KIM LOẠI KIỀM THỔ và hợp CHẤT QUAN TRỌNG của KIM LOẠI KIỀM THỔ (VIP)

CHƯƠNG 6: KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÚNG BÀI 12: KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ Mục tiêu  Kiến thức + Biết vị trí kim loại kiềm thổ bảng tuần hồn cấu hình electron ngun tử + Nêu tính chất vật lí chung kim loại kiềm thổ số hợp chất quan trọng + Trình bày tính chất hóa học kim loại kiềm thổ số hợp chất quan trọng kim loại kiềm thổ + Chỉ số ứng dụng hợp chất quan trọng kim loại kiềm thổ + Trình bày nước cứng, tác hại nước cứng cách làm mềm nước cứng  Kĩ + Viết cấu hình electron nguyên tử kim loại kiềm thổ ion tương ứng + Xác định sản phẩm phản ứng kim loại kiềm thổ số hợp chất quan trọng + Giải toán từ đơn giản đến phức tạp liên quan đến kim loại kiềm thổ số hợp chất quan trọng kim loại kiềm thổ + Giải tập xác định loại nước cứng cách làm mềm nước cứng + Vận dụng kiến thức để giải toán thực tế Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM A KIM LOẠI KIỀM THỔ Cấu hình electron Cấu hình electron: [Khí hiếm] ns2 Nguyên tử kim loại kiềm thổ dễ hai electron lớp tạo thành ion có điện tích 2+ M  → M 2+ + 2e Cấu hình electron ion kim loại kiềm thổ cấu hình electron khí gần đứng trước Ví dụ: Cấu hình electron Mg( Z = 12): [ Ne] 3s Vị trí bảng tuần hồn Vị trí ngun tố bảng tuần hoàn: Số thứ tự = số hiệu nguyên tử Chu kì = số lớp electron Nhóm IIA (vì có electron lớp ngồi cùng) Ví dụ: Cấu hình electron nguyên tử Mg: 1s2 2s2 2p63s2 → Nguyên tố Mg thuộc thứ 12, chu kì 3, nhóm IIA Tính chất vật lí Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc, dát mỏng Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi tương đối thấp (nhưng cao kim loại kiềm) Khối lượng riêng tương đối nhỏ, độ cứng tương đối thấp Chú ý: Tính chất vật lí kim loại kiềm thổ thay đổi khơng theo quy luật chúng có mạng tinh thể khác Tính chất hóa học Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh tính khử tăng dần từ Be đến Ba: M  → M 2+ + 2e Trong hợp chất kim loại kiềm thổ có số oxi hóa +2 Tính khử kim loại kiềm thổ thể qua phản ứng với phi kim, axit, nước, Chú ý: Ở nhiệt độ thường, Be không tác dụng với nước, Mg phản ứng chậm B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ Canxi hiđroxit: Ca( OH ) Là chất rắn màu trắng, tan nước Tên gọi khác: vôi Dung dịch Ca( OH ) gọi dung dịch nước vơi Ca( OH ) có đầy đủ tính chất bazơ Được dùng công nghiệp sản xuất amoniac, clorua vôi ( CaOCl ) ; vật liệu xây dựng Trang Chú ý: Dung dịch nước vôi thường dùng để nhận biết CO2 CO2 + Ca( OH )  → CaCO3 ↓ + H2O Phản ứng tạo clorua vôi Ca( OH ) + Cl2  → CaOCl2 + H2O Canxi cacbonat: CaCO3 Là chất rắn, màu trắng, không tan nước, phân hủy 1000°C t° CaCO3  → CaO + CO2 Tan axit mạnh CaCO3 + 2H+  → Ca2+ + CO2 + H2O Trong tự nhiên CaCO3 tồn dạng đá vôi, đá hoa, đá phấn, thành phần vỏ mai ốc, sị, hến Đá vôi dùng làm vật liệu xây dựng, sản xuất vôi, xi măng, thủy tinh, Chú ý: CaCO3 bị hịa tan nước có CO2 CaCO3 + CO2 + H2O → Ca( HCO3 ) 2 Sự tạo thành thạch nhũ hang động, cặn ấm nước phản ứng: t° Ca( HCO3 )  → CaCO3 + CO2 + H 2O Canxi sunfat: CaSO4 Canxi sunfat ( CaSO4 ) tồn ba dạng: Thạch cao sống: CaSO4.2H2O Thạch cao nung: CaSO4.H2O CaSO4.0,5H2O Thạch cao khan: CaSO4 Chú ý: Thạch cao nung dùng để bó bột gãy xương, đúc khn, nặn tượng Nước cứng a Khái niệm Nước cứng nước chứa nhiều ion Ca2+ Mg2+ hai ion Nước mềm nước chứa khơng chứa ion Ca2+ Mg2+ Chú ý: Nước cứng khái niệm đánh giá nước tự nhiên b Phân loại Trang Nước cứng có ba loại tính cứng: − Tính cứng tạm thời tính cứng gây nên ion Ca2+ , Mg2+ dạng muối HCO3 Tính cứng vĩnh cửu tính cứng gây ion Ca2+ , Mg2+ dạng muối sunfat clorua Tính cứng tồn phần gồm tính cứng tạm thời tính cứng vĩnh cửu Chú ý: Khi đun nóng mà tính cứng tính cứng gọi tính cứng tạm thời Các tập phân biệt tính cứng dựa vào thành phần ion âm c Tác dụng nước cứng Tạo cặn nồi hơi, ấm nước, ống dẫn nước Khi giặt quần áo với nước cứng xà phịng bị kết tủa, tốn xà phòng, làm quần áo nhanh hỏng kết tủa bám vào quần áo Làm giảm mùi vị thức ăn, nước uống, làm thức ăn lâu chín d Cách làm mềm nước cứng Nguyên tắc làm mềm nước cứng giảm nồng độ ion Ca2+ Mg2+ nước cứng 2− 3− Dùng dung dịch muối CO3 , PO4 dùng phương pháp trao đổi ion làm mềm tất loại tính cứng Dùng cách đun nóng dùng dung dịch kiềm NaOH, KOH, Ca( OH ) vừa đủ làm mềm tính cứng tạm thời Chú ý: Phương pháp làm mềm nước cách tạo kết tủa với Ca2+ Mg2+ gọi phương pháp kết tủa SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA KIM LOẠI KIỀM THỔ (IIA): Cấu hình electron lớp ngồi cùng: ns2 , kim loại kiềm thổ: Be, Mg, Ca, Sr, Ba TÍNH CHẤT VẬT LÝ • Có màu trắng bạc • Khối lượng riêng tương đối nhỏ • Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi, tính cứng: o Thấp cao nhóm IA o Hơi cứng kim loại kiềm tương đối mềm TÍNH CHẤT HĨA HỌC - Tính khử mạnh • Tác dụng phi kim Trang → 2RO o Tác dụng với O2 : 2R + O2  • Tác dụng nước o Kim loại kiềm thổ (trừ Be, Mg) phản ứng với nước nhiệt độ thường: R + 2H2O  → R ( OH ) + H2 Chú ý: Be không phản ứng với nước, Mg không phản ứng nhiệt độ thường phản ứng với nước nhiệt độ cao • Tác dụng với axit o Tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 lỗng: Kim lo¹i kiỊm thỉ+ Axit  → Mi + H2 o Tác dụng với HNO3,H2SO4 đặc (trừ Au, Pt) Kim loại +HNO3 / H2SO4 đặ c Muối + SPK + H2O Chú ý: Sản phẩm khử xuống H2S, S NH4NO3 MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG • Ca( OH) (vơi tơi) o Chất rắn màu trắng, tan nước o Dung dịch Ca( OH ) gọi nước vôi bazơ mạnh o Ứng dụng: chế tạo vữa; khử chua đất trồng; sản xuất NH3 , clorua vôi • CaSO4 o CaSO4.2H2O : Thạch cao sống; dùng để sản xuất xi măng o CaSO4.H2O CaSO4.0,5H2O: Thạch cao nung; thường dùng để làm phấn viết, bó bột, đúc tượng o • CaSO4 : Thạch cao khan CaCO3 ( vôi sống) o Chất rắn màu trắng, không tan nước, phân hủy nhiệt độ 1000°C → Ca( HCO3 ) o Sự xâm thực nước mưa: CaCO3 + CO2 + H2O  o Sự tạo thành thạch nhũ hang động: Ca( HCO3 )  → CaCO3 + CO2 + H2O NƯỚC CỨNG ( CHỨA NHIỀU Ca2+ VÀ Mg2+ ) • Phân loại o Nước cứng tạm thời: chứa HCO3− Trang o Nước cứng vĩnh cửu: chứa SO24− ,Cl − o Nước cứng tồn phần: chứa HCO3− ,SO24− ,Cl − • Phương pháp làm mềm nước cứng: o Đối với nước cứng tạm thời: Đun sôi; Ca( OH ) vừa đủ o Đối với nước cứng: phương pháp trao đổi ion: dùng Na2CO3 Na3PO4 • Tác hại: o Làm giảm hương vị nấu ăn, pha trà, thực phẩm lâu chín o Giặt quần áo: tốn xà phịng, quần áo nhanh hỏng o Tắc ống dẫn nước II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Vị trí kim loại M ( Z = 12) bảng tuần hoàn A chu kì 2, nhóm IIA B chu kì 3, nhóm IIA C chu kì 2, nhóm IIIA D chu kì 3, nhóm IIIA Hướng dẫn giải: Cấu hình electron M ( Z = 12): 1s2 2s2 2p63s2 Nguyên tử M có: Số hiệu nguyên tử Z = 12 → Ô thứ 12 lớp electron → Chu kì electron lớp ngồi → Nhóm IIA Do đó, M thuộc thứ 12, chu kì 3, nhóm IIA bảng tuần hồn → Chọn A Ví dụ 2: Chất tác dụng với dung dịch Ca( OH ) tạo kết tủa trắng A Ca( HCO3 ) B BaCl C Ba( NO3 ) D CaCl Hướng dẫn giải: A Ca( HCO3 ) phản ứng với Ca( OH ) tạo kết tủa trắng Ca( OH ) + Ca( HCO3 )  → 2CaCO3 ↓ +2H2O B, C, D sai Ca( OH ) không phản ứng với BaCl 2, Ba( NO3 ) , CaCl → Chọn A Ví dụ 3: Dung dịch khơng thể làm mềm nước có tính cứng tạm thời A dung dịch NaOH B dung dịch Na2CO3 C dung dịch HCl D dung dịch Na3PO4 Hướng dẫn giải: Trang Nước có tính cứng tạm thời làm mềm dung dịch kiềm ( NaOH ) dung dịch muối CO32− , PO34− → HCl làm mềm nước cứng tạm thời → Chọn C Ví dụ 4: Nung thạch cao sống 160°C , thu thạch cao nung Công thức thạch cao nung A CaO B CaSO4.2H2O C CaSO4.H2 O D CaSO4 Hướng dẫn giải Một số dạng tồn canxi sunfat CaSO4 : Thạch cao khan CaSO4.H2O : Thạch cao nung CaSO4.2H2O : Thạch cao sống → Chọn C Ví dụ 5: Trong khí thải cơng nghiệp thường có chứa khí SO2 NO2 Để loại bỏ chất khí hệ thống xử lí khí thải ta sử dụng A dung dịch Ca( OH ) B H2O C khí NH3 D dung dịch HCl Hướng dẫn giải Ca( OH ) hấp thụ hoàn toàn SO2 NO2 xảy phản ứng, đồng thời Ca( OH ) sẵn có rẻ tiền nên hay sử dụng công nghiệp → Chọn A Ví dụ 6: Phản ứng giải thích hình thành thạch nhũ hang động cặn ấm đun nước t° → CaO + CO2 A CaCO3  → Ca( HCO3 ) B CO2 + H2O + CaCO3  → CaCO3 + H2O C CO2 + Ca( OH )  t° → CaCO3 + CO2 + H2O D Ca( HCO3 )  Hướng dẫn giải: Cặn ấm nước thạch nhũ chất rắn, tạo từ chất tan có sẵn nước tự nhiên Ca( HCO3 ) Phương trình hóa học: t° Ca( HCO3 )  → CaCO3 + CO2 + H2O → Chọn D Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Chất thường dùng để khử chua đất sản xuất nông nghiệp A CaSO4 B CaCO3 C CaO D CaCl Trang Câu 2: Kim loại sau không tan nước? A Na B Be C Ca D Ba C Ca( OH ) D CaO Câu 3: Thành phần đá vơi A CaSO4 B CaCO3 Câu 4: Vật liệu thường dùng để bó bột gãy xương, nặn tượng A đá vôi B thạch cao khan C thạch cao sống D thạch cao nung Câu 5: Để xử lí sơ nước thải công nghiệp chứa ion kim loại nặng, người ta thường dùng A dung dịch NaCl B nước vôi C nước máy D dung dịch H2SO4 C dung dịch NaOH D dung dịch Na2S Câu 6: Dung dịch tác dụng với CaCO3 A dung dịch HCl B dung dịch NaCl Câu 7: Trong tự nhiên, canxi sunfat tồn dạng muối ngậm nước ( CaSO4.2H2O ) gọi A thạch cao nung B thạch cao khan C đá vôi D thạch cao sống Câu 8: Để làm lớp cặn dụng cụ đun chứa nước nóng, người ta dùng A nước vôi B giấm ăn C dung dịch muối ăn D ancol etylic 2+ 2+ − − 2− Câu 9: Một mẫu nước cứng chứa ion: Ca , Mg , HCO3 ,Cl ,SO4 Chất dùng để làm mềm nước cứng A NaHCO3 B Na2CO3 C HCl D H2SO4 2+ 2+ − Câu 10: Cho mẫu nước cứng chứa ion: Ca , Mg , HCO3 Hoá chất dùng để làm mềm mẫu nước cứng A HCl B Na2CO3 C H2SO4 D NaCl C Ca( HCO3 ) D Na2SO4 Câu 11: Muối dễ bị phân hủy đun nóng A CaCl B NaCl Câu 12: Dung dịch tác dụng với axit H2SO4 vừa tạo khí, vừa tạo kết tủa A Na2CO3 B BaCl C Ba( HCO3 ) D Ca( OH ) Câu 13: Dãy gồm chất làm tính cứng tạm thời nước là: A HCl, NaOH, Na2CO3 B NaOH, Na3PO4, Na2CO3 C KCl, Ca( OH ) , Na2CO3 D HCl, Ca( OH ) , Na2CO3 Câu 14: Một loại nước cứng đun sơi tính cứng Trong loại nước cứng có hịa tan chất: A CaSO4, MgCl B Ca( HCO3 ) , Mg( HCO3 ) C Mg( HCO3 ) , CaCl2 D Ca( HCO3 ) , MgCl Câu 15: Dãy gồm chất làm tính cứng vĩnh cửu nước là: A NaOH, Na2CO3 B Na3PO4, Na2CO3 C Ca( OH ) , Na2CO3 D K 2SO4, Na2CO3 Câu 16: Cho phát biểu sau: (a) Nước cứng chứa nhiều ion Ca2+ Mg2+ (b) Tất kim loại kiềm thổ tan nước nhiệt độ thường Trang (c) Khi giặt quần áo xà phịng nước cứng tốn xà phịng (d) Ca( OH ) sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nhiệp (e) Thạch cao sống có cơng thức CaSO4.H2O (g) Đun nóng làm mềm nước có tính cứng vĩnh cửu Số phát biểu A B C D Câu 17: Lần lượt cho mẫu Ba vào lượng dư dung dịch: K 2SO4, NaHCO3, HNO3, NH4Cl Số trường hợp có xuất kết tủa A B C D Câu 18: Tiến hành thí nghiệm sau: (a) Cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch H2SO4 (b) Cho kim loại Na vào dung dịch CuSO4 (c) Cho dung dịch ( NH4 ) CO3 vào dung dịch Ca( OH ) (d) Cho dung dịch NaHCO3 vào dung dịch Ca( OH ) (e) Cho dung dịch ( NH4 ) SO4 vào dung dịch Ba( OH ) (g) Cho dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Ba( HCO3 ) Số thí nghiệm có đồng thời kết tủa khí A B C D C KHCO3, Ba( OH ) D KOH, Ba( OH ) Câu 19: Cho phn ng xy theo s sau: điện phâ n 2X + 2H2O  → 2X + Y + Z có màng ngăn CO2 + X  → X3 CO2 + 2X  → X + H2O X + X  → T + X + H2O 2X + X  → T + X + 2H2O Hai chất X 2, X là: A K 2CO3,BaCl2 B KOH,Ba( HCO3 ) Câu 20: Kim loại sau khử ion Fe2+ dung dịch FeSO4 thành Fe A Cu B Ca C Ba D Mg Dạng 2: Bài toán liên quan đến tính chất kim loại kiềm thổ Phương pháp giải • Viết phương trình phản ứng xảy tính theo phương trình hóa học Ngồi dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố bảo tồn electron để tính nhanh số mol Chú ý 1: Kim loại Ca, Ba tác dụng với nước giống kim loại kiềm Trang + Bài toán kim loại Mg tác dụng với dung dịch HNO3 thường có sản phẩm muối NH4 Chú ý 2: Với toán xác định kim loại: Nếu toán kim loại tính ngun tử khối theo cơng thức M = Nếu tốn hỗn hợp tìm phân tử khối trung bình M = m , từ suy tên kim loại n mhh , từ kết hợp với điều kiện nhh toán để tìm kim loại Ví dụ: Cho 4,8 gam kim loại M thuộc nhóm IIA tan hết dung dịch HCl dư, thu 4,48 lít khí đktc Kim loại M A Ca B Be C Mg D Ba Hướng dẫn giải: nH2 = 0,2 mol Phương trình hóa học: M + 2HCl  → MCl + H2 0,2 ¬ → MM = 0,2 mol m 4,8 = = 24( Mg) n 0,2 Vậy kim loại M magie (Mg) → Chọn C Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Hòa tan hết gam kim loại kiềm thổ X vào dung dịch HCl dư thu 2,8 lít H2 đktc Kim loại X A Ba B Mg C Ca D Sr Hướng dẫn giải: nH2 = 0,125mol Cách 1: Tính theo phương trình hóa học Phương trình hóa học: X + 2H2O  → X ( OH ) + H2 0,125 ¬ → MX = 0,125 mol mX = = 40 nX 0,125 → Kim loại X Ca (canxi) Cách 2: Bảo toàn electron Quá trình cho nhận electron: Trang 10 Số mol NaOH có dung dịch X A 0,20 B 0,40 C 0,30 D 0,15 Hướng dẫn giải Khí CO2 từ a mol đến 2a mol, ta có: a = n↓max = nBa( OH ) = 0,15mol → nNaOH/KOH = 2a− a = a = 0,15 mol → Chọn D Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho từ từ CO2 đến dư vào dung dịch 0,02 mol Ca(OH) Sự phụ thuộc khối lượng kết tủa vào thể tích CO2 (ở đktc) biểu diễn đồ thị bên Giá trị V1 V2 A 0,224 0,672 B 0,224 0,336 C 0,448 0,672 D 0,336 0,448 Hướng dẫn giải nCaCO3 = 0,01mol; nCa( OH) = 0,02mol → nOH− = 0,04mol Đoạn 1: Kết tủa chưa đạt cực đại nCO2 = n↓ = 0,01 mol → V1 = 0,01.22,4 = 0,224 lít Đoạn 2: Kết tủa bị hịa tan phần n↓ = nOH− − nCO2 → nCO2 = nOH− − n↓ = 0,04 − 0,01= 0,03 mol → VCO2 = 0,03.22,4 = 0,672 lít → Chọn A Ví dụ 2: Sục khí CO2 vào V ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2M Ba( OH ) 0,1 M Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo số mol CO2 phản ứng hình bên Giá trị V A 300 B 250 C 400 D 150 Trang 24 Hướng dẫn giải: nBa( OH) = 0,1V 0,2V mol; nNaOH = mol 1000 1000 → nOH− = 0,4V mol 1000 Đoạn 1: Kết tủa chưa đạt cực đại: n↓ = nCO2 = 0,03mol Đoạn 3: Kết tủa bị hòa tan phần, nên: n↓ = nOH− − nCO2 ⇔ 0,03 = 0,4V − 0,13 1000 → V = 400ml → Chọn C Ví dụ 3: Người ta hịa tan hồn tồn hỗn hợp NaOH Ba( OH ) vào nước dư thu dung dịch X Sục khí CO2 vào dung dịch X Kết thí nghiệm thu biểu diễn đồ thị bên Giá trị x A 2,75 B 2,50 C 3,00 D 3,25 Hướng dẫn giải Đoạn 1: Kết tủa chưa đạt cực đại n↓ = nCO2 ⇔ 0,4a = 0,5 → a = 1,25 Đồ thị có hình cân nên: x − 2a = a− 0,4a ⇔ x − 2.1,25 = 1,25− 0,4.1,25 Trang 25 → x = 3,25 → Chọn D Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch Ca( OH ) Sự phụ thuộc khối lượng kết tủa vào thể tích CO2 biểu diễn đồ thị bên Giá trị V A 3,36 B 4,48 C 5,60 D 6,72 Câu 2: Cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch chứa 0,2 mol Ba( OH ) Sự phụ thuộc khối lượng kết tủa vào thể tích CO2 biểu diễn đồ thị bên Giá trị V A 3,36 B 4,48 C 5,60 D 6,72 Câu 3: Cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch chứa x mol Ca( OH ) Sự phụ thuộc khối lượng kết tủa vào thể tích CO2 biểu diễn đồ thị bên Giá trị x A 0,10 B 0,20 C 0,05 D 0,15 Câu 4: Dung dịch X gồm NaOH 0,2M Ba( OH ) 0,1 M Sục từ từ CO2 đến dư vào V ml dung dịch X Sự phụ thuộc số mol kết tủa vào số mol CO2 biểu diễn đồ thị bên Giá trị V Trang 26 A 200 B 300 C 240 D 150 Câu 5: Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch chứa a mol Ca( OH ) 1,5a mol NaOH Sự phụ thuộc số mol kết tủa vào số mol CO2 biểu diễn đồ thị bên Giá trị x y A 0,04 0,12 B 0,04 0,14 C 0,03 0,12 D 0,03 0,14 Câu 6: Sục từ từ lượng CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm Ca( OH ) KOH Sự phụ thuộc số mol kết tủa vào số mol CO2 biểu diễn đồ thị bên Giá trị x A 0,12 B 0,11 C 0,13 D 0,10 Câu 7: Sục từ từ CO2 đến dư vào dung dịch có chứa 0,1 mol NaOH; x mol KOH y mol Ba( OH ) Sự phụ thuộc số mol kết tủa vào số mol CO2 biểu diễn đồ thị bên Giá trị x, y, z A 0,60; 0,40 1,50 Trang 27 B 0,30; 0,60 1,40 C 0,30; 0,30 1,20 D 0,20; 0,60 1,25 Bài tập nâng cao Câu 8: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Na, Na2O , K, K 2O , Ba BaO, oxi chiếm 8,75% khối lượng vào nước thu dung dịch Y 1,568 lít khí H2 (đktc) Cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch Y Sự phụ thuộc khối lượng kết tủa vào thể tích CO2 (ở đktc) biểu diễn đồ thị bên Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m gần với giá trị sau đây? A 12 B 14 C 15 D 13 Câu 9: Hòa tan 27,6 gam hỗn hợp gồm Na, Na2O , Ba BaO vào H2O dư, thu dung dịch X b mol H2 Sục khí CO2 vào Y, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị bên Giá trị b A 0,10 B 0,12 C 0,15 D 0,18 Câu 10: Dẫn từ từ khí CO2 đến dư vào V lít dung dịch Ba( OH ) 0,1 M Khối lượng kết tủa thu phụ thuộc vào thể tích CO2 (đktc) biểu diễn đồ thị bên Giá trị x A 1,12 B 2,24 C 3,36 D 5,60 Trang 28 ĐÁP ÁN Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm 1–C 11 – C 2–B 12 – C 3–B 13 – B 4–D 14 – B 5–B 15 – B –A 16 – A 7–D 17 – C 8–B 18 – C 9–B 19 – D 10 – B 20 – D Câu 16: Có phát biểu (a), (c), (d) (b) sai Be không tan nước, Mg khử nước chậm nhiệt độ thường (e) sai cơng thức thạch cao sống CaSO4.2H2O (g) sai đun nóng làm mềm nước cứng tạm thời, khơng làm mềm nước cứng vĩnh cửu Câu 17: Có trường hợp tạo kết tủa là: K 2SO4,NaHCO3 Câu 18: Có thí nghiệm tạo đồng thời kết tủa khí là: (b), (c), (e), (g) Câu 19: Sơ hon chnh: điện phâ n 2KCl 2KOH { + 2H2O  { + H2 ↑ + Cl có màng ngăn X1 X2 CO2 + KOH → KHCO3 14 43 X3 CO2 + 2KOH  → K 2CO3 + H2O 123 X4 KHCO3 + Ba( OH )  → BaCO3 + KOH + H2O 14 43 X5 2KHCO3 + Ba( OH )  → BaCO3 + K 2CO3 + 2H2O Câu 20: A sai Cu khơng khử Fe2+ B, C sai cho vào dung dịch FeSO4 , Ca, Ba khử H2O trước, sau tạo kết tủa Fe( OH ) → Mg2+ + Fe D đúng, phương trình hóa học: Mg + Fe2+  Dạng 2: Bài tốn liên quan đến tính chất kim loại kiềm thổ 1–C 2–C 3–D n = 0,25 mol Câu 1: Cl2 + O2 4–C 5–C 6–C 7–A 8–C 9–B 10 – A Gọi số mol Cl O2 phản ứng x y mol → x + y = 0,25( 1) Bảo toàn khối lượng: mCl2 + mO2 = 23− 7,2 = 15,8 gam → 71x + 32y = 15,8( 2) Từ (1) (2) suy ra: x = 0,2; y = 0,05 Trang 29 Bảo toàn electron: n.nM = 2nCl2 + 4nO2 = 0,6 → nM = 0,6 → M M = 12n n Ta có bảng sau: n M 12 (loại) 24 (Mg) 36 (loại) Câu 2: nH2SO4 = 0,4mol;nCO2 = 0,05 mol Muối thu MSO4 nMSO4 = 0,4 mol mdung dịch sau phản ứng = 24 + 100− 0,05.44 = 121,8 gam 0,4( M + 96) 121,8 100% = 39,41→ M = 24 → M Mg (Magie) Câu 3: Gọi công thức chung hai kim loại kiềm thổ A, B Z nHCl = 0,25 mol Dung dịch Y gồm ZCl HCl dư với nACl2 = nBCl2 = nHCl d → nZCl2 = 2nHCld Mặt khác: nHCl p = 2nZCl2 Ta có: nHCl p + nHCld = 0,25mol → 2nZCl2 + nZCl2 = 0,25 mol → nZCl2 = 0,1mol → nZ = 0,1mol → MZ = M + MB 2,45 = 24,5 → A = 24,5→ M A + M B = 49 → Chỉ có Be Ca thỏa mãn 0,1 Câu 4: nH2 = 0,25 mol → nH2 < nX + Y < 2nH2 → 0,25 < nX +Y < 0,5 → 14,2 < M X,Y < 28,4 → Một hai kim loại có 14,2 < M < 28,4 → Theo đáp án có Na Mg thỏa mãn Câu 5: Ta có: → 2,8 100% = 8,86% < 13,29% → Kim loại X Li 2,8+ 28,8 2,8+ mX 100% = 13,29% → mX = 1,4 gam → nX = 0,2 mol 2,8+ 28,8 Lại có: nH2 = 0,5nX + nY = 0,3 → nY = 0,2 mol → MY = 28,8− 1,4 = 137 → Y kim loại Ba 0,2 Câu 6: Trang 30 Bảo toàn electron: 2nMg = n.nX → n = → X N2O Câu 7: nMg = 0,09 mol; nNO = 0,04mol Nhận thấy: 2nMg = 0,18 > 3nNO = 0,12 → Sản phẩm khử có NH4NO3 → nNH4NO3 = 0,18− 0,12 = 0,0075 mol Muối gồm Mg( NO3 ) ( 0,09 mol); NH4NO3 ( 0,0075 mol) → m = 0,09.148+ 0,0075.80 = 13,92 gam Câu 8: nMg = 0,28 mol; nMgO = 0,02mol Bảo toàn nguyên tố Mg: nMg( NO3) = nMg + nMgO = 0,3 mol → mMg( NO3) = 44,4gam < 46 → Có muối NH4NO3 Bảo toàn electron: 2nMg = n.nX + 8nNH4NO3 → n = 10 → X N2 Câu 9: nCl2 = 0,15 mol Bảo toàn nguyên tố Cl: nHCl p = 0,3 mol → nO( oxit) = nHCl = 0,15 mol → a = mkim lo¹i = moxit − mO( oxit) = 10,65− 0,15.16 = 8,25gam Câu 10: nH2SO4 = 0,04 mol; nHCl = 0,02 mol → nH+ = 0,1 mol Dung dịch có pH = 13 → OH− dư → nOH− d = 0,04mol → nOH− (X ) = 0,1+ 0,04 = 0,14 mol Ta có: nOH− = 2nH2 + 2nO( hh) = 0,14 mol → nO( hh) = 0,04mol → mO( hh) = 9,639m = 0,04.16 → m = 6,64gam ≈ 6,6 100 Dạng 3: Bài tốn liên quan đến tính chất hợp chất hiđroxit muối cacbonat 1–C 2–D 3–D 4–A 5–A –A 7–C 8–D 9–A 10 – B Câu 1: Bảo tồn điện tích: nCa2+ = nHCO− + nCl− − nNa+ − 2nMg2+ = 0,02 mol Phương trình hóa học: t° 2HCO3−  → CO32− + CO2 + H2O 0,05 → 0,025 2+ 2+ Nhận thấy: nCO23− = nCa2+ + nMg2+ → Ca ;Mg kết tủa hết → Nước sau đun sơi khơng cịn Ca2+ ;Mg2+ → Nước mềm Trang 31 Câu 2: Ta có: HCO3− + OH−  → CO32− + H2O 0,006→ 0,006 → nCa( OH ) = mol n − = 0,003 mol → a = 0,222 gam OH Câu 3: 2− 2− 2+ Y 2− khơng thể CO3 Mg CO3 không tồn dung dịch → Loại A C Bảo tồn điện tích: nSO2− = nK + + 2nMg2+ + nNa+ − nCl− = 0,2 mol → m = 0,1.39+ 0,2.24 + 0,1.23+ 0,2.35,5+ 0,2.96 = 37,3gam Câu 4: nOH− = 0,1+ 0,15.2 = 0,4 mol; nH+ = 0,2V mol Ta có: nOH− = nH+ → 0,2V = 0,4 → V = lít Câu 5: Ta có: nOH− = 2nH2 = 0,6 mol Trung hòa 1/10 dung dịch X cần: nH+ = 0,6 0,06 = 0,06 mol → VHCl = = 0,6 lít 10 0,1 Câu 6: Ta có: mmi = mM + mCl− = 22,855 gam < 23,365 → Chất rắn sau phản ứng có hiđroxit kim loại → MCl n + M ( OH ) n + H2 Sơ đồ phản ứng: M + HCl + H2O  Gọi số mol H2O phản ứng x mol → nH2 = nHCl + nH2O = 0,5( x + 0,2) mol ( ) Bảo toàn khối lượng: mM + mHCl + mH2O = mchÊt r¾n + mH2 ⇔ 15,755+ 0,2.36,5+ 18x = 23,365+ 0,5( x + 0,2) → x = 0,03 Bảo toàn electron: n.nM = 2nH2 → nM = 0,23 → M M = 68,5n n Ta có bảng sau: n M Câu 7: 68,5 (loại) 137 (Ba) 205,5 (loại) Ta có: nOH− = 2nH2 = 0,24 mol → nH+ = 0,24 mol → 4nH2SO4 + 2nH2SO4 = 0,24 → nH2SO4 = 0,04 mol → nHCl = 0,16mol → mmuèi = mK + Na+Ba + mCl− + mSO2− = 18,46 gam Trang 32 Câu 8: CO2 + H2O {  Na+ ,Ca2+ ,Mg2+ t°  → Sơ đồ phản ứng: X  − − 2− Cl ,HCO3 ,SO4 0,1mol ↓:3,68gam Y :13,88 gam Ta có: nH2O = nCO2 = 0,1 mol Bảo tồn khối lượng: mX = mCO2 + mH2O + m↓ + mY = 0,1.44 + 0,1.18+ 3,68+ 13,88 = 23,76 gam Câu 9: nBa( OH) = 0,02 mol;nNaHCO3 = 0,03 mol Phương trình hóa học: HCO3− + OH−  → CO32− + H2O 0,03 0,04 → 0,03 mol Ba2+ + CO32−  → BaCO3 0,02 0,03 → 0,02 mol → Dung dịch X gồm: Na+ ,OH− (0,01 mol); CO32− ( 0,01 mol ) Khi cho từ từ HCl vào dung dịch X: Phương trình hóa học: H+ + OH−  → H2O H+ + CO32−  → HCO3− → nHCl = nOH− + nCO2− = 0,02 mol → VHCl = 0,02 = 0,08 lÝt=80ml 0,25 Câu 10: Sơ đồ phản ứng: Z :CaCO3 ( 0,0025m mol )  KHCO3 ( 0,0075mmol ) t° K 2CO3 ( 0,00375mmol ) + H2O  KOH ( 0,005mmol )  →Y   →  E CaCO3 ( 0,0025m mol ) CaO ( 0,0025mmol )  K 2CO3 d ( 0,00125mmol ) Nhỏ từ từ dung dịch HCl 1M vào E, để khí bắt đầu xuất nHCl( 1) = nKOH + nK 2CO3 = 0,00625m mol Nhỏ tiếp HCl đến khí vừa hết nHCl( 2) = 0,00625m+ 0,00125m = 0,0075m mol → V1 nHCl( 1) 0,00625m = = = 5:6 V2 nHCl( 2) 0,0075m Dạng 4: Bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm Ba( OH ) Ca( OH ) 1–B 2–C 3–C 4–B 5–D Câu 1: nCO2 = 0,02 mol; nCaCO3 = 0,02 mol 6–C 7–C –A 9–A 10 – A Trang 33 Ta có: nOH− = nCaCO3 + nCO2 = 0,04 mol → nCa( OH) = n − = 0,02 mol OH Câu 2: nCaCO3( 1) = 0,01mol; nCaCO3( 2) = 0,01 mol Ta có: nCO2 = nCaCO3( 1) + 2nCaCO3( 2) = 0,03 mol → VCO2 = 0,03.22,4 = 0,672 lít Câu 3: nOH− = 0,05 mol;nCO2 = 0,03 mol; nCa2+ = 0,0125 mol Xét T = nOH− nCO2 = → 1< T < → Tạo hai muối Ta có: nCO23− = nOH− − nCO2 = 0,02 mol Nhận thấy: nCa2+ < nCO32− → nCaCO3 = nCa2+ = 0,0125 mol → nCaCO3 = 0,0125.100 = 1,25 gam Câu 4: nOH− = 0,25 mol;nCO2 = 0,15 mol; nBa2+ = 0,125 mol Xét: T = nOH− nCO2 = → 1< T < → Tạo hai muối Ta có: nHCO3− = 2nCO2 − nOH− = 0,05 mol → nBa( HCO3) = n − = 0,025 mol HCO3 0,025 → CM Ba( HCO ) = = 0,2M ( 2) 0,125 Câu 5: nOH− = 0,3 mol;nCO2 = 0,1 mol; Xét: T = nOH− nCO2 = → T > → Tạo muối trung hịa Ta có: nBaCO3 = nCO2 = 0,1 mol → m = mBaCO3 = 0,1.197 = 19,7 gam Câu 6: nOH− = 0,3 mol;nCO2 = 0,2 mol; Xét: T = nOH− nCO2 = → 1< T < → Tạo hai muối Ta có: nCO23− = nOH− − nCO2 = 0,1 mol → nBaCO3 = nCO2− = 0,1 mol → mBaCO3 = 0,1.197 = 19,7 gam Câu 7: nOH− = 0,7 mol;nBaCO3 = 0,2 mol; Coi CO2 phản ứng với bazơ tạo hai muối Sau phản ứng thu được: nCO23− = nOH− − nCO2 + nK 2CO3 = 1,1− x mol → 1,1− x = 0,2 → x = 0,9 mol → VCO2 = 0,9.22,4 = 20,16 lít Câu 8: Trong X cịn Ba2+ → X chứa muối Ba( HCO3 ) Trang 34 Ta có: nHCO−3 = nOH− = 0,1 mol 0,1+ 0,4 = 0,25 mol → VCO2 = 0,25.22,4 = 5,60 lít Lại có: nHCO3− = 2nCO2 − nOH− → nCO2 = Câu 9: nOH− = 3a mol;nBa2+ = a mol; nNa+ = a mol  nCO32− = nOH− − nCO2 = 3a− 0,6mol Ta có:   nHCO3− = 2nCO2 − nOH− = 1,2 − 3a mol − 2− TH1: nBa2+ < nCO32− → Muối gồm Na+ ( a mol); HCO3 (1,2 – 3a mol); CO3 Bảo toàn điện tích: nCO2− = nNa+ − nHCO− 3 = 2a− 0,6 mol Ta có: 23a+ 60( 2a − 0,6) + 61( 1,2 − 3a) = 46,9 → a = −0,2425 mol → Không thỏa mãn − TH2: nBa2+ > nCO32− → Muối gồm Na+ ( a mol); HCO3 (1,2 – 3a mol); Ba2+ Bảo tồn điện tích: nBa2+ = nHCO− − nNa+ = 0,6 − 2a mol Ta có: 23a+ 137( 0,6 − 2a) + 61( 1,2 − 3a) = 46,9 → a = 0,25 mol → Thỏa mãn Câu 10:  Na  NaOH 6,72 lÝt CO2 Ba  → m gam kÕt tña  DdY   + H2O  → Ta có trình:  20,52 gamBa( OH )  Na2O  1,12 lÝt H2 BaO nH2 = 0,05mol; nBa( OH) = 0,12 mol; nCO2 = 0,3 mol Quy đổi hỗn hợp X Na, Ba O Bảo toàn nguyên tố: nBa = nBa( OH) = 0,12 mol Quá trình cho nhận electron: Na  → Na+ + 1e O + 2e → O−2 Ba  → Ba2+ + 2e 2H+ + 2e → H2 Gọi số mol Na O x, y mol → 23x + 16y = 21,9− 0,12.137 = 5,46 ( * ) Bảo toàn electron: x + 2.0,12 = 2.y + 2.0,05 → x − 2y = −0,14( ** ) Từ (*) (**) suy ra: x = 0,14; y = 0,14 Bảo toàn nguyên tố Na: nNaOH = nNa = 0,14 mol → nOH− ( Y ) = 0,14 + 0,12.2 = 0,38mol Trang 35 Ta thấy: 1< nOH− nCO2 < → Tạo hai muối CO32− HCO3− → nCO2− = nOH− − nCO2 = 0,38− 0,3 = 0,08 mol Phương trình hóa học: Ba2+ + CO32−  → BaCO3 0,12 0,08 → 0,08 mol → m = mBaCO3 = 0,08.197 = 15,76 gam Dạng 5: Bài toán đồ thị –A 2–C 3-B 4–A 5–A 6–D 7–B 8–D 9–B 10 – A Câu 1: Ta có: nCO2 = nCaCO3 = 15 = 0,15 mol → VCO2 = 0,15.22,4 = 3,36 lÝt 100 Câu 2: nBaCO3 = 0,15 mol;nOH− = 0,4 mol Ta có: nCO2 = nOH− − nCO32− = 0,4 − 0,15 = 0,25 mol → VCO2 = 0,25.22,4 = 5,6 lít Câu 3: Tại VCO2 = V → nCO2 = nCaCO3 = 10 = 0,1 mol 100 Tại VCO2 = 2V → nCaCO3 max = nCO2 = 2.0,1= 0,2 mol → x = nCa( OH) = 0,2 mol Câu 4: Tại nCO2 = 0,015 mol → nBaCO3 = nCO2 = 0,015 mol Tại nCO2 = 0,065 mol Ta có: nOH− = nBaCO3 + nCO2 = 0,08mol → 0,2V + 0,1V.2 = 0,08 → V = 200 ml 1000 Câu 5: nCaCO3 = 0,02mol;nOH− = 3,5a mol Tại nCO2 = xmol , kết tủa đạt cực đại → nCa( OH) = nCO2 = x mol → x = a Tại nCO2 = 0,1mol , ta có: nNaOH = 0,1− x → 1,5x = 0,1− x → x = 0,04 mol Tại nCO2 = ymol , ta có nCO2 = nOH− − nCaCO3 = 3,5.0,04 − 0,02 = 0,12 mol Câu 6: n↓ max = nCO2 = 0,15 mol → nCa( OH ) = 0,15 mol   nKOH = 0,45− 0,15 = 0,3mol  → nOH− = 0,6mol  → x = nOH− − nCO2 = 0,6 − 0,5 = 0,1 mol  Câu 7: Trang 36 y = nBa( OH) = n↓max = 0,6mol Đồ thị hình thang cân, nhìn nhanh thấy: 0,2 − = 1,6 − z → z = 1,4 → nNaOH + nKOH = 1,4− ( 0,6 − 0,2) − 0,6 = 0,4 mol → x = 0,4 − 0,1= 0,3 Câu 8: nH2 = 0,07 mol; nBaCO3 = 0,03 mol; nCO2 = 0,25 mol Quy đổi hỗn hợp X M (x mol), Ba (y mol) O (Trong M cơng thức chung Na K) → nOH− = x + 2ymol Ta có: n↓ = nOH− − nCO2 → x + 2y = 0,03+ 0,25 = 0,28 Quá trình cho nhận electron: M  → M + + 1e O + 2e → O−2 Ba  → Ba2+ + 2e 2H+ + 2e → H2 Bảo toàn electron: x + 2y = 2nO + 2.0,07 = 0,28 → nO = 0,07 mol → m= 0,07.16 = 12,8 8,75% Câu 9: Tại nCO2 = b mol, kết tủa đạt cực đại → nBa2+ = b mol Tại nCO2 = 4b mol, ta có: nNa+ = 4b − b = 3b mol Gọi số mol O hỗn hợp a mol → 23.3b + 137b + 16a = 27,6( 1) Bảo toàn electron: nNa + 2nBa = 2nO + 2nH2 → 3b + 2b = 2a+ 2b( 2) Từ (1) (2) suy ra: a = 0,18; b = 0,12 Câu 10: Gọi số mol tương ứng với y gam kết tủa z mol Tại thời điểm n↓ = 3z mol kết tủa chưa đạt cực đại nên: nCO2 = n↓ = 3z mol → a = 3z.22,4( 1)  nCO2 = n↓max = 4z mol → a + x = 4z.22,4( 2) Tại thời điểm n↓ = 4z mol, kết tủa đạt cực đại   nBa( OH) = n↓ max = 4z mol Tại thời điểm n↓ = 2z mol, kết tủa bị hòa tan phần nên: n↓ = nOH− − nCO2 → nCO2 = 6z mol → 6z − 3z = a+ 3,36 − a = 0,15 22,4 → z = 0,05 Trang 37 Từ (1) (2) ta có: x = ( 4z − 3z) 22,4 = 1,12 lít Trang 38 ... Phương pháp giải • Hợp chất hiđroxit kim loại có hai loại: Loại tan nước: có tính chất bazơ kiềm Loại khơng tan nước có Mg( OH ) Be( OH ) • Phản ứng hợp chất hiđroxit kim loại kiềm thổ với axit:... kim loại kiềm X kim loại kiềm thổ Y tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng, thu 5,6 lít khí (đktc) Kim loại X, Y A K Ba B Li Be C Na Mg D K Ca Câu 5: Hỗn hợp A gồm kim loại kiềm X kim loại. .. cho kim loại tan nước vào dung dịch axit ta coi kim loại tác dụng với nước tạo thành dung dịch kiềm, dung dịch kiềm sinh tác dụng với axit Trang 14 Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm kim loại