Môđun nhằm tăng cường năng lực tự học các nguyên tố kim loại nhóm iia (2017)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC

HOÀNG THỊ NGỌC

THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI NHÓM IIA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa học vô cơ Người hướng dẫn khoa học

TS. NGUYỄN VĂN QUANG

HÀ NỘI, 2017

LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo, TS. Nguyễn Văn Quang – người trực tiếp hướng dẫn tận tình, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành khóa luận này.

hơ n

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong trường và các thầy cô trong khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các thầy

uy

tại khoa và trong thời gian em làm khóa luận tốt nghiệp.

N

cô trong tổ Hóa vô cơ đã tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian em theo học

Q

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng khóa luận của em không tránh khỏi

Kè Hà Nội, tháng 5 năm 2017 Sinh viên

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

/+ D

Em xin chân thành cảm ơn!

ạy

bạn để khóa luận hoàn thiện hơn.

m

những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và các

Hoàng Thị Ngọc

SV

: Sinh viên

PTHH

: Phương trình hóa học

PTPƯ

: Phương trình phản ứng

HVC

: Hóa vô cơ

PPDH

: Phương pháp dạy học

ĐHSP

: Đại học sư phạm

PTTQ

: Phương trình tổng quát

ĐPNC

: điện phân nóng chảy

DD

: dung dịch

Q

m

Kè

ạy /+ D m co e. gl oo .g us pl

N

: Giảng viên

uy

GV

hơ n

DANH MỤC VIẾT TẮT DÙNG TRONG KHÓA LUẬN

MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU ................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................... 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................ 2

hơ n

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu .................................................. 3 5. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 3

N

6. Giả thuyết khoa học .......................................................................... 3

uy

7. Phương pháp nghiên cứu................................................................... 3

Q

8. Những đóng góp của đề tài ............................................................... 3

Kè

m

9. Cấu trúc của khóa luận ...................................................................... 4 PHẦN 2: NỘI DUNG ............................................................................... 5

ạy

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ........ 5

/+ D

1.1. Đổi mới phương pháp dạy học ....................................................... 5 1.2. Cơ sở lí thuyết của quá trình tự học ............................................... 5

m

1.2.1. Khái niệm tự học ..................................................................... 5

co

1.2.2. Năng lực tự học ....................................................................... 6

gl

e.

1.2.3. Các hình thức tự học ............................................................... 6

oo

1.2.4. Chu trình tự học của SV ......................................................... 7 1.2.5. Tác dụng của tự học ................................................................ 8

us

.g

1.3. Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun ............................ 9

pl

1.3.1. Môđun dạy học ........................................................................ 9 1.3.1.1. Khái niệm môđun dạy học ............................................... 9 1.3.1.2. Những đặc trưng cơ bản của một môđun dạy học ........... 9 1.3.1.3. Cấu trúc của môđun dạy học .......................................... 10 1.3.2. Tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun ............................ 11 1.3.2.1. Thế nào là tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun..... 11

1.3.2.2. Cấu trúc nội dung tài liệu tự học .................................... 12 1.3.3. Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun ................... 13 1.4. Hướng dẫn cách tự học theo môđun ............................................ 15 Chương 2. THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN PHẦN KIM LOẠI KIỀM THỔ NHÓM IIA .......................... 17

hơ n

2.1. Cấu trúc học phần Hóa vô cơ 2 .................................................... 17 2.2. Nguyên tắc của việc thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo

N

môđun .................................................................................................. 17

uy

2.3. Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun phần kim loại

Q

kiềm thổ nhóm IIA – học phần Hóa vô cơ 2 ....................................... 18

m

Tiểu môđun 1: Khái quát chung các nguyên tố kim loại kiềm thổ ..... 18

Kè

Tiểu môđun 2: Các kim loại kiềm thổ................................................. 22

ạy

Tiểu mô đun 3: Các oxit và peoxit của kim loại kiềm thổ ..................... 34

/+ D

Tiểu môđun 4: Hiđrua và hiđroxit của kim loại kiềm thổ .................. 43 Tiểu môđun 5: Halogenua của kim loại kiềm thổ ............................... 50

co

m

Tiểu môđun 6: Các muối nitrat, muối cacbonat và muối sunfat của kim

e.

loại kiềm thổ ........................................................................................ 58

gl

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ......................................................... 71

oo

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 72

pl

us

.g

PHỤ LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong công cuộc đổi mới xây dựng đất nước của chúng ta hiện nay thì giáo dục luôn được Đảng và Nhà nước chú trọng mở rộng, phát triển, trong đó phải kể đến giáo dục đại học. Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI (số

hơ n

29 – NQ/TW) ban hành nhằm đưa ra những định hướng chiến lược phát triển giáo dục – đào tạo trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện

N

kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế.

uy

Nghị quyết đã nêu rõ tình hình giáo dục và đào tạo ở nước ta hiện nay,

Q

cùng với những nguyên nhân, những hạn chế, yếu kém trong giáo dục. Đồng

m

thời Nghị quyết cũng đưa ra định hướng về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục

Kè

và đào tạo, trong đó chỉ rõ: “Đối với giáo dục đại học, tập trung đào tạo nhân

ạy

lực trình độ cao, bồi dưỡng nhân tài, phát triển phẩm chất và năng lực tự học,

/+ D

tự làm giàu tri thức, sáng tạo của người học…”[6].

Tự học đóng một vai trò rất quan trọng trên con đường học vấn của mỗi

m

con người, luôn là phương pháp học tập hiệu quả, ít tốn kém và phù hợp cho

co

mọi đối tượng. Tự học là chìa khóa vàng của giáo dục, là yếu tố quyết định sự

e.

phát triển các phẩm chất nhân cách và quyết định chất lượng học tập của sinh

oo

gl

viên, chất lượng đào tạo của ngành giáo dục. Tự học là con đường tốt nhất để phát triển và hoàn thiện bản thân cũng như khai thác tối đa tài năng của mỗi

us

.g

người đồng thời cũng là con đường nhanh chóng để đưa sự nghiệp giáo dục

pl

nước ta tiến kịp các nước trong khu vực và trên thế giới.

Trong quá trình hình thành và nâng cao năng lực tự học cho sinh viên, mỗi

giảng viên cần giáo dục cho sinh viên xác định động cơ học tập một cách đúng đắn. Giảng viên phải tích cự đổi mới phương pháp dạy học để giúp nâng cao năng lực tự học cho sinh viên.

1

Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun là nhờ các môđun mà sinh viên được dẫn dắt từng bước để đạt tới mục tiêu dạy học. Nhờ nội dung dạy học được phân nhỏ ra từng phần, nhờ hệ thống mục tiêu chuyên biệt và hệ thống test, sinh viên có thể tự học và tự kiểm tra mức độ nắm vững các kiến thức, kỹ năng và thái độ trong từng tiểu môđun [9].

hơ n

Xuất phát từ những lí do trên tôi đã lựa chọn đề tài: “Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun nhằm tăng cường năng lực tự học các nguyên

N

tố kim loại nhóm IIA”.

uy

2. Mục tiêu nghiên cứu

Q

- Góp phần tăng cường năng lực tự học học phần Hóa vô cơ phần kim loại

Kè

m

– Nhóm IIA nói riêng và năng lực học tập bộ môn hóa học nói chung ở ĐHSP Hà Nội 2.

ạy

- Đóng góp lí luận và thực tiễn về biên soạn môđun dạy học, tổ chức dạy trường ĐHSP Hà Nội 2.

/+ D

học “phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun” trong lĩnh vực dạy học ở

m

- Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn, bao gồm các vấn đề lý thuyết và

co

bài tập học phần HVC phần kim loại – nhóm IIA và bước đầu nghiên cứu việc

gl

e.

sử dụng tài liệu đó, góp phần tăng cường năng lực tự học cho SV.

oo

3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc áp dụng phương

us

.g

pháp tự học có hướng dẫn theo môđun đối với phần Hóa học vô cơ phần kim

pl

loại – Nhóm IIA. - Nghiên cứu về cơ sở lí luận về môđun dạy học nói chung, môđun dạy

học phần Hóa vô cơ nói riêng.

- Xây dựng các môđun, tiểu môđun.

2

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học học phần Hóa học vô cơ phần kim loại – Nhóm IIA, khoa Hóa học, trường ĐHSP Hà Nội 2.

- Đối tượng nghiên cứu: Mối quan hệ giữa phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun với chất lượng môn Hóa vô cơ phần kim loại – Nhóm IIA và

hơ n

nghiên cứu cách sử dụng tài liệu đó để tăng cường năng lực tự học cho SV. 5. Phạm vi nghiên cứu

N

Quá trình dạy học hóa học phần Hóa vô cơ phần kim loại – Nhóm IIA ở

uy

trường ĐHSP Hà Nội 2.

Q

6. Giả thuyết khoa học

m

Nếu thiết kế được một tài liệu tự học có hướng dẫn tốt và sử dụng tài liệu

Kè

đó một cách hợp lí và hiệu quả, sẽ góp phần nâng cao năng lực tự học, tự nghiên

ạy

cứu của sinh viên, nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học vô cơ ở trường

/+ D

ĐHSP Hà Nội 2.

7. Phương pháp nghiên cứu

m

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu.

co

- Phương pháp chuyên gia: xin ý kiến đóng góp của thầy (cô) giáo để hoàn

e.

thiện đề tài nghiên cứu.

oo

gl

8. Những đóng góp của đề tài - Hệ thống hóa cơ sở lí luận về nâng cao chất lượng dạy học và tổ chức

us

.g

việc tự học có hướng dẫn cho sinh viên khoa Hóa học.

pl

- Đề xuất một số biện pháp rèn luyện năng lực tự học cho sinh viên khoa

Hóa học thông qua hệ thống câu hỏi và bài tập hóa học.

- Soạn thảo bộ tài liệu tự học có hướng dẫn (phần Hóa học vô cơ phần kim loại – Nhóm IIA) và sử dụng hợp lí có hiệu quả, nhằm nâng cao năng lực tự học, tự nghiên cứu cho sinh viên khoa Hóa học trường ĐHSP Hà Nội 2.

3

9. Cấu trúc của khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài lệu tham khảo thì nội dung chính của khóa luận được trình bày trong 2 chương: - Chương 1: Tổng quan về cơ sở lí luận và thực tiễn.

- Chương 2: Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun phần kim

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

/+ D

ạy

Kè

m

Q

uy

N

hơ n

loại kiềm thổ nhóm IIA.

4

PHẦN 2: NỘI DUNG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Đổi mới phương pháp dạy học

hơ n

Mục tiêu của việc đổi mới chương trình giáo dục đại học là nhằm nâng cao chất lượng đào tạo, đáp ứng nhu cầu nhân lực cho phát triển kinh tế - xã

N

hội; đào tạo ra những con người có năng lực sáng tạo, tư duy độc lập, trách

uy

nhiệm công dân, đạo đức và kỹ năng nghề nghiệp, năng lực ngoại ngữ, kỷ luật

Q

lao động, tác phong công nghiệp, năng lực tự tạo việc làm và khả năng thích

cạnh tranh trong khu vực và thế giới.

Kè

m

ứng với những biến động của thị trường lao động và một một phận có khả năng

ạy

Chiến lược phát triển giáo dục 2011 – 2020 đã chỉ rõ: “Tiếp tục đổi mới

/+ D

phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của người học. Đẩy

m

mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học, đến năm

co

2015, 100% giảng viên đại học, cao đẳng và đến năm 2020, 100% giáo viên

gl

e.

giáo dục nghề nghiệp và phổ thông có khả năng ứng dụng công nghệ thông tin

oo

và truyền thông trong dạy học. Biên soạn và sử dụng giáo trình, sách giáo khoa điện tử” [10].

us

.g

1.2. Cơ sở lí thuyết của quá trình tự học

pl

1.2.1. Khái niệm tự học Tự học giữ một vị trí quan trọng trong phương pháp học tập ở trường đại

học, tự học giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức nói chung và phát huy tính tích cực hoạt động trí tuệ của sinh viên nói riêng. Nhà tâm lý học N.ARubakin coi: “Tự tìm lấy kiến thức – có nghĩa là tự học. Tự học là quá trình lĩnh hội tri thức, kinh nghiệm xã hội, lịch sử trong thực tiễn hoạt động cá nhân bằng cách

5

thiết lập các mối quan hệ cải tiến kinh nghiệm ban đầu, đối chiếu với các mô hình phản ánh hoàn cảnh thực tại, biến tri thức của loài người thành vốn tri thức, kinh nghiệm, kỹ năng, kỹ xảo của chủ thể”.

Theo Giáo sư Đặng Vũ Hoạt và Phó giáo sư Hà Thị Đức trong cuốn “Lý luận dạy học đại học” thì “Tự học là một hình thức tổ chức dạy học cơ bản ở đại

hơ n

học. Đó là một hình thức nhận thức của cá nhân, nhằm nắm vững hệ thống tri thức và kỹ năng do chính người học tự tiến hành ở trên lớp hoặc ở ngoài lớp,

N

theo hoặc không theo chương trình và sách giáo khoa đã được qui định” [4].

uy

Như vậy, ta có thể đưa ra khái niệm tự học như sau: Tự học là quá trình

Q

cá nhân người học tự giác, tích cực, độc lập, tự chiếm lĩnh tri thức ở một lĩnh

m

vực nào đó trong cuộc sống bằng hành động của chính mình nhằm đạt được

Kè

mục đích nhất định.

ạy

1.2.2. Năng lực tự học

/+ D

Năng lực tự học là năng lực hết sức quan trọng vì tự học là chìa khoá tiến vào thế kỉ XXI, một thế kỉ với quan niệm học tập suốt đời, xã hội học tập. Có

m

năng lực tự học mới có thể học suốt đời được. Vì vậy, quan trọng nhất đối với

co

SV là tìm cách học. Năng lực tự học là khả năng tự mình tìm tòi, nhận thức và

e.

vận dụng kiến thức vào tình huống mới hoặc tương tự với chất lượng cao. Để

oo

gl

rèn luyện năng lực tự học cho SV, trong quá trình dạy học GV cần biết hướng dẫn và tạo cơ hội, điều kiện thuận lợi cho SV hoạt động nhằm phát triển năng

us

.g

lực tư duy, sự linh hoạt, sự sáng tạo cho người học.

pl

1.2.3. Các hình thức tự học - Tự học không có hướng dẫn: Hình thức này có thể diễn ra ở hai mức:

 Thứ nhất: SV tự mày mò theo sở thích và hứng thú độc lập không có sách và sự hướng dẫn của GV. Trường hợp này gọi là tự nghiên cứu của các nhà khoa học. Tới trình độ tự học này, SV không thầy, không sách mà chỉ cọ sát với thực tiễn vẫn có thể tổ chức có hiệu quả hoạt động của mình.

6

 Thứ hai: SV tự học theo tài liệu, tìm hiểu thực tế, thông qua học tập người khác mà không có sự hướng dẫn của GV. Ở cả hai mức độ này, SV gặp nhiều khó khăn do có nhiều lỗ hổng về kiến thức. SV khó thu xếp tiến độ và kế hoạch học tập của mình, không tự đánh giá được kết quả tự học và dẫn đến chán nản.

hơ n

- Tự học có hướng dẫn:

 Trong tài liệu trình bày cả nội dung, cách xây dựng kiến thức, cách kiểm

N

tra kết quả sau mỗi phần, nếu chưa đạt thì chỉ dẫn cách tra cứu, bổ sung, làm

uy

lại cho đến khi đạt. Nếu dùng tài liệu thì SV cũng gặp khó khăn và không biết

Q

hỏi ai.

Kè

m

 Tự học có GV hướng dẫn ở xa: Mặc dù GV ở xa nhưng vẫn có các mối quan hệ trao đổi thông tin giữa thầy và trò bằng các phương tiện trao đổi thông

ạy

tin thô sơ hay hiện đại dưới dạng phản ánh và giải đáp các thắc mắc, làm bài,

/+ D

kiểm tra, đánh giá,... Hình thức này SV cũng gặp khó khăn trong quá trình trao đổi.

co

m

- Tự học có hướng dẫn trực tiếp: Tự lực thực hiện một số hoạt động học dưới sự hướng dẫn trực tiếp của GV ở lớp, với hình thức này cũng đem lại hiệu

gl

e.

quả nhất định song sẽ gặp khó khăn khi tiến hành các thí nghiệm.

oo

1.2.4. Chu trình tự học của SV [2]

.g

Quy trình tự học của SV gồm 3 giai đoạn: Tự nghiên cứu, tự thể hiện và

us

tự kiểm tra, tự điều chỉnh.

pl

- Tự nghiên cứu: người học tự tìm tòi, tự quan sát, mô tả, giải thích, phát

hiện vấn đề, định hướng, giải quyết vấn đề, tự tìm tòi ra kiến thức mới (chỉ mới đối với người học) và tạo ra sản phẩm ban đầu hay sản phẩm thô với tính chất cá nhân.

- Tự thể hiện: người học tự thể hiện mình bằng lời nói, bằng văn bản, tự đóng vai trong các tình huống, vấn đề, tự trình bày, bảo vệ kiến thức, tự thể

7

hiện qua sự hợp tác, trao đổi, đối thoại, giao tiếp với thầy cô và bạn bè để tạo ra sản phẩm mang tính cộng đồng.

- Tự kiểm tra, tự điều chỉnh: sau khi đã trao đổi với thầy cô và bạn bè, sau khi thầy cô kết luận, người học tự kiểm tra, đánh giá sản phẩm của mình, tự sửa sai, tự điều chỉnh thành sản phẩm khoa học.

hơ n

1.2.5. Tác dụng của tự học Ở bất kỳ bậc học hay cấp học nào hoạt động tự học cũng có ý nghĩa rất

N

quan trọng đối với kết quả học tập, tuy nhiên đối với SV ở các trường đại học

uy

nó lại càng thiết thực hơn bởi hoạt động tự học của sinh viên ở các trường đại

Q

học có nét đặc thù so với phổ thông, thể hiện hoạt động nhận thức của sinh viên

m

ở mức cao hơn, mang tính chất độc lập, tự lực, tự giác, sáng tạo trong việc tiếp

Kè

thu tri thức cũng như việc vận dụng tri thức vào các tình huống cụ thể. Phương

ạy

pháp học tập của sinh viên cũng khác, nó mang tính chất tự học, tự nghiên cứu

/+ D

nhưng điều đó cũng không có nghĩa là thiếu vai trò của người GV. Do đó có thể nói hoạt động tự học là một khâu của quá trình giáo dục, là một quá trình

m

gia công, chế biến và tự điều khiển theo đúng mục tiêu giáo dục qui định.

co

Tự học không chỉ có ý nghĩa với bản thân người học mà còn góp phần to

e.

lớn nâng cao chất lượng dạy học và đào tạo [11]:

oo

gl

- Tự học có ý nghĩa quyết định sự thành đạt của mỗi con người, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả học tập.

us

.g

- Tự học là con đường khẳng định của mỗi con người. Tự học giúp con

người giải quyết được những mâu thuẫn giữa khát khao đẹp đẽ về học vấn với

pl

khó khăn trong cuộc sống.

- Tự học là con đường tạo ra tri thức bền vững cho con người, quá trình tự học khác hẳn với quá trình học tập thụ động, nhồi nhét, áp đặt. Kiến thức có

được là do tự học, là kết quả của sự hứng thứ, đam mê, không chịu sự chi phối

8

của bất kì yếu tố nào. Đó là một quy luật tự nhiên. SV từ đó có tinh thần tự giác, chủ động, tích cực và có thái độ đứng đắn trong học tập.

- Tự học giúp cho SV tích lũy được lượng kiến thức khổng lồ của các năm học tại trường đại học.

- Tự học của SV ở trong trường đại học có vai trò quan trọng đối với yêu

hơ n

cầu đổi mới giáo dục và đào tạo, nâng cao chất lượng giáo dục.

1.3. Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun

N

1.3.1. Môđun dạy học

uy

1.3.1.1. Khái niệm môđun dạy học

Q

- Môđun dạy học là một đơn vị chương trình dạy học tương đối độc lập

m

được cấu trúc đặc biệt nhằm phục vụ cho người học và chứa đựng mục tiêu, nội

Kè

dung, phương pháp dạy học cũng như hệ thống các công cụ đánh giá kết quả

ạy

tạo thành một chỉnh thể.

/+ D

- Mỗi môđun gồm các tiểu môđun, là các thành phần cấu trúc môđun được xây dựng tương ứng với các nhiệm vụ học tập mà người học phải thực hiện.

m

1.3.1.2. Những đặc trưng cơ bản của một môđun dạy học [5]

co

Có 5 đặc trưng cơ bản:

e.

- Tính trọn vẹn

oo

gl

Mỗi môđun dạy học mang một chủ đề xác định từ đó xác định mục tiêu, nội dung, phương pháp và quy trình thực hiện do vậy nó không phụ thuộc vào

us

.g

nội dung đã có và sẽ có sau nó. Tính trọn vẹn là dấu hiệu bản chất của môđun

pl

dạy học thể hiện sự độc đáo khi xây dựng nội dung dạy học.

- Tính cá biệt (tính cá nhân hóa) Tính cá biệt nghĩa là chú ý tới trình độ nhận thức và các điều kiện khác nhau của người học. Môđun dạy học có khả năng cung cấp cho người học nhiều cơ hội để có thể học tập theo nhịp độ của cá nhân, việc học tập được cá thể hóa và phân hóa cao độ.

9

- Tính tích hợp Tính tích hợp là đặc tính căn bản tạo nên tính chỉnh thể tính liên kết và tính phát triển của môđun dạy học. Trước hết mỗi môđun dạy học đều là sự tích hợp giữa lý thuyết và thực hành cũng như các yếu tố của quá trình dạy học.

- Tính phát triển

hơ n

Môđun dạy học được thiết kế theo hướng "mở" tạo ra cho nó khả năng dung nạp - bổ sung những nội dung mang tính cập nhật. Vì thế môđun dạy học

N

luôn có tính "động" tính "phát triển".

uy

- Tính tự kiểm tra, đánh giá

Q

Quy trình thực hiện một môđun dạy học được đánh giá thường xuyên bằng

m

hệ thống câu hỏi dạng test diễn ra trong suốt quá trình thực hiện môđun dạy

Kè

học nhằm tăng thêm động cơ cho người học.

ạy

1.3.1.3. Cấu trúc của môđun dạy học [1]

/+ D

- Hệ vào của môđun

Hệ vào của môđun thực hiện chức năng đánh giá về điều kiện tiên quyết của

m

người học trong mối quan hệ với các mục tiêu dạy học của môđun. Tùy theo mức

co

độ của mối quan hệ, người học sẽ nhận thức được những hữu ích của nó hoặc là

e.

họ sẽ tiếp tục học môđun hoặc là đi tìm một môđun khác phù hợp hơn.

gl

Căn cứ vào chức năng trên có thể nhận thấy các thành phần của hệ vào

oo

bao gồm: tên gọi hay tiêu đề của môđun; hệ thống mục tiêu của môđun; test

.g

vào môđun: nhằm kiểm tra điều kiện tiên quyết của một người học tương ứng

us

với các mục tiêu của môđun; những khuyến cáo dành cho người học sau khi họ

pl

tham dự test.

- Thân của môđun Thân môđun bao gồm một loạt các tiểu môđun tương ứng với các mục tiêu đã được xác định ở hệ vào của môđun. Cũng có trường hợp thân của môđun tương ứng với một tiểu môđun duy nhất. Các tiểu môđun liên kết với nhau bởi các test trung gian và đều cần đến một thời gian học tập nhất định.

10

Các tiểu môđun được cấu trúc bởi các thành phần: * Mở đầu: Xác định những mục tiêu cụ thể của tiểu môđun, cung cấp cho người học những tri thức điểm tựa và huy động kinh nghiệm đã có của người học cung cấp cho người học các con đường để giải quyết vấn đề nhận thức để họ tự lựa chọn.

hơ n

* Nội dung và phương pháp học tập: Qua đó người học sẽ tiếp thu được một số mục tiêu cụ thể của tiểu môđun.

N

* Test trung gian: Đánh giá xem người học đã đạt được đến mức độ nào

uy

đối với các mục tiêu của tiểu môđun và kết quả của test có thể được xem như

Q

điều kiện tiên quyết để người học thực hiện tiểu môđun tiếp theo. Khi cần thiết

ạy

- Hệ ra của thân môđun

Kè

thức còn thiếu, sửa chữa sai sót và ôn tập.

m

thân môđun còn được bổ sung các môđun phụ đạo giúp người học bổ sung kiến

/+ D

Hệ ra của thân môđun nhằm thực hiện chức năng tổng kết các tri thức, kỹ năng, thái độ của người học được thực hiện trong môđun và chỉ dẫn cho người

m

học để họ có thể tìm những môđun tiếp theo hoặc phụ đạo để làm sâu sắc thêm

co

những gì họ quan tâm đối với môđun.

e.

- Hệ ra của môđun

oo

gl

Hệ ra của môđun bao gồm: Một bản tổng kết chung, test kết thúc, hệ thống chỉ dẫn để tiếp tục học tập tuỳ theo kết quả học tập môđun của người học. Nếu

us

.g

đạt tất cả các mục tiêu của môđun người học sẽ chuyển sang học tập môđun tiếp theo, hệ thống hướng dẫn dành cho người dạy và người học.

pl

1.3.2. Tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun [5], [9] 1.3.2.1. Thế nào là tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun Tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun là tài liệu được biên soạn theo những đặc trưng và cấu trúc của một môđun. Tài liệu có thể được phân thành nhiều loại: theo nội dung lí thuyết hoặc theo nội dung bài tập.

11

1.3.2.2. Cấu trúc nội dung tài liệu tự học (cho một tiểu môđun) Bao gồm: Tên của tiểu môđun.

A. Mục tiêu của tiểu môđun.

B. Tài liệu tham khảo.

hơ n

C. Hướng dẫn người học tự học.

D. Bài tập tự kiểm tra kiến thức của người học (Bài kiểm tra lần 1).

N

E. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (Thông tin phản hồi).

uy

F. Bài tập tự kiểm tra đánh giá sau khi đã nghiên cứu thông tin phản hồi

Q

(Bài kiểm tra lần 2).

m

- Mục tiêu của tiểu môđun

Kè

Các mục đích, yêu cầu của một tiểu môđun là những gì mà SV phải nắm

ạy

được sau mỗi bài học. GV cũng căn cứ vào mục tiêu để theo dõi, hướng dẫn,

/+ D

kiểm tra đánh giá SV một cách cụ thể, chính xác.

Với hệ thống mục đích, yêu cầu của tiểu môđun, tài liệu giảng dạy được

m

biên soạn theo tiếp cận môđun trở nên khác một cách căn bản hơn so với tài

co

liệu biên soạn theo kiểu truyền thống vì nó chứa đựng đồng thời cả nội dung và

e.

phương pháp dạy học.

oo

gl

- Nội dung và phương pháp dạy học Nội dung dạy học cần được trình bày một cách chính xác, phản ánh được

us

.g

bản chất nội dung khoa học cần nghiên cứu và phải phù hợp với đối tượng SV

pl

đại học.

- Câu hỏi chuẩn bị đánh giá Trong mỗi tiểu môđun tôi thiết kế 2 loại câu hỏi:  Loại 1: Câu hỏi hướng dẫn SV tự học.  Loại 2: Câu hỏi để tự kiểm tra để tự đánh giá sau khi đã chuẩn kiến thức

mới.

12

- Bài tập áp dụng Tôi thiết kế loại bài tập có hướng dẫn, vận dụng kiến thức trong bài học.

Như vậy, mỗi tiểu môđun với cấu trúc như trên thì SV tự học thuận lợi hơn rất nhiều so với một phần tương ứng trong tài liệu cũ. Vì vậy khi bước vào mỗi tiểu môđun SV đã được kiểm tra kết quả hoàn thành tiểu môđun trước. Với

hơ n

mỗi tiểu môđun thì hệ thống mục đích, yêu cầu đã được định hướng rõ nét cái mà SV cần phải học. Tiêu chuẩn đánh giá sẽ xác định cái SV cần phải đạt. Nội

N

dung dạy học trình bày trong tiểu môđun rõ ràng hơn, rành mạch hơn trong tài

uy

liệu cũ. Chính nhờ các tiểu môđun mà việc học tập của tập thể SV được phân

Q

hóa. Qua mỗi tiểu môđun việc học của tập thể SV lại được phân hóa một lần

m

qua kiểm tra của GV. Đây là điểm cơ bản của tài liệu mới.

Kè

1.3.3. Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun

ạy

Nội dung chính của phương pháp dạy học này là nhờ các môđun mà học

/+ D

sinh được dẫn dắt từng bước để đạt tới mục tiêu dạy học. Nhờ nội dung dạy học được phân nhỏ ra từng phần, nhờ hệ thống mục tiêu chuyên biệt và hệ thống

m

test, học sinh có thể tự học và tự kiểm tra mức độ nắm vững các kiến thức, kỹ

co

năng và thái độ trong từng tiểu môđun. Bằng cách này họ có thể tự học theo

e.

nhịp độ riêng của mình.

gl

Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun đảm bảo tuân theo những

oo

nguyên tắc cơ bản của quá trình dạy học sau đây:

.g

- Nguyên tắc cá thể hoá trong học tập.

pl

us

- Nguyên tắc đảm bảo hình thành ở học sinh kỹ năng tự học từ thấp đến cao.

- Nguyên tắc giáo viên thu thập thông tin về kết quả học tập của học sinh

sau quá trình tự học, giúp đỡ họ khi cần thiết, điều chỉnh nhịp độ học tập.  Ưu điểm [3]: - Giúp học sinh học tập ở lớp và ở nhà có hiệu quả vì môđun là tài liệu tự học học sinh có thể mang theo mình để học tập bất cứ ở đâu và bất cứ lúc nào có điều kiện.

13

- Tạo điều kiện cho học sinh học tập với nhịp độ cá nhân, luyện tập việc tự đánh giá kết quả học tập, học tập theo cách giải quyết vấn đề, do đó nâng cao được chất lượng dạy học thực tế.

- Tránh được sự tuỳ tiện của giáo viên trong quá trình dạy học vì nội dung và phương pháp dạy học đều đã được văn bản hoá.

hơ n

- Cập nhật được những thông tin mới về khoa học và công nghệ do đó có điều kiện thuận lợi trong việc bổ xung nội dung mới và tài liệu dạy học (nhờ

N

các môđun phụ đạo).

uy

- Cho phép sử dụng đội ngũ cán bộ giảng dạy, theo dõi kèm cặp một cách

Q

tối ưu tuỳ theo mức độ phức tạp của nhiệm vụ dạy học.

m

- Đảm bảo tính thiết thực của nội dung dạy học.

Kè

- Đảm bảo được tính vững chắc của tri thức, kỹ năng, kỹ xảo vì người học họ tự đào tạo suốt đời.  Nhược điểm [3]:

/+ D

ạy

tự chiếm lĩnh nó, đồng thời hình thành và rèn luyện được thói quen tự học để

m

- Việc thiết kế hệ thống môđun dạy học và biên soạn tài liệu dạy học theo

co

môđun khá công phu và tốn kém. Cần khoảng 5 đến 7 giờ biên soạn môđun dạy

e.

học cho một giờ học.

oo

gl

- Đòi hỏi học sinh phải có động cơ học tập tốt, có năng lực học tập nhất định (vì tự học đòi hỏi họ có trình độ và sự nỗ lực cao hơn các phương pháp

us

.g

học tập khác).

pl

- Có thể nảy sinh tâm lý buồn chán do tính đơn điệu của việc tự học.

- Không thích hợp với việc huấn luyện những kỹ năng làm việc theo kíp

công tác.  Các tình huống sử dụng: Với các ưu, nhược điểm nói trên có thể sử dụng phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun trong các trường hợp sau:

14

- Dạy học những nội dung quan trọng với nhiều đối tượng theo học (cần đặc biệt quan tâm tới môn chung, các môn cơ bản và cơ sở chuyên ngành).

- Dạy học những nội dung, kiến thức có liên quan nhiều đến nội dung đã được học ở lớp dưới, các kiến thức nâng cao cập nhật không nhiều và không quá khó.

hơ n

- Dạy học những nội dung có tính biến động cao, thường xuyên phải đổi mới vì môđun có khả năng “lắp ghép” và “tháo gỡ” nên có nhiều thuận lợi trong

N

việc thay đổi nội dung, chương trình dạy học.

uy

- Khắc phục những nhược điểm của hệ thống dạy học cũ như: đồng loạt,

Q

không phân hoá, không tiến triển theo nhịp độ cá nhân.

Kè

với hình thức biên soạn tài liệu dạng mở.

m

- Đặc biệt rất phù hợp cho hình thức đào tạo giáo dục từ xa nếu kết hợp

ạy

1.4. Hướng dẫn cách tự học theo môđun

/+ D

Trước khi đến lớp, SV phải dành thời gian cho việc học ở nhà để nghiên Cần nắm được:

m

cứu tài liệu và chuẩn bị bài.

co

- Mục tiêu toàn chương.

e.

- Số lượng tiểu môđun và những tài liệu, môđun phụ đạo có liên quan.

oo

gl

- Với mỗi tiểu môđun phải thấy rõ mục tiêu của tiểu môđun cần nghiên cứu sau đó nghiên cứu đến nội dung bằng cách trả lời các câu hỏi và bài tập được

us

.g

giảng viên biên soạn, nghiên cứu xong phần nội dung thì tự trả lời câu hỏi ở cuối mỗi tiểu môđun. Nếu trả lời được thì chuyển sang môđun tiếp theo, nếu chưa trả

pl

lời được thì nghiên cứu lại phần nội dung cho đến khi trả lời được. Ở lớp, mỗi SV làm một bài kiểm tra nhỏ để đánh giá mức độ chuẩn bị bài ở nhà trong khoảng từ 10 – 15 phút.

- Nếu đạt yêu cầu thì SV bắt tay vào nghiên cứu nội dung bài mới, nếu không đạt yêu cầu thì SV tiếp tục xem lại tài liệu.

15

- Nếu đạt yêu cầu thì SV tự học theo nhịp độ riêng của mình, theo từng phần nhỏ của tiểu môđun, ghi lại thu hoạch và những nội dung cần chú ý.

- Chia nhóm, GV hướng dẫn thảo luận, mỗi nhóm cử SV phát biểu trình bày thu hoạch của mình, các nhóm còn lại đưa ra câu hỏi đối với nhóm trình bày. GV nhận xét, bổ sung và chính xác hóa những kết luận đưa ra, hướng dẫn

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

/+ D

ạy

Kè

m

Q

uy

N

hơ n

SV tự kiểm tra.

16

Chương 2 THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN PHẦN KIM LOẠI KIỀM THỔ NHÓM IIA 2.1. Cấu trúc học phần Hóa vô cơ 2 Học phần Hóa vô cơ 2 được chia thành các chương tương ứng với các

hơ n

môđun sau: Môđun 1: Đại cương về kim loại.

N

Môđun 2: Các nguyên tố nhóm IA: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

uy

Môđun 3: Các nguyên tố nhóm IIA: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

Q

Môđun 4: Các nguyên tố nhóm IIIA: Al, Ga, In, Tl.

m

Môđun 5: Các nguyên tố nhóm IVA: Ge, Sn, Pb.

Kè

Môđun 6: Đại cương về các nguyên tố chuyển tiếp.

ạy

Môđun 7: Các nguyên tố nhóm IB: Cu, Ag, Au.

/+ D

Môđun 8: Các nguyên tố nhóm IIB: Zn, Cd, Hg. Môđun 9: Các nguyên tố nhóm VIB: Cr, Mo, W.

m

Môđun 10: Các nguyên tố nhóm VIIB: Mn, Tc, Re.

co

Môđun 11: Các nguyên tố nhóm VIIIB: Fe, Co, Ni.

e.

Trong phạm vi nguyên cứu của đề tài, chúng tôi chỉ giới hạn nghiên cứu

gl

Nhóm IIA, vì vậy, theo phân phối chương trình, tôi thành lập Môđun 3: Các

oo

nguyên tố nhóm IIA.

.g

2.2. Nguyên tắc của việc thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun [6]

us

- Đảm bảo tính chính xác, khoa học, phù hợp về nội dung kiến thức với

pl

đối tượng sử dụng tài liệu.

- Đảm bảo tính logic, tính hệ thống của kiến thức.

- Đảm bảo tăng cường vai trò chủ đạo của lí thuyết.

- Đảm bảo được tính hệ thống của các dạng bài tập.

- Trình bày tinh gọn, dễ hiểu, cấu trúc rõ ràng, có hướng dẫn học tập cụ thể, thể hiện rõ nội dung kiến thức trọng tâm, gây được hứng thú cho SV.

17

2.3. Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun phần kim loại kiềm thổ nhóm IIA – học phần Hóa vô cơ 2 Tôi xây dựng môđun 3 và phân chia thành các tiểu môđun sau: Môđun 3: Các nguyên tố nhóm IIA (kim loại kiềm thồ).

Tiểu môđun 1: Khái quát chung các nguyên tố kim loại kiềm thổ.

hơ n

Tiểu môđun 2: Các kim loại kiềm thổ.

Tiểu môđun 3: Các oxit và peoxit của kim loại kiềm thổ.

uy

Tiểu môđun 5: Halogenua của kim loại kiềm thổ.

N

Tiểu môđun 4: Hiđrua và hiđroxit của kim loại kiềm thổ.

Q

Tiểu môđun 6: Các muối nitrat, muối cacbonat và muối sunfat của kim

Kè

m

loại kiềm thổ.

ạy

TIỂU MÔĐUN 1: KHÁI QUÁT CHUNG

/+ D

CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI KIỀM THỔ

co

1. Về kiến thức

m

A. Mục tiêu

Biết:

e.

- Các nguyên tố trong nhóm IIA.

oo

gl

- Sự biến đổi tính chất vật lí: bán kính nguyên tử, bán kính ion, năng lượng ion hóa I2, độ âm điện, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, độ dẫn điện.

us

.g

- Các mức oxi hóa đặc trưng, tính chất hóa học đặc trưng của kim loại

pl

kiềm thổ.

Hiểu: - Giải thích sự biến đổi các tính chất vật lí: bán kính nguyên tử, bán kính ion, năng lượng ion hóa I2, độ âm điện.

- Giải thích tính chất hóa học đặc trưng là tính khử.

18

2. Về kĩ năng - Dự đoán, giải thích các hiện tượng, vấn đề liên quan đến tính chất của kim loại kiềm thổ.

- Viết PTHH. B. Tài liệu tham khảo

hơ n

1. Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Khoa học và kĩ thuật. Tr 65 – 98.

N

2. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục. Tr 49 – 69.

uy

3. Nguyễn Đức Vận, Bài tập hóa vô cơ, NXB Giáo dục.

Q

C. Hướng dẫn sinh viên tự học

Kè

m

Sinh viên đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn, quan sát bảng và trả lời các câu hỏi sau:

ạy

Bảng 1: Một số đặc điểm của các nguyên tử kim loại kiềm thổ Rađi

Sr

Ba

Ra

20

38

56

88

3s2

4s2

5s2

6s2

7s2

1,13

1,60

1,97

2,15

2,21

2,35

0,34

0,74

1,04

1,20

1,33

1,44

18,21

15,03

11,87

10,93

9,95

10,10

1,5

1,2

1,0

1,0

0,9

0,9

-1,85

-2,37

-2,87

-2,89

-2,90

Magie

Be

Mg

Ca

4

12

2s2

m

Kí hiệu

Electron hóa trị

co

Số thứ tự

gl

e.

Bán kính nguyên tử (Ao)

oo

Bán kính ion (Ao)

.g

Thế ion hóa I2 (eV) Độ âm điện

us

Bari

Berili

/+ D

Nguyên tố

pl

Thế điện cực (V)

Canxi Stronti

1. Cho biết đặc điểm về cấu trúc tinh thể của các nguyên tố: Be, Mg, Ca, Sr, Ba? 2. Cho nhận xét về các đặc điểm sau đây của nhóm IIA:

19

a. Đặc điểm lớp electron ngoài cùng? Từ đó hãy nhận xét về khuynh hướng khi tham gia phản ứng hóa học của các kim loại kiềm thổ? So sánh với các kim loại kiềm? b. Năng lượng ion hóa, thế điện cực, độ âm điện, bán kính nguyên tử, bán kính ion của các kim loại kiềm thổ? So sánh với các kim loại kiềm?

hơ n

c. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, độ dẫn điện, độ cứng? So sánh với các kim loại kiềm?

N

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu Vấn đề

uy

Nội dung

Q

1.Cho biết đặc điểm về cấu 1. Cấu trúc tinh thể

Kè

m

trúc tinh thể của các nguyên Nhóm IIA: Be, Mg, Ca, Sr, Ba tố: Be, Mg, Ca, Sr, Ba.

Cấu trúc tinh thể:

ạy

- Be và Mg kết tinh theo mạng lục phương.

/+ D

- Ca gồm 3 dạng thù hình:

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

+α – Ca (mạng lập phương tâm diện) +β – Ca +γ – Ca (mạng lục phương) - Sr kết tinh dạng lập phương tâm diện.

- Ba kết tinh theo mạng lập phương tâm khối.

Mạng tinh thể của các nguyên tố với khoảng cách giữa hai nguyên tử trong mạng như sau: + Với Be: a = 2,268 A0 ; c = 3,594 A0. + Với Mg: a = 3,22 A0 ; c = 5,56 A0. + Với Ca: a = 5,56 A0; d = 0,5 a 2 = 3.94 A0. + Với Sr: a = 6,05 A0 ; d = 4,27 A0. + Với Ba: a = 5,01 A0; d = 0,5 a 3 = 3.94 A0.

20

Với a là chiều rộng, c là chiều cao của mạng tinh thể; d là một nửa đường chéo của mạng tinh thể.

2.Cho nhận xét về các đặc 2. Một số tính chất điểm sau đây của nhóm IIA:

- Các kim loại kiềm thổ đều có hai electron ở

ngoài cùng? Từ đó hãy nhận xét về khuynh hướng khi

ns2

hơ n

a. Đặc điểm lớp electron lớp ngoài cùng ns2 (hay hai electron hóa trị):

N

tham gia phản ứng hóa học → Các kim loại kiềm thổ đều dễ mất electron thổ đều có tính khử mạnh và tính khử tăng dần

m

b. Năng lượng ion hóa, thế từ Be đến Ra.

Q

sánh với các kim loại kiềm?

uy

của các kim loại kiềm thổ? So để tạo thành ion M2+, do vậy các kim loại kiềm

Kè

điện cực, độ âm điện, bán - So với kim loại kiềm ở cùng chu kì thì kém

ạy

kính nguyên tử, bán kính ion hoạt động hơn vì có điện tích hạt nhân lớn hơn

/+ D

của các kim loại kiềm thổ? So và bán kính nguyên tử bé hơn. sánh với các kim loại kiềm?

- Các ion M2+ có lớp vỏ của khí trơ (n – 1)s2p6

m

c. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng nên đều thể hiện tính oxi hóa yếu và tính oxi hóa

co

chảy, độ dẫn điện, độ cứng? giảm dần từ ion Be2+ đến Ra2+.

pl

us

.g

oo

kiềm?

gl

e.

So sánh với các kim loại - Từ beri đến bari: + Năng lượng ion hóa tương đối thấp và giảm dần từ Be đến Ba. + Năng lượng ion hóa thứ hai I2: giảm; lớn gấp hơn bốn lần năng lượng ion hóa của kim loại kiềm. + Thế điện cực: giảm dần; có thế điện cực tương đương với kim loại kiềm. + Độ âm điện: giảm dần, lớn hơn kim loại kiềm ở cùng chu kì.

21

+ Bán kính nguyên tử: tăng, nhỏ hơn bán kính nguyên tử của kim loại kiềm cùng chu kì. + Bán kính ion: tăng. + Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: cao hơn và biến đổi không đều như các kim loại kiềm.

hơ n

+ Độ cứng: giảm dần, lớn hơn kim loại kiềm. + Độ dẫn điện: biến đổi không đều, tương

uy

N

đương với độ dẫn điện của kim loại kiềm.

Kè

m

Thời gian: 20 phút

Q

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá

Câu 1:

ạy

a. Tại sao với các kim loại kiềm thổ có thế ion hóa thứ hai lớn hơn thế ion

/+ D

hóa thứ nhất (I2 > I1) nhưng lại tạo ra dạng ion M2+ dễ dàng hơn dạng ion M+? b. Thế ion hóa của kim loại kiềm thổ lớn hơn thế ion hóa của kim loại

m

kiềm nhưng tại sao thế điện cực lại tương đương?

co

Câu 2: Tại sao các kim loại kiềm thổ có độ dẫn điện cao mặc dù vùng

gl

e.

năng lượng ns (vùng hóa trị) trong tinh thể đã được lấp đầy?

oo

Câu 3:

.g

a. Tại sao các kim loại kiềm thổ có độ cứng lớn hơn các kim loại kiềm?

us

b. Tại sao nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thổ lại

pl

biến đổi không đều như kim loại kiềm?

Câu 4: Hãy giải thích tại sao bán kính nguyên tử lại tăng dần khi đi từ Be

đến Ba? TIỂU MÔĐUN 2: CÁC KIM LOẠI KIỀM THỔ A. Mục tiêu

22

1. Về kiến thức Biết: - Trạng thái tự nhiên, thành phần đồng vị của các kim loại kiềm thổ.

- Tính chất vật lí, tính chất hóa học, phương pháp điều chế và ứng dụng của các kim loại kiềm thổ.

hơ n

Hiểu:

học.

uy

- Nguyên tắc chung của phương pháp điều chế.

N

- Quy luật của sự biến thiên các tính chất: tính chất vật lí, tính chất hóa

Q

2. Về kĩ năng

Kè

m

- Dự đoán, giải thích tính chất của các kim loại kiềm thổ.

B. Tài liệu tham khảo

ạy

- Viết PTHH và giải các bài tập có liên quan của kim loại kiềm thổ.

/+ D

1. Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Khoa học và kĩ thuật. Tr 65 – 98.

m

2. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục. Tr 49 – 69.

co

3. Nguyễn Đức Vận, Bài tập hóa vô cơ, NXB Giáo dục.

e.

C. Hướng dẫn sinh viên tự học

oo

gl

Sinh viên đọc các tài liệu tham khảo ở trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

us

.g

1. Nêu nhận xét chung về trạng thái tồn tại và hàm lượng của kim loại

pl

kiềm thổ trong tự nhiên?

2. Các phương pháp điều chế kim loại kiềm thổ :

a. Nguyên tắc chung để điều chế kim loại kiềm thổ? b. Các phương pháp điều chế ứng với từng kim loại? c. Điều kiện cụ thể của phản ứng?

23

3. Cho biết trạng thái tồn tại của các kim loại kiềm thổ ở điều kiện thường? Tại sao kim loại lại có tính ánh kim?

4. Nêu nhận xét chung về tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ?

5. Viết ptpư chứng minh tính chất hóa học của các kim loại kiềm thổ?

6. Nêu ứng dụng của các kim loại kiềm thổ trong đồi sống và sản xuất?

Vấn đề

Nội dung

N

1. Nêu nhận xét chung 1. Trạng thái tự nhiên

hơ n

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu

uy

về trạng thái tồn tại và - Các kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại trong thiên nhiên ở

trong

tự + Beri: tồn tại beryl Be3Al2(SiO3)6,…

m

thổ

Kè

kiềm

Q

hàm lượng của kim loại dạng hợp chất:

nhiên?

+ Magie: tồn tại quặng manhezit MgCO3, quặng

ạy

đolomit MgCO3.CaCO3,quặng bisophit MgCl2.6H2O,

/+ D

kizerit MgSO4.H2O, kainit KCl.MgSO4.3H2O, dạng silicat v.v…

co

m

+ Canxi: tồn tại dạng canxit aragonit CaCO3, đolomit

pl

us

.g

oo

gl

e.

MgCO3.CaCO3, thạch cao CaSO4.2H2O, quặng apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2 v.v…; nước biển, đất, cơ thể động vật và thực vật, có trong thành phần cấu tạo nên xương và là thành phần không thể thiếu của máu. + Stronti và bari: tồn tại chủ yếu trong các quặng strontianit SrCO3, viterit BaCO3; xelestin SrSO4, barit BaSO4… + Rađi: là nguyên tố phóng xạ, có trong quặng của uran như quặng cacnotit K2(UO3)2(VO4)2.3H2O. - Hàm lượng: tổng số nguyên tử ở trong vỏ Trái Đất: + Mg: chiếm 1,7%

24

+ Ca: chiếm 1,5% + Sr, Ba: chiếm 0,001% + Ra rất hiếm.

2. Các phương pháp 2. Điều chế các kim loại kiềm thổ điều chế kim loại kiềm - Nguyên tắc chung: dùng dòng điện hoặc dùng chất

hơ n

khử mạnh để khử ion kim loại kiềm thổ tạo kim loại:

thổ:

M 2  2e  M 0

a. Nguyên tắc chung để

N

điều chế kim loại kiềm Bằng phương pháp điện phân muối clorua nóng chảy

uy

hoặc dùng chất khử như C, Al, Si…

thổ?

Q

b. Các phương pháp - Beri:

Kè

m

điều chế ứng với từng +) Điện phân nóng chảy BeCl2 hoặc hỗn hợp gồm kim loại?

BeCl2 + NaCl hoặc hỗn hợp BeCl2 + NaF trong thùng

ạy

c. Điều kiện cụ thể của bằng niken với cực dương bằng than chì, cực âm bằng thủy ngân và ở trong khí quyển argon.

/+ D

phản ứng?

+) Phương pháp nhiệt – magie để khử BeF2.

m

- Magie: trong công nghiệp được điều chế bằng các

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

phương pháp: +) Phương pháp điện phân: điện phân MgCl2 tinh khiết hoặc cacnalit khan nóng chảy (MgCl2. KCl) hoặc hỗn hợp muối clorua tương ứng ở 700 – 750oC trong thùng điện phân bằng thép (cực âm), cực dương là than chì: dpnc MgCl2   Mg  Cl2 

+) Phương pháp nhiệt: dùng các chất khử như CaC2, C, Si để khử MgO. Dùng than (phương pháp nhiệt – cacbon): MgO  C

25

2000o C

Mg  CO

Dùng CaC2 (phương pháp nhiệt – cacbon): 1200 C MgO  CaC2   Mg  CaO  2C o

Dùng silic (phương pháp nhiệt silic): 12001300 C 2MgO  2CaO  Si   2Mg  Ca2 SiO4 o

- Canxi:

hơ n

+) Điện phân nóng chảy CaCl2 khan:

N

dpnc CaCl2   Ca  Cl2 

uy

+) Dùng nhôm khử CaCl2:

t cao 3CaCl2  2 Al   3Ca  2 AlCl3 

Q

o

m

- Stronti:

Kè

+) Điện phân nóng chảy muối clorua:

ạy

dpnc SrCl2   Sr  Cl2 

11001200 C 3SrCl2  2 Al   3Sr  2 AlCl3 

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

/+ D

+) Dùng nhôm để khử muối SrCl2, oxit SrO: 0

2 Al  4SrO   SrO. Al2O3  3Sr

- Bari: +) Điện phân nóng chảy muối BaCl2 tương tự như Ca và Sr: 11001200 C 3BaCl2  2 Al   3Ba  2 AlCl3  0

+) Khử BaO trong chân không bởi nhôm hoặc silic: 1200 C 3BaO  2 Al   3Ba  Al2O3 o

1200 C 3BaO  Si   BaSiO3  2Ba o

3. Cho biết trạng thái 3. Tính chất vật lí của các kim loại kiềm thổ tồn tại của các kim loại

26

kiềm thổ ở điều kiện - Ở điều kiện thường, các kim loại kiềm thổ đều ở trạng thường? Tại sao kim thái rắn, có màu trắng bạc hoặc xám nhạt. loại lại có tính ánh - Trong không khí, trừ Be và Mg vẫn giữ được ánh kim? Nhận xét về một kim, còn các kim loại đều bị mờ nhanh chóng. số tính chất vật lí của - Ở trạng thái hơi, các kim loại kiềm thổ là đơn nguyên tử.

hơ n

kim loại kiềm thổ?

- Nhiệt nóng chảy và nhiệt độ sôi: không cao và biến

- Ngọn lửa:

m

+ Stronti: màu đỏ son

Q

+ Canxi: màu đỏ da cam

uy

N

đổi không đều.

Kè

+ Bari: màu lục hơi vàng.

ạy

- Các kim loại kiềm thổ có tính ánh kim, tính dẻo.

/+ D

- Tính ánh kim là do: các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy

m

được, do mạng tinh thể và bản chất liên kết trong kim

co

loại.

e.

4. Nêu nhận xét chung 4. Tính chất hóa học của các kim loại kiềm thổ

oo

gl

về tính chất hóa học Nhận xét chung: các kim loại kiềm thổ đều có hoạt tính

us

.g

của kim loại kiềm thổ? hóa học cao, thể hiện tính khử mạnh và tính khử tăng dần từ Be đến Ba. Các phản ứng chứng minh tính chất hóa học:

pl

5. Viết ptpư chứng  Phản ứng với hiđrô: minh tính chất hóa học - Be không phản ứng trực tiếp với H2 của kim loại kiềm thổ? - Với Mg: phản ứng rất khó khăn o

570 C , MgI 2 Mg  H 2  MgH 2 200 atm

27

- Với Ca, Sr, Ba cần đun nóng: 150300 C Ca  H 2   CaH 2 o

300 400 C Sr  H 2   SrH 2 o

180 C Ba  H 2   BaH 2 o

hơ n

 Phản ứng với các phi kim khác: - Be phản ứng trực tiếp được với hầu hết các phi kim

N

(trừ Se, Te):

uy

+ Với halogen: phản ứng kém dần khi chuyển từ flo

Q

đến iot:

t C Be  Cl2   BeCl2

Kè

m

o

+ Với O2 và S phản ứng khi đun nóng: t C 2Be  O2   2BeO

/+ D

ạy

o

t C Be  S   BeS o

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

+ Với N2 và P cũng phản ứng khi đun nóng: 527 927 C 3Be  N2   Mg3 N2 0

t C 3Be  2P   Be3 P2 o

+ Với C và Si: phản ứng khi đun nóng tạo Be2C , BeC2 và Be2Si (không bền): 1700 2100 C 2Be  C   Be2C (hoặc BeC2) o

Sau đó Be2C, BeC2 bị phân hủy: Be2C  4H 2O   2Be OH 2  CH 4  BeC2  2H 2O   Be  OH 2  C2 H 2 

Be  Si   Be2 Si

28

- Với Mg, Ca, Sr và Ba: + Đều không phản ứng trực tiếp với Se, Te. + Tác dụng mạnh với halogen tạo MX2: phản kém dần khi chuyển từ flo đến iot. t C Ca  Cl2   CaCl2 o

t C Ba  Br2   BaBr2

hơ n

o

N

+ Tác dụng với O2 tạo oxit MO (M là kim loại kiềm

uy

thổ).

Q

+) Mg phản ứng với O2 khi đun nóng: t C 2Mg  O2   2MgO

m

o

Kè

+) Ca, Sr và Ba phản ứng với O2 ngay ở nhiệt độ

/+ D

M3N2.

ạy

thường tạo ra oxit MO, một phần peoxit MO2 và nitrua

2Ca  O2   2CaO

co

m

+ Tác dụng với S cần đun nóng: t C Mg  S   MgS

pl

us

.g

oo

gl

e.

o

t C Sr  S   SrS o

+ Tác dụng với N2, P phản ứng tương tự như Be nhưng ở các nhiệt độ khác nhau: 780800 C 3Mg  N2   Mg3 N2 0

500600 C 3Ca  N2   Ca3 N 2 0

573 C 3Ca  2P   Ca3 P2 o

400 450 C 3Ba  2P   Ba3 P2 o

29

+ Tác dụng với C cần đun nóng trong chân không hoặc trong khí quyển hiđrô tạo hợp chất ít bền: 740760 C 2Mg  3C   Mg2C3 0

600 C Mg  2C   MgC2 o

Với Ca, Sr và Ba cũng phản ứng trực tiếp với C tạo

hơ n

CaC2, SrC2, BaC2. Các hợp chất đó phân hủy cho axetilen:

uy

N

Mg 2C3  4 H 2O   2Mg  OH 2  CH  C  CH 3 

Kè

+) Với Mg, Ca:

m

+ Tác dụng với Si:

Q

BaC2  2 H 2O   Ba  OH 2  CH  CH 

ạy

2Mg  Si   Mg2 Si

/+ D

2Ca  Si   Ca2 Si

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

+) Với Sr, Ba: Sr  Si   SrSi (hoặc SrSi2) Ba  Si   BaSi (hoặc BaSi2)

 Phản ứng với H2O: tạo dung dịch bazơ và giải phóng hiđro. + Be hầu như không tác dụng với H2O. + Mg không tan trong nước lạnh và tan một phần trong nước nóng: Mg  2H 2O   Mg  OH 2  H 2  t C Mg  H 2Oh   MgO  H 2  o

+ Ca, Sr và Ba phản ứng với H2O ở điều kiện thường tạo hiđroxit tương ứng và H2:

30

Ca  2H 2O   Ca  OH 2  H 2  Sr  2H 2O   Sr  OH 2  H 2  Ba  2H 2O   Ba  OH 2  H 2 

 Phản ứng với dung dịch kiềm

hơ n

+ Be: tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo muối berilat và H2:

N

Be  2 NaOH dd  2H 2O   Na2  Be  OH 4   H 2 

(natri tetrahiđroxo berilat)

uy

(dd)

t Be  2 NaOH nc   Na2 BeO2  H 2 

m

Q

o

(natri berilat)

Kè

(nóng chảy)

+ Mg không tác dụng với kiềm.

ạy

+ Ca, Sr, Ba tan được trong dung dịch kiềm do phản

/+ D

ứng với H2O.

m

 Phản ứng với rượu:

co

+ Be: không phản ứng.

pl

us

.g

oo

gl

e.

+ Mg: cần đun nóng: t C Mg  2C2 H 5OH   Mg OC2 H 5 2  H 2  0

+ Ca, Sr, Ba phản ứng với rượu ở nhiệt độ thường, giải phóng khí H2 Ba  2C2 H5OH   Ba OC2 H 5 2  H 2 

 Phản ứng với amoniac + Amoniac lỏng: tác dụng với Ca, Sr, Ba tạo dung dịch màu xanh thẫm. Khi làm cho dung môi bay hơi, còn lại các tinh thể vàng óng là các amoniacat có thành phần không đổi là [M(NH3)6] (với M là Ca, Sr, Ba).

31

+ Khi có mặt của chất xúc tác, các amoniacat kim loại kiềm thổ bị phân hủy tạo ra các amiđua: Pt Ca  NH3 6   Ca  NH 2 2  4 NH3   H 2  t Ca  NH 2 2   CaNH  NH 3  0

CaNH  2 H 2O   Ca  OH 2  NH 3 

hơ n

+ Khi đun nóng với amoniac tạo nitrua và hiđrua: t 6Ca  2 NH3   Ca3 N2  3CaH 2

Phản ứng với axit:

uy



N

o

Q

+ Tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng:

Ví dụ:

Kè

m

 M 2  H 2  M  2H  

ạy

Mg  2HCl  MgCl2  H 2 

/+ D

Sr  H 2 SO4  SrSO4  H 2 

m

+ Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc, nóng → muối +

co

sản phẩn khử + H2O

pl

us

.g

oo

gl

e.

Ví dụ: 5Mg  12HNO3l   5Mg  NO3 2  N2  6H 2O

4Ba  10HNO3l   4Ba  NO3 2  NH 4 NO3  3H 2O

+ Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc, nguội: beri bị thụ động.  Phản ứng với nhiều hợp chất: các hợp chất bị kim loại kiềm thổ khử đến nguyên tố: t 2 Be  TiO2   Ti  2 BeO o

t 2Mg  CO2   C  2MgO o

32

t 2Mg  SiO2   2MgO  Si 0

t 2Mg  TiCl4   2MgCl2  Ti 0

6. Nêu ứng dụng của 5. Ứng dụng của các kim loại kiềm thổ các kim loại kiềm thổ - Làm chất khử trong luyện kim để điều chế được nhiều trong đồi sống và sản kim loại hiếm hoặc khó nóng chảy như Ti, U, Pu…

hơ n

- Be có ứng dụng trong nhiều ngành kĩ thuật như kĩ

xuất?

N

thuật hàng không, kĩ thuật nguyên tử,…

uy

- Hợp kim của magie như hợp kim “manhali”, hợp kim

Q

“electron” ứng dụng trong công nghiệp ô tô, máy bay,

m

chế tạo máy… Trong luyện kim, magie dùng để khử

Kè

vanađi, crom, titan…

ạy

- Canxi: luyện kim màu, làm chất khử để liên kết các

/+ D

tạp chất có hại như S, P, C dư.

- Stronti dùng trong kĩ thuật đèn điện chân không,

m

trong kĩ nghệ luyện đồng thanh để loại S,P,C khỏi kim

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

loại.

- Bari dùng trong luyện đồng và chì để khử oxi; làm sạch kim loại khỏi lưu huỳnh và các khí, cho thêm bari vào chì làm tăng độ cứng của hợp kim in.

- Rađi chủ yếu dùng trong y học để chữa trị các khối u và một số bệnh khác.

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá Thời gian: 30 phút Câu 1: Tại sao khi đốt các kim loại kiềm thổ (trừ Be và Mg) đều làm cho

ngọn lửa có màu đặc trưng?

33

Câu 2: Tìm dẫn chứng (về tính chất của đơn chất và hợp chất) để chứng minh rằng Li có tính chất giống kim loại kiềm thổ, Be có tính chất giống nhôm.

Câu 3: a. Tại sao khi Mg cháy phát ra ánh sáng chói giàu tia tử ngoại, nhưng khi đốt các kim loại kiềm hoặc kiềm thổ lại không có hiện tượng đó?

hơ n

b. Tại sao không thể dùng nước để dập tắt đám cháy Mg? Câu 4:

uy

H2, O2, N2, H2O? Tính chất của sản phẩm phản ứng?

N

a. Các kim loại Ca, Sr, Ba đã phản ứng với các chất sau đây như thế nào:

Q

b. So sánh các phản ứng trên với các phản ứng của kim loại kiềm?

m

Câu 5:

Kè

a. Khi điều chế Mg (bằng phương pháp điện phân) tại sao phải dùng khí

ạy

H2 để phủ bề mặt chất điện phân? Có thể thay H2 bằng khí N2 được không?

/+ D

b. Ngoài phương pháp điện phân có thể dùng phương pháp nào để điều

m

chế Mg?

co

TIỂU MÔ ĐUN 3: CÁC OXIT VÀ PEOXIT CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ

gl

e.

A. Mục tiêu

oo

1. Về kiến thức

.g

SV biết:

us

- Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí của các oxit và peoxit kim loại kiềm

pl

thổ.

- Cấu trúc và tính chất hóa học chung của các oxit kim loại kiềm thổ,

peoxit kim loại kiềm thổ.

- Ứng dụng và phương pháp điều chế oxit kim loại kiềm thổ và peoxit kim loại kiềm thổ.

SV hiểu:

34

- Tính chất lí học, tính chất hóa học của các oxit và peoxit kim loại kiềm thổ.

2. Về kĩ năng - Giải thích các vấn đề liên quan đến tính chất.

- Viết PTHH về tính chất hóa học của các oxit và peoxit kim loại kiềm

hơ n

thổ.

- Giải các bài tập có liên quan đến các oxit của kim loại kiềm thổ.

N

B. Tài liệu tham khảo

uy

1. Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Khoa học và kĩ thuật. Tr

Q

65 – 98.

m

2. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục. Tr 49 – 69.

ạy

C. Hướng dẫn sinh viên tự học

Kè

3. Nguyễn Đức Vận, Bài tập hóa vô cơ, NXB Giáo dục.

/+ D

SV đọc tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau: 1. Nêu cấu tạo, tính chất vật lí của các oxit kim loại kiềm thổ?

m

2. Nêu tính chất hóa học cơ bản của các oxit kim loại kiềm thổ?

co

3. Trình bày phương pháp điều chế, ứng dụng của các oxit kim loại kiềm

gl

e.

thổ?

oo

4. Nêu trạng thái tồn tại, tính chất vật lí, tính chất hóa học của các peoxit kim loại kiềm thổ?

us

.g

5. Nêu phương pháp điều chế các peoxit kim loại kiềm thổ và ứng dụng

pl

của peoxit kim loại kiềm thổ?

6. Nêu một số tính chất của supeoxit kim loại kiềm thổ?

35

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu Vấn đề

Nội dung

1. Nêu cấu tạo, tính chất I. Các oxit của kim loại kiềm thổ vật lí của các oxit kim 1. Tính chất vật lí - Là chất ở dạng bột hoặc khối xốp màu trắng, khi nấu

loại kiềm thổ?

hơ n

chảy rồi để nguội chúng ở dạng tinh thể.

- Cấu trúc:

N

+) BeO: mạng lục phương kiểu vuazit (β – ZnS): với

uy

liên kết hình tứ diện, mỗi nguyên tử Be được bao

Q

quanh bởi 4 nguyên tử oxi và ngược lại mỗi nguyên

m

tử oxi cũng được liên kết với 4 nguyên tử Be. Với

Kè

BeO có a = 2,69A0; p = 4,37A0; c = 3/8p = 1,65 A0.

ạy

+) MgO, CaO, SrO, BaO: mạng lập phương kiểu

/+ D

muối ăn.

CaO : a = 4,80 A0 SrO : a = 5,15 A0 BaO : a = 5,53 A0

Trong đó: a là khoảng cách giữa 2 nguyên tử O;

oo

gl

e.

co

m

Với MgO : a = 4,20 A0

.g

p là chiều cao;

pl

us

c là khoảng cách giữa nguyên tử O với nguyên tử Be. - Các oxit đều khó nóng chảy và rất bền với nhiệt, chúng có thể bay hơi mà không bị phân hủy.

- Tính tan: +) BeO: không tan trong nước. +) MgO (dạng xốp): tan một ít và rất chậm.

36

+) CaO, SrO, BaO: tan mạnh trong nước, tỏa nhiệt mạnh.

2. Tính chất hóa học cơ 2. Tính chất hóa học bản của các oxit kim Nhận xét chung: -Tính bazơ: tăng dần từ BeO đến BaO.

loại kiềm thổ?

hơ n

- Tính axit: giảm dần từ BeO đến BaO.  BeO là chất lưỡng tính:

N

+ BeO tác dụng với oxit axit và oxit bazơ khi đun

uy

nóng:

Q

BeO  SiO2   BeSiO3

Kè

m

BeO  Na2O   Na2 BeO2

nóng:

ạy

+ BeO tác dụng với dung dịch axit hoặc bazơ khi đun

m

/+ D

BeO  2 H 3O   H 2O    Be  H 2O 4  BeO  2OH   H 2O    Be  OH 4 

2

2

+ Tác dụng với oxit axit → muối

MO  CO2   MCO3

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

 MgO, CaO, SrO, BaO là oxit bazơ:

M  SiO2   MSiO3 + Tác dụng với axit → muối + H2O

MgO  2HCl   MgCl2  H 2O BaO  H 2 SO4   BaSO4   H 2O  Tác dụng với nước: + BeO không tan trong nước. + MgO tan một phần nhỏ và rất chậm trong nước:

37

MgO  H 2O   Mg  OH 2 

+ CaO, SrO, BaO tác dụng mạnh với H2O, phát nhiệt lớn:  M  OH 2 PTTQ : MO  H 2O 

loại kiềm…

N

Pcao 2MO  O2   2MO2

hơ n

 Tác dụng với các chất khác như O2, C, Si, Al, kim

uy

2BeO  3C   Be2C  2CO  t BaO  3C   BaC2  2CO 

m

Q

0

1200 C 3BaO  2 Al   3Ba  Al2O3

Kè

o

1200 C 3BaO  Si   BaSiO3  2Ba

ạy

o

/+ D

3. Trình bày phương 3. Điều chế oxit của kim loại kiềm thổ pháp điều chế, ứng - Nguyên tắc chung: nhiệt phân muối cacbonat, nitrat

- BeO: t Be  OH 2   BeO  H 2O 0

pl

us

.g

oo

gl

e.

loại kiềm thổ?

co

m

dụng của các oxit kim hoặc hiđroxit của kim lại kiềm thổ.

- MgO: + Trong phòng thí nghiệm: đốt Mg trong không khí, hoặc nung hiđroxit, cacbonat, sunfat và một số muối chứa oxi khác của magie: t 2Mg  O2   2MgO 0

t Mg  OH 2   MgO  H 2O 0

t 2Mg  NO3 2   2MgO  4 NO2  O2  0

+ Trong công nghiệp:

38

+) Nung manhezit thiên nhiên (MgCO3): 550 C MgCO3   MgO  CO2  0

+) Chế hóa từ nước biển: Ca  HCO3 2  Ca  OH 2   2CaCO3  2 H 2O MgCl2  Ca  OH 2   Mg  OH 2  CaCl2

hơ n

Mg  OH 2  CO2  2 H 2O   MgCO3 .3H 2O t MgCO3 .3H 2O   MgO  CO2  3H 2O

N

0

uy

+) Nung quặng kizerit (MgSO4. H2O) với than: t MgSO4 .H 2O  C   MgO  SO2  CO   H 2O

Q

0

m

- CaO, SrO, BaO: nung muối cacbonat, nitrat,

Kè

hiđroxit ở nhiệt độ cao:

850 C CaCO3   CaO  CO2 

ạy

0

1100 C SrCO3   SrO  CO2 

/+ D

0

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

1350 C BaCO3   BaO  CO2  0

900 C 2Sr  NO3 2   2SrO  4 NO2  O2  0

BaCO3, CaCO3 có thể dùng than khử muối cacbonat ở nhiệt độ thấp hơn: t BaCO3  C   BaO  2CO  0

Nhưng ngoài sản phẩm là BaO (cả CaO), còn thu được BaC2 và CaC2: t BaO  3C   BaC2  CO  0

t CaO  3C   CaC2  CO  0

4. Ứng dụng của các oxit kim loại kiềm thổ

39

- BeO dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ, làm chén nung, lớp lót trong của lò điện, và dùng trong công nghiệp thủy tinh.

- MgO dùng để làm gạch chịu lửa, vật liệu xây dựng như xiolit, phibroxilit; dùng làm một số dụng cụ chịu

hơ n

nhiệt ở trong phòng thí nghiệm như chén, thuyền và ống; điều chế magie kim loại và làm xi măng magie;

N

dùng trong y khoa để chữa chứng dịch vị tăng axit,

uy

thuốc nhuận tràng, thuốc giải độc axit.

Q

- CaO (vôi sống) dùng trong công nghiệp xây dựng,

Kè

m

làm phân bón, chất chảy trong luyện kim, điều chế CaC2, CaCO3.

ạy

- SrO và BaO đượng dùng trong công nghiệp chế tạo

/+ D

thủy tinh và men.

4. Nêu trạng thái tồn tại, II. Các peoxit MO2 của kim loại kiềm thổ

co

m

tính chất vật lí, tính chất 1. Trạng thái tồn tại, tính chất vật lí hóa học của peoxit các - Beri không tạo peoxit.

pl

us

.g

oo

gl

e.

kim loại kiềm thổ?

- Magie chỉ tạo peoxit ở dạng hiđrat có lẫn peoxit MgO2.

- Ca, Sr và Ba tạo nên các peoxit MO2: là chất bột màu trắng và khó tan trong nước.

2. Tính chất hóa học  Có tính chất của H2O2 do phản ứng: MO2  2H 2O

Ví dụ: MgO2  2H 2O

M  OH 2  H 2O2 Mg  OH 2   H 2O2

 Tác dụng với dung dịch axit → muối + H2O2:

40

 M 2  H 2O2 MO2  2H    CaCl2  H 2O2 Ví dụ: CaO2  2HCl  BaO2  H 2 SO4   BaSO4  H 2O2

 Phản ứng phân hủy → oxit và oxi: t C 2MO2   2MO  O2  t C 2CaO2   2CaO  O2  0

6000 C

2 BaO2

2BaO  O2 

uy

5000 C

N

Ví dụ:

hơ n

0

Q

 Ngoài ra BaO2 còn thể hiện một số tính chất sau

Kè

m

đây:

+ Tác dụng với CO2 tạo hợp chất BaCO3 và O2:

ạy

2BaO2  2CO2   2BaCO3  O2 

/+ D

+ BaO2 thể hiện tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với 550 C BaO2  H 2   Ba  OH 2 0

t 2 BaO2  S   2 BaO  SO2  0

BaO2  4 HCl dac    BaCl2  Cl2  2H 2O

+ BaO2 thể hiện tính khử:

BaO2  HgCl2   Hg  BaCl2  O2  BaO2  2 K3  Fe  CN 6    K 6 Ba  Fe  CN 6   O2  2

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

H2, S, C, NH3…

5. Nêu phương pháp 3. Phương pháp điều chế điều chế các peoxit kim - Nguyên tắc chung: Các peoxit đều được điều chế loại kiềm thổ và ứng bằng cách cho hiđroxit tương ứng tác dụng với H2O2: t M  OH 2  H 2O2   MO2  2H 2O 0

41

dụng của các peoxit kim - Ngoài ra: + MgO2 còn được điều chế bằng cách cho H2O2 tác

loại kiềm thổ?

dụng với MgO: MgO  H 2O2   MgO2  H 2O

+ SrO2 và BaO2: cho oxit kết hợp trực tiếp với oxi:

hơ n

Pcao 2SrO  O2   2SrO2

500 C , Pcao 2BaO  O2  2BaO2

N

0

uy

4. Ứng dụng

Q

- Trong các peoxit kim loại kiềm thổ thì BaO2 có

m

nhiều ứng dụng nhất, được dùng làm chất xúc tác

Kè

trong phản ứng cracking dầu mỏ, dùng điều chế H2O2

ạy

và dùng trong bom cháy.

/+ D

6. Nêu một số tính chất 5. Supeoxit MO4

- Tính chất vật lí: màu vàng, kém bền (độ bền giảm

của supeoxit?

m

theo thứ tự CaO4, SrO4, BaO4)

+ Bị phân hủy bởi H2O:

2MO4  2H 2O   2M  OH 2  3O2  + Bị phân hủy bởi nhiệt:

.g

oo

gl

e.

co

- Tính chất hóa học:

 270 C CaO4  CaO2  O2 

us

0

5060 C BaO4   BaO2  O2 

pl

0

-Điều chế: Pcao MO2  O2   MO4 t MO2  H 2O2   MO4  H 2O 0

42

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá Thời gian: 15 phút.

Câu 1: Bằng những phản ứng hóa học chứng minh rằng BeO là hợp chất lưỡng tính?

Câu 2: Tại sao Be không có khả năng tạo ra các peoxit?

hơ n

Câu 3: b. Từ BaF2 bằng cách nào điều chế được BaO2?

uy

c. Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

Q

1. BaO2 + HCl đặc →

Kè

/+ D

5. BaO2 +MnO2 nóng →

ạy

 4. BaO2  AgNO3 

m

2. BaO2 + HCl loãng →  3. BaO2  KI  HCl 

N

a. Phương pháp điều chế BaO2?

co

m

Trong mỗi trường hợp trên BaO2 thể hiện tính chất gì?

gl

e.

TIỂU MÔĐUN 4: HIĐRUA VÀ HIĐROXIT CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ

oo

A. Mục tiêu

.g

1. Về kiến thức

pl

us

SV biết: - Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí của các hiđrua và hiđroxit kim loại

kiềm thổ.

- Cấu tạo chung và tính chất hóa học chung của hiđrua kim loại kiềm thổ, hiđroxit kim loại kiềm thổ.

- Ứng dụng và phương pháp điều chế hiđrua kim loại kiềm thổ và hiđroxit kim loại kiềm thổ.

43

SV hiểu: - Tính chất lí học, tính chất hóa học của các hiđrua và hiđroxit kim loại kiềm thổ.

2. Về kĩ năng - Giải thích các vấn đề liên quan đến tính chất.

hơ n

- Viết PTHH về tính chất hóa học của các hiđrua và hiđroxit kim loại kiềm thổ.

N

- Giải các bài tập có liên quan đến các hiđroxit của kim loại kiềm thổ.

uy

B. Tài liệu tham khảo

Q

1. Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Khoa học và kĩ thuật. Tr

m

65 – 98.

Kè

2. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục. Tr 49 – 69.

ạy

3. Nguyễn Đức Vận, Bài tập hóa vô cơ, NXB Giáo dục .

/+ D

C. Hướng dẫn sinh viên tự học

Sinh viên đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi

m

sau:

co

1. Nêu tính chất vật lí, tính chất hóa học của các hiđrua kim loại kiềm thổ?

e.

2. Nêu phương pháp điều chế các hiđrua của kim loại kiềm thổ?

oo

gl

3. Nêu trạng thái tồn tại, tính chất vật lí của các hiđroxit kim loại kiềm thổ?

4. Trình bày tính chất hóa học cơ bản của các hiđroxit kim loại kiềm thổ?

us

.g

5. Nêu ứng dụng và phương pháp điều chế các hiđroxit kim loại kiềm thổ?

pl

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu Vấn đề

Nội dung

1. Nêu tính chất vật lí, I. Hiđrua của các kim loại kiềm thổ tính chất hóa học của các 1. Tính chất vật lí hiđrua kim loại kiềm thổ? - Là chất rắn, màu trắng.

44

2. Nêu phương pháp điều - Độ bền: tăng từ BeH2 đến MgH2 rồi giảm dần từ chế hiđrua của các kim CaH2 đến BaH2. loại kiềm thổ?

2. Tính chất hóa học Vì hiđrua của các kim loại kiềm thổ đều kém bền nên đều dễ bị phân hủy:

hơ n

 BeH2 bị phân hủy bởi H2O và CH3OH:

BeH 2  2 H 2O   Be  OH 2  2H 2 

uy

N

BeH 2  2CH 3OH   Be  OCH 3 2  2H 2 

Q

 MgH2 bị phân hủy bởi H2O và CH3OH tương tự

m

BeH2:

Kè

MgH 2  2 H 2O   Mg  OH 2  2H 2 

ạy

MgH 2  2CH 3OH   Mg  OCH 3 2  2H 2 

/+ D

+ Ngoài ra thì MgH2 cũng bị phân hủy bởi nhiệt: 280 C MgH 2   Mg  H 2  o

co

m

 CaH2, SrH2, BaH2:

pl

us

.g

oo

gl

e.

+ Bị phân hủy bởi nhiệt: 1000 C CaH 2   Ca  H 2  o

800 C SrH 2   Sr  H 2  o

675 C BaH 2   Ba  H 2  o

+ Đều bị H2O phân hủy tương tự MgH2:

MH 2  2H 2O   M  OH 2  2H 2  3. Điều chế  BeH2 được điều chế bằng phản ứng trao đổi: BeCl2  2 LiH   BeH 2  2 LiCl 2 Be  CH 3 2  LiAlH 4   2 BeH 2  LiAl (CH 3 )4

45

 Các hiđrua còn lại đều được điều chế từ kim loại kiềm thổ: t M  H 2   MH 2 o

Ví dụ: 300 400 C Sr  H 2   SrH 2

hơ n

o

180 C Ba  H 2   BaH 2 o

phân đietyl magie:

uy

N

 Ngoài ra MgH2 còn được điều chế bằng cách nhiệt 175 C Mg  C2 H 5 2   MgH 2  2CH 2  CH 2

m

Q

o

Kè

3. Nêu trạng thái tồn tại, II. Hiđroxit của các kim loại kiềm thổ

ạy

tính chất vật lí của các 1. Tính chất vật lí

/+ D

hiđroxit kim loại kiềm - Các hiđroxit khan M(OH)2 đều ở dạng bột màu thổ?

trắng.

m

- Khi kết tinh từ dung dịch nước, chúng thường ở

co

dạng không màu ngậm nước: Ca(OH)2.H2O;

pl

us

.g

oo

gl

e.

Sr(OH)2.8H2O ; Ba(OH)2.8H2O - Tính tan: tăng dần từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2: + Be(OH)2, Mg(OH)2: rất ít tan trong nước. + Ca(OH)2: tương đối ít tan. + Sr(OH)2, Ba(OH)2 : tan nhiều trong nước.

- Độ bền: đều không bền với nhiệt, độ bền nhiệt tăng lên từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2.

4. Trình bày tính chất hóa 2. Tính chất hóa học học cơ bản của các - Nhận xét chung: hiđroxit kim loại kiềm + Tính bazơ: tăng dần từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2:

46

thổ? So sánh với kim loại +) Be(OH)2 là bazơ rất yếu; +) Mg(OH)2 là bazơ trung bình;

kiềm?

+) Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 là bazơ mạnh + Tính bazơ của M(OH)2 yếu hơn hiđroxit của kim loại kiềm cùng chu kì.

hơ n

 Tính bazơ: - Làm đổi màu chất chỉ thị:

N

+ Quỳ tím chuyển sang màu xanh.

uy

+ Dung dich phenolphtalein không màu chuyển

Q

sang màu hồng.

Kè

nước. Ví dụ:

m

- Tác dụng với oxit axit, dung dịch axit tạo muối +

ạy

Ca  OH 2  CO2   2CaCO3   H 2O

/+ D

Ba  OH 2  2 HCl   BaCl2  2 H 2O

m

- Tác dụng với dung dịch muối.

Ba  OH 2  FeSO4   BaSO4   Fe OH 2 

 Các hiđroxit kim loại kiềm thổ đều bị phân hủy bởi nhiệt: t M  OH 2   MO  H 2O o

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

Ví dụ:

t  MgO  H 2O Ví dụ: Mg  OH 2  o

 Riêng Be(OH)2 còn tan trong dung dịch kiềm đậm đặc: Be  OH 2  2 NaOH   Na2  Be OH 4 

Natri tetrahiđroxoberilat

47

Muối berilat của kim loại nhóm IA bị thủy phân hoàn toàn, khi không có kiềm dư.

Ví dụ: K2 BeO2  2H 2O   Be OH 2  2KOH

N

hơ n

5. Nêu ứng dụng và 3. Điều chế và ứng dụng phương pháp điều chế a. Điều chế các hiđroxit của kim loại  Với Be(OH)2: kiềm thổ?

- Cho kiềm tác dụng với muối beri:

Q

uy

BeCl2  2 NaOH   Be  OH 2  2 NaCl

m

BeCl2  2 NH3  2H 2O   Be OH 2  2 NH 4Cl

Kè

- Cho hợp chất berilat của kim loại kiềm tác dụng

ạy

với dung dịch axit: 2

/+ D

 Be  OH 4   2H 3O    Be  OH 2  4H 2O

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

 Mg(OH)2 được điều chế tương tự: MgCl2  2 NaOH   Mg  OH 2  2 NaCl

Nhưng với Mg(OH)2 , không nên dùng dung dịch amoniac, do phản ứng thuận nghịch sau: MgCl2  2 NH3  2H 2O

Mg  OH 2  2 NH 4Cl

 Ca(OH)2 , Sr(OH)2 và Ba(OH)2: cho oxit tương ứng tác dụng với H2O:

MO  H 2O   M  OH 2  Ba  OH 2 Ví dụ: BaO  H 2O  b. Ứng dụng

48

- Trong các hiđroxit của kim loại kiềm thổ thì Ca(OH)2 có nhiều ứng dụng thực tế như khử chua, trị sâu răng,…; là bazơ mạnh trong kĩ thuật; làm chất dính kết trong công nghiệp xây dựng.

hơ n

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá Thời gian: 30 phút

uy

1.CaH 2  H 2O  

N

Câu 1: Viết phương trình của các phản ứng:

Q

2.CaH 2  O2  

Kè

m

3.BaH 2  CO2   C  ...

Câu 2:

ạy

a. Việc điều chế hiđroxit các kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) dựa trên nguyên

/+ D

tắc nào? Nguyên tắc đó có thể áp dụng cho Be(OH)2 và Mg(OH)2 không? b. Tại sao trong thực tế người ta không điều chế hiđroxit kim loại kiềm

co

m

theo phương pháp điều chế hiđroxit kim loại kiềm thổ và ngược lại?

e.

Câu 3:

gl

a. Có thể dùng dung dịch NH3 để điều chế Mg(OH)2 không?

oo

b. Tại sao không có kết tủa Mg(OH)2 tách ra khi cho vào dung dịch muối

.g

MgCl2 một dung dịch có chứa NH3 và NH4Cl? Giải thích nguyên nhân?

us

Câu 4:

pl

a. Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào khi cho Mg(OH)2 tác dụng với các

chất: HCl, KOH, NH4Cl, KCl? b. Mg(OH)2 hòa tan trong chất nào tốt hơn : HCl hay NH4Cl? Vì sao? c. Bằng những phản ứng hóa học chứng minh rằng Be(OH)2 là hợp chất

lưỡng tính?

Câu 5:

49

a. Giải thích nguyên nhân về sự biến thiên tính chất hiđroxit trong dãy từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2? b. Tại sao hiđroxit các kim loại kiềm thổ có thể bị nhiệt phân để tạo ra oxit tương ứng nhưng hiđroxit các kim loại kiềm lại không có khả năng đó?

hơ n

TIỂU MÔĐUN 5: HALOGENUA CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ A. Mục tiêu

N

1. Về kiến thức

uy

SV biết:

Q

- Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí của các halogenua kim loại kiềm thổ.

Kè

m

- Cấu tạo chung và tính chất hóa học chung của halogenua kim loại kiềm thổ.

ạy

- Ứng dụng và phương pháp điều chế halogenua kim loại kiềm thổ.

/+ D

SV hiểu: 2. Về kĩ năng

m

- Tính chất lí học, tính chất hóa học của các halogenua kim loại kiềm thổ.

co

- Giải thích các vấn đề liên quan đến tính chất, cấu tạo.

gl

e.

- Viết PTHH về tính chất hóa học của các halogenua kim loại kiềm thổ.

oo

B. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Khoa học và kĩ thuật.

us

.g

Trang 65 – 98.

pl

2. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục. Trang 49 – 69.

3. Nguyễn Đức Vận, Bài tập hóa vô cơ, NXB Giáo dục.

C. Hướng dẫn sinh viên tự học Sinh viên đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi

sau: 1. Nêu khái quát về muối của kim loại kiềm thổ?

50

2. Nêu cấu trúc của các halogenua kim loại kiềm thổ?

3. Nêu tính chất vật lí của các halogenua kim loại kiềm thổ?

4. Nêu tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng của một số halogenua quan trọng của kim loại kiềm thổ?

5. Trình bày phương pháp điều chế các halogenua của kim loại kiềm thổ?

Vấn đề

hơ n

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu Nội dung

N

1. Nêu khái quát về muối I. Muối của các kim loại kiềm thổ

uy

- Các muối của các kim loại kiềm thổ thường

của kim loại kiềm thổ?

Q

không có màu.

m

- Độ tan của các muối biến đổi không hoàn toàn

Kè

theo một chiều từ Be đến Ba mà có những cực trị

ạy

ở muối này hay ở muối kia.

/+ D

+ Muối tạo ra với các anion Cl-, Br-, I-, NO3-, S2-, CH3COO- đều dễ tan.

CO32-, CrO42-, PO43-, SO42- (trừ BeSO4, MgSO4 dễ tan) đều khó tan.

gl

e.

co

m

+ Muối tạo ra với các anion F- (trừ BeF2 đẽ tan),

oo

2. Nêu cấu trúc của các II. Halogenua của các kim loại kiềm thổ MX2

.g

muối halogenua kim loại 1. Cấu trúc của các halogenua kim loại kiềm thổ Các halogenua MX2 của kim loại kiềm thổ không

us

kiềm thổ?

pl

3. Nêu tính chất vật lí của có kiến trúc tinh thể giống nhau nhiều như các các halogenua kim loại halogenua của kim loại kiềm: kiềm thổ?

- BeF2 là chất vô định hình; - CaF2, SrF2, BaF2, SrCl2 có cấu trúc mạng lưới florit; - MgF2, CaCl2, CaBr2 có cấu trúc mạng rutin;

51

- MgBr2, MgI2, CaI2, SrI2 có cấu trúc mạng bruxit.

2. Tính chất vật lí của các halogenua kim loại kiềm thổ - Các halogenua kim loại kiềm thổ đều không màu.

- Độ tan: trừ BeF2, các florua MF2 đều ít tan, các

hơ n

halogenua còn lại đều dễ tan, một số hút ẩm mạnh và chảy rữa khi để ở trong không khí.

N

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: cao, một số

uy

chất như SrBr2, BaBr2, SrI2, BaI2 bị phân hủy sau

Q

khi nóng chảy.

Kè

chất hóa học và ứng dụng kiềm thổ

m

4. Nêu tính chất vật lí, tính 3. Một số halogenua quan trọng của kim loại

ạy

của một số halogenua a. Muối canxi florua CaF2

/+ D

quan trọng của kim loại - Ở trạng thái khan là chất bột màu trắng, khó tan trong nước.

kiềm thổ?

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

- Tác dụng với hiđro florua tạo ra muối axit dễ tan có thành phần CaF2. 2HF.6H2O - Tác dụng với H2SO4 đặc nóng tách ra hiđro florua: t  CaSO4  2 HF CaF2 + H2SO4 đặc  0

Còn trong dung dịch loãng của các axit mạnh khác hầu như không tan.

- Ứng dụng: CaF2 thiên nhiên được sử dụng rộng rãi trong: + Công nghiệp đồ gốm + Dùng điều chế HF

52

+ Dùng làm dụng cụ quang học do tính trong suốt của tinh thể đối với tia tử ngoại và hồng ngoại. b. Muối beri clorua BeCl2 - Là hợp chất cộng hóa trị: + Ở trạng thái hơi gồm những phân tử tuyến tính

hơ n

Cl – Be – Cl trong đó berili có số phối trí 2; + Ở trạng thái rắn BeCl2 có cấu trúc polime dạng

uy

của nguyên tử berili.

N

sợi với số phối trí 4 tạo ra 4 mặt do sự lai hóa sp3

Q

- Là chất rắn, ở dạng khan có Tnc = 4500C và Ts =

m

5500 C, có áp suất hơi cao, dễ tan trong dung môi

Kè

hữu cơ như rượu, benzen, ete.

ạy

- BeCl2 hút ẩm mạnh nên dễ bị chảy rữa trong

/+ D

không khí ẩm, dễ tan trong nước và khi tan phát nhiều nhiệt:

m co e. gl oo .g us pl

Be  OH 2  2HCl

BeCl2  2H 2O

- Khi kết tinh từ dung dịch tạo ra tinh thể dạng tetra hiđrat BeCl2. 4H2O hay [Be(OH2)4]Cl2 cũng chảy rữa trong không khí: t  Be  OH 2 4  Cl2   BeO  2HCl  3H 2O 0

- BeCl2 khan dễ kết hợp với khí NH3 và một số hợp chất hữu cơ tạo nên những sản phẩm kết hợp. BeCl2 cùng kết hợp với clorua của một số kim loại tạo thành

những

muối

phức

Ca[BeCl4]. c. Muối magie clorua MgCl2

53

như

Na2[BeCl4],

- MgCl2 có cấu trúc mạng lập phương, nó không màu, dễ tan trong nước và rượu, có vị đắng hút ẩm mạnh nên dễ chảy rữa trong không khí.

- MgCl2 có trong nước biển, một số nước khoáng

cacnalit KCl. MgCl2. 6H2O.

hơ n

và các khoáng vật như bisophit MgCl2. 6H2O và - Trong nước MgCl2 tồn tại ở dạng hiđrat MgCl2.

N

xH2O (với x = 2; 4; 6; 8; 12) bền nhất là dạng

uy

hexahiđrat MgCl2. 6H2O. Khi nung: t MgCl2 .6 H 2O   Mg  OH  Cl  HCl  5H 2O 

Q

0

Kè

m

Mg  OH  Cl   MgO  HCl 

ạy

- Ngoài tính chất của một muối, MgCl2 có thể kết hợp với muối clorua kim loại kiềm hoặc amoni tạo

/+ D

ra các muối kép như KCl. MgCl2. 6H2O; MgCl2.

m

NH4Cl. 6H2O …

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

- Dung dịch MgCl2 30% khi trộn với bột MgO (đã nung trước) sẽ tạo thành một khối nhão màu trắng đông cứng lại sau vài giờ gọi là ximăng magie chủ yếu là hợp chất cao phân tử có kiến trúc mạch dài Cl – Mg – O – Mg --- O – Mg – OH. Ximăng magie có độ bền cao với axit và kiềm, dễ mài trơn, dùng để lát sàn nhà, đá mài…

- Ứng dụng: + Dùng để điều chế Mg; + Dùng trong y khoa; + Dùng để sản xuất ximăng magie.

54

d. Muối canxi clorua CaCl2 - CaCl2 khan là hợp chất ở dạng tinh thể lập phương.

- CaCl2 khan là chất rắn, màu trắng, dễ tan trong nước, hút ẩm mạnh, nóng chảy ở 7800C.

hơ n

- Trong thiên nhiên, CaCl2 có trong nước biển, nước khoáng, trong một số khoáng vật như

N

clorocanxit (CaCl2), tachiđrit CaCl2. 2MgCl2.

uy

12H2O.

Q

- Độ hòa tan của CaCl2 tăng khi nhiệt độ tăng.

m

- Trong các hiđrat tinh thể của canxi clorua thì dạng

Kè

hexahiđrat là bền nhất, nóng chảy ở 300C: 30 C 45,3 C CaCl2 .6 H 2O   CaCl2 .4 H 2O   CaCl2 .2 H 2O

ạy

0

0

170 C 260 C   CaCl2 .H 2O   CaCl2 trongHCl 0

/+ D

0

m

- Ngoài những tính chất của một muối, CaCl2 còn

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

có khả năng kết hợp với amoniac, rượu, xeton tao ra sản phẩm như CaCl2. 8NH3, CaCl2. 6C2H5OH, CaCl2. (CH3)2CO. - Ứng dụng: + CaCl2 khan để làm khô các khí và một số dung môi hữu cơ như ete, benzen; làm chất xúc tác cho một số phản ứng hữu cơ. + Dung dịch CaCl2 dùng để tẩm vải và gỗ làm cho chúng không cháy. + CaCl2. 6H2O dùng để chế hỗn hợp sinh hàn.

55

+ Dung dịch CaCl2 còn dùng làm chất lỏng để duy trì một nhiệt độ nhất định. e. Muối bari clorua BaCl2 - Bari clorua khan là chất ở dạng tinh thể đơn tà.

- BaCl2 ở dạng khan là những tinh thể màu trắng,

hơ n

dễ tan trong nước, hầu như không tan trong rượu tuyệt đối nhưng tan trong hỗn hợp rượu – nước.

N

- Từ dung dịch nước, bari clorua kết tinh ở dạng

uy

đihiđrat BaCl2. 2H2O, bền trong không khí ở nhiệt

Q

độ thường. Khi đun nóng:

6065 C 121 C BaCl2 .2H 2O   BaCl2 .H 2O   BaCl2 0

Kè

m

0

- Ứng dụng:

ạy

+ Trong kĩ thuật, BaCl2 được dùng để làm mềm

/+ D

nước.

m

+ Trong phòng thí nghiệm BaCl2 là thuốc thử dùng

một số muối khác của bari. + Dùng để làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp.

gl

e.

co

để định tính và định lượng ion SO42- và để điều chế

oo

5. Trình bày phương pháp 4. Điều chế các halogenua MX2 của kim loại kiềm

.g

điều chế các halogenua thổ

pl

us

của kim loại kiềm thổ?

- Nguyên tắc chung: trung hòa các hiđroxit hoặc cacbonat bằng axit tương ứng.

Ví dụ: Ba  OH 2  2 HBr   BaBr2  2H 2O CaCO3  2 HCl   CaCl2  CO2   H 2O

56

- Ngoài ra, một số halogenua còn được điều chế theo cách khác như: + BeCl2 , MgCl2 được điều chế bằng cách: +) Cho Be, Mg tác dụng với Cl2 hoặc HCl khô: t  BeCl2  H 2  Be + HCl (khí)  0

t Mg  Cl2   MgCl2

hơ n

0

N

+) Cho khí clo khô qua hỗn hợp BeO, MgO và than

uy

nung ở nhiệt độ cao:

900 C BeO  Cl2  C   BeCl2  CO 

Q

0

0

Kè

m

t cao MgO  Cl2  C   MgCl2  CO 

+ BaCl2 được điều chế bằng cách dùng than để khử

ạy

BaSO4 tạo ra BaS sau đó cho phản ứng với CaCl2

/+ D

ở nhiệt độ cao:

t BaS  CaCl2   BaCl2  CaS 0

e.

co

m

nung BaSO4  4C   BaS  2CO 

gl

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá

oo

Thời gian: 15 phút

.g

Câu 1:

us

a) Tại sao độ tan của các muối kim loại kiềm thổ biến đổi khác nhau, có

pl

cực đại hoặc cực tiểu ở muối này hoặc muối khác? b) Tại sao độ tan của florua kim loại kiềm thổ biến đổi không đều?

Câu 2: a. Nêu các phương pháp điều chế MgCl2? b. Có thể dùng CaCl2 để làm khô các chất sau đây: khí NH3, C2H5OH, ete, benzen, (CH3)2CO không? Vì sao?

57

Câu 3: a. Sẽ có hiện tượng gì khi cho dung dịch MgCl2 tác dụng với sođa nóng?

Tác dụng với dung dịch KHCO3? b. Làm thế nào có thể tách được các chất ra khỏi hỗn hợp gồm MgCl2 và BeCl2?

hơ n

Câu 4: Giải thích tại sao khi thêm một lượng nhỏ dung dịch kali đicromat vào dung dịch có chứa CaCl2 và BaCl2 có lượng bằng nhau thì chỉ có kết tủa

uy

N

muối bari?

Q

TIỂU MÔ ĐUN 6: CÁC MUỐI NITRAT, MUỐI CACBONAT VÀ

Kè

m

MUỐI SUNFAT CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ A. Mục tiêu

ạy

1. Kiến thức

/+ D

SV biết:

- Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí của các muối nitrat, muối cacbonat

co

m

và muối sunfat của kim loại kiềm thổ.

- Tính chất hóa học của các muối nitrat, muối cacbonat và muối sunfat của

e.

kim loại kiềm thổ.

oo

gl

- Ứng dụng và phương pháp điều chế các muối nitrat, muối cacbonat và

.g

muối sunfat của kim loại kiềm thổ.

us

SV hiểu:

pl

- Tính chất lí học, tính chất hóa học của các muối nitrat, muối cacbonat và

muối sunfat của kim loại kiềm thổ.

2. Kĩ năng - Giải thích các vấn đề liên quan đến tính chất (tính chất vật lí, tính chất

hóa học).

58

- Viết PTHH về tính chất hóa học của các muối nitrat, muối cacbonat và muối sunfat của kim loại kiềm thổ.

B. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Khoa học và kĩ thuật. Tr 65 – 98.

hơ n

2. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục. Tr 49 – 69.

3. Nguyễn Đức Vận, Bài tập hóa vô cơ, NXB Giáo dục.

N

C. Hướng dẫn SV tự học

uy

Sinh viên đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi

Q

sau:

Kè

m

1. Nêu cấu trúc, trạng thái tồn tại, tính chất vật lí của các muối nitrat, muối cacbonat và muối sunfat của kim loại kiềm thổ?

ạy

2. Nêu tính chất hóa học, ứng dụng của các muối nitrat, muối cacbonat và

/+ D

muối sunfat của kim loại kiềm thổ?

3. Trình bày phương pháp điều chế các muối nitrat, muối cacnonat và

m

muối sunfat của kim loại kiềm thổ?

co

4. Phân loại nước cứng? Các phương pháp làm mềm nước cứng?

e.

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu

gl

Vấn đề

oo

Nội dung

.g

1. Nêu cấu trúc, tính I. MUỐI NITRAT CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ

us

chất vật lí của muối 1. Cấu trúc, tính chất vật lí của muối nitrat kim loại

pl

nitrat kim loại kiềm kiềm thổ thổ?

- Cấu trúc tinh thể của Ca(NO3)2, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2

2. Nêu tính chất hóa đều có dạng florit. học, ứng dụng của muối - Muối nitrat của các kim loại kiềm thổ đều dễ tan nitrat kim loại kiềm trong nước trừ Ba(NO3)2 ít tan (Tt = 4,5 . 10-3). thổ?

59

3. Trình bày phương 2. Tính chất hóa học của muối nitrat kim loại kiềm pháp điều chế muối thổ nitrat kim loại kiềm Ngoài tính chất của một muối, các nitrat của kim loại kiềm thổ còn tham gia phản ứng nhiệt phân:

thổ?

- Các muối Ca(NO3)2, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2 nhiệt phân

hơ n

giải phóng khí O2 và muối nitrit tương ứng: t Ca  NO3 2   Ca  NO2 2  O2  0

t Sr  NO3 2   Sr  NO2 2  O2 

uy

N

0

t Ba  NO3 2   Ba  NO2 2  O2 

Q

0

Kè

m

- Muối Mg(NO3)2 nhiệt phân tạo ra oxit và giải phóng NO2, O2:

t 2Mg  NO3 2   2MgO  4 NO2  O2 

ạy

0

/+ D

3. Ứng dụng

m

- Ca(NO3)2 được dùng làm phân bón.

co

- Sr(NO3)2 được dùng để chế pháo hoa, pháo hiệu màu

pl

us

.g

oo

gl

e.

đỏ.

- Ba(NO3)2 được dùng để điều chế oxit và hiđroxit bari tinh khiết; chế pháo hoa, pháo hiệu màu lục.

4. Điều chế - Be(NO3)2: BeSO4  Ba  NO3 2   BaSO4   Be  NO3 2 Be  OH 2  2 HNO3   Be  NO3 2  2H 2O

- Mg(NO3)2, Ca(NO3)2 được điều chế bằng cách hòa tan kim loại, oxit, hiđroxit hoặc cacbonat trong HNO3.

Ví dụ:

60

MgO  2 HNO3   Mg  NO3 2  H 2O Ca  OH 2  2 HNO3   Ca  NO3 2  2 H 2O

- Sr(NO3)2: SrCO3  2HNO3   Sr  NO3 2  CO2   H 2O Sr  NO3 2  2 NaCl

hơ n

Hoặc SrCl2  2 NaNO3 - Ba(NO3)2:

N

BaCO3  2HNO3   Ba  NO3 2  CO2   H 2O

uy

Ba  NO3 2  2 NaCl

m

BaCO3  Ca( NO3 )2

Q

BaCl2  2 NaNO3

Ba  NO3 2  CaCO3 

ạy

tính chất vật lí của muối THỔ

Kè

4. Nêu trạng thái tồn tại, II. MUỐI CACBONAT CỦA KIM LOẠI KIỀM

/+ D

cacbonat kim loại kiềm 1. Trạng thái tồn tại, tính chất vật lí của muối thổ?

cacbonat kim loại kiềm thổ

m

5. Nêu tính chất hóa - Muối cacbonat của các kim loại kiềm thổ khá phổ

co

học, ứng dụng của muối biết trong tự nhiên ở các dạng khoáng vật như

e.

cacbonat kim loại kiềm manhezit

đolomit

CaCO3.

MgCO3;

hiđromanhezit Mg(OH)2. 3MgCO3. 3H2O; stroxianit

oo

gl

thổ?

MgCO3;

6. Trình bày phương SrCO3; viterit BaCO3 ;…

.g

pháp điều chế muối - Các muối cacbonat của kim loại kiềm thổ là những

us

cacbonat kim loại kiềm chất ở dạng tinh thể, màu trắng, trừ BeCO3 các

pl

thổ?

cacbonat đều khó tan trong nước.

2. Tính chất hóa học Ngoài tính chất của một muối, các cacbonat còn có một số tính chất khác như:

61

- Phản ứng phân hủy bởi nhiệt giải phóng khí CO2 và oxit tương ứng.

Ví dụ: 897 C CaCO3   CaO  CO2  0

- Phản ứng với dung dịch khí CO2 dư (trừ BeCO3) tạo

hơ n

thành muối hiđrocacbonat.

Ví dụ:

uy

N

CaCO3  CO2  H 2O   Ca  HCO3 2

t Ca  HCO3 2   CaCO3  CO2   H 2O

Q

0

m

- CaCO3 còn phản ứng với một số oxit như: SiO2,

ạy

Ví dụ:

Kè

Al2O3 và NO2, với khí NH3, …

/+ D

CaCO3  SiO2   CaSiO3  CO2  CaCO3  2 NH 3   CaCN 2  3H 2O

m

3. Ứng dụng

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

- CaCO3 là chất có nhiều ứng dụng quan trọng đối với thực tế. Nó được dùng để làm phấn viết bảng, chất màu, chất độn trong cao su, bột đánh bóng kim loại, làm kem đánh răng, dùng trong công nghiệp xây dựng, dùng trong y khoa chữa bệnh thiếu canxi, bệnh dư axit trong dịch vị…

4. Điều chế - Muối BeCO3, MgCO3 được điều chế bằng cách cho dung dịch muối cacbonat kim loại kiềm tác dụng với muối beri, magie tạo ra muối bazơ, rồi thổi CO2 tinh khiết vào đun nóng. Ví dụ:

62

2 Na2CO3  2MgCl2  H 2O    Mg  OH  2 CO3  4 NaCl  CO2  150 220 C  Mg  OH  CO3  CO2   2MgCO3   H 2O 2 0

- Muối CaCO3, SrCO3, BaCO3 được điều chế bằng cách cho muối của kim loại kiềm thổ tác dụng muối cacbonat kim loại kiềm hoặc amoni, hoặc cho dung

hơ n

dịch hiđroxit tương ứng hấp thụ CO2:

N

Ví dụ:

uy

CaCl2  Na2CO3   CaCO3  2 NaCl Sr ( NO3 ) 2   NH 4 2 CO3   SrCO3  2 NH 4 NO3

m

Q

Ba  OH 2  CO2   BaCO3   H 2O

Kè

- Ngoài ra BaCO3 còn được điều chế bằng cách:

ạy

+ Dùng than để khử BaSO4, sau đó cho CO2 tác dụng

/+ D

với BaS:

m

t BaSO4  2C   BaS  2CO2  0

BaS  CO2  H 2O   BaCO3   H 2 S 

K2CO3: BaSO4   K2CO3   BaCO3   K2 SO4

oo

gl

e.

co

+ Đun nóng huyền phù BaSO4 với dung dịch đậm đặc

.g

7. Nêu tính chất vật lí III. MUỐI SUNFAT CỦA KIM LOẠI KIỀM

us

của muối sunfat kim THỔ 1. Tính chất vật lí

pl

loại kiềm thổ?

8. Nêu tính chất hóa - Các muối sunfat của kim loại kiềm thổ đều là chất học, ứng dụng của muối kết tinh màu trắng. sunfat kim loại kiềm - Độ tan: trừ BeSO4 và MgSO4 dễ tan, các muối sunfat thổ?

còn lại đều khó tan, độ tan giảm dần từ BeSO4 đến BaSO4.

63

9. Trình bày phương - Các sunfat kim loại kiềm thổ khi nóng chảy đều phân pháp điều chế muối hủy, khó phân hủy nhất là BaSO4 (ở 15800C). sunfat kim loại kiềm 2. Tính chất hóa học thổ?

Ngoài tính chất của một muối, các sunfat kim loại kiềm thổ còn có một số tính chất khác như:

hơ n

- Các muối sunfat đều bị phân hủy.

Ví dụ:

1200 C 2CaSO4   2CaO  2SO2  O2 

N

0

1580 C 2 BaSO4   2 BaO  2SO2  O2 

Q

uy

0

m

- Trừ BaSO4, các muối sunfat MSO4 khác có thể tạo

Kè

nên với sunfat kim loại kiềm M2’SO4 (M’ là kim loại kiềm) những muối kép có công thức chung là

/+ D

ạy

M’2M(SO4)2.

m

- MgSO4 tác dụng với C: t MgSO4  C   MgO  SO2  CO  0

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

- CaSO4 tác dụng với dung dịch (NH4)2SO4 tạo muối phức: CaSO4   NH 4 2 SO4    NH 4 2 Ca  SO4 2 

3. Ứng dụng - CaSO4 là chất có ứng dụng quan trọng hơn cả trong các muối sunfat kim loại kiềm thổ. Nó được dùng để đúc tượng, làm khuôn đúc, vật liệu xây dựng, bó chuẩn hình trong y học, ví dụ bó gãy xương…

- SrSO4 là nguyên liệu chủ yếu dùng để điều chế các hợp chất của stronti.

64

- BaSO4 có tác dụng cản quang, trước khi chụp X – quang cho bệnh nhân uống để chiếu hoặc chụp dạ dày, ruột.

4. Điều chế - Nguyên tắc chung: Các sunfat được điều chế bằng

hơ n

cách hòa tan kim loại, oxit, hiđroxit của kim loại kiềm thổ trong axit H2SO4 hoặc bằng cách cho dung dịch

N

muối của kim loại kiềm thổ tác dụng với dung dịch

Q

Ví dụ:

uy

chứa ion SO42- khác.

m

Mg  H 2 SO4l   MgSO4  H 2 

Kè

Ba 2  SO42   BaSO4  Các

phương 1. Phân loại

/+ D

cứng?

ạy

10. Phân loại nước IV. NƯỚC CỨNG

m

pháp làm mềm nước - Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+.

- Có 3 loại nước cứng:

co

cứng?

pl

us

.g

oo

gl

e.

+ Nước cứng tạm thời: là loại nước cứng khi đun sôi sẽ mất tính cứng do muối hiđratcacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan lắng xuống thành cặn cáu. Tính cứng tạm thời do các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra. + Nước cứng vĩnh cửu: là loại nước cứng không kết tủa khi đun sôi, chứa các muối clorua, sunfat của Ca và Mg. + Nước cứng toàn phần: là nước cứng có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

65

2. Phương pháp làm mềm nước cứng - Nguyên tắc: làm giảm nồng độ ion Ca2+ và Mg2+ trong nước. a. Phương pháp kết tủa

hơ n

- Với nước cứng tạm thời: + Đun sôi:

t Mg  HCO3 2   MgCO3  CO2   H 2O

uy

N

0

t Ca  HCO3 2   CaCO3  CO2   H 2O

Q

0

m

+ Dùng Ca(OH)2 vừa đủ:

Kè

Mg  HCO3 2  Ca OH 2   MgCO3  CaCO3  2H 2O

ạy

Ca  HCO3 2  Ca  OH 2   2CaCO3  2H 2O

/+ D

+ Thêm các dung dịch kiềm khác, dung dịch muối

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

CO32-, PO43-: HCO3  OH    CO32  H 2O Mg 2  CO32   MgCO3  Ca 2  CO32   CaCO3  3Mg 2  2 PO43   Mg3 ( PO4 ) 2  3Ca 2  2 PO43   Ca3 ( PO4 ) 2 

-Với nước cứng vĩnh cửu: thêm các dung dịch muối CO32-, PO43-. b. Phương pháp trao đổi ion - Phương pháp này lợi dụng khả năng có thể trao đổi ion của một số hợp chất cao phân tử thiên nhiên và nhân tào gọi là ionit, thường dùng zeolit có thành phần là Na2Al2Si2O8. xH2O.

66

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá Thời gian: 30 phút Câu 1: a. So sánh độ bền nhiệt của các muối cacbonat kim loại kiềm thổ và giải

hơ n

thích? b. Với cùng một kim loại (Ca2+, Sr2+ hoặc Ba2+) tại sao muối florua có độ

N

tan lớn hơn độ tan của muối cacbonat?

uy

Câu 2: Tại sao khi cho khí CO2 qua dung dịch BaCl2 hoặc Ba(NO3)2 không

Q

tạo ra kết tủa nhưng khi cho khí CO2 tác dụng với với nước barit lại có BaCO3

Kè

m

tạo thành? Nếu thay dung dich nước barit bằng dung dịch bari axetat có kết tủa không?

ạy

Câu 3:

/+ D

a. Giải thích về sự thay đổi độ bền nhiệt của các muối sunfat trong dãy từ BeSO4 đến BaSO4?

m

b. Tại sao các muối sunfat kim loại kiềm thổ lại có độ tan giảm từ Ca2+

co

đến Ba2+ nhưng muối florua của các kim loại đó lại có độ tan tăng?

e.

Câu 4: Các muối kim loại kiềm thổ khi kết tinh sẽ tạo ra dạng hiđrat tinh

oo

gl

thể, còn các muối kim loại kiềm ít có khả năng đó. Giải thích?

Câu 5:

us

.g

a. Nước cứng là gì? Nguyên tắc chung khử tính cứng của nước? b. Viết phương trình phản ứng khi cho các chất sau đây khử tính cứng của

pl

nước: Ca(OH)2, NaOH, Na2CO3, Na3PO4. c. Giải thích quá trình sử dụng nhựa trao đổi ion (ionit) để làm mềm nước cứng?

67

Câu hỏi tự luận kết thúc môđun Câu 1: Giải thích tại sao kim loại kiềm dễ tạo ra phân tử M2 ở trạng thái hơi, nhưng kim loại kiềm thổ lại không có khả năng đó?

hơ n

Câu 2: Thế điện cực của Be cao hơn (dương hơn) so với kim loại kiềm thổ khác nhưng thế điện cực của Li thấp hơn âm hơn) so với kim loại kiềm

N

khác. Thực tế có mâu thuẫn gì với nhau không?

uy

Câu 3:

Q

a) Tại sao Be có khuynh hướng tạo hợp chất cộng hoá trị?

m

b) Tại sao phân tử X – Be – X chỉ tồn tại trong pha khí?

Kè

Câu 4: Viết phương trình phản ứng khi cho Be tác dụng với nước và các

ạy

dung dịch sau:

/+ D

a) Dung dịch HCl đặc và loãng.

b) Dung dịch H2SO4 đặc và loãng.

co

m

c) Dung dịch HNO3 đặc và loãng. d) Dung dịch H3PO4.

gl

e.

e) Dung dịch KOH.

oo

Câu 5:

.g

 a) BeCl2  LiAlH 4 

pl

us

 b) CaC2  H 2O   c) BaO2  H 2 SO4 

  d) CaF2  H 2 SO4 đặc  e) MgO  H 2O2  t  f) Mg trong không khí  0

68

Câu 6: a) Khi đốt cháy không hòa toàn một mảnh Mg trong không khí, sau đó cho sản phẩm tan vào nước thu được hỗn hợp chất rắn và một hỗn hợp khí.

Thành phần các hỗn hợp đó gồm có những chất gì? b) Có thể đốt cháy Mg trong những khí nào ngoài khí oxi?

hơ n

Câu 7: a) Mg tương tác với các chất sau đây như thế nào: H2O, HCl, H2SO4,

N

HNO3, CH3COOH, NaOH?

uy

b) Có thể hòa tan MgCO3 bằng cách nào nếu không cần dùng axit?

Q

Câu 8:

m

a) Dựa vào thuyết cực hóa ion hãy giải thích quá trình nhiệt phân CaCO3?

Kè

b) Cân bằng phản ứng nhiệt phân CaCO3 chuyển dịch trong điều kiện

ạy

nào? Ý nghĩa thực tế của các điều kiện đó?

/+ D

Câu 9: Kết tủa sẽ xuất hiện trước nếu cho vào dung dịch có chứa ion Ca2+ và Ba2+ cùng nồng độ từng giọt dung dịch (NH4)2SO4?

m

Câu 10:

co

a) Thạch cao là gì? Ứng dụng của thạch cao? Cơ sở khoa học của ứng

e.

dụng đó?

oo

gl

b) Từ thạch cao bằng những phương pháp nào thu được Ca kim loại?

Câu 11:

us

.g

a) Độ cứng của nước là gì? Phân loại độ cứng của nước. Tác hại của nước

pl

cứng đối với công nghiệp và sinh hoạt. b) Trong một cốc nước cứng chứa 0,01 mol Na+, 0,02 mol Ca2+, 0,01 mol

Mg2+, 0,05 mol HCO3- và 0,02 mol Cl-.

- Hỏi nước trong cốc thuộc loại độ cứng gì?

- Nếu đun sôi nước thì nước còn cứng không?

69

- Có thể dùng hoá chất nào trong các chất sau để làm mềm dung dịch nước trên: Ca(OH)2, dd HCl, dd Na2CO3, Na3PO4 viết phương trình phản ứng. c) Ngày nay người ta sử dụng phương pháp nào để làm mềm nước cứng.

Câu 12: Cation của kim loại kiềm thổ có tạo thành nhiều phức chất không?

pl

us

.g

oo

gl

e.

co

m

/+ D

ạy

Kè

m

Q

uy

N

hơ n

Những nguyên tố nào có khả năng đó nhất? Tác nhân nào tạo phức tốt nhất?

70

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận Sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, đề tài đã được hoàn thành và đạt được những kết quả sau: - Tổng quan cơ sở lí thuyết và thực tiễn của đề tài:

hơ n

 Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay, đổi mới phương pháp dạy theo hướng dạy học tích cực, rèn luyện phương pháp tự

N

học cho SV.

uy

 Hệ thống hóa và làm rõ hơn các cơ sở lí luận về tự học và phương pháp

Q

tự học có hướng dẫn theo môđun, tăng cường năng lực tự học cho SV khoa Hóa

m

học.

Kè

 Đổi mới PPDH thực chất không phải thay thế các PPDH quen thuộc

ạy

hiện có bằng một loạt các PPDH mới lạ. Về mặt bản chất, đổi mới PPDH là đổi

/+ D

mới cách tiến hành các phương pháp, đổi mới các phương tiện và hình thức triển khai các phương pháp trên cơ sở khai thác triệt để ưu điểm của các phương

m

pháp cũ và vận dụng linh hoạt một số phương pháp mới nhằm phát huy tối đa

co

tính tích cực, chủ động và sáng tạo của người học.

e.

- Thiết kế tài liệu tự học nhóm IIA có hướng dẫn theo môđun với 6 tiểu

gl

môđun và một hệ thống câu hỏi tự kiểm tra kết thúc môđun.

oo

- Hệ thống câu trả lời ở phần phụ lục của các câu hỏi đưa ra được biên

.g

soạn theo từng nội dung.

pl

us

2. Khuyến nghị Giúp SV tiếp cận và thực hiện việc tự học nhóm IIA có hướng dẫn theo

môđun và tiếp tục phát triển đề tài nghiên cứu, đồng thời áp dụng phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun ở các chương khác trong học phần Hóa vô cơ phần kim loại. Ngoài ra có thể áp dụng hướng dẫn tự học theo môđun để biên soạn nội dung các học phần khác của môn Hóa học hoặc các môn học khác trong hệ thống chương trình học tập.

71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Ngọc Chuyên (1994), “Cách soạn thảo một đơn vị học thuật môđun”, Viện nghiên cứu Đại học và giáo dục chuyên nghiệp, Hà Nội.

2. Nguyễn Cương (2007), “Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông

hơ n

và đại học. Một số vấn đề cơ bản”, NXB Giáo dục.

3. Nguyễn Cương (2006), Nguyễn Mạnh Dung, “Phương pháp dạy học hóa

N

học”, NXB ĐHSP.

uy

4. Đặng Vũ Hoạt, “Lí luận dạy học đại học”, NXB Đại học Sư Phạm.

Q

5. Phạm Văn Lâm, “Môđun hóa nội dung dạy học và quản lí học tập theo học

m

tập theo học phần”, Thông tin KHQS, Bộ Tổng tham mưu (tháng 5/1993).

Kè

6. Nghị quyết số 29/TW hội nghị TW 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện

ạy

Giáo dục và đào tạo, Ban chấp hành TW Đảng Cộng sản Việt Nam.

/+ D

7. Triệu Thị Nguyệt, “Bài tập hóa học vô cơ”, NXB Giáo dục Việt Nam. 8. Hoàng Nhâm, “Hóa học vô cơ”, tập 2, NXB Giáo dục.

m

9. Nguyễn Ngọc Quang, Đặng Thị Oanh (1993), “Vận dụng tiếp cận môđun

co

vào việc đào tạo sinh viên sư phạm ĐHSP Hà Nội”, Đại học Giáo dục

e.

chuyên nghiệp.

oo

gl

10. Quyết định của Thủ tướng Chính phủ, “Chiến lược phát triển giáo dục 2011 – 2020”, số 711/QĐ – TTg, ngày 13/06/2012.

us

.g

11. Nguyễn Cảnh Toàn, Vũ Văn Tảo, Bùi Tường (1998), “Quá trình dạy tự học”, NXB Giáo dục Hà Nội.

pl

12. Nguyễn Đức Vận (1983), “Bài tập hóa vô cơ”, NXB Giáo dục.

13. Nguyễn Đức Vận (1983), “Hóa học vô cơ”, tập 2, NXB Khoa học và kĩ thuật.

72

PHỤ LỤC GỢI Ý TRẢ LỜI MỘT SỐ CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Tiểu mô đun 1: 1. a) Mặc dù năng lượng ion hóa I2 > I1 nhưng năng lượng hiđrat của ion

hơ n

M2+ rất âm, bù cho năng lượng ion hóa cao, do đó nguyên tử kim loại kiềm thổ dễ mất hai electron hóa trị để tạo ra ion M2+.

N

b) Mặc dù năng lượng ion hóa của kim loại kiềm thổ lớn hơn kim loại

uy

kiềm, gấp bốn lần năng lượng ion hóa của kim loại kiềm (ở trong cùng chu kỳ)

Q

nhưng do nhiệt hiđrat hóa rất âm của các ion M2+ cũng gấp bốn so với ion kim

m

loại kiềm (vì ion M2+ có điện tích lớn và bán kính bé) cho các kim loại kiềm

Kè

thổ có thế điện cực tương đương kim loại kiềm.

ạy

2. Trong các kim loại kiềm thổ vùng hóa trị ns đã được lấp đầy nên sự

/+ D

kích thích electron từ vùng đó lên vùng tự do khó thực hiện. Có thể giải thích rằng trong tinh thể kim loại kiềm thổ, năng lượng các vùng ns, np,… được xen

m

phủ vào nhau. Nói cách khác 2 electron ns có năng lượng nằm trong vùng khá

e.

dẫn điện khá cao.

co

rộng chưa đủ electron tạo ra chất cách điện, do đó các kim loại kiềm thổ có tính

oo

gl

3. a) Trong kim loại kiềm thổ có liên kết kim loại mạnh hơn trong kim loại kiềm vì số electron liên kết trong kim loại kiềm thổ lớn gấp đôi nên kim loại

us

.g

kiềm thổ có độ cứng lớn hơn.

pl

b) Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi phụ thuộc vào cấu trúc của mạng

tinh thể. Vì các kim loại kiềm thổ có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau, trong khi các kim loại kiềm lại có cùng một loại mạng tinh thể (lập phương tâm khối).

Do đó nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của kim loại kiềm thổ thay đổi không đều như như trong họ kim loại kiềm.

4. Từ beri đến bari: Điện tích hạt nhân (Z) tăng, số lớp electron của nguyên tử tăng làm cho lực hút hạt nhân giảm và electron lớp ngoài cùng không đổi dẫn đến bán kính nguyên tử tăng dần từ beri đến bari.

Tiểu môđun 2:

hơ n

1. Trừ Be và Mg, khi đốt các kim loại kiềm thổ còn lại ở trạng thái tự do, hoặc ở trạng thái hợp chất dễ bay hơi của chúng, trong ngọn lửa không màu,

N

đều làm cho ngọn lửa có màu đặc trưng : canxi – màu đỏ da cam; stronti – màu

uy

đỏ son; bari – màu lục hơi vàng. Sự nhuốm màu của ngọn lửa là do trong ngọn

m

Q

lửa các electron của nguyên tử hoặc ion kim loại kiềm thổ đã bị kích động từ

Kè

các obitan có mức năng lượng thấp nhảy ra những obitan có mức năng lượng cao hơn; sau đó các electron này nhảy về chiếm các mức năng lượng ban đầu

ạy

lúc đó sẽ phát ra năng lượng đã hấp thụ dưới dạng những bức xạ vùng nhìn

/+ D

thấy.

m

2.

co

- Li có tính chất giống kim loại kiềm thổ được thể hiện thông qua các phản

e.

ứng:

pl

us

.g

oo

gl

+) Tác dụng với trực tiếp với N2, C: 500 C 6Li  N2   2Li3 N 0

500600 C 3Ca  N2   Ca3 N 2 0

t 2Li  2C   Li2C2 0

600 C Mg  2C   MgC2 o

+) Khi đun nóng ở nhiệt độ cao, các hiđroxit kim loại kiềm không bị phân hủy nhưng LiOH lại bị phân hủy như những hiđroxit kim loại kiểm thổ cho oxit tương ứng và H2O:

600 C 2 LiOH   Li2O  H 2O 0

t Mg  OH 2   MgO  H 2O 0

- Be có tính chất giống Al được thể hiện thông qua các phản ứng: +) Tác dụng với dung dịch NaOH:

hơ n

Be  2 NaOH dd  2H 2O   Na2  Be  OH 4   H 2 

Natri tetrahiđroxoberilat

N

Be  2 NaOH nc   Na2 BeO2  H 2

uy

Natri berilat

Q

+) Đều thụ động trong HNO3 và H2SO4 đặc nguội. thành của MgO khá lớn: t 2Mg  O2   2MgO

ΔH = - 146 Kcal/mol

ạy

0

Kè

m

3. a) Khả năng cháy của Mg khác với các kim loại khác là do nhiệt tạo

/+ D

Chính nhiệt lượng đó đã đốt nóng mạnh các hạt MgO được tạo nên, làm phát ra ánh sáng chói.

m

b) Khi Mg cháy không thể dập tắt bằng nước hoặc bằng CO2, SiO2 vì khi

co

đốt nóng Mg phản ứng mãnh liệt với H2O, cũng như CO2, SiO2 tỏa nhiệt lớn: t Mg  2H 2O   Mg  OH 2  H 2 

e.

0

t 2Mg  CO2   2MgO  C

.g

oo

gl

0

t 2Mg  SiO2   2MgO  Si 0

pl

us

4. a)

- Phản ứng với H2: PTPƯ: 150300 C Ca  H 2   CaH 2 o

300 400 C Sr  H 2   SrH 2 o

180 C Ba  H 2   BaH 2 o

Tính chất sản phẩm: không bền, dễ bị phân hủy bởi nhiệt và H2O. - Phản ứng với O2: ngay ở nhiệt độ thường tạo ra oxit MO, một phần peoxit MO2 và nitrua M3N2.

2Ca  O2   2CaO 2Sr  O2   2SrO

hơ n

2Ba  O2   2BaO

N

Tính chất của sản phẩm: là oxit bazơ, dễ tan trong nước.

uy

- Phản ứng với N2: 500600 C 3Ca  N2   Ca3 N 2

Kè

0

m

400500 C 3Sr  N2   Sr3 N2

Q

0

260600 C 3Ba  N2   Ba3 N 2

ạy

0

/+ D

- Phản ứng với H2O: Ca, Sr và Ba phản ứng với H2O ngay ở điều kiện thường tạo hiđroxit tương ứng và H2:

m

Ca  2H 2O   Ca  OH 2  H 2 

e.

co

Sr  2H 2O   Sr  OH 2  H 2 

gl

Ba  2H 2O   Ba  OH 2  H 2 

oo

Tính chất của sản phẩm: là các bazơ tan được trong nước, là bazơ mạnh.

.g

b) So sánh với phản ứng của kim loại kiềm: do các kim loại kiềm hoạt

pl

us

động hơn nên khả năng phản ứng mạnh hơn các kim loại kiềm thổ.

5. a) Vì H2 phản ứng rất khó khăn với Mg, hầu như không phản ứng trong

điều kiện thường kể cả khi đun nóng nhưng với N2 thì lại dễ dàng hơn, do đó phải dùng H2 làm bầu khí trơ. b) Ngoài phương pháp điện phân có thể điều chế Mg bằng phương pháp nhiệt: dùng các chất khử như CaC2, C, Si để khử MgO.

- Dùng than (phương pháp nhiệt – cacbon): 2000o C

MgO  C

Mg  CO

- Dùng CaC2 (phương pháp nhiệt – cacbon): 1200 C MgO  CaC2   Mg  CaO  2C o

hơ n

- Dùng silic (phương pháp nhiệt silic): 12001300 C 2MgO  2CaO  Si   2Mg  Ca2 SiO4 o

N

Tiểu môđun 3:

uy

1. Chứng minh BeO là hợp chất lưỡng tính:

m

Q

- BeO tác dụng với oxit axit và oxit bazơ khi đun nóng:

Kè

BeO  SiO2   BeSiO3

ạy

BeO  Na2O   Na2 BeO2

- BeO tác dụng với dung dịch axit hoặc bazơ khi đun nóng:

/+ D

BeO  2 H 3O   H 2O    Be  H 2O 4  2

co

m

BeO  2OH   H 2O    Be  OH 4 

2

Vậy BeO vừa tác dụng với oxit axit vừa tác dụng với bazơ, vừa tác dụng

gl

e.

với dung dịch axit vủa tác dụng với dung dịch bazơ → BeO là chất lưỡng tính.

oo

2. Quá trình tạo ra peoxit hoặc supeoxit dễ hay khó phụ thuộc vào kích

.g

thước và năng lượng ion hóa của các kim loại.

us

Vì ái lực electron của phân tử oxi tương đối bé = 0,87 eV (ái lực của

pl

nguyên tử oxi là 1,46 eV) nên không có khả năng kết hợp với các kim loại.

Với các kim loại kiềm thổ có thế ion hóa bé hơn và kích thước lớn hơn so

với các kim loại khác (trừ kim loại kiềm), do đó nó có thế electron hóa trị của mình cho phân tử oxi, chẳng hạn CaO2. Nguyên nhân đó gây ra khả năng chuyển 2 electron hóa trị của nguyên tử Ca cho phân tử oxi để tạo ra O2- hình thành phân tử ion CaO2.

Với Be không có khả năng đó vì thế ion hóa của Be khá cao, kích thước lại bé nên phân tử oxi không thể hút electron của Be về phía mình.

3. a) Phương pháp điều chế BaO2 là: t Ba  OH 2  H 2O2   BaO2  2H 2O 0

500 C , Pcao 2BaO  O2  2BaO2 0

hơ n

b) Từ BaF2 điều chế được BaO2:

N

Tích số tan của BaF2 là 1,1 . 10-6 còn BaSO4 là 1,1 . 10-10 nên có thể dùng

uy

H2SO4 đặc chuyển BaF2 thành BaSO4 sau đó nung ở 14000C cho BaO, làm

Q

nguội từ từ đến 5000 cho kết hợp với O2 tạo ra BaO2:

m

BaF2 + H2SO4 đặc → BaSO4↓ + 2 HF

1400 C 2BaSO4   2BaO  2SO2  O2 

Kè

0

500 C , Pcao 2BaO  O2  2BaO2

ạy

0

/+ D

c)

m

1. BaO2 + 4 HCl đặc → BaCl2 +Cl2 + 2 H2O

co

→ BaO2 thể hiện tính oxi hóa.

e.

2. BaO2 + 2 HCl loãng → BaCl2 + H2O2

gl

 BaCl2  2KCl  I 2  2H 2O 3. BaO2  2KI  4HCl 

oo

→ BaO2 thể hiện tính oxi hóa.

.g

 2 Ag  O2   Ba  NO3 2 4. BaO2  2 AgNO3 

pl

us

→ BaO2 thể hiện tính khử.

5. BaO2 + MnO2 nóng → BaMnO4

Tiểu môđun 4: 1.

1.CaH 2  2 H 2O   Ca  OH 2  2 H 2  2.CaH 2  O2   CaO  H 2O 3.BaH 2  CO2   C  Ba  OH 2

hơ n

2. a) Việc điều chế hiđroxit các kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) dựa trên nguyên tắc: cho oxit tương ứng tác dụng với H2O.

uy

N

Nguyên tắc này không thể áp dụng cho Be(OH)2 và Mg(OH)2 vì BeO, MgO không tan hoặc tan rất ít trong nước để tạo ra hiđroxit tương ứng.

m

Q

b) Trong thực tế người ta không điều chế hiđroxit kim loại kiềm theo

Kè

phương pháp điều chế hiđroxit kim loại kiềm thổ và ngược lại vì: Một trong những phương pháp thông dụng để điều chế hiđrôxit của kim

ạy

loại kiềm là điện phân dung dịch muối có màng ngăn. Đối với kim loại kiềm

/+ D

thổ ta không thể áp dụng phương pháp này vì phần lớn kim loại kiềm thổ tồn

m

tại ở dạng hợp chất như muối cácbonat, sunfat, khi nhiệt phân tạo thành oxit.

co

Oxit này dễ dàng tác dụng với nước tạo thành hiđrôxit.

e.

3. a) Không thể dùng NH3 để điều chế Mg(OH)2 vì: Mg(OH)2 không kết

gl

tủa hoàn toàn khi cho muối magie tác dụng với dung dịch anoiac vì có phản

.g

oo

ứng thuận nghịch. Chẳng hạn: MgCl2  2 NH3  2H 2O

Mg  OH 2  2 NH 4Cl

us

b) Không có kết tủa Mg(OH)2 tách ra khi cho vào dung dịch muối MgCl2

pl

một dung dịch có chứa NH3 và NH4Cl do ảnh hưởng của ion đồng dạng NH4+

nên làm giảm quá trình điện li NH3, vì vậy nồng độ của ion OH- không đủ để đạt đến tích số tan của Mg(OH)2.

4. a) – Mg(OH)2 tan hoàn toàn trong HCl: Mg  OH 2  2HCl   MgCl2  2H 2O

- Mg(OH)2 tan một phần trong NH4Cl: Mg  OH 2  2 NH 4Cl

MgCl2  2 NH3  2H 2O

- Mg(OH)2 không tan trong KCl và KOH. b) Mg(OH)2 hòa tan trong HCl tốt hơn , NH4Cl kém hơn vì NH3 có độ tan độ điện li lớn hơn H2O.

hơ n

c) Be(OH)2 là hợp chất lưỡng tính:

uy

Be  OH 2  2HCl   BeCl2  2H 2O

N

 Na2  Be OH 4  PTHH: Be  OH 2  2 NaOH 

Q

5. a) Từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2 tính bazơ tăng dần, tính axit giảm dần.

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

O

1,5

1,2

1,0

1,0

0,9

3,5

2,0

2,3

2,5

2,5

2,6

ạy

Nguyên tố

Kè

độ âm điện của các nguyên tố giảm dần:

m

Nguyên nhân: khi đi từ Be đến Ba, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân,

/+ D

Độ âm điện X

m

Hiệu độ âm điện (χO – χM )

co

Hiệu độ âm điện (χO – χM ) tăng dần, độ phân cực âm của liên kết M – O

e.

ngày càng tăng làm cho tính bazơ của hiđroxit tăng dần, tính axit giảm dần.

gl

b) Hiđroxit các kim loại kiềm thổ có thể bị nhiệt phân để tạo ra oxit tương

oo

ứng nhưng hiđroxit các kim loại kiềm lại không có khả năng đó vì : hiđrôxit

.g

của kim loại kiềm thổ bị nhiệt phân tạo ra oxit do độ phân cực hoá của cation

us

M2+ với nguyên tử oxi trong nhóm OH- dễ bị biến dạng. Vì vậy hiđrôxit của

pl

kim loại kiềm thổ kém bền vững hơn hiđrôxit của kim loại kiềm.

Tiểu môđun 5: 1. a) Độ tan của các muối kim loại kiềm thổ biến đổi khác nhau, có cực

đại hoặc cực tiểu ở muối này hoặc muối khác. Nguyên nhân là do khả năng hòa tan của các muối chịu ảnh hưởng của năng lượng mạng lưới của muối và năng

lượng hiđrat hóa của cation. Nói chung năng lượng mạng lưới càng lớn thì độ hòa tan giảm và ngược lại năng lượng hiđrat hóa càng lớn thì độ hòa tan càng tăng. Tuy nhiên năng lượng mạng lưới phụ thuộc vào bán kính của cation, năng lượng mạng lưới của các muối và năng lượng hiđrat hóa của cation khác nhau làm cho độ tan của các muối biến đổi không đều.

hơ n

b) Độ tan của florua biến đổi không liên tục theo một chiều từ Be đến Ba.Sở dĩ như vậy vì độ tan của muối có liên quan tới năng lượng mạng lưới và

N

nhiệt hiđrat hoá của các ion.

uy

2. a) Các phương pháp điều chế MgCl2 là:

Q

- Trung hòa h đroxit hoặc cacbonat của Mg bằng axit HCl:

m

Mg  OH 2  2 HCl   MgCl2  2H 2O

Kè

MgCO3  2 HCl   MgCl2  CO2   H 2O

ạy

- Trong phòng thí nghiệm, cho Mg tác dụng với Cl2 hoặc HCl khô: t  MgCl2  H 2  Mg + HCl (khí) 

/+ D

0

t Mg  Cl2   MgCl2

m

0

co

Hoặc cho khí clo khô qua hỗn hợp MgO + C nung nóng ở nhiệt độ cao: 0

gl

e.

t cao MgO  Cl2  C   MgCl2  CO 

oo

Ngoài ra, MgCl2 còn được điều chế bằng cách đun nóng dung dịch MgCl2

.g

với NH4Cl tạo ra tinh thể MgCl2. NH4Cl. 6H2O sau đó đun nóng sản phẩm thu

pl

us

được MgCl2 khan: t MgCl2 .NH 4Cl.6H 2O   MgCl2  NH3   HCl  6H 2O  0

b) Không thể dùng CaCl2 để làm khô khí NH3, C2H5OH, (CH3)2CO vì

CaCl2 có khả năng kết hợp với NH3, C2H5OH, (CH3)2CO tạo ra hợp chất CaCl2.

8NH3, CaCl2. 6C2H5OH, CaCl2. (CH3)2CO. CaCl2 có thể dùng làm khô ete, benzen vì nó hút ẩm rất mạnh và không có khả năng kết hợp với ete, benzen.

3. a) - Khi cho dung dịch MgCl2 tác dụng với xoda nóng, hiện tượng là: thấy có chất rắn màu trắng và có khí thoát ra: MgCl2  Na2CO3   MgCO3  2 NaCl t MgCO3   MgO  CO2  0

hơ n

- Khi cho MgCl2 tác dụng với dung dịch KHCO3 thấy có kết tủa MgCO3 và có khí thoát ra.

uy

N

MgCl2  2 NaHCO3   MgCO3  2 NaCl  H 2O  CO2 

b) Để tách được các chất ra khỏi hỗn hợp gồm MgCl2 và BeCl2 ta cho hỗn

Kè

m

Q

hợp tác dụng với dung dịch kiềm dư.

Tiểu môđun 6:

ạy

1. a) Độ bền nhiệt của các muối cacbonat kim loại kiềm thổ tăng lên dần

/+ D

từ BeCO3 đến BaCO3.

m

Giải thích: từ Be2+ đến Ba2+, tác dụng phân cực hóa của cation M2+ đến

co

cation CO32- giảm do bán kính ion tăng từ Be2+ đến Ba2+ nên độ bền nhiệt tăng

e.

từ BeCO3 đến BaCO3.

gl

b) Với cùng một kim loại (Ca2+ , Sr2+ hoặc Ba2+) muối florua có độ tan

oo

lớn hơn độ tan của muối cacbonat. Ví dụ độ tan của BaF2 là 8,3 . 10-3 mol/l ở

.g

250C; còn độ tan của BaCO3 là 1,1 . 10-4 mol/l ở cùng nhiệt độ. Yếu tố quyết

us

định đến độ tan của chúng là năng lượng mạng lưới. Năng lượng mạng lưới của

pl

BaF2 là 566 Kcal/mol bé hơn của BaCO3 là 625 Kcal/mol nên độ tan của BaF2 lớn hơn độ tan của BaCO3.

2. Khi cho khí CO2 qua dung dịch BaCl2 hoặc Ba(NO3)2 không tạo ra kết tủa vì đây là 2 muối có gốc axit của axit mạnh mà axit H2CO3 (CO2 + H2O) là axit yếu nên khi cho khí CO2 vào không có phản ứng xảy ra.

Nhưng khi cho khí CO2 tác dụng với với nước barit lại có kết tủa BaCO3↓ tạo thành: CO2  Ba  OH 2   BaCO3   H 2O

Nếu thay dung dich nước barit bằng dung dịch bari axetat thì cũng thấy có kết tủa:

hơ n

CO2  Ba  CH3COO 2  H 2O   BaCO3  2CH3COOH

3. a) Giải thích: từ Be2+ đến Ba2+, tác dụng phân cực hóa của cation M2+

uy

N

đến cation SO42- giảm do bán kính ion tăng từ Be2+ đến Ba2+ nên độ bền nhiệt

Q

tăng từ BeSO4 đến BaSO4.

m

b) Độ tan của các muối phụ thuộc vào 2 yếu tố: năng lượng mạng lưới của

Kè

tinh thể muối và năng lượng hiđrat hóa của cation. Năng lượng mạng lưới giảm,

ạy

độ tan của muối tăng; năng lượng hiđrat hóa của cation giảm độ hòa tan giảm.

/+ D

Từ CaSO4 đến BaSO4: yếu tố ảnh hưởng chính đến độ tan là năng lượng hiđrat hóa. Từ Ca2+ đến Ba2+ năng lượng hiđrat hóa giảm (từ 377 Kcal/mol ở

m

Ca2+ đến 308 Kcal/mol ở Ba2+) nên độ tan giảm.

co

Từ CaF2 đến BaF2: yếu tố quyết định đến độ tan là năng lượng mạng lưới.

e.

Từ CaF2 đến BaF2 năng lượng mạng lưới giảm ( từ 624 Kcal/mol ở CaF2 đến

gl

566 Kcal/mol ở BaF2) nên độ tan tăng.

oo

4. Các muối kim loại kiềm thổ khi kết tinh sẽ tạo ra dạng hiđrat tinh thể,

.g

còn các muối kim loại kiềm ít có khả năng đó vì: năng lượng hiđrat hóa của ion

pl

us

kim loại kiềm thổ lớn hơn ion kim loại kiềm nên dễ tạo ra các hiđrat tinh thể.

5. a) Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+.

Nguyên tắc chung khử tính cứng của nước: làm giảm nồng độ ion Ca2+,

Mg2+ trong nước. b) Phương trình phản ứng:

Mg  HCO3 2  Ca  OH 2   MgCO3  CaCO3  2H 2O Ca  HCO3 2  Ca  OH 2   2CaCO3  2H 2O Mg  HCO3 2  2 NaOH   MgCO3   Na2CO3  2H 2O Ca  HCO3 2  2 NaOH   CaCO3   Na2CO3  2H 2O

hơ n

 MgCO3  Mg 2  CO32  Ca 2  CO32   CaCO3 

N

3Mg 2  2 PO43   Mg3 ( PO4 ) 2 

uy

3Ca 2  2 PO43   Ca3 ( PO4 ) 2 

Q

c) Quá trình sử dụng nhựa trao đổi ion (ionit) để làm mềm nước cứng:

m

- Phương pháp này lợi dụng khả năng có thể trao đổi ion của một số hợp

Kè

chất cao phân tử thiên nhiên và nhân tào gọi là ionit. Những hợp chất có khả

ạy

năng trao đổi cation gọi là cationit, những hợp chất có khả năng trao đổi anion

/+ D

gọi là anionit.

- Cationit thường dùng làm mềm nước là zeolit có thành phần là

m

Na2Al2Si2O8. xH2O. Khi dội nước cứng qua các hạt zeolit, một số ion Na+ đi

co

vào nước nhường chỗ lại cho các ion Ca2+, Mg2+ và Fe2+ có ở trong nước.

e.

- Quá trình trao đổi ion đó xảy ra ví dụ như sau:

oo

gl

Na2 Al2 Si2O8 . xH 2O  Ca  HCO3 2   CaAl2 Si2O8 . xH 2O  2NaHCO3

.g

- Để tái sinh lại zeolit đã sử dụng, cho dung dịch NaCl bão hòa qua

pl

us

zeolit đó:

CaAl2 Si2O8 . xH 2O  2 NaCl   Na2 Al2 Si2O8 . xH 2O  CaCl2

- Muốn loại trừ cả cation và anion trong nước, cho nước cứng lần lượt qua

hai cột, một cột đựng nhựa cationit và một cột đựng nhựa anionit.

- Nhựa cationit ở đây là những hợp chất cao phân tử hữu cơ chứa nhóm axit RCOOH, giúp giữ lại các cation và trong nước sinh ra axit.

Ví dụ:

2RCOOH  CaSO4    RCOO 2 Ca  H 2 SO4 RCOOH  NaCl   RCOONa  HCl

- Nhựa anionit là những hợp chất cao phân tử hữu cơ chứa nhóm baz ơ RNH3OH, giúp giữ lại các axit.

Ví dụ:

hơ n

2 RNH 3OH  H 2 SO4    RNH 3 2 SO4  2H 2O RNH 3OH  HCl   RNH 3Cl  H 2O

uy

N

→ Khi qua hai cột trên trong nước không còn ion nữa, nước đã được làm

m

Q

mềm.

Kè

Câu hỏi tự luận kết thúc môđun 1. Ở trạng thái hơi các nguyên tử kim loại kiềm có thể kết hợp với nhau

ạy

để tạo thành phân tử hai nguyên tử, hai nguyên tử này liên kết với nhau bằng

/+ D

liên kết cộng hoá trị. Các nguyên tử kim loại kiềm có thể hình thành phân tử

m

hai nguyên tử là do kim loại kiềm có một e độc thân ở lớp ngoài cùng, dễ dàng

co

kết hợp với nguyên tử khác để lớp ngoài cùng bảo hoà e. Còn các kim loại kiềm

e.

thổ muốn hình thành phân tử hai nguyên tử ở trạng thái khí phân tử phải có hai

gl

e độc thân tức kim loại kiềm thổ phải có trạng thái kích thích s 2→ sp, nhưng

oo

năng lượng đòi hỏi cho quá trình này lớn, năng lượng tạo ra khi hình thành phân

.g

tử M2 không bù lại được năng lượng cần cung cấp cho quá trình kích thích. Vì

us

vậy không hình thành phân tử M2.

pl

2. Không mâu thuẫn với Li có năng lượng hiđrat hoá cao có thể bù lại

năng lượng ion hoá cao do đó Li có thế điện cực âm hơn các kim loại kiềm khác, còn Be có năng lượng hiđrat hoá lớn nhưng không bù lại cho năng lượng ion hoá cao của Be do đó Be có thế điện cực dương hơn các kim loại kiềm thổ khác.

3. a) Be có bán kính ion rất nhỏ, năng lượng ion hoá và năng lượng thăng hoa lớn, do đó trong trường hợp này năng lượng hiđrat hoá lớn không để tách hoàn toàn điện tích. Do đó ngay cả BeF2 và BeO thể hiện như hợp chất cộng hoá trị, còn hợp chất cộng hoá trị liên kết với cacbon rất bền. Để tạo thành 2 liên kết cộng hoá trị cần kích thích nguyên tử từ trạng thái 2s 2 đến trạng thái

hơ n

2s2p. Do đó phân tử BeX2 thẳng hàng. b) Để tạo thành 2 liên kết cộng hoá trị cần kích thích nguyên tử từ trạng

N

thái 2s2 đến trạng thái 2s2p. Do đó phân tử BeX2 phải thẳng. Nhưng các phân

uy

tử như thế không bão hoà phối trí. Ở pha ngưng tụ tạo thành hợp chất số phối 4. PTPƯ:

Kè

 BeCl2  H 2  a) Be  2HCll 

m

Q

trí 4. Chúng chỉ tồn tại ở pha khí.

/+ D

ạy

 BeCl2  H 2  b) Be  H 2 SO4l 

Be + 2H2SO4 đặc → BeSO4 + SO2↑ + 2H2O

m

 3Be  NO3 2  2 NO  4H 2O c) 3Be  8HNO3l  t  Be  NO3 2  2 NO2  2H 2O Be + 4HNO3 đặc 

co

0

gl

e.

 Be3  PO4 2  3H 2  d) 3Be  2H3 PO4 

.g

oo

 K2  Be  OH 4   H 2  e) Be  2KOH dd  2H 2O 

us

5.

pl

 2BeH 2  LiCl  AlCl3 a) 2BeCl2  LiAlH 4   Ca(OH )2  C2 H 2 b) CaC2  2H 2O   BaSO4  H 2O2 c) BaO2  H 2 SO4 

  Ca  HSO4 2  2HF d) CaF2  2H 2 SO4 đặc  MgO2  H 2O e) MgO  H 2O2 

t  MgO  Mg3 N2 f) Mg trong không khí  0

6. a) Quá trình đốt cháy ngoài MgO còn tạo ra Mg3N2. b) Magie có thể đốt cháy trong khí Cl2, CO2, SO2: t Mg  Cl2   MgCl2 0

t 2Mg  CO2   2MgO  C 0

t 2Mg  SO2   2MgO  S

hơ n

0

N

7. a) Mg tương tác với các chất: H2O, HCl, H2SO4, HNO3, CH3COOH.

t C Mg  H 2Oh   MgO  H 2 

m

o

Q

Mg  2 H 2O   Mg  OH 2  H 2 

uy

- Mg không tan trong nước lạnh và tan một phần trong nước nóng:

Kè

- Mg đều tác dụng với HCl, H2SO4, HNO3, CH3COOH:

ạy

Mg  2 HCl   MgCl2  H 2 

/+ D

Mg  H 2 SO4   MgSO4  H 2  5Mg  12 HNO3   5Mg ( NO3 ) 2  N 2  6 H 2O

m

Mg  2CH 3COOH   Mg (CH 3COO) 2  H 2 

co

b) Có thể hòa tan MgCO3 bằng dung dịch đậm đặc (NH4)2CO3.

e.

8. a) Khi phân hủy nhiệt các muối cacbonat xảy ra sự tách nguyên tử oxi

oo

gl

ra khỏi nguyên tử trung tâm của anion và sau đó là kết hợp nguyên tử oxi vào cation. Quá trình đó gây ra sự chuyển dịch mật độ điện tích của electron làm

us

.g

biến dạng anion do điện trường của cation, nghĩa là các anion bị các cation phân cực. Kết quả là CaCO3 bị nhiệt phân tạo ra CaO và CO2. Từ BeCO3 đến BaCO3

pl

tác dụng phân cực của cation giảm nên khả năng bị nhiệt phân giảm (MgCO3 bị nhiệt phân ở 6000C nhưng BaCO3 bị nhiệt phân ở 13600C). b) Khi áp suất giảm và nhiệt độ tăng, cân bằng chuyển dịch sang phải:

CaCO3

t0

CaO  CO2 

Thổi khí CO2 (cho P giảm) đồng thời tăng nhiệt độ để cho hiệu suất nung vôi tăng. Khi nhiệt độ giảm CaO kết hợp với CO2 tạo ra CaCO3 (quá trình vôi sống hóa cacbonat).

9. Tích số tan của muối CaSO4 là 2,4 . 10-5 lớn hơn tích số tan của BaSO4 là 1,1 . 10-10 nên BaSO4 sẽ kết tủa trước.

hơ n

10. a) Thạch cao (CaSO4.H2O) thường ở dạng những tập hợp vi tinh thể đơn tà dính với nhau, có màu trắng hoặc màu xám hay hung tùy thuộc vào

N

những tạp chất chứa trong đó. Thạc cao có kiến trúc lớp nên tinh thể của nó có

uy

thể tách thành lá mỏng.

m

chuẩn hình trong y học, ví dụ bó xương gãy…

Q

Ứng dụng: dùng để nặn tượng, làm khuôn đúc, làm vật liệu xây dựng, bó

Kè

b) Nung thạch cao ở 14000C thu được CaO, sau đó chuyển CaO thành

ạy

CaCl2. Điện phân muối CaCl2 nóng chảy thu được Ca kim loại.

/+ D

11. a) Độ cứng của nước là để chỉ nước có nhiều ion Ca2+ và Mg2+.

- Độ cứng của nước bao gồm:

m

+ Nước cứng tạm thời: là loại nước cứng khi đun sôi sẽ mất tính cứng do

co

muối hiđratcacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan lắng xuống thành cặn

e.

cáu. Tính cứng tạm thời do các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra.

oo

gl

+ Nước cứng vĩnh cửu: là loại nước cứng không kết tủa khi đun sôi, chứa các muối clorua, sunfat của Ca và Mg.

us

.g

+ Nước cứng toàn phần: là nước cứng có cả tính cứng tạm thời và tính

pl

cứng vĩnh cửu.

- Tác hại của nước cứng: Nước gây nhiều tác hại trong sinh hoạt và trong

kĩ thuật. Nước cứng làm kết tủa xà phòng do đó làm mất tác dụng giặt rửa của nó và làm bẩn sợi vải do kết tủa bám vào.Ví dụ: M2+ + 2C17H33COONa (xà phòng)

→

2Na + M(C17H33COONa)

Nước cứng tạo ra một lớp cặn bám vào thành các nồi đun nước, các ống dẫn nước nóng, và các nồi cấp hơ nước. Lớp cặn này gây nhiều tác hại, chẳng hạn làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của nồi hơi, làm nồi hơi mau hõng và dễ bị vỡ. b)

hơ n

- Nếu ta có: Ca 2  2 HCO3   Ca  HCO3 2

uy

N

Mg 2  2 HCO3   Mg  HCO3 2

Theo hai phương trình trên ta they tỉ lệ số mol Ca2+, Mg2+ và HCO3- là tỉ

m

Q

lệ 1:2. Mà tổng số mol Mg2+ và Ca2+ là 0,03 mol và số mol HCO3- bằng 0,03

Kè

mol. Vậy HCO3- thiếu nghĩa là khi đun sôi độ cứng của nước chưa mất hẳn.

Vậy nước ban đầu vừa có độ cứng tạm thời vừa có độ cứng vĩnh cữu.

ạy

- Nếu khi đun sôi thì:

t Ca 2 2 HCO3   CaCO3   H 2O CO2 

/+ D

0

t Mg 2  2 HCO3   MgCO3   H 2O CO2 

m

0

co

Theo hai phương trình trên: tổng số mol Ca2+, Mg2+ tạo kết tủa với số mol

e.

HCO3- = 0,025 mol.

gl

Sau khi đun sôi xong tổng số mol Ca2+, Mg2+ còn lại là 0,005 mol. Vậy

oo

nước sau khi đun vẫn còn cứng.

.g

- Dùng Na2CO3, Na3PO4 làm mềm nước trên, có thể dùng Ca(OH)2 nhưng

pl

us

phải vừa đủ. c) Phương pháp trao đổi ion (Zeolit, nhựa trao đổi ion).

11. Khả năng tạo phức của kim loại kiềm thổ không mạnh thể hiện rõ

khuynh hướng tạo thành phức chất trong dung dịch. Giống với ion kim loại kiềm các ion kim loại kiềm thổ tạo được phức bền với ete – crao bền hơn và chọn lọc hơn là với các criptant. Tác nhân tạo phức tốt nhất: ete – crao, criptant.

ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, dịch vụ logistics ngày càng khẳng định được tầm quan trọng của mình trong lưu thông hàng hoá với sự phát triển không chỉ về số lượng mà còn cả chất lượng. Để kinh doanh loại hình dịch vụ này thương nhân phải đáp ứng những điều kiện nhất định nhằm hạn chế tình trạng có nhiều chủ thể

hơ n

kinh doanh nhưng chất lượng dịch vụ không đảm bảo.

uy

N

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Q

1. Khái quát về dịch vụ logistics

m

Dịch vụ logistics là hoạt động thương mại, theo đó thương nhân tổ chức thực

Kè

hiện một hoặc nhiều công việc bao gồm nhận hàng, vận chuyển, lưu kho, lưu bãi, làm

ạy

thủ tục hải quan, các thủ tục giấy tờ khác, tư vấn khách hàng, đóng gói bao bì, ghi ký mã hiệu, giao hàng hoặc các dịch vụ khác có liên quan đến hàng hoá theo thoả thuận

/+ D

với khách hàng để hưởng thù lao.

m

Theo Điều 234, Luật thương mại năm 2005, điều kiện kinh doanh dịch vụ

co

logistics là: “Thương nhân kinh doanh dịch vụ logistics là doanh nghiệp có đủ điều

e.

kiện kinh doanh dịch vụ logistics theo quy định của pháp luật”. Như vậy, thương

gl

nhân muốn kinh doanh dịch vụ logistics phải đáp ứng được điều kiện là doanh nghiệp

oo

có đủ điều kiện kinh doanh theo pháp luật mà cụ thể tuân theo những quy định chung

.g

tại chương II, Luật doanh nghiệp năm 2005 về “Thành lập và đăng ký doanh nghiệp”.

us

Để cụ thể hoá khoản 2, Điều 234, Luật thương mại 2005, Nghị định số

pl

140/2007/NĐ-CP đã xác định các điều kiện kinh doanh dịch vụ này thông qua việc phân nhóm các dịch vụ logistics, trong đó có các điều kiện chung áp dụng cho tất cả các nhóm dịch vụ và có những điều kiện áp dụng cho từng nhóm dịch vụ.

2. Điều kiện chung kinh doanh dịch vụ logistics Thương nhân kinh doanh dịch vụ logistics phải là các doanh nghiệp có đăng ký kinh doanh hợp pháp theo pháp luật Việt Nam, tức là chỉ có các doanh nghiệp theo

quy định của Luật doanh nghiệp 2005 mới được phép kinh doanh dịch vụ này. Nghị định 140 hạn chế đối với thương nhân là hộ gia đình nhằm tránh những thành phần kinh tế nhỏ lẻ tham gia kinh doanh dịch vụ này.

Như vậy, thương nhân kinh doanh dịch vụ logistics chỉ có thể tồn tại dưới hình thức công ty cổ phần, công ty trách nhiệm hữu hạn, công ty hợp danh hoặc doanh

hơ n

nghiệp tư nhân. Và tồn tại dưới hình thức nào thì phải đáp ứng điều kiện của pháp luật về hình thức ấy. Ví dụ: Thương nhân kinh doanh dịch vụ logistics tồn tại dưới hình

uy

N

thức công ty cổ phần thì đầu tiên cũng phải là doanh nghiệp, trong đó vốn điều lệ

Q

được chia làm nhiều phần bằng nhau và cổ đông có thể là tổ chức, cá nhân, có số

m

lượng cổ đông tối thiểu là ba, không hạn chế tối đa… Các doanh nghiệp (có thể là liên

Kè

doanh, 100% vốn Nhà nước) phải được cấp Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh

ạy

(hoặc Giấy phép đầu tư) tại cơ quan có thẩm quyền theo các quy định của pháp luật doanh nghiệp và đầu tư Việt Nam mới được phép kinh doanh dịch vụ logistics.

/+ D

Đối với thương nhân nước ngoài khi tham gia kinh doanh dịch vụ logistics tại

m

Việt Nam, ngoài việc đáp ứng các điều kiện chung, còn phải đáp ứng các điều kiện cụ

co

thể về góp vốn, tỉ lệ góp, hình thức tồn tại và các điều kiện khác. Đồng thời, phải tuân

gl

gia nhập WTO.

e.

thủ các cam kết của Việt Nam về mở cửa thị trường kinh doanh dịch vụ logistics khi

oo

3. Các điều kiện áp dụng riêng đối với từng nhóm dịch vụ

.g

Nhóm các dịch vụ logistics chủ yếu (khoản 1, Điều 4, Nghị định 140): Để kinh

us

doanh được nhóm dịch vị logistics chủ yếu đòi hỏi doanh nghiệp phải có đủ phương

pl

tiện, thiết bị, công cụ đảm bảo tiêu chuẩn an toàn, kĩ thuật và có đội ngũ nhân viên đáp ứng yêu cầu theo quy định tại khoản 2, Điều 5, Nghị định 140. Các phương tịên, thiết bị, công cụ ở đây là xe nâng hạ hàng hoá, dây chuyền, băng tải, phương tiện đóng gói mã hàng hoá, hệ thống đường ống, đèn chiếu sáng… đặc biệt là phải có đội ngũ nhân viên được đào tạo đáp ứng nhu cầu công việc, tức là phải đáp ứng các yêu

cầu về trình độ, năng lực, chuyên môn nghiệp vụ và kiến thức pháp luật trong nước cũng như pháp luật quốc tế.

Nhóm các dịch vụ logistics liên quan đến vận tải (khoản 2, Điều 4): Để kinh doanh được nhóm các dịch vụ liên quan đến vận tải đòi hỏi các doanh nghiệp phải tuân thủ các điều kiện về kinh doanh vận tải theo quy định của pháp luật Việt Nam.

hơ n

Như vậy, ngoài các quy định của Luật thương mại 2005, Nghị định 140 muốn các chủ thể kinh doanh dịch vụ logistics liên quan đến vận tải phải tuân thủ các văn bản pháp

uy

N

luật chuyên ngành. Tuy nhiên, việc dành riêng một điều luật để đề cập đến điều kiện

Q

kinh doanh đối với thương nhân kinh doanh dịch vụ logistics liên quan đến vận tải

m

cho thấy Nghị định chưa bao quát được hết hoạt động dịch vụ logistics mà mới chỉ

Kè

chuyên về lĩnh vực vận tải. Điều này xuất phát từ tính phức tạp của hoạt động dịch vụ

ạy

logistics bao gồm nhiều loại hình, nhiều công đoạn mang tính kĩ thuật, điều này cũng có nghĩa vẫn còn nhiều hoạt động trong chuỗi dịch vụ logistics mà Nghị định chưa đề

/+ D

cập đến.

m

Nhóm các dịch vụ logistics liên quan khác (khoản 3, Điều 4): Ngoài việc đáp

co

ứng các điều kiện chung, đối với thương nhân nước ngoài khi tham gia kinh doanh

gl

e.

loại hình dịch vụ này sẽ phải đáp ứng các điều kiện tại khoản 2, Điều 7.

oo

KẾT THÚC VẤN ĐỀ

.g

Có thể nói mặc dù pháp luật đã quy định cụ thể các điều kiện kinh doanh dịch

us

vụ logistics tuy nhiên trên thực tế vẫn còn những hạn chế nhất định trong việc hiểu và

pl

áp dụng pháp luật. chính vì vậy, cần sớm có những hướng dẫn cụ thể và quy định nhằm hoàn thiện pháp luật trong lĩnh vực này.