Nội dung lý thuyết
KIM LOẠI KIỀM-KIỀM THỔ-NHÔM
- Kim loại kiềm thuộc nhóm IA,gồm Na,K,Rb,Cs,Fr.
- Cấu hình e ngoài cùng ns1
-Các kloại kiềm có màu trắng bạc và có ánh kim, dẫn điện tốt, tonc, tos thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp.
-Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa nhỏ, vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh. Tính khử tăng dần từ liti đến xesi.
-Trong hợp chất, các kim loại kiềm có số oxi hóa+1.
a. Tác dụng với phi kim
2Na + O2 →Na2O2
4Na + O2→2Na2O
2K + Cl2→2KCl
b. Tác dụng với axit
2Na+2HCl→2NaCl+H2
c. Tác dụng với H2O
2K+2H2O→2KOH+H2
Na nóng chảy và chạy trên mặt nước, K bùn cháy, Rb&Cs gây nổ.
Kim loại kiềm tác dụng dễ dàng với H2O, O2 nên người ta bảo quản nó trong dầu hỏa.
a.Ứng dụng :
- Chế tạo hợp kim có t0nc thấp.
- Hợp kim Li-Al dùng trong kỉ thuật hàng không.
- Cs làm tế bào quang điện
b. Điều chế :
- Khử ion của kim loại kiềm thành kim loại tự do M++e→M bằng cách điện phân nóng chảy muối halogenua của kim loại kiềm
2NaCl2 →Na+Cl2
-NaOH(xút ăn da) là chất rắn, không màu, dễ nóng chảy, hút ẩm mạnh tỏa nhiều nhiệt
-NaOH tác dụng được với axit, oxit axit, muối
CO2+2NaOH→Na2CO3 + H2O
CO2+NaOH→NaHCO3
HCl+NaOH→NaCl+H2O:
CuSO4+2NaOH→Na2SO4+Cu(OH)2
-Ứng dụng: Làm xà phòng, phẩm nhuộm, tơ nhân tạo,luyện nhôm, tinh chế dầu mỏ.
– Na2CO3 là chất rắn, màu trắng tan nhiều trong nước.
– Ứng dụng: Na2CO3 dùng trong công nghiệp thủy tinh, bột giặt, phẩm nhuộm.
- KNO3 là những tinh thể không màu, bền trong không khí, tan nhiều trong nước.
- Bị nhiệt phân 2KNO3→2KNO2+O2
- Ứng dụng : Dùng làm phân bón, tạo thuốc nổ.
1.Vị trí và cấu tạo :
- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA, gồm Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra.
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns2,
- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp.Độ cứng có cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn thấp. Khối lượng riêng tương đối nhỏ,là những kim loại nhẹ hơn nhôm.(trừ Ba)
- Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa tương đối nhỏ, vì vậy
- Kim loại kiềm thổ có tính khử manh.Tính khử tăng dần từ Be đến Ba: M→M2+ +2e.
-Trong các hợp chất , kim loại kiềm thổ có số oxi hóa là +2.
a.Tác dụng với phi kim:
2Mg + O2 →2MgO
b. Tác dụng với axit:
* Axit HCl, H2SO4 loãng
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
* Axit HNO3, H2SO4 đặc
4Mg + 10HNO3 loãng → 4Mg(NO3)3 + NH4NO3 + 3H2O
( Sản phẩm khử cua N+5 có thể là NO2, NO, N2O, N2 hoặc NH4+)
4Mg + H2SO4 đặc → 4MgSO4 + H2S + 4H2O
( Sản phẩm khử của S+6 có thể là SO2, S hoặc H2S)
c. Tác dụng với nước:
-Ca,Sr,Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường thành dung dịch bazơ.
- Be không tác dụng với nước.
- Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường, tác dụng nhanh với nước ở nhiệt độ cao.
IV. Hợp chất của kim loại kiềm thổ
- Ca(OH)2 rắn ,màu trắng , ít tan trong nước
- Dung dịch canxi hiđroxit là một dd bazơ mạnh. Tác dụng với oxit axit, axit ,muối.
-Ứng dụng: chế tạo tạo vữa xây nhà,khử chua, tẩy trùng ,khử trùng, sx amoniac, clorua vôi, vật liệu xây dựng.
- CaCO3 Chất rắn màu trắng ,không tan trong nước, là muối của một axit yếu và không bền,tác dụng với nhiều axit vô cơ và hữu cơ giải phóng khí CO2
CaCO3+ 2HCl→ CaCl2 +H2O +CO2
-CaCO3 tan dần trong nước có chứa khí CO2 :
CaCO3 + H2O +CO2 ↔ Ca(HCO3)2
phản ứng xảy ra theo 2 chiều :chiều (1) giải thích sự xâm thực của nước mưa,chiều (2) giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong hang động.
- CaSO4chất rắn màu trắng , ít tan trong nước.Có 3 loại:
+ CaSO4.2H2O :thạch cao sống,bền ở nhiẹt độ thường.
+ CaSO4.H2O: thạch cao nung thường dùng đúc tượng, làm phấn viết bảng, bó bột khi gãy xương…
+ CaSO4: thạch cao khan, điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ cao hơn.
V. Nhôm
- Nhôm có số hiệu nguyên tử 13, thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, chu kì 3 BTH
- Cấu hình e: [Ne]3s23p1
- Số oxi hoá trong hợp chất: +3
- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng, dẫn điện và nhiệt tốt.
- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh sau kim loại kiềm và kiềm thổ.
a. Tác dụng với phi kim:
- Tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như: O2, Cl2, S,…
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
b. Tác dụng với axit
* Với HCl và H2SO4 loãng
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
*Với HNO3 , H2SO4 đặc
Al + 4HNO3 loãng→ Al(NO3)3 + NO + 2H2O
2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Với HNO3 và H2SO4 đặc nguội: Al không tác dụng (bị thụ động hóa).
c. Tác dụng với nước.
- Nhôm không tác dụng được với nước vì được phủ màng Al2O3 rất mỏng, mịn, bền nên không cho nước và khí thấm qua.
d. Tác dụng với dung dịch kiềm.
- Nhôm tan trong dung dịch kiềm :
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2(dd) + 3H2↑
e. Tác dụng với oxit kim loại:
- Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại tạo thành kim loại.
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
-Hỗn hợp (Al + Fe2O3) được gọi là tecmit, có ứng dụng để hàn đường ray.
a. Ứng dụng:
- Chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ, trang trí nội thất, bột nhôm trộn bột sắt( tecmit) dùng hàn đường ray.
b. Sản xuất:
- Nhôm được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy nhôm oxit.
- Al2O3 là chất rắn màu trắng, không tác dụng với nước và không tan trong nước.
- Al2O3 là một oxit lưỡng tính.
Al2O3 + 6HCl → 2 AlCl3 + 3H2
Al2O3 + 2 NaOH → 2NaAlO2+ 3 H2O
-Ứng dụng : Làm đồ trang sức, CN kỷ thuật cao, vật liệu mài ( đá mài ), nguyên liệu sản xuất nhôm kim loại
- Al(OH)3 là chất rắn màu trắng, kết tủa keo trong nước.
-Al(OH)3 là một hidroxit lưỡng tính :
Al(OH)3 + 3 HCl → AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2+ 2H2O
-Phèn chua K2SO4. Al2(SO4)3 .24H2O.
-Nếu thay K+ bằng Na+, Li+ hay NH4+
-Ứng dụng: phèn chua được sử dụng trong thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu, làm trong nước.