[r]
Trang 1NHÔM- HỢP CHẤT NHÔM A- NHÔM
I- VỊ TRÍ- CẤU TẠO:
Cấu hình e Al (Z =13) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 ( 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)
o
nc
t Nhôm là kim loại nhẹ, = 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
4Al 3O 2Al O (nhôm oxít)
o
t c
2 3
2Al 3S Al S (nhôm sunfua)
o
t c
4 3
4Al 3C Al C (nhôm cacbua)
o
t c 2
2Al N 2AlN(nhôm nitrua) 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
3
Do 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 Hay Al 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, H2SO4 loãng
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
n : n 2 : 3
Trường hợp tạo 2 khí với tỉ lệ
Thì viết phương trình phản ứng
Al + HNO 3Al 3+ + sản phẩm khử chứa N + H 2 O
Trang 2Al + 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 4Al 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 Al2O3 từ quặng boxit Al2O3 2H2O có xúc tác là quặng Criolit
NaOHd,nong
t c0 dpnc quặng boxit dd chứa NaAlO2 và Na2SiO3 Al(OH)3 Al2O3 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:
Al O 6HCl 2AlCl 3H O
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)
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:
3
Hoặc tác dụng với lượng vừa đủ OH
-3
3
3-Muối nhôm
Al3+
VD:
AlCl3
Al2(SO4)3
Al(NO3)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, KOH, Ba(OH)2….)đến dư vào dd muối Al3+
nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 tăng dần đến
Điều chế:
Al
Al2O3 + H+
Al(OH)3
Trang 3cực đại sau đó kết tủa từ từ tan dần
Al3+ + 3OH- Al(OH)3
2 AlO
Al(OH)3 + OH- + 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
4
NH
Al 3+ +3NH 3 +3H 2 O Al(OH) 3 + 3
+ Nếu dd chứa đồng thời Al3+, H+ tác dụng dung dịch bazơ thì phản ứng theo thứ tự (1) H+ + OH- H2O
3
3
2 AlO
(3) Al(OH)3 + OH- dư + 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…
2
AlO
4- Muối
nhôm aluminat
2 AlO
Muối có môi trường bazơ
pH >7 làm quì tím hóa xanh Tác dụng với axit:
2 AlO
+ Khi cho từ từ dd axít mạnh ( HCl,
H2SO4 loãng )đến dư vào dd muối 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
2 AlO
+ Khi cho từ từ dd axít yếu đến dư vào dd muối nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 cực đại, kết tủa không tan
2 AlO
3 HCO
+ CO 2 +H 2 O Al(OH) 3 +
2 AlO
+ Nếu dd chứa đồng thời , OH- tác dụng dung dịch axít thì phản ứng theo thứ tự
(1) H+ + OH- H2O
2 AlO
(2) + H+ + H2O Al(OH)3 (3) Al(OH)3 + 3H+ dư Al3++ 3H2O
Trang 4CÁC LƯU Ý KHI LÀM BÀI TẬP NHÔM
1- Hiện tượng
Al rắn 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
2 AlO
Al(OH) 3 + OH - + 2H 2 O
2- Sử dụng các định luật
Định luật bảo toàn e: nAl 3 =
2
H
n 2
2
SO
nAl 3 = ; nAl 3 = ; Định luật bảo toàn nguyên tố: nNaOH = nAl= nNaAlO2 ; nNaOH = 2n Al2O3; nNaOH = n Al(OH)3
Dự đoán sản phẩm khử có NH4NO3 hay không?
NH NO
NH NO
n
nếu = 0 thì sản phẩm khử không có NH4NO3
NH NO
n
Nếu 0 thì sản phẩm khử có NH4NO3
Đất sét:
3- Trong tự nhiên nhôm có trong Quặng boxit
Quặng Criolit Quặng mica