Giải SGK Hoá học 12 Bài 25. Nguyên tố nhóm IIA

Trong nhóm IIA, magnesium và calcium là hai nguyên tố phổ biến nhất, đồng thời có vai trò quan trọng với sự sinh trưởng, phát triển của động vật và thực vật. Magnesium có trong chất diệp lục, calcium có trong vỏ và mai các loài giáp xác, trong xương và răng của người và động vật.... Ngoài ra, đơn chất và hợp chất nhóm IIA có nhiều ứng dụng phổ biến trong đời sống, sản xuất. Vậy, đơn chất nhóm IIA có đặc điểm gì nổi bật về tính chất vật lí và tính chất hoá học? Các hợp chất phổ biến của calcium có vai trò như thế nào với đời sống, sản xuất và cơ thể con người?

Một số đại lượng đặc trưng của các nguyên tố nhóm IIA được trình bày trong Bảng 25.1.

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nhận xét xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA.

2. Dựa vào bán kính nguyên tử, điện tích hạt nhân, dự đoán xu hướng biến đổi tính khử từ Be đến Ba.

3. Dự đoán số oxi hoá đặc trưng của nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA. Giải thích.

Một số thông số vật lí của kim loại nhóm IIA được trình bày trong Bảng 25.2.

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. So sánh nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhóm IIA với kim loại nhóm IA trong cùng chu kì.

2. Trong nhóm IIA, kim loại nào là kim loại nhẹ?

Độ tan trong nước của các hydroxide nhóm IIA ở 20$^{o}$C cho trong bảng sau:

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nêu xu hướng biến đổi độ tan của các hydroxide nhóm IIA.

2. Dự đoán xu hướng phản ứng với nước của kim loại nhóm IIA (từ Mg đến Ba) dựa vào độ tan trong nước của các hydroxide.

Độ tan (g/100 g nước) của các muối sulfate, carbonate và nitrate của kim loại nhóm IIA ở 20$^{o}$C cho trong bảng sau:

Thực hiện yêu cầu sau:

Nhận xét về khả năng hoà tan (dễ tan/ ít tan/ không tan) của các muối của kim loại nhóm IIA.

Thí nghiệm: So sánh độ tan giữa calcium sulfate và barium sulfate

Chuẩn bị:

Hoá chất: các dụng cụ CaCl$_{2}$ 1M, BaCl$_{2}$ 1M, CuSO$_{4}$ 1M.

Dụng cụ: ống nghiệm, giá ống nghiệm.

Tiến hành:

- Đặt 2 ống nghiệm vào giá. Thêm khoảng 2 mL dung dịch CaCl$_{2}$ vào ống nghiệm (1),

2 mL dung dịch BaCl$_{2}$ vào ống nghiệm (2).

- Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch CuSO$_{4}$ vào mỗi ống nghiệm cho đến khi xuất hiện kết tủa.

Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:

So sánh thời điểm xuất hiện kết tủa ở hai ống nghiệm và giải thích.

Muối carbonate của kim loại nhóm IIA là muối của acid yếu, tác dụng được với nhiều acid vô cơ và hữu cơ, giải phóng khí carbon dioxide.

1. Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa CaCO$_{3}$ với dung dịch HCl, với dung dịch CH$_{3}$COOH.

2. Đề xuất cách làm sạch cặn đá vôi trong phích nước.

Các muối carbonate của kim loại nhóm IIA đều bị phân huỷ bởi nhiệt:

MCO$_{3}$(s) MO(s) + CO$_{2}$(g)

Biến thiên enthalpy chuẩn của quá trình trên được cho trong bảng sau:

Thực hiện các yêu cầu sau:

Dựa vào biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, dự đoán xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của các muối carbonate của kim loại nhóm IIA.

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng nhiệt phân các muối nitrate của kim loại nhóm IIA:

cho trong bảng sau:

Thực hiện yêu cầu sau:

Dựa vào biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, dự đoán xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của muối nitrate của kim loại nhóm IIA.

a) Khi đun nóng nước có tính cứng tạm thời, phần lớn ion Ca$^{2+}$ và Mg$^{2+}$ được tách ra khỏi nước ở dạng kết tủa muối carbonate.

Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

b) Giải thích sự tạo thành cặn đá vôi trong phích nước, ấm đun nước.