Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ

Câu hỏi: Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ 

Trả lời: 

Tính chất hoá học của kiềm thổ là 

Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, yếu hơn so với kim loại kiềm. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng từ Be → BA.

M – 2e → M²⁺

1) Tác dụng với phi kim

- Khi đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy tạo oxit, phản ứng phát ra nhiều nhiệt.

Ví dụ :  2Mg + O₂  2MgO      ∆H= - 610 KJ/mol

- Trong không khí ẩm Ca, Sr, Ba tạo nên lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi) cho nên cần cất giữ các kim loại này trong bình rất kín hoặc dầu hỏa khan.

- Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, siliC.

Ca + Cl₂  →CaCl₂

Mg + Si →Mg₂Si

- Do có ái lực lớn hơn oxi, khi đun nóng các kim loại kiềm thổ khử được nhiều oxit bền (B₂O₃, CO₂, SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Cr₂O₃,).

   2Be + TiO₂  →  2BeO + Ti

   2Mg + CO₂ →  2MgO + C

2) Tác dụng với axit:

A. HCl, H₂SO₄ (l) : Kim loại kiềm khử ion H⁺ thành H₂

Mg + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂

B. HNO₃,H₂SO4 đđ : Khử N+5, S +6 thành các hợp chất mức oxi hoá thấp hơn.

4Ca + 10HNO­₃ (l) → 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Mg + 4HNO₃ đđ → Mg(NO3)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3) Tác dụng với nước:

- Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo dung dịch bazơ:

   Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ ↑

- Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành MgO.

  Mg + H₂O → MgO + H₂↑

- Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao vì có lớp oxit bền bảo vệ. Nhưng Be có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat:

  Be + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Be(OH)₄] + H₂

  Be + 2NaOH(nóng chảy) → Na₂BeO₂ + H₂

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm kiến thức về Kim Loại Kiềm Thổ nhé

I. Vị trí và cấu tạo

1. Vị trí của kim loại kiềm thổ 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 rađi (Ra). Trong mỗi chu kì, nguyên tố kim loại kiềm thổ đứng sau nguyên tố kim loại kiềm.

2. Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm thổ

- Cấu hình electron: Kim loại kiềm thổ là những nguyên tố s. Lớp ngoài cùng của nguyên tử có 2e ở phân lớp ns². So với những electron khác trong nguyên tử thì hai eletron ns² ở xa hạt nhân hơn cả, chúng dễ tách khỏi nguyên tử.

- Các cation M²⁺ của kim loại kiềm thổ có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng trước nó trong bảng tuần hoàn.

- Số oxi hóa: Các kim loại kiềm thổ có điện tích duy nhất là 2+. Vì vậy, trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm thổ có số oxi hóa là +2.

- Thế điện cực chuẩn: Các cặp oxi hóa – khử M²⁺/M của kim loại kiềm thổ đều có thế điện cực chuẩn rất âm.

II. Tính chất vật lí

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương đối thấp (cao hơn kim loại kiềm).

- Độ cứng: kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp; độ cứng giảm dần từ Be → Ba (Be cứng nhất có thể vạch được thủy tinh; Ba chỉ hơi cứng hơn chì).

- Khối lượng riêng tương đối nhỏ, độ cứng tuy cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn nhỏ hơn nhôm.

    Thế điện cực chuẩn:

III. Điều chế

- Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại dưới dạng ion M²⁺ trong các hợp chất. Phương pháp cơ bản điều chế kim loại kiềm thổ là điện phân muối nóng chảy của chúng.

IV. Ứng dụng

+ Kim loại Be: làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn.

+ Kim loại Ca: dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép, làm khô 1 số hợp chất hữu cơ.

+ Kim loại Mg có nhiều ứng dụng hơn cả: tạo hợp kim có tính cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô... Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hóa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm dùng trong pháo sáng, máy ảnh.

V. Một số bài tập lý thuyết và hướng dẫn giải

Bài 1: Phát biểu nào sau đây không đúng về kim loại kiềm?

    A. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.

    B. Khối lượng riêng nhỏ.

    C. Độ cứng giảm dần từ Li đến Cs

    D. Mạng tinh thể của kim loại kiềm là lập phương tâm diện.

Bài 2: Chọn phát biểu đúng:

    A. Dung dịch Na₂CO₃ có tính kiềm mạnh.

    B. Dung dịch Na₂CO₃ có môi trường trung tính có Na₂CO₃ là muối trung hòa.

    C. Dung dịch chứa Na₂CO₃ có môi trường axit do Na₂CO₃ là muối của axit yếu.

    D. Na₂CO₃ dễ bị phân hủy khi đung nóng.

Bài 3: Để bảo quản kim loại kiềm người ta thường làm như thế nào?

    A. Để trong bình kín.

    B. Để trong bóng tối.

    C. Ngâm trong dầu hỏa.

    D. Để nơi thoáng mát.

Bài 4: Trường hợp nào sau đây không có sự tạo thành Al(OH)₃:

    A. Cho dung dịch NH₃ vào dung dịch AlCl₃

    B. Cho Al₂O₃ vào nước.

    C. Cho Al₄C₃ vào nước.

    D. Cho dung dịch Na₂CO₃ vào dung dịch AlCl₃.

Bài 5: Phương pháp chung để điều chế kim loại kiềm là

    A. Thủy luyện

    B. Điện phân dung dịch

    C. Nhiệt luyện

    D. Điện phân nóng chảy.

Bài 6: Phát biểu nào không đúng?

    A. Tất cả các kim loại kiềm thổ đều tác dụng với dung dịch HCl.

    B. Tất cả các kim loại kiềm thổ đều tác dụng với nước.

    C. Tất cả các kim loại kiềm thổ đều tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao.

    D. Tất cả các kim loại kiềm thổ đều tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nguội.

Bài 7: Phản ứng điều chế NaOH trong công nghiệp là:

    A. 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

    B. 2NaCl + 2H₂O →2NaOH₂ Cl₂ + H₂

    C. Na₂O + H₂O → 2NaOH

    D. Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ → 2NaOH + BaSO₄.

Bài 8: Phản ứng nhiệt phân nào sau đây không xảy ra?

    A. Mg(OH)₂ → MgO + H₂O

    B. 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

    C. K₂CO₃ → K₂O + CO₂

    D. 2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂

Bài 9: Cho viên Na vào dung dịch CuSO₄, hiện tượng quan sát được là:

    A. Bọt khí.

    B. Bọt khí và kết tủa màu xanh.

    C. Kết tủa màu đỏ.

    D. Bọt khí và kết tủa màu đỏ.

Bài 10: Cho dần dần đến dư dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO₂, hiện tượng quan sát được là:

    A. Có kết tủa trắng keo xuất hiện, kết tủa không tan.

    B. Không có hiện tượng.

    C. Có kết tủa trắng keo xuất hiện, sau đó kết tủa tan một phần.

    D. Có kết tủa trắng keo xuất hiện, sau đó kết tủa tan hết.

Bài 11: Chỉ ra phát biểu sai.

    A. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba.

    B. Năng lượng ion hóa thứ nhất giảm dần từ Be đến Ba.

    C. Ở nhiệt độ thường Be không phản ứng với nước còn Mg thì phản ứng chậm.

    D. Các kim loại kiềm thổ đều nhẹ hơn nhôm.

Bài 12: Cho các chất: NaHCO₃ , CO, Al(OH)₃, Fe(OH)₃, HF, Cl₂, NH₄Cl. Số chất tác dụng được với dung dịch NaOH loãng ở nhiệt độ thường là:

    A. 4         

    B. 5         

    C. 3         

    D. 6

Bài 13: Phản ứng giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động là:

    A. CaCO₃ → CaO + CO₂

    B. Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂

    C. Ca(HCO₃)₂ → CaCO3 + CO₂ + H₂O

    D. CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Bài 14: Cho dung dịch Ba(HCO₃)₂ lần lượt vào các dung dịch: CaCl₂, Ca(NO₃)₂, NaOH, Na₂CO₃, KHSO₄, Na₂SO₄, Ca(OH)₂, H₂SO₄, HCl. Số trường hợp có tạo ra kết tủa là:

    A. 4         

    B. 7         

    C. 5         

    D. 6

Bài 15: Chất nào sau đây làm mềm nước vĩnh cửu (chứa CaCl₂, MgSO₄)?

    A. Ca(OH)₂

    B. Na₂CO₃

    C. NaOH

    D. H₂SO₄

Bài 16: Dẫn từ từ khí CO₂ vào dung dịch Ca(OH)₂ cho đến dư, sau đó lại đun nóng dung dịch sản phẩm thu được. Vậy hiện tượng quan sát được là:

    A. Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tăng dần đến cực đại.

    B. Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần, khi đun nón dung dịch thì kết tủa lại xuất hiện.

    C. Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần dung dịch có màu xanh, khi đun nóng dung dịch thì kết tủa lại xuất hiện và có khí bay ra.

    D. Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần dung dịch trở nên trong suốt, khi đun nóng dung dịch thì kết tủa lại xuất hiện và có khí bay ra.

Đáp án 

1 - D	2 - A	3 - C	4 - B	5 - D	6 - B	7 - B	8 - C
9 - B	10 - D	11 - D	12 - B	13 - C	14 - D	15 - B	16 - D