Giải SGK Hóa học 12 CTST Bài 18: Nguyên tố nhóm IIA có đáp án

* Kim loại nhóm IIA:

- Tính chất vật lí: Nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và độ cứng của kim loại nhóm IIA cao hơn so với kim loại nhóm IA cùng chu kì. Kim loại nhóm IIA là những kim loại nhẹ (D < 5 gam/cm$^{3}$).

- Tính chất hoá học: Kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, tính khử tăng dần từ Be đến Ba.

* Một số hợp chất của kim loại nhóm IIA:

- Độ bền nhiệt của muối carbonate, muối nitrate của kim loại nhóm IIA có xu hướng tăng dần từ muối của Mg$^{2+}$ đến muối của Ba$^{2+}$.

- Về tính tan:

+ Các muối nitrate đều tan.

+ Trừ BeCO$_{3}$, các muối carbonate khác không tan trong nước.

+ Các muối BeSO$_{4}$, MgSO$_{4}$ tan; SrSO$_{4}$ và CaSO$_{4}$ ít tan; BaSO$_{4}$ không tan.

Nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của các kim loại nhóm IIA không theo quy luật do cấu trúc mạng tinh thể của các kim loại nhóm IIA là khác nhau.

+ Be, Mg có mạng tinh thể lục phương;

+ Ca, Sr có mạng tinh thể lập phương tâm diện;

+ Ba có mạng tinh thể lập phương tâm khối.

Dự đoán:

- Kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, tính khử tăng dần từ Be đến Ba.

- Tính khử của kim loại nhóm IIA yếu hơn so với kim loại nhóm IA thuộc cùng một chu kì.

Phương trình hoá học:

a) 2Be + O$_{2}$ → 2BeO.

b) 2Ca + O$_{2}$ → 2CaO.

c) 2Ba + O$_{2}$ → 2BaO.

Dựa vào Bảng 18.3 ta thấy độ tan của các hydroxide trong nước tăng dần theo thứ tự:

Be(OH)$_{2}$ < Mg(OH)$_{2}$ < Ca(OH)$_{2}$ < Sr(OH)$_{2}$ < Ba(OH)$_{2}$

Phương trình hoá học:

a) Ca + 2H$_{2}$O → Ca(OH)$_{2}$ + H$_{2}$

b) Ba + 2H$_{2}$O → Ba(OH)$_{2}$ + H$_{2}$

Muối carbonate của kim loại nhóm IIA tác dụng với dung dịch acid loãng, phản ứng với H$_{2}$O khi có mặt CO$_{2}$.

Phương trình hoá học tổng quát:

MCO$_{3}$ + 2H$^{+}$ → M$^{2+}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O

MCO$_{3}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O → M(HCO$_{3}$)$_{2}$

- Qua Bảng 18.5 thấy độ bền nhiệt của muối nitrate tăng dần theo thứ tự: Mg(NO$_{3}$)$_{2}$, Ca(NO$_{3}$)$_{2}$, Sr(NO$_{3}$)$_{2}$, Ba(NO$_{3}$)$_{2}$.

- Mối quan hệ giữa độ bền nhiệt và giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân muối nitrate kim loại nhóm IIA: biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân muối nitrate kim loại nhóm IIA càng dương thì muối càng bền nhiệt.

a) MgCO$_{3}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$MgO + CO$_{2}$

b) 2Ba(NO$_{3}$)$_{2 \overset{{t}^{o}}{\rightarrow }}$2BaO + 4NO$_{2}$ + O$_{2}$

a) Vôi sống tiếp xúc lâu ngày trong không khí sẽ bị giảm chất lượng do vôi sống (CaO) có thể phản ứng với các tác nhân CO$_{2}$, hơi nước … có trong không khí ở ngay điều kiện thường. Phương trình hoá học:

CaO + H$_{2}$O → Ca(OH)$_{2}$

CaO + CO$_{2}$ → CaCO$_{3}$

b) Trên bề mặt các hố vôi tôi lâu ngày thường có màng chất rắn do nước vôi (chứa Ca(OH)$_{2}$) tác dụng với CO$_{2}$ có trong không khí tạo thành chất rắn là CaCO$_{3}$. Phương trình hoá học:

CO$_{2}$(g) + Ca(OH)$_{2}$(aq) → CaCO$_{3}$(s) + H$_{2}$O(l)

Phân biệt các dung dịch theo bảng sau:

Phương trình hoá học minh hoạ:

Na$_{2}$CO$_{3}$ + 2HCl → 2NaCl + CO$_{2}$↑ + H$_{2}$O

Na$_{2}$CO$_{3}$ + Ba(NO$_{3}$)$_{2}$ → BaCO$_{3}$↓ + 2NaNO$_{3}$

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

- Nước có tính cứng tạm thời là nước cứng chứa ion $HC{O}_{3}^{-}$ (muối Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$; Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$).

- Nước có tính cứng vĩnh cửu là nước cứng chứa các ion $S{O}_{4}^{2-},C{l}^{-}$(muối MgCl$_{2}$, CaCl$_{2}$, MgSO$_{4}$, CaSO$_{4}$).

- Nước có tính cứng toàn phần là loại nước cứng bao gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

Như vậy, trong ba loại nước cứng, nước có tính cứng toàn phần là loại nước cứng khó loại bỏ tính “cứng nhất”.

Giặt áo quần bằng xà phòng, nước xả vải trong nước cứng sẽ tạo ra muối ít tan bám vào quần áo, xà phòng tạo ít bọt nên tốn xà phòng, nước xả vải hơn so với dùng nước mềm.

Chú ý: Các thành phần có trong một sản phẩm xả vải gồm các chất làm mềm vải sợi, acid béo (như stearic acid), silicon (dạng dầu), ester, glycerol, …. Đôi khi người ta còn dùng thêm các muối vô cơ (dạng điện li mạnh).

Đáp án đúng là: A

Nước có tính cứng tạm thời là nước cứng chứa ion $HC{O}_{3}^{-}$ (muối Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$; Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$).

Tóm tắt quá trình bằng sơ đồ:

Ca → CaO → Ca(OH)$_{2}$ → CaCO$_{3}$

Phương trình hoá học minh hoạ:

2Ca + O$_{2}$ → 2CaO

CaO + H$_{2}$O → Ca(OH)$_{2}$

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

Các phương trình hoá học:

a) CaO + 2HCl → CaCl$_{2}$ + H$_{2}$O

b) Na$_{2}$CO$_{3}$ + Ca(OH)$_{2}$ → CaCO$_{3}$↓ + 2NaOH

- Y là hợp chất của calcium có nhiều ở dạng đá vôi, đá hoa,… nên Y là CaCO$_{3}$.

- Hợp chất Z có trong thành phần không khí và thường dùng để chữa cháy. Lại có, Z được sinh ra khi cho Y phản ứng với dung dịch acid mạnh vậy Z là CO$_{2}$.

Phương trình hoá học của phản ứng:

CaCO$_{3}$ + 2H$^{+}$ → Ca$^{2+}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O