Giáo án Hóa học Lớp 11 - Bài 25: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm - Mai Thị Màu

Bài 25 KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I – MỤC TIÊU 1. Kiến thức HS biết: Vị trí, cấu hình electron lớp ngoài cùng của kim loại kiềm. Một số ứng dụng quan trọng của kim loại kiềm và một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm. HS hiểu: Tính chất vật lí (mềm, khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp). Tính chất hoá học : Tính khử mạnh nhất trong số các kim loại (phản ứng với nước, axit, phi kim). Trạng thái tự nhiên của NaCl. Phương pháp điều chế kim loại kiềm (điện phân muối halogenua nóng chảy). Tính chất hoá học của một số hợp chất : NaOH (kiềm mạnh) ; NaHCO3 (lưỡng tính, phân huỷ bởi nhiệt) ; Na2CO3 (muối của axit yếu) ; KNO3 (tính oxi hoá mạnh khi đun nóng). 2. Kĩ năng Dự đoán tính chất hoá học, kiểm tra và kết luận về tính chất của đơn chất và một số hợp chất kim loại kiềm. Quan sát thí nghiệm, hình ảnh, sơ đồ rút ra được nhận xét về tính chất, phương pháp điều chế. Viết các phương trình hoá học minh hoạ tính chất hoá học của kim loại kiềm và một số hợp chất của chúng, viết sơ đồ điện phân điều chế kim loại kiềm. Tính thành phần phần trăm về khối lượng muối kim loại kiềm trong hỗn hợp phản ứng. 3. Thái độ tình cảm HS cần phải có thái độ tích cực trong học tập, nhận thức đúng đắn về kiến thức đã được học. II – CHUẨN BỊ GV: Giáo án bài giảng lên lớp. Bảng tuần hoàn, bảng phụ ghi một số tính chất vật lí của kim loại kiềm. Dụng cụ: Ống nghiệm, kẹp gỗ, ống hút. Hoá chất: Na kim loại, bình khí O2 và bình khí Cl2, nước, dao, NaOH dạng viên, HS: Xem bài trước khi tới lớp, nắm được nội dung sẽ học. III – PHƯƠNG PHÁP Đàm thoại gợi mở. Nêu vấn đề và giải quyết vấn đề. Trực quan: Sử dụng bảng tuần hoàn, một số hình ảnh về kim loại kiềm cũng như hợp chất của nó, sơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chẩy điều chế natri. IV – CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 1/ Ổn định lớp: Kiễm tra sĩ số, nắm tình hình lớp. 2/ Kiểm tra bài cũ: không kiểm tra bài cũ 3/ Học bài mới: Vào bài: Dẫn dắt gợi ý nêu vấn đề vào bài. Các hoạt động: HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG BAI HỌC A. KIM LOẠI KIỀM HOẠT ĐỘNG 1 I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ Yêu cầu HS dựa vào bảng tuần hoàn hãy cho biết vị trí của kim loại kiềm và cấu hình electron lớp ngoài cùng của kim lọa kiềm? Franxi là nguyên tố phóng xạ, không có đồng vị bền, chúng ta không tìm hiểu trong nọi dung này. Dựa vào BTH trả lời. Kim loại kiềm thuộc nhóm IA. Gồm các nguyên tố: liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), và franxi (Fr). Cấu hình electron nguyên tử: Li: [He]2s1 Na: [Ne]3s1 K: [Ar]4s1 Rb: [Kr]5s1 Cs: [Xe]6s1 HOẠT ĐỘNG 2 II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ GV: Dựa vào SGK hãy cho biết tính chất vật lí của kim loại kiềm? GV dùng dao cắt một mẫu nhỏ kim loại Na. GV yêu cầu HS dựa vào SGK hãy giải thích các nguyên nhân gây nên những tính chất vật lí chung của các kim loại kiềm? HS: Các kim loại kiềm Có màu tráng bạc Có ánh kim. Dẫn điện tốt. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp. Khối lượng riêng nhỏ. Độ cứng thấp. HS quan sát bề mặt của kim loại Na sau khi cắt và nhận xét về tính cứng của kim loại Na. HS dựa vào bảng phụ để biết thêm quy luật biến đổi tính chất vật lí của kim loại kiềm. - Màu trắng bạc và có ánh kim, dẫn điện tốt, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp. - Nguyên nhân: Kim loại kiềm có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng. Mặt khác, trong tinh thể các nguyên tử và ion liên kết với nhau bằng liên kết kim loại yếu. HOẠT ĐỘNG 3 III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC GV: Dựa vào cấu hình electron nguyên tử và cấu tạo mạng tinh thể của kim loại kiềm, em hãy dự đoán tính chất hoá học chung của các kim loại kiềm? GV biểu diễn các thí nghiệm: Na + O2; K + Cl2; Na + HCl. HS: Kim loại kiềm có 1e lớp ngoài cùng nên có khả năng nhường 1e để trở thành ion dương do đó kim loại kiềm có tính khử rất mạnh. Như: Tác dụng với phi kim Tác dụng với axit Tác dụng với nước HS quan sát hiện tượng xảy ra. Viết PTHH của phản ứng. Nhận xét về mức độ phản ứng của các kim loại kiềm. Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hoá nhỏ, vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh. Tính khử tăng dần từ Li ® Cs. M ® M+ + 1e Trong các hợp chất, các kim loại kiềm có số oxi hoá +1. 1. Tác dụng với phi kim a. Tác dụng với oxi Natri cháy trong không khí khô tạo ra natri peoxit. 2Na + O2 ® Na2O2 (natri peoxit) Natri cháy trong không khí khô ở nhiệt độ thường tạo ra natri oxit. 4Na + O2 ® 2Na2O (natri oxit) b. Tác dụng với clo 2K + Cl2 ® 2KCl 2. Tác dụng với axit Tất cả các kim loại kiềm đều nổ khi tiếp xúc với axit và phản ứng xảy ra rất mãnh liệt. 2Na + 2HCl ® 2NaCl + H2 3. Tác dụng với nước Kim loại kiềm khử nước dễ dàng ở nhiệt độ thường, giải phóng khí hiđro. 2K + 2H2O ® 2KOH + H2 Để bảo vệ kim loại kiềm người ta ngâm kim loại kiềm trong dầu hoả. HOẠT ĐỘNG 4 III - ỨNG DỤNG, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ 1. Ứng dụng: GV: Dựa vào SGK hãy nêu những ứng dụng của kim loại kiềm? 2. Trạng thái tự nhiên Yêu cầu HS nghiên cứu SGK. 3. Điều chế: GV ? Em hãy cho biết để điều chế kim loại kiềm ta có thể sử dụng phương pháp nào ? GV dùng tranh vẽ hướng dẫn HS nghiên cứu sơ đồ thiết bị điện phân NaCl nóng chảy trong công nghiệp. 1. Ứng dụng: Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ ngoài cùng thấp. Hợp kim Li – Al siêu nhẹ, được dùng trong kĩ thuật hàng không. Cs được dùng làm tế bào quang điện. 2. Trạng thái tự nhiên Xem SGK 3. Điều chế: Dựa vào SGK kết hợp hướng dẫn của GV trả lời và viết phương trình hóa học. 1. Ứng dụng: - Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ ngoài cùng thấp. Thí dụ: Hợp kim Na-K nóng chảy ở nhiệt độ 700C dùng làm chất trao đổi nhiệt trong các lò phản ứng hạt nhân. - Hợp kim Li – Al siêu nhẹ, được dùng trong kĩ thuật hàng không. - Cs được dùng làm tế bào quang điện. 2. Trạng thái tự nhiên Tồn tại ở dạng hợp chất: NaCl (nước biển), một số hợp chất của kim loại kiềm ở dạng silicat và aluminat có ở trong đất. 3. Điều chế: Khử ion của kim loại kiềm trong hợp chất bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của chúng. Thí dụ: B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM HOẠT ĐỘNG 1 I – NATRI HIĐROXIT 1. TÍNH CHÁT GV cho HS quan sát một mẫu NaOH dưới dạng viên và nghiên cứu tính tan, tính hút ẩm của nó. Giải thích các trường hợp xảy ra phản ứng cho muối axít, trung hoà hoặc cả hai. HS viết PTHH dạng phân tử và ion rút gọn của các phản ứng minh hoạ cho tính chất của NaOH a. Tính chất vật lí: - Chất rắn, không màu, dễ nóng chảy (tnc = 3220C), hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa), tan nhiều trong nước. - Khi tan trong nước, NaOH phân li hoàn toàn thành ion: NaOH Na+ + OH- b. Tính chất hoá học v Tác dụng với axit HCl + NaOH NaCl + H2O H+ + OH- H2O v Tác dụng với oxit axit NaOH + CO2 NaHCO3 (nNaOH : nCO2 = 1) 2NaOH + CO2 Na2CO3 (nNaOH : nCO2 = 2) v Tác dụng với dung dịch muối CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2 2. ỨNG DỤNG Yêu cầu HS tìm hiểu SGK. HS nghiên cứu SKG để biết những ứng dụng quan trọng của NaOH. Nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm trong công nghiệp luyện nhôm và dùng trong công nghiệp chế biến dầu mỏ. HOẠT ĐỘNG 2 II – NATRI HIĐROCACBONAT 1. TÍNH CHẤT Yêu cầu HS nghiên cứu SGK để biết những tính chất vật lí của NaHCO3. Dựa vào SGK hãy cho biết tính chất hóa học của NaHCO3. Xem SGK Nêu tính chất hóa học của NaHCO3 và viết phương trình hóa học. 1.Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước. 2. Tính chất hoá học a. Phản ứng phân huỷ b. NaHCO3 là hợp chất lưỡng tính + Tác dụng với axit NaHCO3 + HCl ® NaCl + CO2 + H2O + Tác dụng với bazơ NaHCO3 + NaOH ® Na2CO3 + H2O 2. ỨNG DỤNG Yêu cầu HS nghiên cứu SGK. Xem SGK Dùng trong công nghiệp dược phẩm (chế thuốc đau dạ dày,) và công nghiệp thực phẩm (làm bột nở,) HOẠT ĐỘNG 3 III – NATRI CACBONAT 1. TÍNH CHẤT Yêu cầu HS dựa vào SGK cho biết tính chất vật lí của Na2CO3? Cho biết tính chất hóa học của Na2CO3? HS dẫn ra những phản ứng hoá học minh hoạ cho tính chất của Na2CO3. GV giới thiệu cho HS biết môi trường của muối Na2CO3 Trả lời dựa vào SGK. + Phản ứng với axit. + Phản ứng với kiềm. + Phản ứng với muối. Mỗi phản ứng viết phương trình minh họa. 1.Tính chất vật lí: Chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước. Ở nhiệt độ thường tồn tại dưới dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O, ở nhiệt độ cao muối này mất dần nước trở thành Na2CO3 khan, nóng chảy ở 8500C 2.Tính chất hoá học Phản ứng với axit. Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2+ H2O Phản ứng với kiềm. Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3+ 2NaOH Phản ứng với muối. Na2CO3 + CaCl2 CaCO3 + 2NaCl Muối cacbonat của kim loại kiềm trong dung dịch nước cho môi trường kiềm. 2. ỨNG DỤNG Yêu cầu HS xem SGK. Đọc SGK. Là hoá chất quan trọng trong công nghiệp thuỷ tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy, sợi, HOẠT ĐỘNG 4 IV – KALI NITRAT 1. TÍNH CHẤT Cho biết tính chất vật lí của KNO3? Em có nhận xét gì về sản phẩm của phản ứng phân huỷ KNO3 ? HS nghiên cứu SGK để biết những tính chất vật lí của KNO3. 1.Tính chất vật lí: Là những tinh thể không màu, bền trong không khí, tan nhiều trong nước. 2.Tính chất hoá học: Bị phân huỷ ở nhiệt độ cao 2. ỨNG DỤNG Ứng dụng thuốc nổ của KNO3 dựa trên tính chất nào của muối KNO3? Dựa vào SGK trả lời. Dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) và chế tạo thuốc nổ. Thuốc nổ thông thường (thuốc súng) là hỗn hợp 68%KNO3, 15%S và 17%C (than) v Phản ứng cháy của thuốc súng: V – CỦNG CỐ BÀI GV yêu cầu HS nhắc lại vị trí và cấu hình electron nguyên tử của kim loại kiềm, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng, trạng thái tự nhiên và điều chế của kim loại kiềm. Cho biết tính chất và ứng dụng của một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm. VI – DẶN DÒ VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ Yêu cầu HS về nhà: Xem trước bài 26 “KIM LOẠI KIỀM THỔVÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀMTHỔ” bắt đầu từ trang 112. Làm bài tập 1, 2, 3, 4, 5,6,7,8 trang 111 SGK.