Giáo án Hóa học 12 bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm

HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN

Bài . NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM
I. ĐỒ DÙNG DẠY HỌC
(Tùy theo điều kiện của trường và của mỗi giáo viên)
1. Hóa chất
+ chất rắn: bột Al, vụn Al, Al2O3, phèn chua
+ dung dịch: HCl, HNO3 loãng, HNO3 đặc, H2SO4 đặc, Al3+, NH3, NaOH.
+ lọ đựng đầy khí Cl2 hoặc O2 đã đậy nắp.
2. Dụng cụ thí nghiệm
Ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, giá ống nghiệm, đèn cồn...
3. Tranh ảnh (hoặc dùng trình chiếu Power Point): saphia, ruby, boxit, đất sét, mica, criolit, sơ đồ
thùng điện phân Al2O3 nóng chảy.
4. Nếu không có điều kiện làm thí nghiệm Al tác dụng với Cl 2, O2 có thể cho học sinh xem các đoạn
phim về những thí nghiệm này.
II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(Tùy theo điều kiện cụ thể của GV và trình độ của HS)
• Nêu vấn đề - đàm thoại.
• Học sinh thảo luận tổ nhóm.
• Học sinh thuyết trình (lớp khá, giỏi).
III. THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG
Nội dung

Các hoạt động

* Hoạt động 1
I. Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn, cấu I. Vị trí của nhôm trong bảng tuần
hình electron nguyên tử
hoàn, cấu hình electron nguyên tử
- Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 - HS thuyết trình
của bảng tuần hoàn.

- Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1;
viết gọn là (Ne)3s23p1.
- Nhôm dễ nhường cả 3 electron hoá trị nên có * Hoạt động 2
số oxi hoá +3 trong các hợp chất.
II. Tính chất vật lí
II. Tính chất vật lí
- HS thuyết trình
- 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/cm 3), dẫn điện
tốt (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng) và dẫn nhiệt
tốt (gấp 3 lần sắt).
* Hoạt động 3
III. Tính chất hoá học
III. Tính chất hoá học
Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim - HS đọc SGK
loại kiềm và kiềm thổ, nên dễ bị oxi hoá thành - GV nhấn mạnh để HS khắc sâu kiến
A. NHÔM


HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
ion dương.

thức:
Al →Al3+ + 3e
+ Trong các PƯHH: nguyên tử Al
Tính khử mạnh của Al được minh họa bằng các nhường 3e nên Al là kim loại có tính
phản ứng sau đây :

khử mạnh. Tính khử của Al chỉ yếu
hơn KLK, KLKT.
+ Không được nói:
Al là nguyên tố lưỡng tính
Al là kim loại lưỡng tính
1. Tác dụng với phi kim
* Hoạt động 4
Nhôm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành 1. Tác dụng với phi kim
ion âm:
- HS đọc SGK
a) Tác dụng với halogen
- hoặc GV làm TN
Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với các hoặc GV cho HS coi phim TN
halogen
Thí dụ : 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
b) Tác dụng với oxi
- GV thông báo Al tác dụng dễ dàng
Khi đốt, bột nhôm cháy trong không khí với ngọn với oxi không khí
lửa sáng chói, toả nhiều nhiệt:
+ GV cho HS xem TN “Al mọc
o
lông
tơ”
t
4Al + 3O2 
→ 2Al2O3
* Hoạt động 5
2. Tác dụng với axit
2. Tác dụng với axit
a) Tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng, dung

- GV giới thiệu dàn bài (lớp yếu và
dịch HCl
trung bình) hoặc đàm thoại để dẫn
Nhôm khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch H2SO4
dắt HS xây dựng dàn bài (lớp khá,
loãng, dung dịch HCl thành khí H2.
giỏi); sau đó yêu cầu HS viết PTHH
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
của các phản ứng (do các kiến thức
b) Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, dung dịch
này HS đã học trong bài HCl, H 2SO4
HNO3.
ở Lớp 10, HNO3 ở Lớp 11)
α) với dung dịch H2SO4
- GV dùng các câu gợi nhớ để HS có
• với dung dịch H2SO4 đặc nguội
thể nhớ lại và nêu đúng điều kiện,
Al không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc
sản phẩm khử của các phản ứng.
nguội (Al bị thụ động với dung dịch H2SO4 đặc
Dàn bài:
nguội – dung dịch H2SO4 đặc nguội thụ động hóa
a) Tác dụng với dung dịch H 2SO4
Al)
loãng, dung dịch HCl
• với dung dịch H2SO4 đặc nóng
b) Tác dụng với dung dịch H 2SO4
Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch H 2SO4 đặc,
đặc, dung dịch HNO3.
nóng. Trong phản ứng này, Al khử xuống số oxi

α) với dung dịch H2SO4
hoá thấp hơn.
•với dung dịch H2SO4 đặc nguội
to
2Al +6H2SO4 ®Æc  → Al2(SO4)3 +3SO2↑ + 6H2O •với dung dịch H2SO4 đặc nóng
β) với dung dịch HNO3
β) với dung dịch HNO3
với dung dịch HNO3 đặc nguội
• với dung dịch HNO3 đặc nguội
Al không tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc • với dung dịch HNO3 đặc nóng
• với dung dịch HNO3 loãng


HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
nguội (Al bị thụ động với dung dịch HNO 3 đặc
nguội - dung dịch HNO 3 đặc nguội thụ động hóa
Al)
⇒ Có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở dung
dịch H2SO4 đặc nguội, dung dịch HNO3 đặc
nguội
• với dung dịch HNO3 đặc nóng
Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO 3 đặc,
nóng. Trong các phản ứng này, Al khử
số oxi hoá thấp hơn

+4

N

+5

N

xuống

:

0
Al + 6HNO3 đặc t Al(NO3)3+ 3NO2+ 3H2O

→

• với dung dịch HNO3 loãng
Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 loãng.
Trong các phản ứng này, Al khử
+2 +1

0

+5

N

xuống số oxi

−3

hoá thấp hơn: N,N,N,N
Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
8Al + 3HNO3 rấtloãng → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

10Al + 36HNO3 rấtloãng →10Al(NO3)3 + 3N2 +18H2O
8Al + 30HNO3 rất loãng →8Al(NO3)3+ 3NH4NO3
+9H2O
3. Tác dụng với oxit kim loại
Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại
trong oxit. Thí dụ phản ứng giữa bột nhôm và
oxit sắt:
o

t
2Al + Fe2O3 
→ 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)

* Hoạt động 6
3. Tác dụng với oxit kim loại
- HS đọc SGK
- nếu có điều kiện: GV cho HS xem

tranh ảnh hoặc phim TN

* Hoạt động 7
4. Tác dụng với nước
- HS đọc SGK
- GV cần phân biệt rõ các tình huống
mà đề bài tập, bài kiểm tra thường ra:
+ 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
+ Cho 1 miếng Al vào H 2O: hiểu là
vật bằng Al nên không tan, không tác
dụng với H2O do chưa phá bỏ lớp áo
Al2O3


HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN

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 H 2; 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.

+ Phân biệt các kim loại: Al, Mg, Ca,
Na: hiểu là vật bằng Al
* Hoạt động 8
5. Tác dụng với dung dịch kiềm
- Do ở L11 HS đã học về hidroxit
lưỡng tính và GV đã lấy thí dụ với
Al(OH)3 nên GV chỉ cần gợi nhớ để
HS tái hiện lại kiến thức.
- HS đọc SGK và luyện tập viết
PTHH của các phản ứng.
- GV nêu vấn đề:
+ Hidroxit lưỡng tính là gì?
HS: Hidroxit lưỡng tính là hidroxit
vừa thể hiện tính axit, vừa thể hiện
tính bazơ nghĩa là vừa tác dụng với
dung dịch axit mạnh, vừa tác dụng
với dung dịch bazơ mạnh
TD: Al(OH)3
+ Chất lưỡng tính là gì?
HS: Chất lưỡng tính là chất vừa tác
dụng với dung dịch axit mạnh, vừa
tác dụng với dung dịch bazơ mạnh.

TD: NaHCO3
+ Vậy: Al vừa tan trong dung dịch
HCl, vừa tan trong dung dịch NaOH
do đó có thể kết luận: Al là chất
lưỡng tính?
HS suy nghĩ và trả lời: Sai rồi
+ GV nhấn mạnh: Al tan trong dung dịch
bazơ mạnh là do Al(OH)3 có tính lưỡng
tính, Al không tác dụng trực tiếp với
NaOH.
Không được nói: “Al là loại lưỡng
tính”, “Al là nguyên tố lưỡng tính”.
Khẳng định: “Al là kim loại có tính
khử mạnh”
- Những nội dung GV hỏi nếu HS
không trả lời được, GV dẫn dắt gợi
mở để HS nhớ lại, nhận ra và vận
dụng được kiến thức.
- Nội dung (5) này GV có thể chuyển
sang dạy sau phần II. Nhôm hidroxit
theo phương pháp quy nạp thì hay


HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
hơn.
* Hoạt động 9
IV. Ứng dụng và trạng thái tự
nhiên của nhôm
- HS đọc SGK.
- GV yêu cầu HS thuộc công thức

của boxit, criolit.

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 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 Fe 2O3
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

* Hoạt động 10
V. Sản xuất nhôm
- HS đọc SGK với mục tiêu: học để
biết.


HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
- Nhiệt độ nóng chảy của Al 2O3 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 O 2
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

→ 4Al + 3O
criolit

2

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.
- Al2O3 tác dụng với dung dịch axit mạnh, thí dụ:
Al2O3 (r) + 6HCl (dd) → 2AlCl3 (dd) + 3H2O
Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O

- Al2O3 tác dụng với dung dịch bazơ mạnh, thí
dụ:
Al2O3 (r) + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
natri aluminat

- GV giới thiệu sơ đồ bình điện phân
Al2O3 nóng chảy bằng tranh ảnh hoặc
trình chiếu power point.

- HS thuộc phương trình điện phân
Al2O3 nóng chảy

* Hoạt động 11
I. Nhôm oxit
- HS đọc SGK rồi thảo luận tổ nhóm


HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
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:
+ Corinđum 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.
Ÿð Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính.
Thí nghiệm:
- Điều chế Al(OH)3 trong 2 ống nghiệm bằng cách
cho dung dịch muối nhôm tác dụng với dung dịch
amoniac.
Phương trình hoá học:
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O →Al(OH)3↓+ 3NH4Cl
Al3+ + 3NH3 + 3H2O →Al(OH)3↓ + 3N H+

4

- Cho dần từng giọt dung dịch axit mạnh như dung
dịch HCl đến dư vào ống nghiệm thứ nhất, thấy
kết tủa tan ra:
Al(OH)3 + 3HCl →AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ →Al3+ + 3H2O
- Cho dần từng giọt dung dịch kiềm mạnh
(NaOH, KOH, Ca(OH)2) đến dư vào ống nghiệm
thứ hai, thấy kết tủa cũng tan ra:
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

Al(OH)3 + OH- → 2AlO-2 + 2H2O

- Nếu HS không chuẩn bị được tranh
ảnh, GV giới thiệu tranh ảnh (hoặc
trình chiếu power point) về quặng
boxit, criolit, saphia, ruby.

Hoạt động 12
II. Nhôm hiđroxit
- HS đọc SGK rồi thảo luận tổ nhóm
- HS làm TN:
dung dịch Al3+ + dung dịch OHAl(OH)3 ↓
. rót dung dịch NaOH vào Al(OH)3
. rót dung dịch NH3 vào Al(OH)3
. rót dung dịch HCl vào Al(OH)3
- GV làm TN hoặc hướng dẫn 1 HS
đại diện lớp làm TN để cả lớp quan
sát:
Lấy dung dịch sản phẩm của TN
dung dịch NaOH tác dụng với
Al(OH)3 vào 2 ống nghiệm.
Ống nghiệm 1: Sục khí CO2 cho đến
dư
Ống nghiệm 2: Nhỏ dung dịch HCl
từ từ cho đến dư
HS viết PTHH của các phản ứng và
rút ra kết luận dưới sự dẫn dắt của
GV:
ống nghiệm 1:
NaAlO2 + H2O + CO2 đ Al(OH)3↓ +

HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
NaHCO3

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 NH 4+ ta được các muối sunfat
kép khác có tên chung là phèn nhôm (nhưng
không gọi là phèn chua).
IV. Cách nhận biết ion Al3+ trong dung dịch
Cho từ từ dung dịch NaOH dư vào dung dịch,
nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong
NaOH thì chứng tỏ có ion Al3+.
Al3+ + 3OH- →Al(OH)3
Al(OH)3 + OH-(dư) → AlO 2− + 2H2O

Hoạt động 15: Luyện tập và củng cố
Phiếu học tập số 1:
Phân biệt 2 dung dịch:

MgCl2,

AlCl3

Al(OH)3 + H2O + CO2
(H2CO3)
Ống nghiệm 2:
NaAlO2 + H2O + HCl → Al(OH)3 +
NaCl
Al(OH)3 + 3HCl →AlCl3 + 3H2O
Vậy: tính axit:
HCl > Al(OH)3
H2CO3 > Al(OH)3
Kết luận:
- Al(OH)3 chỉ tác dụng với dung dịch axit
mạnh, dung dịch bazơ mạnh
- Al(OH)3 KHÔNG tác dụng với
dung dịch axit yếu, dung dịch bazơ
yếu.
* Hoạt động 13
III. Nhôm sunfat
- HS đọc SGK
- GV cho HS xem mẫu phèn chua
- GV diễn giảng thêm vì sao phèn chua
được dùng làm trong nước

* Hoạt động 14
IV. Cách nhận biết ion Al3+ trong
dung dịch
- HS đọc SGK rồi vận dụng làm bài
tập trong phần luyện tập củng cố.


HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
Thuốc thử: dung dịch NaOH dư:

kết tủa

kết tủa

keo trắng

keo trắng

không tan

tan trong dung

trong dd NaOH

dịch NaOH

Phiếu học tập số 2: bài 5/SGK: ôn luyện toán hỗn hợp
Phiếu học tập số 3: bài 8/SGK: ôn luyện toán Farađây và hiệu suất
Phiếu học tập số 4: bài 6/SGK: GV hướng dẫn học sinh làm dạng toán mới: Al(OH) 3 lưỡng tính.
Hướng dẫn về nhà: - HS ôn bài 25, 26, 27

- Chuẩn bị bài 29