Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 28: Kim loại kiềm

Nguyên tử của các kim loại trong nhóm IA khác nhau về:

A. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử.

B. Cấu hình electron nguyên tử.

C. Số oxi hóa của nguyên tử trogn hợp chất.

D. Kiểu mạng tinh thể của đơn chất.

Phương pháp giải

Để lựa chọn đáp án phù hợp cần nắm rõ đặc điểm cấu tạo của kim loại kiềm.

Hướng dẫn giải

Nguyên tử của các kim loại trong nhóm IA khác nhau về cấu hình electron nguyên tử.

⇒ Đáp án B.

Câu nào mô tả đúng sự biến đổi tính chất của các kim loại kiềm theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần?

A. Bán kính nguyên tử giảm dần

B. Nhiệt độ nóng chảy tăng dần.

C. Năng lượng ion hóa của I₁ của nguyên tử giảm dần.

D. Khối lượng riêng của đơn chất giảm dần.

Phương pháp giải

Để lựa chọn đáp án phù hợp cần nắm rõ sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các kim loại kiềm theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần về bán kính, nhiệt độ nóng chảy, năng lượng ion hóa, khối lượng riêng.

Hướng dẫn giải

Câu mô tả đúng sự biến đổi tính chất của các kim loại kiềm theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần là:

Năng lượng ion hóa của I1 của nguyên tử giảm dần.

⇒ Đáp án C.

Kim loại Na ở nhiệt độ cao tác dụng với khí oxi khô và dư, tạo ra peoxit. Khi hợp chất này tác dụng với nước, thu được dung dịch natri hiđroxit. Người ta cũng có thể thu đựơc dung dịch natri hiđroxit bằng cách cho kim loại natri tác dụng với nước. Viết các phương trình hóa học.

Phương pháp giải

Để viết phương trình hóa học cần dựa vào dữ kiện đề bài mô tả ở trên, xác định sản phẩm và chất tham gia phản ứng.

Hướng dẫn giải

Các phương trình hóa học:

2Na + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Na₂O₂

2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Hãy giải thích vì sao kim loại kiềm có khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp và năng lượng ion hóa I₁ thấp.

Phương pháp giải

Để giải thích lí do kim loại kiềm có khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp và năng lượng ion hóa I₁ thấp cần dựa vào đặc điểm cấu tạo mạng tinh thể và lớp eletron ngoài cùng. 

Hướng dẫn giải

Giải thích:

• Kim loại kiềm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối là kiểu mạng không đặc khít (độ đặc khít 68%) nên có khối lượng riêng nhỏ.
• Liên kết trong mạng tinh thể lập phương tâm khối cũng kém bền vững nên kim loại kiềm có nhiệt độ nóng chảy thấp.
• Lớp eletron ngoài cùng chỉ có 1 electron nằm ở phân lớp s (cấu hình n^s-1), electron này ở xa hạt nhân nguyên tử nhất nên rất dễ nhường đi ⇒ kim loại kiềm có năng lượng ion hóa thứ nhất I₁ nhất.

Ion Na⁺ có tồn tại hay không, nếu ta thực hiện các phản ứng hóa học sau:

a. NaOH tác dụng với dung dịch HCl.

b. NaOH tác dụng với dung dịch CuCl₂.

c. Phân hủy NaHCO₃ bằng nhiệt.

d. Điện phân NaOH nóng chảy.

e. Điện phân dung dịch NaOH.

g. Điện phân NaCl nóng chảy.

Giải thích cho câu trả lời và viết phương trình hóa học minh hoạ.

Phương pháp giải

Để xác định ion Na⁺ có tồn tại hay không ta dựa vào sản phẩm sau phản ứng xem Na có giữ nguyên số oxi hóa +1 hay không.

Hướng dẫn giải

lon Na⁺ chỉ bị khử trong phản ứng điện phân nóng chảy (phản ứng d, g) còn trong các phản ứng khác nó vẫn giữ nguyên số oxi hóa +1

Các phương trình hóa học:

a) NaOH + HCl → NaCl + H₂O

b) NaOH + CuCl₂ → NaCl + Cu(OH)₂

c) 2NaHCO₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

d) 4NaOH \({\xrightarrow{{dpnc}}}\) 4Na + O₂ + 2H₂O

e) H₂O \(\xrightarrow{{dp{\text{dd}}}}\) 2H₂ + O₂

g) 2NaCl \({\xrightarrow{{dpnc}}}\) 2Na + Cl₂

Hãy chọn hai kim loại khác, cùng nhóm với kim loại Na và so sánh tính chất của những kim loại này về những mặt sau:

- Độ cứng.

- Khối lượng riêng

- Nhiệt độ nóng chảy.

- Năng lượng ion hóa I₁

- Thế điện cực chuẩn E^o_M⁺/M.

Phương pháp giải

Để so sánh các kim loại về độ cứng, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, năng lượng ion hóa, thế điện cực chuẩn ta dựa vào bảng số liệu trong sgk.

Hướng dẫn giải

So sánh Na với hai kim loại khác cùng ở nhóm IA:

Dựa vào khối lượng riêng của các kim loại kiềm (xem bảng 6.1 trong bài học) để tính thể tích mol nguyên tử của chúng ở trạng thái rắn. Có nhận xét gì về sự biến đổi thể tích mol nguyên tử với sự biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố kim loại kiềm?

Phương pháp giải

Để tính thể tích mol nguyên tử ta dựa vào bảng số liệu trong sgk và công thức D = m / V ⇒ V = m / D.

Hướng dẫn giải

Theo công thức D = m / V ⇒ V = m / D

Ta có bảng số liệu sau :

Từ bảng số liệu ta thấy: bán kính và thể tích mol nguyên tử tăng từ Li → Cs theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.