Giáo án Bài 26. Ôn tập chương 7

Kích hoạt kiến thức nền về cấu hình electron, ion thường gặp và màu ngọn lửa của kim loại nhóm IA, IIA; giúp HS xác định nhiệm vụ ôn tập chương 7.

GV chiếu 4 câu hỏi nhanh:

• Câu 1: Nguyên tử nhóm IA có bao nhiêu electron lớp ngoài cùng và cấu hình là gì?
• Câu 2: Nguyên tố nhóm IIA thường tạo ion nào?
• Câu 3: Ngọn lửa của muối Ca có màu gì?
• Câu 4: Ngọn lửa của muối Ba có màu gì?
  HS viết đáp án ra bảng con và giơ lên khi GV yêu cầu.

• Câu 1: 1 electron, cấu hình $\mathrm{ns^{1}}$; ion thường tạo là $\mathrm{M^{+}}$.
• Câu 2: $\mathrm{M^{2+}}$, vì nguyên tử có 2 electron hoá trị $\mathrm{ns^{2}}$.
• Câu 3: Màu đỏ cam.
• Câu 4: Màu lục.
  Kết quả khởi động giúp HS nhận ra nội dung chính của chương: cấu tạo và tính chất kim loại nhóm IA, IIA, các hợp chất quan trọng và bài toán liên quan.

Hệ thống hoá đặc điểm cấu tạo, xu hướng biến đổi tính chất, tính chất vật lí và cách bảo quản kim loại nhóm IA.

HS hoạt động nhóm 4 người theo kĩ thuật khăn trải bàn: mỗi thành viên đọc một mục trong Phiếu học tập số 1, sau đó thống nhất nội dung và vẽ sơ đồ tư duy về nhóm IA trên giấy A0.
Nhiệm vụ trong Phiếu học tập số 1: (a) Electron lớp ngoài cùng và ion tạo thành; (b) Xu hướng bán kính nguyên tử, năng lượng ion hoá thứ nhất và tính khử từ Li đến Cs; (c) Tính chất vật lí chung; (d) Lí do phải bảo quản kim loại kiềm trong điều kiện đặc biệt; (e) Lưu ý về Fr phóng xạ không đưa vào thực nghiệm học đường.

Sơ đồ tư duy nhóm IA gồm các nội dung chính:

• Nhóm IA trừ H: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr; cấu hình lớp ngoài cùng $\mathrm{ns^{1}}$; ion $\mathrm{M^{+}}$.
• Từ Li đến Cs: bán kính nhìn chung tăng, năng lượng ion hoá thứ nhất giảm, tính khử và khả năng phản ứng với nước nhìn chung tăng.
• Tính chất vật lí: mềm, nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp; khối lượng riêng không biến thiên đơn điệu từng bước.
• Bảo quản: kim loại kiềm hoạt động mạnh nên không để tiếp xúc với không khí, hơi ẩm; trong tự nhiên chúng tồn tại dạng hợp chất.
• Fr có tính phóng xạ, không dùng trong thực nghiệm học đường.

Hệ thống hoá đặc điểm nhóm IIA: cấu hình, ion tạo thành, tính khử, so sánh phản ứng của Mg và Ca với nước, màu ngọn lửa và độc tính của một số chất.

HS làm việc theo nhóm 4 người với kĩ thuật mảnh ghép: mỗi HS trong nhóm chuyên sâu một ý, sau đó chia sẻ lại cho nhóm.
Nhiệm vụ trong Phiếu học tập số 2: (a) Cấu hình electron hoá trị và ion thường tạo của nhóm IIA; (b) Xu hướng tính khử từ Be đến Ba; (c) So sánh phản ứng của Mg và Ca với nước; (d) Màu ngọn lửa của Ca, Sr, Ba; (e) Nêu các chất cần lưu ý về độc tính: Be, muối Ba tan, Ra phóng xạ.

Bảng tổng kết nhóm IIA:

• Cấu hình: $\mathrm{ns^{2}}$, tạo ion $\mathrm{M^{2+}}$.
• Tính khử nhìn chung tăng xuống nhóm (từ Be đến Ba, Ra).
• Với nước: Mg phản ứng chậm với nước lạnh, phản ứng nhanh hơn với hơi nước; Ca phản ứng với nước lạnh dễ hơn Mg.
• Màu ngọn lửa: Ca đỏ cam, Sr đỏ son, Ba lục.
• Lưu ý an toàn: Be độc; muối Ba tan độc, cần kiểm soát; Ra phóng xạ, không dùng làm mẫu thực nghiệm học sinh.

Hệ thống hoá cách tính lượng acid và khí CO₂ khi tác dụng với carbonate, hydrogencarbonate; phân biệt độ cứng tạm thời và vĩnh cửu; nêu cách làm mềm nước phù hợp.

HS hoạt động cặp đôi, hoàn thành Phiếu học tập số 3 và đối chiếu với ví dụ mẫu do GV trình chiếu.
Nhiệm vụ trong Phiếu học tập số 3: (a) Viết phương trình hoá học của $\mathrm{Na_2CO_3}$ và $\mathrm{NaHCO_3}$ với HCl; (b) Tính số mol HCl tiêu hao và CO₂ tạo ra từ 0,10 mol mỗi muối; (c) Giải thích vì sao CO₂ ít làm đục nước vôi và CO₂ dư có thể làm trong lại; (d) Phân biệt nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu; nêu cách làm mềm nước phù hợp.

• (a) $\mathrm{Na_2CO_3+2HCl\rightarrow 2NaCl+CO_2\uparrow+H_2O}$; $\mathrm{NaHCO_3+HCl\rightarrow NaCl+CO_2\uparrow+H_2O}$.
• (b) $n(\mathrm{HCl})=0{,}20+0{,}10=0{,}30$ mol; $n(\mathrm{CO_2})=0{,}10+0{,}10=0{,}20$ mol.
• (c) $\mathrm{CO_2+Ca(OH)_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O}$; khi $\mathrm{CO_2}$ dư: $\mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O\rightarrow Ca(HCO_3)_2}$ tan. Mất đục không có nghĩa là không từng có $\mathrm{Ca^{2+}}$, kết quả phụ thuộc tỉ lệ và điều kiện.
• (d) Độ cứng tạm thời do $\mathrm{Ca(HCO_3)_2}$, $\mathrm{Mg(HCO_3)_2}$ gây ra, đun sôi làm giảm; độ cứng vĩnh cửu do $\mathrm{CaCl_2}$, $\mathrm{MgSO_4}$ gây ra, không giảm bằng đun sôi thông thường. Làm mềm nước bằng kết tủa với $\mathrm{CO_3^{2-}}$, đun sôi (với nước cứng tạm thời) hoặc trao đổi ion; các phương pháp này không tạo nước cất và không tự khử trùng.

Vận dụng kiến thức của chương để giải các bài tập định tính và định lượng; rèn kĩ năng tính toán theo phương trình hoá học.

HS làm việc cá nhân 5 phút rồi thảo luận cặp đôi. GV chiếu đề trên NeoEdu (phần bài tập tương tác) hoặc trên máy chiếu.
Bài 1: Na có bao nhiêu electron lớp ngoài cùng? A. 3; B. 8; C. 1; D. 2.
Bài 2: Ca thường tạo ion nào? A. $\mathrm{Ca^{4+}}$; B. $\mathrm{Ca^{2+}}$; C. $\mathrm{Ca^{+}}$; D. $\mathrm{Ca^{-}}$.
Bài 3: Mẫu nước nào gây độ cứng vĩnh cửu? A. $\mathrm{MgCl_2}$; B. NaCl; C. $\mathrm{Ca(HCO_3)_2}$; D. $\mathrm{KNO_3}$.
Bài 4: 0,20 mol Na tác dụng hết với nước tạo bao nhiêu mol $\mathrm{H_2}$?
Bài 5: Nhiệt phân hết 8,4 g $\mathrm{NaHCO_3}$ (M = 84) thu được bao nhiêu mol $\mathrm{CO_2}$?
Bài 6: Nung hết 20 g $\mathrm{CaCO_3}$ (M = 100) thu được bao nhiêu gam CaO?
Bài 7: Cần bao nhiêu mol $\mathrm{CO_3^{2-}}$ để kết tủa hết 0,030 mol $\mathrm{Ca^{2+}}$?
Bài 8: Đánh giá đúng (Đ) hoặc sai (S): a) Na phản ứng với nước có thể gây cháy; b) Đun sôi loại mọi nước cứng; c) $\mathrm{NaHCO_3}$ tác dụng acid cho $\mathrm{CO_2}$; d) Trao đổi $\mathrm{Ca^{2+}}$ bằng $\mathrm{Na^{+}}$ không tạo nước cất.
Bài 9: Cách giảm độ cứng $\mathrm{Ca^{2+}}$ phù hợp: A. Kết tủa bằng $\mathrm{CO_3^{2-}}$; B. Trao đổi ion; C. Đun sôi nếu độ cứng do $\mathrm{HCO_3^{-}}$; D. Thêm $\mathrm{BaCl_2}$ vào nước uống.
Bài 10: Ghép chất với biến đổi: $\mathrm{CaCO_3}$ (nhiệt độ cao) → $\mathrm{CaO+CO_2}$; $\mathrm{CaO}$ + $\mathrm{H_2O}$ → $\mathrm{Ca(OH)_2}$; $\mathrm{NaHCO_3}$ + HCl → $\mathrm{NaCl+CO_2+H_2O}$.

Đáp án và lời giải ngắn:

• Bài 1: C (nhóm IA có $\mathrm{ns^{1}}$).
• Bài 2: B (nhóm IIA mất 2 electron hoá trị).
• Bài 3: A ($\mathrm{MgCl_2}$ có $\mathrm{Mg^{2+}}$ và $\mathrm{Cl^{-}}$, không giảm bằng đun sôi thông thường).
• Bài 4: $2\mathrm{Na}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow 2\mathrm{NaOH}+\mathrm{H_2}$, $n(\mathrm{H_2})=0{,}10$ mol.
• Bài 5: $n(\mathrm{NaHCO_3})=8{,}4/84=0{,}10$ mol; $2\mathrm{NaHCO_3}\rightarrow \mathrm{Na_2CO_3}+\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}$, $n(\mathrm{CO_2})=0{,}050$ mol.
• Bài 6: $n(\mathrm{CaCO_3})=20/100=0{,}20$ mol; $n(\mathrm{CaO})=0{,}20$ mol; $m=0{,}20\times 56=11{,}2$ g.
• Bài 7: 0,030 mol (tỉ lệ 1 : 1).
• Bài 8: a) Đ; b) S; c) Đ; d) Đ.
• Bài 9: A, B, C (không dùng $\mathrm{BaCl_2}$ cho nước uống vì Ba tan độc).
• Bài 10: $\mathrm{CaCO_3}\rightarrow \mathrm{CaO+CO_2}$ (nhiệt độ cao); $\mathrm{CaO+H_2O}\rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2}$; $\mathrm{NaHCO_3+HCl}\rightarrow \mathrm{NaCl+CO_2+H_2O}$.

Vận dụng kiến thức về nước cứng, hydrogencarbonate và carbonate để giải thích hiện tượng thực tế và đề xuất cách xử lí phù hợp.

GV nêu tình huống: Gia đình em đun nước bằng ấm điện và thấy trong ấm xuất hiện lớp cặn trắng sau nhiều lần đun. Hãy trả lời:
(1) Cặn trắng có thể gồm những chất nào, do ion nào gây ra?
(2) Vì sao đun sôi lâu có thể làm giảm lượng cặn nhưng vẫn còn cặn?
(3) Nếu muốn lấy nước dùng cho việc nấu ăn, em đề xuất cách làm mềm nước nào phù hợp với kiến thức đã học?
HS làm việc theo nhóm 4 người, sau đó trình bày trước lớp hoặc tiếp tục hoàn thiện ở nhà.

• (1) Cặn chủ yếu là $\mathrm{CaCO_3}$, $\mathrm{MgCO_3}$ do ion $\mathrm{Ca^{2+}}$, $\mathrm{Mg^{2+}}$ gây ra khi nước có độ cứng.
• (2) Đun sôi làm phân huỷ hydrogencarbonate của độ cứng tạm thời tạo carbonate kết tủa; phần độ cứng vĩnh cửu (do $\mathrm{CaCl_2}$, $\mathrm{MgSO_4}$) không giảm bằng đun sôi nên vẫn còn cặn ít.
• (3) Đề xuất: kết tủa ion $\mathrm{Ca^{2+}}$, $\mathrm{Mg^{2+}}$ bằng $\mathrm{CO_3^{2-}}$ hoặc trao đổi ion; không dùng muối Ba tan để làm mềm nước uống.