Kiềm thổ là kim loại có tính chất hoá học với vật lý gần giống với kim loại kiềm vì chưng vậy nhưng rất nhiều bạn học sinh dễ bị nhầm lẫn giữa 2 nhóm sắt kẽm kim loại này.
Bạn đang xem: Tính chất của kim loại kiềm thổ là
Trong nội dung bài viết này họ cùng tìm hiểu kim các loại kiềm thổ là gì? kiềm thổ có đặc điểm hoá học cùng vật lý nào đặc trưng và nó khác gì so với kim loại kiềm chúng ta đã mày mò ở bài xích trước.
I. Vị trí cấu tạo của sắt kẽm kim loại kiềm thổ
- sắt kẽm kim loại kiềm thổ thuộc team IIA của bảng tuần hoàn; trong một chu kì, kiềm thổ đứng sau sắt kẽm kim loại kiềm.
- kim loại kiềm thổ gồm: Beri (Be); Magie (Mg); can xi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba); Rađi (Ra) (Rađi là thành phần phóng xạ ko bền).
- thông số kỹ thuật electron phần ngoài cùng là: ns2 (với n là trang bị tự lớp)
II. đặc điểm vật lý của sắt kẽm kim loại kiềm thổ
- màu sắc sắc : sắt kẽm kim loại kiềm thổ có white color bạc hoặc xám nhạt, rất có thể rát mỏng.
- nhiệt độ nóng rã và nhiệt độ sôi tuy có cao hơn nữa kim nhiều loại kiềm tuy thế vẫn tương đối thấp
- trọng lượng riêng kha khá nhỏ, nhẹ hơn nhôm trừ Bari
- Độ cứng cao hơn nữa kim một số loại kiềm cơ mà vẫn kha khá mềm
III. Tính hóa học hoá học tập của kim loại kiềm thổ
- những kim một số loại kiềm thổ bao gồm tính khử mạnh, yếu hơn so với sắt kẽm kim loại kiềm. Tính khử của các kim nhiều loại kiềm thổ tăng từ bỏ Be → Ba.
M – 2e → M2+
1. Kim loại kiềm thổ tác dụng cùng với phi kim
- khi đốt lạnh trong ko khí, các kim loại kiềm thổ hầu hết bốc cháy chế tạo ra oxit, bội nghịch ứng phân phát ra các nhiệt.
2Mg + O2 → 2MgO
- Trong ko khí độ ẩm Ca, Sr, Ba khiến cho lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi) cho nên cần đựng giữ những kim loại này vào bình rất bí mật hoặc dầu hỏa khan.
- khi đun nóng, toàn bộ các kim loại kiềm thổ liên can mãnh liệt cùng với halogen, nitơ, lưu giữ huỳnh, photpho, cacbon, siliC.
Ca + Cl2 → CaCl2
2Mg + Si → Mg2Si
- Do có ái lực to hơn oxi, khi đun nóng các kim loại kiềm thổ khử được rất nhiều oxit bền (B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,).
2Be + TiO2 → 2BeO + Ti
2Mg + CO2 → 2MgO + C
2. Kim loại kiềm thổ công dụng với axit
a) HCl, H2SO4 (loãng) : Kim một số loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2↑
b) HNO3, H2SO4 đặc : Khử N+5, S+6 thành các hợp chất gồm mức oxi hoá thấp hơn.
4Ca + 10HNO3 (loãng) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Mg + 4HNO3 đặc → Mg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
4Mg + 5H2SO4 đặc → 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O
3. Sắt kẽm kim loại kiềm thổ chức năng với nước
- Ca, Sr, Ba tính năng với nước ở ánh nắng mặt trời thường chế tạo dung dịch bazơ:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑
- Mg ko tan nội địa lạnh, tan chậm trong nước nóng chế tạo thành MgO.
Mg + H2O → MgO + H2↑
- Be ko tan vào nước dù ở ánh sáng cao vì gồm lớp oxit bền bảo vệ. Dẫu vậy Be có thể tan trong dung dịch kiềm to gan hoặc kiềm rét chảy tạo thành berilat:
Be + 2NaOH + 2H2O → Na2
Be + 2NaOH(nóng chảy) → Na2BeO2 + H2↑
IV. Ứng dụng và điều chế kim loại kiềm thổ
1. Ứng dụng của kim loại kiềm thổ
- sắt kẽm kim loại Be: làm hóa học phụ gia để chế tạo hợp kim gồm tính bầy hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn.
- kim loại Ca: dùng làm hóa học khử để tách bóc oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép, làm khô một số ít hợp chất hữu cơ.
- kim loại Mg có khá nhiều ứng dụng hơn cả: tạo kim loại tổng hợp có tính cứng, nhẹ, bền để sản xuất máy bay, thương hiệu lửa, ôtô… Mg còn được dùng để làm tổng hợp những hợp hóa học hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hóa sử dụng để chế tạo chất chiếu sáng đêm tối dùng vào pháo sáng, thứ ảnh.
2. Điều chế sắt kẽm kim loại kiềm thổ
- vào tự nhiên, sắt kẽm kim loại kiềm thổ chỉ mãi sau dạng ion M2+ trong những hợp chất.
- cách thức cơ bản là điện phân muối nóng tan của chúng.
CaCl2 Ca + Cl2↑
MgCl2 Mg + Cl2↑
- Một số phương pháp khác:
+ cần sử dụng than cốc khử MgO; CaO trường đoản cú đolomit bởi febositic (hợp hóa học Si cùng Fe) ở nhiệt độ cao và trong chân không.
MgO + C → Mg + CO
CaO + 2MgO + mê mẩn → 2Mg + CaO.SiO2
+ sử dụng nhôm hay magie khử muối của Ca, Sr, bố trong chân không ở 11000C → 12000C.
2Al + 4CaO → CaO.Al2O3 + 3Ca
2Al + 4SrO → SrO. Al2O3 + 3Sr
2Al + 4BaO → BaO. Al2O3 + 3Ba
V. Một số thích hợp chất đặc biệt quan trọng Canxi - kim loại kiềm thổ
1. Canxi oxit: CaO (Vôi sống)
- tính năng với nước, tỏa nhiệt độ : CaO + H2O → Ca(OH)2 không nhiều tan.
- cùng với axit : CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
- cùng với oxit axit : CaO + CO2 → CaCO3 ( vôi chết )
2. Các hiđroxit M(OH)2 của những kim nhiều loại kiềm thổ
a) Tính chất của những hidroxit
- những hiđroxit M(OH)2 khan số đông ở dạng màu sắc trắng.
- Tính tan: Be(OH)2; Mg(OH)2 rất không nhiều tan vào nướC.
Ca(OH)2 tương đối không nhiều tan ( 0,12g/100g H2O).
những hiđroxit còn sót lại tan những trong nướC.
- Độ bền sức nóng của hiđroxit tăng tự Be → Ba: Mg(OH)2 mất nước sinh hoạt 150◦C; Ba(OH)2 mất nước ở 1000◦C tạo thành oxit.
- Tính bazơ: Be(OH)2 là bazơ khôn cùng yếu, Mg(OH)2 là bazơ trung bình, Ca(OH)2; Ba(OH)2; Sr(OH)2 là bazơ mạnh.
b) Canxi hidroxit : Ca(OH)2 (Vôi tôi)
- Ít tung trong nước : Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH-
- cùng với axít : Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + H2O
- cùng với oxit axit : Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
Ca(OH)2 + CO2 → Ca(HCO3)2
- cùng với d2 muối : Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaOH
c) Ứng dụng của những hidroxit
- Hợp chất hidroxit sắt kẽm kim loại kiềm thổ Ca(OH)2 ứng dụng thoáng rộng hơn cả :trộn vữa xây nhà, khử chua khu đất trồng, thêm vào cloruavôi dùng để tẩy trắng với khử trùng.
3. Canxi cacbonat (CaCO3) và Canxi hidro cacbonat Ca(HCO3)2
| CaCO3 : canxi cacbonat | Ca(HCO3)2 : can xi hidro cacbonat |
Với nước | Canxi cacbonat là chất rắn màu sắc trắng, ko tan trong nước. Tuy nhiên tan vào amoniclorua: CaCO3 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3↑ + CO2↑ + H2O | Tan trong nước: Ca(HCO3)2 → Ca2+ + 2HCO3- |
Với bazơ mạnh | Không phản nghịch ứng | Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O |
Với axit mạnh | CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O | Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2CO2↑ + 2H2O lưỡng tính |
Nhiệt phân | Bị phân hủy ở nhiệt độ cao: CaCO3 -t0→ CaO + CO2↑ | Bị phân diệt khi đun cho nóng nhẹ: Ca(HCO3)2 -t0→ CaCO3 + CO2↑ + H2O |
Phản ứng thảo luận với CO2 , PO43- | Không |
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O 3Ca(OH)2 + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6H2O |
Với CO2 | CaCO3 + CO2 + H2O ↔ Ca(HCO3)2 không tan tan Chiều thuận (1): phân tích và lý giải sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi chế tạo hang động. Chiều nghịch (2): giải thích sự tạo nên thành thạch nhũ vào hang động. |
4. Can xi sunfat (CaSO4)
a) tính chất của can xi sunfat
- Là chất rắn white color tan ít trong nước (ở 25◦C tung 0,15g/100g H2O).
- tùy theo lượng nước kết tinh trong muối hạt sunfat, ta tất cả 3 loại:
+ CaSO4.2H2O : thạch cao sống trong từ nhiên, bền ở ánh sáng thường.
+ CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O : thạch cao nung (hemihiđrat)
+ CaSO4.2H2O → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O (125◦C)
- Đun rét 200◦C; thạch cao nung thành thạch cao khan (CaSO4).
CaSO4.0,5H2O
- CaSO4: ko tan trong nước, không chức năng với nước, chỉ phân hủy ở ánh sáng rất cao.
2CaSO4
b) Ứng dụng của can xi sunfat
- Thạch cao nung hoàn toàn có thể kết hợp với nước tao thành thạch cao sống với khi đông cứng thì co giãn thể tích, vì thế thạch cao rất ăn uống khuôn. Thạch cao nung thường xuyên được đúc tượng, đúc những mẫu cụ thể tinh vi dùng trang trí nội thất, có tác dụng phấn viết bảng, bó bột khi gãy xương,...
- Thạch cao sống dùng để làm sản xuất xi măng.
5. Nước cứng
a) tư tưởng Nước cứng
- Nước cứng là nước có đựng nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước đựng ít hoặc ko chứa các ion bên trên được điện thoại tư vấn là nước mềm.
b) Phân một số loại nước cứng
- căn cứ vào thành phần các anion gốc axit có trong nước cứng, bạn ta phân chia nước cứng ra 3 loại:
* Nước cứng lâm thời thời: Tính cứng tạm thời của nước cứng là do những muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 gây ra:
Ca(HCO3)2 → Ca2+ + 2HCO3-
- Goị là trong thời điểm tạm thời vì độ cứng đang mất đi khi đun sôi: M(HCO3)2 →MCO3 + CO2 + H2O
* Nước cứng vĩnh cửu: Tính cứng tồn tại của nước là do những muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 gây ra, hotline là vĩnh cữu vị khi đun nóng muối đó sẽ không còn phân hủy:
* Nước gồm tính cứng toàn phần: Là nước tất cả cả tính cứng trong thời điểm tạm thời và vĩnh cửu.
- Nước thoải mái và tự nhiên thường có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.
c) Tác sợ của nước cứng
* Về mặt cuộc sống thường ngày:
- Giặt áo quần bằng xà phòng (natri stearat C17H35COONa) nội địa cứng sẽ khởi tạo ra muối không tan là canxi stearat (C17H35COO)2Ca, hóa học này chào bán trên vải vóc sợi, tạo cho quần áo mau mục nát.
2C17H35COONa +MCl2 →(C17H35COO)2M$ +2NaCl
- Nước cứng làm cho xà phòng gồm ít bọt, giảm khả năng tẩy rửA.
- Nếu cần sử dụng nước cứng để nấu thức ăn, sẽ tạo cho thực phẩm lâu chín và sút mùi vị bởi phản ứng của các ion và những chất vào thực phẩm.
* Về mặt chế tạo công nghiệp:
- khi đun nóng,ở lòng nồi tuyệt ống dẫn nước rét sẽ tạo ra lớp cặn đá nhát dẫn nhiệt làm hao tổn hóa học đốt, gây nổ nồi tương đối và ùn tắc ống dẫn nước nóng (không an toàn).
- có tác dụng hỏng các dung dịch cần pha chế.
- vị vậy, việc làm mềm nước cứng trước khi dùng có y nghĩa siêu quan trọng.
d) Các cách thức làm mượt nước cứng
- bề ngoài làm mềm nước cứng là giảm nồng độ những cation Ca2+,Mg2+ trong nước cứng.
* Phương pháp kết tủa:
Đối với nước có tính cứng tạm bợ thời- Đun sôi nước có tính cứng tạm thời xưa khi dùng, muối bột hiđrocacbonat đưa thành muối cacbonat không tan:
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + CO2↑ + H2O
⇒ Lọc quăng quật kết tủa được nước mềm.
- dùng một khối lượng vừa đầy đủ dung dịch Ca(OH)2, Na2CO3 để trung hòa muối hiđrocacbonat thành muối cacbonat kết tủA. Lọc bỏ chất ko tan, được nước mềm:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
M(HCO3)2 + Na2CO3 → MCO3 + 2NaHCO3
Đối cùng với nước bao gồm tính cứng vĩnh cửu:- cần sử dụng dung dịch Na2CO3, Ca(OH)2 và hỗn hợp Na3PO4 để có tác dụng mềm nước cứng:
Ca2+ + CO32- → CaCO3↓
3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓
Mg2+ + CO32- + Ca2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓ + CaCO3↓
* phương pháp trao đổi ion:
- phương thức trao thay đổi ion được dùng phổ biến để triển khai mềm nướC. Phương thức này dựa trên kĩ năng trao thay đổi ion của những hạt zeolit (các alumino silicat kết tinh, có trong tự nhiên và thoải mái hoặc được tổng hợp, trong tinh thể gồm chứa gần như lỗ trống nhỏ) hoặc nhựa điều đình ion.
- Thí dụ: trộn nước cứng trải qua chất điều đình ion là những hạt zeolit thì số mol ion Na+ của zeolit bong khỏi mạng tinh thể, đi vào trong nước nhịn nhường chỗ cho các ion Ca2+ và Mg2+ bị lưu lại trong mạng tinh thể silicat.
VI. Bài bác tập về kim loại kiềm thổ
Bài 2 trang 119 SGK Hóa 12: Cho hỗn hợp Ca(OH)2 vào dung dịch Ca(HCO3)2 sẽ
A. Gồm kết tủa trắng.
B. Gồm bọt khí thoát ra.
C. Bao gồm kết tủa white và bọt bong bóng khí.
D. Không tồn tại hiện tượng gì.
* giải mã bài 2 trang 119 SGK Hóa 12:
Đáp án: A.Có kết tủa trắng.- PTPƯ: Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2
Bài 3 trang 119 SGK Hóa 12: Cho 2,84 g các thành phần hỗn hợp CaCO3 và MgCO3 tác dụng hết với hỗn hợp HCl thấy bay ra 672 ml khí CO2 (đktc). Phần trăm cân nặng của hai muối (CaCO3 , MgCO3) trong hỗn hợp là :
A. 35,2 % cùng 64,8%.
B. 70,4% cùng 29,6%.
C. 85,49% với 14,51%.
D. 17,6% cùng 82,4%.
* giải thuật bài 3 trang 119 SGK Hóa 12:
Đáp án: B.70,4% cùng 29,6%.- Gọi x, y thứu tự là số mol của CaCO3 và MgCO3 trong hỗn hợp
ta có: 100x + 84y = 2,84 (1)
- Phương trình hoá học của làm phản ứng:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
x (mol) x
MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2↑
y (mol) y
- Theo bài bác ra, Số mol CO2: nCO2 = 0,672/22,4 = 0,03 (mol)
- Theo PTPƯ: nCO2 = x + y = 0,3 (2)
- Giải hệ PT (1) với (2) ta được, x = 0,02 (mol) với y = 0,01 (mol)
⇒ %mCaCO3 = <(0,02.100)/2,84>.100% = 70,42%
⇒ %mMgCO3 = 100% - 70,42% = 29,58%
Bài 4 trang 119 SGK Hóa 12: Cho 2g kim loại nhóm IIA chức năng hết với hỗn hợp HCl tạo nên 5,55g muối clorua. Sắt kẽm kim loại đó là sắt kẽm kim loại nào sau đây?
A. Be. B. Mg. C. Ca. D. Ba.
Lời giải bài xích 4 trang 119 SGK Hóa 12:
Đáp án: C. Ca- call M là sắt kẽm kim loại nhóm II, số mol là x, ta có: Mx = 2 (1)
- Phương trình hoá học tập của phản bội ứng:
M + 2HCl → MCl2 + H2↑
x (mol) x
- Theo PTPƯ ta có: (71+M)x = 5,55 (2)
- Giải hệ PT (1) với (2) ta được: x = 0,05 với M = 40
⇒ M là Ca
Bài 5 trang 119 SGK Hóa 12: Cho 2,8 g CaO chức năng với một lượng nước mang dư thu được dung dịch A. Sục 1,68 lít CO2(đktc) vào dung dịch A.
a) Tính trọng lượng kết tủa thu được.
b) Khi đun nóng dung dịch A thì cân nặng kết tủa thu được về tối đa là bao nhiêu?
Lời giải bài 5 trang 119 SGK Hóa 12:
a) Theo bài ra, ta gồm số mol CaO là: nCaO = 2,8/56 = 0,05 (mol)
Số mol CO2 là nCO2 = 1,68/22,4 = 0,075 (mol)
- Phương trình hoá học của bội phản ứng:
CaO + H2O → Ca(OH)2
0,05 (mol) 0,05 (mol)
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
0,05 0,05 0,05 (mol)
- Theo PTPƯ: nCaCO3 = nCO2 pư = nCa(OH)2 = 0,05 mol
⇒ nCO2 dư = 0,075 – 0,05 = 0,025 (mol)
- CaCO3 tạo thành 0,05 (mol) bị hòa hợp 0,025 (mol)
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
0,025 0,025 0,025 (mol)
⇒ Số mol CaCO3 còn lại là: 0,05 – 0,025 = 0,025 (mol)
⇒ trọng lượng CaCO3 là: mCaCO3 = 0,025. 100 = 2,5 (g)
b) Khi đun cho nóng dung dịch A
Ca(HCO3)2
0,025 0,025 (mol)
⇒ trọng lượng kết tủa tối đa nhận được là: mCaCO3 = (0,025 + 0,025).100 = 5 (g)
Bài 6 trang 119 SGK Hóa 12: Khi mang 14,25g muối bột clorua của một kim loại chỉ tất cả hóa trị II và một lượng muối bột nitrat của sắt kẽm kim loại đó có số mol ngay số mol muối bột clorua thì thấy khác nhau 7,95g. Khẳng định tên kim loại
* giải mã bài 6 trang 119 SGK Hóa 12:
- Gọi sắt kẽm kim loại cần tìm là M, gồm hóa trị là II
⇒ bí quyết muối clorua là MCl2, có số mol là x
Ta tất cả PT: (M + 71)x = 14,25 (1)
⇒ Công thức muối hạt nitrat là M(NO3)2.
Ta bao gồm PT: (M + 124)x = 14,25 + 7,95 (2)
- Giải hệ PT (1) cùng (2) ta được, x = 0,15, M = 24
⇒ M là Mg
Bài 7 trang 119 SGK Hóa 12: Hòa rã 8,2 gam hỗn hợp bột CaCO3 và MgCO3 trong nước phải 2,016 lít CO2 (đktc). Xác minh số gam từng muối trong láo hợp.
* giải mã bài 7 trang 119 SGK Hóa 12:
- hotline x, y thứu tự là số mol CaCO3 và MgCO3 trong láo hợp
⇒ 100x + 84y = 8,2 (1)
- Theo bài xích ra, ta có: nCO2 = 2,016/22,4=0,09 (mol)
- Phương trình hoá học tập của bội phản ứng:
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
x x (mol)
MgCO3 + CO2 + H2O → Mg(HCO3)2
y y (mol)
- Theo PTPƯ: nCO2 = x + y = 0,09 (2)
- Giải hệ PT bao gồm (1) cùng (2) ta được, x = 0,04 cùng y = 0,05
⇒ mCaCO3 = 0,04.100 = 4 (g)
⇒ mMgCO3 = 0,05.84 = 4,2 (g)
Bài 8 trang 119 SGK Hóa 12: Trong một ly nước tất cả chứa 0,01 mol Na+ , 0,02 mol Ca2+, 0,01 mol Mg2+, 0,05 mol HCO3-, 0,02 mol Cl-. Nước trong cốc thuộc một số loại nào ?
A. Nước cứng tất cả tính cứng lâm thời thời.
B. Nước cứng gồm tính cứng vĩnh cửu.
C. Nước cứng bao gồm tính cứng toàn phần.
* giải thuật bài 8 trang 119 SGK Hóa 12:
Đáp án: C. Nước cứng tất cả tính cứng toàn phần.- cốc nước trên chứa các ion: Ca2+, Mg2+, HCO3-, Cl-
⇒ trực thuộc nước cứng toàn phần (có cả tính cứng trong thời điểm tạm thời và tính cứng vĩnh cửu)
Bài 9 trang 119 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học của bội nghịch ứng để phân tích và lý giải việc cần sử dụng Na3PO4 để làm cho mềm nước cứng có tính cứng toàn phần.
* lời giải bài 9 trang 119 SGK Hóa 12:
- những phương trình hoá học tập của bội phản ứng
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3
3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓ + 6NaHCO3
3CaCl2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl
3CaSO4 +2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 3Na2SO4.
Xem thêm: Tuyển Tập Những Câu Nói Thả Thính, Thả Là Dính Cực Dễ Thương
- lúc đó tất cả các ion Ca2+, Mg2+ đều kết tủa hết dưới dạng muối hạt photphat => có tác dụng mềm được nước cứng toàn phần.