Nêu tính chất hóa học của nhôm viết phương trình minh họa

Em hãy cho biết tính chất hóa học của nhôm mỗi tính chất viết hai phường trình minh họa

Các câu hỏi tương tự

Axit CH2 = CH – COOH vừa có tính chất hóa học tương tự axit axetic, vừa có tính chất hóa học tương tự etilen. Viết các phương trình hóa học xảy ra giữa axit trên với: Na, Ca[OH]2, C2H5OH [có mặt H2SO4 đặc, đun nóng], và dung dịch Br2 để minh họa tính chất hóa học trên.

Nguyên tố R có công thức oxit là R O 3 . Trong  R O 3  oxi chiếm 60% về khối lượng.

a] Xác định tên nguyên tố R.

b] Cho biết tính chất hóa học cơ bản của R. Viết phương trình hóa học để minh họa [O=16, S=32, Fe=56, Se=79].

10:01:3908/01/2019

Về tính chất hoá học của kim loại các em đã được học trong phần trước, trong bài này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về tính chất hoá học của một kim loại cụ thể, đó là Nhôm Al.

I. Tính chất vật lý của nhôm Al

- Nhôm là kim loại nhẹ [D = 2,7 g/cm3], nóng chảy ở 660°c.

- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

- Nhôm có tính dẻo nên có thể cán mỏng và kéo thành sợi.

II. Tính chất hoá học của Nhôm Al

• Nhôm Phản ứng với phi kim
• Nhôm Tác dụng với nước
• Nhôm Phản ứng với dung dịch axit
• Nhôm Phản ứng với dung dịch muối
• Nhôm Phản ứng với dung dịch kiềm

1] Nhôm tác dụng với oxi và một số phi kim.

a] Nhôm tác dụng với oxi

4Al + 3O2 

2Al2O3

- Ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al2O3 mỏng bền vững, lớp oxit này bảo vệ đồ vật bằng nhôm, không cho nhôm tác dụng oxi trong không khí, nước.

b] Nhôm phản ứng với phi kim khác

2Al + 3Cl2 

 2AlCl3

2Al + 3S 

 Al2S3

2] Nhôm tác dụng với axit

- Nhôm tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng tạo thành muối nhôm và giải phóng khí Hyđro

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

2Al + 3H2SO4 → Al2[SO4]3 + 3H2↑

- Nhôm tác dụng với axit HCl, H2SO4 đặc, nóng [tuỳ theo nồng độ của axit mà sản phẩm tạo ra có khác nhau].

8Al + 30HNO3 đặc, nóng → 8Al[NO3]3 + 3N2O↑ + 15H2O

Al + 6HNO3 đặc, nóng → Al[NO3]3 + 3NO2 + 3H2O

8Al + 15H2SO4 đặc, nóng → 4Al2[SO4]3 + 3H2S↑ + 12H2O

2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2[SO4]3 + 3SO2 + 3H2O

* Chú ý: Nhôm không tác dụng với H2SO4, HNO3 đặc, nguội.

3. Nhôm tác dụng với nước

- Thông thường vật bằng nhôm không tác dụng với nước vì có lớp màng Al2O3 không cho nước thấm qua, nếu phá bỏ lớp màng này thì Al tác dụng với nước.

2Al + 6H2O → 2Al[OH]3 + 3H2↑

4. Nhôm tác dụng với dung dịch muối

- Nhôm phản ứng với dụng dịch muối của kim loại yếu hơn [trong dãy điện hoá] tạo thành muối mới và giải phóng kim loại yếu ra khỏi muối.

Al + 3AgNO3 → Al[NO3]3 + 3Ag↓

2Al + 3Cu[NO3]2 → 2Al[NO3]3 + 3Cu↓

2Al +3FeCl2 → 2AlCl3 + 3Fe↓

5. Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm

- Lớp oxit nhôm dễ bị hòa tan trong kiềm nên nhôm phản ứng với dung dịch kiềm.

          2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑

6. Nhôm tác dụng với oxit kim loại

- Ở nhiệt độ cao Nhôm khử được một số oxit kim loại [đứng sau nhôm trong dãy điện hoá] gọi là phản ứng nhiệt nhôm.

2Al + Fe2O3 

 2Fe + Al2O3

2Al + 3CuO

 3Cu + Al2O3

III. Bài tập vận dụng tính chất hoá học của nhôm Al

Bài 1: Hoà tan 9,14g hỗn hợp Cu, Mg, Al bằng dung dịch HCl dư­ thu đ­ợc 7,84 lít khí A [đktc]; 2,54g chất rắn B và dung dịch C. Tính khối l­ượng muối có trong dung dịch C.

* Hướng dẫn:

- Khi cho hỗn hợp vào HCl chỉ có Al, Mg phản ứng

 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑   [1]

 Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑      [2]

- Khí thu được ra là H2 nên ta có:

 nH2 = V/22,4 = 7,84/22,4 = 0,35 mol

 nHCl pư = 2.nH2 = 2.0,35 = 0,7 mol

- Dung dịch C gồm muối và HCl dư nên theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

 mhh + mHCl pư = mmuối + mH2 + mB

⇔ 9,14 + 0,7.36,5 = mmuối +0,35.2 + 2,54

⇒ mmuối = 31,45g

Bài 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa 6,48 gam Al với 17,6 gam Fe2O3. Chỉ có phản ứng nhôm khử oxit kim loại tạo kim loại. Đem hòa tan chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm bằng dung dịch xút dư cho đến kết thúc phản ứng, thu được 1,344 lít H2 [đktc]. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm.

* Hướng dẫn:

- Theo bài ra, ta có:  nAl = m/M = 6,48/27 = 0,24 mol, nFe2O3 = 17,6/160= 0,11 mol

- Ta có PTPƯ:

 2Al + Fe2O3 

  Al2O3 + 2Fe    [1]

 2Al dư + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al[OH]4] + 3H2↑   [2]

- Theo bài ta, ta có: nH2 = 1.344/22.4 = 0,06 [mol].

 PTPƯ [2] ⇒ nAl dư = [2/3]nH2 = [2/3].0,06  = 0,04 [mol].

⇒ nAl pư  = 0,24 – 0,04 = 0,2 [mol].

- Theo PTPƯ [1] ta có  nFe2O3 = [1/2].nAl = [1/2].0,2 = 0,1 [mol].

⇒ Vậy hiệu suất phản ứng của Fe2O3 là: H = [0,1/0,11].100% = 90,9%

Bài 4 trang 58 sgk hoá 9: Có dung dịch muối AlCl3 lẫn tạp chất là CuCl2. Có thể dùng chất nào sau đây để làm sạch muối nhôm? Giải thích sự lựa chọn.

a] AgNO3.   b] HCl.

c] Mg.   d] Al.   e] Zn.

* Lời giải bài 4 trang 58 sgk hoá 9:

 Đáp án: d] Al

- Dùng Al để làm sạch muối nhôm vì:

 2Al + 3CuCl2 → 2AlCl3 + 3Cu↓

Bài tập 6 trang 58 sgk hóa 9: Để xác định phần trăm khối lượng của hỗn hợp A gồm nhôm và magie, người ta thực hiện hai thí nghiệm sau:

– Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 1568ml khí ở điều kiện tiêu chuẩn.

– Thí nghiệm 2: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch NaOH dư thì sau phản ứng thấy còn lại 0,6g chất rắn.

Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp A.

* Lời giải bài tập 6 trang 58 sgk hóa 9:

- Ở thí nghiệm 2: Do NaOH dư nên Al sẽ tác dụng hết với NaOH, còn Mg không phản ứng nên khối lượng chất rắn còn lại là Mg, mMg = 0,6g.

⇒ nMg = 0,6/24 = 0,025 mol

Ta gọi số mol của Al là x[tức nAl = x]; PTPƯ

2Al + 3H2SO4 → Al2[SO4]3 + 3H2↑    [ 1]

Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑     [2]

Theo PTPƯ [2] nH2  = nMg = 0,025 mol

Theo PTPƯ [1] nH2  = [3/2]. nAl = [3/2]. x mol

⇒ Tổng số mol H2 là nH2 = 0,025 + 3x/2 mol [∗]

Theo đề bài ta có: VH2 = 1568ml = 1,568 lít

⇒ nH2 = 1,568/22,4 = 0,07 mol [∗∗]

Từ [∗] và [∗∗] ⇒ 0,025 + 3x/2 = 0,07

Giải ra ta có : x = 0,03 mol ⇒ mAl = 0,03 x 27 = 0,81g

⇒ mhỗn hợp A = 0,81 + 0,6 = 1,41 g

⇒ % mAl = [0,81 x 100%]/1,41 = 57,45%

⇒ % mMg = 100% - 57,45% = 42,55%.

Bài 4 trang 69 sgk hoá 9: Hoàn thành sơ đồ phản ứng

a] Al → Al2O3 → AlCl3 → Al[OH]3 → Al2O3 → Al → AlCl3

Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ tư trên Trái đất và là kim loại sử dụng nhiều thứ hai sau sắt. Nhôm và hợp kim nhôm đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống, nó có mặt nhiều trong các vật liệu gần gũi như: Xoong, nồi, lõi dây điện truyền tải điện năng đi xa, các chi tiết trong ô tô, xe máy…Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp vị trí của nhôm ngày càng được nâng cao. Vì vậy, hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu về tính chất hóa học của nhôm và ứng dụng của nhôm trong cuộc sống ngày nay.

Vị trí và cấu tạo của nhôm

Vị trí

– Thuộc nhóm IIIA, chu kì 3

Bạn đang xem: Tính chất hóa học của nhôm và ứng dụng

– Số hiệu nguyên tử: 13

Cấu tạo

– Cấu hình e: [Ne] 3s23p1

– Có 3 lớp e ngoài cùng

– Độ âm điện: 1,61

– Số oxi hóa: +3

– Mạng tinh thể: Lập phương tâm diện

Tính chất của nhôm

Tính chất vật lý

– Là kim loại trắng bạc, mềm, dễ dát mỏng và kéo sợi.

– Là kim loại nhẹ [2,7g / cm3] nóng chảy ở nhiệt độ 660C

– Dẫn nhiệt, dẫn điện tốt [kém hơn đồng, mạnh hơn sắt]

Tính chất hóa học của nhôm

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, nên nó dễ bị oxi hóa thành ion Al3+. Ta có: Al → Al3+ +3e

Tác dụng với phi kim

a] Tác dụng với oxi

– Bột Al cháy trong không khí khi được đun nóng cho ngọn lửa màu sáng chói.

2Al + 3O2 → Al2O3

* Lưu ý:

– Al chỉ phản ứng với oxi trên bề mặt [vì tạo ra lớp màng oxit bao phủ bề mặt, bảo vệ và ngăn cản Al tham gia phản ứng tiếp]:

– Muốn phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải loại bỏ lớp oxit bao phủ trên bề mặt Al [bằng cách tạo hỗn hống Al – Hg hoặc dùng Al bột đun nóng].

b] Với các phi kim khác

– Nhôm phản ứng được với các phi kim khác → muối.

– Al tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen:

Ví dụ: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

– Khi đun nóng, Al tác dụng với bột S:

2Al + 3S → Al2S3

Tác dụng với dung dịch axit

a] Với H+ [HCl, H2SO4 loãng…]

– Al phản ứng dễ dàng → muối + H2

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

2Al + 3H2SO4 loãng → Al2[SO4]3 + 3H2

b] Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh: HNO3 loãng hoặc đặc, H2SO4 đậm đặc

– Nhôm tác dụng với HNO3

M + HNO3 → M[NO3]n + {NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3} + H2O

Ví dụ: 

Al + 6HNO3 đặc, nóng → Al[NO3]3 + 3NO2 + 3H2O

Al + 4HNO3 loãng → Al[NO3]3 + NO + 2H2O

– Nhôm tác dụng với H2SO4 đặc, nóng

2Al + 6H2SO4 → Al2[SO4]3 + 3SO2 + 6H2O

* Lưu ý:

– Al thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng Al để chuyên chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.

Phản ứng nhiệt nhôm

– Al khử được oxit của các kim loại đứng sau nhôm ở nhiệt độ cao

Ví dụ:

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

2Al + 3CuO → Al2O3 + 3Cu

* Lưu ý: khi giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm:

– Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm → H2 thì Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm hoặc hiệu suất H của phản ứng < 100%

– Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm không có khí thoát ra chứng tỏ không dư Al.

– Khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng không đổi [bảo toàn khối lượng].

Tác dụng với nước

– Al không phản ứng với nước vì được lớp oxit mỏng, bền và đặc khít bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp oxit bao phủ bề mặt, Al phản ứng trực tiếp với nước.

2Al + 6H2O → 2Al[OH]3 + 3H2

* Lưu ý:

– Al[OH]3 là chất kết tủa dạng keo màu trắng khi sinh ra sẽ bao kín bề mặt của Al kim loại ngăn cách không cho Al tiếp xúc với nước để phản ứng tiếp nữa. Phản ứng này chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết.

Tác dụng với dung dịch bazơ

– Al tham gia phản ứng dễ dàng với các dung dịch kiềm:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

2Al + Ba[OH]2 + 2H2O → Ba[AlO2]2 + 3H2

– Cơ chế:

+ Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước:

2Al + 6H2O → 2Al[OH]3 + 3H2

+ Al[OH]3 sinh ra là hiđroxit lưỡng tính tan được trong dung dịch kiềm:

Al[OH]3 + NaOH → NaAlO2 + 2H­2O

* Lưu ý:

– Nếu cho hỗn hợp Na, K, Ba, Ca và Al [hoặc Zn] vào nước dư, xảy ra các phản ứng:

2M  + 2H2O → 2MOH + H2

MOH + H2O + Al → MAlO2 + 3/2H2

– Trong quá trình giải toán có 2 trường hợp xảy ra:

* Trường hợp 1. Cả kim loại kiềm và Al đều phản ứng hết nếu số mol kim loại kiềm ≥ số mol Al.

* Trường hợp 2. Kim loại kiềm phản ứng hết, Al dư nếu số mol kim loại kiềm < số mol Al.

Tác dụng với dung dịch muối

– Al đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:

2Al + 3CuSO4 → Al2[SO4]3 + 3Cu

– Phản ứng với muối nitrat trong môi trường kiềm:

8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O → 8NaAlO2 + 3NH3

– Phản ứng với muối nitrat trong môi trường axit [giống phản ứng với HNO3]:

Al + 4H+ + NO3– → Al3+ + NO + 2H2O

Điều chế nhôm

Nguyên liệu

– Quặng boxit Al2O3 có lẫn SiO2 và Fe2O3.

Các giai đoạn điều chế 

– Làm sạch nguyên liệu:

2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H­2O

2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O

NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al[OH]3

NaOH + CO2 → NaHCO3

2Al[OH]3 → Al2O3 + 3H2O

– Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6 [hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3từ 20500C xuống 9000C; tăng độ dẫn điện do tạo thành nhiều ion hơn; tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy]:

2Al2O3 → 4Al + 3O­2

Ứng dụng của nhôm

Nhôm có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Kim loại này được dùng để tạo thành vỏ máy bay do độ bền chắc và mỏng nhẹ của nó. Nhôm cũng được dùng để sản xuất các thiết bị và dụng cụ sinh hoạt như nồi, chảo, các đường dây tải điện, các loại cửa,… Phản ứng nhiệt nhôm còn được sử dụng để điều chế các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao [như crôm hay Von farm]

Do tính chất thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội , người ta sẽ sử dụng thùng nhôm để chuyên chở hai loại axit này. Ngoài ra, Ứng dụng của nhôm trong y học cũng là một lĩnh vực đang được nghiên cứu và phát triển.

Thực hành thêm:

• Bài tập phản ứng nhiệt nhôm.

Chúng ta vừa tìm hiểu về nhôm và một số ứng dụng của nhôm trong cuộc sống hiện tại, qua đó chúng ta có thể thấy nhôm đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sinh hoạt cũng như trong công nghiệp. Trên đây chủ yếu là một số lý thuyết về một số tính chất hóa học của nhôm. Các em sẽ cùng luyện tập về những tính chất hóa học này trong bài tiếp theo nhé. Chúc các em học tốt!

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Giáo dục