Lý thuyết Nguyên tố nhóm IIA Hóa lớp 12 (Kết nối tri thức)

Lý thuyết Hóa 12 Bài 25: Nguyên tố nhóm IIA- Kết nối tri thức

A. Lý thuyết Nguyên tố nhóm IIA

I. Đơn chất nhóm IIA

1. Đặc điểm chung

- Kim loại nhóm IIA là những nguyên tố s, đứng ngay sau nguyên tố kim loại kiềm ở mỗi chu kì.

- Kim loại nhóm IIA có thế điện cực chuẩn $E_{M^{2+}/M}^o$nhỏ nên dễ tách electron hóa trị ra khỏi nguyên tử, thể hiện tính khử mạnh: M $\to$M²⁺ + 2e

- Trong hợp chất, nguyên tử nhóm IIA thể hiện số oix hóa đặc trưng là +2.

2. Trạng thái tự nhiên

Trong tự nhiên, các nguyên tố nhóm IIA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Magnesium và calcium là hai nguyên tố phổ biến trên vỏ Trái Đất, có nhiều khoáng vật như MgCO₃.CaCO₃ (dolomite), CaCO₃ (calcite)….

3. Tính chất vật lí

- Kim loại IIA có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhóm IA, nhưng tương đối thấp so với nhiệt độ nóng chảy của các kim loại khác.

- Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ, có khối lượng riêng tương đối nhỏ

4. Tính chất hóa học

- Tác dụng với oxygen

- Khi đốt nóng trong oxygen hoặc trong không khí, các kim loại nhóm IIA đều bốc cháy, tạo ra oxide theo phương trình hóa học tổng quát sau:

2M(s) + O₂(g) $\to$2MO(s)

- Khi cháy, các kim loại nhóm IIA cho ngọn lửa có màu đặc trưng.

b) Phản ứng với nước

Be không tan trong nước, Mg phản ứng với nước rất chậm ở nhiệt độ thường, phản ứng mạnh hơn khi đun nóng. Ca, Sr, Ba phản ứng mạnh với nước ở nhiệt độ thường.

5. Ứng dụng

- Các kim loại nhóm IIA và hợp kim của chúng có nhiều ứng dụng trong thực tế:

+ Be dùng để chế tạo hợp kim có độ bền cơ học, không bị ăn mòn, khó nóng chảy,…

+ Mg dùng để chế tạo hợp kim làm vật liệu sản xuất ô tô, máy bay, chi tiết máy,…

II. Hợp chất của kim loại nhóm IIA

1. Đặc điểm chung

- Tính tan trong nước của một số hợp chất nhóm IIA:

- Khi đốt nóng các kim loại nhóm IIA hoặc hợp chất của chúng trong ngọn lửa không màu làm ngọn lửa có màu đặc trưng: Ca²⁺ màu đỏ cam, Sr²⁺ màu đỏ son, Ba²⁺ màu lục.

2. Một số hợp chất quan trọng

a) Muối carbonate và nitrate

+ Tác dụng với acid

Ví dụ: MCO₃ + 2HCl → MCl₂ + CO₂ + H₂O

+ Phản ứng nhiệt phân

Ví dụ:

- Tương tự muối carbonate, các muối nitrate của kim loại nhóm IIA cũng đều bị phân hủy nhiệt tạo thành oxide.

b) Nhận biết từng ion riêng rẽ Ca²⁺, Ba²⁺, SO₄^2-, CO₃^2- trong dung dịch.

3. Ứng dụng

Các nguyên liệu, vật liệu chứa calcium như đá vôi, vôi, nước vôi, thạch cao, quặng apatite, quặng fluorite,… có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.

- Một số hợp chất của calcium còn có vai trò quan trọng đối với cơ thể con người như calcium phosphate, hydroxylapatite tham gia cấu tạo xương và răng.

III. Nước cứng

1. Khái niệm, phân loại

a) Khái niệm

- Nước trong tự nhiên như nước mặt (nước sông, suối, ao hồ,…) và nước ngầm thường hòa tan muối của nhiều ion kim loại như Ca²⁺, Mg²⁺,…

- Nước chứa nhiều ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước cứng. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước mềm.

b) Phân loại

2. Tác hại của nước cứng

- Nồi hơi dễ bị đóng cặn gây tốn nhiên liệu và không an toàn.

- Đường ống dẫn nước dễ bị đóng cặn làm giảm lưu lượng nước hoặc tắc đường ống.

- Giặt bằng xà phòng sẽ tạo ra muối ít tan bám vào quần áo, xà phòng tạo ít bọt, tốn xà phòng, quần áo mau hỏng.

- Nấu ăn bằng nước cứng làm cho thực phẩm lâu chín, giảm mùi vị.

3. Làm mềm nước cứng

- Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm giảm nồng độ các cation Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước cứng.

a) Phương pháp kết tủa

b) Phương pháp trao đổi ion.

B. Trắc nghiệm Nguyên tố nhóm IIA

Đang cập nhật …

C. Sơ đồ tư duy Nguyên tố nhóm IIA

Trắc nghiệm: Nguyên tố nhóm IIA

Phần I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.

Câu 1. Nước cứng không gây tác hại nào sau đây?

A. Làm giảm khả năng tẩy rửa của xà phòng, làm cho quần áo mau mục nát.

B. Gây lãng phí nhiên liệu và mất an toàn cho các nồi hơi, làm tắc các đường ống nước nóng.

C. Gây ngộ độc cho nước uống.

D. Làm hỏng dung dịch pha chế, làm thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị của thực phẩm.

Câu 2. Số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IIA là

A. 3.

B. 2.

C. 4.

D. 1.

Câu 3. Kim loại không phản ứng với nước là

A. Mg.

B. Ba.

C. Be.

D. Ca.

Câu 4. Khi cho dung dịch Ca(OH)₂ vào dung dịch Ca(HCO₃)₂ thấy có

A. bọt khí và kết tủa trắng.

B. bọt khí bay ra.

C. kết tủa trắng xuất hiện.

D. kết tủa trắng sau đó kết tủa tan dần.

Câu 5. Kim loại nào khử nước chậm ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng mạnh với hơi nước ở nhiệt độ cao?

A. Mg.

B. Ca.

C. Al.

D. Ba.

Câu 6. Trong tự nhiên, calcium sulfate tồn tại dưới dạng muối ngậm nước (CaSO₄.2H₂O) được gọi là

A. vôi sống.

B. vôi tôi.

C. thạch cao sống.

D. đá vôi.

Câu 7. Độ tan trong dãy muối sulfate từ MgSO₄ đến BaSO₄ biến đổi như thế nào?

A. Tăng dần.

B. Giảm dần.

C. Không có quy luật.

D. Không đổi.

Câu 8. Barium phản ứng với nước dễ dàng hơn so với magnesium ở điều kiện thường là do các nguyên nhân nào sau đây?

(1) Barium có tính khử mạnh hơn magnesium.

(2) Độ tan của barium hydroxide trong nước cao hơn nhiều so với magnesium hydroxide.

(3) Bọt khí hydrogen sinh ra bám trên bề mặt magnesium nhiều hơn, cản trở phản ứng tiếp diễn.

A. (1).

B. (1), (2) và (3).

C. (1) và (3).

D. (1) và (2).

Câu 9. Trong các mẫu nước cứng sau đây, nước cứng tạm thời là

A. dung dịch Ca(HCO₃)₂.

B. dung dịch MgSO₄.

C. dung dịch CaCl₂.

D. dung dịch Mg(NO₃)₂ .

Câu 10. Cho dãy chuyển hóa sau: $\text{X}\stackrel{{\text{+ CO}}_{\text{2}}{\text{ + H}}_{\text{2}}\text{O}}{\to }\text{Y}\stackrel{\text{+ NaOH}}{\to }\text{X.}$ Công thức của Y có thể là

A. CaO.

B. Ca(OH)₂.

C. CaCO₃.

D. Ca(HCO₃)₂.

Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai.

Câu hỏi. Magnesium (Mg) là kim loại được ứng dụng để tạo các hợp kim nhẹ, bền, đặc biệt là cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô và hàng không vũ trụ. Magnesium được sản xuất trong công nghiệp theo quá trình Pidgeon với nguyên liệu ban đầu là quặng dolomite. Quá trình được thực hiện qua các giai đoạn sau:

Giai đoạn 1. Nung quặng dolomite:

Giai đoạn 2. Dùng Si trong ferrosilicon $(\mathrm{Fe},\mathrm{Si})$ làm chất khử trong điều kiện chân không:

Phản ứng chung của quá trình Pidgeon là:

a. Quá trình Pidgeon là quá trình thu nhiệt.

b. Phản ứng ở giai đoạn (2) thuộc phương pháp nhiệt luyện.

c. Phản ứng ở giai đoạn (2) chứng tỏ MgO có tính oxi hoá mạnh hơn CaO.

d. Nếu hiệu suất của quá trình là 90% thì cứ 1 tấn quặng dolomite sẽ điều chế được 120 kg kim loại magnesium.

Phần III. Trắc nghiệm yêu cầu trả lời ngắn

Câu 1. Ion Ca²⁺ cần thiết cho máu của người hoạt động bình thường. Nồng độ ion calcium không bình thường là dấu hiệu của bệnh. Để xác định nồng độ ion calcium, người ta lấy mẫu máu, sau đó kết tủa ion calcium dưới dạng calcium oxalate (CaC₂O₄) rồi cho calcium oxalate tác dụng với dung dịch potassium permanganate trong môi trường acid theo phản ứng sau:

Giả sử calcium oxalate kết tủa từ 1 mL máu một người tác dụng vừa hết với 2 mL dung dịch potassium permanganate $\left({\mathrm{KMnO}}_4\right)5.{10}^{-4}M.$ Xác định nồng độ ion calcium trong máu người đó bằng đơn vị $C{a}^{2+}/100mL$máu.

Câu 2. Để đánh giá mức độ tự diễn biến của một phản ứng tại nhiệt độ T, người ta dựa vào đại lượng biến thiên năng lượng tự do Gibbs $\left({∆}_r{G}_T^{°}\right)$ Nếu$\left({∆}_r{G}_T^{°}\right)>0$: phản ứng không tự xảy ra; $\left({∆}_r{G}_T^{°}\right)<0$: phản ứng tự xảy ra. Giá trị của đại lượng này được tính theo biểu thức:

${∆}_r{G}_T^{°}={∆}_r{H}_T^{°}-T{∆}_r{S}_T^{°}$ Trong đó:

- T: nhiệt độ tính theo thang Kelvin (K);

- ${∆}_r{H}_T^{°}$: Biến thiên enthalpy của phản ứng;

- ${∆}_r{S}_T^{°}$: Biến thiên entropy của phản ứng (đại lượng đặc trưng cho độ mất trật tự của hệ ở một trạng thái và điều kiện xác định).

Tính giá trị thấp nhất của T (làm tròn đến hàng đơn vị) để phản ứng sau tự xảy ra:

CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

Cho biết: ${∆}_r{S}_T^{°}=159,26J/mo{l}^{-1}.K^{-1}$và nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:

Giả sử ${∆}_r{H}_T^{°}và{∆}_r{S}_T^{°}$ của quá trình không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa lớp 12 sách Kết nối tri thức, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 26: Ôn tập chương 7

Lý thuyết Bài 27: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

Lý thuyết Bài 28: Sơ lược về phức chất

Lý thuyết Bài 29: Một số tính chất và ứng dụng của phức chất

Lý thuyết Bài 30: Ôn tập chương 8

Xem thêm tài liệu Hóa lớp 12:

Giải Hóa 12 Bài 25: Nguyên tố nhóm IIA

Giải SBT Hóa 12 Bài 25: Nguyên tố nhóm IIA

Giáo án Nguyên tố nhóm IIA lớp 12

Giáo án điện tử Nguyên tố nhóm IIA lớp 12