BÀI 24: NGUYÊN TỐ NHÓM IA

MỞ ĐẦU

• Các kim loại nhóm IA (nhóm kim loại kiềm) và hợp chất của chúng có nhiều ứng dụng như: sản xuất pin lithium, nước Javel, phân kali, tế bào quang điện, đồng hồ nguyên tử,…
• Vậy, đơn chất nhóm IA có đặc điểm gì nổi bật về tính chất vật lí và tính chất hóa học? Các hợp chất nhóm IA quan trọng như xút, soda được sản xuất trong công nghiệp như thế nào?

I. ĐƠN CHẤT NHÓM IA

• Một số đại lượng đặc trưng của các nguyên tố nhóm IA được trình bày trong Bảng 24.1. Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nhận xét về xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của nguyên tố nhóm IA.

2. Cho biết xu hướng biến đổi tính khử từ Li đến Cs, số oxi hóa đặc trưng của nguyên tử kim loại nhóm IA.

• Tại sao các nguyên tố kim loại nhóm IA không tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên?
• Một số thông số vật lí của kim loại nhóm IA được trình bày ở Bảng 24.2. Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nhận xét về xu hướng biến đổi nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các kim loại nhóm IA.

2. Dựa vào Bảng 24.2, hãy nhận xét về khối lượng riêng và độ cứng của các kim loại nhóm IA.

• Quan sát thí nghiệm lithium, sodium, potassium tác dụng với nước và thực hiện các yêu cầu sau:

1. So sánh mức độ phản ứng của Li, Na, K với nước.

2. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Nêu cách nhận biết môi trường của các dung dịch sau phản ứng.

• Quan sát thí nghiệm lithium, sodium, potassium tác dụng với chlorine và thực hiện yêu cầu viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
• Quan sát thí nghiệm lithium, sodium, potassium tác dụng với oxygen và thực hiện yêu cầu viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
• Khi cho kim loại nhóm IA (Li, Na, K) tác dụng với nước thì cần lấy mẩu kim loại nhỏ. Giải thích.
• Sodium được dùng để loại nước khỏi một số dung môi hữu cơ như ether. Giải thích.
• Tại sao có thể bảo quản Na, K bằng cách ngâm trong dầu hỏa?
• Có thể sử dụng các alcohol (ví dụ ethanol) để bảo quản kim loại nhóm IA không? Giải thích.

II. HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI NHÓM IA

• Quan sát thí nghiệm phân biệt các ion Li⁺, Na⁺, K⁺ bằng màu ngọn lửa qua video thí nghiệm và thực hiện yêu cầu nhận xét về màu ngọn lửa các ion kim loại trong thí nghiệm.
• Viết các quá trình oxi hóa, quá trình khử xảy ra ở mỗi điện cực và viết phương trình hóa học của quá trình điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
• Trong thực tiễn, NaHCO₃ được sử dụng làm bột nở trong chế biến thực phẩm và làm chất chữa cháy dạng bột. Giải thích cơ sở của các ứng dụng đó.
• Viết các phương trình hóa học để giải thích cơ sở các ứng dụng sau:

a) Viên sủi chứa NaHCO₃ và acid hữu cơ (viết gọn là HX) có khả năng tạo bọt khí khi hòa tan vào nước.

b) Trong kĩ thuật xử lí nước, NaHCO₃ được sử dụng để điều chỉnh pH khi nước dư acid (H⁺).

• Trong thực tiễn, sodium carbonate có một số ứng dụng:

1. Tách kim loại ion Mg²⁺ và Ca²⁺ ra khỏi nước (để làm mềm nước).

2. Tách kim loại ion Fe³⁺ ra khỏi nước ở dạng kết loại Fe(OH)₃ (để xử lí nước nhiễm phèn).

Viết phương trình hóa học để giải thích các ứng dụng trên.

• Trong quá trình Solvay, viết các phương trình hóa học của phản ứng:

- Nung vôi để cung cấp vôi sống và carbon dioxide.

- Tái chế ammonia từ vôi sống và dung dịch ammonium chloride.

• Quy trình Solvay đã giảm thiểu được tác động đến môi trường bằng cách quay vòng các sản phẩm trung gian (như CO₂ và NH₃) để tái sử dụng trong quy trình sản xuất. Từ sơ đồ quá trình Solvay, hãy làm sáng tỏ nhận định trên.