Lý thuyết Kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ


1. Kim loại kiềm thổ...

A. KIM LOẠI KIỀM THỔ

I. Vị trí và cấu tạo

- Kim loại kiềm thổ là những nguyên tố s (ns2) thuộc nhóm IIA, gồm các kim loại:

Beri     Magie          Canxi            Stronti          Bari 

=> Trong mỗi chu kì, các kim loại kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm.

II. Tính chất vật lý

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp

- Do cấu tạo mạng tinh thể của các nguyên tố khác nhau nên nhiệt độ nóng chảy,  nhiệt độ sôi không thay đổi dựa theo điện tích hạt nhân

(Be, Mg có mạng lục phương; Ca, Sr có mạng lập phương tâm mặt; Ba có mạng lập phương tâm khối)

III. Tính chất hóa học

Kim loại kiềm thổ có 2 e lơp ngoài cùng trong cấu hình e

=> có xu hướng nhường 2 e khi tham gia phản ứng hóa học

=> Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh.

1. Tác dụng với phi kim

2Mg   +    O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2MgO

Ca   +  Cl2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) CaCl2

2. Tác dụng với axit

Ca    +    2HCl      →      CaCl2     +    H2­

3. Tác dụng với nước

Ca     +   2H2O      →      Ca(OH)2     +   H2­

Mg     +    H2O  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  MgO    +   H2­

IV. Ứng dụng

- Kim loại Be được dùng làm chất phụ gia để chế tạo những hợp kim có tính đàn hồi cao, bền chắc, không bị ăn mòn.

- Kim loại Mg dùng để chế tạo những hợp kim có đặc tính cứng, nhẹ, bền. Những hợp kim này được dùng để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô,... Kim loại Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hoá dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm.

 - Kim loại Ca dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép. Canxi còn được dùng để làm khô một số hợp chất hữu cơ.

V. Điều chế:

Điện phân nóng chảy muối kim loại kiềm thổ

CaCl2   \(\xrightarrow{\text{pnc}}\)   Ca     +    Cl2

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CANXI

1. Canxi hidroxit, Ca(OH)2

Tính chất vật lý: là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước

Tính chất hóa học: Mang đầy đủ tính chất của một dung dịch kiềm (tác dụng với axit, oxit axit, muối)

2. Canxi cacbonat, CaCO3

Tính chất vật lý: chất rắn màu trắng, không tan trong nước

Tính chất hóa học : đây là muối của axit yếu, không bền nên tác dụng được với nhiều axit vô cơ, giải phóng khí cacbonic :

CaCO3    +   2HCl    →    CaCl2   +    H2O    +   CO2­

CaCO3 + 2CH3COOH → Ca(CH3COO)+ H2O + CO2­

Canxi cacbonat tan dần trong nước có chứa khí cacbon dioxit, tạo ra muối tan là canxi hidrocacbonat (Ca(HCO3)2):

CaCO3  +  H2O  +  CO2  \(\rightleftarrows \)  Ca(HCO3)2

=> Phản ứng thuận: Giải thích sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi

Phản ứng nghịch: Giải thích sự hình thành thạch nhũ có trong hang động.

3. Canxi sunfat, CaSO4

Tính chất:

Canxi sunfat là chất rắn, màu trắng, tan ít trong nước (độ tan ở 25oC là 0,15 g/100 gam H2O).

Tuỳ theo lượng nước kết tinh trong muối  canxi sunfat, ta có 3 loại :

CaSO4.2H2O có trong tự nhiên là thạch cao sống, bền ở nhiệt độ thường.

CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O là thạch cao nung

CaSO4 có tên là thạch cao khan

Thạch cao khan không tan và không tác dụng với nước.

4. Nước cứng

Định nghĩa: Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.

Phân loại:

+ Nước cứng tạm thời: là nước có chứa các ion: Ca2+, Mg2+, HCO3-

+ Nước cứng vĩnh cửu: là nước có chứa các ion: Ca2+, Mg2+, SO42-, Cl-

+ Nước cứng toàn phần: là nước có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu

=> Nước tự nhiên thường là nước cứng toàn phần.

Tác hại của nước cứng:

- Làm giảm bọt, giảm khả năng tẩy rửa của xà phòng, khiến thức ăn lâu chín và giảm mùi vị.

- Nước cứng cũng gây tác hại cho các ngành sản xuất, làm hỏng nhiều dung dịch cần pha chế.

Biện pháp làm mềm nước cứng

Nguyên tắc : Làm giảm nồng độ các cation Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.

* Phương pháp kết tủa

+ Nước cứng tạm thời : Đun sôi

Ca(HCO3)2   \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)   CaCO3¯   +   CO2­  +  H2O  

Mg(HCO3)2  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  MgCO3¯  +   CO2­  +  H2

+ Nước cứng vĩnh cửu : Dùng dung dịch Na2CO3, Na3PO4.

Ca2+    + \(C{{O}_{3}}^{2-}\)  →  CaCO3 ¯

3Ca2+  + \(P{{O}_{4}}^{3-}\) →  Ca3(PO4)2 ¯

* Phương pháp trao đổi ion

4. Nhận biết ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch

Để chứng minh sự có mặt của ion Ca2+, Mg2+ ta dùng dung dịch chứa muối cacbonat để tạo ra kết tủa CaCO3 hoặc MgCO3. Sau đó sục khí CO2 dư vào dung dịch, nếu kết tủa tan chứng tỏ có mặt của Ca2+ hoặc Mg2+ trong dung dịch ban đầu

Loigiaihay.com


Bình chọn:
3.9 trên 8 phiếu

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Hóa lớp 12 - Xem ngay

>> Luyện thi tốt nghiệp THPT và Đại học năm 2021, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn cùng các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu trên Tuyensinh247.com. Đã có đầy đủ các khóa học từ nền tảng tới luyện thi chuyên sâu.


Gửi bài