MasterSchool
Đăng nhậpHS

Hóa học lớp 12 · KNTT · Chương 7

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 26: Ôn tập chương 7

Chương 7: Nguyên tố nhóm IA và nhóm IIA · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12 Bài 26: Ôn tập chương 7 theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, phương trình phản ứng hóa học KaTeX chuẩn, bảng biểu trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp
101112
Môn
Toán họcVật lýHóa họcNgữ vănTiếng AnhSinh họcLịch sửĐịa lýGiáo dục kinh tế & pháp luậtTin họcCông nghệ

I. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm: Ôn tập chương 7

Lý thuyết Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 26: Ôn tập chương 7

I. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC

ĐƠN CHẤT NHÓM IA

ĐƠN CHẤT NHÓM IIA

Tính chất vật lí

- Nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sôi thấp và có xu hướng giảm dần từ Li đến Cs.

- Khối lượng riêng nhỏ và độ cứng thấp.

Tính chất hoá học

- Kim loại nhóm IA có thế điện cực chuẩn EM+/M0E_{M^{+} / M}^{0} rất nhỏ nên thể hiện tính khử mạnh nhất trong các nhórn kim loại.

- Mức độ phản ứng tăng dần từ Li đến Cs khi tác dụng với H2O, O2, Cl2.

Tính chất vật lí

Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ, khó nóng chảy hơn kim loại nhóm IA.

Tính chất hoá học

- Kim loại nhóm IIA có thế điện cực chuẩn  EM+/M0E_{M^{+} / M}^{0}   nhỏ nên thể hiện tính khử mạnh (chỉ sau kim loại nhóm IA) và tăng dần từ Be đến Ba.

- Ở điều kiện thường, kim loại nhóm IIA dễ bị oxi hoá bởi không khí (trừ Be). Khi đốt nóng trong oxygen, beryllium cháy chậm, các kim loại khác cháy mạnh.

- Ở điều kiện thường, Be không phản ứng với nước, Mg phản ứng chậm, các kim loại khác phản ứng mạnh với nước.

HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI NHÓM IA

HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI NHÓM IIA

Đặc điểm chung

- Tính tan trong nước: hydroxide và đa số các muối đều dễ tan.

- Màu ngọn lửa ion kim loại: Li+ màu đỏ tía, Na+ màu vàng, K+ màu tím nhạt.

Một số hợp chất quan trọng

- NaCl có nhiều ứng dụng trong đời sống, sản xuất, y học. Phản ứng điện phân dung dịch NaCl bão hoà là cơ sở của công nghiệp chlorine - kiềm.

- NaHCO3 và Na2CO3 được sản xuất theo phương pháp Solvay từ các nguyên liệu chính là đá vôi, muối ăn, ammonia và nước.

Đặc điểm chung

- Tính tan trong nước: các muối carbonate và sulfate đều ít tan hoặc không tan (trừ MgSO4); các muối nitrate đều dễ tan; các hydroxide của strontium và barium dễ tan, của calcium ít tan, của magnesium không tan.

- Màu ngọn lửa kim loại, lon kim loại: Ca2+ màu đỏ cam, Sr2+ màu đỏ son, Ba2+ màu lục.

Một số hợp chất quan trọng

- Muối carbonate tác dụng được với acid, với nước có hoà tan carbon dioxide.

- Độ bền nhiệt của muối carbonate và nitrate có xu hướng tăng dần từ Be đến Ba.

Nước cứng

- Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+.

- Làm mềm nước cứng bằng phương pháp kết tủa hoặc phương pháp trao đổi ion.

II. Các dạng bài tập trọng tâm và phương pháp giải

Nắm vững bản chất lý thuyết và các quy tắc phản ứng của Ôn tập chương 7 giúp học sinh giải nhanh các bài toán định tính (chuỗi phản ứng, nhận biết chất) và bài toán định lượng (bảo toàn electron, hiệu suất phản ứng) trong các đề thi THPT Quốc gia.

II. Bảng so sánh toàn diện Kim loại nhóm IA và nhóm IIA

Bảng đối chiếu quy luật biến đổi cấu hình, mạng tinh thể và phản ứng của kim loại kiềm và kiềm thổ:

Đặc điểm Nhóm IA (Kim loại kiềm: Li,Na,K,Rb,CsLi, Na, K, Rb, Cs) Nhóm IIA (Kim loại kiềm thổ: Be,Mg,Ca,Sr,BaBe, Mg, Ca, Sr, Ba)
Cấu hình electron hóa trị ns1ns^1 (1 electron lớp ngoài cùng) ns2ns^2 (2 electron lớp ngoài cùng)
Mạng tinh thể Đều là Lập phương tâm khối (bcc, độ đặc khít 68%68\%) Be, Mg: Lục phương; Ca, Sr: Tâm diện; Ba: Tâm khối
Độ cứng & Nhiệt độ nóng chảy Rất mềm (cắt bằng dao), nhiệt độ nóng chảy thấp Độ cứng và nhiệt độ nóng chảy cao hơn rõ rệt
Tác dụng với nước ở t∘t^\circ thường Tất cả phản ứng mãnh liệt: 2M+2H2O→2MOH+H2↑2M + 2H_2O \to 2MOH + H_2 \uparrow Be không tan; Mg phản ứng chậm với nước nóng; Ca, Sr, Ba phản ứng mãnh liệt
Bảo quản Ngâm ngập hoàn toàn trong dầu hỏa khan Để trong lọ kín (Ca, Ba tránh tiếp xúc không khí ẩm)
Màu ngọn lửa đặc trưng NaNa (vàng rực rỡ), KK (tím) CaCa (đỏ da cam), SrSr (đỏ son), BaBa (lục ngả vàng)

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Hệ thống hóa toàn diện Chương 7: Nguyên tố kim loại nhóm IA (kim loại kiềm: Li, Na, K, Rb, Cs) và nhóm IIA (kim loại kiềm thổ: Be, Mg, Ca, Sr, Ba).
  • Bảng đối chiếu cấu tạo và tính chất lí hóa: - Nhóm IA: Cấu hình ns1ns^1, mạng lập phương tâm khối, số oxi hóa +1, khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp, phản ứng mãnh liệt với nước ở t∘t^\circ thường tạo dung dịch kiềm mạnh MOHMOH. - Nhóm IIA: Cấu hình ns2ns^2, mạng tinh thể đa dạng (hcp, fcc, bcc), số oxi hóa +2, nhiệt độ nóng chảy và độ cứng cao hơn nhóm IA. Tính phản ứng với nước tăng mạnh từ Be (không tan) đến Ba (mãnh liệt).
  • Các hợp chất quan trọng và ứng dụng: NaClNaCl (nguyên liệu cơ bản sản xuất xút - clo), NaOHNaOH, NaHCO3NaHCO_3 (bột nở, giảm đau dạ dày), Na2CO3Na_2CO_3 (sản xuất thủy tinh), Ca(OH)2Ca(OH)_2 (vôi tôi, vật liệu xây dựng), CaCO3CaCO_3 (đá vôi, thạch nhũ), CaSO4CaSO_4 (thạch cao sống, thạch cao nung bó bột).
  • Bản chất của nước cứng và phương pháp xử lí: Nước chứa nhiều ion Ca2+,Mg2+Ca^{2+}, Mg^{2+}. Phân biệt nước cứng tạm thời (HCO3−HCO_3^-), vĩnh cửu (Cl−,SO42−Cl^-, SO_4^{2-}), và toàn phần. Phương pháp làm mềm: kết tủa bằng nhiệt hoặc hóa chất (Na2CO3,Na3PO4Na_2CO_3, Na_3PO_4) và phương pháp trao đổi ion.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Lập bảng so sánh chi tiết giữa kim loại nhóm IA và nhóm IIA về: Cấu hình electron hóa trị, Kiểu mạng tinh thể, Nhiệt độ nóng chảy và Độ cứng, và Khả năng tác dụng với nước?
1. Cấu hình electron: Nhóm IA có ns1ns^1 (1 electron hóa trị); Nhóm IIA có ns2ns^2 (2 electron hóa trị). 2. Kiểu mạng tinh thể: Nhóm IA đều là lập phương tâm khối (bcc, độ đặc khít 68%68\%); Nhóm IIA có cấu trúc biến đổi (Be, Mg là lục phương hcp; Ca, Sr là lập phương tâm diện fcc; Ba là lập phương tâm khối bcc). 3. Nhiệt độ nóng chảy và độ cứng: Kim loại nhóm IA có liên kết kim loại yếu và mạng xốp nên rất mềm, nhiệt độ nóng chảy thấp (CsCs nóng chảy ở 28,5∘C28{,}5^\circ\text{C}); Kim loại nhóm IIA có 2e hóa trị và bán kính nhỏ hơn nên liên kết kim loại bền hơn, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy cao hơn đáng kể. 4. Phản ứng với nước: Toàn bộ nhóm IA tan mãnh liệt trong nước ở nhiệt độ thường; trong nhóm IIA thì Be không phản ứng, Mg phản ứng chậm với nước nóng, chỉ có Ca, Sr, Ba phản ứng mãnh liệt ở nhiệt độ thường.
Một mẫu nước cứng có chứa các ion sau: Ca2+Ca^{2+}, Mg2+Mg^{2+}, HCO3−HCO_3^-, Cl−Cl^-, và SO42−SO_4^{2-}. Mẫu nước này thuộc loại nước cứng nào? Trình bày cách làm mềm mẫu nước này bằng hai phương pháp khác nhau?
Mẫu nước cứng chứa đồng thời cation Ca2+,Mg2+Ca^{2+}, Mg^{2+} cùng với cả anion HCO3−HCO_3^- (gây tính cứng tạm thời) và anion Cl−,SO42−Cl^-, SO_4^{2-} (gây tính cứng vĩnh cửu), do đó mẫu nước này thuộc loại NƯỚC CỨNG TOÀN PHẦN. Cách làm mềm: 1. Phương pháp hóa học dùng chất kết tủa: Cho dung dịch sodium carbonate (Na2CO3Na_2CO_3) hoặc trisodium phosphate (Na3PO4Na_3PO_4) vào mẫu nước: Ca2++CO32−→CaCO3↓Ca^{2+} + CO_3^{2-} \to CaCO_3 \downarrow 3Mg2++2PO43−→Mg3(PO4)2↓3Mg^{2+} + 2PO_4^{3-} \to Mg_3(PO_4)_2 \downarrow Cả hai cation Ca2+Ca^{2+} và Mg2+Mg^{2+} đều bị kết tủa hoàn toàn thành muối carbonate hoặc phosphate không tan, lọc bỏ kết tủa thu được nước mềm. 2. Phương pháp trao đổi ion: Cho mẫu nước cứng chảy qua cột chứa hạt nhựa cationit (chất trao đổi cation mang ion Na+Na^+). Các ion Ca2+,Mg2+Ca^{2+}, Mg^{2+} trong nước có ái lực mạnh hơn sẽ bị giữ lại trên bề mặt nhựa và giải phóng ion Na+Na^+ vào dung dịch, làm mềm nước hiệu quả và liên tục.
Giải thích tại sao baking soda (NaHCO3NaHCO_3) được sử dụng phổ biến làm bột nở trong làm bánh và dùng làm thuốc giảm đau dạ dày khi bị ợ chua?
1. Làm bột nở trong làm bánh: Khi nướng bánh ở nhiệt độ cao, NaHCO3NaHCO_3 bị nhiệt phân sinh ra khí carbon dioxide (CO2CO_2) và hơi nước: 2NaHCO3→t∘Na2CO3+CO2↑+H2O2NaHCO_3 \xrightarrow{t^\circ} Na_2CO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O (Hoặc khi trộn với các thành phần có tính acid nhẹ trong bột như sữa chua, nước chanh). Các bọt khí CO2CO_2 thoát ra len lỏi làm khối bột bánh phồng to xốp, mềm mại và thơm ngon. 2. Làm thuốc đau dạ dày do thừa acid: Dịch vị dạ dày chứa acid HClHCl. Khi bị ợ chua, dư acid dạ dày, uống một lượng nhỏ NaHCO3NaHCO_3 sẽ xảy ra phản ứng trung hòa acid nhanh chóng: NaHCO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2ONaHCO_3 + HCl \to NaCl + CO_2 \uparrow + H_2O Làm tăng pHpH dịch vị về mức bình thường, cắt cơn đau rát và ợ chua tức thì.
Hòa tan hoàn toàn 10 g10\text{ g} hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp vào nước dư, thu được 3,7185 lıˊt3{,}7185\text{ lít} khí H2H_2 (đo ở 25∘C,1 bar25^\circ\text{C}, 1\text{ bar}). Xác định tên hai kim loại kiềm đó?
Ở điều kiện chuẩn (25∘C,1 bar25^\circ\text{C}, 1\text{ bar}): nH2=3,718524,79=0,15 moln_{H_2} = \frac{3{,}7185}{24{,}79} = 0{,}15\text{ mol} Gọi M‾\overline{M} là khối lượng mol nguyên tử trung bình của hai kim loại kiềm nhóm IA. Phương trình phản ứng tổng quát: 2M‾+2H2O→2M‾OH+H2↑2\overline{M} + 2H_2O \to 2\overline{M}OH + H_2 \uparrow Theo phương trình: nM‾=2×nH2=2×0,15=0,30 moln_{\overline{M}} = 2 \times n_{H_2} = 2 \times 0{,}15 = 0{,}30\text{ mol} Khối lượng mol trung bình của hai kim loại: M‾=mn=100,30≈33,33 g/mol\overline{M} = \frac{m}{n} = \frac{10}{0{,}30} \approx 33{,}33\text{ g/mol} Vì hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp trong nhóm IA: M1<33,33<M2M_1 < 33{,}33 < M_2 Tra bảng tuần hoàn các kim loại kiềm (Li=7,Na=23,K=39,Rb=85,5Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85{,}5): Ta có 23<33,33<3923 < 33{,}33 < 39. Suy ra hai kim loại kiềm cần tìm là Sodium (Na=23Na = 23, chu kì 3) và Potassium (K=39K = 39, chu kì 4).