Bài giảng Hóa học - Bài 33: Nhôm

Tại sao người ta lại dựng cỏc giấy gúi, gúi thuốc lỏ bằng lỏ kim loại nhụm? Do nhôm là kim loại có tính dẻo, có khả năng dát mỏng cao. Do có khả năng tạo ra lớp màng Al2O3 rất mỏng, rất mịn lớp màng này rất vững và nó không tác dụng với các chất đựng bằng nhôm. Do Al cú giỏ trị kinh tế thấp hơn đồng, và Al là kim loại cú khối lượng riờng nhỏNhụm cú khả năng dẫn điện kộm hơn đồng, nhưng trong thực tế cỏc dõy cỏp dẫn điện cao thế thường được làm bằng kim loại nhụm?Cỏc em hóy đọc SGK và nờu tớnh chất vật lớ của nhụm Nhụm là kim loại cú màu trắng bạc. Nhôm là kim loại có tính dẻo, có khả năng dát mỏng tốt.- Nhôm là kim loại có khối lượng riêng nhỏ (nhẹ, d =2,7 g/cm3).- Nhụm là kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.Cho nhụm cú số hiệu nguyờn tử bằng 13. Cỏc em hóy viết cấu hỡnh (e) của nhụm.Từ cấu hỡnh (e) cỏc em hóy xỏc định vị trớ của nhụm trong BTH - Cấu hỡnh của Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 - Vị trớ của Al trong BTH: Ở ụ số 13, thuộc nhúm IIIA, chu kỡ 3.Từ cấu hỡnh (e) ở phần trước, cỏc em hóy nhận xột về số (e) lớp ngoài cựng, và số oxi húa của nhụm trong hợp chất - Al cú 3e ở lớp ngoài cựng.=>Al cú khả năng nhường (e) dễ hơn nhận (e) để tạo thành ion Al3+ cú cấu hỡnh (e) của nguyờn tử khớ hiếm Ne. Al → Al3+ + 3e[Ne]3s2 3p1 [Ne]- Số OXH trong hợp chất của Al là +3+AlAl3+ 3e+→[Ne]3s2 3p1[Ne]ElectronHạt nhõn3a. Tỏc dụng với O2b. Tỏc dụng với Cl2a. Tỏc dụng với axit HCl, H2SO4(loóng)b. Tỏc dụng với axit H2SO4 , HNO3 (đặc,núng) 1. Tỏc dụng với phi kim2. Tỏc dụng với axit3. Tỏc dụng với oxit kim loại4. Tỏc dụng với nước5. Tỏc dụng với dung dịch kiềmHóy dự đoỏn tớnh chất húa học của Al ? So sỏnh tớnh khử của Al so với KLK, KLKT (Na, Mg).Al cú tớnh khử mạnh nhưng kộm hơn KLK, KLKT (Na, Mg).- Trong khụng khớ miếng Al bền vỡ cú lớp oxit Al2O3 rất mỏng và bền bảo vệ.Bột Al tự chỏy khi tiếp xỳc với khớ Cl2: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3- Hiện tượng: bột Al chỏy trong khụng khớ với ngọn lửa sỏng chúi tỏ nhiều nhiệt.4Al  + 3O2  → 2Al2O3  +  Q Cỏc em hóy dự đoỏn khả năng phản ứng và sản phẩm của Al tỏc dụng với cỏc axit HCl, H2SO4 (loóng), (H2SO4, HNO3)(đặc, núng). Viết cỏc phương trỡnh minh họa. Al khử dễ dàng với ion H+ trong dung dịch axit, như HCl, H2SO4 loóng thành hiđro tự do : 2Al  +  6HCl  → 2AlCl3  +  3H2 2Al  +  6H+  →  2Al3+   +  3H2 Với HNO3 loóng, HNO3 và H2SO4 đặc, núng.Al khử + H2SO4 (đ,n): Với S cú số oxh (+6) thành S cú số oxh (+4,...): 2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O + HNO3 với N cú số oxh (+5) thành cỏc số oxh thấp hơn: Al + 6HNO3(đ,n) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Al + 4HNO3 → Al(NO3) +3NO + 2H2O 8Al + 30HNO3(loóng) → Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O Lưu ý: Nhụm khụng tỏc dụng (thụ động) với H2 SO4, HNO3 đặc nguội.Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại như Fe2O3, Cr2O3... Al + Fe2O3 → Al2O3 + FePhản ứng của Al với oxit kim loại gọi là phản ứng nhiệt nhụm. Nhiệt lượng do phản ứng tỏa ra làm núng chảy cỏc kim loại.Vớ dụ: Nhụm tỏc dụng với oxit sắt. Hỗn hợp chỏy sỏng mạnh, tạo ra khúi trắng và tỏa nhiều nhiệtHiện tượng thớ nghiệm như thế nào ?Vỡ sao những vật bằng nhụm hằng ngày tiếp xỳc với nước dự ở nhiệt độ nào cũng khụng xảy ra phản ứng? Nếu phỏ vỡ lớp oxit đú thỡ nhụm cú phản ứng với H2O hay khụng,(nếu cú) thỡ phản ứng với nước cú dừng lại khụng và đến khi nào dừng lại? Nhụm cú phản ứng với nước và phản ứng nhanh chống dừng lại vỡ lớp Al(OH)3 khụng tan trong H2O đó ngăn cản khụng cho Al tiếp xỳc với H2ODo nhụm cú khả năng tạo ra lớp màng oxit rất mỏng, rất mịn và bền chắc đó khụng cho nước và khớ thắm qua.- Phương trỡnh phản ứng với nước 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ - Phản ứng nhanh chúng dừng lại vỡ lớp Al(OH)3 khụng tan trong nước đó ngăn cản khụng cho Al tiếp xỳc với nước.Những đồ dựng bằng nhụm bị hũa tan trong dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)2Hiện tượng thớ nghiệm như thế nào ?Trong khụng khớ mẫu nhụm cú nguyờn chất khụng? Trong khụng khớ Al khụng nguyờn chắc, nú bị oxi húa tạo một lớp oxit mỏng bờn ngoài bảo vệ Al.Nhụm oxit cú phản ứng với NaOH khụng? Al2O3 là oxit lưỡng tớnh nờn tỏc dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối tan. Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] Natri aluminat Sau khi phỏ hủy lớp vỏ oxit thỡ Al cú phản ứng được với chất nào trước trong dung dịch ? Khi khụng cún màng oxit bảo vệ, Al sẽ tỏc dụng với H2O sẽ tac dụng với H2O tạo ra Al(OH)3 và giải phúng khớ H22Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ Sản phẩm tạo ra cú tỏc dụng với NaOH khụng? Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tớnh nờn tỏc dụng trực tiếp với dung dịch kiềm. Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] + H2O Phương trỡnh húa học sau:2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑Tại sao nhụm tỏc dụng được với NaOH trong khi Mg lại khụng cú tớnh chất này? Do nhụm cú thể tan trong dung dịch kiềm và giải phúng khớ H2. - Mg khụng cú tớnh chất này vỡ oxit và hiđroxit của Mg khụng lưỡng tớnh.Tổng kết tớnh chất húa học của nhụmNhụm là một kim loại cú tớnh khử mạnh, nhưng yếu hơn KLK, KLKT. Chế tạo mỏy bay, ụtụ, tờn lửa, tàu vũ trụ.- Làm khung cửa và trang trớ nội thất.- Làm dõy cỏp dẫn điện.- Dụng cụ nấu ăn.- Hỗn hợp bột Al với Fe2O3 được dựng để hàn đường ray,...Cỏc em hóy quan sỏt những hỡnh ảnh sau và cho biết ứng dụng của nhụm? Nhiệt độ núng chảy của Al2 O3 rất cao (20500 C), vỡ vậy người phải hũa tan Al2 O3 trong criolit (Na2AlF6 ) núng chảy cú tỏc dụng: Chủ yếu hạ nhiệt độ núng chảy của hỗn hợp xuống 9000 C (tiết kiệm được năng lượng). Tăng tớnh dẫn điện tốt hơn Al2 O3 núng chảy. Tạo hỗn hợp này cú khối lượng riờng nhỏ hơn nhụm, nổi lờn trờn và bảo vệ nhụm núng chảy khụng bị oxi húa bởi oxi khụng khớ.Sản xuất nhụm Cực õm (catot): xảy ra quỏ trỡnh khử ion Al3+ thành Al. Al3+ + 3e → Al Cực dương (anot): xảy ra quỏ trỡnh oxi húa ion O2- thành khớ O2. 2O2- → O2 + 4e Phương trỡnh điện phõn Al2O3 núng chảy. 2Al2O3 → 4Al + 3 O2Cõu 1: hóy chọn đỏp ỏn đỳng Cõu 2: hóy chọn đỏp ỏn đỳng Cho phản ứng sau: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O Số phõn tử HNO3 bị Al khử và số phõn tử HNO3 tạo muối nitrat trong phản ứng làBCDA3 và 243 và 275 và 256 và 24Trả lời cõu 1AĐỏp ỏn3 và 24Hóy so sỏnh tớnh khử Al so với Na, Si, Fe, Mg, B, ABCDMạnh hơn Si, B, yếu hơn Fe, Na, MgMạnh hơn Si, B, Mg và yếu hơn Na, FeMạnh hơn B, Fe và yếu hơn Na, Mg, SiMạnh hơn Fe, B, Si và yếu hơn Mg, Na.Trả lời cõu 1AĐỏp ỏn3 và 24