Bài 27. Nhôm và hợp chất của nhôm

KIỂM TRA BÀI CỦ
Câu 1:Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Ca(HCO3)2 sẽ có
A
B
C
D
Có kết tủa trắng
Có kết tủa trắng và bọt khí
ĐA
Có bọt khí thoát ra
Không có hiện tượng
A
Đáp án:
Câu 2: Những hoá chất nào sau đây có khả năng làm mềm nước cứng có tính cứng toàn phần: HCl, NaOH, Ca(OH)2 (đủ), Na2CO3, Na3PO4 ?
A
HCl, NaOH
C
NaOH, Ca(OH)2
Ca(OH)2, Na2CO3
Na2CO3, Na3PO4
B
D
Đáp án:
D
ĐA
Câu 3:Viết phương trình phản ứng để giải thích việc dùng Ca(OH)2 vừa đủ làm mềm nước cứng có tính cứng tạm thời
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + MgCO3 + 2H2O
ĐA
I.VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELETRON NGUYÊN TỬ
Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn
Cấu hình electron nguyên tử:
1S2 2S2 2p6 3S2 3p1
Viết gọn: [Ne]3S2 3p1
Do có 3 electron hoá trị, nhôm dễ nhường 3e tạo ra các hợp chất trong đó nhôm có số oxi hoá +3
13 27,98
Al 1,61 Nhôm
[Ne] 3S23P1
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Nhôm là kim loại màu trắng bạc, tOCn/c = 660OC, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng
Nhôm là kim loại nhẹ (d = 2,7g/cm3), dẫn điện tốt (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần Cu, dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt)
I.VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN,CẤU HÌNH ELETRON NGUYÊN TỬ
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (kém kimloại kiềm và kiềm thổ)
Al Al3+ + 3e
1. Tác dụng với phi kim
a. Tác dụng với halogen
Thí nghiệm: Al(bột) + Cl2 ?
2Al + 3Cl2
2Al + 3X2 2AlX3 (X: F, Cl, Br, I)
2AlCl3
Bột nhôm tự bốc cháy trong khí clo
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với phi kim
a. Tác dụng với halogen
b. Tác dụng với oxi
Thí nghiệm: Al(bột) + O2 ?
4Al + 3O2
2Al2O3
Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng oxit Al2O3 rất mỏng và bền bảo vệ
2. Tág dụng với axit
a. HCl, H2SO4(loãng)
HCl, H2SO4(loãng) + Al Muối Clorua, sunfat + H2
Thí nghiệm: Al + H2SO4 (loãng) ?
tOC
2Al + 3H2SO4 (loãng)
Al2(SO4)3 + 3H2
2Al + 6HCl
2AlCl3 + 3H2
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với phi kim
2. Tág dụng với axit
a. HCl, H2SO4(loãng)
b. HNO3
Al + HNO3 Al(NO3)3 +
+2
+4
+3
0
+5
0
+1
–3
Thí nghiệm: Al + HNO3 (đặc) ?
Al + 6HNO3 Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
NO2
+ NO
+ N2O
+ N2
+ NH4NO3
Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O
8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
10Al + 36HNO3 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 14H2O
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với phi kim
2. Tág dụng với axit
a. HCl, H2SO4(loãng)
b. HNO3
c. H2SO4 đặc nóng
2Al + 6H2SO4 đặc Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
tOC
3. Tác dụng với oxit kim loại
Ở nhiệt độ cao, Al khử nhiều oxit kim loại ( phản ứng nhiệt nhôm) tạo ra kim loại
Thí nghiệm: Al + Fe2O3 ?
2Al + Fe2O3
2Fe + Al2O3
tOC
Phản ứng trên dùng trong việc hàn đường ray
Al thụ động hoá trong dd HNO3, H2SO4 đặc nguội
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với phi kim
2. Tág dụng với axit
3. Tác dụng với oxit kim loại
4. Tác dụng với nước
Trong thực tế các vật dụng bằng nhôm trong đời sống không tác dụng với nước do có lớp Al2O3 mỏng nhưng rất bền không cho nước va không khí thấm qua thấm qua, nên các vật dụng bằng nhôm không tác dụng với nước
Nếu phá bỏ lớp oxit nhôm (hoặc tạo hỗn hống Al – Hg) thì Al tác dụng với nước ở nhiệt độ thường)
Al + H2O Al(OH)3 + H2
5. Tác dụng với dd kiềm (NaOH, KOH, Ca(OH)2,…)
Al + H2O + NaOH NaAlO2 + 3/2 H2
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
I.VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN,CẤU HÌNH ELETRON NGUYÊN TỬ
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
IV. ƯNG DỤNG VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
1. Ứng dụng:
Nhôm
Nhôm và hợp kim của nhôm dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ôtô, tên lửa, tàu vũ trụ
Dùng trong trang trí nội thất, xây dựng nhà cửa
Dùng làm dây dẫn điện, dụng cụ nhà bếp
Hỗn hợp bột nhôm và oxit sắt ( hỗn hợp tecmic) hàn đường ray
2. Trạng thái tự nhiên
Nhôm là kim loại hoạt động, nên trong tự nhiên chỉ tồn tại dạng hợp chất
Nhôm phổ biến thứ ba trong vỏ trái đất (sau oxi và silic). Hợp chất của nhôm trong tự nhiên: Đất sét ( Al2O3.2SiO2.2H2O), mica (K2O. Al2O3.6SiO2), boxit (Al2O3.2H2O), criolit (3NaF.AlF3), …
V. SẢN XUẤT NHÔM
Trong công nghiệp Al được sản suất bằng phương pháp điện phân nóng chảy A2O3
1. Nguyên liệu
Quặng boxit (Al2O3.2H2O). Loại bỏ tạp chất là Fe2O3 và SiO2 bằng phương pháp hoá học thu được Al2O3 nguyên chất
2. Điện phân Al2O3 nóng chảy
Hoà tan Al2O3 trong criolit nóng chảy để hã nhiệt độ nóng chảy của Al2O3, tạo chất lỏng dẫn điện tốt hơn Al2O3 nóng chảy, khối lượng riêng nhỏ hơn nhôm nóng chảy bảo vệ nhôm sản xuất ra khôn bị oxi không khí oxi hoá
Quá trình điện phân:
Catot (cực âm): Al3+ + 3e Al
Anot ( cực dương): 2O2– O2 + 4e
Ở nhiệt độ cao O2 đốt cháy C (anot) làm cho anot bị ăn mòn. Vì vậy sau một thời gian phai tay anot
CỦNG CỐ
Al
Nhóm IIIA
Màu trắng bạc, mềm, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi, kim loại nhẹ, dẫn điện tốt
Tính chất hoá học:
Tác dụng với phi kim: O2, Cl2, S, …
Tác dụng với axit:
HCl, H2SO4loãng
H2SO4đ
HNO3
Tác dụng với oxit kim loại
Tác dụng với H2O
Tác dụng với dung dịch kiềm
Ứng dụng:làm vật liệu chế tạo máy bay, tên lữa, trang trí nộ thất, dây dẫn điện, dụng cụ làm bếp, hỗn hợp tecmic, …
Điều chế: Nguyên liệu là quặng boxit, phương pháp điện phân nóng chảy
Cực dương bằng than chì
Hỗn hợp nóng chảy Al2O3 +criolit
Nhôm nóng chảy
Cực âm bằng than chì
Cửa tháo nhôm nóng chảy
Sơ đồ điện phân nhôm nóng chảy