Hóa 12 Bài 26: Kim loại kiềm thổ

Hóa 12 Bài 26: Kim loại kiềm thổ được VnDoc biên soạn, tổng hớp là nội dung trong tâm kiến thức Bài 26 Hóa 12 kim loại kiềm thổ. Giúp bạn đọc củng cố, cũng như các thể nắm chắc kiến thức bài học, từ đó vận dụng giải các dạng câu hỏi, bài tập sách giáo khoa, sách bài tập. Mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.

A. Kim loại kiềm thổ

I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn, gồm những nguyên tố Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

Nguyên tử của các kim loại kiềm thổ đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns² (n là số thứ tự của lớp).

II. Tính chất vật lý

Kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc, có thể dát mỏng.

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thổ tương đối nhỏ , tuy cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối thấp.

III. Tính chất hoá học của kim loại kiềm thổ

Các kim loại kiềm thổ có năng lượng ion hóa tương đối nhỏ, vì vậy kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh. Tính khử tăng dần từ Be đến Ba.

M → M²⁺ + 2e

Số oxi hóa trong hợp chất: +2

1. Tác dụng với phi kim: Kim loại kiềm thổ khử phi kim thành ion âm.

Ví dụ: 2Ca + O₂ → 2CaO

2. Tác dụng với axit

Với HCl, H₂SO₄ loãng: khử ion H₊ thành khí H₂

Ví dụ: Ca + 2HCl → CaCl2 + H₂↑

Với HNO₃, H₂SO_{4 đặc, nóng} thì N⁺⁵ → N^-3, S⁺⁶→ S^-2

Ví dụ: 4Mg + 10HNO₃ → 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

3. Tác dụng với H₂O (ở t⁰ thường)

Ở nhiệt độ thường, Be không khử được nước, Mg khử chậm. Các kim loại còn lại khử mạnh nước giải phóng khí hiđro.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑

B. Một số hợp chất quan trọng của Canxi

I. Canxi hiđroxit - Ca(OH)₂

1. Tính chất vật lí

Ca(OH)₂ còn gọi là vôi tôi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước.

Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH-

2. Tính chất hóa học

Ca(OH)₂ là một bazo, nên có thể phản ứng với muối, axit, oxit axit, ...

Tính chất của bazơ nên hấp thụ dễ dàng khí CO₂ tạo ra kết tủa nên dùng để nhận biết khí CO₂.

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃  + H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Chú ý:

Để xác định sản phẩm của phản ứng → Tính tỷ lệ T = n(OH-)/ n(CO₂)

Nếu T ≤ 1 → tạo Ca(HCO₃)₂

Nếu T ≥ 2 → tạo CaCO₃

Nếu 1 < T < 2 → tạo Ca(HCO₃)₂ và CaCO₃

3. Ứng dụng

Ca(OH)₂ là một bazơ mạnh, lại rẻ tiền nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: sản xuất amoniac (NH₃), clorua vôi (CaOCl₂), vật liệu xây dựng,

II. Canxi cacbonat – CaCO₃ (đá vôi)

Tính chất vật lý: CaCO₃ là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước,

Tính chất hóa học: Tính chất của muối

Phản ứng nhiệt phân: CaCO₃ → CaO + CO₂

Ở nhiệt độ thường, CaCO₃ tan trong nước khi có CO₂

CaCO₃ + CO₂ + H₂O ↔ Ca(HCO₃)₂

Đá vôi dùng làm vật liệu xây dựng, sản xuất vôi, xi măng, thủy tinh,... Đá hoa dùng trong các công trình mĩ thuật (tạc tượng, trang trí,...). Đá phấn dễ nghiền thành bột mịn làm phụ gia của thuốc đánh răng,...

III. Canxi sunfat

Trong tự nhiên, canxi sufat tồn tại muối ngậm nước CaSO₄.2H₂O gọi là thạch cao sống.

CaSO₄.2H₂O → CaSO₄.H₂O + H₂O (đk: 160^oC)

Thạch cao khan là CaSO₄  được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ 350^oC

Thạch cao dùng điều chỉnh tốc độ đông cứng của xi măng. Thạch cao nung dùng đúc tượng, đúc khuôn, bó bột khi gãy xương…

C. Nước cứng

I. Khái niệm nước cứng

Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Ca²⁺ và Mg²⁺.

Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước mềm.

Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂.

Khi đun sôi nước, các muối Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂ bị phân hủy tạo ra kết tủa CaCO₃ và MgCO₃ nên sẽ làm mất tính cứng.

Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi các muối sunfat, clorua của canxi và magie.

Khi đun sôi, các muối này không bị phân hủy nên tính cứng vĩnh cửu không mất đi.

Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

II. Tác hại nước cứng

Trong giặt giũ : làm cho vải mau mục , tốn nhiều xà phòng.

Trong nấu nướng : làm thức ăn lâu chín ,giảm mùi vị.

Trong sản xuất : tạo lớp cặn trong nồi hơi , tốn nhiên liệu và thời gian, không an toàn.

III. Cách làm mềm nước cứng

Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm giảm nồng độ Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước cứng.

1. Phương pháp kết tủa

Đun sôi nước để chuyển muối HCO₃- thành CO₃^2- sau đó loại bỏ kết tủa.

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O (nhiệt độ)

Dùng dung dịch Ca(OH)₂ vừa đủ sau đó lọc bỏ kết tủa.

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃ ↓+ H₂O

Nước có tính cứng vĩnh cửu và tạm thời: dùng dd Na₂CO₃ hoặc Na₃PO₄

CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓+ 2NaCl

MgSO₄ + Na₂CO₃ → MgCO₃↓+ Na₂SO₄

2. Phương pháp trao đổi ion

cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion (cationit) sau đó các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ sẽ bị giữ lại và thay vào đó là ion Na+ hoặc H+ ta được nước mềm

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

Ta dùng dd muối chứa CO₃^2- sẽ tạo ra kết tủa. Sục khí CO₂ dư vào dd, kết tủa bị hoà tan chứng tỏ có mặt Ca²⁺ hoặc Mg²⁺.

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (tan)

---------------------------------

Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Hóa 12 Bài 26: Kim loại kiềm thổ. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Hóa học lớp 10, Giải bài tập Hóa học lớp 11, Hóa học lớp 12,  mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.