Giải bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm

A – KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

NHÔM

I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử.

Nhôm thuộc ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn.

Cấu hình electron : [Ne]3s²3p¹ à3 e hóa trị à số oxi hóa +3 trong hợp chất.

II. Tính chất vật lí

Nhôm là kim loại màu trắng bạc, dễ kéo sợi, dát mỏng

Nhôm là kim loại nhẹ, dẫn điện tốt, dẫn nhiệt tốt.

III. Tính chất hóa học.

Nhôm có tính khử mạnh, chỉ sau KL kiềm và kiềm thổ.

Al  → Al³⁺ + 3e

1. Tác dụng với phi kim: khử nguyên tử phi kim thành ion âm.

• Tác dụng với oxi:  4Al + 3O₂ →(t^o) 2Al₂O₃
• Tác dụng với halogen:  2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

2. Tác dụng với axit

• Nhôm khử H⁺ trong axit HCl và H₂SO₄ loãng thành khí H₂

2Al +6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂

• Nhôm tác dụng với HNO₃ loãng, HNO₃ đặc nóng, H₂SO₄ đặc nóng tạo các sản phẩm  khử tương ứng.

2Al + 6H₂SO_{4 (đặc)}→(t^o)  Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Chú ý: Nhôm bị thụ động bởi HNO₃đặc nguội, H₂SO₄ đặc nguội.

3. Tác dụng với oxit kim loại

• Nhôm khử oxit của kim loại có tính khử yếu hơn

Al + Fe₂O_{3 )}→(t^o)   Al₂O₃ + Fe

TQ: Al + M₂O_n  →(t^o)  Al₂O₃ + M

4. Tác dụng với nước.

• Bề mặt nhôm có lớp oxit bền không cho nước và khí thấm qua.
• Phá hủy lớp oxit nhôm người ta dùng Hg để tạo hỗn thống (Al – Hg) thì tác dụng với nước .

     2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂O

5. Tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí H₂

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂Ó

IV. Trạng thái tự nhiên, sản xuất

Trạng thái tự nhiên: tồn tại dưới dạng hợp chất

Sản xuất:  Phương pháp là điện phân nóng chảy nhôm oxit với xúc tác criolit để giảm nhiệt độ nóng chảy từ 2050^oC xuống 900^oC.

2Al₂O₃ →(đk: t^o, criolit) 4Al + 3O₂

MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM

I. Nhôm oxit (Al₂O₃)

1. Tính chất

Al₂O₃ là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, t⁰nc=2050⁰C.

Tính chất hóa học: nhôm oxit là oxit lưỡng tính

• Tác dụng với dung dịch axit:

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃  +  3 H₂O  

• Tác dụng với dung dịch bazơ:

Al₂O₃ + 2NaOH  → 2NaAlO₂ + H₂O

2. Ứng dụng: sản xuất nhôm, làm đồ trang sức, xúc tác trong tổng hợp hữu cơ.

II. Nhôm hidroxit – Al(OH)₃.

Là chất kết tủa keo, màu trắng. Không tan trong nước, trong dd CO₂, NH₃ nhưng tan được trong môi trường H⁺ và OH^– mạnh.

Al(OH)₃ là hidroxit lưỡng tính.

• Tác dụng với dung dịch axit:

Al(OH)₃+ 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O 

• Tác dụng với dung dịch bazơ:

Al(OH)₃+NaOH → NaAlO₂+ 2H₂O 

III. Nhôm sunfat – Al₂(SO₄)₃

Muối nhôm sunfat khan tan trong nước à tỏa nhiệt do bị hiđrat hóa.

Phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O hay viết gọn: KAl(SO₄)₂.12H₂O. Dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong ngành dệt vải, làm trong nước…

IV. Cách nhận biết ion Al³⁺ trong dung dịch

Cho từ từ dd NaOH dư vào dung dịch, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong dd NaOH thì chứng tỏ có ion Al³⁺:

Al³⁺ + 3OH^– à Al(OH)₃↓

Al(OH)₃ + OH^–dư à AlO₂^– + 2H₂O