Giải SGK Hoá học 12 Cánh Diều Bài 25: Nguyên tố nhóm IIA có đáp án

- Tính chất vật lí đơn chất nhóm IIA: Kim loại nhóm IIA có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhóm IA, nhưng tương đối thấp so với nhiệt độ nóng chảy của các kim loại khác. Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ, có khối lượng riêng tương đối nhỏ.

- Tính chất hoá học đơn chất nhóm IIA: Kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, chỉ kém kim loại nhóm IA.

- Vai trò hợp chất nhóm IIA với đời sống, sản xuất và cơ thể con người: Các nguyên, vật liệu chứa calcium như đá vôi, vôi, nước vôi, thạch cao, quặng apatite, quặng fluorite … có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất:

Một số hợp chất của calcium còn có vai trò quan trọng đối với cơ thể con người như: calcium phosphate, hydroxylapatite tham gia cấu tạo của xương và răng.

1. Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA: Theo chiều từ trên xuống dưới (chiều tăng dần của điện tích hạt nhân) bán kính nguyên tử tăng dần.

2. Dự đoán xu hướng biến đổi tính khử từ Be đến Ba: tính khử tăng dần.

3. Dự đoán số oxi hoá đặc trưng của nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA trong hợp chất là +2. Do nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA có 2 electron ở lớp ngoài cùng, dễ nhường 2 electron này để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.

Kim loại nhóm IIA có thế điện cực chuẩn nhỏ nên dễ tách electron hoá trị ra khỏi nguyên tử, thể hiện tính khử mạnh. Do đó, trong tự nhiên, các nguyên tố nhóm IIA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.

1. Trong cùng một chu kì, kim loại nhóm IIA có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhóm IA.

2. Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ do các kim loại nhóm IIA đều có khối lượng riêng nhỏ hơn 5 g/cm³.

1. Đi từ Mg(OH)₂ đến Ba(OH)₂ độ tan trong nước của các hydroxide nhóm IIA tăng dần.

2. Dựa vào độ tan trong nước của các hydroxide dự đoán mức độ phản ứng với nước của kim loại nhóm IIA (từ Mg đến Ba) tăng dần.

Nhận xét:

+ Các muối nitrate đều dễ tan trong nước.

+ Các muối carbonate: MgCO₃, CaCO₃, SrCO₃, BaCO₃ đều không tan trong nước.

+ Muối MgSO₄ tan, muối CaSO₄ và SrSO₄ ít tan, muối BaSO₄ không tan trong nước.

Chú ý:

Độ tan của chất: S (g/100g H₂O ở nhiệt độ thường).

+ Chất dễ tan: S > 1,0.

+ Chất ít tan: 0,01 < S ≤ 1.

+ Chất không tan: S ≤ 0,01.

Ở ống nghiệm (2) kết tủa xuất hiện trước. Do độ tan của BaSO₄ là 0,0028 g/100 g nước còn độ tan của CaSO₄ là 0,2 g/100 g nước.

- Đánh số thứ tự từng lọ hoá chất theo thứ tự 1, 2, 3, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.

- Nhúng dây platinum vào ống nghiệm (1). Hơ nóng đầu dây trên ngọn lửa đèn khí.

- Rửa sạch dây platinum, tiến hành thí nghiệm tương tự với dung dịch ở ống nghiệm (2).

- Lặp lại quá trình ở ống nghiệm (3).

- Kết quả:

+ Nếu cho ngọn lửa màu đỏ cam → muối CaCl₂.

+ Nếu cho ngọn lửa màu đỏ son → muối SrCl₂.

+ Nếu cho ngọn lửa màu lục → BaCl₂.

1. Phương trình hoá học:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaCO₃ + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + CO₂ + H₂O

2. Để làm sạch cặn đá vôi (thành phần là CaCO₃) trong phích nước ta có thể dùng giấm ăn hoặc nước chanh để súc rửa. Do giấm ăn hoặc nước chanh có chứa acid có thể tác dụng với cặn đá vôi tạo thành muối tan dễ bị rửa trôi.

Dựa vào biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, dự đoán độ bền nhiệt của các muối tăng dần theo thứ tự: MgCO₃, CaCO₃, SrCO₃, BaCO₃.

Dựa vào biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, dự đoán độ bền nhiệt của các muối tăng dần theo thứ tự: Mg(NO₃)₂, Ca(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂, Ba(NO₃)₂.

Calcium là thành phần chính của xương và răng; ion calcium có trong muối phosphate phức tạp, hydroxyapatite, Ca₅(PO₄)₃OH. Ion Ca²⁺ trong cơ thể người có chức năng kích hoạt quá trình trao đổi chất, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của tim, đông máu, co cơ và truyền xung thần kinh.

a) Nước cứng tạm thời có chứa các ion 

.

Khi đun nóng nước có tính cứng tạm thời xảy ra các phản ứng sau:

b) Cặn đá vôi (CaCO₃) trong phích nước, ấm đun nước được giải thích bằng các phản ứng sau:

Nước cứng ảnh hưởng nhiều đến các hoạt động trong sản xuất và đời sống. Một số ví dụ về tác hại của nước cứng:

- Nồi hơi dễ bị đóng cặn gây tốn nhiên liệu và không an toàn.

- Đường ống dẫn nước dễ bị đóng cặn làm giảm lưu lượng nước hoặc tắc đường ống.

- Giặt bằng xà phòng sẽ tạo ra muối ít tan bám vào quần áo, xà phòng tạo ít bọt, tốn xà phòng, quần áo mau hỏng.

- Nấu ăn bằng nước cứng làm cho thực phẩm lâu chín, giảm mùi vị.

- Cách 1: không dùng hoá chất.

Đun sôi nước, ion Ca²⁺ và Mg²⁺ sẽ tách ra dưới dạng kết tủa:

Ca(HCO₃)₂ CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

Mg(HCO₃)₂MgCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

- Cách 2: dùng hoá chất:

Dùng lượng vừa đủ dung dịch Ca(OH)₂:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O

Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + MgCO₃↓ + 2H₂O

Ngoài ra có thể dùng dung dịch chứa ion hoặc

Đề xuất hai hoá chất là Na₂CO₃ và Na₃PO₄.

Giải thích bằng phương trình hoá học:

CaSO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + CaCO₃↓

MgSO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + MgCO₃↓

3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ → 6NaCl + Ca₃(PO₄)₂↓

3MgCl₂ + 2Na₃PO₄ → 6NaCl + Mg₃(PO₄)₂↓

Nước cứng ảnh hưởng nhiều đến các hoạt động trong sản xuất. Một số ví dụ về tác hại của nước cứng:

- Nồi hơi dễ bị đóng cặn gây tốn nhiên liệu và không an toàn.

- Đường ống dẫn nước dễ bị đóng cặn làm giảm lưu lượng nước hoặc tắc đường ống.

Một số hoá chất để làm mềnm nước cứng: dung dịch chứa ion hoặc ..