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

GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN
Bài 27:
NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM
(SGK Hóa học 12 cơ bản)
Tiết 46:

NHÔM

I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- HS biết:
+ Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn.
+ Cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng và phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp.
- HS hiểu:
+ Tính kim loại của nhôm.
+ Nhôm có tính khử khá mạnh: phản ứng với phi kim, dung dịch axit, nước, dung dịch kiềm, oxit kim loại.
+ Nguyên tắc và sản xuất nhôm trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy.
- HS vận dụng:
+ Viết PTHH của nhôm phản ứng với các chất.
+ Nhận biết nhôm với các chất khác bằng phương pháp hóa học.
+ Giải được bài tập: tính % khối lượng nhôm trong hỗn hợp, bài tập tổng hợp có nội dung liên quan…
+ Tính khối lượng boxit để sản xuất lượng nhôm xác định theo hiệu suất phản ứng.
+ Sử dụng và bảo quản hợp lý các đồ dùng bằng nhôm.
2. Kĩ năng
- HS có kĩ năng quan sát, phân tích thí nghiệm.
- Viết PTHH minh họa tính chất của nhôm.
- Dự đoán, kiểm tra, kết luận về tính chất hóa học của nhôm.
3. Thái độ
- HS có thêm niềm đam mê đối với môn học.
- Thái độ trật tự, nghiêm túc trong học tập.
II. Trọng tâm

- Tính khử mạnh của nhôm kim loại.
III. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Dụng cụ: ống nghiệm.
- Hóa chất: các miếng nhôm mỏng, dung dịch NaOH 2M.
1


- Phiếu học tập số 1, số 2.
2. Học sinh
- Bảng hệ thống tuần hoàn.
IV. Phương pháp
- Thuyết trình, đàm thoại gợi mở nêu vấn đề.
- Phương pháp thí nghiệm trực quan.
V. Nội dung
1. Ổn định lớp: (1’)
2. Kiểm tra bài cũ: (5’)
Câu hỏi: Viết các PTHH biểu diễn chuỗi chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện – nếu có)
(3)

(1)
(2)
(5)
��
�
�
MgCl2 ��
� Mg ��
� MgO ��
�Mg ( NO3 )2 ��� Mg (OH )2

(4)

(6))

Đáp án:
đpnc
(1)MgCl2 ��
� Mg  Cl2
1
(2) Mg  O2 ��
� MgO
2
(3) MgO  2 HNO3 ��
� Mg ( NO3 ) 2  H 2O
1
to
(4) Mg ( NO3 ) 2 ��
� MgO  2 NO2  O2
2
(5) Mg ( NO3 )2  2 NaOH ��
� Mg (OH ) 2  2 NaNO3
(6)4Mg  10 HNO3(loãng) ��
� 4Mg ( NO3 )2  NH 4 NO3  3H 2O

3. Bài mới
a. Vào bài :
Một kim loại mà được sử dụng rộng rãi và có tầm quan trọng trong cuộc sống của chúng ta, đó là kim loại gị? Mời các em
xem qua 1 số hình ảnh sau? Qua những hình ảnh đó chắc hẵn các em cũng đã đoán được đó là kim loại nhôm. Vậy nhôm có
những đặc điểm gì về cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học mà nó sử dụng trong cuộc sống như vậy. Để biết rõ hơn mời
các em đi vào bài 27: “NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM”.

b. Tiến trình bài mới:

2


Hoạt động
của giáo viên
Hoạt động 1: (3')
Vị trí trong bảng tuần
hoàn, cấu hình electron
nguyên tử.
- Yêu cầu học sinh dựa vào
bảng hệ thống tuần hoàn
xác định vị trí của Al.
- Yêu cầu học sinh viết cấu
hình electron của nhôm.
- Vì sao trong các hợp
chất, Al có số oxi hóa +3.
Từ đó nhận xét tính khử và
tính oxi hóa của nhôm.
- Kết luận: Al có tính khử
mạnh
Hoạt động 2: (2')
Tính chất vật lí
- Yêu cầu học sinh nghiên
cứu SGK và kiến thức thực
tiễn nêu tính chất vật lí
của nhôm.
Hoạt động 3: (10')
Tính chất hóa học

Hoạt động
của học sinh

Nội dung ghi bảng
I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron
nguyên tử.
1. Vị trí
- Ô số 13, nhóm IIIA, chu kì 3

- Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu
kì 3 của bảng tuần hoàn.
2. Cấu hình
27
13
27
13

2

2

6

2

Al :1s 2s 2 p 3s 3 p

1

2

1

Al :1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3 p1 hoặc [Ne]3s 2 3 p1

hoặc [Ne]3s 3 p

- Vì nhôm có 3 electron hóa trị ở lớp ngoài
cùng nên dễ nhường 3 electron để đạt cấu
hình bền vững của khí hiếm � nhôm có tính
khử mạnh.

II. Tính chất vật lí
- Rắn, màu trắng bạc, mềm, tnc0 cao.
- Kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660 0C, - Kim loại nhẹ, dẫn điện, nhiệt tốt.
khá mềm, dễ kéo sợi, dể dát mỏng.
- Kim loại nhẹ (D = 2,7g/ cm 3), dẫn điện tốt
(gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng) và dẫn
nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt).
III. Tính chất hóa học
- Tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm, kiềm thổ.
Al ��
� Al 3  3e

1. Tác dụng với phi kim

3

- Ở nhiệt độ thường hoặc
đun nóng, Al phản ứng
trực tiếp với halogen.
- Phản ứng mãnh liệt, tự
bốc cháy khi tiếp xúc bột
Al với khí Cl2.
- Yêu cầu học sinh viết
PTPƯ giữa Al với Cl2.
- Phản ứng giữa nhôm và
brom, iot tương tự, nhưng
không mãnh liệt như khi
tác dụng với clo.

a) Tác dụng với halogen
2 Al  3 X 2 ��
� 2 AlX 3

(X: Cl, Br...)

2 Al  3Cl2 ��
� 2 AlCl3

2 Al  3Cl2 ��
� 2 AlCl3

b) Tác dụng với oxi

- Khi đốt, bột nhôm cháy
trong không khí với ngọn
lửa sáng chói, tỏa nhiều

nhiệt
(H  1670kJ / mol  0) Thực tế: nhôm bền trong
không khí ở nhiệt độ
thường do có màng oxit
Al2O3 rất mỏng và bền bảo
vệ.

0

t
2 Al  3O2 ��
� 2 Al2O3

.

2. Tác dụng với axit
- Dung dịch axit loãng: Al khử ion H+ (HCl, H2SO4
(loãng)) � H2.
2 Al  3H 2 SO4 ��
� Al2 ( SO4 )3  3H 2 �

- Nhôm là kim loại hoạt
động mạnh, đứng trước
hiđro trong dãy hoạt động
hóa học →Al đẩy được H+
trong dung dịch HCl và

4

H2SO4 loãng thành H2.
- Yêu cầu học sinh viết 2 Al  3H 2 SO4 ��
� Al2 ( SO4 )3  3H 2 �
PTPƯ giữa Al với HCl và
H2SO4 loãng.
2 Al  6 HCl ��
� 2 AlCl3  3H 2 �
- Al phản ứng với dung
dịch axit mạnh: như
HNO3, H2SO4 đặc, nóng
5
thì khử N có thể tạo thành
còn

S

- Dung dịch axit mạnh: như HNO3, H2SO4 đặc,
5
nóng thì Al khử N xuống oxi hóa thấp hơn (
2, 1, 0... )còn S6 xuống ( 4, 0, 2 …)
0

5

0

3

2

t
Al  4 H N O3( loãng ) ��
� Al ( NO3 )3  N O �2 H 2O

( NO, N 2 O , N 2 , N H 4 ...)
6

2 Al  6 HCl ��
� 2 AlCl3  3H 2 �

0

6

2 Al  6 H 2 S O4

thành ( S O2 , S , H 2 S )

0

3

4

t
��
� Al 2 ( SO4 )3  3 SO2 �6 H 2O

0
6

3
4
- Yêu cầu học sinh viết
t
2 Al  6 H 2 S O4 ��
� Al 2 ( SO4 )3  3 SO2 �6 H 2O
PTPƯ giữa Al với H2SO4
0

(đặc, nóng).

- Tại sao có thể dùng thùng - Vì nhôm bị thụ động với dung dịch axit Chú ý: Nhôm bị thụ động với dung dịch axit
HNO3 và H2SO4 đặc, nguội.
nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội hoặc H2SO4 đặc, nguội.
những axit HNO3, H2SO4
đặc nguội?
Hoạt động 4 : (12’)
3. Tác dụng với oxit kim loại
Tác dụng với oxit kim loại
và tác dụng với nước
t
- Ở t0 cao, Al khử được
2 Al  Fe2O3 ��
� Al2O3  2 Fe
nhiều ion kim loại trong
oxit tạo thành kim loại tự
→ phản ứng nhiệt nhôm dùng điều chế một số kim
t
do.
2 Al  Fe2O3 ��

� Al2O3  2 Fe
loại khó nóng chảy như ( Cr, Mn, Fe…)
- Yêu cầu học sinh viết
PTPƯ giữa Al với Fe2O3 .
0

0

5


- Phản ứng này xãy ra rất
mãnh liệt và tỏa nhiều
nhiệt làm sắt nóng chảy,
nên dùng phản ứng này để
điều chế một lượng nhỏ sắt
nóng chảy khi làm đường
ray.
- Trên thực tế nhôm có
phản ứng với nước không?
Vì sao?

- Al không tác dụng được với nước, dù ở t 0 4. Tác dụng với nước
cao .
- Vì trên bề mặt của nhôm được phủ kín một 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ +3H2↑
lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn, không cho
nước và khí thấm qua.
→ phản ứng nhanh dừng lại do Al(OH) 3 tạo thành
- Khi phá bỏ lớp oxit trên
thì phủ trên bề mặt của nhôm, ngăn cản nhôm tiếp

bề mặt nhôm, hoặc tạo
xúc với nước.
thành hỗn hợp hống Al –
Hg thì Al phản ứng được
với H2O.
- Làm TNNC: Al tác dụng với dung dịch 5. Tác dụng với dung dịch kiềm
- Giới thiệu cho học sinh NaOH.
dụng cụ và hóa chất làm - Hiện tượng:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ +3H2↑
(1)
thí nghiệm: ống nghiệm,
+ Miếng nhôm tan dần.
miếng nhôm nhỏ, dung
+ Xuất hiện sủi bọt khí, khí không màu
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (2)
dịch NaOH
thoát ra.
- Yêu cầu HS làm TNNC:
+ Tạo kết tủa trắng, sau đó dung dịch có Cộng phương trình (1) và (2) :
Al tác dụng với dung dịch màu trong suốt.
NaOH theo nhóm, rồi - Giải thích và PTPƯ xảy ra:
2Al +2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
quan sát hiện tượng, giải
+Ban đầu, lớp oxit mỏng Al2O3 lưỡng tính
(natri aluminat)
thích, viết PTPƯ xảy ra và tác dụng với dung dịch kiềm :
hoàn thành vào phiếu học Al2O3 + 2 NaOH → 2NaAlO2 +H2O
tập số 1.
+Sau đó: Al tác dụng với H2O

6


2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ +3H2↑
(1)
+ Tiếp đến : Al(OH)3 lưỡng tính nên tác
dụng tiếp với NaOH.
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (2)
Cộng phương trình (1) và (2) :
2Al +2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
(Natri aluminat)
Kết luận: Nhôm tan trong
kiềm và giải phóng hiđro
→ Do đó người ta không
dùng những đồ dùng bằng
nhôm để đựng vữa vôi.
Hoạt động 5: (7’)
Ứng dụng và trạng thái
tự nhiên.
- Yêu cầu học sinh nghiên
cứu SGK và kiến thức thực
tiễn rồi nêu 1 vài ứng dụng
của Al trong sản xuất và
đời sống.

IV. Ứng dụng và trạng thái tự nhiên
1. Ứng dụng
- Vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ
- Vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu trụ….
vũ trụ….

- Xây dựng và trang trí nội thất.
- Xây dựng và trang trí nội thất.
- Dây dẫn điện, dụng cụ nhà bếp.
- Dây dẫn điện, dụng cụ nhà bếp.
- Dùng phản ứng nhiệt nhôm để làm đường ray….
- Dùng phản ứng nhiệt nhôm để làm đường
ray.
2. Trạng thái tự nhiên
- Trong tự nhiên Al tồn tại - Nhôm tồn tại ở dạng hợp chất
- Nhôm tồn tại ở dạng hợp chất: đất sét
dưới dạng nào? Kể ra 1 số - Một số hợp chất của nhôm: đất sét
(Al2O3.2SiO3.2H2O), boxit (Al2O3.2H2O)…
hợp chất của nhôm?
(Al2O3.2SiO3.2H2O), boxit (Al2O3.2H2O),
criolit (3NaF.AlF3)….
V. Sản xuất nhôm
Trong công nghiệp:
- Yêu cầu học sinh nghiên + Phương pháp: điện phân nhôm oxit nóng Phương pháp: điện phân nóng chảy nhôm oxit.

7


cứu SGK trình bày phương chảy.
pháp và nguyên liệu sản + Nguyên liệu: Quặng boxit (Al 2O3.2H2O)
xuất nhôm trong công thường có lẫn tạp chất (Fe2O3, Si2O3)
nghiệp.
- Yêu cầu học sinh dựa vào
sơ đồ thùng điện phân
Al2O3 nóng chảy (hình 6.6SGK) trình bày quá trình
điện phân nóng chảy nhôm

oxit và viết phương trình
điện phân xảy ra.

- Tạo sao trong quá trình
điện phân nóng chảy nhôm
oxit thì phải hòa tan nó
trong criolit nóng chảy?

- Chú ý: Khí O2 ở t0 cao
đốt cháy điện cực than chì
(cực dương) thành CO và
CO2 → sau 1 thời gian
phải thay thế điện cực
dương.

1. Nguyên liệu
Quặng boxit (Al2O3.2H2O) thường có lẫn tạp chất
(Fe2O3, Si2O3).
2. Điện phân nóng chảy
- Quá trình điện phân:
- Quá trình điện phân:
+ Cực âm(catot):
+ Cực âm (catot): là 1 tấm than chì nguyên
Al3+ +3e → Al
chất, xảy ra quá trình khử ion Al3+ thành Al
Al3+ +3e → Al
+ Cực dương (anot):
+ Cực dương (anot): là những khối than chì
lớn, xãy ra quá trinh oxi hóa ion O2- thành khí
2O2- → O2 +4e

O2 .
- Phương trình điện phân:
2dpnc
2O
→ O2 +4e
2 Al2O3 ���
� 4 Al  3O2
- Phương trình điện phân:
dpnc
2 Al2O3 ���
� 4 Al  3O2

+ Do Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao ( - Vai trò của criolit:
tnc= 20500C), cho criolit vào nhằm hạ nhiệt độ
+ Giảm nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp.
0
nóng chảy của hỗn hợp xuống còn 900 C giúp
+Tạo chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn.
tiết kiệm được năng lượng.
+ Bảo vệ nhôm nóng chảy không bị oxi hóa.
+ Tạo được chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn
Al2O3 nóng chảy.
+ Bảo vệ nhôm nóng chảy không bị oxi hóa
bởi O2 không khí.

8


Hoạt động 6: (5’)
Thông qua phiếu học tập số 2, HS trả lời 1 số câu hỏi TNKQ.

Câu 1: Để sản xuất nhôm trong công nghiệp người ta sử dụng phương pháp nào sau đây:
A. Điện phân nóng chảy nhôm oxit
C. Điện phân dung dịch AlCl3
B. Nhiệt luyện Al2O3 bắng CO
D. Cả 3 phương pháp trên
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng:
A. Nhôm là kim loại lưỡng tính.
B. Nhôm tác dụng được với HNO3, H2SO4 đặc, nguội.
C. Nhôm tan được trong dung dịch kiềm.
D. Trong tự nhiên, nhôm tồn tại được ở 2 dạng: đơn chất và hợp chất.
Câu 3: Trong công nghiệp để sản xuất nhôm, người ta dùng chất hợp chất nào:
A. Đất sét
C. Criolit
B. Mica
D. Quặng boxit.
Câu 4: Công thức của quặng boxit là:
A. Al2O3. 2H2O
C. Al2O3. 3H2O
B. Al2O3. H2O
D. Al2O3. 4H2O
Câu 5: Cho 7,8 g hỗn hợp Mg và Al tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng lên
7g. Số mol HCl đã tham gia phản ứng là:
A. 0,8 mol
C. 0,6 mol
B. 0,7 mol
D. 0,5 mol
ĐÁP ÁN:
Câu 1
A

Câu 2
C

Câu 3
D

Câu 4
A

Câu 5
A

Gợi ý trả lời:
Câu 5: Gọi a, b lần lượt là số mol của Mg, Al trong hỗn hợp

9


Mg + 2HCl →MgCl2 + H2
1(mol) 2(mol) 1(mol)
73 (g)
95(g) tăng 22(g)
a(mol) → 2a(mol)
→ 22a(g)
2Al +
2(mol)

6HCl →2AlCl3 + 3H2
6(mol) 2(mol)
219 (g)

267(g) tăng 48(g)
b(mol) → 3a(mol)
→ 24a(g)
Ta có hệ:
24a +27b = 7,8
a= 0,1
→
22a+ 24b= 7
b=0,2
nHCl= 3a+2b = 3.0,1+0,2.2 = 0,7(mol)

10


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Thí nghiệm

Hiện tượng

Al+ NaOH

11

Giải thích và viết PTPƯ


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Nhóm:……………Lớp:…….
Câu 1: Để sản xuất nhôm trong công nghiệp người ta sử dụng phương pháp nào sau đây:
A. Điện phân nóng chảy nhôm oxit

C. Điện phân dung dịch AlCl3
B. Nhiệt luyện Al2O3 bắng CO
D. Cả 3 phương pháp trên
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng:
A. Nhôm là kim loại lưỡng tính.
B. Nhôm tác dụng được với HNO3, H2SO4 đặc, nguội.
C. Nhôm tan được trong dung dịch kiềm.
D. Trong tự nhiên, nhôm tồn tại được ở 2 dạng: đơn chất và hợp chất.
Câu 3: Trong công nghiệp để sản xuất nhôm, người ta dùng chất hợp chất nào:
A. Đất sét
C. Criolit
B. Mica
D. Quặng boxit.
Câu 4: Công thức của quặng boxit là:
A. Al2O3. 2H2O
C. Al2O3. 3H2O
B. Al2O3. H2O
D. Al2O3. 4H2O
Câu 5: Cho 7,8 g hỗn hợp Mg và Al tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng lên
7g. Số mol HCl đã tham gia phản ứng là:
A. 0,8 mol
C. 0,6 mol
B. 0,7 mol
D. 0,5 mol

12