KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ
HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
-
Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố beri
(Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và Ra (Ra).
II – TÍNH CHẤT VẬT
LÍ
- Màu trắng bạc, có thể dát
mỏng.
- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt
độ sôi của các kim loại kiềm thổ tuy có cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn
tương đối thấp.
- Khối
lượng riêng nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ Ba). Độ cứng cao hơn các kim loại kiềm nhưng
vẫn tương đối mềm.
III – TÍNH CHẤT HOÁ
HỌC (Luôn Hóa trị II)
1. Tác dụng với phi kim:
2. Tác dụng với axit
a) Với HCl, H2SO4 loãng:
b) Với HNO3, H2SO4 đặc
3. Tác dụng với nước: Ở nhiệt
độ thường Be không khử được nước, Mg khử chậm. Các kim loại còn lại khử mạnh
nước giải phóng khí H2: Ca +
2H2O → Ca(OH)2 + H2↑
IV. Điều chế Điện phân CaCl2 nóng
chảy. : CaCl2 -------đpnc-------
> Ca + Cl2
IV. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI
1. Canxi hiđroxit Ca(OH)2 (vôi tôi) ít tan. Nước vôi là dung
dịch Ca(OH)2.
v Hấp thụ dễ dàng
khí CO2: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
Ê nhận biết khí CO2
2. Canxi cacbonat CaCO3 đá vôi. Chất rắn màu trắng, không tan trong nước
a. Bị phân huỷ ở nhiệt
độ cao:
b.
Bị hoà tan trong nước có CO2 => Giải thích hiện tượng thạch nhũ,
cặn ấm nước, sỏi thận
3. Canxi sunfat CaSO4
tồn tại dưới dạng muối ngậm nước CaSO4.2H2O gọi là
thạch cao sống.
v Thạch cao nung:
v Thạch cao khan là CaSO4
V. NƯỚC CỨNG – NƯỚC MỀM
1. Khái niệm:
- Nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là
nước cứng.
- Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Mg2+ và Ca2+
được gọi là nước mềm.
v Phân loại:
a) Tính cứng tạm thời: 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 huỷ → tính cứng bị mất.
b) Tính cứng
vĩnh cữu: Gây nên bởi các muối sunfat, clorua của
canxi và magie. Khi đun sôi, các muối này không bị phân huỷ.
c) Tính cứng toàn phần: Gồm cả tính cứng tạm
thời và tính cứng vĩnh cữu.
2. Tác hại
- Đun sôi nước cứng lâu ngày, nồi bị phủ một lớp cặn. Lớp cặn dày 1mm
làm tốn thêm nhiên liệu
- Các ống dẫn nước cứng lâu ngày có thể bị đóng cặn, làm giảm lưu lượng
của nước.
- Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phòng không ra bọt, tốn xà phòng và làm áo quần
mau hỏng
- Nấu ăn bằng nước cứng sẽ làm thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị.
3. Cách làm mềm nước cứng
v Nguyên tắc:
Làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.
a) Phương pháp kết tủa
v Tính cứng tạm thời:
- Đun sôi nước, các muối
Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân huỷ
tạo ra muối cacbonat không tan. Lọc bỏ kết tủa → nước mềm.
- Dùng Ca(OH)2,
Na2CO3 (hoặc Na3PO4).
Ca(HCO3)2
+ Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
Ca(HCO3)2
+ Na2CO3→ CaCO3↓ + 2NaHCO3
v Tính cứng vĩnh cữu: Dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4).
CaSO4 + Na2CO3
→ CaCO3↓ + Na2SO4
b) Phương
pháp trao đổi ion
- Dùng các vật liệu polime
có khả năng trao đổi ion, gọi chung là nhựa cationit. Khi đi qua cột có chứa chất
trao đổi ion, các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước cứng đi
vào các lỗ trống trong cấu trúc polime, thế chỗ cho các ion Na+ hoặc
H+ của cationit đã đi vào dung dịch.
- Các zeolit là các vật liệu trao đổi ion vô cơ cũng được dùng để làm
mềm nước.
4. Nhận biết ion Ca2+, Mg2+
trong dung dịch
v Thuốc thử: dung dịch muối và khí CO2.
v Hiện tượng: Có kết tủa, sau đó kết tủa bị hoà tan trở lại.
v Phương trình phản ứng:
Ca2+ + 
→ CaCO3↓
→ CaCO3↓
Mg2+ + → MgCO3↓
→ MgCO3↓
II. BÀI TẬP
Bài 1: Hoàn thành PTHH của các phản ứng xảy ra theo sơ đồ sau đây
Bài 2: Sục 6,72 lít CO2 (đkc) vào dung dịch có
chứa 0,25 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng kết tủa thu được
Giải
nCO2 = 0,3 ð 1 <= = 1,2 < 2 ð Phản ứng tạo muối CaCO3 và Ca(HCO3)2
Ca(OH)2
+ CO2 → CaCO3↓
a→ a a
Ca(OH)2
+ 2CO2 → Ca(HCO3)2
b→ 2b
ð ð ð mCaCO3 = 100.0,2 = 20g
Bài 4: Cho 28,1 g hỗn hợp MgCO3 và BaCO3,
trong đó MgCO3 chiếm a% khối lượng. Cho hỗn hợp trên tác dụng hết
với dung dịch HCl để lấy khí CO2 rồi đem sục vào dung dịch có chứa 0,2
mol Ca(OH)2 được kết tủa B. Tính a để kết tủa B thu được là lớn
nhất.
Giải
MgCO3 + 2HCl →
MgCl2 + CO2 + H2O (1)
CaCO3 + 2HCl →
CaCl2 + CO2 + H2O (2)
CO2 + Ca(OH)2
→ CaCO3↓ + H2O (3)
Theo (1), (2) và (3): nCO2 = nMgCO3 + nCaCO3 = 0,2 mol thì lượng kết tủa thu được là lớn
nhất.
Ta có: + = 0,2 ð a =
29,89%
Bài 5: Sục a mol khí CO2 vào
dung dịch Ca(OH)2 thu được 3g kết tủa. Lọc tách kết tủa, dung dịch
còn lại đem đun nóng lại thu được thêm 2g kết tủa nữa. Giá trị của a là bao nhiêu? 0.07
0 comments Blogger 0 Facebook
Post a Comment