Lý thuyết Hóa học 12 bài 25: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm
Chúng tôi xin giới thiệu bài Lý thuyết Hóa học 12 bài 25: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 12 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.
Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm
1. Kim loại kiềm
1.1. Vị trí trong Bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
Kim loại kiềm thuộc nhóm IA. Gồm các nguyên tố: liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), Xêsi (Cs) và Franxi (Fr).
Cấu hình electron nguyên tử: Li: [He]2s1 Na: [Ne]3s1 K: [Ar]4s1 Rb: [Kr]5s1 Cs: [Xe]6s1
1.2. Tính chất vật lí của kim loại kiềm
Màu trắng bạc và có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp.
Nguyên nhân: Kim loại kiềm có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng. Mặt khác, trong tinh thể các nguyên tử và ion liên kết với nhau bằng liên kết kim loại yếu.
1.3. Tính chất hóa học của kim loại kiềm
a. Tác dụng với phi kim (O2, Cl2...)
Thí nghiệm Natri với oxi
\(Na + {O_2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}N{a_2}{O_2} (Natrai peoxit)\)
\(Na + {O_2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}N{a_2}O (Natri oxit)\)
Thí nghiệm:\(Na+ Cl_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}NaCl\)
b. Tác dụng với axit
Thí nghiệm của Natri với dung dịch HCl:
c. Tác dụng với nước
Thí nghiệm: Na với nước:
1.4. Ứng dụng, trạng thái thiên nhiên và điều chế
a. Ứng dụng
Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ ngoài cùng thấp.
Hợp kim Li – Al siêu nhẹ, được dùng trong kĩ thuật hàng không.
Cs được dùng làm tế bào quang điện.
b. Trạng thái tự nhiên
Tồn tại ở dạng hợp chất: NaCl (nước biển), một số hợp chất của kim loại kiềm ở dạng silicat và aluminat có ở trong đất.
c. Điều chế
Khử ion của kim loại kiềm trong hợp chất bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của chúng.
2. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm
2.1. Natri hidroxit (NaOH)
a. Tính chất vật lí
Chất rắn, không màu, dễ nóng chảy (tnc = 3220C), hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa), tan nhiều trong nước.
Khi tan trong nước, NaOH phân li hoàn toàn thành ion: NaOH → Na+ + OH-
b. Tính chất hóa học
Tác dụng với axit: HCl + NaOH → NaCl + H2O
Tác dụng với oxit axit:
NaOH + CO2 → NaHCO3 (tỉ lệ số mol NaOH : CO2 là 1:1)
2NaOH + CO2 → Na2CO3 (tỉ lệ số mol NaOH : CO2 là 2:1)
Tác dụng với dung dịch muối: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2\(\downarrow\) + Na2SO4
c. Ứng dụng
Nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm trong công nghiệp luyện nhôm và dùng trong công nghiệp chế biến dầu mỏ.
2.2. Natri hidrocacbonat
a. Tính chất vật lí
Chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước.
b. Tính chất hóa học
Phản ứng phân hủy:
\(2NaHCO_{3}\overset{t^{0}}{\rightarrow}Na_{2}CO_{3}+CO_{2}\uparrow+H_{2}O\)
NaHCO3 là hợp chất lưỡng tính:
\(NaHCO_{3}+HCl\rightarrow NaCl + CO_{2}\uparrow+H_{2}O\)
\(NaHCO_{3}+NaOH \rightarrow Na_{2}CO_{3}+H_{2}O\)
c. Ứng dụng
Dùng trong công nghiệp dược phẩm (chế thuốc đau dạ dày,…) và công nghiệp thực phẩm (làm bột nở,…)
2.3. Natri cacnonat (Na2CO3)
a. Tính chất vật lí
Chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước.
Ở nhiệt độ thường tồn tại dưới dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O, ở nhiệt độ cao muối này mất dần nước trở thành Na2CO3 khan, nóng chảy ở 8500C
b. Tính chất hóa học
Phản ứng với axit: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑+ H2O
Phản ứng với kiềm: Na2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓+ 2NaOH
Phản ứng với muối: Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 ↓ + 2NaCl
c. Ứng dụng
Là hóa chất quan trọng trong công nghiệp thuỷ tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy, sợi,…
2.4. Kali nitrat
a. Tính chất vật lí
Là những tinh thể không màu, bền trong không khí, tan nhiều trong nước.
b. Tính chất hóa học
Bị phân huỷ ở nhiệt độ cao: \(2KNO_{3}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2KNO_{2}+O_{2}\)
C. Ứng dụng
Dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) và chế tạo thuốc nổ. Thuốc nổ thông thường (thuốc súng) là hỗn hợp 68%KNO3, 15%S và 17%C (than)
Phản ứng cháy của thuốc súng:
\(2KNO_{3}+3C+S\overset{t^{0}}{\rightarrow}N_{2}+3CO_{2}+K_{2}S\)
3. Bài tập minh họa
3.1. Bài tập về Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm - Cơ bản
Phương trình hóa học:
\(Na + {O_2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}N{a_2}{O_2}\)
\(\begin{array}{l} N{a_2}{O_2} + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2}{O_2}\\ Na + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2} \end{array}\)
- Kim loại kiềm có khối lượng riêng nhỏ là do nguyên tử của các kim loại kiềm có bán kính nguyên tử lớn và có cấu tạo mạng tinh thể kém đặc khít.
- Kim loại kiềm có nhiệt độ nóng chảy thấp do lực liên kết kim loại trong mạng tinh thể kim loại kiềm kém bền vững.
Bài 3: Lấy 7,8 gam kali tác dụng hoàn toàn với nước thu được V lít khí (đktc). Giá trị của V là:\({n_{{H_2}}} = \frac{{{n_K}}}{2} = 0,1\;mol \Rightarrow {V_{{H_2}}} = 2,24lit\)
- Ta có hệ pt sau:
\(\left\{ \begin{array}{l} {n_{N{a_2}C{O_3}}}:{n_{NaHC{O_3}}} = 0,08:0,12\\ 2{n_{N{a_2}C{O_3}}} + {n_{NaHC{O_3}}} = 0,0125 \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} {n_{N{a_2}C{O_3}}} = 3,{57.10^{ - 3}}\;mol\\ {n_{NaHC{O_3}}} = 5,{36.10^{ - 3}}\;mol \end{array} \right.\)
\(\Rightarrow {V_{C{O_2}}} = 22,4.({n_{N{a_2}C{O_3}}} + {n_{NaHC{O_3}}}) = 0,2\;(l) = 200ml\)
3.2. Bài tập về Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm - Nâng cao
\({n_{{H^ + }}} = 2{n_{{H_2}S{O_4}}} + {n_{HCl}} = 2.0,5.0,1 + 0,1 = 0,2\,mol\)
\(\Rightarrow {n_{{H_2}\left( {axit} \right)}} = \frac{{{n_{{H^ + }}}}}{2} = 0,1\,mol < {n_{{H_2}}} = 0,3\,mol\)
=> Có các phản ứng:
\(Na + HCl \to NaCl + \frac{1}{2}{H_2}^ \uparrow\)
\(2Na + {H_2}S{O_4} \to N{a_2}S{O_4} + {H_2}^ \uparrow\)
\(Na + {H_2}O \to NaOH + \frac{1}{2}{H_2}^ \uparrow\)
\(\Rightarrow {n_{NaOH}} = 2\left( {{n_{{H_2}}} - {n_{{H_2}\left( {axit} \right)}}} \right) = 0,4\,mol\)
Vậy khi cô cạn dung dịch thì có: 0,1 mol NaCl; 0,05 mol Na2SO4; 0,4 mol NaOH
\(\Rightarrow m = 28,95g\)
--------------------------------------
Trên đây VnDoc.com vừa giới thiệu tới các bạn Lý thuyết Hóa học 12 bài 25: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm, mong rằng qua đây các bạn có thể học tập tốt hơn môn Hóa học nhé. Mời các bạn cùng tham khảo thêm kiến thức các môn: Toán 12, Vật lý 12, Giải bài tập Toán 12, Giải bài tập Hóa 12,...
