MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
Thứ hai, 03 Tháng 8 2009 06:59 Thầy Trung Hiếu
I. MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CANXI
1. Canxi hiđroxit, Ca(OH)
2
a. Tính chất:
- Canxi hiđroxit là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước ( độ tan ở 25
o
C là 0,12g/100g H
2
O )
- Dung dịch canxi hiđroxit là một bazơ mạnh.
+ Tác dụng với thuốc thử màu: Làm quỳ tím hoá xanh, làm phenolphthalein không màu hoá hồng.
+ Tác dụng với dung dịch axit, oxit axit: Phản ứng tạo muối.
Ca(OH)
2
+ 2HCl →CaCl
2
+ 2H
2
O
Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
+ H
2
O
Ca(OH)

2. Canxi cacbonat, CaCO
3
a. Tính chất:
- Canxi cacbonat là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.
- Canxi cacbonat là muối axit yếu và không bền:
+ Nhiệt phân: CaCO
3
CaO + CO
2
+ Tác dụng với dung dịch axit:
CaCO
3
+ 2HCl → CaCl
2
+ 2H
2
O + CO
2
+ Tác dụng với CO
2
và H
2
O:
CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
Ca(HCO

b. Ứng dụng:
Thạch cao nung có thể kết hợp với nước tạo thành thạch cao sống và khi đông cứng thì giãn nở thể tích, do vậy thạch cao rất ăn khuôn được dung để đúc
tượng
Thạch cao sống dung để sản xuất xi măng.
II. NƯỚC CỨNG
1. Nước cứng
a. Khái niệm: Nước cứng là nước có chứa nhiều Cation Ca
2+
, Mg
2+
. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.
b. Phân loại: Căn cứ vào thành phần của anion gốc axit có trong nước cứng, người ta phân thành 3 loại:
- Nước có tính cứng tạm thời : là nước cứng do các muối Ca(HCO
3
)
2
, Mg(HCO
3
)
2
gây ra.
- Nước có tính cứng vĩnh cửu: là nước cứng do các muối CaCl
2
, MgCl
2
, CaSO
4
, MgSO
4
gây ra

2
5s
2
6s
2
7s
2
Bán kính nguyên tử
(nm)
0,11 0,16 0,20 0,21 0,22
Năng lượng ion hoá I
2
(kJ/mol)
1800 1450 1150 1060 970
Độ âm điện 1,57 1,31 1,00 0,95 0,89
Thế điện cực chuẩn
E
0
M
+
/M
(V)
-1,85 -2,73 -2,87 -2,89 -2,90

- Nhận xét:
+ Cấu hình electron: Kim loại kiềm thổ là những nguyên tố s. Lớp ngoài cùng của nguyên tử có 2e ở phân lớp ns
2
. So với những electron khác trong nguyên tử thì
hai electron ns
2

khô thì Ca, Sr, Ba dễ dàng tạo ra các hợp chất hiđrua kim loại.
- Phản ứng : M + H
2
→ MH
2
Khi tiếp xúc với H
2
O, các hiđrua này tạo thành dung dịch M(OH)
2
và H
2
b. Tác dụng với oxi:
- Khi đốt nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ đều cháy trong không khí tạo ra oxit.
2M + O
2
→2MO
- Trừ BeO, tất cả các oxit của kim loại kiềm thổ đều tác dụng với nước cho dung dịch bazơ
c. Tác dụng với các phi kim khác:
- Khi đung nóng các kim loại kiềm thổ tác dụng mãnh liệt với các phi kim mạnh như halogen, lưu huỳnh, nitơ tạo ra muối.
M + X
2
→MX
2
M + S→MS
3M + N
2
M
3
N
2

3
, H
2
SO
4
đặc:
- Tác dụng với dung dịch HNO
3
loãng: các kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh có thể khử N
+5
của dung dịch HNO
3
loãng xuống các số oxi hoá thấp.
Ví dụ: 4M + 10HNO
3
→4M(NO
3
)
2
+ NH
4
NO
3
+ 3H
2
O
- Tác dụng với HNO
3
đặc : Tạo NO
2

O
- Be không tác dụng với H
2
O dù ở nhiệt độ cao
- Mg tác dụng chậm với H
2
O ở nhiệt độ thường tạo ra Mg(OH)
2
, tác dụng nhanh với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành MgO
Mg + H
2
O hơi MgO + H
2
- Ca, Sr, Ba tác dụng với H
2
O ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ.
Ca + 2H
2
O → Ca(OH)
2
+ H
2
4. Tác dụng với dung dịch bazơ
- Chỉ có Be phản ứng được với dung dịch bazơ để tạo muối berilat và khí H
2
- Phản ứng : Be + 2NaOH →Na
2
BeO
2
+ H

2
O
c. Tác dụng với oxit axit: tạo muối trung hoà hoặc muối axit.
NaOH + CO
2
→NaHCO
3
2NaOH + CO
2
→Na
2
CO
3
+ H
2
O
d. Tác dụng với kim loại, oxit, hiđroxit lưỡng tính của các kim loại Al, Zn
2NaOH + 2Al + 6H
2
O →2Na[Al(OH)
4
] + 3H
2
2NaOH + Al
2
O
3
+ 3H
2
O→2Na[Al(OH)

2
→CaCO
3
+ 2NaOH
II. NATRI HIĐROCACBONAT VÀ NATRI CACBONAT
1. Natri hiđrocacbonat, NaHCO
3
a. Tính chất:
- Là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước
- Rất dễ bị nhiệt phân:
2NaHCO
3
Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O
- Tính lưỡng tính: NaHCO
3
là muối của axit yếu, tác dụng với nhiều axit và tác dụng được với nhiều dung dịch bazơ:
NaHCO
3
+ HCl →NaCl + CO
2
+ H
2

2
O
[axit]
- Thuỷ phân: NaHCO
3
→ Na
+
+ HCO
3
-
HCO
3
-
+ H
2
O H
2
CO
3
+ OH
-
Vậy: NaHCO
3
thuỷ phân cho môi trường kiềm yếu, khi đun nóng dung dịch có phản ứng kiềm mạnh.
b. Ứng dụng:
NaHCO
3
được dung trong y học, công nghệ thực phẩm, chế tạo nước giải khát
2.Natri cacbonat, Na
2

[bazơ]
- Na
2
CO
3
thuỷ phân cho dung dịch có phản ứng kiềm:
Na
2
CO
3
→ 2Na
+
+ CO
3
2-
CO
3
2-
+ H
2
O HCO
3
-
+ OH
-
b. Ứng dụng : Muối Na
2
CO
3
là nguyên liệu trong sản xuất thuỷ tinh, xà phòng, giấy, dệt và điều chế nhiều muối khác.Dung dịch Na

+ Các kim loại kiềm đều dẫn điện tốt, chỉ đứng sau bạc, đồng và vàng.
+ Các kim loại kiềm có màu trắng bạc và có ánh kim.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tính chất hóa học đặc trưng: Tính khử mạnh: M ® M
+
+ 1e
1. Tác dụng với phi kim
a. Phản ứng với hidro 2M + H
2
2MH
Các hiđrua kim loại kiềm bị phân hủy rất nhanh trong nước, giải phóng H
2
.
b. Phản ứng với oxi
- Khi đốt trong không khí hay trong oxi, các kim loại kiềm cháy tạo thành oxi thường, peoxit hay supeoxit và cho ngọn lửa màu đặc trưng:
Li: cho ngọn lửa màu đỏ.
Na: cho ngọn lửa màu vàng.
K: cho ngọn lửa màu tím hoa cà.
- Kim loại Na cháy trong môi trường khí oxi khô tạo ra Na
2
O
2
:
2Na + O
2
→ Na
2
O
2

loãng) thành H
2
.
- Phản ứng: 2M + 2H
+
→ 2M
+
+ H
2

3. Tác dụng với H
2
O:
- Do thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa - khử , thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa - khử
của kim loại có giá trị từ -3,05V đến -2,94V nên các kim loại đều khử dễ dàng ion H+ của H
2
O thành H
2
.
- Phản ứng: 2M + 2H
2
O → 2MOH + H
2
4. Quan hệ theo đường chéo trong bảng tuần hoàn:
Cũng như đối với các nguyên tố đầu nhóm khác theo bảng tuần hoàn, Li có một số tính chất khác với các nguyên tố cùng nhóm. Vì mật độ điện tích của ion Li+
và độ âm điện của Li rất gần với Mg cho nên tính chất của các hợp chất của Li có phần giống tính chất của Mg.
- Li là nguyên tố duy nhất trong nhóm IA tác dụng trực tiếp với N2 tạo hợp chất liti nitrua có phần giống với Mg.
- Cả Mg và Li đều hóa hợp trực tiếp với C tạo thành hợp chất cacbua.
Trong khi đó các kim loại kiềm khác không tác dụng với cacbon.
- Tính tan của các hợp chất của liti giống tình tan của các hợp chất tương ứng của Mg hơn là các kim loại kiềm khác.

, NaOH, NaCN để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi
phần không tan có trong quặng. Sau đó các ion kim loại trong dung dịch được khử bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn
- Ứng dụng: Được dùng điều chế những kim loại có thế oxi hóa - khử chuẩn cao như Cu, Hg, Ag, Au
2. Phương pháp nhiệt luyện
- Cơ sở của phương pháp: Khử những ion kim loại trong các hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như C, CO, H
2
hoặc kim loại Al, kim loại kiềm, kiềm
thổ.
- Ứng dụng: để điều chế những kim loại có độ hoạt động trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb
- Chú ý:
+ Trường hợp quặng là sunfua kim loại như Cu
2
S, ZnS, FeS
2
thì phải luyện sunfua kim loại thành oxit kim loại. Sau đó khử oxit kim loại bằng chất khử thích hợp.
+ Đối với những kim loại khó nóng chảy nhuwCr, người ta dùng Al làm chất khử.
+ Với những kim loại kém hoạt động như Ag, Hg chỉ cần đốt cháy quặng cũng đã thu được kim loại mà không cần phải khử bằng các tác nhân khác.
HgS + O
2
Hg + SO
2
3. Phương pháp điện phân
- Cơ sở của phương pháp: Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại. Bằng phương pháp điện phân, người ta có thể điều chế được hầu hết các kim loại.
- Ứng dụng:
+ Điều chế kim loại có tính khử mạnh như Li, Na, K, Al bằng cách điện phân những hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy của chúng.
+ Điều chế kim loại có tính khử trung bình và kim loại có tính khử yếu như Zn, Cu bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng.