Bài 25: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

Lý thuyết Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

I. Ví trí, cấu tạo

1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn

– Các kim loại kiềm gồm Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

– Các kim loại kiềm đứng đầu mỗi chu kì (trừ chu kì 1).

2. Cấu tạo

– Cấu hình electron nguyên tử: ns1.

– Các kim loại kiềm có năng lượng ion hóa I1 nhỏ nhất so với các kim loại khác. Từ Li đến Fr, I1 giảm dần.

– Cấu tạo đơn chất: các đơn chất nhóm IA đều có cấu tạo mạng lập phương tâm khối.

II. Tính chất vật lý

– Liên kết kim loại yếu

– Là những kim loại rất nhẹ và mềm, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, giảm từ Li đến Fr.

– Độ cứng nhỏ

III. Tính chất hóa học

– Các kim loại kiềm có tính khử mạnh: M → M+ + 1e.

– Trong mọi hợp chất, kim loại kiềm có số oxi hóa +1.

1. Tác dụng với phi kim: O2, halogen, S,…

Chú ý:

– Tác dụng với oxi khô tạo peoxit: 2Na + O2 → Na2O2 (r)

– Tác dụng với oxi không khí khô ở nhiệt độ phòng tạo Na2O.

2. Tác dụng với axit: 2M + 2H+ → 2M+ + H2

Na + HCl → NaCl + 1/2 H2

Na dư + H2O → NaOH + 1/2 H2

3. Tác dụng với nước: 2M + 2H2O → 2MOH(dd) + H2

Na + H2O → NaOH + 1/2 H2

4. Tác dụng với dd muối

Khi cho Na tác dụng với dd muối CuSO4 sẽ có bọt khí và kết tủa Cu(OH)2 màu xanh.

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2

Chú ý: Khi cho kim loại kiềm vào dung dịch muối, đầu tiên kim loại kiềm sẽ tác dụng với nước sau đó bazo sinh ra có thể tác dụng với muối.

IV. Ứng dụng, điều chế

1. Ứng dụng:

– Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy.

– K, Na dùng làm chất trao đổi nhiệt trong các lò phản ứng hạt nhân.

– Cs dùng chế tạo tế bào quang điện.

– Dùng để điều chế một số kim loại quí hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.

– Dùng làm xúc tác trong nhiều phản ứng hữu cơ.

2. Điều chế:

Điện phân nóng chảy muối halogenua hoặc hiđroxit của kim loại kiềm trong điều kiện không có không khí.

Ví dụ:

Bài 1 (trang 111 SGK Hóa 12):

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại kiềm là :

A. ns1.

B. ns2.

C. ns2np1.

D. (n-1)dsxnsy.

Lời giải:

Đáp án A.

Bài 2 (trang 111 SGK Hóa 12): 

Cation M+ có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2s22p6. M+ là cation nào sau đây?

A. Ag+.

B. Cu2+.

C. Na+.

D. K+.

Lời giải:

Đáp án C.

M+ có cấu hình e là: 2s22p6.

⇒ cấu hình e của M là: 2s22p63s1

⇒ M là Na ⇒ M+ là Na+

Bài 3 (trang 111 SGK Hóa 12): 

Nồng độ phần trăm của dung dịch tạo thành khi hòa tan 39 g kali kim loại vào 362 g nước là kết quả nào sau đây?

A. 15,47%.

B. 13,87%.

C. 14%.

D. 14,04%.

Lời giải:

Đáp án C.

K + H2O → KOH + H2

Số mol K: nK = = 1(mol)

Số mol KOH: nKOH = nK = 1(mol)

Khối lượng KOH là mKOH = 56.1 = 56 (g)

Số mol H2: nH2 = nK= 0,5(mol)

Khối lượng dung dịch là mdd = 39 + 362 – 0,5.2 = 400 (g)

Nồng độ C%KOH = = 14%

Bài 4 (trang 111 SGK Hóa 12):

Trong các muối sau, muối nào dễ bị nhiệt phân:

A. LiCl.

B. NaNO3.

C. KHCO3.

D. KBr.

Lời giải:

Đáp án C.

Bài 5 (trang 111 SGK Hóa 12): Điện phân muối clorua kim loại kiềm nóng chảy, thu được 0,896 lít khí (đktc) ở anot và 3,12 g kim loại ở catot. Hãy xác định công thức phân tử của muối kim loại kiềm.

Lời giải:

CT muối clorua của KL kiềm là MCl

2MCl –dpnc→ 2M + Cl2

Khí ở anot là Cl2. Số mol Cl2:

Số mol M là: nM = 0,04. 2 = 0,08 (mol)

→ M là K

Công thức muối KCl

Bài 6 (trang 111 SGK Hóa 12): 

Cho 100g CaCO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl để lấy khí CO2 sục vào dung dịch chứa 60 g NaOH. Tính khối lượng muối natri thu được.

Lời giải:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

K = 1,5 → phản ứng tạo hai muối NaHCO3 và Na2CO3

Gọi x, y lần lượt là số mol NaHCO3 và Na2CO3

Theo bài ra ta có hệ

Khối lượng NaHCO3 m = 84.0,5 = 42 (g)

Khối lượng Na2CO3 m = 106.0,5 = 53 (g)

Tổng khối lượng muối thu được sau phản ứng là: 42 + 53 = 95 (g)

Bài 7 (trang 111 SGK Hóa 12):

Nung 100g hỗn hợp gồm Na2CO3 và NaHCO3 cho đến khi khối lượng của hỗn hợp không đổi, được 69 g chất rắn. Xác định thành phần % khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.

Lời giải:

Gọi y, x lần lượt là số mol NaHCO3 và Na2CO3

Theo bài ra ta có hệ

Thành phần % theo khối lượng các chất

Bài 8 (trang 111 SGK Hóa 12): 

Cho 3,1 g hỗn hợp gồm hai kim loại kiềm ở hai chu kì kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn tác dụng hết với nước thu được 1,12 lít H2 ở đktc và dung dịch kiềm.

a) Xác định tên 2 KL đó và tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại

b) Tính thể tích dd HCl 2M cần dùng để trung hòa dd kiềm và khối lượng muối clorua thu được.

Lời giải:

a. Gọi công thức chung cho hai kim loại kiềm là M

Số mol H2: nH2 = = 0,05(mol)

PTHH:

Theo pt: nM = 2. nH2 = 2. 0,05 = 0,1(mol)

⇒ M = = 31 → Na, K

Gọi x, y lần lượt là số mol của Na và K trong hỗn hợp

Theo bài ra ta có hệ phương trình:

b.

Theo pt: nHCl = nMOH = 0,1 (mol)

Mục lục Giải bài tập Hóa 12

 

Xem thêm