giao an nhom va hop chat nhom

giao an nhom va hop chat nhom tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vự...

NHÔM- HỢP CHẤT NHÔM A- NHÔM

I- VỊ TRÍ- CẤU TẠO:

Cấu hình e Al (Z =13) 1s22s22p63s23p1( 2/ 8/ 3)

 Chu kì 3, nhóm IIIA, nguyên tố p, số oxi hóa là +3  hóa trị III trong các hợp chất

Nhôm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện ( giống Ca, Sr)

Nhôm là kim loại nhẹ, tonc= 660oc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng

Nhôm dẩn điện, dẩn nhiệt tốt ( tốt hơn sắt nhưng kém hơn đồng)

II- TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

Nhôm có tính khử mạnh ( tuy nhiên vẫn yếu hơn kim loại kiềm và kiềm thổ) Al  Al3+ + 3e

1-Tác dụng với

phi kim : O2,

Cl2, S, C, N2

o

t c

o

t c

2 3

o

t c

4 3

o

t c 2

Chú ý: Al2S3+ 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S

Al 2 O 3 không tan trong nước

Các chất Al 2 S 3 ; Al 4 C 3 ; AlN

khi tác dụng với H 2 O đều tạo Al(OH) 3  và khí 

2-T/d với H2O 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2

Phản ứng dừng lại ngay vì tạo Al(OH)3 bao phủ

bề mặt nhôm

H O/H Al /Al

Nên Nhôm khử nước, giải phóng H2

3-T/d với kiềm Những đồ vật bằng nhôm bị hòa ta trong dung dịch

kiềm là do các phản ứng sau

Al2O3+2 NaOH 2NaAlO2+ H2O HayAl 2 O 3 +2 NaOH + 3H 2 O  2Na[Al(OH) 4 ] Tiếp đến kim loại nhôm khử nước:

2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2 Tiếp đến Al(OH)3 bị hòa tan trong dung dịch bazơ

Al(OH)3+ NaOH NaAlO2+ 2H2O Hay Al(OH)3+ NaOH  Na[Al(OH)4]

Natri aluminat

Kết luận:

1-Khi nhôm cho vào dd NaOH thì

Al + NaOH + H 2 O NaAlO 2 + 3/2 H 2  1mol Al t/d với 1 mol NaOH tạo 1,5 mol H 2

2-Khi nhôm tác dụng với dd NaOH

thì :

Al là chất khử

H 2 O là chất oxi hóa NaOH chỉ là môi trường

4-T/d với axít *Axit loại 1: HCl, H2SO4loãng

2Al + 6HCl2AlCl3+ 3H2 2Al + 3H2SO4Al2(SO4)3+ 3H2

*Với axít loại 1:

Al + 3H +  Al 3+ + 3/2 H 2

*Axit loại 2:

HNO 3 loãng, HNO 3 đặc nóng ;

Al + 6HNO 3 đặc nóng Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2  + 3H 2 O

Khí màu nâu

Al + 4HNO 3 loãng Al(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O

Khí không màu hóa nâu Hay:

8Al + 30HNO 3 loãng 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O 10Al + 36HNO 3 loãng 10Al(NO 3 ) 3 + 3N 2  + 18H 2 O 8Al + 30HNO 3 l 8Al(NO 3 ) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

Al + HNO 3 Al 3+ + sản phẩm khử chứa N + H 2 O

Trường hợp tạo 2 khí với tỉ lệ

2 2

N O N

n : n  2 : 3 Thì viết phương trình phản ứng

Al + HNO 3 Al(NO 3 ) 3 + 2N 2 O +3N 2 + H 2 O

Cân bằng:

46Al + 168HNO 3 46Al(NO 3 ) 3 + 6N 2 O +9N 2 + 84H 2 O

H 2 SO 4 đặc nóng:

2Al + 6H 2 SO 4 đặc nóng Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2  + 6H 2 O Hay:

2Al + 4H 2 SO 4 đặc nóng Al 2 (SO 4 ) 3 + S + 4H 2 O 8Al + 15H 2 SO 4 4Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O

Al + H 2 SO 4 Al 3+ + sản phẩm khử chứa S + H 2 O

*Với HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội Al thụ động không tác dụng do tạo ra lớp màng oxít mỏng có tính trơ làm cho kim loại bị thụ động , Nhôm bị thụ động sẽ không tác dụng với dd HCl, H 2 SO 4 loãng

5- Với dung

dịch muối

2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3+ 3Cu 8Al + 3NaNO 3 + 5NaOH + 18H 2 O 

8Na[Al(OH) 4 ] + 3NH 3  6- Phản ứng

nhiệt nhôm

o

t c

o

t c

Al chỉ khử những oxít của kim loại sau Al trừ BaO

III- ĐIỀU CHẾ NHÔM:

Đpnc Al2O3từ quặng boxit Al2O3 2H2O có xúc tác là quặng Criolit

quặng boxit NaOHd,nongdd chứa NaAlO2và Na2SiO3 CO2Al(OH)3 t c0 Al2O3 dpncAl Vai trò của quặng Criolit là :

1- Hạ nhiệt độ nóng chảy của hệ 2- Tăng tính dẫn điện

3- Ngăn không cho Al nguyên chất tiếp xúc với không khí

HỢP CHẤT CỦA NHÔM

1- Nhôm oxít

Al2O3

M= 102

Là oxít lưỡng tính:

0

t c

2- Nhôm hidroxit

Al(OH)3 keo trắng

M = 78

1- Là hidroxit lưỡng tính Dạng axit HAlO2.H2O ( axit aluminic) Dạng bazơ Al(OH)3(nhôm hidroxit)

Al OH NaOHNaAlO 2H O

2-Al(OH) 3 không tan trong axit yêú (dd CO 2 ) Al(OH) 3 không tan trong bazơ yêú (dd NH 3 ) 3- Phản ứng nhiệt phân:

  t c 0

3 2Al OH  Al O  3H O

3

Al   3NH  3H O  Al(OH)   3NH 

Hoặc tác dụng với lượng vừa đủ OH

-3

3

3-Muối nhôm

Al3+

VD:

AlCl3

Al2(SO4)3

 Muối Al3+có môi trường axít

 pH <7 làm quì tím hóa đỏ

 Tác dụng với bazơ:

+ Khi cho từ từ dd bazơ mạnh ( NaOH,

Điều chế:

Al

Al2O3 + H+

Al(OH)3

Al(NO3)3 KOH, Ba(OH)2….)đến dư vào dd muối Al3+

nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 tăng dần đến cực đại sau đó kết tủa từ từ tan dần

Al3+ + 3OH-  Al(OH)3 Al(OH)3 + OH-  AlO2+ 2H2O + Khi cho từ từ dd bazơ yếu đến dư vào dd muối Al3+nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 cực đại, kết tủa không tan

Al 3+ +3NH 3 +3H 2 O  Al(OH) 3  + 3NH4

+ Nếu dd chứa đồng thời Al3+, H+tác dụng dung dịch bazơ thì phản ứng theo thứ tự (1) H+ + OH-  H2O

(2) Al3  3OH  Al(OH)3 

(3) Al(OH)3 + OH-dư  AlO2+ 2H2O

 Phèn chua là: K2SO4 Al2(SO4)3.24H2O

Hay KAl(SO4)2.12H2O Ứng dụng phèn chua: làm trong nước, dùng trong công nghiệp thuộc da, chất cầm màu…

4- Muối nhôm

aluminat AlO2

 Muối AlO2 có môi trường bazơ

 pH >7 làm quì tím hóa xanh

 Tác dụng với axit:

+ Khi cho từ từ dd axít mạnh ( HCl, H2SO4

loãng )đến dư vào dd muối AlO2 nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 tăng dần đến cực đại sau đó kết tủa từ từ tan dần

2

AlO+ H++ H2O  Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+  Al3++ 2H2O + Khi cho từ từ dd axít yếu đến dư vào dd muối AlO2 nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 cực đại, kết tủa không tan

2

AlO+CO 2 +H 2 O  Al(OH) 3  + HCO3

+ Nếu dd chứa đồng thời AlO2, OH-tác dụng dung dịch axít thì phản ứng theo thứ tự

(1) H+ + OH-  H2O (2) AlO2+ H++ H2O  Al(OH)3 (3) Al(OH)3 + 3H+dư  Al3++ 3H2O

CÁC LƯU Ý KHI LÀM BÀI TẬP NHÔM

1- Hiện tượng

Alrắn Al2O3 rắn Al(OH)3 rắn Al3+dd

Dd NaOH Tan ra + H2 Tan ra Tan ra Tạo  keo trắng sau đó kết

tủa tan

Al + NaOH + H 2 O

NaAlO 2 + 3/2 H 2

Al 2 O 3 + 2NaOH  NaAlO 2 + H 2 O

Al(OH) 3 + NaOH  NaAlO 2 +2 H 2 O

Al 3+ + 3OH -  Al(OH) 3 

Al(OH) 3 + OH -  AlO2 + 2H 2 O

2- Sử dụng các định luật

Định luật bảo toàn e: nAl 3 =

nAl 3 =

2 H

n 2; nAl 3 =

2 SO

n 2; Định luật bảo toàn nguyên tố: nNaOH = nAl= nNaAlO2; nNaOH = 2n Al2O3; nNaOH = n Al(OH)3

Dự đoán sản phẩm khử có NH4NO3hay không?

4 3

NH NO

8



4 3

NH NO

n = 0 thì sản phẩm khử không có NH4NO3

Nếu

4 3

NH NO

n  0 thì sản phẩm khử có NH4NO3

Đất sét:

3- Trong tự nhiên nhôm có trong Quặng boxit

Quặng Criolit Quặng mica