Bài giảng môn Hóa học Lớp 12 - Bài 26: Kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ

KIỂM TRA BÀI CŨViết phương trình thực hiện dãy chuyển hoá sau : (Ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có) Na → NaOH → NaHCO3 → Na2CO3 → CO2 (1) (2) (3) (4)NaCl → Na(5) (6)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(6) NaCl → Na + Cl2↑đpnc Bài 26 KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ A. KIM LOẠI KIỀM THỔI. 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 electronBe : [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 Nguyên tố Nhiệt độ nóng chảy (oC)Nhiệt độ sôi (oC)Khối lượng riêng(g/cm3)Kiểu mạng tinh thểBe128027701,85Lục phươngMg65011101,74Lục phươngCa83814401,55LP tâm diệnSr76813802,6LP tâm diệnBa71416403,5LP tâm khốiII. 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 bazơ2M + O2 → 2MO 0 +2 2Mg + O2 → 2MgO 0 0 +2 -21. Tác dụng với phi kim Với oxi → Oxit bazơ2M + O2 → 2MO 0 +2 Với phi kim khác → MuốiMg + Cl2 → MgCl2 0 0 +2 -1M + Cl2 → MCl2 0 +2 1. Tác dụng với phi kim Với oxi : → Oxit bazơ2M + O2 → 2MO 0 +2 Với phi kim khác : → MuốiM + 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 0M + 2H → M + H2↑ 0 + +2 0Mg + H2SO4(loãng) → MgSO4 + H2↑ 0 +1 +2 02. 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 -24M + 10HNO3(loãng) → 10M(NO3)2 + NH4NO3 +3H2O 0 +5 +2 -34Mg + 10HNO3(loãng) → 10Mg(NO3)2 + NH4NO3 +3H2O 0 +5 +2 -34M + 5H2SO4(đặc) → 4MSO4 + H2S↑+4H2O 0 +6 +2 -2* Kim loại kiềm thổ có thể khử N+5 trong HNO3 loãng xuống N-3, S+6 trong H2SO4 đặc xuống S-23. 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 CHẾNguyên tắc: Phương pháp: Đpnc muối MX2VD:MCaCl2Ca + Cl2Khử ion KLKT:M 2++ 2e →B. HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXII. Ca(OH)2; CaCO3 và Ca(HCO3)2Ca(OH)2CaCO3Ca(HCO3)21. Tính chất vật líChất rắn, màu trắng, ít tan trong nướcChất rắn, màu trắng, không tan trong nướcChỉ tồn tại trong dung dịchB. HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔI. Ca(OH)2; CaCO3 và Ca(HCO3)22.T/C HHCa(OH)2 CaCO3Ca(HCO3)2+ axit + dd bazo+ muối+CO2Nhiệt phânCa(OH)2+2HCl → CaCl2+ H2OCa(OH)2 + Na2CO3 →CaCO3↓+2NaOHCaCO3+2HCl → CaCl2+H2O+CO2↑t0CaCO3 CaO + CO2↑ Ca(HCO3)2+2HCl → CaCl2+CO2↑+2H2OCa(HCO3)2+ Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + H2OCa(HCO3)2 CO2 + CaCO3 + H2Ot0Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓+ H2OCa(HCO3)2 + Na2CO3 →CaCO3↓+ 2NaHCO3CaCO3+CO2+H2O→ Ca(HCO3)2CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2Phản ứng giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang độngChiều thuận: Sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôiChiều nghịch: Sự tạo thành thạch nhũ 3. ỨNG DỤNG CỦA Ca(OH)2, CaCO3Khử chua đất trồng trọt Chế tạo vữa xây nhà Làm vật liệu xây dựngSản xuất thủy tinhII. CANXISUNFAT.(CaSO4)1. Phân loại và điều chế Thạch cao sốngCaSO4.2H2OThạch cao nungCaSO4.H2OThạch cao khanCaSO41600C3500CCó trong tự nhiênTượng thạch caoTrần thạch caoBó bột khi gãy xươngSản xuất xi măng2. Ứng dụng của thạch cao C. NƯỚC CỨNG MưaNước ngầm Nước sôngNước hồ Nước aoNước suốiCâu 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 loạiKhái 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 mềm61 đến 120 mg/L: nước cứng vừa phải121 đến 180 mg/L: nước cứngHơn 180 mg/L: nước rất cứngTính cứngKhác nhauGiống nhauTính cứng tạm thờiTính cứng vĩnh cửuTính cứng toàn phầnChứa 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 CỨNG2. Tác hại của nước cứngĐun 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 cứngPha 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 cứng2. 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 CỨNGNguyên tắc làm mềm nước cứng: làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.3. Cách làm mềm nước cứnga) Phương pháp kết tủaNước 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. Phöông phaùp trao ñoåi ion- Cho nöôùc cöùng ñi qua vaät lieäu trao ñoåi ion, thì Ca2+ vaø Mg2+ bò giöõ laïi, thay theá chuùng laø nhöõng ion khaùc.- Phöông phaùp trao ñoåi ion coù theå laøm giaûm caû ñoä cöùng vónh cöûu laãn ñoä cöùng taïm thôøi .Nước cứng Nước mềmPhương pháp trao đổi ionNa+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 CaCO3 + CO2+ H2O Ca(HCO3)2 MgCO3 + CO2+ H2O Mg(HCO3)2 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, thìA. 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, Na2SO4Quỳ tímB. Bột kẽmC. Na2CO3D. Quỳ tím hoặc bột kẽm hoặc Na2SO4	CỦNG CỐ 1Cho 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)2B. NaClD. HClC. H2SO4Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 CỦNG CỐ2Cho dung dịch Ca(OH)2 vào dung dịch Ca(HCO3)2 sẽA. Có kết tủa trắngB. Có bọt khí thoát raD. Không có hiện tượng gìC. Có kết tủa trắng và bọt khí 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 NHÓMC.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