Lý thuyết hóa học 12 ôn thi THPT QG chuyên đề Kim loại

Kim loại là một trong những chuyên đề quan trọng nhất của chương trình Hóa học 12. Phần tóm tắt lý thuyết hóa học 12 dưới đây sẽ khái quát toàn bộ kiến thức căn bản nhất về kim loại. Đặc biệt những nội dung chắc chắn xuất hiện trong đề thi THPT Quốc gia

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 1: KIM LOẠI KIỀM

Kim loại là chương quan trọng, chiếm gần 1/3 số câu hỏi trong đề thi thpt quốc gia môn Hóa

Vị trí: Nhóm IA = Li, Na, K, Rb, Cs, Fr (phóng xạ)

Cấu hình electron: ns¹

Tính chất vật lí: t^o sôi, t^o nóng chảy, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp. Nguyên nhân: cấu tạo tinh thể lập phương tâm khối (rỗng) + liên kết kim loại yếu

Tính chất hóa học

Tính khử rất mạnh: M -> M⁺ (số oxi hóa +1) + 1 e;  Tính khử tăng dần từ Li -> Cs

Tác dụng với phi kim: Phản ứng xảy ra dễ dàng

Tác dụng với axit: Mãnh liệt + nổ: M + HCl -> NaCl + ½ H₂

Tác dụng với nước: Mãnh liệt + nổ: M + H₂O -> MOH + ½ H₂

Chú ý: Do kim loại kiềm dễ phản ứng với oxi, nước -> ngâm trong dầu hỏa để bảo quản.

Trạng thái tự nhiên: Dạng hợp chất nước biển, đất …

Điều chế: Điện phân nóng chảy muối halogen (hoặc hidroxit)

         2 MX 2 M + X₂

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 2: HỢP CHẤT KIM LOẠI KIỀM (NaOH, Na₂CO₃, NaHCO₃)

NATRIHIDROXIT: NaOH

Tính chất: Phân li hoàn toàn -> môi trường bazơ (pH>7)

Tính chất của bazơ (mạnh)

+ Tác dụng được oxit axit: CO₂, SO₂

CO₂ + NaOH -> NaHCO₃ hoặc CO₂ + 2NaOH -> Na₂CO₃ + H₂O

+ Tác dụng với axit: HCl, H₂SO₄, HNO₃,…

HCl + NaOH -> NaCl + H₂O

+ Tác dụng với muối: (phản ứng phải sinh ra kết tủa)

CuCl₂ + 2NaOH -> Cu(OH)₂ ¯ + 2NaCl

NATRIHIDROCACBONAT (NaHCO₃)

Kém bền với nhiệt: 2NaHCO₃-> Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Tính lưỡng tính

NaHCO₃ + HCl→NaCl + CO₂ + H₂O

NaHCO₃ + NaOH→Na₂CO₃ + H₂O

NATRICACBONAT (Na₂CO₃)

Bền với nhiệt

Tính chất của muối (+ axit, muối, bazơ/ sau phản ứng phải có khí bay lên hoặc kết tủa

Na₂CO₃ + HCl -> NaCl + CO₂ ↑ + H₂O

Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ -> BaCO₃ ↓ + 2NaOH

Na₂CO₃ + CaCl₂ -> CaCO₃ ↓ + 2NaCl

Trong dd cho môi trường kiềm (pH>7)

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 3: KIM LOẠI KIỀM THỔ

Vị trí: IIA = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (phóng xạ)

Cấu hình electron: …ns²

Tính chất vật lí: t^o sôi, t^o nóng chảy, khối lượng riêng thấp (cao hơn KLK) biến đổi không theo quy luật. Nguyên nhân: Cấu tạo mạng tinh thể khác nhau: Be,Mg (lục phương); Ca, Sr, Ba (lập phương tâm diện)

Tính chất hóa học

Tính khử mạnh:      M -> M²⁺(số oxi hóa +2) + 2^e

Tính khử tăng dần từ Be -> Ba

Tác dụng với phi kim (Cl₂, O₂, S)

Tác dụng với axit 

axit HCl, H₂SO₄ loãng -> muối + H₂

Mg + 2HCl -> MgCl₂ + H₂

axit H₂SO₄ đặc, HNO₃ -> muối + sản phẩm khử + H₂O

KL kiềm thổ có khả năng khử S⁺⁶ (SO₄^2-) xuống S^-2 (H₂S), S^o và N⁺⁵ (NO₃^-) xuống N^-3 (NH₄NO₃)...

4Mg + 10HNO₃ -> 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

4Mg + 5H₂SO₄ -> 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

Tác dụng với nước: - t^o thường: Be không phản ứng, Mg p/ư chậm

Kim loại còn lại phản ứng mạnh: M + 2H₂O -> M(OH)₂ + H₂

ĐIỀU CHẾ:  Điện phân nóng chảy muối halogen:  MX₂ M + X₂

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 4: HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI

CANXI HIDROXIT

Ca(OH)₂ rắn = vôi tôi, ddịch tan trong nước gọi là nước vôi trong

Ca(OH)₂ có tính chất một bazơ (quỳ tím hóa xanh, tác dụng axit, oxit axit, dd muối)

Ca(OH)₂ + CO₂ -> CaCO₃ + H₂O (nhận biết khí CO₂)

Ứng dụng: Sản xuất NH₃, clorua vôi (CaOCl₂), vật liệu xây dựng

Canxi (Ca) là kim loại kiềm thổ quan trọng

lý thuyết hóa học 12 CANXI CABONAT

Bị phân hủy ở 1000^oC: CaCO₃ -> CaO (vôi sống) + CO₂ (pứ xảy ra trong quá trình nung vôi)

CaCO₃ tan được trong nước khi có mặt CO₂: CaCO₃ + CO₂ + H₂O à Ca(HCO₃)₂ (chỉ tồn tại trong dung dịch)

Khi t^o, giảm P_CO2 thì Ca(HCO₃)₂ bị phân hủy -> giải thích hiện tượng thạch nhũ, cặn trong ấm

Trong tự nhiên CaCO₃ có: đá vôi, đá hoa, đá phấn, vỏ các loài ốc, sò,...

Ứng dụng: nhiều trong xây dựng, sản xuất ximăng

lý thuyết hóa học 12 CANXI SUNFAT

Canxi sunfat = thạch cao

Thạch cao sống (160 độ) -> thạch cao nung (355 độ) -> thạch cao khan

 CaSO₄.2H₂O            CaSO₄.H₂O                            CaSO₄   

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 5: NƯỚC CỨNG

KHÁI NIỆM: Chứa nhiều ion Ca²⁺, Mg²⁺
PHÂN LOẠI (3 loại)

Loại 1: Tạm thời: Chứa anion HCO₃^- -> chứa 2 muối Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂

Tạm thời vì: đun sôi muối phân hủy làm mất độ cứng của nước

Loại 2:  Vĩnh cửu: Chứa anion: Cl^-, SO₄^2- -> chứa 4 muối: CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, MgSO₄

Loại 3: Toàn phần = tạm thời + Vĩnh cửu

TÁC HẠI

Tốn nhiên liệu gây nổ

Giảm lưu lượng nước trong ống dẫn

Tốn xà phòng, quần áo mau hư

Giảm hương vị của trà, nấu lâu chín và giảm mùi thức ăn.

lý thuyết hóa học 12: CÁCH LÀM MỀM NƯỚC CỨNG

1, Nguyên tắc: Giảm nồng độ ion Ca²⁺, Mg²⁺

2, Phương pháp

Phương pháp kết tủa

* Đối với tính cứng tạm thời:

- Đun -> mất độ cứng tạm thời: Ca(HCO₃)₂ -> CaCO₃ $+ CO₂ + H₂O

- Dùng hóa chất: Ca(OH)₂ vừa đủ, Na₂CO₃, Na₃PO₄

* Đối với tính cứng vĩnh cửu (toàn phần): Dùng hóa chất: Na₂CO₃, Na₃PO₄

Phương pháp trao đổi ion

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 6: NHÔM

VỊ TRÍ – CẤU HÌNH ELETRON: Vị trí: Ô: 13; Chu kỳ: 3; Nhóm: IIIA ; - Cấu hình:,..3s²3p¹ hoặc [Ne] 3s²3p¹

TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Tính khử mạnh (chỉ sau KL nhóm IA, IIA) ; - Nhường 3e: M -> M³⁺ + 3e

Tác dụng với phi kim (O₂, Cl_2,..)

2Al + 3Cl₂ -> 2AlCl₃  ;  4Al + 3O₂ -> 2Al₂O₃ (t^o)

Chú ý: Al bền trong không khí do có lớp màng oxit (Al₂O₃) bảo vệ

Tác dụng với axit

axit HCl, H₂SO₄ loãng -> muối + H₂

2Al + 6HCl -> 2AlCl₃ + 3H₂  ;  2Al + 3H₂SO₄ -> Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

axit H₂SO₄ đặc, nóng; HNO₃ -> muối + sản phẩm khử + H₂O

Chú ý: Al thu động trong H₂SO₄ và HNO₃ đặc nguội

Tác dụng với oxit kim loại = phản ứng nhiệt nhôm

2Al + Fe₂O₃  Al₂O₃ + 2Fe (Ứng dụng phản ứng này hàn đường ray)

lý thuyết hóa học 12 : Tác dụng với nước

- Al không phản ứng với nước vì có lớp màng oxit Al₂O₃ bảo vệ

- Nếu phá vỡ lớp màng oxit thi Al phản ứng

2Al + 6H₂O -> 2Al(OH)₃ + 3H₂

- Phản ứng dừng lại do Al(OH)₃ không tan sinh ra => nên thực tế vật bằng nhôm không tác dụng với nước

Tác dụng với dung dịch kiềm: Al tan được trong dung dịch kiềm là do

Al₂O₃ bảo vệ tan ra (do có tính lưỡng tính)

Al phản ứng với nước: 2Al + 6H₂O -> 2Al(OH)₃ + 3H₂

Al(OH)₃ tan trong dd kiềm (do có tính lưỡng tính): Al(OH)₃ + NaOH -> NaAlO₂ + 2H₂O

Phương trình tổng hợp: Al + NaOH + H₂O -> NaAlO₂ +H₂

TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN – SẢN XUẤT

Trong tự nhiên: - Al đứng thứ 2 (sau Oxi, Silic) trong vỏ trái đất

Có trong: đất sét (Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O), mica (K₂O.Al₂O₃.6SiO₂), boxit (Al₂O₃.2H₂O), Criolit (3NaF.AlF₃)

Phương pháp điều chế:  Từ nguyên liệu: quặng boxit (Al₂O₃.2H₂O)

Điện phân nóng chảy Al₂O₃: 2Al₂O₃ [điện phân nóng chảy với xúc tác criolit] sẽ ra  4Al  +  3 O₂

lý thuyết hóa học 12: Thêm criolit vào nhằm mục đích:

+ Hạ nhiệt độ nóng chảy ;

+ Tăng khả năng dẫn điện

+ Bảo vệ Al khỏi bị oxi hóa bởi oxi trong không khí

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 7: HỢP CHẤT CỦA NHÔM

III. NHÔM SUNFAT

Công thức phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O hay KAl(SO₄)₂.12H₂O

Thay K⁺ = Na⁺, Li⁺, NH₄⁺ -> phèn nhôm

Ứng dụng: trong nước, ngành da, nhuộm, giấy

Tóm tắt lý thuyết hóa học 12 bài 8: SẮT

VỊ TRÍ – CẤU TẠO – TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

Vị trí – cấu tạo: Số thứ tự: 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB

Trạng thái tự nhiên

Oxit sắt từ = Fe3O4

HÓA TÍNH