Na + H2O → NaOH + H2 | Na ra NaOH

Phản ứng Na + H₂O → NaOH + H₂

1. Phương trình Na tác dụng với H₂O

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

2. Điều kiện phản ứng giữa kim loại Na với H₂O

Không có

3. Cách thực hiện phản ứng kim loại Na với H₂O

Cho mẫu natri vào cốc nước cất

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng kim loại Na với H₂O

Natri phản ứng với nước, nóng chảy thành giọt tròn có màu trắng chuyển động nhanh trên mặt nước. Mẫu Na tan dần cho đến hết, có khí H₂ bay ra, phản ứng toả nhiều nhiệt. Làm bay hơi nước của dung dịch tạo thành, sẽ được một chất rắn trắng, đó là Natri Hidroxit NaOH

5. Tính chất hóa học của kim loại kiềm

Các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lượng ion hóa I1 thấp và thế điện cực chuẩn E⁰ có giá trị rất âm. Vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.

5.1. Tác dụng với phi kim

Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử được các phi kim.

Thí dụ: kim loại Na cháy trong môi trường khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na₂O₂. Trong hợp chất peoxit, oxi có số oxi hóa -1:

• Tác dụng với Oxi

Natri cháy trong khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na₂O₂, trong không khí khô ở nhiệt độ thường tạo ra natri oxit Na₂O

2Na + O₂ → Na₂O₂

2Na + 1/2O₂ → Na₂O

b) Tác dụng với Clo

2K + Cl₂ → 2KCl

• Với halogen, lưu huỳnh:

Các kim loại kiềm bốc cháy trong khí clo khi có mặt hơi ẩm ở nhiệt độ cao. Với brom lỏng, K, Rb, Cs nổ mạnh, Li và Na chỉ tương tác trên bề mặt. Với iot, các kim loại kiềm chỉ tương tác mạnh khi đun nóng. Khi nghiền kim loại kiềm với bột lưu huỳnh sẽ gây phản ứng nổ.

* Với nitơ, cacbon, silic: Chỉ có Li có thể tương tác trực tiếp tạo Li₃N, Li₂C₂, Li₆Si₂ khi đun nóng.

5.2. Kim loại kiềm tác dụng với axit

Các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit (HCl, H₂SO₄ loãng) thành khí H₂ (phản ứng gây nổ nguy hiểm):

2Li + 2HCl → 2LiCl + H₂↑

Dạng tổng quát:

2M + 2H⁺ → 2M⁺ + H₂↑

5.3. Kim loại kiềm tác dụng với nước H₂O

Kim loại kiềm khử được nước dễ dàng, giải phóng khí hiđro:

2Na + 2H₂O → 2NaOH (dd) + H₂↑

Dạng tổng quát:

2M + 2H₂O → 2MOH (dd) + H₂↑

Do vậy, các kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm chìm trong dầu hỏa.

6. Tính chất hóa học của H₂O

6.1. Nước tác dụng với kim loại

Ở điều kiện thường, nước có thể phản ứng với các kim loại mạnh như Li, Ca, Na, K, Ba,… để tạo thành dung dịch Bazo và khí Hidro.

H₂O + Kim loại → Bazơ + H₂↑

2M + 2nH₂O → 2M(OH)_n + nH2↑

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

Đặc biệt, một số kim loại trung bình như Mg, Zn, Al, Fe,…phản ứng được với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo ra oxit kim loại và hidro. Bên cạnh đó, kim loại Mg tan rất chậm trong nước nóng.

6.2. Nước tác dụng với oxit bazo

Nước tác dụng với một số oxit bazo như Na₂O, CaO , K₂O,… tạo thành dung dịch bazo tương ứng. Dung dịch bazo làm cho quỳ tím hóa xanh.

H₂O + Oxit bazơ → Bazơ

Na₂O + H₂O → 2NaOH

Li₂O + H₂O→ 2LiOH

K₂O + H₂O→ 2KOH

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

6.3. Nước tác dụng với oxit axit

Nước tác dụng với oxit axit tạo thành axit tương ứng. Dung dịch axit làm quỳ tím hóa đỏ.

H₂O + Oxit axit → Axit

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

SO₃ + H2O → H₂SO₄

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃

7. Ứng dụng của NAOH

– Sản xuất các sản phẩm làm sạch và khử khuẩn

– Ứng dụng trong ngành y học – dược phẩm

– Ứng dụng trong chế tạo nguyên liệu, năng lượng

– Sử dụng trong xử lí nước

– Ứng dụng trong chế biến thực phẩm

– Ứng dụng trong các sản phẩm gỗ và giấy

8. Bài tập vận dụng

Câu 1. Có 2 lít dung dịch NaCl 0,5 M. Lượng kim loại và thể tích khí thu được (đktc) từ dung dịch trên là (hiệu suất điều chế bằng 90%)

A. 27,0 gam và 18,00 lít

B. 20,7 gam và 10,08 lít

C. 10,35 gam và 5,04 lít

D. 31,05 gam và 15,12 lít

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

n_NaCl= 1 (mol)

Phương trình hóa học

2NaCl → 2Na + Cl₂

1 1 0.5

m_Na= 1x 23 x 90/100 = 20.7 (g)

V_Cl2 = 0.5 x 22.4 x 90/100 = 10.08 (l)

Câu 2. Khi cho kim loại Na vào dung dịch CuSO₄ thì sẽ xảy ra hiện tượng nào sau đây ?

A. Ban đầu có xuất hiện kết tủa xanh, sau đó kết tủa tan ra, dung dịch trong suốt.

B. Ban đầu có sủi bọt khí, sau đó xuất hiện kết tủa xanh.

C. Ban đầu có sủi bọt khí, sau đó có tạo kết tủa xanh, rồi kết tủa tan ra, dung dịch trong suốt.

D. Chỉ có sủi bọt khí.

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Ban đầu, Na sẽ tác dụng với nước trước tạo NaOH và sủi bọt khí, sau đó có kết tủa xanh và không tan

Câu 3. Cho 1,84 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 10% thu được 1,12 lít khí H₂ (ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là

A. 50,74 gam.

B. 50,84 gam.

C. 47,40 gam.

D. 44,1 gam.

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có

n_H2 = 1,12/22,4 = 0,05 mol → n_H2SO4 = n_H2= 0,05 mol

Khối lượng H₂SO₄ là: mH₂SO₄ = 0,05. 98 = 4,9 gam → m_dd H₂SO₄ = (4,9.100)/10 = 49 gam

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là:

m_{dd sau}= m_{dd bđ}+ m_KL – m_H2 = 49 + 1,84 – 0,05.2 = 50,74 gam

Câu 4. Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hỗn hợp A gồm Al và Cu cần vừa đủ 2,912 lít hỗn hợp khí gồm O₂ và Cl₂ thu được 13,28 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng của Al trong A là?

A. 36 %

B. 64%

C. 30%

D. 70%

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

=> m_O2 + m_Cl2 = m_{Chất rắn} – m_KL = 13,28 – 6 = 7,28 gam

n_O2+ n_Cl2 = 2,912:22,4 = 0,13 (mol)

Gọi số mol O₂, Cl₂ lần lượt là x, y

=> Ta có hệ phương trình:

x + y =0,13

32x + 71y = 7,28

=> x = 0,05; y = 0,08

Gọi số mol Al, Cu lần lượt là a, b

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

=> Tổng lượng e nhường của kim loại bằng tổng lượng e nhận của phi kim (O2, Cl2)

=> 3a+ 2b = 4. n_O2+ 2. n_Cl2

=> 3a + 2b = 4.0,05 + 2.0,08 = 0,36 (I)

Khối lượng của 2 kim loại bằng 3 gam

=> 27x + 64y = 6 (II)

Từ (I) và (II) => a = 0,08 ; b = 0,06

% Al = (0,08 . 27): 6 . 100% = 36%

Câu 5. Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m g hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 g chất rắn A và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với hiđro là 20,4. Giá trị của a là

A. 70,40 gam

B. 35,20 gam

C. 30,12 gam

D. 46,93 gam

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Gọi x, y lần lượt là số mol của: n_CO = x (mol); n_CO2 = y (mol)

Theo đề bài

n_hh = 11,2/22,4 = 0,5 mol

Ta có hệ phương trình:

n_hh= x + y = 0,5

m_hh= 28x + 44y = 0,5.(20,8.2)

x = 0,1

y = 0,4

n_COpư = n_CO2= 0,4 mol

Bảo toàn khối lượng: m_COpu + m_X = m_A+ m_CO2

→ m_X = 64 − 0.4 (44 − 28) = 70,4 gam

Câu 6. Cho thanh sắt Fe vào dung dịch X chứa 0,2 mol AgNO₃ và 0,4 mol Cu(NO₃)₂. Khi thấy thanh kim loại tăng lên 17,6 gam thì dừng lại. Tính khối lượng kim loại bám vào thanh sắt

A. 17,2 gam

B. 34,4 gam

C. 16,8 gam

D. 24,6 gam

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

n_Ag+ = 0,1 mol;

n_Cu²⁺ = 0,2 mol

Nếu Ag+ phản ứng hết :

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

0,1 ← 0,2 → 0,2

=> m_tăng = 0,2.108 – 0,1.56 = 16 < 17,6

=> Ag+ phản ứng hết; Cu²⁺ phản ứng 1 phần

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

x → x → x

=> m_tăng = 64x – 56x = 16x

=> tổng khối lượng tăng ở 2 phản ứng là:

m_tăng = 16 + 16x = 17,6 => x = 0,1 mol

=> m_{kim loại bám vào} = m_Ag + m_Cu= 17,2 gam

Câu 7. Khẳng định nào sau đây là đúng?

A. Bari là nguyên tố có tính khử mạnh nhất trong dãy kim loại kiềm thổ

B. Tất cả các kim loại kiềm thổ đều tan trong nước ở nhiệt độ thường

C. Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh hơn kim loại kiềm

D.Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba.

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Mg và Be không phản ứng với nước ở điều kiện thường B sai.

Đi từ đầu nhóm IIA đến cuối nhóm theo chiều tăng dần điện tính hạt nhân tính kim loại (tính khử) tăng dần => Kim loại mạnh nhất là Ra; yếu nhất là Be. => A sai, D đúng.

Nhóm Kim loại kiềm có tính khử mạnh nhất => C sai.

Câu 8. Hãy chọn phản ứng giải thích sự xâm thực của nước mưa với đá vôi và sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động?

A. Do phản ứng của CO₂ trong không khí với CaO tạo thành CaCO₃

B. Do CaO tác dụng với SO₂ và O₂ tạo thành CaSO₄

C. Do dự phân hủy Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

D. Do quá trình phản ứng thuận nghịch: CaCO₃ + H₂O + CO₂⇆ Ca(HCO₃)₂ xảy ra trong 1 thời gian rất lâu

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Phản ứng giải thích sự xâm thực của nước mưa với đá vôi và sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động là quá trình phản ứng thuận nghịch: CaCO₃ + H₂O + CO₂ ⇆ Ca(HCO₃)₂ xảy ra trong 1 thời gian rất lâu

Câu 9. Câu nào không đúng khi nói về canxi?

A. Nguyên tử Ca bị oxi hóa khi Ca tác dụng với H₂O

B. Ion Ca²⁺ bị khử khi điện phân CaCl₂ nóng chảy

C. Nguyên tử Ca bị khử khi Ca tác dụng với O₂

D. Ion Ca²⁺ không bị oxi hóa hay bị khử khi Ca(OH)₂ tác dụng với HCl

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích: