Nhôm và hợp chất của nhôm –

Biết vị trí của nhôm trong báng tuần hoàn, Cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí, tính chất hoá học của nhôm, ứng dụng và phương pháp sản xuất nhôm. Biết tính chất và ứng dụng của một số hợp chất quan trọng Của nhôm. Nhôm (AI) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn, Cấu hình electron nguyên tử:lsosoposop’; viết gọn là [Ne13s°3p”. Nhôm dễ nhường cả 3 electron hoá trị nên có số oxi hoá +3 trong các hợp chất.II – TÍNH CHẤT VAT LINhôm là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660°C, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng. Có thể dát được những lá nhôm mỏng 0,01 mm dùng làm giấy gói kẹo, gói thuốc lá,…Nhôm là kim loại nhẹ (D=2,7 g/cm*), dẫn điện tốt (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng) và dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt).III – TÍNH CHẤT HOA HOCLSSLLLLS SLLL LLLL SLLLLL LLL LLLLLS LL LLL LLL LLL LLLL LL LLL LLLS LL LL bị oxi hoá thành ion dương.Al – Alt+3e1201- Tác dụng với phi kim Nhôm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành ion âm.Tác dụng với halogen Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo. 2Al4-3C1 – 2AIC,bTác dụng với oxi Khi đốt, bột nhôm cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói, toả nhiều nhiệt (hình 6.3):4A + 3O, 2Al-O,Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng oxit Al2O3 rất mỏng và bền bảo vệ. Bột nhôm NNhôm oxitHình 6-3, Thí nghiệm đốt bột nhóm trong không khí2- Tác dụng. Với axit • Nhôm khử dẽ dàng ion H” trong dung dịch HCl và H2SO4 loãng thành khí H. 2Al4-6HC – 2AICI, +3H, • Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO, loãng, HNO3 đặc, nóng và H2SO4 đặc, nóng. Trong các phản ứng này, Al hoc s xuống số oxi hoá thấp hơn.121 Thí dụ : Al + 4HNO, (loãng) – to, Al(NO), + NOf + 2H2O 2Al + 6H2SO4 (đặc) -to-> Al2(SO4)3 + 3SO,f + 6H2OSqq SLLLL L LLL LLLL LL LLLLL L LLLLL LL SSLS LLSS LaLLLL LLLL S S LLLS aaLLLSS Vì vậy, có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở những axit đặc, nguội nói trên.3.. Tác dụng với oxit kim loạiỞ nhiệt độ cao, Alkhử được nhiều ion kim loại trong oxit. Thí dụ phản ứng giữa bột nhôm và sắt oxit:2A + Fe.O, Al-O, +2Fe Phản ứng trên gọi là phản ứng nhiệt nhôm (hình 6.4). Nhiệt lượng do phản ứngtoả ra lớn làm sắt nóng chảy nên phản ứng này được dùng để điều chế một lượng nhỏ sắt nóng chảy khi hàn đường ray.Khói trắng (ᎪᏓOᏍ)A.O. Fe с) Alkhử, Fe2O3 Sản phẩm là Al2O3 wa Feo, Có dải tạo ra nhiệt độ và Fe nóng chảy magi 2000″ΟHình 64. Phản ứng nhiệt nhóm 4. Tác dụng với nướcNếu phá bỏ lớp oxit trên bề mặt nhôm (hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg), thì nhôm sẽ tác dụng với nước ở nhiệt độ thường.2Al4-6H.O – 2Al(OH), +3H, (1)122 Nhôm không tác dụng với nước, dù ở nhiệt độ cao là vì trên bề mặt của nhôm LLLG LL L SGS SSSSS SLS L S LLL LLL S LLLLL L LL GGGG LLLL LL LLL thẩm qua,5. Tác dụng với dung dịch kiềmAl2O3 là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trên bề mặt nhôm tác dụng Với dung dịch kiềm tạo ra muối tan. Khi không còn màng oxit bảo vệ, nhôm sẽ tác dụng với nước tạo ra Al(OH), và giải phóng khí H2: Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính nên tác dụng tiếp với dung dịch kiềm. Al(OH) + NaOH – NaAIO +2HO (2)” natri aluminat Phản ứng nhôm tan trong dung dịch kiềm xảy ra theo phương trình (1) và phương trình (2). Cộng (1) và (2) ta có phương trình hoá học sau : 2Al + 2NaOH + 2HO → 2NaAlO + 3H.î Như vậy, nhôm có thể tan trong dung dịch kiềm và giải phóng khí hiđro.TV – ÚNG DUNG VA TRANG THẢITU NHIÊNỨng dụng • Nhôm và hợp kim của nhôm có ưu điểm là nhẹ, bền đối với không khí và nước nên được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ. • Nhôm và hợp kim của nhôm có màu trắng bạc, đẹp nên được dùng trong xây dựng nhà cửa và trang trí nội thất. • Nhôm nhẹ, dẫn điện tốt nên được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng. Do dẫn nhiệt tốt, ít bị gỉ và không độc nên nhôm được dùng làm dụng cụ nhà bếp. • Bột nhôm trộn với bột sắt oxit (gọi là hỗn hợp tecmit) để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng hàn đường ray.”Trong dung dịch NaAlO2 kết hợp với 2 phân tử H2O tạo ra Na[Al(OH)4] nên phản ứng (2) còn có thể viết: Al(OH)4 + NaOH → Na[Al(OH)4}1232. Trang thái tự nhiênNhôm là kim loại hoạt động mạnh nên trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Nhôm là nguyên tố đứng hàng thứ ba sau oxi và silic về độ phổ biến trong vỏ Trái Đất. Hợp chất của nhôm có mặt khắp nơi, như có trong đất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O), mica (K2O.Al2O3.6SiO2), boxit (Al2O3.2H2O), criolit (3NaFAIF).Hình 65. Quặng boxitV – SẢN XUẤT NHÔM12.124Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảyNguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng boxit Al2O4.2H2O Boxit thường lẫn tạp chất là Fe2O3 và SiO2. Sau khi loại bỏ tạp chất bằng phương pháp hoá học thu được Al2O3 gần nguyên chất.Điện phân nhôm oxit nóng chảy • Nhiệt độ nóng chảy của Al2O, rất cao (2050°C), vì vậy phải hoà tan Al2O3 trong criolit nóng chảy để hạ nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp xuống 900°C. Việc làm này vừa tiết kiệm được năng lượng, vừa tạo được chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn Al2O3 nóng chảy. Mặt khác, hỗn hợp này có khối lượng riêngnhỏ hơn nhôm, nổi lên trên và bảo vệ nhôm nóng chảy không bị oxi hoá bởiO2 trong không khí.• Quá trình điện phân :trí ở đáy thùng. Ở catot xảy ra quá trình khử ion Alo” thành A Alo” +3e -». AlCực âm (catot) của thùng điện phân là một tấm than chì nguyên chất được bố I:Nhôm nóng chảy được định kì tháo ra từ đáy thùng. Cực dương (anot) cũng là những khối than chì lớn. Ở anot xảy ra quá trình oxi hoá ion Oo thành khí Oz.2O – O +4eKhí O2 ở nhiệt độ cao đốt cháy C thành khí CO và CO2. Vì vậy, sau một thời gian phải thay thế điện cực dương.Cực dương băng than chỉ Hỗn hợp nóng chảy Al2O3 + criolitNhôm nóng chảy| – Cửa tháo Cực âm băng than chỉ nhôm nóng chảyHình 66. Sơ đồ thùng điện phản Al2O, nóng chảyB. MộT SỐ HợP CHẤT QUAN TRONG CỦA NHÔM1 – NHÔM OXIT1.- Tính chất• Nhôm oxit (Al2O3) là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, nóng chảy ở trên 2050°C.125 • Nhôm oxit là oxit lưỡng tính, vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ. – Al2O3 tác dụng với dung dịch axit, thí dụ : Al-O + 6HC1 – 2AICI, +3H2O AlO + 6H” —» 2Al** + 3H2O – Al2O3 tác dụng với dung dịch kiềm, thí dụ : AlO + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O natri aluminatAlO + 2OH- → 2AlO2 + H2O2. Ứng dụngHình 6.7. Một số mẩu vật saphiaTrong tự nhiên, nhôm oxit tồn tại dưới dạng ngậm nước và dạng khan. • Dạng oxit ngậm nước là thành phần chủ yếu của quặng boxit (Al2O3.2H2O) dùng để sản xuất nhôm. • Dạng oxit khan, có cấu tạo tinh thể là đá quý. Dạng này ít phổ biến và thường gặp là : + Corinđon ở dạng tinh thể trong suốt, không màu, rất rắn, được dùng để chế tạo đá mài, giấy nhám,…126 +Trong tinh thểAl2O3, nếu một số ion Alo” được thay bằng ion Cro” ta có hồng ngọc dùng làm đồ trang sức, chân kính đồng hồ và dùng trong kĩ thuật laze. + Tinh thể Al2O, có lẫn tạp chất Fe°”, Feo” và Tĩ” ta có saphia dùng làm đồ trang sức (hình 6.7). + Bột nhôm oxit dùng trong công nghiệp sản xuất chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơNHÔM HIDROXIT• Nhôm hiđroxit (Al(OH)3) là chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo. • Al(OH), là hidroxit lưỡng tính,Thí nghiệm : – Điều chế Al(OH)3 trong 2 ống nghiệm bằng cách cho dung dịch muối nhôm tác dụng với dung dịch amoniac :AICI + 3NH + 3H2O -> Al(OH) + 3NHCl At +3NH, +3HO – Al(OH), +3NH- Cho dần từng giọt dung dịch axit mạnh như HCl đến dư vào ống nghiệm thứ nhất, thấy kết tủa tan ra: Al(OH), +3HC – AICI, +3H.O Al(OH), +3H – Alt+3HO – Cho dần từng giọt dung dịch kiềm mạnh (NaOH. KOH, Ca(OH)2) đến dư vào ống nghiệm thứ hai, thấy kết tủa cũng tan ra : Al(OH) + NaOH – NaAIO, +2H.O Al(OH) + OH – AIO + 2H.ONhôm hiđroxit thể hiện tính bazơ trội hơn tính axit. Do có tính axit nên nhôm hiđroxit còn có tên là axit aluminic. Axit aluminic là axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic.127III – NHÔM SUNFAT• Muối nhôm sunfat khan tan trong nước toả nhiệt làm dung dịch nóng lên do bị hiđrat hoá.• Muối nhôm sunfat có nhiều ứng dụng nhất là muối sunfat kép của nhôm và kali ngậm nước gọi là phèn chua, công thức: Ka SO, Al2(SO4)3.24H2O, hay viết gọn là : KAl(SO4)3.12H2O, Phèn chua được dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong ngành nhuộm vải, chất làm trong nước,… Trong công thức hoá học trên, nếu thay ion K” bằng Li”, Na” hay NH. ta được các muối kép khác có tên chung là phèn nhôm (nhưng không gọi là phèn chua).IV – CÁCH NHÂN BIÊTION AI* TRONG DUNG DICH Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch thí nghiệm, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư thì chứng tỏ có ion Allot.Al” + 3OH – Al(OH),Al (OH), +OH (dur) – AIO +2H.OBẢI TÂP 1. Viết phương trình hoá học của các phản ứng thực hiện dãy chuyển đổi sau:AI– AICI –“ . Al(OH). — NaAIO – Al(OH). — AIO – A2. Có 2 lọ không ghi nhãn đựng dung dịch AIClạ và dung dịch NaOH. Không dùng thêm chất nào khác, làm thế nào để nhận biết mỗi chất ? 3. Phát biểu nào dưới đây là đúng ? A. Nhôm là một kim loại lưỡng tính. B. Al(OH)3 là một bazơ lưỡng tính.128Trong những chất sau, chất nào không có tính lưỡng tính ?. Cho một lượng hỗn hợp Mg = AI tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 8,96 |ít Hz. Mặt khác, cho lượng hỗn hợp như trên tác dụng với dung dịch NaOH dư thì thu được 6,72 |ít Hz. Các thể tích khí đều đo ở đktc. Tính khối lượng của mỗi kim loại có trong lượng hỗn hợp đã dùng. Cho 100 ml dung dịch AIClạ 1M tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được làm khô và nung đến khối lượng không đổi cân nặng 2,55 gam. Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH ban đầu. Có 4 mẫu bột kim loại là Na, Al, Ca, Fe, Chỉ dùng nước làm thuốc thử thì số kim loạicó thể phân biệt được tối đa là bao nhiêu ? A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.Điện phân Al2O3 nóng chảy với dòng điện cường độ 965A trong thời gian 3000 giây,thu được 2,16 gam Al. Hiệu suất của quá trình điện phân là A. 60%. B. 70%. C. 80%. D. 90%.5-12C-A

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Nhôm và hợp chất của nhôm

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!