Lý thuyết kim loại kiềm và một số hợp chất quan trọng

adquangtruong

Sinh viên trường đại học FPT Hà Nội
Staff member
Sáng lập
#1
A. KIM LOẠI KIỀM:

- Kim loại kiềm gồm: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.
- Thuộc nhóm IA, đứng đầu mỗi chu kì.
- Đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng, cấu hình e tổng quát: ns^1;
I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ:

- Bán kính nguyên tử lớn, lực liên kết kim loại yếu nên kim loại IA có t°s, t°nc thấp.
- Độ cứng thấp: Cs là kim loại mềm nhất.
- Khối lượng riêng bé: Li là kim loại nhẹ nhất.
- Có màu trắng bạc và có ánh kim nhưng ánh kim mờ đi rất nhanh trong không khí.
II. HÓA TÍNH:

Tính khử của kim loại IA tăng đều từ Li đến Cs.
M - e ----> M+;

1. T/d với các phi kim:

a. Với Hidro:

* 2M + H2 ----> 2MH (hidrua ion);
2Na + H2 ----> 2NaH;
2Li + H2 ----> 2LiH;
* MH + H2O ----> MOH + H2;
NaH + H2O ----> NaOH + H2;
Các hidrua MH được cấu tạo từ cation M+ và ion hidrua H-;
b. Với oxi:

Kim loại IA cháy tạo oxit hay peoxit;
* Tạo oxit:
4M + O2 ----> 2M2O;
4Li + O2 ----> 2Li2O;
Oxit kim loại là oxit ion, t/d với H2O tạo dd bazơ.
M2O + H2O ----> 2MOH;
Li2O + H2O ----> 2LiOH;
Na2O + H2O ----> 2NaOH;
* Tạo peoxit:
Na, K khi cháy với oxi dư tạo peoxit dạng M2O2.
K còn tạo super oxit KO2.
2Na + O2 ----> Na2O2;
ion peoxit O2²- có cấu tạo [O - O]²-
Na2O2 + 2H2O ----> 2NaOH + H2O2;
K + O2 ----> KO2;
* Hỗn hợp Na2O2 và K2O4 được dùng để cải tạo khí thở trong tàu ngầm.
Na2O2 + CO2 ----> Na2CO3 + 1/2O2;
K2O4 + CO2 ----> K2CO3 + 3/2O2;
Cả 2 phản ứng trên xảy ra đồng thời không làm thay đổi số mol khí, do vậy không làm thay đổi áp suất trong không gian kín của tàu ngầm.
* Màu ngọn lửa: Khi đốt trên dây platin
- Na cháy ngọn lửa màu vàng.
- K cháy ngọn lửa màu tím hoa cà.
c. Với halogen và Lưu huỳnh:

- Kim loại kiềm p/ứ mạnh với các halogen.
2M + Cl2 ----> 2MCl2;
2K + Cl2 ----> 2KCl;
- Phản ứng với S:
S + 2Na --t°--> Na2S;
2. Tác dụng với các dung dịch axit:

Các kim loại kiềm đều nổ khi tiếp xúc với axit.
2M + H+ ----> 2M+ + H2;
2Na + HCl ----> 2NaCl + H2;
3. Tác dụng với H2O:

Các kim loại kiềm phản ứng với nước, phản ứng mạnh dần lên từ Li --> Cs.
M + H2O ----> MOH + 1/2H2;
Li + H2O ----> LiOH + 1/2H2;
B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM:

I. NaOH:

1. Lý tính:

Chất rắn, màu trắng mờ, dễ hút ẩm dùng làm khô các chất khí, rất bền với nhiệt, nóng chảy và bay hơi mà không phân hủy.
2. Hóa tính:

- Bazơ mạnh, điện li hoàn toàn:
NaOH ----> Na+ + OH-;
- Với chất chỉ thị màu:
+ Quỳ tím => xanh;
+ Heliantin => màu vàng;
* Tác dụng với các hợp chất: Axit, oxit axit, hidroxit lưỡng tính, muối,...
- Với axit:
H+ + OH- ----> H2O;
HCl + NaOH ----> NaCl + H2O;
- Với oxit axit:
CO2 + NaOH ----> NaHCO3;
CO2 + 2NaOH ----> Na2CO3 + H2O;
SiO2 + 2NaOH ----> Na2SiO3 + H2O;
2NO2 + 2NaOH ----> NaNO2 + NaNO3 + H2O;
- Với oxit và hidroxit lưỡng tính:
Al2O3 + 2NaOH ----> 2NaAlO2 + H2O;
Zn(OH)2 + 2NaOH ----> Na2ZnO2 + H2O;
Al(OH)3 + NaOH ----> NaAlO2 + 2H2O;
- Với muối amoni:
NH4Cl + NaOH --t°--> NaCl + NH3 + H2O;
- Với muối của kim loại trung bình và yếu:
3NaOH + FeCl3 ----> Fe(OH)3 (kt) + 3NaCl;
2NaOH + 2AgNO3 ----> Ag2O + 2NaNO3 + H2O;
- Với muối axit:
NaOH + NaHCO3 ----> Na2CO3 + H2O;
2NaOH + Ca(HCO3)2 ----> CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O;
* Tác dụng với các đơn chất:
- Đơn chất là phi kim:
2NaOH + Cl2 ----> NaCl + NaClO + H2O;
6NaOH + S ----> 2Na2S + Na2SO4 + 3H2O;
2NaOH + Si + H2O ----> Na2SiO3 + 2H2;
2NaOH + F2 ----> OF2 + 2NaF + H2O;
- Đơn chất là kim loại có hidroxit lưỡng tính (Be, Al, Zn, Sn, Pb, Cr):
NaOH + Al + H2O ----> NaAlO2 + 3/2H2;
2NaOH + Zn ----> Na2ZnO2 + H2;
3. Điều chế:

a. Phương pháp công nghiệp:

- Điện phân dd NaCl trong nước với điện cực trở và màn ngăn xốp:
2NaCl + 2H2O ----> 2NaOH + Cl2 + H2;
- Phản ứng trao đổi:
Na2CO3 + Ca(OH)2 ----> CaCO3 (kt) + 2NaOH;
b.Trong phòng thí nghiệm:

Na + H2O ----> NaOH + 1/2H2;
Na2O + H2O ----> 2NaOH;
Na2O2 + 2H2O ----> 2NaOH + H2O2;
NaH + H2O ----> NaOH + H2;
II. MUỐI CỦA NATRI:

1. Muối ăn NaCl:

- Có sẵn trong tự nhiên dưới dạng muối mỏ hay trong nước biển.
- Được dùng làm thực phẩm cần thiết và dùng để sản xuất nhiều chất trong công nghiệp hóa học: NaOH, Cl2, HCl, Na, nước Javel,...
- NaCl tan nhiều trong nước, độ tan rất ít thay đổi theo nhiệt độ => Tách NaCl và KCl bằng phương pháp kết tinh phân đoạn.
2. Natri hidrocacbonat NaHCO3:

Là chất rắn màu trắng.
a. Kém bền, dễ bị nhiệt phân:

2NaHCO3 --t°--> Na2CO3 + CO2 + H2O;
b. Bị thủy phân làm cho dung dịch có tính kiềm yếu:

NaHCO3 + H2O ----> NaOH + H2CO3;
Hoặc NaHCO3 ----> Na+ + HCO3-;
HCO3- + H2O ----> OH- + H2CO3;
* Nếu đun sôi CO2 thoát ra khỏi dung dịch, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm cho dung dịch có tính kiềm mạnh hơn.
c. Tính chất lưỡng tính:

NaHCO3 + HCl ----> NaCl + CO2 + H2O;
NaHCO3 + NaOH ----> Na2CO3 + H2O;
NaHCO3 + Ca(OH)2 ----> CaCO3 (kt) + NaOH + H2O;
2NaHCO3 + 2NH3 ----> (NH4)2CO3 + Na2CO3;
d. Tác dụng với muối:

2NaHCO3 + NaHSO4 ----> Na2SO4 + CO2 + H2O;
6NaHCO3 + 2FeCl3 ----> 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 6CO2;
* Điều chế NaHCO3:

Sục khí CO2 vào dd Na2CO3 thu được NaHCO3:
Na2CO3 + CO2 + H2O ----> 2NaHCO3;
3. Natri cacbonat Na2CO3 :

- Natri cacbonat khan (sođa khan) là chất rắn màu trắng, dễ tan trong nước, dạng tinh thể ngậm nước Na2CO3.10H2O.
a. Sự thủy phân:

Na2CO3 + H2O ----> NaOH + NaHCO3 (*);
NaHCO3 + H2O ----> NaOH + H2CO3 (**);
Nấc (*) mạnh hơn nhiều so với (**). Do đó Na2CO3 có tính kiềm mạnh.
b. Tác dụng với dung dịch axit:

2H+ + CO3²- ----> CO2 + H2O;
c. Phản ứng trao đổi:

Na2CO3 + BaCl2 ----> BaCO3 (kt) + 2NaCl;
3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O ----> 2Fe(OH)3 (kt) + 6NaCl + 3CO2;
3Na2CO3 + Al2(SO4)3 ----> 2Al(OH)3 (kt) + 3Na2SO4 + 3CO2;
* Điều chế: Phương pháp Sonvay

Bão hòa dd NaCl đậm đặc bằng NH3 và CO2:
NH3 + CO2 + H2O ----> NH4HCO3;
NH4HCO3 + NaCl ----> NaHCO3 + NH4Cl;
NaHCO3 tan ít làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, lọc thu NaHCO3 và nhiệt phân:
2NaHCO3 --t°--> Na2CO3 + H2O + CO2;
NH4Cl và CO2 đều thu hồi và sử dụng lại.
* Ngoài ra, Kali nitrat KNO3:

Tính chất: Có phản ứng nhiệt phân ở nhiệt độ cao 2KNO3 ----> 2KNO2 + O2;
 

Bình luận bằng Facebook

Thống kê diễn đàn

Threads
359
Messages
465
Members
43
Latest member
Tin1997

DMCA

IT40.TECH