Kiềm thổ là kim loại có đặc thù hoá học và vật lý tương tự với sắt kẽm kim loại kiềm vị vậy cơ mà rất nhiều người học sinh dễ bị nhầm lẫn giữa 2 nhóm sắt kẽm kim loại này.
Bạn đang xem: Công thức của hiđroxit kim loại kiềm thổ là
Trong nội dung bài viết này bọn họ cùng tìm hiểu kim các loại kiềm thổ là gì? kiềm thổ có tính chất hoá học cùng vật lý nào đặc trưng với nó khác gì so với kim loại kiềm chúng ta đã tìm hiểu ở bài trước.
I. Vị trí cấu tạo của kim loại kiềm thổ
- kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn; trong một chu kì, kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm.
- sắt kẽm kim loại kiềm thổ gồm: Beri (Be); Magie (Mg); can xi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba); Rađi (Ra) (Rađi là nhân tố phóng xạ không bền).
- thông số kỹ thuật electron phần bên ngoài cùng là: ns2 (với n là thiết bị tự lớp)
II. đặc thù vật lý của kim loại kiềm thổ
- color sắc : sắt kẽm kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt, hoàn toàn có thể rát mỏng.
- nhiệt độ nóng tung và nhiệt độ sôi mặc dù có cao hơn kim các loại kiềm tuy vậy vẫn kha khá thấp
- khối lượng riêng tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm trừ Bari
- Độ cứng cao hơn kim các loại kiềm dẫu vậy vẫn kha khá mềm
III. Tính chất hoá học của sắt kẽm kim loại kiềm thổ
- các kim một số loại kiềm thổ tất cả tính khử mạnh, yếu rộng so với sắt kẽm kim loại kiềm. Tính khử của những kim các loại kiềm thổ tăng từ Be → Ba.
M – 2e → M2+
1. Sắt kẽm kim loại kiềm thổ tác dụng cùng với phi kim
- khi đốt nóng trong không khí, những kim loại kiềm thổ mọi bốc cháy sinh sản oxit, phản nghịch ứng phạt ra các nhiệt.
2Mg + O2 → 2MgO
- Trong ko khí ẩm Ca, Sr, Ba làm cho lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi) cho nên cần cất giữ những kim một số loại này vào bình rất kín hoặc dầu hỏa khan.
- lúc đun nóng, toàn bộ các sắt kẽm kim loại kiềm thổ tác động mãnh liệt với halogen, nitơ, giữ huỳnh, photpho, cacbon, siliC.
Ca + Cl2 → CaCl2
2Mg + Si → Mg2Si
- Do có ái lực lớn hơn oxi, lúc đun nóng những kim nhiều loại kiềm thổ khử được rất nhiều oxit bền (B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,).
2Be + TiO2 → 2BeO + Ti
2Mg + CO2 → 2MgO + C
2. Sắt kẽm kim loại kiềm thổ công dụng với axit
a) HCl, H2SO4 (loãng) : Kim nhiều loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2↑
b) HNO3, H2SO4 đặc : Khử N+5, S+6 thành các hợp chất tất cả mức oxi hoá rẻ hơn.
4Ca + 10HNO3 (loãng) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Mg + 4HNO3 đặc → Mg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
4Mg + 5H2SO4 đặc → 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O
3. Kim loại kiềm thổ chức năng với nước
- Ca, Sr, Ba chức năng với nước ở nhiệt độ thường chế tác dung dịch bazơ:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑
- Mg không tan nội địa lạnh, tan chậm trong nước nóng chế tác thành MgO.
Mg + H2O → MgO + H2↑
- Be ko tan vào nước dù ở ánh nắng mặt trời cao vì bao gồm lớp oxit bền bảo vệ. Nhưng Be hoàn toàn có thể tan trong hỗn hợp kiềm bạo phổi hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat:
Be + 2NaOH + 2H2O → Na2
Be + 2NaOH(nóng chảy) → Na2BeO2 + H2↑
IV. Ứng dụng cùng điều chế sắt kẽm kim loại kiềm thổ
1. Ứng dụng của kim loại kiềm thổ
- kim loại Be: làm hóa học phụ gia để chế tạo hợp kim bao gồm tính bọn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn.
- kim loại Ca: dùng làm chất khử để bóc tách oxi, lưu lại huỳnh thoát khỏi thép, có tác dụng khô 1 số hợp chất hữu cơ.
- sắt kẽm kim loại Mg có tương đối nhiều ứng dụng rộng cả: tạo kim loại tổng hợp có tính cứng, nhẹ, bền để sản xuất máy bay, tên lửa, ôtô… Mg còn được dùng để làm tổng hợp các hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với hóa học oxi hóa dùng để sản xuất chất chiếu sáng đêm hôm dùng vào pháo sáng, đồ vật ảnh.
2. Điều chế kim loại kiềm thổ
- vào tự nhiên, sắt kẽm kim loại kiềm thổ chỉ sống thọ dạng ion M2+ trong những hợp chất.
- phương thức cơ bản là điện phân muối nóng tung của chúng.
CaCl2 Ca + Cl2↑
MgCl2 Mg + Cl2↑
- Một số phương pháp khác:
+ dùng than ly khử MgO; CaO tự đolomit bởi febositic (hợp hóa học Si và Fe) ở nhiệt độ cao và trong chân không.
MgO + C → Mg + CO
CaO + 2MgO + mê say → 2Mg + CaO.SiO2
+ cần sử dụng nhôm tốt magie khử muối bột của Ca, Sr, cha trong chân ko ở 11000C → 12000C.
2Al + 4CaO → CaO.Al2O3 + 3Ca
2Al + 4SrO → SrO. Al2O3 + 3Sr
2Al + 4BaO → BaO. Al2O3 + 3Ba
V. Một số hòa hợp chất quan trọng đặc biệt Canxi - kim loại kiềm thổ
1. Canxi oxit: CaO (Vôi sống)
- tác dụng với nước, tỏa nhiệt : CaO + H2O → Ca(OH)2 ít tan.
- cùng với axit : CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
- với oxit axit : CaO + CO2 → CaCO3 ( vôi chết )
2. Các hiđroxit M(OH)2 của các kim loại kiềm thổ
a) Tính chất của các hidroxit
- các hiđroxit M(OH)2 khan phần nhiều ở dạng color trắng.
- Tính tan: Be(OH)2; Mg(OH)2 rất ít tan trong nướC.
Ca(OH)2 tương đối không nhiều tan ( 0,12g/100g H2O).
những hiđroxit sót lại tan nhiều trong nướC.
- Độ bền nhiệt của hiđroxit tăng từ bỏ Be → Ba: Mg(OH)2 mất nước ngơi nghỉ 150◦C; Ba(OH)2 mất nước làm việc 1000◦C sinh sản thành oxit.
- Tính bazơ: Be(OH)2 là bazơ siêu 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 rã trong nước : Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH-
- với axít : Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + H2O
- 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 các 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 đất trồng, cung ứng cloruavôi dùng làm tẩy trắng cùng 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 hóa học rắn color trắng, ko tan vào nước. Tuy thế tan trong amoniclorua: CaCO3 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3↑ + CO2↑ + H2O | Tan trong nước: Ca(HCO3)2 → Ca2+ + 2HCO3- |
Với bazơ mạnh | Không bội 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 bỏ ở ánh sáng cao: CaCO3 -t0→ CaO + CO2↑ | Bị phân hủy khi làm 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 ko tan tan Chiều thuận (1): giải thích sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi chế tạo ra hang động. Chiều nghịch (2): lý giải sự sản xuất thành thạch nhũ trong hang động. |
4. Canxi sunfat (CaSO4)
a) đặc điểm của canxi sunfat
- Là hóa học rắn white color tan ít trong nước (ở 25◦C rã 0,15g/100g H2O).
- tùy theo lượng nước kết tinh trong muối bột sunfat, ta tất cả 3 loại:
+ CaSO4.2H2O : thạch cao sinh sống trong trường đoản cú nhiên, bền ở nhiệt độ thường.
+ CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O : thạch cao nung (hemihiđrat)
+ CaSO4.2H2O → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O (125◦C)
- Đun lạnh 200◦C; thạch cao nung thành thạch cao khan (CaSO4).
CaSO4.0,5H2O
- CaSO4: không tan trong nước, không chức năng với nước, chỉ phân diệt ở ánh nắng mặt trời rất cao.
2CaSO4
b) Ứng dụng của can xi sunfat
- Thạch cao nung có thể kết phù hợp với nước tao thành thạch cao sống và khi đông cứng thì giãn nở thể tích, vì vậy 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, làm phấn viết bảng, bó bột lúc gãy xương,...
- Thạch cao sống dùng để sản xuất xi măng.
5. Nước cứng
a) tư tưởng Nước cứng
- Nước cứng là nước có chứa được nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion bên trên được gọi là nước mềm.
b) Phân một số loại nước cứng
- căn cứ vào thành phần những anion cội axit bao gồm trong nước cứng, fan ta phân chia nước cứng ra 3 loại:
* Nước cứng tạm thời: Tính cứng trong thời điểm tạm thời của nước cứng là do những muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 gây ra:
Ca(HCO3)2 → Ca2+ + 2HCO3-
- Goị là tạm thời vì độ cứng đã mất đi lúc đun sôi: M(HCO3)2 →MCO3 + CO2 + H2O
* Nước cứng vĩnh cửu: Tính cứng trường thọ của nước là do các muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 gây ra, hotline là vĩnh cữu vì chưng khi đun nóng muối đó sẽ không phân hủy:
* Nước gồm tính cứng toàn phần: Là nước tất cả cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.
- Nước tự nhiên và thoải mái thường bao gồm cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.
c) Tác hại của nước cứng
* Về mặt đời sống thường ngày:
- Giặt áo quần bằng xà chống (natri stearat C17H35COONa) trong nước cứng sẽ tạo nên ra muối không tan là can xi stearat (C17H35COO)2Ca, hóa học này buôn bán trên vải sợi, tạo cho quần áo mau mục nát.
2C17H35COONa +MCl2 →(C17H35COO)2M$ +2NaCl
- Nước cứng tạo nên xà phòng gồm ít bọt, giảm khả năng tẩy rửA.
- Nếu dùng nước cứng để nấu thức ăn, sẽ khiến cho thực phẩm lâu chín và bớt mùi vị bởi vì phản ứng của những ion và các chất trong thực phẩm.
* Về mặt thêm vào công nghiệp:
- khi đun nóng,ở đáy nồi giỏi ống dẫn nước lạnh sẽ tạo ra lớp cặn đá kém dẫn nhiệt có tác dụng hao tổn hóa học đốt, gây nổ nồi tương đối và tắc nghẽn ống dẫn nước rét (không an toàn).
- làm cho hỏng nhiều dung dịch nên pha chế.
- bởi vì vậy, câu hỏi làm mềm nước cứng trước khi dùng có y nghĩa khôn cùng quan trọng.
d) Các phương pháp làm mềm nước cứng
- lý lẽ làm mượt nước cứng là giảm nồng độ những cation Ca2+,Mg2+ trong nước cứng.
* Phương pháp kết tủa:
Đối cùng với nước bao gồm tính cứng trợ thì thời- Đun sôi nước gồm tính cứng tạm xa xưa khi dùng, muối bột hiđrocacbonat gửi thành muối bột cacbonat ko tan:
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + CO2↑ + H2O
⇒ Lọc bỏ kết tủa được nước mềm.
- cần sử dụng một khối lượng vừa đủ dung dịch Ca(OH)2, Na2CO3 để th-nc muối hiđrocacbonat thành muối cacbonat kết tủA. Lọc quăng quật chất không 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 có tính cứng vĩnh cửu:- dùng dung dịch Na2CO3, Ca(OH)2 và dung dịch Na3PO4 để làm cho mềm nước cứng:
Ca2+ + CO32- → CaCO3↓
3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓
Mg2+ + CO32- + Ca2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓ + CaCO3↓
* phương thức trao đổi ion:
- phương pháp trao thay đổi ion được dùng phổ biến để làm mềm nướC. Phương thức này dựa trên năng lực trao thay đổi ion của các hạt zeolit (các alumino silicat kết tinh, bao gồm trong thoải mái và tự nhiên hoặc được tổng hợp, trong tinh thể có chứa phần đông lỗ trống nhỏ) hoặc nhựa dàn xếp ion.
- Thí dụ: trộn nước cứng trải qua chất hội đàm ion là các hạt zeolit thì số mol ion Na+ của zeolit ra khỏi mạng tinh thể, bước vào trong nước dường chỗ cho những ion Ca2+ và Mg2+ bị lưu giữ trong mạng tinh thể silicat.
VI. Bài tập về kim loại kiềm thổ
Bài 2 trang 119 SGK Hóa 12: Cho hỗn hợp Ca(OH)2 vào hỗn hợp Ca(HCO3)2 sẽ
A. Có kết tủa trắng.
B. Bao gồm bọt khí bay ra.
C. Có kết tủa trắng và bọt khí.
D. Không có hiện tượng gì.
* giải thuật 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 hỗn hợp CaCO3 và MgCO3 tác dụng không còn với hỗn hợp HCl thấy bay ra 672 ml khí CO2 (đktc). Phần trăm khối lượng của nhì muối (CaCO3 , MgCO3) trong tất cả hổn hợp là :
A. 35,2 % với 64,8%.
B. 70,4% và 29,6%.
C. 85,49% với 14,51%.
D. 17,6% với 82,4%.
* lời giải bài 3 trang 119 SGK Hóa 12:
Đáp án: B.70,4% cùng 29,6%.- Gọi x, y lần lượt là số mol của CaCO3 và MgCO3 trong lếu hợp
ta có: 100x + 84y = 2,84 (1)
- Phương trình hoá học của 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) cùng 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 bột 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 4 trang 119 SGK Hóa 12:
Đáp án: C. Ca- điện thoại tư vấn M là sắt kẽm kim loại nhóm II, số mol là x, ta có: Mx = 2 (1)
- Phương trình hoá học của bội nghịch ứng:
M + 2HCl → MCl2 + H2↑
x (mol) x
- Theo PTPƯ ta có: (71+M)x = 5,55 (2)
- Giải hệ PT (1) cùng (2) ta được: x = 0,05 cùng M = 40
⇒ M là Ca
Bài 5 trang 119 SGK Hóa 12: Cho 2,8 g CaO công dụng với một lượng nước rước dư thu được hỗn hợp A. Sục 1,68 lít CO2(đktc) vào dung dịch A.
a) Tính khối lượng kết tủa thu được.
b) Khi đun cho nóng dung dịch A thì cân nặng kết tủa thu được buổi tối đa là bao nhiêu?
Lời giải bài bác 5 trang 119 SGK Hóa 12:
a) Theo bài ra, ta bao 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 làm 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 làm cho nóng dung dịch A
Ca(HCO3)2
0,025 0,025 (mol)
⇒ khối lượng kết tủa tối đa chiếm được là: mCaCO3 = (0,025 + 0,025).100 = 5 (g)
Bài 6 trang 119 SGK Hóa 12: Khi đem 14,25g muối clorua của một kim loại chỉ có hóa trị II với một lượng muối bột nitrat của kim loại đó có số mol ngay số mol muối clorua thì thấy không giống nhau 7,95g. Khẳng định tên kim loại
* giải mã bài 6 trang 119 SGK Hóa 12:
- Gọi sắt kẽm kim loại cần tra cứu là M, tất cả hóa trị là II
⇒ cách làm muối clorua là MCl2, có số mol là x
Ta gồm PT: (M + 71)x = 14,25 (1)
⇒ Công thức muối nitrat là M(NO3)2.
Ta gồm PT: (M + 124)x = 14,25 + 7,95 (2)
- Giải hệ PT (1) với (2) ta được, x = 0,15, M = 24
⇒ M là Mg
Bài 7 trang 119 SGK Hóa 12: Hòa rã 8,2 gam các thành phần hỗn hợp bột CaCO3 và MgCO3 trong nước bắt buộc 2,016 lít CO2 (đktc). Xác định số gam từng muối trong láo hợp.
* giải thuật bài 7 trang 119 SGK Hóa 12:
- điện thoại tư vấn x, y theo thứ tự là số mol CaCO3 và MgCO3 trong láo hợp
⇒ 100x + 84y = 8,2 (1)
- Theo bài ra, ta có: nCO2 = 2,016/22,4=0,09 (mol)
- Phương trình hoá học tập của làm 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 có (1) và (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 cốc nước bao gồm chứa 0,01 mol Na+ , 0,02 mol Ca2+, 0,01 mol Mg2+, 0,05 mol HCO3-, 0,02 mol Cl-. Nước trong ly thuộc các loại nào ?
A. Nước cứng bao gồm tính cứng tạm thời.
B. Nước cứng gồm tính cứng vĩnh cửu.
C. Nước cứng có tính cứng toàn phần.
* giải thuật bài 8 trang 119 SGK Hóa 12:
Đáp án: C. Nước cứng tất cả tính cứng toàn phần.- ly nước trên chứa những ion: Ca2+, Mg2+, HCO3-, Cl-
⇒ trực thuộc nước cứng toàn phần (có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu)
Bài 9 trang 119 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học của phản ứng để phân tích và lý giải việc sử dụng Na3PO4 để có tác dụng mềm nước cứng gồm tính cứng toàn phần.
* giải thuật bài 9 trang 119 SGK Hóa 12:
- các phương trình hoá học của 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: Thế Nào Là Vĩ Tuyến Vĩ Tuyến Là Gì Lớp 6, Vĩ Tuyến Là Gì
- khi 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.