MỞ ĐẦU
1.Lý do chọn đề tài:
Chỳng ta đang sống trong một xó hội ngày càng hiện đại và văn minh, đú
là xó hội chủ nghĩa một xó hội luụn lấy tri thức làm nền tảng cho mọi hoạt động
để tồn tại và phỏt triển, xõy dựng và bảo vệ Tổ quốc, theo kịp với những thành
tựu mới của khoa học kỹ thuật trờn thế giới.
Đất nước ta đang trong tời kỳ CNH – HĐH đất nước, đó và đang cú nhiều bước
nhảy vọt trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Cụng cuộc đổi mới này đề ra những
yờu cầu mới đối với hệ thống giỏo dục nước ta. Một cụng cuộc đổi mới đũi hỏi những
con người phải cú bản lĩnh, tự chủ, năng động, sỏng tạo, dỏm nghĩ dỏm làm, cú năng
lực tự giải quyết những vấn đề do thực tiễn của cuộc sống đề ra. Giỏo dục đang
trở thành một bộ phận đặc biệt của cấu trỳc hạ tầng xó hội là tiền đề quan trọng
cho sự phỏt triển của tất cả cỏc lĩnh vực kinh tế, chớnh trị, văn hoỏ, quốc phũng
an ninh, bởi lẽ con người được giỏo dục tốt và giỏo dục thường xuyờn mới cú khả
năng giải quyết một cỏch sỏng tạo và cú hiệu quả những vấn đề do sự phỏt triển
của xó hội đặt ra. Chớnh vỡ vậy giỏo dục là một bộ phận hữu cơ rất quan trọng
trong chiến lược hay kế hoạch phỏt triển kinh tế xó hội, trong đú mục tiờu giỏo
dục phải được coi là một trong những mục tiờu quan trọng nhất của sự phỏt triển
đất nước.
Hiện nay ở nước ta, giỏo dục đó cú sự chuyển biến rừ rệt, đặc biệt là việc
đổi mới phương phỏp dạy học, nõng cao trỡnh độ của đội ngũ giỏo viờn, giảng viờn,
đặc biệt cú rất nhiều giảng viờn đạt trỡnh độ tiến sĩ và cú nhiều đúng ghúp
trong việc nghiờn cứu khoa học nhờ đú mà chất lượng giỏo dục nước ta ngày một đi
lờn.
Mặc dự đó đạt được những thành tựu bước đầu
song ngành giỏo dục nước ta vẫn cũn một số hạn chế. Đặc biệt là trang thiết bị
dạy học, số lượng và chất lượng sỏch giỏo trỡnh, sỏch tham khảo chưa đỏp ứng đầy
đủ nhu cầu của người học. Mặt khỏc trong quỏ trỡnh học tập đụi lỳc lý thuyết chưa
gắn liền với thực tế, chưa làm cho người học cú tớnh năng động, sỏng tạo.
Với những lý do trờn chỳng tụi quết định chọn đề tài:
“
Hệ thống hoỏ và đề xuất mới cỏc kiểu bài tập kim loại nhúm A trong giỏo trỡnh
hoỏ học vụ cơ thuộc chương trỡnh CĐSP”. Hy vọng gúp một phần nhỏ bộ của
mỡnh vào việc xõy dựng hệ thống cỏc bài tập phự hợp với nhu cầu của sinh viờn
nhằm nõng cao chất lượng học tập.
2.Mục đớch nghiờn cứu:
Xõy dựng hệ thống bài tập vụ cơ phần kim loại
nhúm A thuộc chương trỡnh CĐSP giỳp sinh viờn vận dụng kiến thức hoỏ học đại cương
để làm rừ vấn đề hoỏ học vụ cơ. Bài tập cú mở rộng nõng cao nhưng khụng làm mất
đi tớnh cơ bản, tớnh hệ thống của chương trỡnh.
3.Nhiệm vụ nghiờn cứu:
1.Nghiờn cứu tổng quan về bài tập hoỏ học
2.Nghiờn cứu nội dung chương trỡnh hoỏ học vụ
cơ thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.
3.Xõy dựng hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần kim
loại nhúm A.
4.Lời giải cho hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần
kim loại nhúm A
4.Giả thuyết khoa học:
Việc xõy dựng hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần kim loại nhúm A giỳp cho
sinh viờn Cao đẳng sư phạm nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản và nõng cao về tớnh
chất vật lý, hoỏ học, phương phỏp điều chế và ứng dụng dựa trờn những tớnh chất
vật lý và hoỏ học đú. Tạo điều kiện cho việc học tập cũng như cụng tỏc giảng dạy
sau khi họ ra trường.
5.Phương phỏp nghiờn cứu:
1.Nghiờn cứu lý luận về bài tập hoỏ học làm cơ
sở cho việc xõy dựng hệ thống bài tập.
2.Nghiờn cứu thực tiễn.
Tỡm hiểu thực tiễn về hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần kim loại nhúm A đó
dựng cho sinh viờn CĐSP.
Trao đổi kinh nghiệm về việc ra bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm
A cho sinh viờn CĐSP.
6.Điểm mới của đề tài:
Lựa chọn những bài tập nhằm vào cỏc lĩnh vực tri thức trọng tõm để tạo điều
kiện cho học viờn cú thể phõn loại, sắp xếp và làm sỏng tỏ cỏc vấn đề chủ chốt
trong giỏo trỡnh hoỏ học vụ cơ phần kim loại.
Thụng qua bài tập, học viờn biết cỏch vận dụng
tri thức và năng lực vào thực tiễn, đồng thời làm quen với cỏc tỡnh huống ứng dụng.
Đưa
ra những bài tập nõng cao và hiện đại phỏt huy tớnh sỏng tạo tớch cực của học
viờn.
NỘI
DUNG
CHƯƠNG
I
Tổng quan về bài tập
hoỏ học
I.1.Bài tập hoỏ học:
Bài tập húa học là phương tiện cơ bản để dạy học
sinh học tập, vận dụng kiến thức đó học vào thực tế đời sống, sản xuất và tập
nghiờn cứu khoa học. Nú cung cấp cho học sinh kiến thức và con đường giành lấy
kiến thức. Bài tập hoỏ học giữ vai trũ rất quan trọng trong việc thực hiện mục
tiờu đào tạo nú vừa là mục đớch, vừa là nội dung lại vừa là phương phỏp dạy học
thực nghiệm.
I.2.Tỏc dụng của bài
tập hoỏ học:
Bài tập hoỏ học cú những tỏc dụng to lớn về đức dục và trớ dục sau đõy:
Rốn luyện cho học sinh vận dụng cỏc kiến
thức đó học, biến chỳng thành những kiến thức tiếp thu được qua cỏc bài giảng của
giỏo viờn thành kiến thức của mỡnh. Khi vận dụng được một kiến thức nào đú, kiến
thức sẽ được nhớ lõu.
Đào sõu mở rộng kiến thức đó học một cỏch
sinh động phong phỳ, hấp dẫn. Chỉ cú vận dụng kiến thức vào giải bài tập, học
sinh mới nắm vững kiến thức một cỏch sõu sắc.
Rốn luyện kỹ năng cho học sinh, như kỹ
năng viết và cõn bằng phương trỡnh, kỹ năng tớnh toỏn theo cụng thức. Phỏt triển
năng lực nhận thức, rốn luyện tri thức thụng minh cho học sinh, phỏt huy tớnh tớch
cực, tự lực của học sinh và hỡnh thành phương phỏp học tập hợp lý.
Bài tập hoỏ học là phương tiện kiểm tra
đỏnh giỏ kiến thức, kỹ năng của học sinh một cỏch chớnh xỏc.
Giỏo dục đạo đức tỏc phong rốn luyện tớnh
kiờn nhẫn trung thực, chớnh xỏc, khoa học( Cú tổ chức, kế hoạch….) nõng cao hứng
thỳ học tập bộ mụn, điều này thể hiện rừ khi giải bài tập thực nghiệm.
I.3.Cơ sở phõn loại
bài tập hoỏ học:
Cú nhiều cỏch phõn loại bài tập hoỏ học
dựa vào cỏc cơ sở sau:
- Khối lượng kiến thức
- Tớnh chất bài tập
- Hỡnh thỏi hoạt động của học sinh
- Mục đớch dạy học
- Cỏch tiến hành giải
- Phương phỏp hỡnh thành kỹ năng giải bài tập
hoỏ học
- Hoạt động nhận thức của học sinh
- Tớnh đặc thự của nội dung
- Đặc điểm bài tập
Tuy nhiờn cỏc cỏch phõn loại bài tập khụng
cú ranh giới rừ rệt vỡ cú những bài tập vừa mang nội dung phong phỳ vừa cú tớnh
chất đặc trưng nổi bật vừa cú thuật toỏn riờng.
I.4.Cơ sở phõn loại
bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.
Dựa trờn những tiờu chớ chung về việc
phõn loại bài tập hoỏ học ở mục I.3. Theo chỳng tụi việc phõn loại bài tập hoỏ
học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm dựa vào ba đặc
tớnh sau:
Dựa vào nội dung chương trỡnh hoỏ học vụ
cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.
Dựa vào tớnh đặc thự của nội dung chương
trỡnh hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.
Dựa vào mục tiờu dạy học hoỏ học vụ cơ
phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.
I.5.Cụ thể hoỏ cơ sở
phõn loại bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng
sư phạm.
I.5.1.Nội dung chương
trỡnh hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A
ChươngI: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI
- Cấu trỳc
electron của nguyờn tử kim loại
- Cấu trỳc
tinh thể phổ biến của kim loại
- Liờn kết kim
loại và tớnh chất lý học của kim loại
- Tớnh chất hoỏ
học của kim loại
-
Trạng
thỏi thiờn nhiờn
-
Phương
phỏp điều chế
ChươngII: CÁC NGUYấN TỐ KIM LOẠI KIỀM
-
Vị
trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc electron, bỏn kớnh nguyờn tử, bỏn kớnh ion,
năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện, thế điện cực chuẩn của cỏc kim
loại kiềm.
-
Trạng
thỏi thiờn nhiờn
-
Điều
chế cỏc kim loại kiềm
-
Tớnh
chất lý học
-
Tớnh
chất hoỏ học
-
ứng
dụng của cỏc kim loại kiềm
-
Cỏc
oxit của kim loại kiềm: Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng
của oxit, peoxit và supeoxit.
-
Phương
phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của cỏc hiđroxit của kim loại
kiềm. Natrihiđrụxit.
-
Phương
phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng cỏc muối halogen, cacbonat,
sunfat của kim loại kiềm.
ChươngIII: KIM LOẠI KIỀM THỔ
- Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc
electron, bỏn kớnh nguyờn tử, năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện,
thế điện cực chuẩn của cỏc kim loại kiềm thổ.
- Trạng thỏi thiờn nhiờn, cỏc phương phỏp điều
chế
- Tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng
- Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học
và ứng dụng cỏc hợp chất hiđrua của cỏc kim loại kiềm thổ.
- Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học
và ứng dụng cỏc oxit, peoxit và supeoxit của kim loại kiềm thổ. Canxioxit.
- Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học
và ứng dụng của cỏc hiđroxit kim loại kiềm thổ Canxihiđroxit.
- Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học
và ứng dụng của cỏc muối halogen,nitrat, cacbonat, sunfat của kim loại kiềm thổ.
- Nước cứng và phương phỏp làm mềm nước cứng.
Chương
IV: CÁC NGUYấN TỐ KIM LOẠI
NHểM IIIA
( Al, Ga, In, Tl )
- Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc electron,
bỏn kớnh nguyờn tử, bỏn kớnh ion, năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện,
trạng thỏi oxi hoỏ, thế điện cực chuẩn của Al, Ga, In và Tl.
*
Nhụm
- Trạng thỏi thiờn nhiờn. Phương phỏp luyện
nhụm
- Tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của nhụm
- Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học
và ứng dụng của cỏc hợp chất hiđrua, oxit và hiđroxit của nhụm.
-
Phương
phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng cỏc muối halogen, sunfat,
nitrat, phốn nhụm.
*Gali,
Indi, Tali
- Trạng thỏi thiờn nhiờn. Phương phỏp điều chế
-
Tớnh
chất lý- hoỏ học và ứng dụng của Ga, In, Tl
-
Điều
chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của oxit M2O3, Hiđroxit
M(OH)3 và cỏc muối M(III)
Chương
V: CÁC NGUYấN TỐ KIM LOẠI
NHểM IVA
( Ge, Sn, Pb )
- Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc
electron, bỏn kớnh nguyờn tử, năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện,
trạng thỏi oxi hoỏ, thế điện cực chuẩn của Ge, Sn, Pb.
- Trạng thỏi thiờn nhiờn, cỏc phương phỏp điều
chế
- Tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của Ge,
Sn, Pb.
- Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học
và ứng dụng của cỏc oxit ( MO, MO2)
- Phương
phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của hiđroxit dạng M(OH)2,
M(OH)4 và cỏc muối halogen, sunfua.
I.5.2.Tớnh đặc thự của nội dung chương trỡnh hoỏ
vụ cơ Cao đẳng sư phạm.
Là
phần húa học nguyờn tố nghiờn cứu cỏc vấn đề chớnh sau:
- Cấu tạo nguyờn tử và liờn kết kim loại
- Tớnh chất vật lý.
- Tớnh chất hoỏ học.
- Điều chế và ứng dụng.
- Khả năng tạo phức.
I.5.3.Mục tiờu dạy học phần hoỏ học vụ cơ thuộc
chương trỡnh CĐSP.
-
Xõy dựng hệ thống kiến thức cơ bản về những tớnh chất vật lý, hoỏ học, cấu trỳc
phương phỏp điều chế cỏc đơn chất và hợp chất vụ cơ.
-
Vận dụng kiến thức cơ sở về hoỏ học đại cương để giải thớch tớnh chất của đơn
chất và hợp chất mang tớnh chất định lượng hơn về cấu hỡnh khụng gian, chiều hướng
phản ứng, cỏc đặc điểm liờn kết cú liờn quan đến khả năng phản ứng.
I.6.Cỏc
bài tập hoỏ học vụ cơ chương trỡnh Cao đẳng sư phạm
I.6.1.Bài tập về cấu tạo nguyờn tử và liờn kết
kim loại
Kiến
thức cơ bản cần nắm được
- Vị trớ của cỏc kim loại trong bảng HTTH.
- Kim loại kết tinh theo mấy loại, đặc điểm
của từng loại. Biết được kim loại kết tinh theo loại nào cú thể tớnh cỏc giỏ trị
liờn quan.
- Cấu trỳc tinh thể ion.
Kiến
thức cần nõng cao
- Sự biến đổi tớnh chất cú liờn quan đến vị
trớ của kim loại.
- Dựa vào liờn kết trong kim loại giải thớch
tớnh chất vật lý của nú
- Giải thớch tớnh chất lý học của hợp chất
ion.
I.6.2.Bài tập về tớnh chất vật lý.
Kiến
thức cơ bản cần nắm được
- Trạng thỏi tồn tại ở điều kiện thường,
màu sắc, tớnh bền trong khụng khớ.
- T0 núng chảy, T0 sụi,
dẫn điện, dẫn nhiệt…..
Kiến
thức cơ bản nõng cao
- Vận dụng kiến thức hoỏ học cơ sở để giải thớch cỏc hiện tượng quy luật
về cỏc tớnh chất đú.
I.6.3.Bài tập về tớnh chất hoỏ học.
-
Từ đặc điểm cấu tạo nguyờn tử( cấu hỡnh e, năng lượng ion hoỏ(I), ỏi lực
electron, bỏn kớnh nguyờn tử, độ õm điện).
-
Khả năng oxi hoỏ khử, tớnh kim loại, tớnh phi kim, quy luật biến đổi axit - bazơ……
-
Dựa vào kiến thức cơ sở về sự biến thiờn cỏc giỏ trị nhiệt động, biến thiờn thế
đẳng ỏp (
G), biến
thiờn entanpi (
H) , biến
thiờn entropi (
S), biến
thiờn thế điện cực chuẩn (
E0),
để xột chiều diễn biến của quỏ trỡnh, xột khả năng phản ứng phụ thuộc vào pH một
cỏch định lượng hơn, tớnh oxi hoỏ - khử, khả năng phản ứng với cỏc đơn chất và
hợp chất…..
I.6.4.Bài tập về điều chế cỏc đơn chất, hợp chất
vụ cơ và ứng dụng
Khai
thỏc cỏc bài tập về điều chế, ứng dụng dựa trờn tớnh chất vật lý và hoỏ học của
cỏc đơn chất, hợp chất vụ cơ.
CHƯƠNG II
Hệ thống bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại
nhúmA
II.1. Đại cương về kim loại
Bài1:
Dựa
vào cấu trỳc electron của nguyờn tử, hóy cho biết cỏc nguyờn tố kim loại được
chia làm mấy họ? Hóy nờu đặc điểm chung của cỏc họ đú.
Bài2:
1.Trỡnh bày bản chất liờn kết trong kim loại?
2.Hóy nờu sự giống nhau và khỏc nhau giữa liờn
kết kim loại với liờn kết trong hợp chất ion?
Bài3:
1.Trỡnh bày cỏch sắp xếp cỏc nguyờn tử lim loại
để hỡnh thành cỏc mạng lưới lục phương? lập phương tõm diện, lập phương tõm khối?
2.Vỡ sao kim loại kết tinh chủ yếu theo 3 loại
mạng tinh thể đú?
3.Trong 3 loại mạng tinh thể của kim loại, mạng
nào sắp xếp kộm đặc khớt hơn cả?
Bài4:
1.Số phối trớ là gỡ?
2.Trong 3 loại mạng tinh thể của kim loại thỡ
số phối trớ của nguyờn tử kim loại là bao nhiờu trong mỗi mạng?
Bài5:
1.Dựa vào quy tắc Engel và Brewer hóy cho biết
Na, Al, Mg cú cấu trỳc tinh thể kiểu nào? Vỡ sao?
2.Vẽ ụ cơ sở của cỏc kiểu cấu trỳc đú. Cho biết
số phối trớ của Na, Mg, Al?
Bài6:
1.Kim loại ở thể lỏng và thể hơi cú dẫn điện
khụng? Vỡ sao?
2.Vỡ sao cỏc phi kim khụng tạo thành liờn kết
kim loại?
3.Nờu sự phụ thuộc theo nhiệt độ đối với tớnh
dẫn điện cỏc kim loại và cỏc chất bỏn dẫn?
Bài7:
1.Dóy hoạt động hoỏ học cho biết những gỡ? Dựa
vào đõu mà thiết lập lờn dóy đú ?
2.Năng lượng ion hoỏ của cỏc kim loại thay đổi
như thế nào theo vị trớ của chỳng trong dóy hoạt động hoỏ học?
3.Trong dóy thế điện cực chuẩn, Li sắp xếp trước
cỏc kim loại kiềm khỏc điều đú cú mõu thuẫn gỡ với cỏch sắp xếp trong nhúm IA
khụng?
Bài8:
Cho cỏc nửa phản
ứng sau? Thế khử chuẩn E0(V)
Al3+ +
3e Al E0 = - 1,66
Ni2+ +
2e Ni E0 = - 0,25
Hg22+ +
2e 2Hg E0 = 0,79
Sn2+ +
2e Sn E0 = - 0,14
Ag+ +
1e Ag E0 = 0,3
Ce4+ +
1e Ce3+ E0 = 1,61
1.
Trong
cỏc chất nờu trờn chất nào là chất oxi hoỏ yếu nhất? Chất oxi hoỏ mạnh nhất?
2.
Chất
nào là chất khử mạnh nhất? Chất khử yếu nhất?
3.
Sn
kim loại cú khử được Ag+ thành Ag khụng? Vỡ sao?
4.
Thiếc
cú thể khử được những ion nào?
5.
Ion
Ag+ cú thể oxi hoỏ được những kim loại nào?
Bài9:
1.Dựa vào vị trớ của cỏc kim loại trong dóy hoạt
động hoỏ học hóy nờu phương phỏp chung điều chế cỏc kim loại đú?
2.Cần dựng cỏc phương phỏp nào để điều chế cỏc kim loại từ cỏc hợp chất tương ứng sau:
Cr2(SO4)3
; KCl ; Fe2O3 ; Ag2S ; MgSO4
Bài 10:
Cho biết
Go
tạo thành của
Al2O3 Fe2O3 HgS
- 1582Kj/mol -
742Kj/mol - 51Kj/mol
1.Tớnh `G0298
đối với cỏc phản ứng sau:
Al2O3 2Al(r) +
O2
Fe2O3 2Fe(r) +
O2
HgS(r) Hg(l) + S(r)
2.Cú phản ứng nào tự diễn biến khụng?
Cú thể dựa vào
G0 để dự đoỏn phương phỏp khai thỏc lim loại từ
cỏc quặng trờn khụng?
3.Sự tăng nhiệt độ cú lợi cho phản ứng trờn khụng?
Vỡ sao?
II.2.Kim loại kiềm
Bài1:
1.Nờu vị trớ của kim loại kiềm trong bảng
HTTH? Vỡ sao kim loại này cú tớnh khử mạnh?
2.Tại sao kim loại kiềm mềm và dễ bay hơi?
3.So sỏnh khả năng phản ứng của kim loại kiềm
và hiđrụ. Cú thể giải thớch như thế nào khi biết rằng hiđrụ củng cú phản ứng khỏc
hẳn kim loại kiềm mặc dự lớp vỏ ngoài cựng cú cấu trỳc như nhau?
Bài2:
Liti là kim loại kiềm kộm hoạt động hơn
kim loại kiềm khỏc nhưng thế điện cực õm nhất là do yếu tố:
a.
Năng
lượng ion hoỏ
b.
Năng
lượng hiđrat hoỏ
c.
Năng
lượng phỏ vỡ mạng lưới tinh thể
d.
Cấu
trỳc electron
Bài3:
1.
Cỏc
kim loại kiềm đều cú độ dẫn điện cao nhưng cũn kộm hơn so với Ag. Au, Cu. Điều đú
cú mõu thuẫn gỡ khụng khi so sỏnh hoạt tớnh hoỏ học của kim loại kiềm với cỏc
kim loại Ag, Au, Cu. Giải thớch nguyờn nhõn?
2.
Tại
sao độ dẫn điện của Na lớn hơn cỏc lim loại kiềm khỏc?
Bài4:
1.Những ion nào cú tớnh chất gần giống với tớnh
chất của ion kim loại kiềm:
a. NH4+, Te+, Ag+,
(C5H5)2CO+
b. NH4+, Cu+,
Ag+
c.NH4+, Te+
2.Sự tạo phức của ion kim loại kiềm khụng đặc
trưng do:
a.Điện tớch nhỏ
b.Bỏn kớnh lớn
c.Do cú 1e ở lớp ngoài cựng
d.Cả a và b
Bài5:
1.Nờu vai trũ của NaCl và KCl khi điện phõn núng
chảy NaCl để điều chế kim loại Na.
2.Viết phương trỡnh phản ứng xóy ra trờn bề mặt
điện cực khi điện phõn NaCl núng chảy hoặc NaOH núng chảy.
Bài6:
1.Điều chế LiH như thế nào? Tại sao bền hơn
NaH
2.Về tớnh chất NaH giống với chất nào hơn NaCl
hay HCl.
Bài7:
Viết phương trỡnh của cỏc phản ứng:
1.
LiH + N2
2.
NaH + Cl2
3.
NaH + O2
4.
LiH + H2O
Bài8:
1.Bằng phương phỏp nào điều chế được cỏc oxit:
Li2O, Na2O, K2O?
2.Tại sao cỏc kim loại kiềm dễ tạo ra cỏc
peoxit? Tại sao Li khụng cú khả năng đú?
Bài9:
1.Tại sao Na2O2 là tỏc
nhõn oxi hoỏ tốt trong dung dịch nước.
2.Tại sao Na2O2 và hỗn hợp
Na2O2 + KO2 được dựng trong cỏc bỡnh lặn để
làm nguồn cung cấp oxi. ứng dụng đú dựa trờn cơ sở lý luận nào?
Bài10:
Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng sau:
1.
Na2O2 +
KI + H2SO4
2.
Na2O2 +
KMnO4 + H2SO4
3.
Na2O2 +
Fe(OH)2 + H2O
4.
Na2O2 + FeS2
Bài11:
Hóy
vẽ cấu trỳc tinh thể NaCl và CsCl chỳng cú gỡ khỏc nhau?
Bài12:
1.Trong hai hiđrụxit KOH và CsOH, Hiđrụxit nào
cú tớnh bazơ mạnh hơn? Giải thớch?
2.Tại sao trong cỏc hiđrụxit của kim loại kiềm
chỉ cú LiOH là cú khả năng tạo ra Li2O?
Bài13:
Để điều chế NaCl tinh khiết người ta thường
cho HCl qua dung dịch bóo hoà muối ăn. Giải thớch cơ sở lý luận của phương phỏp
đú?
II.3. Kim loại phõn
nhúm IIA
Bài1:
Nờu nhận xột sự biến thiờn cỏc đặc tớnh trong
dóy từ Be đến Ra, so sỏnh với kim loại kiềm. Nguyờn nhõn của sự biến đổi đú?
Bài2:
1.
Tại
sao cỏc kim loại kiềm thổ cú I2 lớn hơn I1 nhưng lại tạo
ra ion M2+ dễ dàng hơn M+
Thế
ion hoỏ của kim loại kiềm thổ lớn hơn thế ion hoỏ của kim loại kiềm nhưng tại
sao thế điện cực lại tuơng đương?
Bài3:
1.
Giải
thớch tại sao kim loại kiềm dễ tạo ra dạng phõn tử M2 ở trạng thỏi hơi,
nhưng kim loại kiềm thổ lại khụng cú khả năng đú?
2.
Tại
sao kim loại kiềm thổ cú độ cứng hơn kim loại kiềm?
Bài4:
1.
Tại
sao kim loại kiềm thổ cú độ dẫn điện cao mặc dự vựng hoỏ trị trong tinh thể đó
lấp đầy e.?
2.
Thế điện cực của Be cao hơn ( dương hơn) so với
kim loại kiềm thổ khỏc nhưng thế điện cực của Li thấp hơn ( õm hơn) so với kim
loại kiềm khỏc. Thực tế cú mõu thuẩn gỡ với nhau khụng?
Bài5:
1.
Tại
sao Be cú khuynh hướng tạo hợp chất cộng hoỏ trị?
2.
Tại
sao phõn tử X - Be - X chỉ tồn tại trong pha khớ?
Bài6:
1.
Khi
Mg chỏy phỏt ra ỏnh sỏng chúi giàu tia tử ngoại, nhưng khi đốt chỏy kim loại kiềm
hoặc kiềm thổ khỏc khụng cú hiện tượng đú. Giải thớch, ứng dụng hiện tượng này
là gỡ?
2.
Cú dựng
nước để dập tắt đỏm chỏy Mg được khụng? Vỡ sao?
Bài7:
Viết phương trỡnh
của cỏc phản ứng:
a.
CaH2 + H2O
b.
Ca + NH3
c.
BaO2 + HCl
d.
BaO2 +
KI + HCl
e.
BaO2 +
AgNO3
Bài8:
1.Tớnh chất hiđrụxit M(OH)2 biến đổi
như thế nào? Đưa ra cỏc số liệu chứng minh.
2.Tại sao hiđroxit của cỏc kim loại kim loại
kiềm thổ bị nhiệt phõn để tạo ra oxit tương ứng, nhưng hiđroxit của kim loại kiềm
khụng cú khả năng này.
3.Tại sao trong thực tế người ta khụng điều chế
hidroxit kim loại kiềm thổ theo phương phỏp điều chế kim loại kiềm và ngược lại.
Bài9:
1.
Tại
sao cỏc muối sunfat kim loại kiềm thổ lại cú độ tan giảm từ Ca2+ đến
Ba2+ nhưng florua của cỏc kim loại đú lại cú độ tan tăng.
2.
Tại
sao độ tan của florua kim loại kiềm thổ biến đổi khụng đều.
Bài10:
1.
Độ cứng
của nước là gỡ? Phõn loại độ cứng của nước. Tỏc hại của nước cứng đối với cụng
nghiệp và sinh hoạt.
2.
Trong
một cốc nước cứng chứa 0,01 mol Na+, 0,02 mol Ca2+, 0,01
mol Mg2+ , 0,05 mol HCO3- và 0,02 mol Cl-
a.
Hỏi
nước trong cốc thuộc loại độ cứng gỡ?
b.
Nếu đun
sụi nước thỡ nước cũn cứng khụng?
c.
Cú
thể dựng hoỏ chất nào trong cỏc chất sau để làm mềm dung dịch nước trờn: Ca(OH)2,
dd HCl, dd Na2CO3, Na3PO4 viết phương
trỡnh phản ứng.
d.
Ngày
nay người ta sử dụng phương phỏp nào để làm mềm nước cứng.
Bài11:
Cation
của kim loại kiềm thổ cú tạo thành nhiều phức chất khụng? Những nguyờn tố nào
cú khả năng đú nhất? Tỏc nhõn nào tạo phức tốt nhất?
II.4. Kim loại phõn nhúm chớnh IIIA
Bài1:
1.
Nhận
xột sự thay đổi bỏn kớnh nguyờn tử, thế ion hoỏ của cỏc nguyờn tố nhúm IIIA ?
Giải thớch sự thay đổi bất thường đú.
2.
T0núng
chảy và T0sụi của nguyờn tố nhúm IIIA cú giỏ trị sau:
B Al Ga In Tl
T0n/c(0C) 2030 660 30 156 303
T0sụi
(0C) 3930 2520 2230 2000 1460
Nhiệt
độ sụi giảm liờn tục, Tn/c thay đổi bất thường. Tại sao nhiệt độ núng chảy rất
cao ở B nhưng lại thấp ở Ga.
Bài2:
Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng:
a. Al(OH)3
+ Na2CO3 + HF
b. Al + NaNO3 +
NaOH
c.
Al + Cr2O3
d.
Ga +
H2SO4
e.
Tl +
HNO3đặc
f.
Tl +
HNO3loóng, nguội
g.
Tl +
HCl
h.
Ga, In, Tl tỏc dụng với dung dịch kiềm
Bài3:
1.
Sự
biến thiờn tớnh bazơ trong dóy Al(OH)3 đến Tl(OH)3. Giải
thớch nguyờn nhõn?
2.
So sỏnh tớnh axit của cỏc oxit M2O3
Bài4:
Nhụm được sản xuất
với quy mụ cụng nghiệp bằng phương phỏp điện phõn núng chảy của Al2O3
và Na3AlF6.
1.
Viết phương trỡnh phản ứng xóy ra ở mỗi điện cực
trong quỏ trỡnh điện phõn. Nờu
vai trũ của criolit.
2.
Tại
sao khụng thể điều chế phõn tử dung dịch muối nhụm tan trong nước bằng cỏch điện
phõn.
Bài5:
Phốn
cú cụng thức chung X2(SO4).Y2(SO4)3.24H2O
hoặc XY(SO4)2.12H2O.
1.
Xỏc định
điện tớch của X và Y. Xột xem X, Y thuộc nhúm nào trong bảng HTTH.
2.
Ngoài
phốn nhụm hóy viết cụng thức cấu tạo và gọi tờn một số phốn khỏc
3.
Viết
phương trỡnh phản ứng điờự chế phốn chua khi cú dung dịch KOH, Al2O3
rắn và dung dịch H2SO4..
Bài6:
1.
LiAlH4
được điều chế như thế nào? Tại sao nú nổ khi tiếp xỳc với nước, cũn LiBH4
hoà tan trong nước.
2.
Tại
sao ion Tl+ cú khả năng tạo phốn như cỏc ion kim loại kiềm? Về một số
phương diện ion Tl+ lại giống Ag+. Lõý VD minh hoạ
II.5. Kim loại phõn nhúm chớnh IVA
Bài1:
1.Vỡ
sao cú thể tạo ra dung dịch rắn giữa Si và Ge mà khụng tạo ra dung dịch rắn giữa
Si và Pb.
2.
Tại sao Sn tạo thành hợp chất hoỏ trị (II) dễ hơn Si?
Bài2:
1.
Tại
sao từ Ge đến Sn nhiệt độ núng chảy lại giảm đột ngột.
2.
Tại
sao Sn, Pb mềm nhưng Ge lại cứng
Bài3:
Xột
xem cỏc phương trỡnh phản ứng sau cú xảy ra khụng? Nếu cú hóy viết phương trỡnh
phản ứng.
a.
Ge + HCl
b.
Sn + HCl
c.
Pb + HClđ
d.
Ge + HNO3đ,n
e.
Sn + HNO3loóng
f.
Pb + HNO3loóng
g.
Sn + NaOHđ,n + H2O
Bài4:
1. Viết phương trỡnh phản ứng điều chế PbO và
PbO2
2. PbO2 là một chất oxi hoỏ mạnh lấy
VD minh hoạ
Bài5:
1.
Nờu
quy luật biến đổi tớnh bazơ từ Ga(OH)2 đến Pb(OH)2
2.
Cỏc
hiđroxit X(OH)2 đều lưỡng tớnh. Viết phương trỡnh minh hoạ.
3.
Nờu
phương phỏp điều chế Ge(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2
Bài6:
Tại
sao điều chế SnCl2 bằng cỏch cho Sn tỏc dụng với HCl phải cho đủ
axit?
a.
Tại
sao quỏ trỡnh đú lại tạo ra SnCl2 chứ khụng phải là SnCl4
b. Sản phẩm gỡ được tạo thành khi cho SnCl2
tỏc dụng với HgCl2, FeCl3?
Bài7:
1.
GeX2
và SnX2 là chất khử mạnh. Lấy vớ dụ minh họa.
2.
Tại
sao đihalogennua của kim loại nhúm IVA cú khả năng tan được trong axit halogẹnhiđric
và trong muối halogen của kim loại kiềm.
Bài8:
1.
Bằng
phản ứng nào cú thể tỏch SnS ra khỏi PbS
2.
Viết
phương trỡnh phản ứng khi cho “vàng giả” tỏc dụng với dd kiềm và dd HNO3
3.
PbS,
SnS tan được trong axit nào?
CHƯƠNG III
Hệ thống lời giải bài tập hoỏ vụ cơ
phần kim loại nhúm A
III.1. Đại
cương kim loại:
Bài1:
Dựa vào cấu trỳc e của nguyờn tử cỏc nguyờn tố
chia làm cỏc nguyờn tố họ s họ p, họ d,họ f.
· Cỏc nguyờn tố họ s bao gồm cỏc nguyờn tố
nhúm IA, IIA cú số e ở lớp ngoài cựng là ns1 hoặc ns2 .
· Cỏc nguyờn tố họ p gồm cỏc nguyờn tố nhúm
IIIA đến VIIA cấu hỡnh e ngoài cựng là ns2np1 - 5 .
· Cỏc nguyờn tố họ d: ở chu kỳ 4 sau khi
xõy dựng xong lớp 4s cỏc nguyờn tố từ ụ thứ 21 ở nhúm IIIB (Sc) đến ụ thứ
30(Zn) ở nhúm IIB hợp thành dóy kim loại chuyển tiếp thứ nhất cú cấu hỡnh
3d1 - 104s1- 2.
Trong dóy cú sự sai lệch: Cr cấu hỡnh là 3d54s1
chứ khụng phải là 3d44s2, Cu cú cấu hỡnh là 3d104s1
chứ khụng phảI là 3d94s2.
Trong chu kỳ 5 cú 10 kim loại chuyển tiếp họ d
từ ụ thứ 39(Y) đến ụ 48(Cd) ở nhúm IIB, lớp ngoài cựng cú cấu hỡnh là 4d1-10
5s1-2
· Cỏc nguyờn tố họ f: Trong chu kỳ 6 ngoài
10 nguyờn tố họ d cú cấu hỡnh nh trờn cũn cú 14 nguyờn tố họ f bắt đầu từ ụ thứ
57(La) đến ụ thứ 71(Lu). Dóy nguyờn tố này khụng ứng với dóy nguyờn tố nào được
gọi là ngyờn tố kim loại đất hiếm hay cũn gọi là cỏc nguyờn tố họ lantannoit.
Lớp vỏ ngoài cựng là 4f1 -146s2.
Trong dóy cú sự sai lệch:
Ce(58): 4f15d16s2
Gd(64): 4f75d16s2
Lu(71): 4f145d16s2
Những
sai lệch trong dóy là do cú sự khỏc nhau rất ớt về năng lượng của cỏc phõn mức
(n -1)d, (n- 2)f gõy ra.
Sang
đến chu kỳ VII ta cú 14 nguyờn tố họ f bắt đầu từ ụ thứ 90(Th) đến ụ 103(Lr) củng
cú lớp vỏ tương tự như trờn 5f1- 147s2. Sự sai lệch về
cấu hỡnh e trong chu kỳ này củng cú một nguồn gốc như trờn.
Bài2:
1.
Bản
chất liờn kết trong kim loại liờn quan đến hai tớnh chất cơ bản là tớnh dẫn điện,
dẫn nhiệt tốt và ở điều kiện thường là chất kết tinh cú số phối trớ cao.
2.
Liờn
kết ion củng như liờn kết kim loại đều được phỏt sinh do tương tỏc tĩnh điện
của cỏc phần tử mang điện ngược dấu trong mạng tinh thể. Tuy nhiờn liờn kết
ion là do tương tỏc tĩnh điện của cỏc ion dương và õm cố định trong tinh thể
cũn liờn kết kim loại là do tương tỏc tĩnh điện giữa cỏc ion dương và cỏc e
hoỏ trị chuyển động tự do trong toàn mạng tinh thể. Liờn kết cộng hoỏ trị cũng
như liờn kết kim loại đều được phỏt sinh do sự dựng chung cỏc e hoỏ trị. Tuy
nhiờn liờn kết cụng hoỏ trị được thực hiện bởi từng cặp e liờn kết với từng đụi
nguyờn tử. Cũn trong liờn kết kim loại tất cả cỏc e hoỏ trị tự do trong kim loại
đều được dựng chung cho tất cả cỏc nguyờn tử kim loại trong tinh thể.
Bài3:
1. Trong cỏc kiểu mạng tinh thể, cỏc nguyờn
tử của cựng một kim loại được xem là những hạt cầu cú kớch thước như nhau và
xếp đặc khớt vào nhau thành từng lớp, mỗi hạt cầu được bao quanh bởi 6 hạt khỏc,
và nếu nối tõm của cỏc hạt cầu đú bằng cỏc đoạn thẳng sẽ được hỡnh tam giỏc đều
hỡnh này sỏt với hỡnh kia.





Chỗ lừm thứ nhất
Hỡnh I.1: Cỏch sắp xếp hạt cầu
lớp thứ nhất
Nếu sắp xếp một lớp hạt cầu thứ hai lờn lớp
thứ nhất,để cho cỏch sắp xếp đắc khớch nhất cỏc hạt cầu lớp thứ hai phải xếp
vào chổ lỏm của lớp thứ nhất,lỳc đo một phần chổ lỏm này được che khuất (1),số
chổ lỏm cũn lại khụng bị che khuất (2) bởi lớp thứ hai



(3)



Lớp thứ hai (2)
Hỡnh I.2: Cỏch sắp xếp hạt cầu lớp
thứ hai lờn lớp thứ nhất
(2) Lừm chưa bị
che khuất bởi lớp thứ hai
(3) Lừm của lớp
thứ ba
Khi
xếp lớp thứ ba lờn lớp thứ hai xảy ra theo hai cỏch khỏc nhau:
· Cỏch thứ nhất:Xếp cỏc hạt cầu vào lừm(3)
của lớp thứ hai, lỳc đú cỏc hạt cầu lớp thứ ba đứng trờn hạt cầu lớp thứ nhất
và hạt cầu lớp thứ tư đứng trờn hạt cầu lớp thứ hai… và được dóy ABABAB. Cỏch sắp
xếp này tạo ra mạng tinh thể lục phương
· Cỏch thứ hai: Cỏc hạt cầu lớp thứ ba xếp
vào lỏm của lớp thứ hai, che khuất lừm (2), lỳc đú lớp này khụng tương ứng với
hai lớp trước và cỏch sắp xếp được kớ hiệu ABC, nghĩa là cỏc hạt cầu lớp thứ ba
khụng đứng trờn lớp thứ nhất.Cỏch sắp xếp này tạo mạng lập phương tõm diện.
·
Cũng
cỏch sắơ xếp như trờn nhưng mỗi nguyờn tử kim loại chỉ cú tỏm nguyờn tử nằm gần
nhất(thay cho mười hai) nguyờn tử, mặc dự ở đõy cũn nguyờn tử tiếp theo nhưng
khoảng cỏch lớn hơn 15%. Cỏch sắp xếp này chỉ bằng 95% mật độ cú thể cú của cỏch
sắp xếp lập phương và lập phương tõm diện.Cỏch sắp xếp này tạo ra mạng lập phương
tõm khối.
2.
Kim
loại kết tinh chủ yếu theo ba loại tinh thể đú vỡ ba cấu trỳc đú chặt khớt nhất.
3.
Trong
mạng lập phương và lập phương tõm diện cỏc hạt cầu chiếm 74% thể tớch của kim
loại tạo ra mạng , trong mạng lập phương tõm khối thể tớch của kim loại chiếm
68% thể tớch kim loại tạo ra mạng lập phương tõm khối.
Bài 4:
1.Số phối trớ là số hạt (ion, nguyờn tử
,phõn tử) trực tiếp bao quanh ion, nguyờn tử hay phõn tử đang xột trong một ụ mạng
cơ sở xỏc định.
2.Lập phương tõm khối:Cú số phối trớ bằng
8(nguyờn tử ở tõm bị bao quanh bởi 8 nguyờn tử ở gúc).
Lập phương chặt khớt số phối trớ bằng
12(mỗi nguyờn tử được bao bởi 6 nguyờn tử cung lớp,3 nguyờn tử lớp trờn, 3 nguyờn
tử lớp dưới).
Lập phương tõm diện: Cũng như mạng lập phương
chặt khớt, trong mạng này mỗi nguyờn tử kim loại được bao quanh bởi 12 nguyờn tử
khỏc nờn số phối trớ bằng 12.
Bài 5:
Quy tắc Angel và Brewer:
Cấu
trỳc tinh thể của kim loại( hoặc hợp kim) phụ thuộc vào số electron s và p khụng
cặp đụI trung bỡnh trờn một nguyờn tử kim loại ở trạng thỏI kớch thớch. Theo
quy tắc này khi số e s và p “sẵn sàng liờn kết’’ trờn một nguyờn tử nhỏ hơn 1,5
=> cấu trỳc lập phương tõm khối
Nằm
giữa từ 1,7 đến 2,1 => cấu trỳc lập phương chặt khớt
Nằm
giữa từ 2,5 đến 3,2 => cấu trỳc lập phương tõm mặt
Gần
tới 4 cú cấu trỳc kim cương.
Như vậy theo quy tắc trờn thỡ:
Na cú cấu trỳc lập phương tõm khối vỡ cú số e “ sẵn sàng liờn kết” là 1
<1,5
Mg cú cấu trỳc lập phương chặt khớt vỡ cú số e “ sẵn sàng liờn kết” là
1,7<2<2,1
Al cú cấu trỳc lập phương tõm mặt vỡ cú số e “ sẵn sàng liờn kết”
là 2,5<3<3,2
ễ mạng cơ sở của
Na ễ mạng cơ sở của Mg
ễ mạng cơ sở của Al
Số phối trớ của Na là 8
Số phối trớ của Mg và Al đều là 12.
Bài 6:
1. Khi núng chảy, cỏc kim loại ở thể lỏng
vẫn cũn e tự do, liờn kết kim loại vẫn tồn tại nờn kim loại lỏng vẫn dẫn điện.
ở thể hơi, kim loại tồn tại ở dạng đơn
nguyờn tử, khụng cú e tự do khụng cú liờn kết kim loại nờn khụng dẫn điện.
2. Cỏc phi kim cú năng lượng ion hoỏ lớn, trong khi cỏc kim
loại cú năng lượng ion hoỏ nhỏ, hạt nhõn nguyờn tử kim loại hỳt e kộm chặt chẽ
hơn hạt nhõn của cỏc phi kim.
Electron hoỏ trị của cỏc phi kim hầu hết là lớn:
5,6,7.Trong khi đú số e hoỏ trị của kim loại là:1,2,3 nhỏ hơn số obitan hoỏ trị.
Vỡ vậy cỏc e hoỏ trị chỉ chiếm một phần
vựng năng lượng và một phần cũn trống( vựng dẫn điện).
3.Khi nhiệt độ tăng, độ dẫn điện của cỏc
kim loại giảm. Đú là do khi nhiệt độ tăng, sự dao động của cỏc ion kim loại
trong mạng tinh thể tăng làm cản trở sự chuyển động của dũng e tự do.
Khi nhiệt độ tăng, độ dẫn điện của cỏc chất bỏn dẫn tăng.Đú là do vựng năng
lượng của cỏc e hoỏ trị đó được điền đầy cũn vựng tự do tiếp theo cỏch nú bằng
một vựng cấm tương đối hẹp.
ở nhiệt độ thấp, chỳng là vật cỏch điện.
Khi tăng nhiệt độ, một số e từ vựng hoỏ trị cú thể vượt qua vựng cấm để chuyển
lờn vựng tự do, trở thành e dẫn điện.
Bài 7:
1. Dóy hoạt động hoỏ học cho biết một cỏch định
tớnh và định lượng khả năng oxihoa khử của cỏc kim loại trong dung dịch. Trước đõy
người ta dựa vào phản ứng kim loại chuyển chổ cho nhau để sắp xếp dóy hoạt động
hoỏ học của kim loại.
Vỡ phương phỏp trờn khụng tổng quỏt và
khụng chớnh xỏc nờn sau đú người ta dựa vào thế oxihoa khử của chỳng.
2.Núi chung cỏc kim loại hoạt động xếp ở
đầu dóy cú năng lượng ion hoỏ nhỏ hơn cỏc kim loại kộm hoạt động xếp ở cuối
dóy.
Tuy nhiờn, vỡ năng lượng ion hoỏ của một kim
loại là năng lượng cần thiết để tỏch e ra khỏi nguyờn tử tự do ở trạng thỏi khớ,
cũn dóy hoạt động hoỏ học sắp xếp cỏc kim loại(ở trạng thỏi rắn) theo khả năng
oxihoa khử của chỳng trong dung dịch. Vỡ vậy khụng phảI kim loại đứng trước bao
giờ cũng cú năng lượng ion hoỏ nhỏ hơn kim loại đứng sau. Vớ dụ:
Thứ tự trong dóy hoạt động hoỏ học: Al
Zn Fe….
Năng lượng ion hoỏ thứ nhất(Kj/mol):
578 906 759
3.Thế điện cực tiờu chuẩn của kim loại
phụ thuộc vào ba yờỳ tố:
- Năng lượng ion hoỏ càng bộ,thế điện cực
càng thấp.
- Năng lượng hiđrrat hoỏ càng lớn, thế điện
cực càng thấp.
- Năng lượng mạng lưới càng nhỏ, quỏ trỡnh
oxihoa kim loại xảy ra càng dể.
Kim loại Li cú năng lượng hiđrat hoỏ lớn
nờn cú thế điện cực thấp. Sự biến thiờn tớnh chất của cỏc nguyờn tố theo bảng hệ
thống tuần hoàn phụ thuộc vào cấu trỳc nguyờn tử.
Bài 8:
1. Giỏ trị E0 càng dương tớnh oxi hoỏ càng mạnh.
- Như vậy chất oxi hoỏ yếu nhất là Al3+
- Chất oxi hoỏ mạnh nhất là Ce4+
2. Giỏ trị E0 càng õm, tớnh
khử càng mạnh.
- Ở đõy chất khử mạnh nhất là Al
- Ở đõy chất khử yếu nhất là Ce3+
3. Kim loại cú thế điện cực bộ đẩy được
kim loại cú thế điện cực lớn hơn ra khỏi dung dịch của nú. Như vậy:
Sn +
2Ag- 2Ag + Sn2+
Sn2+ +
Hg khụng xóy ra
4.
Sn cú thể khử được: Hg22+, Ag+
,Ce4+
5.
Ion Ag+ cú thể oxihoa được cỏc kim loại
Al, Ni,
Hg, Sn
Bài 9:
1. * Cỏc kim loại đầu dóy: K
Na Ca Mg
Al điện phõn cỏc hợp chất núng chảy.
*
Cỏc kim loại ở giữa dóy: Zn Fe
Sn Pb
a.
Khử qụăng bằng than cốc(CO)
Vớ dụ: t0
PbO + C Pb + CO
Fe2O3 +3CO
2Fe +CO2
b. Đối với quặng dễ tạo thành cỏc bua(
kim loại VIB,VIIB) thỡ khử quặng bằng hiđrụ. Vớ dụ:
WO3 + 3H2 W
+ 3H2O
c.
Đối
với quặng sunfua thỡ nung quặng thành oxớt rồi khử bằng than cốc CO hay H2
Vớ dụ:
ZnS +
O2
ZnO + SO2
d.Phương phỏp nhiệt kim loại( nhiệt nhụm)
2Al + Fe2O3 Al2O3 +
2Fe
*
Cỏc kim loại ở cuối dóy:
- Đốt quặng sunfua:
Cu2S +
O2
Cu + SO2
HgS +
O2
Hg + SO2
-
Phương
phỏp thuỷ luyện:
Zn +
CuSO4
Cu +ZnSO4
2.-
Điện phõn dung dịch muối Cr2(SO4)3
- Điện phõn KCl núng chảy.
- Khử Fe2O3 bằng than cốc.
- Điện phõn Al2O3 núng chảy.
- Dựng phương phỏp thuỷ luyện:
Ag2S
Ag(CN)2-(aq) +
S2-
2Ag(CN)2- +
Zn [Zn(CN)4]2- + 2Ag
Bài 10:
1. Al2O3(r) 2Al(r) +
O2 G0pư
= 1582kj
G0pư = 2
G0 tt(Al) + 
G0
tt(O2) -
G0tt(Al2O3) =
0 + 0 - ( - 1582) kj/mol
Đối với phản ứng:
Fe2O3(r) 2Fe(r) + 3/2 O2(k) cú
G0pư = 742 kj
HgS(r) Hg(l) + S(r) cú
G0pư
= 51 kj
2.Vỡ
G0
của cỏc phản ứng trờn đều cú giỏ trị dương nờn khụng cú phản ứng nào cú khả năng
tự diễn biến theo chiều thuận( điều kiện tiờu chuẩn) mà cú khả năng tự diễn biến
theo chiều nghịch.
3.
Vỡ
G0tt
của Al2O3 cú giỏ trị dương rất lớn nờn khụng dựng phương
phỏp nhiệt kim loại để đẩy Al ra khỏi axớt như cỏc phương phỏp cũ khụng cú lợi
mà ngày nay dựng phương phỏp điện phõn núng chảy.
AG0
của Fe2O3 cú giỏ trị dương khụng quỏ lớn.Người ta dựng phương
phỏp khử hoỏ học(nhiệt kim loại) hay CO.
AG0
của HgS cú giỏ trị dương tương đối nhỏ, HgS tương đối khụng bền chỉ cầnđốt quặng
Hg Strong khụng khớ.
4.
Sự tăng
nhiệt độ cú lợi cho phản ứng trờn vỡ:
G=
H -
TS.
H của phản ứng thay đổi theo nhiệt độ, phản ứng
từ chất rắn tạo ra chất khớ( ở 2 pư đầu) và chất lỏng( ở pư 3) nờn
S của cả
ba phản ứng đều cú giỏ trị dương, -T
S cú giỏ
trị õm.
Vỡ
vậy khi tăng nhệt độ thỡ - T
S càng cú
giỏ trị õm do đú
G càng õm,
phản ứng càng thuận lợi.
III.2 Kim loại kiềm
:
Bài 1:
1.Cỏc kim loại kiềm nằm ở phõn nhúm chớnh nhúm I, ở đầu mỗi chu kỡ và từ
chu kỡ II trở đi. Sở dĩ kim loại kiềm cú tớnh khử mạnh vỡ chỳng cú một e ở lớp
ngoài cựng.
2. Năng lượng ion hoỏ của hiđro lớn gấp vài ba lần năng lượng ion hoỏ của
kim loại kiềm.
Khả năng nhường e của kim loại kiềm dể
hơn hiđrụ.
Nguyờn tử hiđro cũng giống như kim loại
kiềm cú một e hoỏ trị nờn dễ dàng nhường đi 1e tạo thành ion H+ ,K+,
nhưng ion H+ khụng tồn tại trong dung dịch nước do H+ cú
một AO 1s trống duy nhất nờn dễ dàng nhận cặp e tự do của nước tạo ra H3O+.
Cũn cỏc ion kim loại kiềm khụng cú khả
năng này mà cỏc ion kim loại kiềm tồn tại độc lập do cỏc ion này cú cấu hỡnh khớ
trơ rất bền vững.
3.Cỏc kim loại kiềm kết tinh theo mạng lập phương
tõm khối,năng lượng kim loại trong mạng xếp khớt khụng lớn và chỉ cú một e hoỏ
trị ở mỗi nguyờn tử kim loại. Vỡ vậy kim loại kiềm mềm và cú nhiệt độ núng chảy
thấp.
Bài 2:
Đỏp ỏn b (do yếu tố năng lượng hiđrat
hoỏ )
Bài 3:
1.Khả năng hoạt động của cỏc nguyờn tố phụ thuộc vào cấu trỳc e cỏc kim
loại kiềm cú khả năng hoạt động mạnh là do cú 1e ở lớp ngoài lớp vỏ khớ trơ nờn
kim loại này dễ nhường đi một điện tử. Cũn độ dẫn điện của kim loại phụ thuộc
vào khối lượng riờng của kim loại tức phụ thuộc vào số nguyờn tử kim loại trong
1cm3 kim loại ở trạng thỏi rắn.
Vớ dụ : Theo tớnh toỏn số nguyờn tử
Na trong 1cm3: 0,24. 1023
Số nguyờn tử Ag trong 1cm3:
5,85. 1023
Tương tự số nguyờn tử Cu, Au lớn
hơn rất nhiều so với kim loại kiềm trong 1cm3 .
2.Na cú độ dẫn điện cao hơn cỏc kim loại kiềm khỏc do số nguyờn tử trong
Na trong 1cm3 nhiều hơn cỏc kim loại kiềm khỏc.
Bài 4:
1.Đỏp ỏn 1( NH4+, Ag+, Te+,
(C2H5)2CO+)
2.Đỏp ỏn d ( điện tớch nhỏ và bỏn kớnh lớn)
Bài
5:
1.Để làm giảm nhiệt độ núng chảy cho phộp điện phõn ở
6100C - 6500C
2.Na được sản xuất chủ yếu bằng phương phỏp điện phõn NaCl núng chảy.
Ở
catốt 2Na +
2e = 2Na(l)
Ở
anốt 2Cl- = Cl2(k) + 2e
Bài 6:
1.LiH được điều chế bằng cỏch cho Li tỏc dụng
trực tiếp với H2
LiH bền hơn NaH vỡ khoảng cỏch giữa hai hạt
nhõn của Li và H ngắn hơn khoảng cỏch hạt nhõn giữa Na và H.
2.Về tớnh chất NaH giống với HCl hơn
Bài 7:
Phương trỡnh phản ứng:
1. 2LiH
+ 3N2 2LiN3 + H2
2. 2NaH
+ Cl2 2NaCl + H2
3. 4NaH
+ O2 2 Na2O + 2H2
4. LiH
+ H2O LiOH + H2
Bài 8:
1.Trừ oxit của Li2O cỏc oxit của kim loại kiềm khỏc đều hấp
thụ oxi tạo thành peoxit nờn việc điều chế monoụxit rất khú khăn.
Li2O tinh khiết cú thể điều chế bằng
cỏch nung LiOH, Li2CO3, LiNO3 trong luồng khớ
hiđrụ ở 8000C :
to
Pt: 2LiOH Li2O + H2O
Cũn cỏc oxit của cỏc kim loại kiềm khỏc
điều chế bằng cỏch cho peoxit tỏc dụng với kim loại tương ứng.
M2O2 +
2M 2M2O
Khả năng tạo peoxit phụ thuộc vào bỏn kớnh
nguyờn tử và năng lượng iom hoỏ. ỏi lực của phõn tử oxi rất nhỏ 0,87eV, cũn ỏi
lực của phõn tử oxi là 1,46eV. Do đú cỏc nguyờn tử cú năng lượng ion hoỏ càng
nhỏ bỏn kớnh càng lớn thỡ khả năng tạo ra peoxit càng lớn.Li khụng cú khả năng
tạo ra peoxit vỡ năng lượng ion hoỏ thứ nhất I1 =5,339,bỏn kớnh rLi
=0,68A0 khụng đủ sức để giữ anion O22-.
Bài
9:
1.
Trong
dung dịch nước ta cú phản ứng:
Na2O2 +2H2O 2NaOH
+ H2O
H2O2 là một tỏc
nhõn oxihúa khụng bền trong mụi trường kiềm.
2.
H2O2, H2O2 + K2O
được dựng trong cỏc bỡnh lặn để làm nguồn cung cấp oxi.ứng dụng trờn dựa
vào phương trỡnh phản ứng sau:
Na2O2 + K2O +CO2 Na2CO3 +K2CO3 +O2
Na2O2
+
CO2 Na2CO3 + O2
Như vậy oxi đó được
tỏi sinh.
Bài10:
Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng sau:
1.Na2O2 + +2 KI+
2 H2SO4 I2 +K2SO4 +Na2SO4 +2 H2O
2.5Na2O2 + 2KMnO4 + 4H2SO4 K2SO4 + 5Na2SO4
+ 4H2O
+2MnSO4 + 7O2
3. 1/2Na2O2 +
Fe(OH)2 + H2O NaOH +
Fe(OH)3
4. 15Na2O2 + 2 FeS2 Fe2O3 + 4Na2SO4 +
11Na2O
Bài 11:
· Mạng tinh thể NaCl
Cỏc
ion Cl- xếp theo kiểu lập phương tõm mặt cỏc ion Na+ bộ
nhỏ chiếm hết số hốc bỏt diện( cú thể giao hoỏn vai trũ của ion Cl-
với ion Na+). Như vậy mỗi ion được bao quanh bởi 6 ion trỏi dấu. Số
phối trớ của mỗi ion là 6.

Cấu trỳc mạng
NaCl: Na+ ; Cl-
Trong
mỗi tế bào cơ sở cú 4Cl- và 4Na+. Vậy cụng thức phõn tử
là NaCl.
*Tinh
thể CsCl: Trong mạng tinh thể này cỏc ion Cl- tạo thành hệ lập phương,
ion Cs+ được xếp ở tõm của hỡnh lập phương( cú thể đỏi vai trũ của
ion Cs- và Cl-) do đú ta thu được ụ cơ sở sau:
Cấu trỳc mạng
tinh thể CsCl
Mỗi ion được bao quanh bằng 8 ion ngược dấu số
phối trớ mỗi ion đều bằng 8.
Trong
mỗi tế bào cú một ion Cs- và 8 x 1/8 = 1 ion Cl- .Như vậy
cụng thức của hợp chất là CsCl.
Bài
12:
1.Tinh thể KOH cũng như CsOH là tinh thể
ion, khi hoà tan trong nước cỏc tinh thể đú chuyển thành ion với độ điện li thực
bằng đơn vị. Tuy nhiờn độ điện li của hai chất đú khụng như nhau vỡ ion K+
tương tỏc mạnh với ion OH- hơn Cs+.
2.Cỏc hiđroxit của kim loại kiềm đều bền với
nhiệt, chỳng cú thể núng chảy bay hơi mà khụng bị phõn huỷ,riờng LiOH khi bị
nung đến sụi thỡ bị phõn huỷ thành Li2O và nước.
Sở
dĩ cú sự khỏc biệt này vỡ ion Li+ cú kớch thước đặc biệt nhỏ so với
ion kim loại kiềm khỏc, lớp vỏ e của nú quỏ mỏng( chỉ cú 2e) nờn nú hỳt mạnh
ion O2- trong OH-.
Pt
2LiOH Li2O + H2O
Cũn
cỏc kim loại kiềm khỏc khụng cú khả năng này vỡ kớch thước của ion lớn, cú 8 e ở
lớp ngoài cựng.
Bài
13:
NaCl tan trong nước. Độ tan của chỳng giảm xuống
khi sục HCl vào vỡ nồng độ Cl- tăng làm cho cõn bằng chuyển dịch
sang trỏI tạo thành NaCl.
III.3. Kim loại phõn
nhúm IIA:
Bài 1:
Nhiệt độ núng chảy, nhiệt độ sụi, độ dẫn
điện từ Be đến Ra biến đổi khụng đều đặn, đều cao hơn so với kim loại kiềm.
Nguyờn nhõn do cỏc kim loại kiềm thổ cú
cấu trỳc mạng lưới tinh thể khỏc nhau.
Be, Mg cú cấu trỳc lục phương.
Ca, Ba, Ra cú cấu trỳc lập phương tõm mặt và lập phương tõm khối dẫn đến
nhiệt độ núng chảy, nhiệt độ sụi của chỳng biến đổi khụng theo một quy luật nhất
định như đối với kim loại kiềm.
Bài 2:
1.Trong dung dịch ion M2+ tạo ra cú năng lượng hiđrat hoỏ lớn
nhiệt tạo ra cú thể bự lại cho năng lượng ion hoỏ lớn do đú làm cho kim loại kiềm
thổ rất dễ mất 2 e trở thành ion M2+.
2.Thế điện cực phụ thuộc vào năng lượng ion hoỏ và năng lượng hiđrat hoỏ.
Đối với kim loại kiềm cú năng lượng ion hoỏ thấp nhưng lại cú năng lượng hiđrat
hoỏ kộm kim loại kiềm thổ. Cũn kim loại kiềm thổ mặc dự cú thế ion hoỏ lớn nhưng
năng lượng hiđrat hoỏ õm nhiều do đú thế điện cực của kim loại kiềm thổ vẫn tương
đương kim loại kiềm.
Bài 3:
1.Ở trạng thỏi
hơi cỏc nguyờn tử kim loại kiềm cú thể kết hợp với nhau để tạo thành phõn tử
hai nguyờn tử, hai nguyờn tử này liờn kết với nhau bằng liờn kết cộng hoỏ trị.
Cỏc nguyờn tử kim loại kiềm cú thể hỡnh thành phõn tử hai nguyờn tử là do kim
loại kiềm cú một e độc thõn ở lớp ngoài cựng, dễ dàng kết hợp với nguyờn tử khỏc
để lớp ngoài cựng bảo hoà e. Cũn cỏc kim loại kiềm thổ muốn hỡnh thành phõn tử
hai nguyờn tử ở trạng thỏi khớ phõn tử phải cú hai e độc thõn tức kim loại kiềm
thổ phải cú trạng thỏi kớch thớch s2 sp, nhưng năng lượng đũi hỏi cho quỏ trỡnh
này lớn, năng lượng tạo ra khi hỡnh thành phõn tử M2 khụng bự lại được
năng lượng cần cung cấp cho quỏ trỡnh kớch thớch. Vỡ vậy khụng hỡnh thành phõn
tử M2 .
2.Vỡ cỏc nguyờn tố kim loại kiềm thổ cú số e liờn kết lớn gấp đụi cỏc
kim loại kiềm do đú liờn kết kim loại trong kim loại kiềm thổ bền chặt hơn
trong kim loại kiềm.
Bài 4:
1.Kim loại kiềm thổ cú vựng năng lượng ns đó được lấp đầy số e nờn việc
kớch thớch e từ vựng hoỏ trị lờn vựng tự do rất khú. Để giải thớch tớnh dẫn điện
cao của kim loại kiềm thổ ta phải giả thiết cỏc vựng ns và np đó xen phủ vào
nhau tạo thành vựng năng lượng chưa lấp đầy e do đú khụng thể tạo thành chất cỏch
điện mà tạo ra chất cú độ dẫn điện cao.
2.Khụng mõu thuẫn với Li cú năng lượng hiđrat hoỏ cao cú thể bự lại năng
lượng ion hoỏ cao do đú Li cú thế điện cực õm hơn cỏc kim loại kiềm khỏc, cũn
Be cú năng lượng hiđrat hoỏ lớn nhưng khụng bự lại cho năng lượng ion hoỏ cao của
Be do đú Be cú thế điện cực dương hơn cỏc kim loại kiềm thổ khỏc.
Bài 5:
1.Be cú bỏn kớnh ion rất nhỏ, năng lượng ion hoỏ và năng lượng thăng hoa
lớn, do đú trong trường hợp này năng lượng hiđrat hoỏ lớn khụng để tỏch hoàn
toàn điện tớch. Do đú ngay cả BeF2 và BeO thể hiện như hợp chất cộng
hoỏ trị, cũn hợp chất cộng hoỏ trị liờn kết với cacbon rất bền. Để tạo thành 2
liờn kết cộng hoỏ trị cần kớch thớch nguyờn tử từ trạng thỏi 2s2 đến
trạng thỏi 2s2p. Do đú phõn tử BeX2 thẳng hàng.
2.Để tạo thành 2 liờn kết cộng hoỏ trị cần kớch thớch nguyờn tử từ trạng
thỏi 2s2 đến trạng thỏI 2s2p. Do đú phõn tử BeX2 phảI thẳng.
Nhưng cỏc phõn tử như thế khụng bóo hoà phối trớ. Ở pha ngưng tụ tạo thành hợp
chất số phối trớ 4. Chỳng chỉ
tồn tại ở pha khớ.
Be Be Be Be
Bài 6:
1.Mg chỏy trong khụnh khớ phỏt ra ỏnh sỏng
chúi giàu tia tử ngoại. Cú hiện tượng đú là do ion Mg2+ và ion O2-
đều cú bỏn kớnh nhỏ kết hợp với nhau tạo ra mạng tinh thể chặt khớt của MgO và
phỏt nhiệt rất mạnh( năng lượng mạng lưới của MgO là 3924 kj/mol) lớn nhất
trong cỏc oxit kim loại kiềm thổ. Chớnh lượng nhiệt lớn này đó nung núng mạnh cỏc
hạt MgO làm phỏt ra ỏnh sỏng chúi và giàu tia tử ngoại. Lợi dụng hiện tượng này
người ta đó trộn Mg với cỏc chất oxihoa như KClO3 , KMnO4
, KNO3 để phỏt ra phỏo sỏng, đạn lữa và trước kia dựng chiờỳ sỏng
trong kĩ thuật chụp ảnh.
2.Khụng dựng nước cũng như CO2 ,
SiO2 để dập tắt đỏm chỏy Mg vỡ khi Mg được đốt núng phản ứng mảnh liệt
với nước, cũng như CO2 ,SiO2 toả nhiệt lớn.
Bài
7:
Viết phương trỡnh của cỏc phản ứng:
a.CaH2
+ 2H2O Ca(OH)2 + H2
b.Ca + NH3 Ca(NH2)2 + H2
c.BaO2 + 4 HCl BaCl2 + Cl2 + 2H2O
d.BaO2 +
2KI + 4HCl BaCl2 + I2 +
2KCl + 2H2O
e.BaO2 +
2AgNO3
Ba(NO3)2
+ 2Ag + O2
Bài
8:
1.M(OH)2 : Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
Tớch số tan: 2.10-18 6.10-10 5,5.10-6 3,2.10-4 5,0.10-3
Khi tan trong nước chỳng là những bazơ mạnh.
Tớnh bazơ của chỳng yếu hơn so với cỏc hiđrụxit của kim loại kiềm trong cựng một
chu kỡ và cũng biến đổi theo cựng một quy luật là tăng theo số thứ tự.
Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
Lưỡng tớnh Trung tớnh Bazơ mạnh
Độ
bền nhiệt tăng dần từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2 .
Be(OH)2
mất nước ở 138oC.
Mg(OH)2
mất nước ở 150oC.
Ca(OH)2
mất nước ở 580oC.
Ba(OH)2
mất nước ở t >1000oC
2.Hiđrụxit của kim loại kiềm thổ bị nhiệt
phõn tạo ra oxit do độ phõn cực hoỏ của
cation M2+ với nguyờn tử oxi trong nhúm OH- dễ bị biến dạng.
Vỡ vậy hiđrụxit của kim loại kiềm thổ kộm bền vững hơn hiđrụxit của kim loại kiềm.
3.Một trong những phương phỏp thụng dụng để điều
chế hiđrụxit của kim loại kiềm là điệ phõn dung dịch muối cú màng ngăn. Đối với
kim loại kiềm thổ ta khụng thể ỏp dụng phương phỏp này vỡ phần lớn kim loại kiềm
thổ tồn tại ở dạng hợp chất như muối cỏcbonat, sunfat, khi nhiệt phõn tạo thành
oxit. Oxit này dễ dàng tỏc dụng với nước tạo thành hiđrụxit.
Bài
9:
1.Độ tan của cỏc muối phụ thuộc vào hai yếu
tố: năng lượng mạng lưới tinh thể của muối và năng lượng hiđrat hoỏ của cation.
Năng lượng mạng lưới giảm, độ hoà tan của muối tăng, năng lượng hiđrat hoỏ của
cation giảm, dộ hoà tan giảm.
Từ CaSO4 đến BaSO4:
Yếu tố ảnh hưởng chớnh đến độ tan là năng lượng hiđrat hoỏ. Từ Ca2+ đến
Ba2+ năng lượng hiđrat hoỏ giảm(377 kcal/mol ở Ca2+ đến
308 kcal/mol ở Ba2+) nờn độ tan giảm.
Từ CaF2 đến BaF2 năng
lượng mạng lưới giảm( 624 kcal/mol ở CF2 đến 566 kcal/mol ở BaF2
) nờn độ tan tăng.
2.Độ tan của florua biến đổi khụng liờn tục
theo một chiều từ Be đến Ba.Sở dĩ như vậy vỡ độ tan của muối cú liờn quan tới năng
lượng mạng lưới và nhiệt hiđrat hoỏ của cỏc ion
Bài
10:
1.Độ cứng của nước là để chỉ nước cú nhiều ion
Ca2+ và Mg2+
-Độ
cứng của nước bao gồm:
*Độ
cứng tạm thời: do cỏc muối hiđrụcacbonat
M(HCO3)2 gõy nờn.
*Độ
cứng vĩnh cữu: là do muối Ca2+ và Mg2+.
*Độ
cứng toàn phần.
-Tỏc
hại của nước cứng:Nước gõy nhiều tỏc hại trong sinh hoạt và trong kĩ thuật. Nước
cứng làm kết tủa xà phũng do đú làm mất tỏc dụng giặt rửa của nú và làm bẩn sợi
vảI
do
kết tủa bỏm vào.Vớ dụ:

M2+ + 2C17H33COONa 2Na +
M(C17H33COONa)
(xà phũng)
Nước cứng tạo ra một lớp cặn bỏm vào
thành cỏc nồi đun nước, cỏc ống dẫn nước núng, và cỏc nồi cấp hơ nước. Lớp cặn
này gõy nhiều tỏc hại, chẳng hạn làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của nồi hơi,
làm nồi hơi mau hừng và dễ bị vỡ.
2.
* Nếu ta cú:
Ca2+
+ 2HCO3- Ca(HCO3)2
Mg2+
+ 2HCO3- Mg(HCO3)2
Theo hai phương trỡnh trờn ta they tỉ lệ số mol Ca2+ , Mg2+
và HCO3- là tỉ lệ 1:2. Mà tổng số mol Mg2+ và
Ca2+ là 0,03 mol và số mol HCO3- bằng 0,03
mol. Vậy HCO3- thiếu nghĩa là khi đun sụi độ cứng của nước
chưa mất hẳn. Vậy nước ban đầu vừa cú độ cứng tạm thời vừa cú độ cứng vĩnh cữu.
*Nếu khi đun sụi thỡ:
Ca2+
+ 2HCO3- t0 CaCO3 + H2O + CO2
Mg2+
+ 2HCO3- t0 MgCO3 + H2O + CO2
Theo hai phương trỡnh trờn: tổng số mol Ca2+ , Mg2+
tạo kết tủa với số mol HCO3- =0,025 mol.
Sau khi đun sụi xong tổng số mol Ca2+ , Mg2+ cũn lại
là 0,005 mol. Vậy nước sau khi đun vẫn cũn cứng.
Dựng Na2CO3 , Na3PO4
làm mềm nước trờn , và cú thể dựngCa(OH)2 nhưng phải vừa đủ.
*Phương phỏp trao đổi ion(Zeolit, nhựa
trao đổi ion)
Bài 11:
Khả năng tạo phức của kim loại kiềm thổ khụng mạnh thể hiện rừ khuynh hướng
tạo thành phức chất trong dung dịch. Giống với ion kim loại kiềm cỏc ion kim loại
kiềm thổ tạo được phức bền với ete-crao bền hơn và chọn lọc hơn là với cỏc
criptant.Tỏc nhõn tạo phức tốt nhất:ete-crao, criptant.
III.4: Kim loại thuộc nhúm IIIA:
Bài 1:
1.Bỏn kớnh nguyờn tử của cỏc nguyờn tố IIIA biến đổi khụng theo quy luật,
từ Al đến Ga giảm đột ngột cũn từ Ga đến Tl thỡ tăng dần. Cũn năng lượng ion hoỏ
tăng từ Al đến Ga, giảm từ Ga đến In, từ In đến Tl lại tăng dẫn đến tớnh kim loại
khụng tăng theo một chiều từ Al đến Tl mà thực tế từ Al đến Ga tớnh kim loại hơI
giảm, sau đú lại tăng lờn ở In và rồi lại giảm xuống ở Tl. Sỡ dĩ như vậy vỡ: ở
Ga và In sau lớp vỏ khớ hiếm cũn cú 10 electron phõn lớp (n – 1)d, ở Tl cũn cú
4 electron (n – 2)f và 10 electron
(n – 1)d nữa. Chớnh sự khỏc nhau này đó
làm cho tớnh chất của cỏc kim loại nhúm IIIA khụng giống nhau như kim loại kiềm
và kiềm thổ. Mặt khỏc cũng do ảnh hưởng của cỏc electron của phõn lớp 3d10
đến Ga (sự co d) và của cỏc electron phõn lớp 4f14 đến Tl (sự co f)
tớnh kim loại khụng tăng theo một chiều.
2.Tinh thể Bo cú cấu tạo đặc khớt. Nú bao gồm những hỡnh hai chục mặt B12
( cứ 12 nguyờn tử B tạo ra một tế bào tinh thể hai chục mặt). Liờn kết giữa cỏc
nguyờn tử B là liờn kết cộng hoỏ trị, do đú Bo rất khú núng chảy. Trỏi lại tinh
thể Gali cú mạng lưới phõn tử, tại mắt mạng lưới là phõn tử Ga2, vỡ
vậy Gali cú nhiệt độ núng chảy thấp. Nhưng nhiệt độ bay hơi cao là do khi sụi phõn tử Ga2 phải
phõn huỷ thành Ga nguyờn tử.
Bài 2:
Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng:
a. 2Al(OH)3
+ 3Na2CO3 +
12HF 2Na3[AlF6] + 9H2O + 3CO2
b. 8Al + 3NaNO3 +
5NaOH + 2H2O 8NaAlO2 + 3NH3
c. 2Al + Cr2O3 t0 Al2O3 + 2Cr
d.
2Ga +
3H2SO4 Ga2(SO4)3 + 3H2
e.
Tl +
6HNO3đặc t0 Tl(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
f.
2Tl +
2HNO3loóng, nguội
2Tl(NO3) + H2
g. 2Tl + 2HCl 2TlCl + H2
h. Ga + H2O +
3NaOH Na3Ga(OH)6 +
3H2
In, Tl thỡ bền trong mụi trường kiềm.
Bài 3:
1. Al(OH)3 Ga(OH)3 In(OH)3 Tl(OH)3
Hiđrụxit lưỡng tớnh Tớnh bazơ mạnh hơn Tớnh axit rất yếu
Tớnh baxơ tăng dần
2.Tớnh axit của cỏc oxit giảm dần từ B đến
Tl.
B2O > Al2O3
> Ga2O3 > In2O3 > Tl2O3 (bazơ mạnh)
(
axit yếu) oxit lưỡng tớnh
Bài 4:
1.Nhụm oxit núng chảy ở nhiệt độ rất cao (20500C ) do đú yếu
tố then chốt của việc sản xuất nhụm bằng phương phỏp điện phõn là dựng criolit
núng chảy hoà tan nhụm oxit. Khi đú chỉ cần đến gần 10000C là đó cú
dung dịch điện giải dạng núng chảy.
Vỏ thộp ghộp liền với than chỡ làm thành catụt
Al3+
+ 3e Al(l)
Ở anụt:
2O2- -
4e O2
Oxi tạo ra phản
ứng với C tạo ra CO2 và CO
Qua phản ứng với cỏc điện cực thấy: Cần 3 Farađay để tạo thành 1mol Al tức
là 27g Al. Vậy mỗi Faraday chỉ sản xuất được 27/3 = 9g Al.
Khi điện phõn MgCl2 và CaCl2 núng chảy.
Mg2+ +
2e Mg
Ca2+ +
2e Ca
Mỗi Faraday sản xuất được 1/2 mol Mg tức
là 24/2 = 12g Mg
Cũng như vậy, mỗi Faraday sản xuất được
1/2 mol Ca tức là 40/2 = 20g Ca.
Nếu so sỏnh với việc sản xuất cỏc kim loại nhẹ
bằng phương phỏp điện phõn thỡ lượng điện năng tiờu thụ cho mỗi lượng Al lớn hơn
rất nhiều so với cỏc kim loại khỏc.
2.Al3+ dễ bị thuỷ phõn.
Al tan trong nước E0Al3+/Al
<< E02H+/H2 (H2O).
Bài 5:
1.Trong cụng thức chung của phốn X2SO4,
Y2(SO4)3.24H2O điện tớch của X là
1+ và điện tớch của Y là 3+.
X
thuộc nhúm IA trong bảng tuần hoàn: Li+, Na+, K+,
Cs+ và NH4+
Y
thuộc nhúm IIIA như Al ngoài ra cũn cú thờm Fe3+, Cr3+,
Mn3+
2.Phốn sắt: K2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O
Phốn Crom: K2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O
Phốn Mangan: K2SO4.Mn2(SO4)3.24H2O
3.Cỏc phương trỡnh phản ứng thực hiện quỏ trỡnh
điều chế phốn chua
K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O
2KOH(aq) + H2SO4(aq) K2SO4 +
2H2O(l)
Al2O3 + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 3H2O(l)
Trộn hai dung dịch K2SO4
và Al2(SO4)3 theo tỉ lệ 1:1. Cho kết tinh tạo
thành muối kộp.
Bài 6:
(C2H5)2O
1. 4LiH +
AlCl3 LiAlH4 +
3LiCl
Độ bền nhiệt và hoỏ của anion này thay đổi phụ thuộc vào khả năng của
nhúm MH3 tham gia với tớnh cỏch là chất nhận trong phản ứng.
MH3 + H+ MH4+
Trờn phương diện này ta quan sỏt thấy
thứ tự sau: B > Al > Ga
BH4- bền trong nước.
Khi đú muối AlH4- bị nước thuỷ phõn nhanh và cú tiếng nổ
kốm theo.
2.Bỏn kớnh của ion Tl+ = 0,154 nm,
gần với bỏn kớnh của ion K+, Rb+, và Ag+ (
0,144; 0,158 và 0,127 nm tương ứng). Vỡ vậy về một số phương diện ion Tl+
giống với ion kim loại kiềm nhưng về một số phương diện khỏc lại giống Ag+.
TlOH: màu vàng là bazơ mạnh nhưng khỏc NaOH và KOH bị mất nước khi nung
giống như AgOH.
Tl2SO4, Tl2CO3, TlClO4,
TlCH3COO tan được trong nước nhưng ớt hơn cỏc muối kali tương ứng.
TiCl, TlBr, TlI khụng tan giống muối bạc halogenua TlCl cũng bị hoỏ đen
ngoài ỏnh sỏng giống AgCl.
III.5. Cỏc nguyờn tố
nhúm IVA
Bài 1:
1.Ge và Si cú cấu trỳc tương tự nhau( cấu trỳc tinh thể kim cương)
rGe = 1,39 , rSi = 1,34 nờn cú thể hoà tan vụ hạn vào nhau.
Nguyờn tử Si cú thể thay thế Ge trong mạng lưới tinh thể và ngược lại nờn
chỳng cú thể tạo ra được chất rắn.
Cũn Si và Pb hai nguyờn tố này cú cấu trỳc mạng tinh thể khỏc nhau.
Si cấu trỳc tinh thể kim cương (rSi = 1,34 )
Pb cú cấu trỳc mạng lập phưpưng tõm diện (r =1,74).
2.Vỡ hợp chất hoỏ trị II của Si khụng bền về mặt nhiệt động.
Bài 2:
Ge cú cấu tạo mạng tinh thể giống với kim cương ( tinh thể nguyờn tử). Vỡ
thế Ge cú nhiệt độ núng chảy, độ cứng cao hơn so với cỏc kim loại khỏc trong
nhúm…Cũn Sn, Pb cú cấu trỳc tinh thể kim loại (cấu trỳc lập phương tõm diện nờn
bền). Pb rất dễ dỏt mỏng thành lớp( độ cứng của Sn và Pb là 1,5)
Bài 3:
a. Ge +
HCl Khụng phản ứng
b. Sn
+ 2HCl SnCl2 + H2
c. Pb
+ 2HClđ PbCl2 + H2
2HCl
+ PbCl2 H2PbCl4
d. Ge +
4HNO3đ,n
GeO2 + 4NO2 + 2H2O
e. 3Sn +
16HNO3loóng
3Sn(NO3)4
+ 4NO + 8H2O

f. 3Pb + 8HNO3loóng 3Pb(NO3)2 +
2NO + 4H2O
g. Sn +
2NaOHđ,n + 2H2O Na2[ Sn(OH)4] + H2
Bài 4:
1.
*Điều chế PbO:
Pb(OH)2 7000C PbO
+ H2O
PbCO3 600oC PbO
+ CO2

2Pb(NO3)2 to 2PbO +
4NO2 + O2
*Điều chế PbO2:
Khụng điều chế trực tiếp từ Pb và O2
Pb(CH3COO)2 +
CaOCl2 + H2O PbO2 + CaCl2 +
2CH3COOH
PbO +
NaOCl PbO2 +
NaCl
Pb(CH3COO)2+Cl2+2Na2CO3 PbO2 + 2CH3COONa
+ 2CO2 +2NaCl
2.PbO2 là chất oxihoỏ mạnh:
PbO2
+ HCl(đăc) PbCl2 + Cl2 + 2H2O
3PbO2 + 6HNO3+ 2MnSO4 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4
+ 2H2O
-Oxi hoỏ SO2
hoặc S trong khụng khớ tạo ra PbSO4
PbO2 +
SO2
PbSO4
PbO2 +
S + O2 PbSO4
-Khi đun núng với
H2SO4đ giảI phúng
O2
2PbO2 + 2H2SO4đ 2PbSO4 + 2H2O + O2
Bài 5:
1.Từ Ge(OH)2 Sn(OH)2 Pb(OH)2
Tớnh bazơ tăng dần
2.
X(OH)2 + 2KOH K2[ X(OH)4]
X(OH)2 +
2HCl XCl2 + 2H2O
3. M2+
+ 2OH- M(OH)2
Bài 6:
1.Thiếc (II) clorua bị thuỷ phõn mạnh
SnCl2 + H2O SnOHCl +
HCl
Vỡ vậy muốn điều chế dung dịch SnCl2
phải cho HCl dư.
2.
E0Sn2+/Sn = - 0,136 ; E0Sn4+/Sn2+ = + 0,15
E0Sn2+/Sn < E02H+/H2
E0Sn4+/Sn2+ > E02H+/H2 => Nờn
quỏ trỡnh khụng tạo ra SnCl4
3. SnCl2 + HgCl2 SnCl4 + Hg
SnCl2 +
2FeCl3 SnCl4 +
2FeCl2
Bài 7:
1.SnCl2 khụng màu tỏc
dụng chậm với oxi khụng khớ biến thành thiếc oxiclorua màu vàng.
2SnCl2 + O2 2SnOCl2
Khi đun núng:
2SnCl2
+
O2 SnO2 +
SnCl4
Trong dung dịch SnCl2 cũng bị oxi hoỏ bởi oxi khụng khớ.
3SnCl2 + 1/2O2 + H2O SnCl4 +
2Sn(OH)Cl
GeCl2 dễ bị oxi hoỏ, nhanh chúng bị clo chuyển thành GeCl4
2GeCl2 + O2 GeO2 +
GeCl4
GeCl2 + Cl2 GeCl4
2.Cỏc đihalogen của kim loại nhúm IVA cú khả năng
tan được trong axit halogenhiđric và trong muối halogen của kim loại kiềm vỡ chỳng
cú khuynh hướng tạo thành phức chất [MX3]- và [MX4]2-
PbI2 + 2KI K2[PbI4]
SnF2 +
KF K[SnF3]
Bài
8:
1.Hoà tan hỗn hợp trờn vào amonipolisunfua thỡ
SnS dị hoà tan cũn PbS khụng bị hoà tan:
SnS
+ (NH4)2S2 SnS2 +
(NH4)2S
SnS2 +
(NH4)2S
(NH4)2SnS3
2.SnS2 vàng giả.
3SnS2 +
6KOH 2K2SnS3 + K2[Sn(OH)6]
3SnS2 +
HNO3 3SnO2 +
6S + 4NO +
2H2O
3.Tan trong HNO3 và HCl đậm đặc.
3PbS
+ 8HNO3 3PbSO4 +
8NO + 4H2O
PbS
+ 2HCl PbCl2 + H2S
SnS
+ 2HCl SnCl2 + H2S
3SnS
+ 8HNO3 3SnSO4 +
8NO + 4H2O
KẾT LUẬN
Sau một thời gian tỡm hiểu nghiờn cứu
hoàn thành đề tài , bước đầu chỳng tụi đó thu được một số kết quả sau:
1.Đó làm quen và nắm được phương phỏp nghiờn cứu một đề tài
2.Nghiờn cứu cỏc vấn đề lý thuyết về: Tớnh chỏt vật lý, tớnh chất hoỏ học
của cỏc đơn chất và hợp chất vụ cơ phần kim loại nhúm A trong chương trỡnh hoỏ
học vụ cơ CĐSP.
3.Vận dụng cỏc vấn đề lý thuyết hoỏ đại cương nhằm làm sỏng tỏ về tớnh
chất vật lý, tớnh chất hoỏ học của đơn chất và hợp chất vụ cơ liờn quan đến hoỏ
học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh CĐSP.
4.Dựa vào nội dung chương trỡnh,
tớnh đặc thự của chương trỡnh và mục tiờu dạy học của học phần hoỏ học vụ cơ phần
kim loại thuộc chương trỡnh CĐSP chỳng tụi đó chọn và xõy dựng được hệ thống
bài tập gồm 48 bài.
Gồm cỏc loại hỡnh bài tập:
-
Bài tập tỏi hiện.
-
Vận dụng kiến thức hoỏ học đại cương.
-
Bài tập chuyển giao.
-
Bài tập phõn tớch.
-
Bài tập tổng hợp và bài tập nõng cao.
5.Phương ỏn ra bài tập : Mỗi cõu hỏi vừa cú nội dung cơ bản và nõng cao
nhưng khụng làm mất đi tớnh hệ thống của chương trỡnh. Hầu hết cỏc cõu hỏi đưa
ra cú tớnh logic cao.
6.Phần đỏp ỏn cho cỏc bài tập đầy đủ , rỏ ràng cú tớnh khoa học, tạo điều
kiện tốt cho sinh viờn cú thể tự học, tự nghiờn cứu.