Giáo trình Chương 1: Cấu tạo nguyên tử – hệ thống tuần hoàn các nguyên tố

 người ta chia nước thiên nhiên thành 2 loại:
+ Nước mềm: Có ít ion Ca2+, Mg2+ hoà tan (tổng nồng độ 2 ion này < 0,002 mol/l).
+ Nước cứng: Có hoà tan nhiều ion Ca2+, Mg2+ (tổng nồng độ 2 ion này > 0,002 mol/l).
- Độ cứng của nước gồm 2 loại:
+ Độ cứng tạm thời: Do muối cacbonat axit của canxi và magie gây ra, khi đun sôi nước, các muối này bị phân huỷ tạo ra muối, cacbonat kết tủa:
+ Độ cứng vĩnh cửu: gây ra do muối clorua, sunfat của Ca2+ và Mg2+. Khi đun sôi, độ vĩnh cửu không bị mất.
+ Độ cứng toàn phần: là tổng của hai độ cứng trên.
2. Tác hại của nước cứng.
- Đóng cặn vào thành nồi hơi làm giảm độ dẫn nhiệt nên làm tốn nhiên liệu và có thể gây ra nổ nồi hơi.
- Giặt xà phòng trong nước cứng sẽ khó sạch, tốn xà phòng vì xà phòng biến thành muối của Ca2+, Mg2+ ít tan, vón cục trên vải. 
Ví dụ:
3. Cách làm mềm nước.
a) Khử độ cứng tạm thời :
- Đun sôi nước.
- Dùng các phương pháp vôi, xút và xôđa.
+ Phương pháp vôi:
+ Phương pháp xút:
+ Phương pháp xôđa:
b) Khử độ cứng toàn phần:
- Dùng phản ứng trao đổi (với Na2CO3 hay Na3PO4) đã kết tủa Ca2+ và Mg2+:
- Dùng nhựa trao đổi ion (gọi là các ionit): cho nước chảy qua cột chứa nhựa trao đổi ion, các ion Ca2+, Mg2+ sẽ bị giữ lại trên cột.
 C. NHÔM
I. Cấu tạo nguyên tử
- Nguyên tử Al có 3 electron hoá trị ở lớp ngoài cùng (cấu hình e : 1s2 2s2 2p6 3s2 31).
- Bán kính nguyên tử tương đối lớn.
- Điện tích hạt nhân Z tương đối nhỏ.
Vì thế Al có tính khử mạnh (kém Mg), dễ nhường 3e hoá trị:
II. Tính chất vật lý
- Al là kim loại nhẹ (d = 2,7 g.cm3), trắng như bạc, nhiệt độ nóng chảy là 6000C.
- Al rất dẻo, dễ kéo dài, dát mỏng.
- Al dẫn nhiệt, dẫn điện rất tốt. Tạo hợp kim với nhiều kim loại khác.
III. Tính chất hoá học
1. Phản ứng với oxi
- Ở nhiệt độ thường: do lớp oxit mỏng bảo vệ nên Al không phản ứng với oxi. Nếu làm cho lớp Al2O3 tạo thành này không bám vào bề mặt nhôm thì nhôm sẽ phản ứng mạnh với oxi.
Ví dụ, sau khi nhúng Al vào thuỷ ngân để tạo thành hỗn hống trên bề mặt Al, khi để ra không khí sẽ xảy ra hiện tượng "Al mọc lông tơ".
Ở dạng bột, khi đun nóng, Al cháy mạnh toả nhiều nhiệt.
2. Phản ứng với các phi kim
- Với Cl2, Br2 : Al phản ứng ngay ở nhiệt độ thường, tạo thành AlCl3, AlBr3.
- Khi đun nóng, Al phản ứng với I2, S. ở nhiệt độ cao, Al phản ứng được với N2, C.
3. Phản ứng với H2O
- Ở nhiệt độ thường, Al không phản ứng với H2O vì có lớp oxit bền vững bảo vệ. Nếu đánh bỏ lớp oxit đi, Al phản ứng với H2O ở nhiệt độ thường.
Phản ứng trên nhanh chóng dừng lại vì Al(OH)3 ¯ bảo vệ không cho Al tiếp xúc với H2O.
4. Phản ứng với axit thường
Với dd HCl và H2SO4(l), phản ứng dễ dàng (Al đứng trước H):
5. Phản ứng với axit oxi hoá
- Với HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội : Al bị thụ động hoá.
- Trong các trường hợp khác (axit loãng, axit đặc, nóng) phản ứng xảy ra dễ dàng:
Ví dụ:
6. Phản ứng với dd kiềm.
Phản ứng mạnh vì Al(OH)3 ¯ lưỡng tính, tan được trong kiềm.
7. Phản ứng đẩy kim loại yếu hơn khỏi hợp chất.
- Với dd muối:
- Phản ứng nhiệt nhôm: Đẩy mạnh kim loại yếu khỏi oxit khi nung nóng.
Phản ứng nhiệt nhôm được dùng để điều chế Mn, Cr, V, W và các hợp kim của sắt.
IV. Hợp chất của Al
1. Nhôm oxit Al2O3
- Màu trắng, rất bền với nhiệt, khó nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy > 2000oC)
- Không tác dụng với nước, không tan trong nước.
- Al2O3 là oxit lưỡng tính, tác dụng với dd axit mạnh và dd kiềm. Dễ phản ứng với kiềm nóng chảy.
2. Nhôm hiđroxit Al(OH)3
- Al(OH)3  là chất kết tủa dạng keo, ít tan trong nước.
- Là hiđroxit lưỡng tính, dễ tan trong axit và trong dd kiềm, đặc biệt không tan vào dd NH4OH loãng.
- Al(OH)3 nung nóng bị mất nước.
- Điều chế Al(OH)3 bằng phản ứng trao đổi với dd NH4OH:
3. Muối nhôm
- Các muối nitrat, sunfat, halogenua của nhôm đều tan nhiều trong nước.
- Một loại muối Al phổ biến là phèn chua. Đó là muối kép Al - K có công thức: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, phèn chua được dùng để làm trong nước, dùng trong kỹ nghệ thuộc da và giấy.
- Muối aluminat: Có ion , chỉ bền trong dd kiềm (ví dụ NaAlO2). Trong môi trường axit yếu tạo thành Al(OH)3 kết tủa. Ví dụ:
V. Điều chế Al
Trong công nghiệp, sản xuất nhôm chủ yếu bằng phương pháp điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6 để làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3.
Khi nóng chảy:
Điện phân ở 950oC, điện thế 4 - 5 von.
Các điện cực làm bằng than graphit, do đó anôt bị ăn mòn bởi phản ứng.
Vì vậy, khi điện phân phải thường xuyên bổ sung than ở anôt. Al2O3 lấy từ quặng boxit.
VI. Nhận biết ion Al3+
Nhận biết ion Al3+ bằng phản ứng tạo kết tủa keo Al(OH)3 tan trong kiềm dư nhưng không tan trong NH4OH.
VII. Trạng thái tự nhiên của nhôm
    Nhôm thường gặp dưới dạng : boxit (Al2O3.nH2O), cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O),
BÀI TẬP
1. Các nguyên tử, ion kim loại có cấu e nào tương ứng:
A.Li 	1.[Xe]6s1 
B.Na+ 	2.1s22s22p6
C.Rb	3.[Ne]3s23p6
D.Cs	4. 1s22s22p2
E.K+	5.[Kr]5s1
 2: Chọn đúng (Đ) với khẳng định đúng, sai (S) với khẳng định sai:
A.Kim loại kiềm có T0nc, T0s thấp hơn các kim loại khác 	Đ – S
B.Kim loại kiềm có T0nc giảm dần khi đi từ đầu nhóm tíi cuối nhóm 	 Đ – S
C.Kim loại kiềm có khối lượng riêng nhỏ là do lực liên kết kim loại kém bền vững
 Đ – S
D. Kim loại kiềm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối 	 Đ – S
3: Khẳng định nào là sai trong các khẳng định sau: 
A.Độ âm điện của chúng tăng dần khi đi từ đầu nhóm tíi cuối nhóm 
B. Khối lượng riêng giảm dần khi đi từ đầu nhóm tíi cuối nhóm.
C. Các kim loại kiềm chỉ tồn tại trong tự nhiên dưới dạng các hợp chất do dễ bị OXH
D. Độ cứng của chúng nhỏ và tăng dần khi đi từ trên xuống.
 4: Khi bảo quản kim loại kiềm Na người ta thường ngâm Na trong dầu hỏa vỡ:
Bảo vệ Na khỏi bị oxi hóa bởi O2 có trong không khí tạo ra natrioxit
Na khử nước dễ dàng giải phóng H2.
Na dễ bị bay hơi.
Do nguyên nhân khác.
5: Có thể điều chế kim loại Na bằng cách nào ?
Điện phân dd NaCl bão Hòa
Điện phân dd NaOH.
Điện phân nóng chảy NaOH rắn.
Điện phân NaCl rắn.
 6: Khi điều chế kim loại kiềm Na người ta dùng hỗn hợp NaCl, CaCl2 theo tỉ lệ 2:3 với mục đích:
A. Tăng độ điện li của hỗn hợp nóng chảy
B. Tăng nhiệt độ sôi.
C. Hạ nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp.	
D. Sản phẩm tách ra dễ dàng.
 7: Kim loại Na cháy trong môi trường O2 khô theo phương tình phản ứng:
A. 4 Na + O2 2Na2Or 	 
B. 2Na + 3O2 2NaO3
C. 2Na + O2 Na2O2
D. Na + O2 NaO2 
 8: Trong quá tình điện phân dd NaCl có màng ngăn, quá tình nào xảy ra ở anot là :
A. Sự khử ion Cl- 	B. Sự OXH H2O 
C. Sự khử Na+ 	D. Sự OXH Cl- 
 9: Khi điện phân dd NaCl không màng ngăn sản phẩm thu được :
H2, CL2, NaOH	B. H2 , NaOH
C. H2, NaClO, Cl2	D. H2, NaClO
 10 :Hòa tan hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiềm A,B kế tiếp nhau trong phân nhúm(MA< MB). Lấy 0.425 g hỗn hợp X Hòa tan hoàn toàn vào H2O thu được 0.168 l H2(đktc) .Tỉ lệ về số mol của A,B là :A:B
2 : 1	C. 1: 2	
2: 3	 D. 1: 3
 11: Ghép đôi các thành phần ở cột A,B:
A
B
Li+
Khi đốt cho ngọn lửa màu vàng
K+
Khi đốt cho ngọn lửa tím hoa cà
Rb+
Khi đôt cho ngọn lửa màu đỏ máu
Cs+
Khi đốt cho ngọn lửa màu xanh nõn chuối
Khi đốt cho ngọn lửa da cam
 12: Sục khí X vào dd Y ta thu được dung dich muối Z có tính lưỡng tính, khi đun nóng Z cũng như khi sục khí X cho đến dư ta thu được dd T chỉ có tính bazơ. Biết dd Y đốt nóng ở nhiệt độ cao( Pt) có màu tím hoa cà. Khí X chứa C. X,Y,Z,T là những chất nào sau đây :
CO2, NaOH, NaHCO3, Na2CO3.
CO2, Na2CO3, NaHCO3, NaOH.
KOH, K2CO3, KHCO3, CO2.
CO2, KOH,KHCO3, K2CO3.
 13: Trong đêi sống, muối hiđrocacbonat có nhiều ứng dụng trong thực tế,một trong những ứng dụng đó là chế tạo nước giải khát, muối hiđrocacbonat đó là :
NaHCO3	B. KHCO3
C. Ba(HCO3)2	D. Mg(HCO3)2
 14: Khi điện phân NaCl nóng chảy dd NaCl quá tình xảy ra ở các điện cực:
Các quá tình xảy ra ở các điện cực hoàn toàn khác nhau.
Có quá tình xảy ra ở anot giống nhau.
Có quá tình xảy ra ở catot giống nhau.
Có quá tình xảy ra ở anot khác nhau.
 15: Ghép đôi các thành phần ở cột A,B:
A
B
 pH =7 
Dd NaCl
 pH > 7
Dd Na2CO3
 pH<7 
Dd HCl
Dd Na2SO3
 16: Khẳng định nào là sai trong các khẳng định sau về 2 muối NaHCO3,Na2CO3 :
Hai muối đều phân li hoàn toàn trong nước thành các ion.
NaHCO3 bị phân hủy bởi nhiệt cũn Na2CO3 thỡ không.
Tính bazơ của Dd NaHCO3 mạnh hơn dd Na2CO3.
Dd 2 muối có tính bazơ như nhau vỡ đều cùng phản ứng được với dd axit.
 17: Nhiệt phân hỗn hợp K2CO3 và KHCO3 cho đến khi khối lượng không đổi thấy khối lượng chất rắn giảm đi 15.5 g. Số mol KHCO3 trong hỗn hợp ban đầu :
0.5 mol	C. 0.05 mol	
0.25 mol	D. 0.15 mol
 18: Những chất nào sau đây có thể gặp trong tự nhiên:
Al2O3	C. CaO	
Na	D. Ag, Al2O3
 19: Hiện tượng nào xảy ra khi cho dd Na2CO3 Tác dụng với dd FeCl3 :
Hiện tượng sủi bọt khí
Xuất hiện kết tủa đỏ nâu đồng thời thấy dd sủi bọt
Không có hiện tượng gì
Có kết tủa trắng
 20: Cho 4.5 g hỗn hợp kim loại Rubidi và 1 kim loại kiềm vào nước thấy thóat ra 2,24 h H2. Hỏi kim loại kiềm A và thành phần phần trăm khối lượng của A:
Li, 24.34 %	B. Na, 20.3%
C. K, 40.5%	D. Cs, 50.3%
 21: Hai bình KOH và KCl được đặt lên các đĩa cân, cân thăng bằng, sau một thời gian hỏi kim đồng hồ lệch về phía nào?
Trái	B. Phải
C. Không bị lệch 
 22: Ứng dụng nào là của kim loại kiềm: 
Dùng để chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao
Dùng đê điều chế một số kim loại hiếm bằng phương phỏp nhiệt kim loại 
Dùng để làm xỳc Tác trong nhiều phản ứng hũư cơ và chế tạo chất chống nổ cho etxang
Dùng chế tạo những hợp kim cứng, đàn hồi, không bị ăn mũn
Dùng để chế tạo mỏy bay, tên lửa, ụ tụ
1. A, B, C	4. A, C, E
2. B, D	5. C, D
3. Tất cả
 23: Nguyên tố nào trong các nguyên tố sau chỉ luôn nhường 2 e trong phản ứng hóa học: 
K	B. Be	
C. Fe	D. Mg
 24: Chọn đúng (Đ) đối với khẳng định đúng, sai (S) đối với khẳng định sai:
Các nguyên tử của nguyên tố phân nhóm chính nhóm 2 có bán kính tăng dần	Đ - S
Các kim loại kiềm thổ có cấu trúc mạng tinh thế như nhau. 	 Đ - S
Các kim loại kiềm thổ có độ cứng lớn hơn các kim loại kiềm 	Đ - S
Các kim loại kiểm thổ là các kim loại mạnh nhất trong bảng tuần hoàn Đ - S