Sách bài tập Hóa 12 Bài 17 (Chân trời sáng tạo): Nguyên tố nhóm IA

Giải SBT Hóa 12 Bài 17: Nguyên tố nhóm IA

Câu 17.1 trang 108 Sách bài tập Hóa học 12: Nguyên tử của các nguyên tố nhóm IA khác nhau về

A. số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử.

B. cấu hình electron nguyên tử.

C. số oxi hóa của nguyên tử trong hợp chất.

D. kiểu mạng tinh thể của đơn chất.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nguyên tử của các nguyên tố nhóm IA khác nhau về cấu hình electron nguyên tử.

Câu 17.2 trang 108 Sách bài tập Hóa học 12: Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử, sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm IA nào sau đây đúng?

A. Bán kính nguyên tử giảm dần.

B. Nhiệt độ nóng chảy tăng dần.

C. Độ cứng giảm dần.

D. Khối lượng riêng của đơn chất giảm dần.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử, nhiệt độ nóng chảy tăng dần.

Câu 17.3 trang 108 Sách bài tập Hóa học 12: Công thức chung của oxide kim loại nguyên tố nhóm IA là

A. R₂O₃.

B. RO₂.

C. R₂O.

D. RO.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Công thức chung của oxide kim loại nguyên tố nhóm IA là R₂O.

Câu 17.4 trang 108 Sách bài tập Hóa học 12: Cation M⁺ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s²2p⁶. Biết Li (Z = 7); Na (Z = 11); K (Z = 19). Cation M⁺ là

A. Rb⁺.

B. Na⁺.

C. Li⁺.

D. K⁺.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Cấu hình là cation M⁺: 1s¹2s¹2s²2p⁶

$\Rightarrow$Cấu hình nguyên tử M là: 1s¹2s¹2s²2p⁶3s¹

$\Rightarrow$Z = 11$\Rightarrow$M là Na $\Rightarrow$Cation M⁺ là Na⁺.

Câu 17.5 trang 108 Sách bài tập Hóa học 12: Cho các dãy kim loại sau: Fe, Na, K, Cu và Li. Số kim loại trong dãy tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Các kim loại trong dãy tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường là Na, K, Li.

Câu 17.6 trang 109 Sách bài tập Hóa học 12: Nước Javel là sản phẩm của quá trình

A. sục khí chlorine vào vôi sữa.

B. cho dung dịch NaOH loãng tác dụng với khí chlorine.

C. điện phân dung dịch NaOH có màng ngăn giữa hai điện cực.

D. điện phân nóng chảy NaOH không có màng ngăn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nước Javel là sản phẩm của quá trình cho dung dịch NaOH loãng tác dụng với khí chlorine.

2NaOH + Cl₂ → NaCl + NaClO + H₂O

Nước Javel

Câu 17.7 trang 109 Sách bài tập Hóa học 12: Phương pháp điều chế NaOH trong công nghiệp là

A. Cho kim loại Na tác dụng với nước: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

B. Cho Na₂O tác dụng với nước: Na₂O + H₂O → 2NaOH

C. Điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn:

2NaCl + 2H₂O $\stackrel{đpdd/màngngăn}{\to }$2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

D. Điện phân dung dịch NaCl 20% không có màng ngăn:

2NaCl + 2H₂O $\stackrel{đpdd}{\to }$2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Phương pháp điều chế NaOH trong công nghiệp là điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn:

2NaCl + 2H₂O $\stackrel{đpdd/màngngăn}{\to }$2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑.

Câu 17.8 trang 109 Sách bài tập Hóa học 12: Cho sơ đồ phản ứng: NaCl → X → NaHCO3 → Y → NaNO3

Chất X và Y phù hợp có thể là

A. NaOH và Na₂CO₃

B. NaOH và NaClO

C. Na₂CO₃ và NaClO

D. NaClO₃ và Na₂CO₃

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Chất X, Y phù hợp tương ứng là NaOH và Na₂CO₃

2NaCl + 2H₂O $\stackrel{đpdd/màngngăn}{\to }$2NaOH + H₂ + Cl₂

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

Na₂CO₃ + Ca(NO₃)₂ → 2NaNO₃ + CaCO₃

Câu 17.9 trang 109 Sách bài tập Hóa học 12: Cho a mol CO₂ vào dung dịch chứa b mol NaOH, dung dịch thu được chứa muối Na₂CO₃ và NaHCO₃. Giá trị của a và b trong trường hợp nào sau đây là đúng?

A. a > b.

B. a < b < 2a.

C. b > 2a.

D. a = b.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Phương trình hóa học của phản ứng:

CO₂ + NaOH → NaHCO₃ (1)

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (2)

Theo phương trình (1), khi số mol CO₂ bằng mol NaOH, tạo muối NaHCO₃

Theo phương trình (2), khi số mol CO₂ bằng ½ mol NaOH, tạo muối Na₂CO₃

Để dung dịch thu được cả 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃ thì a < b < 2a.

Câu 17.10 trang 110 Sách bài tập Hóa học 12: Cho 0,53 gam muối carbonate của kim loại nhóm IA tác dụng với dung dịch HCl, thu được 123,95 mL khí CO₂ (đkc). Công thức của muối là

A. Na₂CO₃

B. NaHCO₃

C. KHCO₃

D. K₂CO₃

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Phương trình hóa học: M₂CO₃ + 2HCl → 2MCl + CO₂ + H₂O

Ta có: $n_{C{O}_2}=\frac{0,12395}{24,79}$= 0,005 mol → $n_{M_{2}C{O}_3}$= 0,005 mol

→ $M_{M_{2}C{O}_3}$= 0,53 / 0,005 = 106 → M = 23.

Vậy M là Na; Công thức của muối là Na₂CO₃

Câu 17.11 trang 110 Sách bài tập Hóa học 12: Để xác định 3 hợp chất X, Y, Z đều là muối của Na (khi bị đốt cháy cho ngọn lửa màu vàng đặc trưng), tiến hành các thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: Cho các mẫu thử tác dụng với dung dịch Ba(NO₃)₂, chỉ có X tạo kết tủa.

Thí nghiệm 2: Cho các mẫu thử tác dụng với dung dịch H₂SO₄ thì Y và Z tạo ra chất khí.

Thí nghiệm 3. Cho các mẫu thử tác dụng với dung dịch KMnO₄ trong H₂SO₄, chỉ có Y làm nhạt màu dung dịch KMnO₄.

Xác định X, Y, Z. Viết các phương trình hóa học xảy ra.

Lời giải:

Hợp chất X, Y, Z lần lượt là NaHSO₄; NaHSO₃; NaHCO₃.

Các phương trình hóa học:

NaHSO₄ + Ba(NO₃)₂ → BaSO₄ + NaNO₃ + HNO₃

2NaHSO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O + 2SO₂

2NaHCO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

2NaHSO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + Na₂SO₄ + 2H₂O

2NaHSO₃ + Ba(OH)₂ → BaSO₃ + Na₂SO₃ + 2H₂O

2NaHCO₃ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + Na₂CO₃ + 2H₂O

10NaHSO₃ + 4KMnO₄ + H₂SO₄ → 5Na₂SO₄ + 2K₂SO₄ + 4MnSO₄ + 6H₂O

Câu 17.12 trang 110 Sách bài tập Hóa học 12: Viết phương trình hóa học dạng ion của các phản ứng trong thí nghiệm sau (các phản ứng xảy ra hoàn toàn): Đun nóng dung dịch NaHCO₃, để nguội rồi đem tác dụng lần lượt với dung dịch Ba(NO₃)₂, dung dịch AlCl₃.

Lời giải:

Phương trình hóa học:

2NaHCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑

2HCO₃^- $\stackrel{t^o}{\to }$CO₃^2- + H₂O + CO₂↑

Dung dịch thu được tác dụng với dung dịch Ba(NO₃)₂

Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃↓

Dung dịch thu được tác dụng với AlCl₃

2Al³⁺ + 3CO₃^2- + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑

Câu 17.13 trang 110 Sách bài tập Hóa học 12: Dựa vào đồ thị về độ tan của các chất rắn trong nước ở hình bên, hãy cho biết độ tan của các muối NaNO₃, KBr, KNO₃, NaCl, Na₂SO₄ ở nhiệt độ 10^oC và 60^oC.

Lời giải:

Từ điểm nhiệt độ 10^oC và 60^oC, kẻ những đường thẳng song song với trục độ tan (trục đứng), tại giao điểm của những đường thẳng này với các đồ thị, kẻ những đoạn thẳng song song với nhiệt độ (trục ngang) để đọc độ tan của các chất.

Câu 17.14 trang 110 Sách bài tập Hóa học 12: Viết phương trình hóa học cho các trường hợp phản ứng sau:

a. Sodium oxide tác dụng với nước.

b. Potassium hydroxide tác dụng với acetic acid.

c. Potassium superoxide tác dụng với nước.

d. Điện phân KBr nóng chảy.

e. Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.

g. NaOH + SO₂.

h. Na + (CH₃)₂CHOH

i. KOH + CO₂

k. H₂C₂O₄ + CsOH

Lời giải:

a. Na₂O + H₂O → 2NaOH

b. KOH + CH₃COOH → CH₃COOK + H₂O

c. 2KO₂ + 2H₂O → 2KOH + O₂ + H₂O₂

d. 2KBr $\stackrel{đpnc}{\to }$2K + Br₂

e. 2NaCl + H₂O $\stackrel{đpdd/màngngăn}{\to }$2NaOH + Cl₂ + H₂

g. NaOH + SO₂ → Na₂SO₃ + H₂O

h. 2Na + 2(CH₃)₂CHOH → 2(CH₃)₂CHONa + H₂

i. 2KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

k. H₂C₂O₄ + 2CsOH → (COOCs)₂ + 2H₂O

Câu 17.15 trang 110 Sách bài tập Hóa học 12: Cho giá trị độ tan trong nước ở 298 K của một số chất trong bảng sau:

a. Hợp chất nào sau đây tan ít nhất trong nước ở 298 K: Li₂CO₃, LiI, Na₂CO₃, NaOH, Cs₂CO₃, KNO₃?

b. Hợp chất nào sau đây xảy ra phản ứng khi thêm vào nước ở 298 K: RbOH, NaNO₃, Na₂O, Li₂SO₄, K₂CO₃, LiF?

Lời giải:

a. Dựa vào bảng độ tan, ta thấy chất ít tan trong nước nhất là Li₂CO₃.

b. Chất tác dụng với H₂O là Na₂O: Na₂O + H₂O → 2NaOH.

Câu 17.16 trang 111 Sách bài tập Hóa học 12: Sơ đồ dưới đây mô tả quá trình Solvay để điều chế Na₂CO₃ trong công nghiệp.

Dựa vào sơ đồ trên, hãy:

a. Viết phương trình của phản ứng tổng quát tạo Na₂CO₃.

b. Viết phương trình cân bằng của cặp muối NaCl/ NH₄HCO₃.

c. Viết phương trình hình thành NH₄HCO₃.

d. Nêu vai trò của Ca(OH)₂ trong quá trình và viết phương trình phản ứng.

Lời giải:

a. Phương trình hóa học tổng quát tạo Na₂CO₃:

- Nung CaCO₃ ở 950 – 1100^oC, dẫn khí thoát ra vào dung dịch bão hòa NaCl trong NH₃:

CaCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$CaO + CO₂

NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl

Tách NaHCO₃ ra khỏi dung dịch, nung ở nhiệt độ 450^oC – 500^oC thu được soda:

2NaHCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

b. Phương trình cân bằng của cặp muối NaCl/ NH₄HCO₃

NaCl + NH₄HCO₃ ⇌ NaHCO₃ + NH₄Cl

c. Viết phương trình tạo thành NH₄HCO₃:

2NH₃ + CO₂ + H₂O → (NH₄)₂CO₃

(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NH₄HCO₃

d. Sản phẩm NH₄Cl chế hóa với vôi tôi thu khí NH₃:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

Các khí CO₂, NH₃ được đưa vào sử dụng lại. NH₃ được tuần hoàn trong quá trình sản xuất, do đó phương pháp Solvay còn được gọi là phương pháp tuần hoàn ammonia.

Câu 17.17 trang 112 Sách bài tập Hóa học 12:

a. Có ba dung dịch NaCl, LiCl, KCl trong các lọ bị mất nhãn. Hãy nêu các phương pháp dùng để nhận biết các dung dịch trên.

b. Chỉ dùng quỳ tím, hãy nhận biết các dung dịch sau: Na₂CO₃, NaOH, HCl, NaNO₃.

Lời giải:

a. Trích mẫu thử ba dung dịch NaCl, LiCl, KCl. Dùng phương pháp thử màu ngọn lửa để nhận biết ion kim loại kiềm:

- Muối Li⁺ cháy cho ngọn lửa màu đỏ tía.

- Muối Na⁺ cháy cho ngọn lửa màu vàng.

- Muối K⁺ cháy cho ngọn lửa màu tím nhạt.

b. Dùng quỳ tím thử các mẫu:

- Quỳ tím chuyển sang đỏ: dd HCl.

- Quỳ tím chuyển sang xanh: dd Na₂CO₃, NaOH.

- Quỳ tím không đổi màu: dd NaNO₃

Lấy dung dịch HCl cho vào hai mẫu làm quỳ tím hóa xanh, mẫu thoát khí là Na₂CO₃, còn lại là NaOH;

Phương trình hóa học:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑.

NaOH + HCl → NaCl + H₂O.

Câu 17.18 trang 112 Sách bài tập Hóa học 12: Hãy giải thích ứng dụng của Na₂CO₃ trong các trường hợp sau:

a. Bên cạnh việc phải lọc nước thường xuyên thì cần sử dụng hóa chất Na₂CO₃ trong xử lí nước bể bơi để đảm bảo được chất lượng loại bỏ vi khuẩn, giúp xử lí nước hồ bơi hiệu quả và nhanh chóng.

b. Soda chiếm 13% - 15% nguyên liệu sản xuất thủy tinh.

Lời giải:

a. Na₂CO₃ là hóa chất có tác dụng làm tăng độ pH của nước bể bơi. Với một lượng vừa đủ, Na₂CO₃ giúp cân bằng chỉ số pH cho nước. Ưu điểm của chất này là mang lại hiệu quả nhanh và không gây độc hại.

b. Soda chiếm 13-15% trong nguyên liệu sản xuất thủy tinh. Thường thủy tinh được tạo thành từ: cát trắng mịn, soda, thủy tinh tái chế, và các loại chất phụ gia khác. Nguyên liệu Na₂CO₃ được thêm vào có tác dụng làm hạ thấp nhiệt độ đến mức cần thiết và phù hợp nhất để có thể chế ra được thủy tinh.

Câu 17.19 trang 112 Sách bài tập Hóa học 12: Dựa vào Bảng 17.12 về khối lượng riêng của các kim loại nhóm IA trong SGK để tính thể tích mol nguyên tử của chúng ở trạng thái rắn. Nhận xét về sự biến đổi thể tích mol nguyên tử với sự biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố nhóm IA.

Lời giải:

Từ công thức $V=\frac{M}{D}$, ta có bảng số liệu sau:

Ta thấy: Bán kính và thể tích mol nguyên tử tăng dần từ Li đến Cs theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.

Câu 17.20 trang 112 Sách bài tập Hóa học 12: Thành phần của dịch dạ dày gồm 95% là nước, enzyme và hydrochloric acid. Sự có mặt của hydrochloric acid làm cho pH của dịch vị trong khoảng 2 – 3. Khi nồng độ acid trong dịch vị dạ dày tăng thì dễ bị triệu chứng ợ chua, ợ hơi, ói mửa, buồn nôn, loét dạ dày, tá tràng. Đề làm giảm bớt lượng acid dư trong dịch vị dạ dày, người ta thường uống thuốc muối dạ dày (bột NaHCO₃) từng lượng nhỏ và cách quãng. Hãy cho biết vai trò của NaHCO₃ trong việc làm giảm bớt lượng acid dư trong dịch vị dạ dày. Viết phương trình hóa học minh họa cho phản ứng.

Lời giải:

Việc sử dụng NaHCO₃ với từng lượng nhỏ, cách quãng có tác dụng làm pH của dịch vị tăng dần từ từ và khí carbon dioxide thoát ra chậm rãi. Nếu sử dụng không đúng chỉ định, lượng khí carbon dioxide thoát ra nhiều và nhanh sẽ làm giãn các cơ quan tiêu hóa, gây nguy hiểm cho người bệnh.

Phương trình hóa học: NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂↑

Câu 17.21 trang 113 Sách bài tập Hóa học 12: Sodium sulfate (Na₂SO₄) được ứng dụng trong sản xuất giấy, thủy tinh, chất tẩy rửa. Trong công nghiệp, Na₂SO₄ được sản xuất bằng cách đun H₂SO₄ với NaCl. Người ta dùng một lượng H₂SO₄ vừa đủ, nồng độ 75% đun với NaCl. Sau phản ứng thu được sản phẩm có tỉ lệ như sau: 91,48% Na₂SO₄; 4,79% NaHSO₄; 1,98% NaCl; 1,35% H₂O; 0,40% HCl.

a. Viết các phản ứng hóa học xảy ra. Tính tỉ lệ % NaCl đã chuyển hóa thành Na₂SO₄.

b. Tính khối lượng hỗn hợp rắn thu được nếu dùng một tấn NaCl.

c. Tính thành phần % khối lượng mỗi khí và hơi thoát ra khi sản xuất được 1 tấn hỗn hợp rắn.

Lời giải:

a. Phương trình hóa học:

H₂SO₄ + 2NaCl → Na₂SO₄ + 2HCl

H₂SO₄ + NaCl → NaHSO₄ + HCl

Na₂SO₄ được sản xuất bằng cách đun H₂SO₄ với NaCl. Trong 100 gam sản phẩm gồm có: 91,48 gam Na₂SO₄; 4,79 gam NaHSO₄; 1,98 gam NaCl; 1,35 gam H₂O và 0,40 gam HCl.

Ta có n_{NaCl (ban đầu)} $=\frac{2\times 91,48}{142}+\frac{4,79}{120}+\frac{1,98}{58,5}=1,36\left(mol\right)$

m_{NaCl (ban đầu)} = 1,36 . 58,5 = 79,69 (gam)

Tỉ lệ % NaCl đã chuyển hóa thành Na₂SO₄ là

$\left[\right(\frac{2\times 91,48}{142}):1,36]\times 100\%=94,74\%$

b. Ta có: tỉ lệ 79,69 gam NaCl tạo ra 91,48 gam Na₂SO₄

Vậy 1 tấn NaCl sẽ tạo ra 1,148 tấn Na₂SO₄

c. Theo bài ra, ta có % hỗn hợp rắn là

100% - % H₂O - % HCl = 100 – 1,35 – 0,4 = 98,25%

Khi sản xuất được 1 tấn hỗn hợp rắn thì trong đó:

m_H2O = 1,35 : 98,25 = 0,0137 tấn

m_HCl = 0,4 : 98,25 = 0,0041 tấn

Tổng khối lượng khí và hơi thoát ra là: m_H2O + m_HCl = 0,0178 tấn

$\%m_{H_{2}O}$= (0,0137 : 0,0178 ) × 100% = 76,97%

%m_HCl = (0,0041 : 0,0178) × 100% = 23,03%

Câu 17.22 trang 113 Sách bài tập Hóa học 12:

a. Vì sao các kim loại nhóm IA rất dễ nóng chảy? Hãy nêu thêm hai xu hướng biến đổi có tính quy luật về tính chất vật lí khác của nhóm IA.

b. Một giá trị đo ở Bảng 17.2 trong SGK không phù hợp với xu hướng biến đổi có tính quy luật. Hãy nêu xu hướng không phù hợp đó.

Lời giải:

a. Kích thước nguyên tử của các kim loại trong nhóm IA lớn nhất trong các chu kì tương ứng của chúng, và có cấu hình electron hóa trị là ns¹. Do chỉ có 1 electron hóa trị và nằm tương đối xa hạt nhân nên kim loại nhóm IA có liên kết kim loại yếu, nhiệt độ nóng chảy thấp. Hai xu hướng biến đổi có tính quy luật về tính chất vật lí khác của nhóm IA là độ cứng và nhiệt độ sôi.

b. Khối lượng riêng của Na (0,97 g/cm³) lớn hơn khối lượng riêng của K (0,86 g/cm³), không phù hợp với xu hướng biến đổi có tính quy luật là khối lượng riêng tăng dần từ Li đến Cs.

Câu 17.23 trang 113 Sách bài tập Hóa học 12: Tiến hành điện phân với điện cực trơ có màng ngăn 200 mL dung dịch NaCl cho tới khi cathode thoát ra 0,2479 L khí (đkc) thì ngừng điện phân. Tính pH của dung dịch sau điện phân.

Lời giải:

Phương trình điện phân: 2NaCl + 2H₂O $\stackrel{đpdd/màngngăn}{\to }$2NaOH + Cl₂ + H₂

Ở cực âm (cathode) thu được H₂ và NaOH:

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

n_H2 = 0,01 mol → n_OH- = 0,02 mol → [OH]^- = 0,02/0,2 = 0,1M → pH = 13.

Xem thêm lời giải Sách bài tập Hóa lớp 12 bộ sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 18: Nguyên tố nhóm IIA

Ôn tập chương 7

Bài 19: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

Bài 20: Sơ lược về phức chất và sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch

Ôn tập chương 8