Bài 26. Kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ

KIỂM TRA BÀI CŨ
Viết phương trình thực hiện dãy chuyển hoá sau : (Ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có)
ĐÁP ÁN
(1) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
(2) NaOH + CO2 → NaHCO3
(3) NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
(4) Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑
(5) NaOH + HCl → NaCl + H2O
Bài 26
KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
A. KIM LOẠI KIỀM THỔ
I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH
ELECTRON NGUYÊN TỬ
* Vị trí
- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của BTH
- Gồm các nguyên tố : Beri (Be), magie (Mg), canxi
(Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và rađi (Ra).
* Cấu hình electron
Be : [He]2s2
Mg : [Ne]2s2
Ca : [Ar]2s2
Sr : [Kr]2s2
Ba : [Xe]2s2
→ Là nguyên tố s. Cấu hình electron ngoài cùng tổng quát : ns2.
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
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 tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ Ba).
- Độ cứng cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương
đối mềm.
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối
lượng riêng của các kim loại kiềm thổ không biến đổi
theo một quy luật nhất định như các kim loại kiềm là
do các kim loại kiềm thổ có kiểu mạng tinh thể
không giống nhau.
* Giải thích :
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
- Các nguyên tử kim loại kiềm thổ có năng lượng ion
hoá tương đối nhỏ, vì vậy kim loại kiềm thổ có tính
khử mạnh. Tính khử tăng dần từ Be đến Ba.
M → M2+ + 2e
- Trong các hợp chất các kim loại kiềm thổ có số oxi
hoá +2.
1. Tác dụng với phi kim
Với oxi → Oxit bazơ
2M + O2 → 2MO
0 +2
2Mg + O2 → 2MgO
0 0 +2 -2
1. Tác dụng với phi kim
Với oxi → Oxit bazơ
2M + O2 → 2MO
0 +2
Với phi kim khác → Muối
Mg + Cl2 → MgCl2
0 0 +2 -1
M + Cl2 → MCl2
0 +2
1. Tác dụng với phi kim
Với oxi : → Oxit bazơ
2M + O2 → 2MO
0 +2
Với phi kim khác : → Muối
M + Cl2 → MCl2
0 +2
2. Tác dụng với dung dịch axit
Với axit HCl, H2SO4 loãng : → Muối + H2↑
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
0 +1 +2 0
M + 2H → M + H2↑
0 + +2 0
Mg + H2SO4(loãng) → MgSO4 + H2↑
0 +1 +2 0
2. Tác dụng với dung dịch axit
Với axit HCl, H2SO4 loãng : → Muối + H2↑
M + 2H → M + H2↑
0 + +2 0
Với axit HNO3, H2SO4 đặc :
4Mg + 5H2SO4(đặc) → 4MgSO4 + H2S↑+4H2O
0 +6 +2 -2
4Mg + 10HNO3(loãng) → 10Mg(NO3)2 + NH4NO3 +3H2O
0 +5 +2 -3
* Kim loại kiềm thổ có thể khử N+5 trong HNO3 loãng xuống N-3, S+6 trong H2SO4 đặc xuống S-2
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
Nguyên tắc:
Phương pháp:
Đpnc muối MX2
VD:
M
CaCl2
Ca + Cl2
Khử ion KLKT:
M 2+
+ 2e →
B. HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI
I. Ca(OH)2; CaCO3 và Ca(HCO3)2
Chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước
Chất rắn, màu trắng, không tan trong nước
Chỉ tồn tại trong dung dịch
B. HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
I. Ca(OH)2; CaCO3 và Ca(HCO3)2
Ca(OH)2+2HCl → CaCl2+ H2O
Ca(OH)2 + Na2CO3 →CaCO3↓+2NaOH
CaCO3+2HCl → CaCl2+H2O+CO2↑
Ca(HCO3)2+2HCl → CaCl2+CO2↑+2H2O
Ca(HCO3)2+ Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + H2O
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓+ H2O
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 →CaCO3↓+ 2NaHCO3
CaCO3+CO2+H2O→ Ca(HCO3)2
Phản ứng giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động
Chiều thuận: Sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi
Chiều nghịch: Sự tạo thành thạch nhũ
3. ỨNG DỤNG CỦA Ca(OH)2, CaCO3
Khử chua đất trồng trọt
Chế tạo vữa xây nhà
Làm vật liệu xây dựng
Sản xuất thủy tinh
II. CANXISUNFAT.(CaSO4)
1. Phân loại và điều chế
Thạch cao sống
CaSO4.2H2O
Thạch cao nung
CaSO4.H2O
Thạch cao khan
CaSO4
Có trong tự nhiên
Tượng thạch cao
Trần thạch cao
Bó bột khi gãy xương
Sản xuất xi măng
2. Ứng dụng của thạch cao
C. NƯỚC CỨNG
Mua
Nước ngầm
Nu?c sơng
Nước hồ
Nước ao
Nước suối
Câu 1: Nước cứng là nước có chứa nhiều các ion
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2
A. Ca2+, Mg2+
B. Na+, K+
D. Cu2+, Fe3+
C. Fe2+, Al3+
1. Khái niệm, phân loại

Khái niệm, phân loại:

a. 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.
Theo USGS (Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ), độ cứng của nước được xác định dựa trên nồng độ của các cation kim loại canxi (Ca2 +) và magiê (Mg2 +):
0 đến 60 mg/L (miligam mỗi lít): nước mềm
61 đến 120 mg/L: nước cứng vừa phải
121 đến 180 mg/L: nước cứng
Hơn 180 mg/L: nước rất cứng
Tính cứng tạm thời
Tính cứng vĩnh cửu
Tính cứng toàn phần
Chứa ion HCO3-
Chứa ion SO42- , Cl-
Chứa HCO3- và SO42-, Cl-
Đều chứa ion Ca2+, Mg2+
b. Phân loại:
- Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2
- Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi các muối sunfat, clorua của canxi và magie
- Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.
Gồm 3 loại:
So sánh
2. TÁC HẠI CỦA NƯỚC CỨNG
2. Tác hại của nước cứng
Đun sôi nước cứng lâu ngày trong nồi hơi, nồi sẽ bị phủ một lớp cặn. Lớp cặn dày 1mm làm tốn thêm 5% nhiên liệu, thậm chí có thể gây nổ.
Nổ nồi hơi sản xuất bánh tráng ở Khánh Hòa, 5 người thương vong.
- Các ống dẫn nước cứng lâu ngày có thể bị đóng cặn, làm giảm lưu lượng của nước.
2. Tác hại của nước cứng
- Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phòng không ra bọt, tốn xà phòng và làm áo quần nhanh hư hỏng do những kết tủa khó tan bám vào quần áo.
2. Tác hại của nước cứng
Pha trà bằng nước cứng sẽ làm giảm hương vị của trà.
Nấu ăn bằng nước cứng sẽ làm thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị.
2. Tác hại của nước cứng
2. Tác hại của nước cứng
- Ăn uống bằng nước cứng lâu ngày sẽ gây ra bệnh sỏi thận, sỏi bàng quang, sỏi tiết niệu.
3. CÁCH LÀM MỀM NƯỚC CỨNG
Nguyên tắc làm mềm nước cứng: làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.
3. Cách làm mềm nước cứng
a) Phương pháp kết tủa
Nước có tính cứng tạm thời:
Đun nóng:
Dùng Ca(OH)2 vừa đủ:
Nước có tính cứng tạm thời và vĩnh cửu:
Dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4):
THPT TRẦN VĂN THÀNH_HAU
b. Phương pháp trao đổi ion
- Cho nước cứng đi qua vật liệu trao đổi ion, thì Ca2+ và Mg2+ bị giữ lại, thay thế chúng là những ion khác.
- Phương pháp trao đổi ion có thể làm giảm cả độ cứng vĩnh cửu lẫn độ cứng tạm thời .
Nước cứng
Nước mềm
Phương pháp trao đổi ion
Na+
H+
Na+
H+
Mg2+
Ca2+
Cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion (cationit)  Ca2+, Mg2+ bị hấp thụ, giải phóng Na+, H+
 thu được nước mềm.
4. Nhận biết ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch
Thuốc thử: dung dịch muối CO32- và khí CO2.
Hiện tượng: Có kết tủa, sau đó kết tủa bị hoà tan trở lại.



THPT TRẦN VĂN THÀNH_HAU
Để bảo vệ nguồn nước: Em, gia đình và địa phương của em nên làm gì?
Để bảo vệ nguồn nước chúng ta cần:
Giữ vệ sinh sạch sẽ xung quanh nguồn nước sạch như giếng nước, hồ nước, đường ống dẫn nước.
Không đục phá ống nước làm cho chất bẩn ngấm vào nguồn nước.
Xây dựng nhà tiêu tự hoại nhà tiêu hai ngăn, nhà tiêu đào cải tiến để phân không thấm xuống đất và làm ô nhiễm nguồn nước.
Cải tạo và bảo vệ hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt và công nghiệp trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung.
Nước cứng
CỦNG CỐ
1. Xếp các kim loại kiềm thổ theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, thì
A. bán kính nguyên tử giảm dần.
B. năng lượng ion hoá giảm dần.
C. tính khử giảm dần.
D. khả năng tác dụng với nước giảm dần.
2. Chỉ dùng thêm một thuốc thử nào cho dưới đây để có thể nhận biết được ba lọ mất nhãn chứa các dung dịch : H2SO4, BaCl2, Na2SO4
Quỳ tím
B. Bột kẽm
C. Na2CO3
D. Quỳ tím hoặc bột kẽm hoặc Na2SO4
CỦNG CỐ
Cho các chất : NaCl, Ca(OH)2, H2SO4, HCl
Chất nào có thể làm mềm nước cứng tạm thời ?
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2
2CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2
CaCO3 + MgCO3 + 2H2O
A. Ca(OH)2
B. NaCl
D. HCl
C. H2SO4
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2
CỦNG CỐ
Cho dung dịch Ca(OH)2 vào dung dịch Ca(HCO3)2 sẽ
A. Cú k?t t?a tr?ng
B. Có bọt khí thoát ra
D. Khụng cú hi?n tu?ng gỡ
C. Cú k?t t?a tr?ng v� b?t khớ
Cho 2 g một kim loại nhóm IIA tác dụng hết với dung
dịch HCl tạo ra 5,55g muối clorua. Kim loại đó là kim
loại nào sau đây ?
A. Be B. Mg D. Ba
THẢO LUẬN NHÓM
C.Ca
HƯỚNG DẪN GIẢI
R + 2HCl → MCl2 + H2↑
MR (g) (MR + 71) (g)
2 (g) 5,55 (g)
→ 5,55 MR = 2 . (MR + 71)
→ MR = 40 → R là Ca)
DẶN DÒ
- Học thuộc lí thuyết
Làm bài tập : 6 SGK(119)
- Làm bài tập : 6.15 – 6.17 SBT(48)
Chuẩn bị tiếp phần : Kim loại kiềm và hợp
chất quan trọng của kim loại kiềm thổ