Mở đầu:
Nguyên tố nhóm IA và một số hợp chất của chúng có nhiều ứng dụng trong thực tiễn (Hình 17.1).
a) Nêu một số ứng dụng của đơn chất và hợp chất của nguyên tố nhóm IA mà em biết.
b) Kim loại nhóm IA có những tính chất vật lí và tính chất hoá học đặc trưng nào?
Lời giải:
a) Một số ứng dụng của đơn chất và hợp chất của nguyên tố nhóm IA là: pin, muối ăn, phân bón, pháp hoa, mạ điện, X – quang.
b) Kim loại nhóm IA là kim loại mạnh, có đầy đủ tính chất vật lí và tính chất hóa học chung của kim loại. Ngoài ra, kim loại IA phản ứng mãnh liệt với nước.
I. Trạng thái tự nhiên
Câu hỏi 1: Hãy nêu công thức hoá học của hai hợp chất sodium và hai hợp chất potassium có nhiều ứng dụng trong thực tế mà em biết.
Lời giải:
- Hai hợp chất đa dụng của:
+ Sodium: NaCl (muối ăn), NaHCO3 (baking soda).
+ Potassium: KNO3 (thuốc súng), K2SO4 (phân bón).
II. Đơn chất
Câu hỏi 2: Khối lượng riêng của dầu hoả khan khoảng 0,80 g/cm3. Có thể quan sát được hiện tượng gì khi cho một mẩu lithium vào dầu hoả khan? Vì sao?
Lời giải:
- Hiện tượng: Mẩu lithium nổi trên bề mặt dầu hỏa khan.
- Vì khối lượng riêng của lithium là 0,53 g/cm3 nhỏ hơn khối lượng riêng của dầu hỏa khan là 0,80 g/cm3.
Câu hỏi 3: Dự đoán potassium hay lithium phản ứng với nước mạnh hơn.
Lời giải:
- Lithium sẽ phản ứng với nước mạnh hơn, do 
.
Thí nghiệm 1: Tác dụng với nước
Dùng panh lấy mẩu kim loại (Li, Na hoặc K) cho vào chậu thuỷ tinh chứa khoảng thể tích nước. Thêm vài giọt dung dịch phenolphthalein vào chậu sau khi kim loại tan hết.
Yêu cầu: Nêu các hiện tượng và so sánh mức độ phản ứng.
Lời giải:
- Chậu thủy tinh chứa Li, dung dịch chuyển hồng, có khí trắng xuất hiện
- Chậu thủy tinh chứa Na, mẩu Na chạy xung quanh mặt nước kèm theo khói trắng, dung dịch chuyển hồng.
- Chậu thủy tinh chứa K, mẩu K chạy nhanh trên mặt nước kèm theo khói trắng, có tiếng nổ xuất hiện, dung dịch chuyển hồng.
- So sánh mức độ phản ứng: Li < Na < K.
Thí nghiệm 2: Tác dụng với oxygen
Dùng panh lấy mẩu kim loại (Li, Na hoặc K) cho vào muỗng đốt hoá chất (muỗng được xuyên qua một nút cao su). Đốt kim loại trong muỗng trên ngọn lửa đèn cồn và đưa nhanh vào bình tam giác chịu nhiệt chứa khí oxygen. Đậy nhanh nút cao su gắn với muỗng vào miệng bình tam giác.
Yêu cầu: Quan sát hiện tượng thí nghiệm.
Lời giải:
Hiện tượng: Các mẩu kim loại nóng chảy khi hơ trên lửa đèn cồn và bốc cháy mãnh liệt trong bình khí oxygen, xuất hiện khói trắng.
- Li khi cháy cho ngọn lửa đỏ tía.
- Na khi cháy cho ngọn lửa màu vàng.
- K khi cháy cho ngọn lửa màu tím.
Thí nghiệm 3: Tác dụng với chlorine
Dùng panh lấy mẫu kim loại (Li, Na hoặc K) cho vào muỗng đốt hoá chất (muỗng được xuyên qua một nút cao su). Đốt kim loại trong muỗng trên ngọn lửa đèn cồn và đưa nhanh vào bình tam giác chịu nhiệt chứa khí chlorine. Đậy nhanh nút cao su gắn với muỗng vào miệng bình tam giác.
Yêu cầu: Quan sát hiện tượng thí nghiệm.
Lời giải:
- Sau khi cho vào bình, ta thấy khí chlorine dần mất màu vàng, kim loại bị đốt phát ra ánh sáng chói và có chất rắn màu trắng bám vào thành bình.
Luyện tập 1: Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa Na lần lượt với H2O, Cl2 và O2.
Lời giải:
PTHH:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
2Na + Cl2 → 2NaCl
4Na + O2 → 2Na2O
III. Hợp chất
Vận dụng 1: Ống dẫn nước của bồn rửa bát thường có lớp dầu, mỡ bám vào. Tìm hiểu để giải thích vì sao nên dùng soda, không nên dùng baking soda để tẩy rửa lớp bám này.
Lời giải:
- Vì chất béo trong dầu mỡ bị thủy phân trong môi trường kiềm. Mà dung dịch soda (Na2CO3) có tính kiềm cao hơn baking soda (NaHCO3) do đó khả năng tẩy rửa dầu mỡ của soda tốt hơn và tiết kiệm hơn. Do đó nên dùng soda, không nên dùng baking soda để tẩy rửa lớp bám này.
Câu hỏi 4: Nêu một số lợi ích của việc tái tạo và tái sử dụng ammonia trong phương pháp Solvay.
Lời giải:
- Việc tái tạo và tái sử dụng ammonia trong phương pháp Solvay giúp giảm lượng NH3 cần dùng để điều chế soda, qua đó giúp tiết kiệm chi phí cho các hóa chất vốn đã rất đắt đỏ trên thị trường.
Thí nghiệm 4: Phân biệt các cation Li+, Na+, K+
Nhúng đầu que đốt bằng platinum đã được rửa sạch bằng nước vào dung dịch lithium chloride nồng độ khoảng 25% rồi đưa lên ngọn lửa đèn khí.
Thực hiện thao tác tương tự đối với mỗi dung dịch sodium chloride 25% và dung dịch potassium chloride 25%.
Yêu cầu: Nêu hiện tượng quan sát được.
Lời giải:
- Hợp chất của Li: ngọn lửa có màu đỏ tía
- Hợp chất của Na: ngọn lửa có màu vàng
- Hợp chất của K: ngọn lửa có màu tím
Luyện tập 2: Nhúng đầu dây platinum vào dung dịch hydroxide của một kim loại kiềm; sau đó, đưa đầu dây platinum vào ngọn lửa đèn khí thì có hiện tượng như hình dưới đây. Hãy cho biết dây platinum đã được nhúng vào dung dịch nào sau đây LiOH, NaOH, KOH.
Lời giải:
- Ta thấy ngọn lửa có màu đỏ tía.
=> Vậy dây platinum đã được nhúng vào dung dịch LiOH.
Bài tập
Bài tập 1: Các kim loại kiềm khác nhau về những đặc điểm nào sau đây?
(1) Cấu hình electron của nguyên tử.
(2) Số electron hoá trị của nguyên tử.
(3) Số oxi hoá trong các hợp chất.
(4) Mức độ thể hiện tính khử.
Lời giải:
Các kim loại kiềm khác nhau về những đặc điểm:
(1) Cấu hình electron của nguyên tử. Cụ thể: số lớp electron.
(4) Mức độ thể hiện tính khử. Cụ thể: tính khử tăng dần từ Li đến Cs.
Bài tập 2: Vì sao trong tự nhiên không tìm thấy đơn chất kim loại kiềm?
Lời giải:
- Kim loại kiềm đều là những kim loại mạnh, dễ phản ứng với các chất khác. Do đó việc tìm thấy đơn chất kim loại kiềm trong tự nhiên là rất khó vì chúng đã phản ứng với các chất trong môi trường xung quanh để tạo thành hợp chất.
Bài tập 3: Có ba ống nghiệm chứa riêng biệt: dung dịch soda, dung dịch lithium chloride, dung dịch potassium carbonate. Với mỗi dung dịch, nhúng đầu dây platinum vào rồi đem đốt trên ngọn lửa đèn khí. Dự đoán hiện tượng xảy ra khi đốt mỗi dung dịch.
Lời giải:
- Khi đốt mỗi dung dịch ta thấy:
- Hợp chất của Li: ngọn lửa có màu đỏ tía
- Hợp chất của Na: ngọn lửa có màu vàng
- Hợp chất của K: ngọn lửa có màu tím.