Giải SGK Hóa học 12 CTST Bài 17. Nguyên tố nhóm IA có đáp án

* Kim loại nhóm IA:

- Tính chất vật lí: Kim loại nhóm IA có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng tương đối thấp.

- Tính chất hoá học: Kim loại nhóm IA có tính khử mạnh, tính khử tăng dần từ Li đến Cs.

* Một số hợp chất của kim loại nhóm IA:

- Sodium chloride (NaCl): là chất rắn, không màu; có vai trò quan trọng trong thực phẩm, nông nghiệp, công nghiệp, chăn nuôi, y tế và trong cuộc sống hàng ngày của con người.

- Sodium hydrogencarbonate (NaHCO$_{3}$): là chất rắn, màu trắng, bền ở nhiệt độ thường, bị phân huỷ khi đun nóng; NaHCO$_{3}$ có thể tác dụng được với cả dung dịch acid và dung dịch kiềm. Về ứng dụng, NaHCO$_{3}$ được sử dụng trong chế biến thực phẩm, sản xuất thuỷ tinh; trong y học, NaHCO$_{3}$ được sử dụng để làm giảm chứng đau dạ dày do dư acid, điều trị các chứng viêm loét dạ dày hoặc tá tràng …

- Sodium carbonate (Na$_{2}$CO$_{3}$): là chất rắn màu trắng, dễ tan trong nước; Na$_{2}$CO$_{3}$ bị thuỷ phân trong dung dịch cho môi trường kiềm. Về ứng dụng, một lượng lớn Na$_{2}$CO$_{3}$ được sử dụng trong công nghiệp thuỷ tinh. Ngoài ra, Na$_{2}$CO$_{3}$ còn được dùng trong xử lí nước, sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa, thuốc, phụ gia thực phẩm …

Trong nhóm IA, đi từ Li đến Cs:

+ Nhiệt độ nóng chảy giảm dần;

+ Nhiệt độ sôi giảm dần.

Khi cắt mẩu sodium ở trong không khí, bề mặt vừa cắt có ánh kim lập tức mờ đi do lớp sodium ở bề mặt vết cắt ngay lập tức phản ứng với các tác nhân có trong không khí như oxygen, hơi nước …

4Na + O$_{2}$ → 2Na$_{2}$O

2Na + 2H$_{2}$O → 2NaOH + H$_{2}$

Hiện tượng khi cắt kim loại lithium, potassium trong không khí cũng xảy ra tương tự như khi cắt mẩu sodium ở trong không khí: bề mặt vừa cắt có ánh kim lập tức mờ đi.

- Kim loại nhóm IA dễ tác dụng với nước, với oxygen trong không khí nên trong phòng thí nghiệm Na và K thường được bảo quản trong dầu hoả. Li, Rb và Cs thường được bảo quản trong các ống thuỷ tinh kín hoặc môi trường khí hiếm (như argon).

- Không thể dùng cách ngâm trong dầu hoả để bảo quản Li vì Li có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của dầu hoả nên sẽ nổi phía trên dầu hoả.

Hiện tượng:

+ Muối của lithium cháy cho ngọn lửa màu đỏ tía.

+ Muối của sodium cháy cho ngọn lửa màu vàng.

+ Muối của potassium cháy cho ngọn lửa màu tím nhạt.

Kết luận: Có thể nhận biết ion kim loại kiềm bằng cách thử màu ngọn lửa.

- Dùng phương pháp thử màu ngọn lửa:

+ Muối cháy cho ngọn lửa màu đỏ tía: LiNO$_{3}$;

+ Muối cháy cho ngọn lửa màu tím nhạt: KCl;

+ Muối cháy cho ngọn lửa màu vàng: NaCl, Na$_{2}$SO$_{4}$.

- Phân biệt 2 muối NaCl, Na$_{2}$SO$_{4}$ bằng dung dịch BaCl$_{2}$:

+ Không có hiện tượng xuất hiện là: NaCl.

+ Có kết tủa trắng xuất hiện: Na$_{2}$SO$_{4}$.

BaCl$_{2}$ + Na$_{2}$SO$_{4}$ → BaSO$_{4}$↓ + 2NaCl

Học sinh vẽ sơ đồ tư duy theo ý tưởng của mình. Có thể tham khảo sơ đồ tư duy sau (nguồn Internet):

NaHCO$_{3}$ là chất rắn màu trắng, bền ở nhiệt độ thường, bị phân huỷ khi đun nóng sinh ra sản phẩm có khí CO$_{2}$ và hơi nước.

NaHCO$_{3}$ được dùng làm bột nở do ở nhiệt độ cao, NaHCO$_{3}$ phân huỷ sinh ra khí, khí thoát ra làm cho bánh phồng, xốp.

- Phần lớn các loại thuốc sủi bọt chứa tá dược rã sinh khí bao gồm NaHCO$_{3}$ (sodium hydrogencarbonate) và acid hữu cơ (citric acid hay tartaric acid). Khi bỏ viên sủi vào nước sẽ xảy ra phản ứng giữa NaHCO$_{3}$ và acid tạo ra khí CO$_{2}$ gây sủi bọt làm tan rã viên tạo thành dung dịch thuốc.

- Phản ứng giữa NaHCO$_{3}$ và acid hữu cơ tạo thành muối (muối của kim loại mạnh và gốc acid yếu), muối này bị thuỷ phân tạo thành dung dịch có môi trường base.

- Phương pháp Solvay được gọi là phương pháp tuần hoàn ammonia vì phương pháp này có sự quay vòng các sản phẩm trung gian (như CO$_{2}$ và NH$_{3}$) để tái sử dụng trong quy trình sản xuất.

- Ưu điểm của phương pháp Solvay:

+ Sử dụng nguồn nguyên liệu dễ tìm trong tự nhiên là muối ăn (NaCl), đá vôi (CaCO$_{3}$) và ammonia (NH$_{3}$).

+ Giảm thiểu được tác động đến môi trường bằng cách quay vòng các sản phẩm trung gian (như CO$_{2}$ và NH$_{3}$) để tái sử dụng trong quy trình sản xuất.

+ Sản phẩm thu được NaHCO$_{3}$ và Na$_{2}$CO$_{3}$ có độ tinh khiết cao.

Học sinh vẽ sơ đồ theo quy trình cụ thể trong sách giáo khoa. Có thể tham khảo sơ đồ sau:

Đáp án đúng là: C

Phương pháp điều chế NaOH trong công nghiệp là điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn.$2NaCl+2{H}_{2}O\rightarrow _{cmn}^{đpdd}2NaOH+{H}_{2}+C{l}_{2}$

Phương trình hoá học:

2K + Cl$_{2}$ → 2KCl

Sản phẩm thu được là KCl (potassium chloride), tan tốt trong nước.

Một số ứng dụng của KCl là: KCl được sử dụng làm phân bón hoá học, trong y học được dùng để bào chế thuốc, được sử dụng để bảo quản thực phẩm và được dùng để gây ra ngừng tim với tư cách là thuốc thứ ba trong hỗn hợp dùng để tử hình thông qua tiêm thuốc độc…

Các phương trình hoá học xảy ra:

a) 2Na + 2H$_{2}$O → 2NaOH + H$_{2}$.

b) CO$_{2}$ + 2KOH → K$_{2}$CO$_{3}$ + H$_{2}$O.

c) 2HCl + Na$_{2}$CO$_{3}$ → 2NaCl + CO$_{2}$ + H$_{2}$O.

d) HCl + KHCO$_{3}$ → KCl + CO$_{2}$ + H$_{2}$O.

e) 2NaHCO$_{3}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$Na$_{2}$CO$_{3}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O.