Về kĩ năng: - Học sinh viết phương trình phản ứng thể hiện tính khử mạnh của Al, phương trình điều chế Al - Học sinh thiết lập mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng của Al Về tư tưởng t
Trang 1BÀI 33: NHÔM (Ban nâng cao)
Tiết thứ: 51 Ngày soạn: 10-10-2008 Người soạn: Bùi Thị Phương Thúy
Mục tiêu bài học
Về kiến thức:
- Học sinh hiểu nhôm là kim loại có tính khử mạnh
Về kĩ năng:
- Học sinh viết phương trình phản ứng thể hiện tính khử mạnh của Al, phương trình điều chế Al
- Học sinh thiết lập mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng của Al
Về tư tưởng tình cảm:
- Giáo dục học sinh lòng say mê yêu khoa học, tin tưởng vào khoa học
- Học sinh biết các ứng dụng khoa học vào thực tiễn
Chuẩn bị:
- Giáo viên: dụng cụ, hóa chất thí nghiệm, tranh minh họa…
- Học sinh: học bài cũ, đọc bài mới, đầy đủ dụng cụ học tập: bảng tuần hoàn…
Tổ chức các hoạt động day học
Hoạt động của (GV) & (HS) Nội dung bài giảng
GV: dẫn nhập vào bài mới
GV:
GV:
- dựa vào cấu tạo nguyên tử, Eo Al3+; năng
lượng ion hóa của Al,
- Hãy cho biết tính chất hóa học của Al là
gì?
HS:
- Eo Al3+ = -1,66V, nguyên tử Al có năng
lượng ion hóa thấp
- Do vậy Al là kim loại có tính khử mạnh
Tuy nhiên tính khử của Al yếu hơn kim
loại kiềm, mạnh hơn kim loại kiềm thổ
GV: Tính chất hóa học cơ bản của Al là tính
khử mạnh:
GV:
- Cho HS quan sát mảnh Al,
- Trong không khí có O2 hỏi nhôm có tác
dụng với O2 không? Vì sao?
HS:
- Al bền trong không khí ở nhiệt độ thường do
có màng Al2O3 rất mỏng, bền bảo vệ
Bài 33: NHÔM III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tính chất hóa học cơ bản của Al là tính khử mạnh:
Al → Al3+ + 3e
1- Tác dụng với phi kim a/ Với O 2
Trang 2GV: Biểu diễn thí nghiệm
- Khi đốt nóng bột Al cháy sáng trong không
khí, phản ứng tỏa nhiều nhiệt:
GV:
- Biểu diễn thí nghiệm nhôm tác dụng với
I2
- Quan sát thí nghiệm, nêu hiện tượng,
viết PTPU xảy ra
HS: 2 Al + 3I2 → 2 AlI3
GV:
- Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với
khí Cl2, HS về nhà viết phản ứng với
Cl2, Br2
- Đối với S, C thì nhôm tác dụng ở nhiệt
độ cao
GV:
- Xác định sự thay đổi số oxi hóa của Al
trong phản ứng trên?
HV: Alo → Al3+ + 3e
GV:
- Tiến hành thí nghiệm Al tác dụng với
dung dịch axit H2SO4 loãng
- HS quan sát, mô tả hiện tượng? viết
PTPU, PT ion?
HS:
2Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2
Pt ion: 2Al + 6H+ → 2 Al3+ + 3H2
GV:
- HS về nhà viết phản ứng với dung dịch
axit HCl loãng
GV: Al khử ion H+ trong dung dịch axit tạo
muối Al 3+ và khí H2
GV:
- Học sinh lên bảng viết PTPU của Al với
dung dịch axit H2SO4 đặc nóng?
- HS ở dưới viết vào vở nháp
to
4 Al + 3O2 → 2 Al2O3
b/ Với các phi kim khác: (Cl 2 , S, C )
2 Al + 3I2 → 2 AlI3
Al + Cl2 →?
Al + Br2 →?
to
2 Al + 3S → Al2S3
to
4 Al + 3C → Al4C3
2- Tác dụng vói dung dịch axit a/ Tác dụng vói dung dịch axit loãng HCl,
H 2 SO 4 loãng
2Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2
Pt ion: 2Al + 6H+ → 2 Al3+ + 3H2
Al + HCl →?
Al khử ion H+ trong dung dịch axit tạo muối Al 3+ và khí H2
b/ Với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh:
Trang 3HS:
to
2Al + 6H2SO4 đ → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6 H2O
GV:
- Al tác dụng với dd axit H2SO4 đặc nóng
giải phóng khí SO2
GV:
- Học sinh lên bảng viết PTPU của Al với
dung dịch axit HNO3 loãng, nóng?
- HS ở dưới viết vào vở nháp
HS:
2Al + 6HNO3 →2Al(NO3)3 +3 H2
Rất loãng
Al + 4HNO3(loãng) →Al(NO3)3+ NO + 2H2O
to
Al + 6HNO3 đ → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
GV:
- Al tác dụng với dd axit HNO3 rất loãng
thì giải phóng H2 tương tự HCl, H2SO4
loãng
- Al tác dụng với dd axit HNO3 loãng giái
phóng khí NO, hoặc muối NH4NO3 tùy
trường hợp
- Al tác dụng với dd axit HNO3 đặc nóng
thường giải phóng khi NO2 (màu nâu)
GV: KL
- Với các axit HNO3 đặc nóng, HNO3
loãng, H2SO4 đặc nóng: Al khử được
N+5, S+6 xuống những mức oxi hoá thấp
hơn
GV:
- Tiến hành thí nghiệm Al với dung dịch
axit H2SO4 đặc nguội
HS: quan sát, nêu hiện tượng?
GV:
Lưu ý
- Al thụ động với dung dịch HNO3, H2SO4
đặc nguội
GV:
- Al không phản ứng với dung dịch axit
HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội
- Vì những axit này đã bị oxi hóa bề mặt
tạo thành 1 màng oxit có tính trơ, làm
cho Al thụ động, Al bị thụ động sẽ
không tác dụng với cả dung dịch HCl,
H2SO4 loãng
HNO 3 (loãng hay đặc) H 2 SO 4 (đặc):
Dung dịch axit H 2 SO 4 đặc nóng
t o
2Al + 6H2SO4 đ → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6 H2O
Dung dịch HNO 3 loãng hay đặc nóng
2Al + 6HNO3 →2Al(NO3)3 +3 H2
Rất loãng
Al + 4HNO3(loãng) →Al(NO3)3+ NO + 2H2O
to
Al + 6HNO3 đ → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Dung dịch axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nguội
Lưu ý:
- Al thụ động với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc nguội
Trang 4GV:
- Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim
loại kộm hoạt động hơn trong hợp chất oxit
(Fe2O3, Cr2O3, CuO ) thành kim loại tự do
- Đây là phơng pháp nhiệt nhôm, thờng dùng
để điều chế sắt trong khi hàn đờng ray:
GV: HS về nhà viết phản ứng của Al với Cr2O3,
CuO?
GV:
- Cho EoAl3+/Al < Eo H2O/H2, vậy nhụm
cú tỏc dụng được với nước khụng?
PTPU?
HS:
2Al + 6H2O → 2 Al(OH)3 + 3 H2
GV: giải thớch:
- Do EoAl3+/Al < Eo H2O/H2 Al khử được
nước
Phản ứng dừng lại nhanh và cú lớp Al(OH)3
khụng tan trong H2O bảo vệ lớp nhụm bờn
trong
GV: Biểu diễn thớ nghiệm
- Nhụm tỏc dụng với dung dịch bazơ
mạnh: NaOH, (KOH, Ca(OH)2 )
GV: giải thớch?
- Trước hết màng Al2O3 bị phỏ hủy trong
mụi trường kiềm:
Al2O3 + NaOH +3H2O → 2Na[Al(OH)4] (1)
- Tiếp đến Al khử H2O:
2Al + 6H2O → 2 Al(OH)3 + 3 H2 (2)
- Màng 2 Al(OH)3 bị phỏ hủy trong mụi
trường kiềm
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (3)
- Cỏc phản ứng (2) & (3) xảy ra luõn
phiờn cho đến khi nhụm bị tan hết gộp
lại được phương trỡnh trờn
GV: từ cỏc phản ứng (2) & (3) hóy viết phản
ứng của Al với dd NaOH?
HS:
2Al +2NaOH +6H2O→2Na[Al(OH)4] +3H2
3/ Tỏc dụng với oxit kim loại
Phản ứng nhiệt nhụm
t o
cao
OXKL + Al Al2O3 + KL
t o
cao
3FexOy + 2yAl y Alx Oy + 3xFe
t o
cao
Fe2O3+ 2Al Al2 O3 + 3Fe
Cr2O3 + Al →?
CuO + Al →?
4/ Tỏc dụng với H 2 O
2Al + 6H2O → 2 Al(OH)3 + 3 H2
chất Al tỏc dụng với H2O nhưng phản ứng dừng lại nhanh do cú lớp Al(OH)3 khụng tan trong H2O bảo vệ lớp nhụm bờn trong
5/ Tỏc dụng với bazơ
Al2O3 + NaOH +3H2O → 2Na[Al(OH)4] (1) 2Al + 6H2O → 2 Al(OH)3 + 3 H2 (2)
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (3)
2Al +2NaOH +6H2O→2Na[Al(OH)4] +3H2
Trang 5GV: Viết pư: Al+Ba(OH)2 + H2O →? (BTVN)
GV:
Tác dụng với dung dịch muối
tạo thành muối nhôm và kim loại mới
GV: Biểu diễn thí nghiệm (nếu có)
GV:
- Nghiên cứu những ứng dụng trong sgk?
Dựa vào cả tính chất vật lý của Al?
HS:
- Nhôm là loại hợp kim nhôm có đặc tính
nhẹ, bền đối với không khí và nước,
được dung làm vật liệu chế tạo máy bay,
ôtô tên lửa, tàu vũ trụ
- Nhôm có tính dẫn điện dẫn nhiệt tốt,
được dùng làm dây cáp dẫn điện thay
thế cho Cu là kim loại đắt tiền Al được
dùng để chế tạo các thiết bị trao đổi
nhiệt, các dụng cụ đun nấu trong giá
đình
- Bột nhôm dùng để chế tạo hỗn hợp
tecmit (hỗn hợp Al và Fe2O3, được dùng
để hàn gắn đường ray…
GV: Treo sơ đồ thùng điện phân Al2O3 nóng
chảy
- Nguyên tắc : khử ion Al3+
- Phương pháp : điện phân nóng chảy oxit
Al
Tinh chế quặng boxit:
- Đun nóng bột Boxit nghiền với dung
dịch NaOH 40%trong nồi áp xuất ở
nhiệt độ 450oC và dưới áp xuất 5-6atm
thành natrihidroxoaluminat:
Al2O3 + NaOH +3H2O → 2Na[Al(OH)4]
- Lọc lấy dung dịch và dung nước pha
loãng, kết tủa Al(OH)3 lắng xuống
Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 + NaOH
- Lọc và nung lấy kết tủa ở nhiệt độ:
1200-1400oC trong lò quay sẽ thu được
AlO3 tinh khiết
Điện phân nóng chảy Al2O3
Al2O3 nóng chảy ở 2050oC
Al2O3, criolit ( Na3AlF6): 900oC
- Điều chế criolit:
natrihidroxoaluminat
6/ Tác dụng với dung dịch muối
tạo thành muối nhôm và kim loại mới
2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu
IV - ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT
1- ứng dụng (SGK)
lửa, tàu vũ trụ
2/ Sản xuất
Nguyªn t¾c: Khö ion Al3+
Ph ¬ng ph¸p : §iÖn ph©n nãng ch¶y oxit nh«m
Al2O3 nóng chảy ở 2050oC Al2O3 ( Na3AlF6) nóng chảy ở 900oC
Trang 6Al(OH)3+12HF+3 Na2CO3→2Na3AlF6+9H2O
+3CO2
Thùng điện phân
- Cực âm: xảy ra sự khử Al3+ thành Al:
Al3+ + 3e → Al
- ở cực dương xảy ra sự oxi hóa O2- thành
khí O2
2O2- → O2 + 4e
GV: yêu cầu HS viết ptđp:
HS:
Ptđp:
đpnc,
criolit
Khí oxi sinh ra ở cực dương đốt cháy dần dần
than chì thành CO2 do vậy trong quá trình điện
phân phải hạ thấp dần các cực dương vào thùng
điện phân
O2 + C → CO2, CO
Thùng điện phân Cùc ©m (C) Al3+ +3e →Al Cùc d¬ng (C) 2O2- → O2 + 2e
Ptđp:
đpnc,
criolit
O2 + C → CO2, CO
Củng cố: bài tập sgk