BÀI 18. KIM LOẠI NHÓM IIA

MỞ ĐẦU

Kim loại nhóm IIA và hợp chất của chúng có nhiều ứng dụng trong đời sống, sản xuất. Kim loại nhóm IIA và hợp chất của chúng có những tính chất gì?

Đáp án chuẩn:

- Tính chất: 

+ nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và độ cứng cao hơn so với kim loại nhóm IA cùng chu kì. 

+ kim loại nhẹ, berryliium đến barium, tính kim loại tăng dần, mức độ phản ứng với oxygen và với nước tăng dần, độ tan tăng dần từ Be(OH)₂ đến Ba(OH)₂.

- Hợp chất: độ bền nhiệt tăng dần từ Mg²⁺ đến Ba²⁺.

A. ĐƠN CHẤT

1. VỊ TRÍ, CẤU TẠO VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Thảo luận 1: Dựa vào Bảng 18.2, hãy nhận xét sự thay đổi nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của kim loại nhóm IIA. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Vì cấu trúc mạng tinh thể của kim loại nhóm IIA khác nhau.

3. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Thảo luận 2: Dự đoán tính chất hoá học đặc trưng của kim loại nhóm IIA và so sánh với kim loại nhóm IA.

Đáp án chuẩn:

Tính khử , yếu hơn IA.

Luyện tập: Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau:

a) Be + O₂ →

b) Ca + O₂ →

c) Ba + O₂ →

Đáp án chuẩn:

a) 2BeO

b)  2CaO

c) 2BaO

Thảo luận 3: Dựa vào Bảng 18.3, nhận xét sự biến đổi độ tan từ Be(OH)₂ đến Ba(OH)₂.

Đáp án chuẩn:

Tăng dần.

Luyện tập: Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau:

a) Ca + H₂O →

b) Ba + H₂O →

Đáp án chuẩn:

a) Ca(OH)₂ + H₂

b) Ba(OH)₂ + H₂

B. HỢP CHẤT

1. TÍNH CHẤT CỦA MUỐI CARBONATE, NITRATE

Thảo luận 4: Dự đoán khả năng phản ứng của muối carbonate kim loại nhóm IIA với dung dịch acid loãng.

Đáp án chuẩn:

 Tác dụng được, kết quả muối mới và CO₂.

Thảo luận 5: Quan sát Bảng 18.4, nhận xét về xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của muối carbonate từ MgCO₃ đến BaCO₃.

Đáp án chuẩn:

Tăng dần.

Thảo luận 6: Quan sát Bảng 18.5, nhận xét xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của muối nitrate. Từ đó rút ra mối quan hệ giữa độ bền nhiệt và giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân muối nitrate kim loại nhóm IIA.

Đáp án chuẩn:

Tăng dần 

Mối quan hệ: giá trị biến thiên enthalpy càng tăng thì khoảng nhiệt độ càng xác định rõ.

Luyện tập: Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau:

a) MgCO₃

b) Ba(NO₃)₂

Đáp án chuẩn:

a) MgO + CO₂

b) BaO + 2NO₂ + O₂

2. TÍNH TAN CỦA CÁC MUỐI CARBONATE, SULFATE, NITRATE

Vận dụng: Giải thích và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong quá trình sau:

a) Vôi sống tiếp xúc lâu ngày trong không khí sẽ bị giảm chất lượng.

b) Trên bề mặt các hố vôi tôi lâu ngày thường có màng chất rắn.

Đáp án chuẩn:

a) Vì trong không khí có hơi nước và khí CO₂ 

PTHH: CaO + H₂O → Ca(OH)₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

b) Vì trong các hố chứa nước vôi trong và không khí có CO₂, khi đó tạo chất kết tủa cũng.

PTHH: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Thảo luận 7: Thực hiện Thí nghiệm 1 theo hướng dẫn, nêu hiện tượng xảy ra. Rút ra kết luận về độ tan của các muối sulfate. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

- Ống BaCl₂ kết tủa trước

- Kết luận: giảm dần từ Be đến Ba 

Thảo luận 8: Thực hiện Thí nghiệm 2 theo hướng dẫn, nêu hiện tượng xảy ra. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và giải thích.

Đáp án chuẩn:

- (1) tủa trắng, cho HCl: tủa trắng.

PTHH: Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄↓

- (2) tủa trắng, cho HCl: tủa trắng tan và giải phóng khí 

PTHH: Na₂CO₃ + CaCl₂ → 2NaCl + CaCO₃↓

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

- (3) tủa trắng 

PTHH: K₂SO₄ + BaCl₂ → 2KCl + BaSO₄↓

- (4) khí không màu, không mùi 

PTHH: Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

Luyện tập: Trình bày cách phân biệt 3 dung dịch không màu Na₂CO₃, K₂SO₄, Ba(NO₃)₂ bằng phương pháp hoá học.

Đáp án chuẩn:

- BaCl₂: Ba(NO₃)₂ không phản ứng.

K₂SO₄ + BaCl₂ → 2KCl + BaSO₄↓

Na₂CO₃ + BaCl₂ → 2NaCl + BaCO₃↓

- HCl. 

+ kết tủa tan và giải phóng khí: Na₂CO₃, 

+ không phản ứng: K₂SO₄.

PTHH: BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + CO₂ + H₂O

3. ỨNG DỤNG

Thảo luận 9: Vẽ sơ đồ tư duy để nêu một số ứng dụng của đơn chất và hợp chất của kim loại nhóm IIA.

Đáp án chuẩn:

Sơ đồ tư duy:

Vận dụng: Hãy tìm hiểu những thực phẩm có thể giúp bổ sung calcium cho cơ thể?

Đáp án chuẩn:

- Các loại đậu, rau: đậu nành, rau dền, rau chân vịt,…

- Sữa, phô mai, sữa chua,…

- Các loại hạt: hạt chia, hạt vừng, hạnh nhân,…

- Cá…

4. NƯỚC CỨNG VÀ CÁCH LÀM MỀM NƯỚC CỨNG

Thảo luận 10: Theo em, trong ba loại nước cứng, loại nào khó loại bỏ tính “cứng” nhất?

Đáp án chuẩn:

Có tính cứng toàn phần.

Thảo luận 11: Vì sao giặt áo quần bằng nước cứng sẽ tốn xà phòng, nước xả vải hơn khi dùng nước mềm?

Đáp án chuẩn:

Vì giặt bằng nước cứng sẽ tạo ra muối ít tan bám vào quần áo, tạo ít bọt.

Thảo luận 12: Đề xuất cách làm mềm nước có tính cứng toàn phần?

Đáp án chuẩn:

Thêm NaOH hoặc Na₂CO₃.

BÀI TẬP

Bài 1: Nước cứng tạm thời có chứa chất nào sau đây?

A. Ca(HCO₃)₂.       B. MgSO₄.             C. CaCl₂.                D. MgCl₂.

Đáp án chuẩn:

A 

Bài 2: Giả sử, khi calcium tiếp xúc với không khí ẩm: đầu tiên tạo thành calcium oxide, sau đó chuyển thành calcium hydroxide, rồi thành calcium carbonate. Viết phương trình hoá học của các phản ứng trên.

Đáp án chuẩn:

 2Ca + O₂ → 2CaO

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Bài 3: Viết các phương trình hoá học cho các phản ứng sau:

a) Calcium oxide tác dụng với dung dịch hydrochloric acid loãng.

b) Dung dịch sodium carbonate tác dụng với dung dịch calcium hydroxide.

Đáp án chuẩn:

a) CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O

b) Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + NaOH

Bài 4: Y là hợp chất của calcium có nhiều ở dạng đá vôi, đá hoa,… Hợp chất Z có trong thành phần không khí và thường dùng để chữa cháy. Biết Z được sinh ra khi cho Y phản ứng với dung dịch acid mạnh. Xác định Y và Z, viết phương trình hoá học của phản ứng.

Đáp án chuẩn:

Y: CaCO₃, Z : CO₂.

PTHH: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O