Chào mừng bạn đến với website THPT Trung Phú
Thứ năm, 19/3/2020, 0:0
Lượt đọc: 2705

BÀI GIẢNG CHO 12 TN: NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM - SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG

 

NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

 

I  – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

 

- Ô số 13, nhóm IIIA, chu kì 3.

- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1 hay [Ne]3s23p1

- Dễ nhường cả 3 electron hoá  trị nên có số oxi hoá +3 trong các hợp chất.

 

II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 

- Màu trắng bạc, tnc = 6600C, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng.

- Là kim loại nhẹ (d = 2,7g/cm3), dẫn điện tốt và dẫn nhiệt tốt.

III – TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

 

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ, nên dễ bị oxi hoá thành ion dương.

Alà Al3+ + 3e

1.      Tác dụng với phi kim

 

a) Tác dụng với halogen

2Al + 3Cl2 à 2AlCl3

b) Tác dụng với oxi

 

Al bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có lớp màng oxit Al2O3 rất mỏng bảo vệ.

 

2.      Tác dụng với axit

 

v Khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch HCl và H2SO4 loãng à H2

2Al + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2­

v Tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 loãng, HNO3 đặc, nóng và H2SO4 đặc, nóng.

P Nhôm bị thụ động hoá bởi dung dịch HNO3 đặc, nguội hoặc H2SO4 đặc nguội.

3. Tác dụng với oxit kim loại ( phản ứng nhiệt nhôm)

 

4. Tác dụng với nước

- Phá bỏ lớp oxit trên bề mặt Al (hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg thì Al sẽ phản ứng với nước ở niệt độ thường)

2Al + 6H2O à 2Al(OH)3¯ + 3H2­

- Nhôm không phản ứng với nước dù ở nhiệt độ cao là vì trên bề mặt của nhôm được phủ kín một lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn, không cho nước và khí thấm qua.

 

5. Tác dụng với dung dịch kiềm

 - Trước hết, lớp bảo vệ Al2O3 bị hoà tan trong dung dịch kiềm:

Al2O3 + 2NaOH à 2NaAlO2 + H2O (1)

 - Al khử nước:

2Al + 6H2O à 2Al(OH)3¯ + 3H2 (2)

 - Lớp bảo vệ Al(OH)3 bị hoà tan trong dung dịch kiềm

Al(OH)3 + NaOH à NaAlO2 + 2H2O (3)

Các phản ứng (2) và (3) xảy ra xen kẽ nhau cho đến khí nhôm bị hoà tan hết.

ð 2Al + 2NaOH + 2H2O à 2NaAlO2 + 3H2­

 

IV. ỨNG DỤNG VÀ TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN

 

1. Ứng dụng

 - Dùng làm vật liệu chế tạo ô tô, máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ.

 - Dùng trong xây dựng nhà cửa, trang trí nội thất.

 - Dùng làm dây dẫn điện, dùng làm dụng cụ nhà bếp.

 - Hỗn hợp tecmit (Al + FexOy) để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng hàn đường ray.

 

2. Trạng thái thiên nhiên

Đất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O)

 Mica (K2O.Al2O3.6SiO2),

Boxit (Al2O3.2H2O),

Criolit (3NaF.AlF3) hay Na3AlF6

 

 

 

V. SẢN XUẤT NHÔM

 

Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất bằng phương pháp điện phân Al2O3 nóng chảy.

 

1.      Nguyên liệu: Quặng boxit Al2O3.2H2O có lẫn tạp chất là Fe2O3 và SiO2. Loại bỏ tạp chất bằng phương pháp hoá học thu được Al2O3 gần như nguyên chất.

2.       Điện phân nhôm oxit nóng chảy

v Chuẩn bị chất điện li nóng chảy: Hoà tan Al2O3 trong criolit nóng chảy nhằm hạ nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp xuống 9000 C và dẫn điện tốt, khối lượng riêng nhỏ nổi lên trên, ngăn cản Al nóng chảy không bị oxi hoá trong không khí.

v Quá trình điện phân

Al2O3    2Al3+   +   3O2-

 

P Khí oxi ở nhiệt độ cao đã đốt cháy cực dương là cacbon, sinh ra hỗn hợp khí CO và CO2. Do vậy trong quá trình điện phân phải hạ thấp dần dần cực dương.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM (tt)

 

 

I – NHÔM OXIT

1. Tính chất

v Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, tnc > 20500C.

v Tính chất hoá học: Là oxit lưỡng tính.

 * Tác dụng với dung dịch axit

Al2O3 + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 6H+ à 2Al3+ + 3H2O

 * Tác dụng với dung dịch kiềm

Al2O3 + 2NaOH à 2NaAlO2 + H2O

                     natri aluminat

Al2O3 + 2OH- à 2AlO2- + H2O

2. Ứng dụng: Nhôm oxit tồn tại dưới dạng ngậm nước và dạng khan.

v Dạng ngậm nước là thành phần của yếu của quặng boxit (Al2O3.2H2O) dùng để sản xuất nhôm.

v Dạng oxit khan, có cấu tạo tinh thể đá quý, hay gặp là:

 - Corinđon: Dạng tinh thể trong suốt, không màu, rất rắn, được dùng để chế tạo đá mài, giấy nhám,...

 - Trong tinh thể Al2O3, nếu một số ion Al3+ được thay bằng ion Cr3+ ta có hồng ngọc dùng làm đồ trang sức, chân kính đồng hồ, dùng trong kĩ thuật laze.

 - Tinh thể Al2O3 có lẫn tạp chất Fe2+, Fe3+ và Ti4+ ta có saphia dùng làm đồ trang sức.

II. NHÔM HIĐROXIT

 

v Tính chất vật lí:  Chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo.

v Tính chất hoá học: Là hiđroxit lưỡng tính.

* Tác dụng với dung dịch axit

Al(OH)3 + 3HCl à AlCl3 + 3H2O

Al(OH)3 + 3H+ à Al3+ + 3H2O

 * Tác dụng với dung dịch kiềm

Al(OH)3 + NaOH à NaAlO2 + 2H2O

                     natri aluminat

Al(OH)3 + OH- à AlO2- + 2H2O

III – NHÔM SUNFAT

 

 - Muối nhôm sunfat khan tan trong nước vàlàm dung dịch nóng lên do bị hiđrat hoá.

 - Phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O được dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm vải, chất làm trong nước,...

- Phèn nhôm: M2SO4.Al2(SO4)3.24H2O (M+ là Na+; Li+, NH4+)

 

IV – CÁCH NHẬN BIẾT ION Al3+ TRONG DUNG DỊCH

Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch thí nghiệm, nếu thấy kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư à có ion Al3+.

Al3+ + 3OH-à Al(OH)3¯

Al(OH)3 + OH- (dư) à AlO2- + 2H2O

 

V. CỦNG CỐ:

 1. Viết PTHH của các phản ứng thực hiện dãy chuyển đổi sau:

 2. Có 2 lọ không nhãn đựng dung dịch AlCl3 và dung dịch NaOH. Không dùng thêm chất nào khác, làm thế nào để nhận biết mỗi hoá 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.

C. Al2O3 là oxit trung tính.                                     D. Al(OH)3 là một hiđroxit lưỡng tính.

 4. Trong những chất sau, chất nào không có tính lưỡng tính ?

A. Al(OH)3    B. Al2O3         C. ZnSO4        D. NaHCO3

 5. Có 4 mẫu bột kim loại là Na, Al, Ca, Fe. Chỉ dùng nước làm thuốc thử thì số kim loại có thể phân biệt được tối đa là bao nhiêu ?

A. 1                 B. 2                 C. 3                 D. 4

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG 7:  SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG

 

SẮT

 

I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

- Ô thứ 26, nhóm VIIIB, chu kì 4.

- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2

ð Sắt dễ nhường 2 electron ở phân lớp 4s trở thành ion Fe2+ và có thể nhường thêm 1 electron ở phân lớp 3d để trở thành ion Fe3+.

II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ:

Là kim loại màu trắng hơi xám, có khối lượng riêng lớn (d = 8,9 g/cm3), nóng chảy ở 15400C. Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và có tính nhiễm từ.

 

III – TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

 

Có tính khử trung bình.

Với chất oxi hoá yếu: Fe → Fe2+ + 2e

Với chất oxi hoá mạnh: Fe → Fe3+ + 3e

1.      Tác dụng với phi kim

 

 2. Tác dụng với dung dịch axit

IV – TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN

 - Chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất, đứng hàng thứ hai trong các kim loại (sau Al).

 - Trong tự nhiên sắt chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất có trong các quặng:

Quặng manhetit (Fe3O4),

Quặng hematit đỏ (Fe2O3),

Quặng hematit nâu (Fe2O3.nH2O),

Quặng xiđerit (FeCO3),

Quặng pirit (FeS2).

 - Có trong hemoglobin (huyết cầu tố) của máu.

 - Có trong các thiên thạch ( như sao Hoả)

 

V. CỦNG CỐ:

 1. Các kim loại nào sau đây đều phản ứng với dung dịch CuSO4 ?

A. Na, Mg, Ag.          B. Fe, Na, Mg            C. Ba, Mg, Hg.                       D. Na, Ba, Ag

 2. Cấu hình electron nào sau đây là của ion Fe3+ ?

A. [Ar]3d6                  B. [Ar]3d5      C. [Ar]3d4                  D. [Ar]3d3

 3. Cho 2,52g một kim loại tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng, thu được 6,84g muối sunfat. Kim loại đó là

A. Mg                         B. Zn                           C. Fe                           D. Al

 4. Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50g trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336 ml H2 (đkc) thi khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là

            A. Zn                          B. Fe                           C. Al                           D. Ni


 

 

Tác giả: NGUYỄN HỒNG THƠ

Công ty cổ phần phần mềm Quảng Ích

163