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

- Tính chất vật lí đơn chất nhóm IIA: Kim loại nhóm 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.

- Tính chất hoá học đơn chất nhóm IIA: Kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, chỉ kém kim loại nhóm IA.

- Vai trò hợp chất nhóm IIA với đời sống, sản xuất và cơ thể con người: Các nguyên, 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 của xương và răng.

1. Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA: Theo chiều từ trên xuống dưới (chiều tăng dần của điện tích hạt nhân) bán kính nguyên tử tăng dần.

2. Dự đoán xu hướng biến đổi tính khử từ Be đến Ba: tính khử tăng dần.

3. Dự đoán số oxi hoá đặc trưng của nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA trong hợp chất là +2. Do nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA có 2 electron ở lớp ngoài cùng, dễ nhường 2 electron này để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.

1. Trong cùng một chu kì, kim loại nhóm IIA có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhóm IA.

2. Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ do các kim loại nhóm IIA đều có khối lượng riêng nhỏ hơn 5 g/cm$^{3}$.

1. Đi từ Mg(OH)$_{2}$ đến Ba(OH)$_{2}$ độ tan trong nước của các hydroxide nhóm IIA tăng dần.

2. Dựa vào độ tan trong nước của các hydroxide dự đoán mức độ phản ứng với nước của kim loại nhóm IIA (từ Mg đến Ba) tăng dần.

Nhận xét:

+ Các muối nitrate đều dễ tan trong nước.

+ Các muối carbonate: MgCO$_{3}$, CaCO$_{3}$, SrCO$_{3}$, BaCO$_{3}$ đều không tan trong nước.

+ Muối MgSO$_{4}$ tan, muối CaSO$_{4}$ và SrSO$_{4}$ ít tan, muối BaSO$_{4}$ không tan trong nước.

Chú ý:

Độ tan của chất: S (g/100g H$_{2}$O ở nhiệt độ thường).

+ Chất dễ tan: S > 1,0.

+ Chất ít tan: 0,01 < S ≤ 1.

+ Chất không tan: S ≤ 0,01.

- Đánh số thứ tự từng lọ hoá chất theo thứ tự 1, 2, 3, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.

- Nhúng dây platinum vào ống nghiệm (1). Hơ nóng đầu dây trên ngọn lửa đèn khí.

- Rửa sạch dây platinum, tiến hành thí nghiệm tương tự với dung dịch ở ống nghiệm (2).

- Lặp lại quá trình ở ống nghiệm (3).

- Kết quả:

+ Nếu cho ngọn lửa màu đỏ cam → muối CaCl$_{2}$.

+ Nếu cho ngọn lửa màu đỏ son → muối SrCl$_{2}$.

+ Nếu cho ngọn lửa màu lục → BaCl$_{2}$.

1. Phương trình hoá học:

CaCO$_{3}$ + 2HCl → CaCl$_{2}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O

CaCO$_{3}$ + 2CH$_{3}$COOH → (CH$_{3}$COO)$_{2}$Ca + CO$_{2}$ + H$_{2}$O

2. Để làm sạch cặn đá vôi (thành phần là CaCO$_{3}$) trong phích nước ta có thể dùng giấm ăn hoặc nước chanh để súc rửa. Do giấm ăn hoặc nước chanh có chứa acid có thể tác dụng với cặn đá vôi tạo thành muối tan dễ bị rửa trôi.

a) Nước cứng tạm thời có chứa các ion

.

Khi đun nóng nước có tính cứng tạm thời xảy ra các phản ứng sau:

b) Cặn đá vôi (CaCO$_{3}$) trong phích nước, ấm đun nước được giải thích bằng các phản ứng sau:

Nước cứng ảnh hưởng nhiều đến các hoạt động trong sản xuất và đời sống. Một số ví dụ về 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.

- Cách 1: không dùng hoá chất.

Đun sôi nước, ion Ca$^{2+}$ và Mg$^{2+}$ sẽ tách ra dưới dạng kết tủa:

Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$ CaCO$_{3}$↓ + CO$_{2}$↑ + H$_{2}$O

Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$MgCO$_{3}$↓ + CO$_{2}$↑ + H$_{2}$O

- Cách 2: dùng hoá chất:

Dùng lượng vừa đủ dung dịch Ca(OH)$_{2}$:

Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$ + Ca(OH)$_{2}$ → 2CaCO$_{3}$↓ + 2H$_{2}$O

Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$ + Ca(OH)$_{2}$ → CaCO$_{3}$↓ + MgCO$_{3}$↓ + 2H$_{2}$O

Ngoài ra có thể dùng dung dịch chứa ion hoặc

Đề xuất hai hoá chất là Na$_{2}$CO$_{3}$ và Na$_{3}$PO$_{4}$.

Giải thích bằng phương trình hoá học:

CaSO$_{4}$ + Na$_{2}$CO$_{3}$ → Na$_{2}$SO$_{4}$ + CaCO$_{3}$↓

MgSO$_{4}$ + Na$_{2}$CO$_{3}$ → Na$_{2}$SO$_{4}$ + MgCO$_{3}$↓

3CaCl$_{2}$ + 2Na$_{3}$PO$_{4}$ → 6NaCl + Ca$_{3}$(PO$_{4}$)$_{2}$↓

3MgCl$_{2}$ + 2Na$_{3}$PO$_{4}$ → 6NaCl + Mg$_{3}$(PO$_{4}$)$_{2}$↓

Nước cứng ảnh hưởng nhiều đến các hoạt động trong sản xuất. Một số ví dụ về 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.

Một số hoá chất để làm mềnm nước cứng: dung dịch chứa ion hoặc ..