Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng hay, chi tiết cùng với 15 câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học lớp 12.

Hóa học 12 Bài 28: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng

A. Lý thuyết Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng

TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ

I. Kim loại kiềm và hợp chất

Bài giảng: Bài 28: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

1. Kim loại kiềm

    - Thuộc nhóm IA, đứng đầu mỗi chu kì (trừ chu kì 1).

    - Tính chất vật lí: mềm, khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp.

    - Có 1e ở lớp ngoài cùng (ns¹).

    - Tính chất hóa học: Có tính khử mạnh nhất trong tất cả các kim loại (tác dụng với nước, axit, phi kim).

M → M⁺ + 1e

    Một số phương trình minh họa:

    - Phương pháp điều chế: điện phân hợp chất nóng chảy.

2. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm.

    - NaOH: có tính kiềm mạnh; được dùng để nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm tơ nhân tạo,…

    - NaHCO₃: có tính lưỡng tính, bị phân hủy bởi nhiệt; dùng được trong công nghiệp dược phẩm và thực phẩm.

    - Na₂CO₃: là muối của axit yếu; được dùng trong công nghiệp thủy tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy sợi…

    - KNO₃: có tính oxi hóa mạnh khi đun nóng; được dùng làm phân bón, chế tạo thuốc nổ.

II. Kim loại kiềm thổ và hợp chất

1. Kim loại kiềm thổ

    - Thuộc nhóm IIA, đứng sau nguyên tố kim loại kiềm trong mỗi chu kì.

    - Tính chất vật lí: tương đối mềm, nhiệt độ nóng chảy thấp.

    - Có 2e lớp ngoài cùng (ns²).

    - Tính chất hóa học: có tính khử mạnh (tác dụng với phi kim, dung dịch axit, nước):

M → M²⁺ + 2e

    Một số phương trình minh họa:

    - Phương pháp cơ bản là điện phân muối nóng chảy của chúng.

CaCl₂ → Ca + Cl₂↑

MgCl₂ → Mg + Cl₂↑

2. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ

    - Ca(OH)₂: là một bazơ mạnh, dung dịch Ca(OH)₂ có tính chất chung của một bazơ tan; được dùng trong xây dựng, trồng trọt và sản xuất clorua vôi.

    - CaCO₃: bị nhiệt phân hủy; bị hòa tan bởi CO₂ trong nước ở nhiệt độ thương; được dùng nhiều trong ngành công nghiệp, xây dựng, thực phẩm, …

    - Ca(HCO₃)₂: có tính lưỡng tính, bị phân hủy bởi nhiệt.

    - CaSO₄: tùy theo lượng nước kết tinh trong muối, có ba loại.

       + CaSO₄.2H₂O (thạch cao sống): bền ở nhiệt độ thường; được dùng để sản xuất xi măng.

       + CaSO₄.2H₂O hoặc CaSO₄.5H₂O (thạch cao nung); được dùng để đúc tượng, trang trí nội thất,…

       + CaSO₄ (thạch cao khan): không tan và không tác dụng với nước.

3. Nước cứng

    - Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca²⁺ và Mg²⁺, nước mềm là nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên.

    - Phân loại:

       + Nước cứng có tính cứng tạm thời: chứa Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂.

       + Nước cứng có tính cứng vĩnh cửu: chứa các muối clorua và sunphat của canxi và magie.

       + Nước cứng có tính cứng toàn phần: có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

    - Cách làm mềm nước cứng: phương pháp kết tủa và phương pháp trao đổi ion.

    Lưu ý: Ion HCO₃^- trong muối của kim loại kiềm và kiểm thổ có tính lưỡng tính:

HCO₃^- + H⁺ → H₂O + CO₂

HCO₃^- + OH^- → H₂O + CO₃^2-

^{HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ}

I. Natri hiđroxit, NaOH

1. Tính chất vật lý

       + NaOH là chất rắn màu trắng, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy, tan nhiều trong nước.

       + NaOH là bazơ mạnh, trong dung dịch NaOH → Na⁺ + OH^-.

2. Tính chất hóa học: Là bazơ mạnh (hay còn gọi là kiềm hay chất ăn da); làm quỳ tím hóa xanh, phenolphtalein hóa hồng. NaOH có đầy đủ tính chất của một hiđroxit.

       + Tác dụng với axit, oxit axit tạo thành muối và nước

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

    Chú ý: Khi tác dụng với axit và oxit axit trung bình, yếu thì tùy theo tỉ lệ mol các chất tham gia mà muối thu được có thể là muối axit, muối trung hòa hay cả hai.

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

       + Tác dụng với oxit và hiđroxit lưỡng tính:

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

       + Tác dụng với dung dịch muối:

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ (xanh lam)

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O

       + Tác dụng với một số phi kim, như halogen ...

2NaOH + Cl₂ → NaCl + NaClO + H₂O

       + Tác dụng với các kim loại có hiđroxit lưỡng tính như Al, Zn, Al₂O₃, Al(OH)₃ ...

NaOH + Al + H₂O → NaAlO₂ + 3/2 H₂

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

3. Điều chế

II. Natri clorua (NaCl)

1. Trạng thái tự nhiên: NaCl là hợp chất rất phổ biến trong thiên nhiên (có trong nước biển, nước của hồ nước mặn, khoáng vật halit gọi là muối mỏ).

2. Tính chất vật lí:

       + Tinh thể NaCl không có màu và hoàn toàn trong suốt.

       + Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, t^o_nc = 800^oC, t^o_s = 1454^oC.

       + Dễ tan trong nước và độ tan không biến đổi nhiều theo nhiệt độ nên không dễ tinh chế bằng cách kết tinh lại.

       + Độ tan của NaCl ở trong nước giảm xuống khi có NaOH, HCl, MgCl₂, CaCl₂, ... do đó người ta thường sục khí HCl vào dung dịch muối ăn bão hòa để điều chế NaCl tinh khiết.

3. Tính chất hóa học: Khác với các muối khác, NaCl không phản ứng với kim loại, axit, bazơ ở điều kiện thường.

        + NaCl phản ứng với một muối:

NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl↓

        + Ở trạng thái rắn, NaCl phản ứng với H₂SO₄ đậm đặc (phản ứng sản xuất HCl, nhưng hiện nay rất ít dùng vì phương pháp tạo ra nhiều khí độc hại, gây nguy hiểm tới hệ sinh thái, ô nhiễm môi trường).

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl

2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl

        + Điện phân dung dịch NaCl:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

    - Ứng dụng

        + Là nguyên liệu để điều chế Na, Cl₂, HCl, NaOH và hầu hết các hợp chất quan trọng khác của natri.

        + Ngoài ra, NaCl còn được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp như thực phẩm (muối ăn...), nhuộm, thuộc da và luyện kim.

    - Điều chế

        + Người ta thường khai thác muối từ mỏ bằng phương pháp ngầm, nghĩa là qua các lỗ khoan dùng nước hòa tan muối ngầm ở dưới lòng đất rồi bơm dung dịch lên để kết tinh muối ăn.

        + Cô đặc nước biển bằng cách đun nóng hoặc phơi nắng tự nhiên, người ta có thể kết tinh muối ăn.

III. Natri hiđrocacbonat

1. Tính chất vật lý: Tinh thể màu trắng, ít tan

2. Tính chất hóa học

        + Bị phân hủy ở nhiệt độ cao: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

        + Là chất lưỡng tính:

HCO₃^- + H⁺ → CO₂ + H₂O

HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

        + Dung dịch NaHCO₃ có môi trường kiềm yếu:

HCO₃^- + H₂O ↔ H₂CO₃ + OH^-

3. Ứng dụng: NaHCO₃ được dùng trong y khoa chữa bệnh dạ dày và ruột do thừa axit, khó tiêu, chữa chứng nôn mữa, giải độc axit. Trong công nghiệp thực phẩm làm bột nở gây xốp cho các loại bánh

4. Điều chế: Sục CO₂ dư vào dung dịch bão hòa gồm NaCl và NH₃ cùng số mol:

CO₂ + H₂O + NH₃ → NH₄HCO₃

    Sau đó:

NH₄HCO₃ + NaCl → NaHCO₃↓ + NH₄Cl

IV. Natri cacbonat

1. Tính chất vật lý: Natricacbonat (hay soda) là chất bột màu trắng, hút ẩm và t^o_nc = 851^oC, dễ tan trong nước và tỏa nhiều nhiệt.

2. Tính chất hóa học

        + Tác dụng với axit:

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂ + H₂O

        + Thủy phân:

CO₃^2- + H₂O → OH^- + HCO₃^- (*)

HCO₃^- + H₂O → OH^- + H₂CO₃ (**)

    Nấc (*) mạnh hơn nhiều so với (**). Do đó Na₂CO₃ có tính kiềm mạnh.

        + Phản ứng trao đổi:

Na₂CO₃ + BaCl₂ → BaCO₃↓ + 2NaCl

3Na₂CO₃ + 2FeCl₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃↓ + 6NaCl + 3CO₂

3. Ứng dụng

        + Nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất thủy tinh, xà phòng, giấy dệt và điều chế muối khác.

        + Tẩy sạch vết mỡ bám trên chi tiết máy trước khi sơn, tráng kim loại.

        + Công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa.

4. Điều chế

B. Trắc nghiệm Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng

Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 1,568 lít CO₂ (đktc) vào 500ml dung dịch NaOH 0,16M thu được dung dịch X. Thêm 250 ml dung dich Y gồm BaCl₂ 0,16M và Ba(OH)₂ a mol/l vào dung dịch X thu được 3,94 gam kết tủa và dung dịch Z. Tính a?

A. 0,02M      B. 0,04M

C. 0,03M      D. 0,015M

Đáp án: B

n_CO2 = 0,07mol; n_NaOH = 0,08 mol

⇒ n_Na2CO₃ = 0,01 mol; n_NaHCO3 = 0,06 mol

⇒ n_BaCO3 = 0,02 mol < n_BaCl2 = 0,04 mol ⇒ n_CO3^2- = n_BaCO3 = 0,02 mol

OH^- + HCO₃^- → CO₃^2-

n_OH^- = n_CO3^2- = 0,02 mol ⇒ a = 0,01/0,25 = 0,04 mol

Bài 2: Hòa tan hỗn hợp Na₂CO₃, KHCO₃, Ba(HCO₃)₂ (trong đó số mol Na₂CO₃ và KHCO₃ bằng nhau) vào nước lọc thu được dung dịch X và m gam kết tủa Y. Biết X tác dụng vừa đủ 0,16mol NaOH hoặc 0,24mol HCl thì hết khí bay ra. Giá trị m là:

A. 7,88 g      B. 4,925 g

C. 1,97 g      D. 3,94g

Đáp án: A

Gọi số mol Na₂CO₃: x mol, KHCO₃: x mol, Ba(HCO₃)₂: y mol

Nhận thấy dung dịch X tác dụng vừa đủ với 0,16 mol NaOH: HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

→ n_HCO3^- = n_OH^- = x + 2y = 0,16 (1)

Nếu dung dịch X chỉ có HCO₃^- thì lượng HCl cần dùng tối đa là 0,16 mol < 0,24 mol

→ Trong dung dịch X còn chứa CO₃^2- dư: (x - y) mol

n_CO3^2- dư = x - y = (0,24 - 0,16):2 = 0,04 mol (2)

m_BaCO3 = 0,04. 197 = 7,88 gam

Bài 3: Tính khử của các nguyên tử Na, K, Al, Mg được xếp theo thứ tự tăng dần là:

A. K, Na, Mg, Al

B. Al, Mg, Na, K

C. Mg, Al, Na, K

D. Al, Mg, K, Na

Đáp án: B

Bài 4: Cho các cặp dung dịch phản ứng với nhau:

(1) Na₂CO₃ + H₂SO₄

(2) NaHCO₃ + FeCl₃

(3) Na₂CO₃ + CaCl₂

(4) NaHCO₃ + Ba(OH)₂

(5) (NH₄)₂SO₄ + Ba(OH)₂

(6) Na₂S + AlCl₃

Các cặp phản ứng có cả kết tủa và khí bay ra là

A. 5, 6

B. 2, 3, 5

C. 1, 3, 6

D. 2, 4, 6

Đáp án: A

Bài 5: Chỉ dùng duy nhất một hóa chất nào dưới đây có thể phân biệt được 4 lọ mất nhãn chứa các dung dịch: AlCl₃; ZnCl₂; FeCl₂ và NaCl.

A. Dung dịch NaOH.

B. Dung dịch Na₂CO₃

C. Dung dịch AgNO₃

D. Nước amoniac

Đáp án: D

Bài 6: Cho 7,1 gam hỗn hợp gồm một kim loại kiềm X và một kim loại kiềm thổ Y tác dụng với lượng dư dung dịch HCl loãng thu được 5,6 lít khí. Hai kim loại X, Y có thể là:

A. K và Ba    B. K và Ca.     C. Na và Mg.     D. Li và Be. 

Đáp án: C

Gọi nguyên tử khối trung bình của hai kim loại là A, tổng số mol là n, hoá trị trung bình là x ( 1 < x < 2)

Từ các phản ứng ta có: An = 7,1 và xn = 0,5

Vậy: 14,2 < A < 28,4

Chỉ có cặp Na và Mg thoả mãn

Bài 7: Hoà tan 46 gam một hỗn hợp Ba và hai kim loại kiềm A, B thuộc hai chu kì kế tiếp nhau vào nước thu được dung dịch C và 11,2 lít khí (đktc). Nếu thêm 0,18 mol Na₂SO₄ vào dung dịch C thì dung dịch sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết Ba. Nếu thêm 0,21 mol Na₂SO₄ vào dung dịch C thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na₂SO₄. A và B là:

A. Li và Na.    B. Na và K.    C. K và Rb.    D. Rb và Cs.

Đáp án: B

Gọi nguyên tử khối trung bình của hai kim loại là X, tổng số mol là a.

Số mol của Ba là b

Ta có : Xa + 137b = 46

Khi tác dụng với nước thu được khí: 0,5a + b = 0,5

Vì 0,18 < b < 0,21

Vậy : 0,58 < a < 0,64 và 17,23 < Xa < 21,34

Suy ra 26,92 < X < 36,79

Vậy hai kim loại là Na và K

Bài 8: Cho X mol hỗn hợp 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kì liên tiếp tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thì thu được a gam muối khan. Nếu cũng cho X mol hỗn hợp trên tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ thì thu được b gam muối khan. Giá trị của X là :

Đáp án: B

Bài 9: Hòa tan hoàn toàn 8,94 gam hỗn hợp gồm Na, K và Ba vào nước thu được dung dịch X và 2,688 lit khí H₂ (đktc) . Dung dịch Y gồm HCl và H₂SO₄ có tỉ lệ mol tương ứng: 4 : 1. Trung hòa dung dịch X bởi dung dịch Y, tổng khối lượng các muối được tạo ra là

A. 13,7      B. 12,78

C. 18,46      D. 14,62

Đáp án: C

Ta có: n_H2 = 0,12 mol

KL + H₂O → OH- (0,24) + 1/2 H₂ (0,12 mol)

Gọi n_H2SO₄ = x ⇒ n_HCl = 4x ⇒ n_H⁺ = 6x mol

n_H⁺ = n_OH^- = 0,24mol

6x = 0,24 ⇒ x = 0,04 mol ⇒ n_H2SO₄ = 0,04 mol ⇒ n_HCl = 4. 0,04 = 0,16 mol

⇒ m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc axit} = 8,94 + 0,04. 96 + 0,16. 35,5 = 18,46 gam.

Bài 10: Cho 2,22 gam hỗn hợp kim loại gồm K, Na và Ba vào nước được 500ml dung dịch X có pH = 13. Cô cạn dung dịch X được m gam chất rắn. m là:

A. 4,02      B. 3,42

C. 3,07      D. 3,05

Đáp án: C

Ta có pH = 13 ⇒ pOH = 14 – 13 = 1 ⇒ [OH-] = 0,1 M ⇒ n_OH- = 0,1. 0,5 = 0,05 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

Ta có: m_bazơ = m_{kim loại} + m_OH- = 2,22 + 0,05. 17 = 3,07 g

Bài 11: Các tính chất vật lí (nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng) của các kim loại trong nhóm IA biến đổi có quy luật, trong đó các kim loại nhóm IIA biến đổi không theo quy luật. Để giải thích hiện tượng này có thể dựa vào:

A. điện tích hạt nhân của các nguyên tử.

B. cấu trúc mạng tinh thể.

C. bán kính ion.

D. độ hoạt động hoá học.

Đáp án: B

Bài 12: Nhỏ từ từ dung dịch chứa a mol NaHCO₃ và a mol Na₂CO₃ vào dung dịch HCl thu được V lít khí (đktc). Khi cho dung dịch CaCl₂ dư vào dung dịch sau phản ứng thu được m gam kết tủa. Quan hệ giữa a với m, V là:

Đáp án: D

Nhỏ từ từ dung dịch NaHCO₃ và Na₂CO₃ vào dung dịch HCl, hai phản ứng xảy ra đồng thời:

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂

Bài 13: Cho các chất sau : Ca(OH)₂, KOH, CaCO₃, Ca(HCO₃)₂, KNO₃, Mg(OH)₂.

Số chất bị nhiệt phân có chất khí trong sản phẩm tạo thành là:

A.5.    B.4.    C. 3.    D. 2.

Đáp án: C

Bài 14: Để bảo quản các kim loại kiềm, có thể thực hiện cách nào sau đây ?

A. Để trong lọ thủy tinh có không khí nhưng đậy nắp kín.

B. Ngâm trong ancol nguyên chất.

C. Để trong lọ thủy tinh có chất hút ẩm và đặt trong bóng tối.

D. Ngâm trong dầu hỏa.

Đáp án: D

Bài 15: Một loại nước cứng tạm thời chứa ion Ca²⁺. Cô cạn 100 ml dung dịch nước cứng này thu được 156,8 ml CO₂ (đktc). Để loại bỏ tính cứng tạm thời của 1 lít nước cứng này cần dùng tối thiếu số ml dung dịch NaOH 0,1M là:

A 140 ml.    B. 700 ml.    C. 70 ml.    D. 1400 ml.

Đáp án: A

n_Ca(HCO3)2 = n_CO2 = 7.10-3 mol

V_NaOH = 70 ml