8. Đĩng gĩp mới của đề tài
2.4.1. Thiết kế vở ghi bài
2.4.1.1. Mục tiêu của vở ghi bài
Khĩ khăn rất lớn trong dạy và học mơn Hĩa là HS khơng đủ thời gian để ghi bài vì lượng kiến thức trong một tiết khá nhiều. Nhiều HS nếu tập trung nghe giảng thì chép bài khơng kịp, cịn nếu chú tâm ghi bài thì khơng theo kịp tiến độ bài giảng của GV. Vì vậy, theo chúng tơi việc tổ bộ mơn hoặc giáo viên biên soạn vở ghi bài cho HS là điều hết sức cần thiết.
- Vở ghi bài hình thành cho HS phương pháp học tập tích cực, nâng cao ý thức tự giác học tập, rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu tài liệu thơng qua hướng dẫn của tài liệu, giúp HS hiểu bài và nhớ bài lâu hơn.
- Việc thiết kế vở ghi bài nhằm giúp HS nắm được những kiến thức quan trọng trong một bài học, tiết kiệm thời gian cho việc ghi bài, từ đĩ các em cĩ đủ thời gian để nghe giảng, suy nghĩ, làm bài tập.
55
2.4.1.2. Nguyên tắc, cách thức thiết kế
- Việc thiết kế và sử dụng vở ghi bài nhằm hỗ trợ vai trị, chức năng của SGK.
- Vở ghi bài được thiết kế theo phương án mềm dẻo, phân nhiệm vụ tùy theo học lực và thời gian.
- Trong vở ghi bài, đối với những bài cĩ lượng kiến thức nhiều, những phần cĩ tính chất thơng báo cĩ thể được in sẵn để tiết kiệm thời gian (tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng).
- Trong vở ghi bài cĩ để trống những phần kiến thức để các em tự điền vào. GV yêu cầu HS tự điền trước ở nhà bằng bút chì, trong quá trình học trên lớp GV sẽ hướng dẫn các em chỉnh sửa.
- Vở ghi bài được thiết kế theo cấu trúc sau:
• Tiết
• Bài
• Phần nội dung kiến thức HS cần nắm
• Phần tư liệu hĩa học được thiết kế nhằm giúp HS mở rộng hiểu biết về thế giới hĩa học rộng lớn, tăng thêm sự hứng thú đối với mơn học.
Phần tư liệu hĩa học được đưa vào phía sau vở ghi bài để HS tham khảo, bao gồm các nội dung sau:
- Lịch sử các nguyên tố hĩa học được nghiên cứu trong chương trình.
- Các ứng dụng hiện nay và cĩ thể cĩ trong tương lai của các kim loại, hợp kim và các hợp chất của chúng.
2.4.1.3. Vở ghi bài chương 5 “Đại cương về kim loại”
(lưu CD)
2.4.1.4. Vở ghi bài chương 6 “Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm”
CHƯƠNG 6:
KIM LOẠI KIỀM - KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHƠM
56
HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM
A - KIM LOẠI KIỀM
I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG
Một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm
Nguyên tố 3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs
Cấu hình e–
[He] 2s1 [Ne] 3s1 [Ar] 4s1 [Kr] 5s1 [Xe] 6s1
Bán kính nguyên tử (nm) 0,123 0,157 0,203 0,216 0,235
I1 (KJ/mol) 520 497 419 403 376
Độ âm điện 0,98 0,93 0,82 0,82 0,79
Thế điện cưc chuẩn (V) –3,05 –2,71 –2,93 –2,98 –2,92
Mạng tinh thể Lập phương tâm khối
–R lớn, Z nhỏ, I1nhỏ, thế điện cực chuẩn rất âm, cấu hình e ngồi cùng... ⇒ Dễ ... ⇒Tính khử ... : M → M+ + e– (trong các hợp chất, kim loại kiềm chỉ cĩ số oxi hĩa ...)
–Trạng thái tự nhiên: NaCl (muối ăn); Na2SO4.10H2O (muối Glaube); NaNO3 (diêm tiêu natri); KCl.NaCl (sinvinit).
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Một số hằng số vật lí của kim loại kiềm
Nguyên tố 3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs
Khối lượng riêng D (g/cm3
) 0,53 0,97 0,86 1,53 1,90 Độ cứng (Kim cương :10) 0,6 0,4 0,5 0,3 0,2 Nhiệt độ nĩng chảy (o C) 180 98 64 39 29 Nhiệt độ sơi (o C) 1330 892 760 688 690
–Tất cả các kim loại kiềm đều cĩ mạng tinh thể lập phương tâm khối, do bán kính nguyên tử ..., trong tinh thể các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết .... Vì vậy kim loại kiềm cĩ:
•Khối lượng riêng ... (kim loại rất nhẹ, D < 2 g/cm3
) •Nhiệt độ nĩng chảy, nhiệt độ sơi ... (tO
nc < 200OC) •Độ cứng ... (kim loại mềm)
–Màu ngọn lửa đặc trưng của đơn chất và hợp chất: Natri (...); Kali (...)
III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC
Các kim loại kiềm đều cĩ I1 ......., thế điện cực chuẩn cĩ giá trị ... Vì vậy tính chất hĩa học đặc trưng của kim loại kiềm là :...
1. Tác dụng với phi kim
- Kim loại kiềm bị oxi hĩa nhanh trong khơng khí ở ngay nhiệt độ thường tạo oxit M + O2→ ……….
- Khi đốt cháy trong khơng khí hay oxi cĩ thể tạo peoxit.
57 - Kim loại kiềm phản ứng mạnh với các halogen, lưu huỳnh… M + Cl2→ ………….. M + S → …………..
2. Tác dụng với H2O
- Tác dụng mãnh liệt ở nhiệt độ thường. Với Na, K, Rb, Cs: bốc cháy trong nước. M + H2O → ……….
Do vậy muốn bảo quản kim loại kiềm, ta ngâm chìm chúng trong …………....
3. Tác dụng với axit (axit trước-nước sau)
M + H+ → ……….
Do H+cĩ tính oxi hĩa mạnh hơn H2O nên khi cho kim loại kiềm vào dung dịch axit lỗng, kim loại kiềm tác dụng với axit trước, khi hết axit sẽ phản ứng với H2O.
4. Tác dụng với dung dịch muối (nước trước-muối sau)
Vd: Cho mẫu K vào dung dịch FeCl3
... ... ... IV. ĐIỀU CHẾ
Điện phân nĩng chảy muối clorua hoặc hiđroxit kim loại kiềm.
NaCl ………..
NaOH ………
V. ỨNG DỤNG
–Chế tạo hợp kim cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy… –………. dùng chế tạo tế bào quang điện
–Kim loại ………… dùng làm chất trao đổi nhiệt trong lị phản ứng hạt nhân.
–Kim loại kiềm được dùng điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.
–Kim loại kiềm được dùng làm chất xúc tác trong nhiều phản ứng hữu cơ (tổng hợp Wurtz, trùng hợp cao su Buna…)
B - HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM
I. NaOH (Natri hiđroxit) 1. Tính chất vật lý
–Chất rắn, ..., to
nc = 322oC,... trong nước và tỏa nhiệt lượng lớn do tạo thành các hyđrat. NaOH rắn là chất hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa) nên được dùng làm khơ một số khí.
–Rất bền nhiệt, khi nĩng chảy và hĩa hơi vẫn khơng bị phân hủy.
2. Tính chất hĩa học: là bazơ mạnh:
–Điện li: NaOH → ...
→ đpnc → đpnc
58
–Tác dụng axit, oxit axit:
NaOH + HCl → ... H+ + OH– → ………. NaOH + CO2→ ...
NaOH + CO2→ ... –Tác dụng dd muối: NaOH + CuSO4→ ...
OH– + Cu2+→ ...
3. Ứng dụng
NaOH cĩ nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành cơng nghiệp chế biến dầu mỏ, luyện nhơm, xà phịng, giấy, dệt…
4. Điều chế : Điện phân dung dịch NaCl cĩ vách xốp ngăn cách 2 điện cực. Sơ đồ điện phân:
Catod (–) NaCl
(H2O)
Anod (+)
Phương trình phản ứng:
NaCl+ H2O ...
=>cơ đặc dd nhiều lần, NaCl ít tan hơn NaOH nên kết tinh trước. Tách dần NaCl ra khỏi dd, cịn lại dd NaOH.
–Từ soda Na2CO3:
Na2CO3 + Ca(OH)2→ ...
II. NaHCO3 (Natri hiđrocarbonat; Natribicarbonat)
1. Tính chất vật lý: Chất rắn ..., ... trong nước 2. Tính chất hĩa học Kém bền nhiệt: NaHCO3 ... Tính lưỡng tính: * NaHCO3 + HCl → ... HCO3 – + H+→ ... Ion HCO3
– nhận proton, thể hiện tính chất của một bazơ. * NaHCO3 + NaOH → ... HCO3
–
+ OH– → ... Ion HCO3
– nhường proton, thể hiện tính chất của một axit.
Thuỷ phân: NaHCO3→ ... HCO3 – + H2O ⇌ ... ← → ngăn màngđpdd → → 100oC
59
NaHCO3 thuỷ phân cho mơi trường ... Khi đun nĩng, H2CO3 bị phân hủy, khí CO2 từ từ thốt ra làm nồng độ CO2giảm, cân bằng thủy phân chuyển dời sang phải làm tăng [OH–] nên dung dịch cĩ phản ứng kiềm mạnh.
3. Ứng dụng
NaHCO3 được dùng trong cơng nghiệp dược phẩm (chế thuốc đau dạ dày,…), cơng nghệ thực phẩm (làm bột nở, chế nước giải khát…)
4. Điều chế: CO2 + ………… + ………….. → NaHCO3
III. Na2CO3 (Natri cacbonat; soda) 1. Tính chất vật lý
– Chất rắn ..., ... trong nước.
–Rất bền nhiệt, nĩng chảy ở 850oC vẫn khơng bị phân hủy.
2. Tính chất hĩa học Tính bazơ: Na2CO3 + HCl → ... CO3 2– + H+→ ... Ion CO3 2–
nhận proton, thể hiện tính chất của một bazo.
Thuỷ phân: Na2CO3→ ... CO3
2–
+ H2O ⇌ ...
Vậy: Na2CO3 thuỷ phân cho mơi trường ... (dd Na2CO3 làm quỳ tím ..., p.p. ...)
3. Ứng dụng
Na2CO3là nguyên liệu trong cơng nghiệp sản xuất thủy tinh, xà phịng, giấy, dệt và điều chế nhiều muối khác. Dung dịch Na2CO3 dùng tẩy sạch vết dầu mỡ bám trên chi tiết máy, trước khi sơn, mạ kim loại. Trong gia đình, Na2CO3dùng làm chất tẩy rửa.
60
Bài 26: KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
– Em cĩ biếtchính magie tham gia vào một cơng việc to lớn là tích luỹ năng lượng mặt trời? Magie cĩ mặt trong chất diệp lục – một pháp sư vĩ đại, là chất hấp thụ năng lượng mặt trời rồi dùng năng lượng ấy để biến khí cacbonic và nước thành những chất hữu cơ phức tạp (đường, tinh bột...) cần thiết cho sự sống của con người và của mọi động vật. Quá trình tạo thành các chất hữu cơ như vậy được gọi là sự quang hợp; quá trình này cĩ kèm theo sự giải phĩng oxi từ lá cây. Nếu khơng cĩ chất diệp lục thì sẽ khơng cĩ sự sống, mà nếu khơng cĩ magie thì khơng cĩ chất diệp lục, vì nguyên tố này chiếm đến 2% trong đĩ. Như vậy cĩ nhiều khơng? Các bạn thử đốn xem: chỉ riêng lượng magie trong chất diệp lục của thực vật cũng đã lên đến gần 100 tỷ tấn! Ngồi thực vật ra, magie cịn cĩ mặt trong hầu hết tất cả các cơ thể sống. Giả sử bạn cân nặng 60 kg thì trong đĩ cĩ chừng 25 g magie.
A – KIM LOẠI KIỀM THỔ
I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG
Một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm thổ
Nguyên tố 4Be 12Mg 20Ca 38Sr 56Ba
Cấu hình e–
[He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
Bán kính nguyên tử (nm) 0,098 0,136 0,174 0,191 0,220
I2 (KJ/mol) 1800 1450 1150 1060 970
Độ âm điện 1,57 1,31 1,00 0,95 0,89
Thế điện cưc chuẩn –1,85 –2,37 –2,87 –2,89 –2,90
Mạng tinh thể Lục phương Lập phương
tâm diện Lập phương tâm khối –R khá lớn, Z nhỏ, thế điện cực chuẩn rất âm, cấu hình ngồi e cùng ...
⇒ Dễ ... ⇒Tính khử ... : M → M2+ + 2e– (trong các hợp chất, kim loại kiềm chỉ cĩ số oxi hĩa ...)
–Trong tự nhiên: MgCO3 (manhezit); MgCO3.CaCO3 (đolomit); CaCO3 (đá vơi); KCl.MgCl2.6H2O (cacnalit); Ca3(PO4)2 (photphorit); Ca5F(PO4)3 (floapatit).
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
61
Nguyên tố 4Be 12Mg 20Ca 38Sr 56Ba
Khối lượng riêng D (g/cm3
) 1,85 1,74 1,55 2,60 3,50 Độ cứng (Kim cương :10) 2,0 1,5 1,8 Nhiệt độ nĩng chảy (o C) 1280 650 838 768 714 Nhiệt độ sơi (o C) 2770 1110 1440 1380 1640
–Các kim loại kiềm thổ cĩ màu trắng bạc, cĩ thể dát mỏng, kéo sợi.
–Do bán kính nguyên tử lớn, trong tinh thể các nguyên tử liên kết với nhau bằng
.... Vì vậy kim loại kiềm thổ cĩ: •Khối lượng riêng ... (kim loại nhẹ)
•Nhiệt độ nĩng chảy, nhiệt độ sơi ...
•Độ cứng ... (cứng hơn kim loại ...nhưng mềm hơn...)
–Màu ngọn lửa đặc trưng của đơn chất và hợp chất: Ca màu …………, Sr màu ………, Ba màu ……….
Kim loại nếu ta đốt cháy Cho nhiều màu sắc khác nhau
Liti cho màu đỏ tía Natri lại chuyển lửa vàng
Kali thì màu tím nhớ Bari vàng lục đặc trưng Canxi chuyển đỏ da cam Cách này phân biệt rất hay Sắc màu hấp dẫn, vơ cùng khĩ quên.
III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC
Tính chất hĩa học của kim loại kiềm thổ là ... M → M2+ + 2 e– (yếu hơn ...). Tính khử tăng dần từ ...
1. Tác dụng với Phi kim
a. Tác dụng với oxi
–Ở nhiệt độ thường, Be và Mg phản ứng chậm với oxi khơng khí tạo thành 1 lớp oxit bền bảo vệ kim loại. Các kim loại cịn lại phản ứng với oxi khơng khí mãnh liệt hơn.
–Khi đốt nĩng, các kim loại nhĩm IIA đều cháy: M + O2 ...
b. Tác dụng các phi kim khác:
Kim loại kiềm thổ phản ứng mạnh với các halogen, lưu huỳnh… M + Cl2 ... M + S ...
2. Tác dụng với H2O
–Be ...
–Mg phản ứng ... ở nhiệt độ thường, nếu đun nĩng Mg phản ứng với hơi nước tạo MgO và H2.
→ to
→
62
Mg + H2Ohơi ... –Ca, Sr, Ba: ... ở nhiệt độ thường.
M + 2H2O → ...
3. Tác dụng với axit (xem tính chất hĩa học của kim loại) M + 2H+ → ...
+ H O3 lỗng → (NO3)2 + H4NO3 + H2O Mg + H2SO4(đặc) → MgSO4 + H2S↑ + H2O
4. Tác dụng dd kiềm: chỉ cĩ Be phản ứng được với dd kiềm (NaOH, KOH, Ba(OH)2…) do oxit và hiđroxit của Be lưỡng tính.
Be + 2NaOH → Na2BeO2 + H2↑
5. Tác dụng với dd muối
–Be và Mg phản ứng như các kim loại bình thường khác: Be + Cu(NO3)2→ ... Mg + Zn(NO3)2→ ...
–Ca, Sr, Ba: Do tác dụng dễ dàng với H2O nên khi cho vào dd muối thì chúng phản ứng với ... trước:
Vd: Cho Ba vào dd CuSO4 : ... ...
Hiện tượng: ...
IV. ĐIỀU CHẾ
Điện phân nĩng chảy muối halogenua :
MX2 ...
Vd: CaCl2 ...
V. ỨNG DỤNG
–Kim loại Be dùng làm chất phụ gia để chế tạo những hợp kim cĩ tính đàn hồi cao, bền chắc, khơng bị ăn mịn.
–Kim loại Mg cĩ nhiều ứng dụng hơn cả. Nĩ được dùng chế tạo những hợp kim cĩ đặc tính cứng, nhẹ, bền. Những hợp kim này được dùng chế tạo máy bay, tên lửa ơtơ… Kim loại Mg cịn được dùng để tổng hợp nhiều chất hữu cơ (hợp chất cơ Mg). Bột Mg trộn với chất oxi hĩa dùng chế tạo chất chiếu sáng ban đêm.
–Kim loại Ca dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép. Canxi cịn được dùng làm khơ một số hợp chất hữu cơ.
– Ở những người hay cáu gắt, dễ bị xúc động, các cơ tim khi làm việc thường hay bị rối loạn hơn là ở những người điềm tĩnh. Sở dĩ như vậy là vì khi tức giận magie cĩ trong cơ thể sẽ bị “bốc cháy”.
– Các nhà sinh học Pháp cho rằng, nguyên tố này sẽ giúp các thầy thuốc chống lại một căn bệnh nghiêm trọng của thế kỷ XX là bệnh lao lực. Các cơng trình nghiên cứu đã cho thấy rằng, trong máu của những
→ ~200oC o M N+5 M+2 N−3 → đpnc → đpnc
63
người mệt mỏi cĩ ít magie hơn so với những người cịn sung sức, và ngay cả khi mà “đường cong magie” chỉ bị lệch rất ít so với mức bình thường thì cũng khơng phải là hồn tồn vơ sự.
B - HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
I. M(OH)2 (Hiđroxit) 1. Tính chất
Tính bazơ Trong nước… toC phân hủy
Be(OH)2 Lưỡng tính Khơng tan
Mg(OH)2 Trung bình Khơng tan 150 Ca(OH)2 (vơi tơi) Mạnh Ít tan (độ tan ở 25o C là 0,12g/100g H2O) 550 Sr(OH)2 Mạnh Tan 750 Ba(OH)2 Mạnh Tan 1000 Tính bazơ :tăng dần từ Be(OH)2đến Ba(OH)2:
Ca(OH)2 + HCl → ... Ca(OH)2 + CO2→ ... Ca(OH)2 + CO2→ ... - Dung dịch Ca(OH)2: nước vơi trong
2. Điều chế
MCl2 + H2O ………
Ngồi ra: Be(OH)2 và Mg(OH)2 : MCl2 + NaOH → ... Ca(OH)2, Ba(OH)2 : M + H2O → ... MO + H2O → ...
3. Ứng dụng của Ca(OH)2
Điều chế NaOH trong cơng nghiệp; chế tạo vữa xây nhà; khử chua đất trồng trọt; chế tạo clorua vơi là chất tẩy trắng, khử trùng.
Thí ngiệm “Thổi khí làm đổi màu”. Dụng cụ, hĩa chất và cách tiến hành như sau: * Hĩa chất và dụng cụ: CaO, nước, cốc thủy tinh, ống dẫn khí thủy tinh.
* Cách tiến hành:
− Lấy một ít vơi cho vào trong cốc thủy tinh, thêm nước lạnh, khuấy trộn, để lắng rồi gạn lấy phần dung dịch trong, khơng màu vào một chiếc cốc.
− Bạn cắm một đầu ống dẫn khí vào cốc, một đầu ống dẫn khí thì ngậm trong miệng mà thổi hơi vào cốc đựng nước vơi.
− Quan sát hiện tượng xảy ra.
− Tiếp tục thổi cho đến khi cĩ hiện tượng khác. ngăn
64
* Giáo viên yêu cầu HS nêu hiện tượng và giải thích: Khi thổi hơi vào trong cốc thì dung dịch bị vẩn đục. Nhưng nếu ta tiếp tục thổi hơi vào tiếp thì dung dịch lại trở thành trong suốt như ban đầu.