Giải SGK Hoá học 12 Cánh Diều Bài 17. Nguyên tố nhóm IA có đáp án

a) Một số ứng dụng của đơn chất và hợp chất của nguyên tố nhóm IA:

Li: Nguyên liệu sản xuất pin.

NaCl: Muối ăn, chế biến và bảo quản thực phẩm, làm nguyên liệu chính của quy trình công nghiệp chlorine – kiềm.

NaOH: Dùng trong chế biến dầu mỏ, sản xuất nhôm, giấy, xà phòng và nhiều hóa chất khác.

NaHCO$_{3}$:

- Điều chỉnh vị chua của nước giải khát.

- Làm tăng độ xốp của bánh và mềm thực phẩm.

Na$_{2}$CO$_{3}$:

- Dùng làm chất tẩy rửa dầu, mỡ.

- Làm mềm nước cứng, nguyên liệu sản xuất thủy tinh, giấy.

KNO$_{3}$: Nguyên liệu sản xuất thuốc súng.

K$_{2}$SO$_{4}$: Sản xuất phân bón.

Các hợp chất của Rb được sử dụng trong pháo hoa.

Cs: được sử dụng trong các tế bào quang điện.

b)

- Tính chất vật lí đặc trưng của kim loại nhóm IA: Khối lượng riêng nhỏ và độ cứng thấp hơn nhiều so với các kim loại nhóm khác. Cấu trúc tinh thể khá rỗng (kiểu mạng tinh thể lập phương tâm khối) và có lực liên kết kim loại yếu. Do đó có thể cắt kim loại kiềm bằng dao, kéo.

- Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại nhóm IA: Tính khử mạnh do giá trị rất nhỏ. M ⟶ M$^{+}$ + e

Phản ứng mạnh với nước, oxygen, chlorine và nhiều chất oxi hóa khác, …

Hai hợp chất có nhiều ứng dụng trong thực tế của sodium: NaCl (muối ăn), NaHCO$_{3}$ (baking soda).

Hai hợp chất có nhiều ứng dụng trong thực tế của potassium: KNO$_{3}$ (thuốc súng), K$_{2}$SO$_{4}$ (phân bón).

Hiện tượng: Mẩu lithium nổi trên bề mặt dầu hỏa khan.

Vì khối lượng riêng của lithium là 0,53 g/cm$^{3}$ nhỏ hơn khối lượng riêng của dầu hỏa khan là 0,80 g/cm$^{3}$.

Trong nhóm IA, tính khử của kim loại kiềm tăng từ lithium đến caesium nên tính khử của Li < K.

Do đó, ta có thể dự đoán potassium phản ứng với nước mạnh hơn lithium.

Hiện tượng:

- Li chạy từ từ trên mặt nước, có khí bay lên mãnh liệt. Dung dịch chuyển màu hồng khi thêm vài giọt dung dịch phenolphthalein.

- Na chạy nhanh trên mặt nước thành hình vòng tròn, có khí bay lên mãnh liệt. Dung dịch chuyển màu hồng khi thêm vài giọt dung dịch phenolphthalein.

- K chạy nhanh trên mặt nước, có phát nổ và bốc cháy nhẹ, có khí bay lên mãnh liệt. Dung dịch chuyển màu hồng khi thêm vài giọt dung dịch phenolphthalein.

Như vậy, mức độ phản ứng với nước của Li < Na < K.

Hiện tượng: Các mẩu kim loại nóng chảy khi hơ trên lửa đèn cồn và bốc cháy mãnh liệt trong bình khí oxygen, xuất hiện khói trắng.

- Li khi cháy cho ngọn lửa đỏ tía.

- Na khi cháy cho ngọn lửa màu vàng.

- K khi cháy cho ngọn lửa màu tím.

Hiện tượng: Các mẩu kim loại nóng chảy khi hơ trên lửa đèn cồn và bốc cháy mãnh liệt trong bình khí clorine, xuất hiện khói trắng, màu vàng của bình khí chlorine nhạt dần.

- Li khi cháy cho ngọn lửa đỏ tía.

- Na khi cháy cho ngọn lửa màu vàng.

- K khi cháy cho ngọn lửa màu tím.

2Na(s) + 2H$_{2}$O(l) ⟶ 2NaOH(aq) + H$_{2}$(g)

2Na(s) + Cl$_{2}$(g) ⟶ 2NaCl(s)

4Na(s) + O$_{2}$(g) ⟶ 2Na$_{2}$O(s)

Một số lợi ích của việc tái tạo và tái sử dụng ammonia trong phương pháp Solvay:

- Làm giảm lượng ammonia (NH$_{3}$) cần dùng.

- Giảm chi phí sản xuất, giúp hạ giá thành của sản phẩm baking soda và soda.

Hiện tượng: Trong quá trình đốt, ta thấy ngọn lửa đèn khí trong từng trường hợp có màu khác nhau:

- Lithium chloride: cho ngọn lửa màu đỏ tía.

- Sodium chloride: cho ngọn lửa màu vàng.

- Potassium chloride: cho ngọn lửa màu tím.

Ta thấy ngọn lửa có màu đỏ tía.

Vậy dây platinum đã được nhúng vào dung dịch LiOH.

Các kim loại kiềm khác nhau về những đặc điểm:

(1) Cấu hình electron của nguyên tử. Cụ thể: số lớp electron.

(4) Mức độ thể hiện tính khử. Cụ thể: tính khử tăng dần từ Li đến Cs.

Vì các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh, có khả năng tác dụng với nhiều đơn chất, hợp chất trong môi trường ngay ở điều kiện thường để trở thành hợp chất.

Do đó, trong tự nhiên không tìm thấy đơn chất kim loại kiềm.

Khi đốt mỗi dung dịch ta thấy:

- Dung dịch soda (Na$_{2}$CO$_{3}$): ngọn lửa màu vàng.

- Dung dịch lithium chloride (LiCl): ngọn lửa màu đỏ tía.

- Dung dịch potassium carbonate (K$_{2}$CO$_{3}$): ngọn lửa màu tím.