giao an hoa 12

- Tính chất và ứng dụng một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ.. Bài mới: Hoạt động 1: Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử - HS đọc

Ngày soạn: … /… /…… Tiết 43,44,45

Ngày giảng: …./…./……

VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA

KIM LOẠI KIỀM THỔ

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức: Học sinh biết:

- Vị trí cấu tạo nguyên tử, tính chất của kim loại kiềm thổ.

- Tính chất và ứng dụng một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ.

- Nguyên tắc và phương pháp điều chế kim loại kiềm thổ.

- Nước cứng là gì? Nguyên tắc và phương pháp làm mềm nước cứng.

Học sinh hiểu:

- Nguyên nhân tính khử rất mạnh của kim loại kiềm thổ

2 Kỹ năng:

- Từ cấu tạo suy ra tính chất, từ tính chất suy ra ứng dụng và điều chế.

- Giải một số bài tập về kim loại kiềm thổ.

II CHUẨN BỊ

- Bảng tuần hoàn, bảng phụ ghi một số hằng số vật lý của kim loại kiềm thổ.

III PHƯƠNG PHÁP

- Nêu vấn đề - đàm thoại.

- Học sinh thảo luận tổ nhóm.

IV TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG

1 Ổn định lớp:

2 Kiểm tra bài cũ:

- Kiểm tra trong quá trình bài giảng.

3 Bài mới:

Hoạt động 1: Vị trí của kim loại kiềm thổ

trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron

nguyên tử

- HS đọc SGK và xem bảng tuần hoàn để xác

định nhóm KLKT gồm những nguyên tố nào,

tên, ký hiệu hóa học, số đơn vị điện tích hạt

nhân (Z)

- Yêu cầu HS học thuộc 2 trị số Z của Mg,

Ca

- HS viết cấu hình electron nguyên tử đầy đủ và

thu gọn của Mg, Ca

- HS đọc SGK để biết vì sao nhóm KLKT

chỉ đề cập đến 5 nguyên tố

Hoạt động 2: Tính chất vật lí

A KIM LOẠI KIỀM THỔ

I Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố beri (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và rađi (Ra)

- Nguyên tử của các kim loại kiềm thổ đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2 (n là số thứ tự của lớp)

Be : [He] 2s2; Mg : [Ne] 3s2 ; Ca : [Ar] 4s2 ;

Sr : [Kr] 5s2 ; Ba : [Xe] 6s2

II Tính chất vật lí

- HS đọc SGK rồi xem bảng 6.2 và rút ra kết

luận về sự biến đổi tính chất vật lý của

KLKT: + nhiệt độ nóng chảy + nhiệt độ sôi +

khối lượng riêng

- HS đọc SGK để hiểu nguyên nhân của

những đặc điểm về tính chất vật lý của

KLKT

Hoạt động 3: Tính chất hoá học

- HS đọc SGK để biết tính chất hóa học đặc

trưng và sự biến đổi tính chất đó trong nhóm

KLKT, xác định số oxi hóa của các KLKT

trong hợp chất

- GV nêu vấn đề: Em hãy giải thích vì sao đi từ

Be đến Ba tính khử giảm dần

- HS vận dụng kiến thức mới ôn lại ở bài

KLK để trả lời

- GV điều chỉnh để HS nắm đúng kiến thức

- HS lên bảng viết PTHH của các phản ứng

KLKT tác dụng với O2, Cl2, H2O, dung dịch

H2SO4 loãng, dung dịch HCl

- HS làm TN: Mg tác dụng với dung dịch

HCl

- GV nêu câu hỏi: Vì sao KLKT có thể khử

+5

N trong HNO3 loãng xuống −N3; +S6; trong

H2SO4 đặc xuống −2

S (xuống mức oxi hóa thấp nhất)?

- GV thông báo: Ba tác dụng với H2O tạo

dung dịch Ba(OH)2 là một bazơ mạnh

Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2

Hoạt động 4: Canxi hiđroxit

- HS đọc SGK

- GV phân biệt 3 trạng thái của Ca(OH)2 cho

HS:

+ vôi tôi: Ca(OH)2 rắn

+ nước vôi trong: dung dịch Ca(OH)2 là một

bazơ mạnh

+ vôi sữa: huyền phù Ca(OH)2

- HS đọc ứng dụng của Ca(OH)2 trong SGK

- Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc, có thể dát mỏng

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thổ tuy cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối thấp

- Khối lượng riêng tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ bari)

- Độ cứng hơi cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối mềm

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các kim loại kiềm thổ không theo một quy luật nhất định như các kim loại kiềm Đó là do các kim loại kiềm thổ có kiểu mạng tinh thể không giống nhau

III Tính chất hoá học

- Các nguyên tử kim loại kiềm thổ có năng lượng ion hoá nhỏ, vì vậy kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh M→ M2+ + 2e

- Tính khử tăng dần từ beri đến bari

- Trong hợp chất, các kim loại kiềm thổ có số oxi hoá +2

1 Tác dụng với phi kim

Kim loại kiềm thổ khử các nguyên tử phi kim thành ion âm

2Mg0 + O02 → 2Mg O+2 -2

2 Tác dụng với dung dịch axit

a) Với dung dịch axit H 2 SO 4 loãng ,HCl

Kim loại kiềm thổ khử mạnh ion H+ trong các dung dịch

H2SO4 loãng, HCl thành khí H2

0

Mg+ 2+1HCl→ MgCl+2 2 + H02↑

b) Với dung dịch axit H 2 SO 4 đặc ,HNO 3

Kim loại kiềm thổ có thể khử +5

N trong HNO3 loãng xuống

3

N

− ; +6

S trong H2SO4 đặc xuống−2

S :

−

→ 2 + NH NO + 3H O3 4 3 2

3 lo ng · 3

4 Mg + 10HNO 4 Mg(NO )

+6

4 Mg + 5 H SO → 4 Mg SO + H S + 4H O−

3 Tác dụng với nước

ở nhiệt độ thường, Be không khử được nước, Mg khử chậm Các kim loại còn lại khử mạnh nước giải phóng khí hiđro

Ca + 2H O Ca(OH) + H

B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI

1 Canxi hiđroxit

- Canxi hiđroxit (Ca(OH)2) còn gọi là vôi tôi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước Nước vôi trong là dung dịch Ca(OH)2

Ca(OH)2 hấp thụ dễ dàng khí CO2:

Ca(OH)2 + CO2→ CaCO3↓ + H2O Phản ứng trên thường được dùng để nhận biết khí CO2

- Ca(OH)2 là một bazơ mạnh, lại rẻ tiền nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: sản xuất xút NaOH, amoniac NH3, clorua vôi CaOCl2,

Canxi cacbonat

- HS đọc SGK

- HS làm thí nghiệm: nhỏ dung dịch

CH3COOH lên 1 mẩu đá vôi Quan sát hiện

tượng Viết PTHH của phản ứng Rút ra kết

luận: tính axit của H2CO3 yếu hơn tính axit

của CH3COOH nên đá vôi (CaCO3) tan trong

dung dịch CH3COOH

- GV diễn giảng thêm về khái niệm “chất chỉ

tồn tại trong dung dịch” để HS khắc sâu kiến

thức

- GV diễn giảng thêm về hiện tượng thạch

nhũ trong tự nhiên

- GV giới thiệu các thắng cảnh nổi tiếng của

Việt Nam: Phong Nha, Vịnh Hạ Long với

các hang động, núi đá vôi

+ Ở các địa phương có địa hình núi đá vôi như

ở miền Bắc, miền Trung nước ta, GV liên hệ

thực tế: hiện tượng đóng cặn trong phích nước,

ấm đun nước

Canxi sunfat

- HS đọc SGK

- GV bổ sung:

+ Thạch cao sống: rắn, trắng, ít tan trong

nước

+ Thạch cao nung: rắn, trắng, ít tan trong

nước, kết hợp với nước

+ Thạch cao khan: rắn, trắng, không tan trong

nước

- GV dẫn dắt HS liên hệ thực tế: ứng

dụng của thạch cao nung.

Hoạt động 5: Khái niệm về nước cứng

- HS đọc SGK

- Học sinh thảo luận tổ nhóm

GV dẫn dắt học sinh nêu ra các câu hỏi để

nhóm bạn trả lời

+ Nước cứng là gì? Nước mềm là gì?

+ Nước có tính cứng tạm thời là gì?

+ Vì sao lại gọi là nước có tính cứng tạm

thời?

+ Nước có tính cứng vĩnh cửu là gì?

+ Vì sao lại gọi là nước có tính cứng vĩnh

2 Canxi cacbonat

• Canxi cacbonat (CaCO3) là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước, bị phân huỷ ở nhiệt độ khoảng 10000C

CaCO 3 →1000 C o CaO + CO2 Phản ứng trên xảy ra trong quá trình nung vôi

• Trong tự nhiên, canxi cacbonat tồn tại ở dạng đá vôi, đá hoa, đá phấn và là thành phần chính của vỏ và mai các loài

sò, hến, mực,

• Ở nhiệt độ thường, CaCO3 tan dần trong nước có hoà tan khí CO2 tạo ra canxi hiđrocacbonat (Ca(HCO3)2), chất này chỉ tồn tại trong dung dịch

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 Khi đun nóng, Ca(HCO3)2 bị phân huỷ tạo ra CaCO3 kết tủa Ca(HCO3)2 →t0 CaCO3 + CO2 + H2O

Các phản ứng trên giải thích sự tạo thành thạch nhũ (CaCO3) trong các hang đá vôi, cặn trong ấm nước,

• Đá vôi dùng làm vật liệu xây dựng, sản xuất vôi, xi măng, thuỷ tinh, Đá hoa dùng làm các công trình mĩ thuật (tạc tượng, trang trí, ) Đá phấn dễ nghiền thành bột mịn làm phụ gia của thuốc đánh răng,

3 Canxi sunfat

• Trong tự nhiên, canxi sunfat (CaSO4) tồn tại dưới dạng muối ngậm nước CaSO4.2H2O gọi là thạch cao sống

• Khi đun nóng đến 1600C, thạch cao sống mất một phần nước biến thành thạch cao nung

o

160 C

CaSO 2H O  → CaSO H O + H O (thạch cao nung) (thạch cao sống)

+ Thạch cao nung là chất rắn màu trắng, dễ nghiền thành bột mịn Khi nhào bột đó với nước tạo thành một loại bột nhão

có khả năng đông cứng nhanh

• Thạch cao khan là CaSO4 Loại thạch cao này được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ 3500C

• + Một lượng lớn thạch cao được trộn vào clanhke khi nghiền để làm cho xi măng chậm đông cứng

+ Thạch cao nung còn được dùng để nặn tượng, đúc khuôn và bó bột khi gãy xương.

C.Nước cứng:

1 Khái niệm :

Nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước cứng Nước chứa ít ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước mềm

Người ta phân biệt nước cứng có tính cứng tạm thời, vĩnh cửu

và toàn phần

a) Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối

Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 Gọi là tính cứng tạm thời vì chỉ cần đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân huỷ tạo ra kết tủa CaCO3 và MgCO3 nên sẽ làm mất tính cứng gây ra bởi các muối này

+ Tính cứng toàn phần là gì?

Hoạt động 6: Tác hại của nước cứng

- HS đọc SGK

- HS làm thí nghiệm kiểm chứng:

+ Ống nghiệm 1: đựng dung dịch

Ca(HCO3)2

+ Ống nghiệm 2: đựng H2O cất

Rót dung dịch nước xà phòng vào 2 ống

nghiệm Quan sát hiện tượng và rút ra kết

luận

- GV diễn giảng thêm và giới thiệu một số

thí dụ cụ thể, cho HS xem một số tranh ảnh

Hoạt động 7: Cách làm mềm nước cứng

HS đọc SGK

GV nêu câu hỏi:

+ Hãy nêu nguyên tắc làm mềm nước cứng

+ Phương pháp làm mềm nước cứng là gì?

Phương pháp làm mềm nước cứng là chuyển

các cation Ca2+, Mg2+ tự do trong nước cứng

vào hợp chất không tan (phương pháp kết

tủa) hoặc thay thế các cation Ca2+, Mg2+ tự

do này bằng những cation khác (phương

pháp trao đổi ion)

* Phương pháp kết tủa

HS đọc SGK

Học sinh thảo luận tổ nhóm

GV dẫn dắt học sinh nêu ra các câu hỏi để

nhóm bạn trả lời

Thông tin cho

giáo viên

Độ tan trong nước (mol/100g H2O )

Do đó: nếu nước do Mg(HCO3)2 gây nên độ

cứng, dùng Ca(OH)2 với lượng đủ để làm

mềm nước:

Ca(OH)2+ Mg(HCO3)2 → Mg(OH)2↓ +

Ca(HCO3)2

HS làm thí nghiệm:

- dung dịch Ca(HCO3)2 + dung dịch Na2CO3

o

t

Ca(HCO ) → CaCO ↓ + CO ↑ + H O

o

t

Mg(HCO ) → MgCO ↓ + CO ↑ + H O

b) Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi các muối

sunfat, clorua của canxi và magie Khi đun sôi, các muối này không bị phân huỷ nên không tạo kết tủa, do đó không làm mất tính cứng này

c) Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và tính

cứng vĩnh cửu

2 Tác hại :

Nước cứng gây nhiều tác hại trong đời sống cũng như trong sản xuất

Đun nước cứng lâu ngày trong nồi hơi, nồi sẽ bị phủ một lớp cặn Lớp cặn dày 1 mm làm tốn thêm 5% nhiên liệu, thậm chí có thể gây nổ

Các ống dẫn nước cứng lâu ngày bị đóng cặn, làm giảm lưu lượng của nước

Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phòng không ra bọt, tốn

xà phòng và làm quần áo chóng hư hỏng do những kết tủa khó tan bám vào quần áo

Pha trà bằng nước cứng sẽ làm giảm hương vị của trà Nấu

ăn bằng nước cứng sẽ làm cho thực phẩm lâu chín và giảm hương vị

3 Cách làm mềm nước cứng

Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng

a Phương pháp kết tủa

- Đun sôi nước, có phản ứng phân huỷ Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 tạo ra muối cacbonat không tan

Để lắng nước, gạn bỏ kết tủa được nước mềm

- Dùng Ca(OH)2 với một lượng vừa đủ để trung hoà muối axit, tạo ra kết tủa làm mất tính cứng tạm thời

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→ 2CaCO3↓ + 2H2O

- Dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4) để làm mất tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu

Thí dụ:

Ca(HCO3)2 + Na2CO3→ CaCO3↓ + 2NaHCO3 CaSO4 + Na2CO3→ CaCO3↓ + Na2SO4 Trên thực tế, người ta dùng đồng thời một số hoá chất, thí dụ Ca(OH)2 và Na2CO3

- dung dịch CaSO4 + dung dịch Na2CO3

- dung dịch Mg(HCO3)2 + dung dịch Na2CO3

- dung dịch Ca(HCO3)2 + dung dịch Ca(OH)2

* Phương pháp trao đổi ion

- HS đọc SGK

- GV giới thiệu thêm cho học sinh biết: hiện

nay phương pháp trao đổi ion không chỉ

dùng để làm mềm nước mà còn để lọc nước

(thí dụ: nước bị phèn có nhiều ion Fe3+)

Nhiều nhà dân ở các thành phố khi sử dụng

nước giếng khoan (nước ngầm tự nhiên -

chưa được sử lí ở nhà máy nước) đã dùng

nhựa trao đổi ion để lọc nước trước khi sử

dụng Hoặc chuyển nước biển - mặn thành

nước ngọt

Hoạt động 8: Nhận biết ion Ca 2+ , Mg 2+

trong dung dịch

HS đọc SGK

GV bổ sung:

+ các muối MCO3, M3(PO4)2 (M là Ca2+, Ba2+

hoặc Mg2+), đều là chất rắn màu trắng, không

tan trong nước, tan trong môi trường axit

(H+) do đó để nhận biết sự có mặt của Ca2+

hoặc Mg2+, ta dùng dung dịch muối chứa

CO32- hoặc PO43- đều được

- HS làm thí nghiệm:

• dung dịch CaCl2 + dung dịch Na2CO3

• dung dịch CaCl2 + dung dịch Na3PO4

• dung dịch MgSO4 + dung dịch Na2CO3

• dung dịch MgSO4 + dung dịch Na3PO4

• dung dịch Ba(NO3)2 + dung dịch Na2CO3

• dung dịch Ba(NO3)2 + dung dịch Na3PO4

b Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp này dựa trên khả năng có thể trao đổi ion của một số chất cao phân tử thiên nhiên và nhân tạo Thí dụ: cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion là các hạt zeolit (là một loại natri silicat thiên nhiên hay nhân tạo), một số ion Na+ của zeolit rời khỏi mạng tinh thể, đi vào trong nước nhường chỗ lại cho các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước cứng Kết quả là phần lớn các ion Ca2+ và Mg2+ bị giữ lại trong mạng tinh thể silicat

Ngày nay, phương pháp trao đổi ion được dùng rộng rãi để làm mềm nước cứng

4 Nhận biết ion Ca 2+ , Mg 2+ trong dung dịch

Nếu trong dung dịch chỉ có cation Ca2+ hoặc Mg2+ (không kể các anion) thì để chứng minh sự có mặt của

Ca2+ hoặc Mg2+, ta dùng dung dịch muối chứa CO32- sẽ tạo ra kết tủa CaCO3 hoặc MgCO3 Sục khí CO2 dư vào dung dịch, nếu kết tủa tan chứng tỏ sự có mặt của Ca2+ hoặc Mg2+ trong dung dịch ban đầu

Ca2++ CO2-3 → CaCO ¯3↓

→ 1 442 4 43

-3

Ca +2HCO

CaCO + CO + H O Ca(HCO )

(tan)

+ + −

2 3

Mg 2HCO

(tan)

1 Củng cố và nhắc nhở:

-Luyện tập và củng cố:- Bài tập: 1, 2, 3, 4 SGK

-Hướng dẫn về nhà: -Bài tập 5, 6, 7, 8,9/ 119 SGK

2 Dặn dò: G V: Hướng dẫn HS làm các BTVN và chuẩn bị bài học mới.

3 Rút kinh nghiệm :

Ngày soạn: … /… /…….

Ngày giảng: …./…./……

Tiết 45, 46,47: Bài 27 : NHÔM

VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức: Học sinh biết:

- Vị trí cấu tạo nguyên tử, tính chất của nhôm.

- Tính chất và ứng dụng một số hợp chất của nhôm.

- Phương pháp sản xuất nhôm

Học sinh hiểu:

- Nguyên nhân tính khử mạnh của nhôm và vì sao nhôm chỉ có số oxihoa +3 trong các hợp

chất

2 Kỹ năng:

- Làm một số thí nghiệm đơn giản về kim nhôm

- Giải một số bài tập về nhôm.

II CHUẨN BỊ

- Bảng tuần hoàn.

- Dụng cụ Ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, giá ống nghiệm, đèn cồn , hóa chất: Al, dd HCl, H2SO4 loãng, NaOH, amoniac, HgCl2 (hoặc thủy ngân)

III.PHƯƠNG PHÁP

- Nêu vấn đề - đàm thoại.

- Học sinh thảo luận tổ nhóm.

IV TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG

1 Ổn định lớp:

2 Kiểm tra bài cũ:

- Kiểm tra trong quá trình bài giảng.

3 Bài mới:

Hoạt động 1 Vị trí của nhôm trong bảng tuần

hoàn, cấu hình electron nguyên tử

-GV yêu cầu HS:

- nêu vị trí của nhôm trong BTH

- viết cấu hình electron

- Từ cấu hình electron nhận xét về số oxi hóa của

A NHÔM

I Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn

- Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1; viết gọn là (Ne)3s23p1

Hoạt động 2 Tính chất vật lí

HS: đọc sgk nhận xét về tính chất vật lý của nhôm

Hoạt động 3 Tính chất hoá học

- Từ cấu hình electron yêu cầu học sinh nhận xét về

tính chất hóa học chung của nhôm, so sánh với KLK

và KLKT

- Tác dụng với phi kim

- GV yêu cầu HS viết phương trình phản ứng của

nhôm với clo và oxi

- GV thông báo Al tác dụng dễ dàng với oxi không

khí

-Tác dụng với axit

+ GV yêu cầu HS viết PTPƯ của nhôm tác dụng với

axit HCl và H2SO4

+ GV yêu cầu HS viết PTPƯ của nhôm tác dụng với

axit HNO3 và H2SO4 đặc nóng

• Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 đặc,

nóng Và dung dịch H2SO4 đặc, nóng Trong phản

ứng này, Al khử +5

N và +S6 xuống số oxi hoá thấp hơn

+ GV lưu ý vói HS Al bị thụ động với dung dịch

HNO3 và dung dịch H2SO4 đặc nguội

Tác dụng với oxit kim loại

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

II Tính chất vật lí

- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở

660oC, 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/cm3), dẫn điện tốt (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng) và dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt)

III Tính chất hoá học

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

Al → Al3+ + 3e Tính khử mạnh của Al được minh họa bằng các phản ứng sau đây :

1 Tác dụng với phi kim

Nhôm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành ion âm:

a) Tác dụng với halogen

Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen

Thí dụ : 2Al + 3Cl2→ 2AlCl3 b) Tác dụng với oxi

Khi đốt, bột nhôm cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói, toả nhiều nhiệt:

4Al + 3O2 →to 2Al2O3

2 Tác dụng với axit

a) Tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch HCl

Nhôm khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch HCl thành khí H2

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

b) Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, dung dịch HNO3

• Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 đặc, nóng Và dung dịch H2SO4 đặc, nóng Trong phản ứng này, Al khử +5

N và +S6 xuống số oxi hoá thấp hơn

2Al + 6H SO Al (SO ) + 3SO + 6H O

Al + 6HNO3 đặc →

0

t Al(NO3)3+ 3NO2+ 3H2O

- Al không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nguội

và dung dịch HNO3 đặc nguội ⇒ Có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở dung dịch H2SO4 đặc nguội, dung dịch HNO3 đặc nguội

3 Tác dụng với oxit kim loại

- HS viết phương trình PƯ

Tác dụng với nước

- HS Viết PTHH của phản ứng Al tác dụng với H2O:

hiểu là Al nguyên chất

+ Viết PTHH của phản ứng theo sơ đồ: Al→

Al(OH)3: hiểu là Al nguyên chất

- GV giải thích cho HS biết vì sao đồ vật bằng nhôm

không PƯ với nước

Tác dụng với dung dịch kiềm

- GV dẫn dắt HS tìm hiểu

- khi cho vật bằng nhôm vào dung dịch kiềm thì

Al2O3 sẽ phản ứng với kiềm vì Al2O3 có tính

lưỡng tính khi đó lớp bảo vệ bị phá bỏ nhôm tác

dụng với nước lại tạo ra nhôm hi đroxit bảo vệ sau

đó Al(OH)3 lại tác dụng với dung dịch kiềm lớp bảo

vệ bị phá bỏ nhôm lại tác dụng với nước Các phản

ứng sảy ra xen kẽ nhau đến khi nhôm bị hòa tan hết

Hoạt động 4 Ứng dụng và trạng thái tự nhiên của

nhôm

Ứng dụng và trạng thái tự nhiên của nhôm

- HS đọc SGK Rút ra những ứng dụng và trạng thái

thiên nhiên của nhôm

- GV yêu cầu HS thuộc công thức của boxit, criolit

Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit Thí dụ phản ứng giữa bột nhôm và oxit sắt: 2Al + Fe2O3 →to Al2O3 + 2Fe Phản ứng trên gọi là phản ứng nhiệt nhôm, nhiệt toả ra lớn làm sắt nóng chảy nên được dùng để điều chế một lượng nhỏ sắt nóng chảy khi hàn đường ray

4 Tác dụng với nước

Nhôm không tác dụng 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 Nếu phá bỏ lớp oxit đó (hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg), thì nhôm sẽ tác dụng với nước ở nhiệt độ thường

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ (1)

5 Tác dụng với dung dịch kiềm

Al2O3 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)3 và giải phóng khí H2; Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính nên tác dụng tiếp với dung dịch kiềm

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O (2) Natri aluminat (tan) Phản ứng xảy ra theo (1) và (2) Cộng (1) và (2) ta

có phương trình hoá học sau:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2+ 3H2↑

Như vậy, nhôm có thể tan trong dung dịch kiềm và giải phóng khí hiđro

IV Ứng dụng và trạng thái tự nhiên của nhôm

1 Ứng 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 oxit sắt (gọi là hỗn hợp tecmit) để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng hàn đường ray

2 Trạng thái tự nhiên

Nhôm 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

Hoạt động 5 Sản xuất nhôm

- HS đọc SGK:

- GV lưu ý với học sinh ví sao phải làm sạch nguyên

liệu trước khi sản suất nhôm

- GV giới thiệu sơ đồ bình điện phân Al2O3 nóng

chảy bằng tranh ảnh hoặc trình chiếu power point

- GV nêu cách chuẩn bị chất điện ly

- Hòa tan Al2O3 trong criolit nóng chảy nhằm mục

đích gì?

- Em hãy nêu các quá trình xảy ra ở các điện cực

viết các quá trình và phương trình điện phân

Hoạt động 6 Nhôm oxit

- GV yêu cầu HS đọc sách GK rút ra những tính

chất vật lý và hóa học của nhôm oxit và viết PTPƯ

nhôm có mặt khắp nơi, như có trong đất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O), mica (K2O.Al2O3.6SiO2), boxit (Al2O3.nH2O), criolit (3NaF.AlF3),

V Sản xuất nhôm

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

1 Nguyên liệu

Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng boxit

Al2O3.nH2O 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

2 Điện phân nhôm oxit nóng chảy

- Nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 rất cao (20500C), vì vậy phải hoà tan Al2O3 trong criolit nóng chảy để hạ nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp xuống 9000C 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 riêng nhỏ hơn nhôm, nổi lên trên và bảo vệ nhôm nóng chảy không

bị oxi hoá bởi O2 trong không khí

- Quá trình điện phân:

Cực âm (catot) của thùng điện phân là một tấm than chì nguyên chất được bố trí ở đáy thùng Ở catot xảy

ra quá trình khử ion Al3+ thành Al:

Al3+ + 3e → Al 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 O2- thành khí O2

2O2 −→ O2 + 4e Khí 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

- Phương trình điện phân Al2O3 nóng chảy:

2Al2O3

đpnc criolit

 →4Al + 3O2

B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM

I Nhôm oxit

1 Tính chất

- Nhôm oxit (Al2O3) là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, nóng chảy ở trên 20500C

- Nhôm oxit là hợp chất lưỡng tính, vừa tác dụng với dung dịch axit mạnh, vừa tác dụng với dung dịch bazơ mạnh

- Tác dụng với dung dịch axit mạnh, thí dụ:

Al2O3 (r) + 6HCl (dd) → 2AlCl3 (dd) + 3H2O

Al2O3 + 6H+→ 2Al3+ + 3H2O

- Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh, thí dụ:

Al2O3 (r) + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

- HS đọc sách GK rút ra những ứng dụng của nhôm

oxit

- GV giới thiệu tranh ảnh (hoặc trình chiếu power

point) về quặng boxit, saphia, rubi…

Hoạt động 7 Nhôm hiđroxit

- GV: làm thí nghiệm điều chế ra Al(OH)3 cho học

sinh quan sát nhận xét về tính chất vật lý của

Al(OH)3.

- GV nêu cách điều chế Al(OH)3 và những lưu ý khi

điều chế Yêu cầu HS viết phương trình phản ứng

- Al(OH)3 có tính chất lưỡng tính

GV làm thí nghiệm cho học sinh quan sát nhận xét

hiện tượng viết phương trình phản ứng khi cho

Al(OH)3 tác dụng với axit và tác dụng với bazơ

- HS rút ra nhận xét về tính chất của Al(OH)3.

Hoạt động 8 Nhôm hiđroxit

- HS đọc SGK

- GV cho HS xem mẫu phèn chua

- GV diễn giảng thêm vì sao phèn chua được dùng làm

trong nước

natri aluminat

Al2O3 + 2OH-→ 2AlO-2 + H2O

2 Ứng dụng

Trong thiên 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:

+ Corindon có 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+ là hồng ngọc dùng làm đồ trang sức, chân kính đồng hồ và dùng trong kĩ thuật laze

+ Tinh thể Al2O3 có lẫn tạp chất Fe2+, Fe3+ và Ti4+ là saphia dùng làm đồ trang sức (hình 6.7)

+ Al2O3 dùng để chế xúc tác trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ

II Nhôm hiđroxit

- Nhôm hiđroxit (Al(OH)3) là chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo

*Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính

- Điều chế Al(OH)3 AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+

- Tác dụng với mạnh:

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O

- Tác dụng với dung dịch kiềm mạnh:

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + OH-→ 2AlO-2 + 2H2O Nhôm hiđroxit thể hiện tính bazơ trội hơn tính axit

Do có tính axit nên Al(OH)3 còn có tên là axit aluminic Là axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic

III 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: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, hay viết gọn là: KAl(SO4)2.12H2O

+ 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 NH4+ ta được các muối sunfat kép khác có tên chung là phèn nhôm (nhưng không gọi