiến thức cơ bản về những tính chất vật lý, hoá học, cấu trúc phương pháp điều chế các đơn chất và hợp chất vô cơ. - Vận dụng kiến thức cơ sở về hoá học đại cương để giải thích tính chất của đơn chất và hợp chất mang tính chất định lượng hơn về cấu hình không gian, chiều hướng phản ứng, các đặc điểm liên kết có liên quan đến khả năng phản ứng. 5 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI NHÓM CHÍNH I.Các nguyên tố nhóm IA (Các kim loại kiềm) Bài1: 1. Nêu vị trí của kim loại kiềm trong bảng hệ thống tuần hoàn? Vì sao kim loại này có tính khử mạnh? 2. Tại sao kim loại kiềm mềm và dễ bay hơi? 3. So sánh khả năng phản ứng của kim loại kiềm và hiđro. Có thể giải thích như thế nào khi biết rằng hiđro cũng có phản ứng khác hẳn kim loại kiềm mặc dù lớp vỏ ngoài cùng có cấu trúc như nhau? Trả lời: 1. Các kim loại kiềm nằm ở phân nhóm chính nhóm I, ở đầu mỗi chu kì và từ chu kì 2 trở đi. Sở dĩ kim loại kiềm có tính khử mạnh vì chúng có một electron ở lớp ngoài cùng nên dễ dàng nhường đi một electron để trở thành cấu hình bền của khí hiếm. 2. Các kim loại kiềm kết tinh theo mạng lập phương tâm khối, năng lượng kim loại trong mạng xếp khít không lớn và chỉ có một electron hoá trị ở mỗi nguyên tử kim loại. Vì vậy kim loại kiềm mềm, có nhiệt độ nóng chảy thấp và dễ bay hơi. 3. Năng lượng ion hoá của hiđro lớn gấp vài ba lần năng lượng ion hoá của kim loại kiềm. Khả năng nhường electron của kim loại kiềm dễ hơn hiđro. Nguyên tử hiđro cũng giống như kim loại kiềm có một electron hoá trị nên dễ dàng nhường đi một electron tạo thành ion H + nhưng ion H + không tồn tại trong dung dịch nước do H + có một AO 1s trống duy nhất nên dễ dàng nhận cặp electron tự do của nước tạo ra H 3 O + . Còn các ion kim loại kiềm không có khả năng này mà các ion kim loại kiềm tồn tại độc lập do các ion này có cấu hình khí trơ rất bền vững. Bài2: 1. Các kim loại kiềm đều có độ dẫn điện cao nhưng còn kém hơn so với Ag. Au, Cu. Điều đó có mâu thuẫn gì không khi so sánh hoạt tính hoá học của kim loại kiềm với các kim loại Ag, Au, Cu. Giải thích nguyên nhân? 2. Cho khối lượng riêng của các kim loại kiềm theo bảng sau: Li Na K Rb Cs Khối lượng riêng (g/cm 3 ) 0,53 0,97 0,86 1,53 1,87 Dựa vào giá trị khối lượng riêng hãy tính số nguyên tử kim loại trong 1cm 3 kim loại ở trạng thái rắn. 3. Giải thích tại sao Natri lại có độ dẫn điện cao hơn các nguyên tố còn lại mặc dù có số nguyên tử kim loại trong 1cm 3 kim loại bé hơn so với Liti ở trạng thái rắn? Trả lời: 1.Khả năng hoạt động của các nguyên tố phụ thuộc vào cấu trúc electron. Các kim loại kiềm có khả năng hoạt động mạnh là do có một electron ở lớp ngoài lớp vỏ khí trơ nên kim loại này dễ nhường đi một điện tử. Còn độ dẫn điện của kim loại phụ thuộc vào khối lượng riêng của kim loại tức phụ thuộc vào số nguyên tử kim loại trong 1cm 3 kim loại ở trạng thái rắn. Ví dụ : Theo tính toán số nguyên tử Na trong 1cm 3 : 0,25. 10 23 Số nguyên tử Ag trong 1cm 3 : 5,85. 10 23 6 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính Tương tự số nguyên tử Cu, Au lớn hơn rất nhiều so với kim loại kiềm trong 1cm 3 kim loại. 2. Số nguyên tử trong 1cm 3 kim loại ở trạng thái rắn của kim loại nào nhiều hơn sẽ có khả năng dẫn điện tốt hơn (vì chứa nhiều electron tự do hơn). 1cm 3 Li có số nguyên tử: = 0,46.10 23 nguyên tử 1cm 3 Na có số nguyên tử: = 0,25.10 23 nguyên tử 1cm 3 K có số nguyên tử: = 1,33.10 22 nguyên tử 1cm 3 Rb có số nguyên tử: = 1,08.10 22 nguyên tử 1cm 3 Cs có số nguyên tử: = 8,46.10 21 nguyên tử 3. Na có độ dẫn điện cao hơn các kim loại kiềm khác mặc dù dù có số nguyên tử kim loại trong 1cm 3 kim loại bé hơn so với Li ở trạng thái rắn nhưng trong nguyên tử Na còn có các obitan d trống, electron từ vùng hóa trị sang vùng dẫn sẽ thuận tiện hơn so với nguyên tử Li nên tính dẫn điện của Na cao hơn Li. Từ K đến Cs đều có obitan d trống như Na nhưng bán kính nguyên tử tăng nên độ dẫn điện giảm từ Na đến Cs. Bài 3: 1.So sánh nhiệt độ nóng chảy và độ hòa tan trong nước của NaCl và RbCl? 2. Để điều chế NaCl tinh khiết người ta thường cho HCl qua dung dịch bão hoà muối ăn. Giải thích cơ sở lý luận của phương pháp đó? Trả lời: 1. Nhiệt độ nóng chảy của NaCl > RbCl và độ hòa tan trong nước của NaCl < RbCl do bán kính của ion Na + < Rb + nên tinh thể NaCl bền hơn. 2. NaCl tan trong nước. Độ tan của chúng giảm xuống khi sục HCl vào vì nồng độ Cl - tăng làm cho cân bằng chuyển dịch sang trái tạo thành NaCl. Bài4: 1.Nêu vai trò của NaCl và KCl khi điện phân nóng chảy NaCl để điều chế kim loại Na. 2.Viết phương trình phản ứng xảy ra trên bề mặt điện cực khi điện phân NaCl nóng chảy hoặc NaOH nóng chảy. Trả lời: 1.Vai trò của NaCl và KCl khi điện phân nóng chảy NaCl là để làm giảm nhiệt độ nóng chảy, cho phép điện phân ở nhiệt độ 610 o C – 650 o C. 2. Na được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp điện phân NaCl nóng chảy. Ở catot 2Na + + 2e 2Na (l) Ở anot 2Cl - Cl 2(k) + 2e 2NaCl 2Na + Cl 2 Ngoài ra, Na còn được điều chế bằng phương pháp điện phân NaOH nóng chảy. Ở catot 4Na + + 4e 4Na (l) Ở anot 4OH - O 2(k) + 2H 2 O + 4e 4NaOH 4Na + O 2 + 2H 2 O Bài5: 1.Điều chế LiH như thế nào? Tại sao LiH lại bền hơn NaH? 2.Viết phương trình của các phản ứng: a. LiH + N 2 b. NaH + Cl 2 c. NaH + O 2 d. LiH + H 2 O 7 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính Trả lời: 1.LiH được điều chế bằng cách cho Li tác dụng trực tiếp với H 2 : 2Li + H 2 2LiH LiH bền hơn NaH vì khoảng cách giữa hai hạt nhân của Li và H ngắn hơn khoảng cách hạt nhân giữa Na và H. 2. Phương trình phản ứng: a. 2LiH + 3N 2 2LiN 3 + H 2 b. 2NaH + Cl 2 2NaCl + H 2 c. 4NaH + O 2 2 Na 2 O + 2H 2 d. LiH + H 2 O LiOH + H 2 Bài 6: 1.Bằng phương pháp nào điều chế được các oxit: Li 2 O, Na 2 O, K 2 O? 2.Tại sao các kim loại kiềm dễ tạo ra các peoxit? Tại sao Li không có khả năng đó? Trả lời: 1.Trừ oxit của Li 2 O các oxit của kim loại kiềm khác đều hấp thụ oxi tạo thành peoxit nên việc điều chế monooxit rất khó khăn. Li 2 O tinh khiết có thể điều chế bằng cách nung LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 trong luồng khí hiđro ở 800 o C : 2LiOH Li 2 O + H 2 O Còn các oxit của các kim loại kiềm khác điều chế bằng cách cho peoxit hoặc hiđroxit tác dụng với kim loại kiềm tương ứng. M 2 O 2 + 2M 2M 2 O Ví dụ: 2NaOH + 2Na 2Na 2 O + 2H 2 KO 2 + 3K 2K 2 O 2. Khả năng tạo peoxit phụ thuộc vào bán kính nguyên tử và năng lượng ion hoá của các kim loại. Vì ái lực electron của phân tử oxi rất nhỏ bằng 0,87eV (còn ái lực electron của nguyên tử oxi là 1,46eV). Do đó các nguyên tử có năng lượng ion hoá càng nhỏ bán kính càng lớn thì khả năng tạo ra peoxit càng lớn. Chẳng hạn như Na 2 O 2 . Nguyên nhân đó đã gây ra khả năng chuyển 2 electron hóa trị của 2 nguyên tử Na cho phân tử oxi để tạo ra ion O 2 2- hình thành phân tử ion Na 2 O 2 . Với Li không có khả năng tạo ra peoxit vì năng lượng ion hoá thứ nhất I 1 = 5,339 eV là khá cao, bán kính r Li = 0,68 Å lại bé nên không đủ sức để giữ anion O 2 2- . Bài 7: Độ tan (mol/lit) ở 18 o C của muối florua và iotua kim loại kiềm có giá trị sau: Li + Na + K + Rb + Cs + Muối florua 0,1 1,1 15,9 12,5 24,2 Muối iotua 12,2 11,8 8,6 7,2 2,8 Hãy giải thích vì sao muối florua có độ hòa tan tăng từ liti đến xezi nhưng độ tan của muối iotua lại giảm? Trả lời: Độ tan của các chất phụ thuộc hai yếu tố chính: - Năng lượng mạng lưới của tinh thể. - Năng lượng hidrat hóa của cation. Cả hai yếu tố đều ảnh hưởng mạnh đến độ hòa tan các chất. Năng lượng mạng lưới giảm độ hòa tan các chất tăng. Năng lượng hiđrat hóa càng bé độ hòa tan các chất càng giảm. Năng lượng mạng của muối florua có giá trị như sau: 8 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính LiF NaF KF RbF CsF (kJ/mol) 991,6 891,2 786,6 753,1 728,0 Năng lượng hidrat hóa của cation kim loại kiềm có giá trị như sau: Li + Na + K + Rb + Cs + (kJ/mol) 506 397 313 288 255 Như vậy theo chiều tăng từ Li+ đến Cs +: -Trong các florua các kim loại kiềm, năng lượng mạng lưới giảm nhanh nên độ hòa tan nhanh. -Trong các muối iotua các kim loại kiềm, năng lượng hidrat hóa giảm nên độ hòa tan giảm. Bài 8: 1.Trong hai hiđroxit KOH và CsOH. Hiđroxit nào có tính bazơ mạnh hơn? Giải thích? 2.Tại sao trong các hiđrôxit của kim loại kiềm chỉ có LiOH là có khả năng tạo ra Li 2 O? Trả lời: 1.Tinh thể KOH cũng như CsOH là tinh thể ion, khi hoà tan trong nước các tinh thể đó chuyển thành ion với độ điện li thực bằng đơn vị. Tuy nhiên độ điện li của hai chất đó không như nhau vì ion K + tương tác mạnh với ion OH - hơn Cs + . 2. Các hiđroxit của kim loại kiềm đều bền với nhiệt, chúng có thể nóng chảy bay hơi mà không bị phân huỷ, riêng LiOH khi bị nung đến sôi thì bị phân huỷ thành Li 2 O và nước. Sở dĩ có sự khác biệt này vì ion Li + có kích thước đặc biệt nhỏ so với ion kim loại kiềm khác, lớp vỏ electron của nó quá mỏng (chỉ có 2e) nên nó hút mạnh ion O 2- trong OH - . 2LiOH Li 2 O + H 2 O Còn các kim loại kiềm khác không có khả năng này vì kích thước của ion lớn, có 8 electron ở lớp ngoài cùng. Bài 9: Hãy giải thích tại sao CsI 3 (r) bền, còn NaI 3 (r) lại không bền? Trả lời: Bán kính của các ion Cs + , Na + , I 3 - tương ứng là 0,167; 0,102 và 0,3 nm. Do bán kính của Na + quá nhỏ so với I 3 - nên NaI 3 không bền. Thực tế, nó không tồn tại trong dung dịch. Na + (dd) + I 3 - (dd) NaI (r) + I 2(r) Bài 10: Bán kính r của các ion kim loại kiềm, kim loại kiểm thổ, bo và nhôm như sau: Ion r, Å Ion r, Å Ion r, Å Li + 0,60 Be 2+ 0,31 B 3+ 0,20 Na + 0,95 Mg 2+ 0,65 Al 3+ 0,50 K + 1,33 Ca 2+ 0,99 Rb + 1,48 Sr 2+ 1,13 Cs + 1,69 Ba 2+ 1,35 a. Giải thích tại sao trong mỗi phân nhóm, bán kính ion tăng khi tăng số thứ tự nguyên tử của nguyên tố. b. Hãy giải thích tại sao trong mỗi chu kì bán kính ion giảm khi tăng số thứ tự nguyên tố? c. Trong số các ion trên, ion nào dễ tạo thành nhất, ion nào khó tạo thành nhất? 9 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính Trả lời: a. Bán kính ion tăng do lớp vỏ electron tăng (n tăng). b. Các ion có cùng số electron nhưng điện tích hạt nhân tăng lên nên hạt nhân hút electron mạnh hơn nên trong mỗi chu kì bán kính ion giảm. c. Cs + dễ tạo thành nhất do có r lớn nhất, B 3+ khó tạo thành nhất do có r nhỏ nhất. Bài 11: 1. Cạnh của tế bào tinh thể Na là 4,29 Å. Hỏi khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử trong tế bào là bao nhiêu? 2. Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử trong tế bào tinh thể K là 4,5986 Å. Hỏi độ dài cạnh của tế bào tinh thể K là bao nhiêu? Trả lời: 1.Vì kim loại Na kết tinh theo mạng lập phương tâm khối nên khoảng cách ngắn nhất giữa 2 hạt nhân nguyên tử bằng ½ đường chéo của hình lập phương. d = = 3,715 Å 2.Vì kim loại K kết tinh theo mạng lập phương tâm khối nên ½ đường chéo hình lập phương là 4,5986 Å. Do đó độ dài cạnh của tế bào tinh thể K là: = 4,5986  a = 5,31 Å Bài 12: 1. Viết phương trình phản ứng khi thủy phân Na 2 CO 3 và NaHCO 3 và cho biết trong trường hợp nào dung dịch có tính kiềm mạnh hơn? 2. Năm 1791, người ta sản xuất sođa theo phương pháp của Blanc bằng cách nung hỗn hợp Na 2 SO 4 , đá vôi và than ở 1000 o C. Hiện nay chỉ dùng phương pháp amoniac của Solvay. Viết phương trình phản ứng điều chế và phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp. Trả lời: 1.Khi tan trong nước, natri cacbonat bị thủy phân làm cho dung dịch có phản ứng kiềm: Na 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH Khi tan trong nước, natri hiđrocacbonat bị thủy phân cho môi trường kiềm rất yếu có thể phát hiện bằng quỳ nhưng không thể phát hiện được bằng phenolphtalein. NaHCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + NaOH 2. Trước đây, sođa (Na 2 CO 3 ) được sản xuất theo phương pháp sunfat do Blanc đề ra năm 1791 bằng cách nung hỗn hợp Na 2 SO 4 , đá vôi và than ở 1000 o C. Na 2 SO 4 + 2C Na 2 S + 2CO 2 Na 2 S + CaCO 3 CaS + Na 2 CO 3 Hòa tan hỗn hợp sản phẩm phản ứng vào nước sẽ tách được CaS ít tan ra khỏi Na 2 CO 3 . Ưu điểm của phương pháp này là nhanh chóng, dễ thực hiện. Nhược điểm của phương pháp này là tiêu tốn nguồn nguyên liệu lớn, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao, Na 2 CO 3 sinh ra có thể lẫn CaS. Ngày này, sođa hầu như chỉ được sản xuất theo phương pháp amoniac do Solvay đề ra năm 1864. Phương pháp này dựa chủ yếu vào phản ứng hóa học: NaCl + NH 4 HCO 3 NaHCO 3 + NH 4 Cl Đây là phản ứng thuận nghịch, cả 4 chất đều tan trong nước nhưng NaHCO 3 hơi ít tan hơn. Thực tế trong công nghiệp người ta cho khí NH 3 rồi khí CO 2 đi qua dung dịch NaCl bão hòa: 10 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng [...]... Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính II.Các nguyên tố nhóm IIA (Các kim loại kiềm thổ) Bài 17: Nêu nhận xét sự biến thiên các đặc tính trong dãy từ Be đến Ra, so sánh với kim loại kiềm Nguyên nhân của sự biến đổi đó? Trả lời: Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ dẫn điện từ Be đến Ra biến đổi không đều đặn, đều cao hơn so với kim loại kiềm Nguyên nhân do các kim loại. .. với nguyên tử oxi trong nhóm OH- dễ bị biến dạng Vì vậy hiđroxit của kim loại kiềm thổ kém bền vững hơn hiđroxit của kim loại kiềm 14 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính 3 Một trong những phương pháp thông dụng để điều chế hiđroxit của kim loại kiềm là điện phân dung dịch muối có màng ngăn Đối với kim loại kiềm thổ ta không... Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính 1 Phương pháp nhiệt nhôm là phương pháp dùng nhôm để khử các oxit kim loại khó nóng chảy ở nhiệt độ cao tạo thành kim loại 2 Tecmit là hỗn hợp gồm bột mịn Al và oxit sắt từ Fe3O4, sau khi đốt cháy bằng mồi lửa phản ứng tự xảy ra và nhiệt phát ra rất lớn, ở nhiệt độ đó sắt sẽ chảy lỏng 3 Về nguyên tắc, nhôm chỉ khử được những oxit kim loại. .. Tl+ lại có khả năng tạo phèn như các ion kim loại kiềm? 4 Tính chất của các muối, các hợp chất hóa trị một của Ga, In và Tl Trả lời: 1 Muối kim loại yếu hơn dễ bị thủy phân hơn Cùng một kim loại, ion kim loại với mức oxi hóa cao hơn dễ bị thủy phân hơn 27 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính 2 Tl(NO3)3 dễ thủy phân hơn 3 Vì bán... và supeoxit, ví dụ như Na2O2, KO2, RbO2, CsO2 Bài 15: Tại sao người ta không bao giờ đun nóng chảy hiđroxit của kim loại kiềm trong ống thủy tinh, chén sứ và cả chén Pt khi có không khí? Trả lời: 11 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính Ở trạng thái nóng chảy, các hiđroxit của kim loại kiềm ăn mòn thủy tinh, sứ và cả chén Pt... C2H5OH, (CH3)2CO 22 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính III.Các kim loại nhóm IIIA Bài 40: 1 Nhận xét sự thay đổi bán kính nguyên tử, thế ion hoá của các nguyên tố nhóm IIIA ? Giải thích sự thay đổi bất thường đó 2.Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nguyên tố nhóm IIIA có giá trị sau: B Al Ga In Tl o o T n/c( C) 2030 660 30... các kim loại trên tác dụng với dung dịch kiềm: X2+ + 2OHX(OH)2 Pb(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O Pb(OH)2 + 2NH4NO3 Bài 65: 1 GeX2 và SnX2 là chất khử mạnh Lấy ví dụ minh họa 2 Tại sao đihalogennua của kim loại nhóm IVA có khả năng tan được trong axit halogenhiđric và trong muối halogen của kim loại kiềm Trả lời: 34 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại. .. Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính muối tăng (và ngược lại); năng lượng hiđrat hóa của cation giảm, độ hòa tan giảm (và ngược lại), tùy theo trường hợp mà có một yếu tố là chủ yếu Từ CaSO4 đến BaSO4: yếu tố ảnh hưởng chính đến độ tan là năng lượng hiđrat hóa Từ Ca2+ đến Ba2+ năng lượng hiđrat hóa giảm (từ 377 kcal/ mol ở Ca 2+ đến 308 kcal/ mol ở Ba2+) nên độ... Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính IV.Các nguyên tố nhóm IVA Bài 60: 1.Vì sao có thể tạo ra dung dịch rắn giữa Si và Ge mà không tạo ra dung dịch rắn giữa Si và Pb? 2 Tại sao Sn tạo thành hợp chất hoá trị (II) dễ hơn Si? Trả lời: 1.Ge và Si có cấu trúc tương tự nhau (cấu trúc tinh thể kim cương); r Ge = 1,39 Å , rSi = 1,34 Å nên... phản ứng tạo kết tủa: Ba2+ + SO42- BaSO4 20 GVHD: Đinh Quý Hương – SVTH: Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính Sr2+ + SO42- SrSO4 b Kết tủa BaSO4 sẽ xảy ra khi [SO42-] = = 10-8 M Kết tủa SrSO4 sẽ xảy ra khi [SO42-] = 3.10-5 M Nếu không xảy ra các điều kiện về động học (như sự hình thành kết tủa BaSO 4 là vô cùng chậm) thì BaSO4 sẽ được tạo thành trước, kết . Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI NHÓM CHÍNH I.Các nguyên tố nhóm IA (Các kim loại kiềm) Bài1: 1. Nêu vị trí của kim loại. Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính 1. Nghiên cứu lý luận về bài tập hoá học làm cơ sở cho việc xây dựng hệ thống bài tập bậc đại học. 2. Nghiên cứu. Phạm Thị Hồng Phượng Xây dựng hệ thống bài tập ở bậc đại học về kim loại nhóm chính B. NỘI DUNG CHƯƠNG I - Tổng quan về bài tập hoá học I.1.Bài tập hoá học: Bài tập hóa học là phương tiện cơ

Ngày đăng: 23/01/2015, 10:34

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Phèn chua là muối sunfat kép của nhôm và kali. Ở dạng tinh thể ngậm 24 phân tử H2O nên có công thức hoá học là K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O.

  • 2. Phèn chua không độc, có vị chát chua, ít tan trong nước lạnh nhưng tanrất nhiều trong nước nóng nên rất dễ tinh chế bằng kết tinh lại trong nước. Cũng do tạo ra kết tủa Al(OH)3 khi khuấy phèn vào nước đã dính kếtcác hạt đất nhỏ lơ lửng trong nước đục thành hạt đất to hơn, nặng và chìm xuống làm trong nước. Phèn chua rất cần cho việc xử lí nước đục ở các vùng lũ để có nước trong dùng cho tắm, giặt.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan