Giáo án Hóa học 12 bài 25: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I/ VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÍ..  Kim loại kiềm có màu trắng bạc và có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ n

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.

1 Vị trí và cấu hình electron.

 Kim loại kiềm thuộc nhóm IA (phân nhóm chính nhóm I) trong bảng tuần hoàn

 Gồm các nguyên tố: (có cấu hình lớp ngoài cùng là: ns1)

Li Heé ùê úë û: 2 ,s Na Ne1 é ùê úë û: 3 ,s K Ar1 é ùê úë û: 4 ,s Rb Kr1 é ùê úë û: 5 ,s Cs Xe1 é ùê úë û: 6 ,s Fr1 (nguyên tố

phóng xạ)

2 Tính chất vật lí.

 Kim loại kiềm có màu trắng bạc và có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy

và nhiệt độ sôi thấp, khối lựợng riêng nhỏ, độ cứng thấp (có thể dùng dao cắt chúng dễ dàng)

 Nó có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp, khối lượng riêng nhỏ và độ cứng thấp

là do chúng có cấu tạo dạng mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng

 Đi từ Li đến Cs thì nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi giảm dần

 Khối lượng riêng nhỏ và tăng dần từ Li đến Cs

II/ TÍNH CHẤT HÓA HỌC.

Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa I1 nhỏ, vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh Tính khử tăng dần từ Liti đến X esi

+

Trong hợp chất, các kim loại kiềm có số oxi hóa +1

Na tri và hợp chất của nó khi cháy cho ngọn lửa màu vàng

1 Tác dụng với phi kim.

a/ Tác dụng với oxi.

 Li, Na, K ở nhiệt độ thường, tạo thành lớp oxi trên bề mặt Khi đốt nóng thì cháy mãnh liệt, tạo thành oxit (Na2O, K2O, Li2O), nếu dư oxi sẽ tạo thành peoxit M2O2

(Li2O2, Na2O2, K2O2) Những peoxit này là chất rắn, tan trong nước tạo thành nước oxi già H2O2

2

2

 Rb, Cs bốc cháy trong oxi ở nhiệt độ thường

b/ Tác dụng với các phi kim khác.

 Kim loại kiềm phản ứng mạnh với halogen ở nhiệt độ thường hoặc đun nhẹ

 Khi đun nóng phản ứng với S, H2 và một số phi kim khác

2

2 Tác dụng với nước.

 Kim loại kiềm khử nước dễ dàng ở nhiệt độ thường tạo ra dd kiềm và giải phóng khí H2

:

 Do nó dễ dàng khử nước, nên bảo quản kim loại kiềm: phải ngâm trong dầu hỏa khan

3 Tác dụng với axit.

Kim loại kiềm khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng,…) tạo muối và giải phóng khí H2 : 2Na+2HCl®2NaCl+2H2 ­

III/ ĐIỀU CHẾ – ỨNG DỤNG – NHẬN BIẾT KIM LOẠI KIỀM.

1 Điều chế.

Điện phân nóng chảy muối clorua hoặc hidroxit của chúng

dpnc

Catot Anot

Anot

Catot

2 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 trong hàng không

 Điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt, làm xúc tác cho nhiều phản ứng hữu cơ

3 Nhận biết kim loại kiềm.

Để nhận biết kim loại kiềm, người ta đốt nóng hợp chất của nó (bằng cách nhúng dây platin sạch vào dd chứa ion kim loại kiềm hoặc đơn chất) trên ngọn lửa không màu Nếu:

Ngọn lửa cho màu vàng là Na Ngọn lửa cho màu tím là K

Ngọn lửa cho màu đỏ là Li Ngọn lửa cho màu đỏ tía là Rb

Ngọn lửa cho màu xanh da trời là Cs

III/ MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM.

1 Natrihidroxit NaOH, còn gọi là xút

a/ Tính chất vật lí: NaOH là chất rắn, màu trắng, tan nhiều trong nước, nóng

chảy ở 3220C và không bị nhiệt phân

b/ Tính chất hóa học: NaOH là một bazơ mạnh.

 Phân li mạnh : NaOH¾¾®Na+ +OH

- Tác dụng với axit : tạo ra muối và nước

 Tác dụng với oxit axit CO2 và SO2:

+ Nếu tỉ lệ

2

NaOH CO

n

n £ Þ1 Sản phẩm là NaHCO3 (muối axit).

+ Nếu tỉ lệ

2

NaOH CO

n

n ³ 2Þ Sản phẩm là Na2CO3 (muối trung hòa).

+ Nếu tỉ lệ

2

NaOH CO

n n

NaHCO

Na CO

ìïï íï ïî

ïïí

ïïî

 Tác dụng với dung dịch muối : Tạo ra muối mới và bazơ mới

( )

( )2

( ) ( )

Trong phản ứng( )* , nếu thừa NaOH sẽ có phản ứng hòa tan Al(OH)3:

 Tác dụng với các nguyên tố lưỡng tính như Al, Zn, Be và axit – hidroxit của chúng:

Nước Javen

Có màng ngăn đpdd

c/ Điều chế: Trong công nghiệp, điều chế NaOH bằng cách điện phân dung dịch

NaCl có màng ngăn xốp giữa hai điện cực (điện cực trơ)

2 2 2

Lưu ý rằng: Nếu không có màng ngăn, clo tạo thành sẽ tác dụng với

NaOH, sinh ra nước Javen với phương trình phản ứng:

Cl +2NaOH¾¾®NaClO144444444424444444443+NaCl+H O

d/ Ứng dụng.

 NaOH là một nguyên liệu quan trọng, đứng hàng thứ hai sau axit sunfuric

 NaOH được dùng để nấu xà phòng (giải thích xút – NaOH ăn da), chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, luyện nhôm, làm giấy và là nguyên liệu quan trọng trong cho nhiều ngành công nghiệp đầu mỏ,…

2 Natri hiđrocacbonat NaHCO 3

a/ Tính chất vật lí: Là chất rắn màu trắng, tan ít trong nước, dễ bị nhiệt phân hủy.

t

b/ Tính chất hóa học.

 Dung dịch NaHCO3 có tính bazơ do bị thủy phân: (phản ứng kiềm yếu)

- NaHCO3 là chất lưỡng tính (vừa có tính axit, vừa có tính bazơ):

c/ Ứng dụng: NaHCO3 được dùng trong công nghiệp dược phẩm (chế thuốc đau

dạ dày,…) và

công nghiệp thực phẩm (làm bột nở,…)

3 Natri cacbonat Na 2 CO 3 , còn gọi là sô–đa

a/ Tính chất vật lí.

Là chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước Ở nhiệt độ thường, Na2CO3 tồn tại

ở dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O Ở nhiệt độ cao, muối này mất dần nước kết tinh trở thành Na2CO3 khan, nóng chảy ở 8500C và không bị nhiệt phân (khó bị phân hủy bởi nhiệt)

b/ Tính chất hóa học.

 Na2CO3 có phản ứng kiềm mạnh (làm quỳ tím hóa xanh, phenlolphatalein hóa hồng) do bị thủy phân, thể hiện qua một trong các phản ứng:

-2

-2

- Na2CO3 là một muối của axit yếu (axit cacbonic H2CO3) nên có những tính chất chung của muối:

 Phản ứng với muối : Na CO2 3 +BaCl2 ¾¾®BaCO3 ¯ +2NaCl

 Phản ứng với axit mạnh : Na CO2 3 +2HCl¾¾®2NaCl+CO2 ­ +H O2

 Lưu ý rằng: Nếu cho từ từ dung dịch axit vào dung dịch Na2CO3, thì 1 lúc mới

có khí bay ra,

phản ứng này xảy ra theo hai giai đoạn kế tiếp:

( )

( )

c/ Điều chế: Trong công nghiệp Na2CO3 được điều chế bằng phương pháp Slovay

t

d/ Ứng dụng: Na2CO3 là hóa chất quan trọng trong công nghiệp thủy tinh, bột giặc, phẩm

nhuộm, giấy, sợi,…

4 Kali nitrat KNO 3

a/ Tính chất.

Kali nitrat (KNO3) là những tinh thể không màu, bền trong không khí, tan nhiều trong nước Chúng dễ bị nhiệt phân thành O2 và KNO2:

o

t

b/ Ứng dụng.

Kali nitrat được dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) và được dùng làm thuốc nổ Thuốc nổ thông thường (thuốc súng) là hỗn hợp gồm: 68%KNO3, 15%S và 17%C (than)

Phản ứng cháy của thuốc súng xảy ra theo phương trình:

o

t

5 Natri clorua NaCl (muối)

a/ Lí tính: Là chất rắn, màu trắng, dễ tan trong nước, có tonc =8000C.

b/ Công dụng: Thực phẩm quan trọng cho người và 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.