BÀI 27 NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

BÀI TẬP NHÓM
MÔN: PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 12
I. Phần báo cáo
Câu 1: So sánh mức độ phản ứng của kim loại kiềm với nước. Giải thích kết quả.
Câu 2: Vì sao trong nước biển có nhiều nacl?
Câu 3: Nguyên nhân sự biến đổi không đều nhiệt độ nóng chảy của các kim loại kiềm
thổ.
Câu 4: Vì sao Nhôm bị thụ động bởi dd axit HNO3 đặc, nguội hoặc H2SO4 đặc, nguội?
Báo cáo
Câu 1: So sánh mức độ phản ứng của kim loại kiềm với nước.
Giải thích kết quả?
Trả lời:
Kim loại kiềm là những nguyên tố s, có một electron lớp ngoài cùng, ở phân lớp ns1.
Đây là electron hóa trị nằm ngoài cấu hình electron bền của các khí hiếm, nên các nguyên
tử kiềm rất dễ mất đi một electron hóa trị biến thành ion dương M+. Vì thế các kim loại
kiềm là những kim loại rất hoạt động.
Các cation của kim loại kiềm M+ có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng
trước. Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa thứ nhất nhỏ nhất so với các
kim loại khác cùng chu kỳ. Điều này chứng tỏ độ hoạt động hóa học mạnh của các kim
loại kiềm.
Các kim loại kiềm có thế điện cực rất âm, đặc biệt thế điện cực của Liti thấp nhất vì
Liti có nhiệt hidrat hóa âm nhất, vì thế chúng tương tác rất mãnh liệt với nước giải phóng
khí hidro.
Kim loại kiềm phản ứng với nước:


2M + 2 H2O

2MOH +H2

Phản ứng của Liti với nước xảy ra êm dịu, không gây nổ và không tạo thành ngọn
lửa. Trong khi đó, Na nóng chỷ thành hạt tròn nổi, chạy trên mặt nước và gây nổ khi

1


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

phản ứng với nước. Hoạt tính của K, Rb, Cs thậm chí cỏn mạnh hơn: K bốc cháy ngay,
còn Rb và Cs gây phản ứng nổ.
Như vậy, khả năng phản ứng với nước của các kim loại kiềm tăng dần từ :
Li < Na < K < Rb < Cs.

Câu 2: Vì sao trong biển có nhiều NaCl?
Trả lời:
Đại dương bao phủ hầu hết toàn bộ bề mặt Trái Đất. Lượng muối NaCl hòa tan làm
tăng 3,5% trọng lượng nước trong tất cả các đại dương.
Nguồn gốc của muối một phần xuất phát từ miệng núi lửa hoặc đá trên đáy biển.
Tuy nhiên, phần lớn muối có nguồn gốc trên đất liền. Để có thể hiểu rõ hơn, chúng ta
xem xét chu trình của nước trong tự nhiên.
Nước ngọt từ những cơn mưa không ở dạng tinh khiết 100%. Nó hòa tan CO2 (một
chất có tính axit nhẹ) trong khí quyển trên đường rơi xuống mặt đất. Sau đó, nước mưa
chảy trên mặt đất để tiếp cận với đường thoát nước trong khu vực. Tính axit của nước
mưa phá vỡ đá, thu giữ ion trong đá và mang chúng ra biển. Khoảng 90% các ion này là
natri hoặc clo. Hai loại ion này kết hợp với nhau tạo thành muối.

Nước ngọt chảy tới đại dương bị bốc hơi, tạo thành những đám mây. Tuy nhiên,
natri, clo và nhiều ion khác vẫn ở lại. Chúng tích lũy theo thời gian, hình thành nên vị
mặn đặc trưng của nước biển. Miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương tiếp tục bổ
sung thêm nhiều khoáng chất hòa tan (bao gồm cả natri và clo) đóng góp vào độ mặn tự
nhiên của biển.

2


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

Câu 3: Nguyên nhân sự biến đổi không đều nhiệt độ nóng chảy của các kim loại
kiềm thổ?
Trả lời:
Sự biến đổi nhiệt độ nóng chảy của các kim loại kiềm thổ không đều do nhiệt độ
nóng chảy chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc mạng tinh thể, cấu trúc tinh thể của kim loại
phụ thuộc vào số electron s và p độc thân trung bình trên một nguyên tử kim loại ở trạng
thái kích thích (a). Chẳng hạn Mg ở trạng thái cơ bản có cấu hình electron là 3s2 (2
electron cặp đôi), để sẵn sàng tham gia liên kết nó được chuyển lên trạng thái kích thích
với cấu hình 3s13p1 ( 2 electron không cặp đôi).
trạng thái kích thích
3s1 3p1

Mg: 3s2

Theo quy tắc của Engel và Brewer, số electron s và p độc thân trung bình trên một
nguyên tử kim loại ở trạng thái kích thích (a) :
(a) < 1,5 :

cấu trúc lập phương tâm khối

1,7 < (a) < 2,1 :

cấu trúc lục phương chặt khít

(a) ~ 4,0 :

cấu trúc kim cương

Dựa theo quy tắc trên, trong nhóm kim loại kiềm thổ chỉ có hai kim loại đầu tiên là
Be và Mg có cấu trúc lục phương chặt khít theo đúng quy tắc. Còn Ca, Sr, Ba, Ra không
theo đúng quy tắc, đều có cấu trúc lập phương tâm khối, riêng Ca và Sr còn có cấu trúc
lập phương tâm mặt. Về cấu trúc lập phương tâm khối thì có thể giải thích theo một quy
luật chung là khi số thứ tự tăng lên thì các orbital d càng có ý nghĩa quan trọng. ở trạng
thái kích thích (n-1)d ns có lợi về mặt năng lượng hơn là trạng thái ns np. Về cấu trúc
lập phương tâm mặt ở Ca và Sr thì không có cách nào giải thích đơn giản cho cấu trúc
đó.
3


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

Chính do các kim loại kiềm thổ có cấu trúc mạng lưới tinh thể khác nhau như vậy
nên dẫn đến nhiệt độ nóng chảy biến đổi không theo một quy luật nhất định. Vì vậy,
nhiệt độ nóng chảy của các kim loại kiềm thổ biến đổi không đều.
Câu 4: Tại sao Nhôm bị thu động bởi dung dịch axit HNO3 đặc nguội hoặc

H2SO4 đặc nguội?
Trả lời:
Nhôm bị thụ động bởi có lớp màng oxit bảo vệ. Khi cho Nhôm tác dụng với axit
HNO3 đặc nguội hoặc H2SO4 đặc nguội thì Al bị oxi hóa tạo ra trên bề mặt Al một màng
nhôm oxit mỏng có độ dày khoảng 20-30 micromet bảo vệ cho kim loại. Nhôm oxit này
tồn tại ở nhiều dạng thù hình khác nhau, có cấu trúc tinh thể khác nhau, ở 3 dạng thù
hình cơ bản: dạng , dạng , dạng . Trong đó dạng - Al2O3 là dạng bền hơn cả, không
tan trong nước, không tan trong axit, base. Màng oxit nhôm tạo ra khi phản ứng với
HNO3 và H2SO4 đặc nguội có dạng thù hình là anpha nên lớp màng này bền vững và
không phản ứng với các chất khác.

4


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

Phần 2: Phần giảng dạy

Bài 27: NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM (tiết 1)
A. MỤC TIÊU:
1.Kiến thức: Học sinh biết được vị trí của nhôm trong BTH, cấu tạo nguyên tử,
tính chất vật lí, tính chất hóa học của nhôm, ứng dụng và phương pháp sản xuất nhôm
2.Thái độ: Nghiêm túc, yêu thích môn Hóa học.
3. Trọng tâm:
- Đặc điểm cấu tạo nguyên tử nhôm và các phản ứng đặc trưng của nhôm
- Ứng dụng và nguyên tắc điều chế nhôm.
4. Chuẩn bị:
- Giáo viên: Giáo án, bài trình chiếu.

- Học sinh: Ôn tập kiến thức về nhôm ở lớp 9 và chuẩn bị bài mới trước khi đến lớp.
B. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
1. Ổn định tổ chức lớp: Kiểm tra sỉ số lớp
2. Tiến trình dạy - học :
a) Đặt vấn đề (3 phút): Lấy vàng đổi nhôm, nghe thật buồn cười đúng không nào?
Tuy nhiên, nếu ta quay lại vào đầu thế kỉ XIX thì điều này lại trở thành hiện thực. Các
em có biết không Napoleon III đã làm cho các quan khách ức đến phát khóc mà không
ăn uống được gì bởi trong một buổi tiệc các quan khách thì sử dụng bộ đồ ăn bằng bạc
còn nhà vua lại được sử dụng bộ đồ ăn bằng nhôm. Nhôm là kim loại như thế nào mà có
sức mê hoặc nhà vua đến thế. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu vào bài ngày hôm nay “ Nhôm
và hợp chất của Nhôm”( tiết 1).

5


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

b) Vào bài mới:
HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ

NỘI DUNG

I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu
electron nguyên tử
hình electron nguyên tử
GV: Nhôm có số hiệu nguyên tử là 13
Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1
(Z=13). Một em hãy lên bảng viết cấu hình

- Vị trí: Ô thứ 13, chu kì 3, nhóm
electron nguyên tử và vị trí của nhôm trong
IIIA.
bảng tuần hoàn?
- Trong các hợp chất, Al thường có
HS: Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1
số oxi hóa là +3
Vị trí: Ô thứ 13, chu kì 3, nhóm IIIA
GV: Trong các hợp chất, Al thường có số
oxi hóa là bao nhiêu?
HS: Trong các hợp chất, Al thường có số oxi
hóa là +3
GV: Nhôm dễ nhường cả 3 electron hóa trị
nên có số oxi hóa là +3 trong các hợp chất.

II.Tính chất vật lí
GV: Có thể nói nhôm hết sức gần gũi với
con người, nhôm đã thực sự đi vào cuộc sống bởi
những ứng dụng rất phong phú, chúng ta hãy
nhìn trên bảng chiếu những hình ảnh để đoán
xem con người đã vận dụng những tính chất vật
lí nào của nhôm.
+ Khung cửa bằng nhôm rất phổ biến, rất
được ưa chuộng bởi màu trắng bạc, đẹp, nhẹ và
bền với thời gian. Như vậy qua hình ảnh này con
người đã vận dụng tính chất vật lí nào của nhôm?
HS: Màu sắc và khối lượng riêng
GV: Để tạo ra các giấy nhôm mỏng như thế
này dùng để gói kẹo, thuốc lá,... Vậy hình ảnh
này con người đã vận dụng tính chất vật lí nào?

HS: Khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng.
GV: Chúng ta đã học tính chất vật lí chung
của kim loại, có 5 kim loại dẫn điện tốt theo thứ
tự giảm dần là: Ag,Cu, Au, Al, Fe. Al dẫn điện
tốt gấp 3 lần Fe, gấp 2/3 lần Cu, Al khá nhẹ hơn
Cu nên thường dùng làm dây cáp điện thay đồng

6

II. Tính chất vật lí
- Nhôm là kim loại màu trắng bạc.
- Có nhiệt độ nóng chảy bằng
6600C, dễ kéo sợi dễ dát mỏng.
- Nhôm là kim loại nhẹ
(D= 2,7g/cm3), dẫn điện và dẫn nhiệt
tốt.


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

GV: Hình ảnh các dụng cụ đun nấu bằng
nhôm cho ta thấy con người đã vận dụng tính
chất vật lí nào?
HS: Dẫn nhiệt tốt.
GV: Kết luận tính chất vật lí của Nhôm.
III.Tính chất hóa học

III.Tính chất hóa học

GV: Em hãy cho biết tính chất đặc trưng của
nhôm là gì?
HS: Tính khử
GV: Trong bảng hệ thống tuần hoàn, Al chỉ
đứng sau kim loại kiềm và kiềm thổ. Vậy tính
khử của Al cũng chỉ đứng sau kim loại kiềm và
kiềm thổ. Nhưng đối với các kim loại khác.
Nhôm dễ dàng cho 3 electron lớp ngoài cùng thể
hiện tính khử mạnh. Vậy tính khử mạnh của Al
thể hiện qua các phản ứng nào?
HS: Tính khử mạnh được thể hiện khi tác
dụng với phi kim, axit, oxit kim loại, nước và
dung dịch kiềm.
1, Tác dụng với phi kim
GV:Cho học sinh xem thí nghiệm nhôm tác
dụng với oxi không khí [xem video] nêu hiện
tượng và viết phương trình phản ứng?
HS: Khi đốt nóng bột nhôm cháy sáng.

*Nhận xét: Nhôm là kim loại có tính
khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm và
kiềm thổ, nên dễ bị oxi hóa thành ion
dương.
Al  Al3+ + 3e

1, Tác dụng với phi kim

Vd:
Al bền trong không khí ở nhiệt độ

thường do có màng oxit rất mỏng và
bền bảo vệ.
2Al + 3Cl2 -> 2AlCl3

GV: Khi đốt nóng bột nhôm cháy sáng trong
không khi. Phản ứng tỏa nhiều nhiệt.
GV: Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ
thường do có màng oxit rất mỏng và bền bảo vệ.
Với đặc điểm này cùng với màu trắng bạc đẹp,
nhẹ thì Nhôm và hợp kim của nó được dùng làm
các vật liệu trong việc chế tạo máy bay, tên lửa,...
2, Tác dụng với axit
GV: [chiếu video], yêu cầu HS viết PTHH,
cân bằng.
+ Với axit HCl, H2SO4 loãng.
HS: 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2
7

2. Tác dụng với axit
+ Với axit HCl, H2SO4 loãng
VD: 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 
2Al + 3 H2SO4 loãng 
Al2(SO4)3 + 3H2 


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

2Al + 3 H2SO4 loãng  Al2(SO4)3 + 3H2

+Với HNO3, H2SO4 đặc.
Al + 4 HNO3 loãng  Al(NO3)3 + NO + 2H2O
2Al + 3 H2SO4 đặc  Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
+Nhôm bị thụ động trong HNO3 đặc nguội và
H2SO4 đặc, nguội.

+ Với HNO3, H2SO4 đặc
VD:
Al + 4 HNO3 loãng  Al(NO3)3 +
NO + 2H2O
2Al + 3 H2SO4 đặc  Al2(SO4)3 +
3SO2 + 6H2O
+Nhôm bị thụ động trong HNO3 đặc
nguội và H2SO4 đặc, nguội.
3. Tác dụng với oxit kim loại
VD: 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe
2Al + 3CuO  Al2O3 + 3Cu
Phản ứng của nhôm với oxit kim loại
được gọi là phản ứng nhiệt nhôm.

3. Tác dụng với oxit kim loại
GV: Chúng ta cùng tìm hiểu 1 thí nghiệm
nữa để thấy sự độc đáo trong tính chất của nhôm.
Qua thí nghiệm này các em thử dự đoán ứng
dụng của tính chất này như thế nào?
[chiếu video phản ứng nhiệt nhôm]
Yêu cầu 1 HS lên bảng viết PTHH, cân bằng.
HS: 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe
HS: ứng dụng: hàn đường ray
GV: Khái quát lại ứng dụng này.

4. Tác dụng với nước
4. Tác dụng với nước
GV: dẫn dắt, giới thiệu khả năng phản ứng 2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2
của nhôm với nước khi có lớp màng oxit và khi Nhôm bền trong nước ở nhiệt độ
không có lớp màng oxit.
thường do có lớp màng oxit Al2O3 rất
mỏng và bền bảo vệ.
5. Tác dụng với dung dịch kiềm
5. Tác dụng với dung dịch kiềm
GV: Dẫn dắt từ tính chất tác dụng với nước, Al tác dụng với dung dịch NaOH:
[chiếu video].
2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2
Chia lớp thành 4 nhóm, các nhóm xem video và Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2
trả lời 4 câu hỏi sau:
(natri aluminat)
+Có thể có bao nhiều phản ứng đã xảy ra
trong thí nghiệm? viết PTHH?
2Al + 6H2O + 2NaOH  2NaAlO2 +
 Có 2 phản ứng xảy ra:
2H2
2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2
Hay
Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2
( 2Al + 2H2O + 2OH-  AlO2- +
3H2)
+Trong phản ứng, chất nào là chất oxi hóa?
 Chất oxi hóa: H2O
+Nhôm có phải là kim loại lưỡng tính hay
không?
 Nhôm không lưỡng tính

+Nếu thay dung dịch NaOH dư bằng dung
dịch Ba(OH)2 dư, lượng nhôm như nhau thì
lượng khí sinh ra có giống nhau hay không?
8


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

 Lượng khí sinh ra như nhau do lượng
nhôm ban đầu như nhau.
IV. ỨNG DỤNG VÀ TRẠNG
THÁI TỰ NHIÊN
1. Ứng dụng:
- Làm vật liệu chế tạo máy bay, ô
tô, tên lửa, tàu vũ trụ.
- Dùng trong xây dựng nhà cửa và
trang trí nội thất.
- Làm dây dẫn điện, dụng cụ nhà
bếp.
- Hàn đường ray.

IV, ỨNG DỤNG VÀ TRẠNG THÁI TỰ
NHIÊN
1. Ứng dụng:
GV: Dựa vào SGK, các em hãy nêu cho cô
những ứng dụng của nhôm và hợp chất của
nhôm trong đời sống ?
HS trả lời.

2. Trạng thái tự nhiên:
GV: Nhôm rất được yêu mến bởi các ngành
công nghiệp không phải chỉ bởi các tính chất ưu
việt của nhôm, mà còn một lý do nữa là nhôm
khá rẻ bởi nhôm phổ biến trong vỏ trái đất.
Chúng ta cùng xem một số hình ảnh hợp chất
của nhôm trong tự nhiên:
- Quặng boxit (Al2O3. 2H2O).
- Đất xét (Al2O3.2SiO2.2H2O).
- Mica (K2O.Al2O3.6SiO2)
- Criolit (3NaF.AlF3)
GV: Năm 1827, nhà vật lý người Đan Mạch
Ecxtet mới tìm cách đẩy nhôm ra khỏi muối
AlCl3 bằng kim loại kali rất hoạt động.
Năm 1886, một nhà bác học người Mỹ là
Saclơ Martin Hôn mới tìm cách điều chế nhôm
bằng phương pháp hiệu quả hơn là điện phân
nhôm oxit nóng chảy.
Ngày nay nhôm đã trở thành ngành công
nghiệp phát triển mạnh, sản xuất rất nhanh,
chúng ta cùng xem phần tiếp theo sản xuất
nhôm trong công nghiệp.

9

-

2. Trạng thái tự nhiên:
Quặng boxit (Al2O3. 2H2O).

Đất xét (Al2O3.2SiO2.2H2O).
Mica (K2O.Al2O3.6SiO2)
Criolit (3NaF.AlF3)


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

V. SẢN XUẤT NHÔM
1. Nguyên liệu:
GV: Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng
boxit Al2O3.2H2O. Boxit thường lẫn tạp chất
Fe2O3 và SiO2. Sau khi loại bỏ tạp chất bằng
phương pháp hóa học thu được Al2O3 gần
nguyên chất.
2. Điện phân nhôm oxit nóng chảy:
GV trình chiếu và giới thiệu sơ đồ sản xuất nhôm
trong công nghiệp.
Gv: Tại sao khi điện phân nhôm oxit nóng chảy,
người ta phải hòa tan Al2O3 trong criolit nóng
chảy? Việc này có lợi ích gì?
HS: Do nhiệt độ nóng chảy của nhôm oxit rất cao
(20500C) vì vậy phải hòa tan Al2O3 trong criolit
nóng chảy để hạ nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp
xuống 9000C.
Có lợi:
+ Tiết kiệm năng lượng.
+ Tạo được chất lỏng có tính dẫn diện tốt hơn
Al2O3 nóng chảy.

+ Hỗn hợp này có khối lượng riêng nhỏ hơn
nhôm, nổi lên trên và bảo vệ nhôm nóng chảy
không bị oxi hóa bởi O2 trong không khí.
GV kết luận.
Sơ đồ điện phân nhôm oxit nóng chảy ở các điện
cực:
Catot (-)
Al3+ +3e
2Al2O3

Anot (+)

Al2O3
Al
4 Al
(Catot)

2O

2-

O2 + 4e

+ 3 O2
(Anot)

Gv: Tại sao trong quá trình điện phân, một thời
gian sau người ta phải bổ sung điện cực ở anot?
HS: Ở anot xảy ra quá trình oxi hóa O2- thành khí
O2. 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.
GV: Rút ra kết luận.
10

V. SẢN XUẤT NHÔM
1. Nguyên liệu:
Quặng boxit Al2O3. 2H2O.

2. Điện phân nhôm oxit nóng
chảy:
- Hòa tan Al2O3 trong criolit
(3NaF.AlF3)..
-

Điện phân Al2O3 nóng chảy với
các điện cực bằng than chì.

4Al

2Al2O3

(Catot)
-

Ở anot:
C + O2
C + O2

t0

→
0
→t

CO
CO2

+ 3O2
(Anot)


GVHD: Lê Thanh Hùng

Nhóm 6-Hóa K5

4. Củng cố: Yêu cầu HS hoàn thành bài tập trắc nghiệm.
5. Dặn dò:
- Bài tập về nhà : hoàn thành bài tập SGK
- Soạn bài: Bài 21, phần B
6. Rút kinh nghiệm:
................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

11