Bài học về kim loại kiềm thực chất không phải là khó nhưng học sinh cần nắm rõ toàn bộ những kiến thức cơ bản để tự tin hoàn thành mọi dạng bài tập. Sau đây Học Thông Minh sẽ giúp các bạn tổng hợp toàn bộ lý thuyết về kim loại mang tính kiềm, các tính chất, ứng dụng cũng như cách điều chế chi tiết. Các em hãy tham khảo và áp dụng vào bài thật chính xác nhé. 

Tìm hiểu chi tiết về kim loại kiềm
Tìm hiểu chi tiết về kim loại kiềm

1. Khái quát về kim loại kiềm

 

1.1 Kim loại kiềm là gì?

Trong bảng tuần hoàn hóa học, kim loại kiềm là tổng hợp tất cả các kim loại thuộc nhóm IA.

Những nguyên tố thuộc kim loại thuộc nhóm kiềm bao gồm:

  • Liti – Li 
  • Natri – Na
  • Kali – K
  • Rubidi – Rb
  • Xesi – Cs
  • Franxi – Fr
Vị trí, cấu hình của kim loại dạng kiềm
Vị trí, cấu hình của kim loại dạng kiềm

>> Đọc thêm: Lý thuyết và bài tập vận dụng chủ đề Đại cương kim loại

 1.2 Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử của các kim loại kiềm

Trong bảng tuần hoàn hóa học, các kim loại dạng kiềm có vị trí và cấu hình electron nguyên tử như sau:

  • Li: [He] 2s1
  • Na: [Ne] 3s1
  • K: [Ar] 4s1
  • Rb: [Kr] 5s1
  • Cs: [Xe] 6s1

2. Tính chất vật lý của kim loại kiềm

 

Vì thuộc nguyên tố kim loại cho nên kim loại dạng kiềm cũng có những tính chất chung của kim loại như sau:

  • Tính dẻo
  • Ánh kim
  • Dẫn điện tốt
  • Dẫn nhiệt tốt

So với các nguyên tố khác thì kim loại kiềm có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn.

Ngoài ra độ cứng của kim loại này rất thấp do có mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc khá rỗng, trong tinh thể giữa các nguyên tử và ion liên kết với nhau bằng các liên kết kim loại yếu.

Tính chất vật lý của kim loại kiềm
Tính chất vật lý của kim loại kiềm

3. Tính chất hóa học của kim loại dạng kiềm

 

3.1 Tác dụng với phi kim

Khi tim loại kiềm tác dụng với phi kim ở nhiệt độ thường hoặc cao thì sẽ tạo thành oxit bazơ.

  • 2K + Cl2 → 2KCl
  • Li + O2 → Li2O
  • Na + O2 → Na2O

3.2 Tác dụng với axit

Kim loại thuộc tính kiềm có khả năng khử mạnh ion H+ trong dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng để tạo thành khí hidro theo phương trình phản ứng chung: 

2M + H2O → 2MOH + H2↑

Ví dụ: 

  • K + H2SO4 → K2SO4 + H2↑
  • 2K + 2HCl → 2KCl + H2↑

Chú ý rằng rất cả các kim loại dạng kiềm đều gây nên hiện tượng nổ nếu có tiếp xúc với axit. Do đó người làm thí nghiệm với dạng kim loại này cần hết sức cẩn thận.

3.3 Tác dụng với nước

Tại nhiệt độ thường, kim loại mang tính kiềm có khả năng khử nước dễ dàng và giải phóng khí hidro.

Ví dụ: 

2K + 2H2O → 2KOH + H2↑

Vì vậy để bảo quản kim loại dạng này, người ta thường ngâm chúng trong dầu hỏa.

>>Đọc thêm: Mẹo làm bài kiểm tra trắc nghiệm hóa

4. Ứng dụng của kim loại thuộc nhóm kiềm

 

Kim loại dạng kiềm được ứng dụng nhiều trong cuộc sống như sau:

  • Dùng để chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp lợi dụng tính khử mạnh và dễ tác dụng với không khí của chúng. Hợp kim Li – Nhôm (Al) siêu nhẹ được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực kỹ thuật hàng không. Trong những tế bào quang điện, thành phần CS chiếm chủ yếu.
  • Tại trạng thái tự nhiên, các kim loại mang tính kiềm đều không có ở dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất do khó bảo quản và dễ tác dụng với các chất khác trong môi trường. Ví dụ trong nước biển có chứa một lượng lớn muối NaCl, một dạng hợp chất phổ biến của nguyên tố Na. Đất cũng chứa một số hợp chất của kim loại kiềm ở dạng silicat và aluminat. Để điều chế các kim loại dạng kiềm ở hợp chất của chúng, ta cần tiến hành các phản ứng khử ion của chúng như sau: M+ + e -> M
  • Vì ion kim loại nhóm kiềm rất khó bị khử nên phải dùng dòng điện (phương pháp điện phân) thì mới có thể thực hiện. Quan trọng nhất là điện phân muối halogen của kim loại dạng kiềm nóng chảy. 
  • Do kim loại dạng kiềm hoạt động hóa học mạnh, đặc biệt là bị oxi hóa nhanh trong không khí và có phản ứng mãnh liệt với nước nên điều kiện bảo quản của kim loại này cần đảm bảo tránh tiếp xúc với những chất nêu trên. Để làm được điều này thì người ta thường ngâm bảo quản các kim loại này trong dầu hỏa khan, trong khí trơ, chân không và thật cẩn thận khi tiến hành làm thí nghiệm. 
Kim loại thuộc nhóm kiềm có nhiều ứng dụng
Kim loại thuộc nhóm kiềm có nhiều ứng dụng

5. Những hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

 

5.1 Natri Hidroxit (NaOH)

Natri Hidroxit (NaOH) là chất rắn không có màu, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy và tan nhiều trong nước. NaOH mang đầy đủ tính chất của 1 bazơ khi có thể tác dụng với dung dịch muối, axit, oxit axit.

NaOH là hóa chất quan trọng, chỉ đứng sau H2SO4 (axit sunfuric), ứng dụng trong công nghiệp chế biến và xà phòng, chế phẩm nhuộm, tinh chế quặng nhôm, tơ nhân tạo trong công nghiệp luyện nhôm và công nghiệp chế biến dầu mỏ.

5.2 NaHCO3 (Natri hidrocacbonat) 

NaHCO3 là chất rắn mang màu trắng, dễ bị nhiệt phân hủy, tan ít trong nước tạo ra Na2CO3 và khí CO2. NaHCO3 có tính lưỡng tính khi vừa tác dụng được với dung dịch axit, vừa tác dụng được với dung dịch bazơ do dựa theo hai phản ứng của gốc HCO3-

  • HCO3- + H+ -> CO2 + H2O
  • H+ CO3(2-) + OH- -> H2O + CO3(2-)

Nhờ vào đặc tính này, NaHCO3 được dùng trong công nghiệp dược phẩm như chế thuốc đau dạ dày theo cơ chế khi đi vào dạ dày nó sẽ tác dụng hầu hết với những hợp chất, thức ăn dư thừa tính axit và bazo – nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng đau dạ dày.

Trong công nghiệp thực phẩm, NaHCO3 chính là bột nở, được sử dụng nhiều trong quá trình làm bánh do dễ tác dụng H+ trong axit hoặc nước sản sinh ra khí CO2 đẩy bánh phồng lên. Ngoài ra NaHCO3 cũng có tác dụng tẩy rửa rất tốt nhờ vào tính lưỡng cực của nó.

6. Bài luyện tập củng cố kiến thức về kim loại thuộc nhóm kiềm

 

Câu 1: Ý kiến nào sau đây mô tả chính xác sự biến đổi tính chất của các kim loại dạng kiềm theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần?

A. Bán kính nguyên tử giảm dần

B. Nhiệt độ nóng chảy tăng lên

C. Sự giảm dần của năng lượng ion hoá I1 của nguyên tử 

D. Khối lượng riêng của đơn chất giảm dần

 

Câu 2: Để điều chế kim loại Na, ta cần thực hiện phản ứng nào?

A. Điện phân dung dịch NaOH

B. Điện phân nóng chảy NaOH hoặc NaCl

C. Cho tác động hai dung dịch NaOH và HCl

D. Cho tác dụng NaOH và H2O

 

Câu 3: Nhỏ vài giọt dung dịch Natri Cacbonat vào dung dịch nhôm Clorua sẽ thu được hiện tượng nào?

A. Xuất hiện kết tủa trắng

B. Sủi bọt khí

C. Không có phản ứng

D. Cả A và B

 

Câu 4: Chất điện li mạnh là chất nào dưới đây?

A. HF

B. KOH

C. Al(OH)3

D. Cu(OH)2

 

Câu 5: Muối nào dưới đây tác dụng với dung dịch NaOH tạo ra kết tủa đỏ nâu?

A. CrCl3

B. Mg(NO3)2

C. CuSO4

D. FeCl3

 

Ngoài ra các em có thể tham khảo những dạng luyện tập thêm về kim loại kiềm tại đây.

Trên đây là toàn bộ kiến thức về kim loại kiềm mà Học Thông Minh muốn chia sẻ đến các em học sinh lớp 12. Hy vọng rằng qua bài viết này các em sẽ nắm chắc được kiến thức và đạt được điểm cao trong những bài kiểm tra sắp tới. Để biết được thêm kiến thức bổ ích khác, hãy truy cập vào các bài luyện thi trắc nghiệm online ngay nhé!