Bài giảng Hóa học Lớp 12 - Bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm

Cửa sổ 
Dây điện 
Thau 
Nồ i 
Máy bay 
Ô tô 
Bài 27. NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM 
CẤU TRÚC BÀI GIẢNG 
Click to add Title 
2 
Click to add Title 
Click to add Title 
VỊ TRÍ - CẤU HÌNH ELECTRON 
2 
I. 
TÍNH CHẤT VẬT LÍ 
II. 
TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
III. 
TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN 
IV. 
+ Ô số 13 
+ Chu kỳ 3 
+ Nhóm IIIA 
I. VỊ TRÍ – CẤU HÌNH ELECTRON 
 * Cấu hình e: Al (Z = 13): 
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 
* Vị trí: 
Viết gọn: [Ne]3s 2 3p 1 
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ 
- Nhôm là kim loại màu trắng bạc. 
- Mềm, dễ kéo sợi dễ dát mỏng. 
- Nhôm là kim loại nhẹ, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần Fe, bằng 2/3 lần Cu). 
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (yếu hơn kim loại kiềm và kiềm thổ). 
- Trong hợp chất nhôm có số oxi hóa +3 
 Al  Al 3+ + 3e 
a. Tác dụng với S 
 Al + S 
 Al 2 S 3 
0 0 +3 -2 
b. Tác dụng với O 2 
 Al + O 2 
 Al 2 O 3 
 3 
4 
 0 0 +3 -2 
 Al + Cl 2 
2 
3 
 AlCl 3 
c. Tác dụng với Cl 2 
2 
 0 0 +3 -1 
t 0 
t 0 
t 0 
1. Tác dụng với phi kim: 
2 
3 
 2 
2. Tác dụng với axit : 
a. Axit HCl, H 2 SO 4 loãng 
 muối Al 3+ + H 2  
 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2  
b. Axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc 
 muối Al 3+ + sản phẩm khử + H 2 O 
 2Al + 3H 2 SO 4 loãng Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2  
Al không tác dụng với HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội 
Chú ý: 
0 +5 +3 +2 
Al + HNO 3 (loãng) 
Al(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O 
Ví dụ: 
4 
2 
0 +5 +3 +4 
Al + HNO 3 (đặc) 
Al(NO 3 ) 3 + NO 2 + H 2 O 
6 
3 
0 +6 +3 +4 
Al + H 2 SO 4 (đặc) 
Al 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + H 2 O 
6 
6 
t 0 
3 
3 
3 
3 
1 
3 
2 
3 
2 
t 0 
3. Tác dụng với oxit kim loại (đứng sau Al) 
2Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2Fe 
t 0 
 Gọi là phản ứng nhiệt nhôm 
Al không tác dụng với nước dù ở nhiệt độ cao do có màng oxit Al 2 O 3 mỏng, mịn, bền chắc bảo vệ không cho không khí và nước thấm qua. 
4. Tác dụng với nước 
Nếu phá bỏ lớp oxit trên bề mặt nhôm (hoặc tạo thành hỗn hống Al - Hg), thì Al sẽ tác dụng được với nước: 
2Al + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2  
Tuy nhiên, phản ứng nhanh chóng dừng lại vì tạo kết tủa Al(OH) 3 . 
5. Tác dụng với dung dịch kiềm 
- Do Al 2 O 3 là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al 2 O 3 trên bề mặt nhôm tác dụng với dd kiềm tạo muối tan. 
 Al 2 O 3 + 2NaOH  2 NaAlO 2 + 2H 2 O 
- Khi không còn màng oxit bảo vệ, nhôm tác dụng với nước tạo ra Al(OH) 3 và giải phóng khí H 2 . 
- Al(OH) 3 là hiđroxit lưỡng tính nên tác dụng tiếp với dung dịch kiềm. 
2Al + 6H 2 O  2Al(OH) 3 + 3H 2  
Al(OH) 3 + NaOH  NaAlO 2 + 2H 2 O 
2Al + 2NaOH + 2H 2 O  2NaAlO 2 + 3H 2  
Chất khử 
Chất oxi hóa 
IV. ỨNG DỤNG VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN 
1. ỨNG DỤNG 
- Chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, 
-Trang trí nội thất, xây dựng nhà cửa, 
- Dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng, 
- Bột nhôm trộn với bột oxit sắt (hỗn hợp tecmit) dùng để hàn đường ray 
Trong tự nhiên, nhôm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. 
- Quặng boxit (Al 2 O 3 .2H 2 O) 
- Đất sét (Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O) 
- Criolit (3NaF.AlF 3 ) 
2. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN 
Trong vỏ Trái đất, nhôm đứng thứ ba (sau oxi, silic) 
Quặng boxit 
V. SẢN XUẤT: 
1. Nguyên liệu: Quặng boxit (Al 2 O 3 .2H 2 O) 
2. Điện phân nhôm oxit nóng chảy: 
- Dùng criolit để hạ nhiệt độ nóng chảy Al 2 O 3 (từ 2050 o C xuống 900 o C) tiết kiệm năng lượng . 
Al 2 O 3 4Al + 3O 2 
Điện phân nóng chảy 
+ Ở catot: Al 3+ + 3e  Al 
+ Ở anot: 2O 2-  O 2 + 4e 
- Quá trình điện phân 
B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG 
CỦA NHÔM 
I. Nhôm oxit ( Al 2 O 3 ) 
1. Tính chất vật lí: 
 Chất rắn, màu trắng, không tan trong nước, nóng chảy trên 2050 0 C . 
2. Tính chất hóa học: 
- Al 2 O 3 là oxit lưỡng tính 
3. Ứng dụng 
- Quặng boxit (Al 2 O 3 ) dùng để sản xuất nhôm. 
- Al 2 O 3 nếu 1 số ion Al 3+ được thay bằng ion Cr 3+ : Hồng ngọc 
- Al 2 O 3 có lẫn Fe 2+ , Fe 3+ , Ti 4+ được thay bằng ion : Saphia 
Natri aluminat 
Al 2 O 3 
Corinđon 
Rubi (hồng ngọc) 
Saphia 
Đồ trang sức 
K ĩ thuật laze 
Vật liệu mài 
Al 2 O 3 .2H 2 O (Boxit) dùng để sản xuất Al trong công nghiệp 
II. Nhôm hiđroxit , (Al(OH) 3 ) 
1. Tính chất vật lí: 
 Chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo. 
2. Tính chất hóa học: 
- Al(OH) 3 là hiđroxit lưỡng tính 
- Al(OH) 3 có tính axit nên Al(OH) 3 còn có tên là axit aluminic 
Natri aluminat 
III. Nhôm sunfat , Al 2 (SO 4 ) 3 
Phèn chua 
K 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O 
Hoặc KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O 
 Ngành thuộc da 
 Công nghiệp giấy 
Công nghiệp nhuộm vải 
 Chất làm trong nước đục 
Phèn nhôm: M 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O nếu M + = Li + , Na + , NH 4 + . 
IV. Cách nhận biết ion Al 3+ trong dung dịch 
 Thuốc thử : dung dịch kiềm dư (NaOH, Ca(OH) 2 ...) 
 Hiện tượng : Có kết tủa trắng keo, sau đó kết tủa tan trong kiềm dư. 
V. Một số trường hợp cần lưu ý 
TH1: NaAlO 2 tác dụng với HCl dư 
NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl 
3HCl dư + Al(OH) 3 AlCl 3 + 3H 2 O 
Xuất hiện kết tủa sau đó kết tủa tan. 
TH2: NaAlO 2 tác dụng với CO 2 dư 
NaAlO 2 + CO 2 + H 2 O Al(OH) 3 + NaHCO 3 
Al(OH) 3 không tan trong CO 2 dư. 
TH3: NaOH dư tác dụng với AlCl 3 
3NaOH + AlCl 3 Al(OH) 3 + 3NaCl 
NaOH dư + Al(OH) 3 NaAlO 2 + 2H 2 O 
Xuất hiện kết tủa sau đó kết tủa tan. 
TH4: NH 3 dư tác dụng với AlCl 3 
AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl 
Al(OH) 3 không tan trong NH 3 dư. 
Câu 1: Phát biểu nào sau đây không đúng? 
A. 
B. 
C. 
D. 
Nhôm là kim loại nhẹ, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt . 
Nhôm có tính khử mạnh chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ . 
Nhôm bị phá hủy trong môi trường kiềm . 
Nhôm là kim loại lưỡng tính . 
Câu 2: Phương tình hóa học của phản ứng nào sau đây là phản ứng nhiệt nhôm ? 
A. 
B. 
C. 
D. 
2Al + 3CuO Al 2 O 3 + 3Cu . 
4Al + 3O 2 2Al 2 O 3 . 
2Al + 6H 2 SO 4 (đặc) Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O . 
2Al + 3S Al 2 S 3 . 
t 0 
t 0 
t 0 
t 0 
Câu 3: Công thức của phèn chua là 
A. 
B. 
C. 
D. 
K 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O . 
Na 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O . 
K 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .12H 2 O . 
(NH 4 ) 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O . 
Câu 4: Nhôm hiđroxit không tan trong dung dịch nào sau đây? 
A. 
B. 
C. 
D. 
KHSO 4 . 
KOH. 
NH 3 . 
H 2 SO 4 .