Giải SGK Hóa học 12 CTST Bài 18: Nguyên tố nhóm IIA có đáp án
23 câu hỏi
Kim loại nhóm IIA và hợp chất của chúng có nhiều ứng dụng trong đời sống, sản xuất. Kim loại nhóm IIA và hợp chất của chúng có những tính chất gì?
* Kim loại nhóm IIA:
- Tính chất vật lí: Nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và độ cứng của kim loại nhóm IIA cao hơn so với kim loại nhóm IA cùng chu kì. Kim loại nhóm IIA là những kim loại nhẹ (D < 5 gam/cm3).
- Tính chất hoá học: Kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, tính khử tăng dần từ Be đến Ba.
* Một số hợp chất của kim loại nhóm IIA:
- Độ bền nhiệt của muối carbonate, muối nitrate của kim loại nhóm IIA có xu hướng tăng dần từ muối của Mg2+ đến muối của Ba2+.
- Về tính tan:
+ Các muối nitrate đều tan.
+ Trừ BeCO3, các muối carbonate khác không tan trong nước.
+ Các muối BeSO4, MgSO4 tan; SrSO4 và CaSO4 ít tan; BaSO4 không tan.
Dựa vào Bảng 18.2, hãy nhận xét sự thay đổi nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của kim loại nhóm IIA. Giải thích.
Nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của các kim loại nhóm IIA không theo quy luật do cấu trúc mạng tinh thể của các kim loại nhóm IIA là khác nhau.
+ Be, Mg có mạng tinh thể lục phương;
+ Ca, Sr có mạng tinh thể lập phương tâm diện;
+ Ba có mạng tinh thể lập phương tâm khối.
Dự đoán tính chất hoá học đặc trưng của kim loại nhóm IIA và so sánh với kim loại nhóm IA.
Dự đoán:
- Kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, tính khử tăng dần từ Be đến Ba.
- Tính khử của kim loại nhóm IIA yếu hơn so với kim loại nhóm IA thuộc cùng một chu kì.
Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau:
a) Be + O2 →
b) Ca + O2 →
c) Ba + O2 →
Phương trình hoá học:
a) 2Be + O2 → 2BeO.
b) 2Ca + O2 → 2CaO.
c) 2Ba + O2 → 2BaO.
Dựa vào Bảng 18.3, nhận xét sự biến đổi độ tan từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2.
Dựa vào Bảng 18.3 ta thấy độ tan của các hydroxide trong nước tăng dần theo thứ tự:
Be(OH)2 < Mg(OH)2 < Ca(OH)2 < Sr(OH)2 < Ba(OH)2
Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau:
a) Ca + H2O →
b) Ba + H2O →
Phương trình hoá học:
a) Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
b) Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
Dự đoán khả năng phản ứng của muối carbonate kim loại nhóm IIA với dung dịch acid loãng.
Muối carbonate của kim loại nhóm IIA tác dụng với dung dịch acid loãng, phản ứng với H2O khi có mặt CO2.
Phương trình hoá học tổng quát:
MCO3 + 2H+ → M2+ + CO2 + H2O
MCO3 + CO2 + H2O → M(HCO3)2
Quan sát Bảng 18.4, nhận xét về xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của muối carbonate từ MgCO3 đến BaCO3.
Từ Bảng 18.4 ta thấy, độ bền nhiệt tăng dần từ MgCO3 đến BaCO3.
Quan sát Bảng 18.5, nhận xét xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của muối nitrate. Từ đó rút ra mối quan hệ giữa độ bền nhiệt và giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân muối nitrate kim loại nhóm IIA.
- Qua Bảng 18.5 thấy độ bền nhiệt của muối nitrate tăng dần theo thứ tự: Mg(NO3)2, Ca(NO3)2, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2.
- Mối quan hệ giữa độ bền nhiệt và giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân muối nitrate kim loại nhóm IIA: biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân muối nitrate kim loại nhóm IIA càng dương thì muối càng bền nhiệt.
Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau:
a) MgCO3 →to
b) Ba(NO3)2 →to
a) MgCO3 →toMgO + CO2
b) 2Ba(NO3)2 →to2BaO + 4NO2 + O2
Giải thích và viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong quá trình sau:
a) Vôi sống tiếp xúc lâu ngày trong không khí sẽ bị giảm chất lượng.
b) Trên bề mặt các hố vôi tôi lâu ngày thường có màng chất rắn.
a) Vôi sống tiếp xúc lâu ngày trong không khí sẽ bị giảm chất lượng do vôi sống (CaO) có thể phản ứng với các tác nhân CO2, hơi nước … có trong không khí ở ngay điều kiện thường. Phương trình hoá học:
CaO + H2O → Ca(OH)2
CaO + CO2 → CaCO3
b) Trên bề mặt các hố vôi tôi lâu ngày thường có màng chất rắn do nước vôi (chứa Ca(OH)2) tác dụng với CO2 có trong không khí tạo thành chất rắn là CaCO3. Phương trình hoá học:
CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)
Thực hiện Thí nghiệm 1 theo hướng dẫn, nêu hiện tượng xảy ra. Rút ra kết luận về độ tan của các muối sulfate. Giải thích.
Thí nghiệm 1 | Hiện tượng | Kết luận – Giải thích |
Cho vào ống nghiệm (1) khoảng 2 mL dung dịch CaCl2 và ống nghiệm (2) khoảng 2 mL dung dịch BaCl2. Thêm từ từ dung dịch CuSO4 vào mỗi ống nghiệm. Quan sát và so sánh thời điểm xuất hiện kết tủa trong 2 ống nghiệm. | Ống nghiệm (2) xuất hiện kết tủa nhanh và nhiều hơn so với ống nghiệm (1). | Kết luận: CaSO4 có độ tan lớn hơn độ tan của BaSO4. Giải thích: Độ tan của BaSO4 là 0,0028 g/100 g nước còn độ tan của CaSO4 là 0,2 g/100 g nước.
|
Thực hiện Thí nghiệm 2 theo hướng dẫn, nêu hiện tượng xảy ra. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và giải thích.
Thí nghiệm 2 | Hiện tượng | Phương trình hoá học, giải thích |
Lấy vào ống nghiệm (1) khoảng 2 mL dung dịch BaCl2, thêm khoảng 2 mL dung dịch Na2SO4, lắc đều. | Xuất hiện kết tủa trắng. | Dd BaCl2 phản ứng với dd Na2SO4 tạo thành kết tủa là BaSO4. BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl |
Lấy vào ống nghiệm (2) khoảng 2 mL dung dịch CaCl2, thêm khoảng 2 mL dung dịch Na2CO3, lắc đều. | Xuất hiện kết tủa trắng. | Dd CaCl2 phản ứng với dd Na2CO3 tạo thành kết tủa trắng là CaCO3. CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl |
Thêm tiếp vào mỗi ống nghiệm khoảng 2 mL dung dịch HCl, lắc đều. | Ống nghiệm 1 không có hiện tượng. Ống nghiệm 2 kết tủa tan, có khí thoát ra. | - Kết tủa BaSO4 không tan trong acid mạnh. BaSO4 + HCl → không phản ứng. - CaCO3 phản ứng với HCl sinh ra khí CO2. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O |
Lấy vào ống nghiệm (3) khoảng 2 mL dung dịch K2SO4, thêm khoảng 2 mL dung dịch BaCl2, lắc đều. | Xuất hiện kết tủa trắng. | Dd K2SO4 phản ứng với dd BaCl2 tạo thành kết tủa là BaSO4. K2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2KCl |
Lấy vào ống nghiệm (4) khoảng 2 mL dung dịch Na2CO3, thêm từ từ khoảng 2 mL dung dịch HCl. | Có khí thoát ra. | Na2CO3 phản ứng với HCl sinh ra khí CO2. Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O |
Trình bày cách phân biệt 3 dung dịch không màu Na2CO3, K2SO4, Ba(NO3)2 bằng phương pháp hoá học.
Phân biệt các dung dịch theo bảng sau:
Dung dịch Thuốc thử | Na2CO3 | K2SO4 | Ba(NO3)2 |
HCl | Sủi bọt khí | Không hiện tượng | Không hiện tượng |
Na2CO3 (vừa nhận ra) |
| Không hiện tượng | Kết tủa trắng |
Phương trình hoá học minh hoạ:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O
Na2CO3 + Ba(NO3)2 → BaCO3↓ + 2NaNO3
Vẽ sơ đồ tư duy để nêu một số ứng dụng của đơn chất và hợp chất của kim loại nhóm IIA.
Học sinh vẽ sơ đồ tư duy theo ý tưởng của mình. Có thể tham khảo sơ đồ tư duy sau (nguồn Internet):
Hãy tìm hiểu những thực phẩm có thể giúp bổ sung calcium cho cơ thể?
Những thực phẩm giúp bổ sung calcium cho cơ thể: Sữa, sữa chua, phô mai, các loại đậu, hạnh nhân, cá mòi, rau lá xanh…
Theo em, trong ba loại nước cứng, loại nào khó loại bỏ tính “cứng” nhất?
- Nước có tính cứng tạm thời là nước cứng chứa ion HCO3− (muối Ca(HCO3)2; Mg(HCO3)2).
- Nước có tính cứng vĩnh cửu là nước cứng chứa các ion SO42−,Cl−(muối MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4).
- Nước có tính cứng toàn phần là loại nước cứng bao gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.
Như vậy, trong ba loại nước cứng, nước có tính cứng toàn phần là loại nước cứng khó loại bỏ tính “cứng nhất”.
Vì sao giặt áo quần bằng nước cứng sẽ tốn xà phòng, nước xả vải hơn khi dùng nước mềm?
Giặt áo quần bằng xà phòng, nước xả vải trong nước cứng sẽ tạo ra muối ít tan bám vào quần áo, xà phòng tạo ít bọt nên tốn xà phòng, nước xả vải hơn so với dùng nước mềm.
Chú ý: Các thành phần có trong một sản phẩm xả vải gồm các chất làm mềm vải sợi, acid béo (như stearic acid), silicon (dạng dầu), ester, glycerol, …. Đôi khi người ta còn dùng thêm các muối vô cơ (dạng điện li mạnh).
Đề xuất cách làm mềm nước có tính cứng toàn phần?
Nước cứng tạm thời có chứa chất nào sau đây?
A. Ca(HCO3)2.
B. MgSO4.
C. CaCl2.
D. MgCl2.
Đáp án đúng là: A
Nước có tính cứng tạm thời là nước cứng chứa ion HCO3− (muối Ca(HCO3)2; Mg(HCO3)2).
Giả sử, khi calcium tiếp xúc với không khí ẩm: đầu tiên tạo thành calcium oxide, sau đó chuyển thành calcium hydroxide, rồi thành calcium carbonate. Viết phương trình hoá học của các phản ứng trên.
Tóm tắt quá trình bằng sơ đồ:
Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3
Phương trình hoá học minh hoạ:
2Ca + O2 → 2CaO
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
Viết các phương trình hoá học cho các phản ứng sau:
a) Calcium oxide tác dụng với dung dịch hydrochloric acid loãng.
b) Dung dịch sodium carbonate tác dụng với dung dịch calcium hydroxide.
Các phương trình hoá học:
a) CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
b) Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NaOH
Y là hợp chất của calcium có nhiều ở dạng đá vôi, đá hoa,… Hợp chất Z có trong thành phần không khí và thường dùng để chữa cháy. Biết Z được sinh ra khi cho Y phản ứng với dung dịch acid mạnh. Xác định Y và Z, viết phương trình hoá học của phản ứng.
- Y là hợp chất của calcium có nhiều ở dạng đá vôi, đá hoa,… nên Y là CaCO3.
- Hợp chất Z có trong thành phần không khí và thường dùng để chữa cháy. Lại có, Z được sinh ra khi cho Y phản ứng với dung dịch acid mạnh vậy Z là CO2.
Phương trình hoá học của phản ứng:
CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + CO2 + H2O
