Bài giảng Bài: Kim loại kiềm và hợp chất của kim loại kiềm

ược lấy từ sông, suối, hồ và nước ngầm.
Nước thiên nhiên thường chứa nhiều muối của các kim loại như canxi, magie, sắt, ...
Nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước cứng.
Nước chứa ít ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước mềm.
Người ta phân biệt nước cứng có tính cứng tạm thời, vĩnh cửu và toàn phần.
a) Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2. Gọi là tính cứng tạm thời vì chỉ cần đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân huỷ tạo ra kết tủa CaCO3 và MgCO3 nên sẽ làm mất tính cứng gây ra bởi các muối này.
b) Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi các muối sunfat, clorua của canxi và magie. Khi đun sôi, các muối này không bị phân huỷ nên không tạo kết tủa, do đó không làm mất tính cứng này. 
c) Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.
II. Tác hại của nước cứng
Nước cứng gây nhiều tác hại trong đời sống cũng như trong sản xuất.
Đun nước cứng lâu ngày trong nồi hơi, nồi sẽ bị phủ một lớp cặn. Lớp cặn dày 1 mm làm tốn thêm 5% nhiên liệu, thậm chí có thể gây nổ.
Các ống dẫn nước cứng lâu ngày bị đóng cặn, làm giảm lưu lượng của nước.
Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phòng không ra bọt, tốn xà phòng và làm quần áo chóng hư hỏng do những kết tủa khó tan bám vào quần áo.
Pha trà bằng nước cứng sẽ làm giảm hương vị của trà. Nấu ăn bằng nước cứng sẽ làm cho thực phẩm lâu chín và giảm hương vị.
III. Cách làm mềm nước cứng
Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.
1. Phương pháp kết tủa
- Đun sôi nước, có phản ứng phân huỷ Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 tạo ra muối cacbonat không tan.
Để lắng nước, gạn bỏ kết tủa được nước mềm.
- Dùng Ca(OH)2 với một lượng vừa đủ để trung hoà muối axit, tạo ra kết tủa làm mất tính cứng tạm thời.
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 đ 2CaCO3 ¯ + 2H2O
- Dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4) để làm mất tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.
Thí dụ: 
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 đ CaCO3¯ + 2NaHCO3
CaSO4 + Na2CO3 đ CaCO3¯ + Na2SO4
Trên thực tế, người ta dùng đồng thời một số hoá chất, thí dụ Ca(OH)2 và Na2CO3.
2. Phương pháp trao đổi ion 
Phương pháp này dựa trên khả năng có thể trao đổi ion của một số chất cao phân tử thiên nhiên và nhân tạo. Thí dụ: cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion là các hạt zeolit (là một loại natri silicat thiên nhiên hay nhân tạo), một số ion Na+ của zeolit rời khỏi mạng tinh thể, đi vào trong nước nhường chỗ lại cho các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước cứng. Kết quả là phần lớn các ion Ca2+ và Mg2+ bị giữ lại trong mạng tinh thể silicat.
Ngày nay, phương pháp trao đổi ion được dùng rộng rãi để làm mềm nước cứng.
IV. Nhận biết ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch
Nếu trong dung dịch chỉ có cation Ca2+ hoặc Mg2+ (không kể các anion) thì để chứng minh sự có mặt của 
Ca2+ hoặc Mg2+, ta dùng dung dịch muối chứa CO32- sẽ tạo ra kết tủa CaCO3 hoặc MgCO3. Sục khí CO2 dư vào dung dịch, nếu kết tủa tan chứng tỏ sự có mặt của Ca2+ hoặc Mg2+ trong dung dịch ban đầu.
(tan)
(tan)
* Hoạt động 1:
I. Khái niệm về nước cứng
- HS đọc SGK.
- Học sinh thảo luận tổ nhóm.
GV dẫn dắt học sinh nêu ra các câu hỏi để nhóm bạn trả lời.
+ Nước cứng là gì? Nước mềm là gì?
+ Nước có tính cứng tạm thời là gì?
+ Vì sao lại gọi là nước có tính cứng tạm thời?
+ Nước có tính cứng vĩnh cửu là gì?
+ Vì sao lại gọi là nước có tính cứng vĩnh cửu?
+ Tính cứng toàn phần là gì?
* Hoạt động 2:
II. Tác hại của nước cứng
- HS đọc SGK.
- HS làm thí nghiệm kiểm chứng:
+ ống nghiệm 1: đựng dung dịch Ca(HCO3)2.
+ ống nghiệm 2: đựng H2O cất.
Rót dung dịch nước xà phòng vào 2 ống nghiệm. Quan sát hiện tượng và rút ra kết luận. 
- GV diễn giảng thêm và giới thiệu một số thí dụ cụ thể, cho HS xem một số tranh ảnh
* Hoạt động 3:
III. Cách làm mềm nước cứng
HS đọc SGK
GV nêu câu hỏi:
+ Hãy nêu nguyên tắc làm mềm nước cứng.
+ Phương pháp làm mềm nước cứng là gì?
Phương pháp làm mềm nước cứng là chuyển các cation Ca2+, Mg2+ tự do trong nước cứng vào hợp chất không tan (phương pháp kết tủa) hoặc thay thế các cation Ca2+, Mg2+ tự do này bằng những cation khác (phương pháp trao đổi ion).
1. Phương pháp kết tủa
HS đọc SGK
Học sinh thảo luận tổ nhóm.
GV dẫn dắt học sinh nêu ra các câu hỏi để nhóm bạn trả lời.
Thông tin cho giáo viên
Độ tan trong nước
(mol/100g H2O )
MgCO3
1,3.10-4
Mg(OH)2
0,2.10-4
Do đó: nếu nước do Mg(HCO3)2 gây nên độ cứng, dùng Ca(OH)2 với lượng đủ để làm mềm nước: 
Ca(OH)2+ Mg(HCO3)2 đ Mg(OH)2¯ + Ca(HCO3)2
HS làm thí nghiệm:
- dung dịch Ca(HCO3)2 + dung dịch Na2CO3
- dung dịch CaSO4 + dung dịch Na2CO3
- dung dịch Mg(HCO3)2 + dung dịch Na2CO3
- dung dịch Ca(HCO3)2 + dung dịch Ca(OH)2
2. Phương pháp trao đổi ion
- HS đọc SGK
- GV giới thiệu thêm cho học sinh biết: hiện nay phương pháp trao đổi ion không chỉ dùng để làm mềm nước mà còn để lọc nước (thí dụ: nước bị phèn có nhiều ion Fe3+). Nhiều nhà dân ở các thành phố khi sử dụng nước giếng khoan (nước ngầm tự nhiên - chưa được sử lí ở nhà máy nước) đã dùng nhựa trao đổi ion để lọc nước trước khi sử dụng. Hoặc chuyển nước biển - mặn thành nước ngọt.
* Hoạt động 4:
IV. Nhận biết ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch
HS đọc SGK 
GV bổ sung: 
+ các muối MCO3, M3(PO4)2 (M là Ca2+, Ba2+ hoặc Mg2+), đều là chất rắn màu trắng, không tan trong nước, tan trong môi trường axit (H+) do đó để nhận biết sự có mặt của Ca2+ hoặc Mg2+, ta dùng dung dịch muối chứa CO32- hoặc PO43- đều được.
- HS làm thí nghiệm: 
• dung dịch CaCl2 + dung dịch Na2CO3 
• dung dịch CaCl2 + dung dịch Na3PO4
• dung dịch MgSO4 + dung dịch Na2CO3
• dung dịch MgSO4 + dung dịch Na3PO4
• dung dịch Ba(NO3)2 + dung dịch Na2CO3
• dung dịch Ba(NO3)2 + dung dịch Na3PO4
* Hoạt động 5: Luyện tập và củng cố
 Bài 1, 3, 4, 5 - SGK.
Bài tập này SGK không cho thông số [Ca2+], [Mg2+] bằng bao nhiêu là nước mềm, bằng bao nhiêu là nước cứng thì GV và HS không thể trả lời được.
2. Trong một cốc nước có chứa 0,01 mol Na+, 0,02 mol Ca2+, 0,01 mol Mg2+, 0,05 mol HCO3-, 0,02 mol Cl–. Nước trong cốc thuộc loại nào?
A. Nước cứng có tính cứng tạm thời.	
B. Nước cứng có tính cứng vĩnh cửu.
C. Nước cứng có tính cứng toàn phần.	
D. Nước mềm.
Bài . NƯớC CứNG 
(Giáo án 2)
I. Mục tiêu
Theo chuẩn kiến thức và kỹ năng
II. Chuẩn bị
- Các dung dịch: Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, Ca(OH)2, Na2CO3, CaCl2, xà phòng, nước cất.
- Các TN: 
+ TN1: Xà phòng t/x với nước cứng và nước cất.
+ TN2: Đun sôi dd Ca(HCO3)2 rồi thử bằng dd xà phòng.
+ TN3: Dùng Ca(OH)2 làm mềm nước cứng tạm thời, thử bằng dung dịch xà phòng.
+ TN4: Dùng Na2CO3 làm mềm nước cứng vĩnh cửu, thử bằng xà phòng.
III. Các hoạt động trên lớp
TG
Nội dung
HĐ của GV
HĐ của HS
HĐ1
I. Nước cứng và phân loại nước cứng
- Nước cứng: Là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+.
- Nước cứng tạm thời: Là nước cứng có chứa anion HCO3-.
- Nước cứng vĩnh cửu: Là nước cứng có chứa anion Cl-, SO42-.
- Hiện tượng đóng cặn nồi nước, xà phòng ít bọt, vì sao?
- Thế nào là nước cứng? Có mấy loại nước cứng?
- Nghiên cứu SGK
- Trả lời theo yêu cầu của GV.
HĐ2
II. Tác hại của nước cứng
- Làm giảm tác dụng tẩy rửa của xà phòng, làm vải sợi chóng hỏng.
- Gây tác hại cho các ngành sản xuất.
- Làm giảm mùi vị thức ăn.
* Yêu cầu các nhóm HS làm TN1: Cho 1 ít xà phòng vào ống nghiệm chứa dung dịch Ca(HCO3)2 và vào ống nghiệm chứa nước cất.
- Nhận xét?
- Tác hại của nước cứng?
*HĐ nhóm:
- Làm các TN
- Nhận xét: ở ÔN chứa Ca(HCO3)2 có ít bọt hơn.
ị Nước cứng làm mất tác dụng tẩy rửa của xà phòng.
- Nghiên cứu SGK.
ị các tác hại khác.
HĐ3
III. Các biện pháp làm mềm nước cứng
Nguyên tắc: Làm giảm nồng độ của Ca2+, Mg2+
Phương pháp: Phương pháp kết tủa và phương pháp trao đổi ion.
1. Phương pháp kết tủa
 a) Đ/V nước có tính cứng tạm thời:
- Đun sôi nước.
- Dùng dung dịch Ca(OH)2 hay Na2CO3.
 b) Đ/V nước có tính cứng vĩnh cửu:
- Dùng dung dịch Na2CO3 hay Na3PO4.
* Yêu cầu các nhóm tiến hành TN2 , 3 và 4:
- TN2: 
 + Cho dung dịch Ca(HCO3)2 vào 2 ống nghiệm 1 và 2.
 + Đun sôi ống nghiệm 1.
 + Thêm một lượng nhỏ xà phòng vào cả 2 ống nghiệm, lắc.
- TN3:
 + Cho dung dịch Ca(HCO3)2 vào 2 ống nghiệm 1 và 2.
+ Thêm Ca(OH)2 vào ống nghiệm 1
+ Thêm xà phòng vào 2 ống nghiệm, lắc.
- TN4:
 + 2 ống nghiệm chứa dd CaCl2.
 + Thêm Na2CO3 vào ống nghiệm 1.
 + Thêm xà phòng vào 2 ống nghiệm, lắc.
* Nhận xét hiện tượng mỗi TN.
* Kết luận về PP làm mềm nước cứng.
* Các nhóm làm TN
*Nhận xét:
- TN2: Bọt xà phòng ở (1) nhiều hơn (2)
ị Đun sôi làm giảm tính cứng tạm thời.
- TN3: Bọt xà phòng ở (1) nhiều hơn (2)
ị Dùng Ca(OH)2 làm mềm nước cứng tạm thời.
- TN4: Bọt xà phòng ở (1) nhiều hơn (2)
ị Na2CO3 làm mềm nước cứng vĩnh cửu.
* Viết các PTHH dạng phân tử và ion rút gọn.
HĐ4
2. Phương pháp trao đổi ion:
Xem SGK
Bài . NHÔM Và HợP CHấT CủA NHÔM
I. Đồ DùNG DạY HọC
(Tùy theo điều kiện của trường và của mỗi giáo viên)
1. Hóa chất 
+ chất rắn: bột Al, vụn Al, Al2O3, phèn chua
+ dung dịch: HCl, HNO3 loãng, HNO3 đặc, H2SO4 đặc, Al3+, NH3, NaOH.
+ lọ đựng đầy khí Cl2 hoặc O2 đã đậy nắp.
2. Dụng cụ thí nghiệm 
ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, giá ống nghiệm, đèn cồn... 
3. Tranh ảnh (hoặc dùng trình chiếu Power Point): saphia, ruby, boxit, đất sét, mica, criolit, sơ đồ thùng điện phân Al2O3 nóng chảy.
4. Nếu không có điều kiện làm thí nghiệm Al tác dụng với Cl2, O2 có thể cho học sinh xem các đoạn phim về những thí nghiệm này.
II. PHƯƠNG PHáP DạY HọC 
(Tùy theo điều kiện cụ thể của GV và trình độ của HS)
• Nêu vấn đề - đàm thoại.
• Học sinh thảo luận tổ nhóm.
• Học sinh thuyết trình (lớp khá, giỏi).
III. THIếT Kế CáC HOạT ĐộNG
Nội dung
Các hoạt động
A. NHÔM
I. Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
- Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn.
- Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1; viết gọn là (Ne)3s23p1.
- Nhôm dễ nhường cả 3 electron hoá trị nên có số oxi hoá +3 trong các hợp chất.
II. Tính chất vật lí
- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660oC, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng. Có thể dát được những lá nhôm mỏng 0,01 mm