Loading...

Kiến thức cần nhớ Hóa 12, Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm

Chủ nhật - 04/03/2018 04:35
Kiến thức cần nhớ Hóa 12, Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm
Loading...
MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÍ THUYẾT CẦN NẮM VỮNG

I. KIM LOẠI KIỀM (IA)
 
Có 1 electron ở lớp ngoài cùng.

h1
 
Năng lượng ion hoá: Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hoá li nhỏ nhất so với các kim loại khác.
 
Trong nhóm kim loại kiềm, năng lượng ion hoá I1 giảm dần từ Li đến Cs.
 
Số oxi hóa: Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có số oxi hoá +III. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cùa các kim loại kiềm thấp hơn nhiều so với các kim loại khác. Tính chất này là do lực liên kết kim loại trong mạng tinh thể kim loại kiềm kém bền vững.
 
1. Tác dụng với phi kim
 
2Na + O2 => Na2O2 (r)
 
Natri tác dụng với oxi trong không khí khô ờ nhiệt độ phòng, tạo ra Na2O:

4Na + O2 => 2Na2O (r)
 
2. Tác dụng với axit

Kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) thành khí H2 (phản ứng gây nổ nguy hiểm):
 
2Li + 2HCl => 2LiCl + H2↑ 
 
3. Tác dụng với nước
 
2Na + 2H2O => 2NaOH (dd) + H2↑ 

2M + H2O =>  2MOH (dd) + H2↑ 

Do vậy, các kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm chìm trong dầu hoả.
 
+ Ứng dụng và điều chế

1. Ứng dụng của kim loại kiềm
 
Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy,...
Các kim loại kali và natri dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài loại lò phản ứng hạt nhân.
Kim loại xesi dùng chế tạo tế bào quang điện.
Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm bàng phương pháp nhiệt luyện.
Kim loại kiềm được dùng làm chất xúc tác trong nhiều phản ứng hữu cơ.
 
2. Điều chế kim loại kiềm
 
Phương pháp điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy hợp chất halogenua của kim loại kiềm.
 
Để hạ nhiệt độ nóng chảy của NaCl ở 800°c xuống nhiệt độ thấp hơn, người ta dùng hỗn hợp gồm 2 phần NaCl và 3 phần CaCl2 theo khối lượng. Hỗn hợp này có nhiệt độ nóng chảy dưới 600°c.
 
+ Một số hợp chất quan trọng,của kim loại kiềm
 
1. Natri hiđroxit, NaOH

a. Tính chất

Natri hiđroxit là chất rắn, không màu, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy (322°C), tan nhiều trong nước.

b. Ứng dụng

Natri hiđroxit có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ, luyện nhôm, xà phòng, giấy, dệt,...

c. Điều chế

Trong công nghiệp, người ta điều chế NaOH bàng cách điện phân dung dịch NaCl bão hoà. (có vách ngăn):

                           Điện phân
2NaCl + 2H2O ----------> H2↑  + Cl2↑  + 2NaOH
                        có vách ngăn
 
2. Natri hiđrocacbonat, NaHCO3
 
Tính chất
                       to
2NaHCO3 --------> Na2CO3 + H2O + CO2↑ 
 
Muối NaHCO3 có tính lưỡng tính, là tính chất của ion HCO3-; tuy nhiên, tính bazơ chiếm ưu thế.
 
3. Natri cacbonat, Na2CO3
 
Natri cacbonat dễ tan trong nước, nóng chảy ở 850°c.
 
Na2CO3 là muối của axit yếu, tác dụng được với nhiều axit:
 
Na2CO3 + 2HCl => 2NaCl + H2O + CO2
 
II. KIM LOẠI KIỀM THỔ (IIA)
 
Có 2 electron ở lớp ngoài cùng

h2

1. Tác dụng với phi kim
 
Khi đốt nóng, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy trong không khí tạo ra oxit.
                   to
2Mg + O2  => 2MgO
                to
Ca + Cl2  => CaCl2
 
2. Tác dụng với axit

Ca +2HCl => CaCl2 + H2
 
3. Tác dụng với nước
 
Ca, Sr, Ba tác dụng với H2O ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ. Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường tạo ra Mg(OH)2, tác dụng nhanh với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành MgO. Be không tác dụng với H2O dù ở nhiệt độ cao.
 
Ca + 2H2O  => Ca(OH)2 + H2
Mg + H2O => MgO + H2
 
Nguyên tố Be Mg Ca Sr Ba
Cấu hình electron [He]2s2 [Ne]3s2 [Ar]4s2 [Kr]5s2
[Xe]6s2
 
Mạng tinh thể Lục phương Lập phương tâm diện Lập phương tâm khối
 
Các kim loại kiềm thổ đều có tính khử mạnh, nhưng yếu hơn so với kim loại kiềm. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba.
 
III. NHÔM
 
h3
 
Có 3 electron ở lớp ngoài cùng.

Nhôm dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Độ dẫn nhiệt bằng 2/3 đồng nhưng lại nhẹ hơn đồng 3 lần. Độ dẫn điện của nhôm hơn sắt 3 lần.
 
1. Tác dụng với phi kim
 
Nhôm tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như O2, Cl2, S,...
                     to
4Al + 3O2  => 2Al2O3
 
Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng oxit Al2O3 rất mỏng, mịn và bền chắc bảo vệ.
 
Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo:

2Al + 3Cl2 => 2AlCl3
 
2. Tác dụng với axit
 
2Al + 6HCl  => 2AlCl3 + 3H2
2 Al + 6H+ =>  2Al3+ + 3H2
4Al + 4HNO3loãng  => Al(NO3)3 + NO + 2H2O
2Al + 6H2SO4đặc => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Nhôm không tác dụng với H2SO4 và HNO3 đặc, nguội. Những axit này đã oxi hoá bề mặt kim loại tạo thành một màng oxit có tính trơ, làm cho nhôm thụ động. Nhôm bị thụ động sẽ không tác dụng với các dung dịch HCl, H2SO4 loãng.
 
3. Tác dụng với oxit kim loại
 
Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại như Fe2O3, Cr2O,... thành kim loại tự do:
2Al + Fe2O3 => Al2O3 + 2Fe
 
4. Tác dụng với nước
 
2Al + 6H2O => 2Al(OH)3↓ + 3H2
 
Phản ứng trên nhanh chóng dừng lại vì lớp Al(OH)3 không tan trong nước đã ngăn cản không cho nhôm tiếp xúc với nước.
 
5. Tác dụng vói dung dịch kiềm
 
2Al + 2NaOH + 6H2O   =>  2Na[Al(OH)4](dd) + 3H2
 
+ Ứng dụng và sản xuất

1. Ứng dụng
 
Nhôm và hợp kim nhôm có đặc tính nhẹ, bền đối với không khí và nước, được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ôtô, tên lừa, tàu vũ trụ.
 
Nhôm và hợp kim nhôm có màu trắng bạc, đẹp, được dùng làm khung cửa và trang trí nội thất.
 
Nhôm có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốtj được dùng làm dây cáp dẫn điện thay thế cho đồng là kim loại đắt tiền. Nhôm được dùng chế tạo các thiết bị trao đổi nhiệt, các dụng cụ đun nấu trong gia đình.
 
Bột nhôm dùng để chế tạo hỗn hợp tecmit (hỗn hợp bột Al và Fe2O3), được dùng để hàn gắn đường ray,...
 
2. Sản xuất
 
Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất từ quặng boxit bàng phương pháp điện phân.
 
+ Một số hợp chất quan trọng của nhôm

1. Nhôm oxit

a) Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên
 
Nhôm oxit là chất rắn màu trắng, không tác dụng với nước và không tan trong nước. Nóng chảy ở 2050oC

Trong tự nhiên, nhôm oxit tồn tại cả dạng ngậm nước và dạng khan.

Dạng ngậm nước như boxit Al2O3. 2H2O là nguyên liệu quan trọng để sản xuất nhôm.

Dạng khan như emeri, có độ cứng cao, dùng làm đá mài. Corinđon là ngọc thạch rất cứng, cấu tạo tinh thể trong suốt, không màu. Corinđon thường có màu là do lẫn một số tạp chất oxit kim loại. Nếu tạp chất là Cr2O3, ngọc có màu đỏ tên là rubi, nếu tạp chất là TiO2 và Fe3O4, ngọc có màu xanh tên là saphia.

Rubi và saphia nhân tạo được chế tạo bằng cách nung nóng hỗn hợp nhôm oxit với Cr2O3 hoặc TiO2 và Fe3O4
 
b. Tính chất hoá học

Tính lưỡng tính

Al2O3 + 6HCl => 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH +3H2O => 2Na[Al(OH)4]
 
2. Nhôm hiđroxit

Tính chất hóa học
 
Nhôm hiđroxit (Al(OH)3) là hợp chất không bền đối với nhiệt, khi đun nóng bị phân huỷ thành nhôm oxit:
                to
2Al(OH)3 =>  Al2O3 + 3H2O
 
Tính lưỡng tính
 
Al(OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH  => Na[Al(OH)4]
 
3. Nhôm sunfat
 
Công thức hoá học phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O = KAl(SO4)2.12H2O. Nếu thay ion K+ bằng Li+ Na+ hay NH4+ ta được các muối kép khác có tên chung là phèn nhôm (không gọi phèn chua).
 
4. Cách nhận biết ion Al3+ trong dung dịch
 
Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch thí nghiệm, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư thì chứng tỏ có ion Al3+
Al3+ +3OH => Al(OH)3
Al(OH)3 + OH- (d-) =>  AlO2 + 2H2O
© Bản quyền thuộc về Bài kiểm tra. Ghi rõ nguồn Bài kiểm tra.com khi sao chép nội dung này.
Loading...
 Từ khóa: kiến thức, kim loại

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Mã bảo mật   

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn

Loading...
THÀNH VIÊN
Hãy đăng nhập thành viên để trải nghiệm đầy đủ các tiện ích trên site

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây