Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12: Nhôm và hợp chất của nhôm

Bài 27 : NHÔM – HỢP CHẤT CỦA NHÔM
A. NHÔM
I . Vị trí và cấu hình :
* Al ở ô số 13 , nhóm IIIA , chu kì 3 trong bảng HTTH
* Cấu hình electron : 1s2 2s2 2p6 3s23p1 hay [Ne] 3s23p1 ( thu gọn ) → Al dễ nhường cả 3 e hóa trị
nên có số oxihóa +3 trong các hợp chất
II. Tính chất vật lí :
* Là kim loại màu trắng bạc , nóng chảy ở 6600C , khá mềm , dễ kéo sợi , dễ rát mỏng
* Là kim loại nhẹ , dẫn điện và dẫn nhiệt tốt
III .Tính chất hóa học : * Al là kim loại có tính khử mạnh , chỉ sau KLK ,à KLKT
* Dễ nhường 3e ở lớp ngoài cùng : Al → Al3+ + 3e
1. Tác dụng với phi kim :
a) Tác dụng với O2 → oxit : Nhôm cháy trong oxi tạo ngọn lửa sáng chói và tỏa nhiệt
t
4Al + 3O2 
→ 2Al2O3
b) Tác dụng với halogen → muối halogenua :
2Al + 3Cl2 
→ 2AlCl3
c) Tác dụng với N ( S , C , P…) → Muối nitrua …
800 C
2Al + N2 
→ 2AlN
800 C
4Al + 3C 
→ Al4C3
0

0

2. Tác dụng với axit :

a) Tác dụng với axit thường( HCl ,H2SO4 ):Nhôm dễ dàng khử ion H+ trong dung dịch axit thành H2
2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2
b) Tác dụng với axit tính oxh mạnh ( HNO3 , H2SO4 đặc ) :
Al + HNO3 → Al (NO3)3 + SP khử (N ) + H2O
t
Al + H2SO4 đặc 
→ Al2(SO4)3 + SP khử ( S ) + H2O
Chú ý : + Nhôm bị thụ động với HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội ( Do nhôm tạo lớp oxit rất
bền bảo vệ )
+ Tùy theo nồng độ của axit mà có thể tạo ra các sp khử khác nhau
0

3. Tác dụng với nước : 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
Chú ý : + Phản ứng trên nhanh chóng bị dừng lại vì Al(OH)3 không tan trong nước → do đó khi làm
toán xem như nhôm không tác dụng với H2O
+ Thực tế Al không phản ứng với nước vì trên bề mặt nhôm có lớp Al 2O3 bền vững bảo vệ
4. Tác dụng dung dịch muối : Al đẩy kim laọi yếu hơn ra khỏi dung dịch muối
2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu
5. Tác dụng với oxit kim loại ( Phản ứng nhiệt nhôm ) : Nhôm khử các oxit kim loại kém hoạt
động hơn ở nhiệt đọ cao
t
8Al + 3Fe3O4 
→ 4Al2O3 + 9Fe
t
2Al + Cr2O3 
→ Al2O3 + 2Cr
t
2Al + 3CuO 
→ Al2O3 + 3Cu
0

0

0

Trang 1


6. Tác dụng với dung dịch kiềm : Khi bỏ mảnh nhôm vào dung dịch kiềm thì :
* Lớp màng bảo vệ (Al2O3 ) tác dụng với kiềm trước :
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
* Khi lớp màng oxit bị phá hủy thì Al tiếp tục phản ứng :
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Chú ý :1-Thực tế NaAlO2 , KalO2 …chỉ tạo ra khi ở trạng thái nóng chảy ( không được tạo ra ở
dung dịch )
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ↑
( Nat ri tetra hiđroxo aluminat )
2- Al có thể pư và tan phần nào trong những dung dịch muối có tính axit và kiềm đủ mạnh như
Na2CO3 , CuSO4 …
3- Trong môi trường kiềm Al có thể khử các ion NO3- , NO2- thành NH3
Al + NO3- + OH- + H2O → AlO2- + NH3 ↑
Al + NO2- + OH- + H2O → AlO2- + NH3 ↑
IV .Trạng thái tự nhiên - ứng dụng
1. Trạng thái tự nhhiên :
* Nhôm là kimloại hoạt động mạnh nên trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất
* Nhôm là nguyên tố đứng hàng thứ 3 sau oxi và Silic về độ phổ biến trong vỏ trái đất
* Một số dạng tồn tại của Al :
+ Đất sét : Al2O3 . 2SiO2 . 2H2O
+ mica : K2O . Al2O3 .6SiO2
+ Boxit : Al2O3. 2H2O
+ Criolit : 3NaF . Al F3 …..

2.ứng dụng : ( SGK )
V . Sản xuất nhôm :
1. Nguyên liệu :
* Nguyên liệu để sản xuất mhôm là quặng boxit : Al2O3. 2H2O
* Quặng bôxit thường lẫn tạp chất là Fe2O3 và SiO2
2. Nguyên tắc :
* Khử ion nhôm Al3+ thành Al kim loại
* Nhôm được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy nhôm oxit )
3. Phương pháp : Sản xuất nhôm qua các giai đoạn sau :
* Tinh chế nhôm oxit trong quặng boxit :
- Loại bỏ oxit sắt : Cho quặng nghiền nhỏ tác dụng với dung dịch xút đặc (1800C ) ta thu được dung
dịch chứa 2 muối
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
SiO2 + 2NaOH → Na2SiO2 + H2O
- Sử lí dung dịch thu được bằng khí CO2 ta thu được Al(OH)3
NaAlO2 + CO2 + H2O → Al(OH)3 + NaHCO3
- Lọc rửa kết tủa rồi nung ở nhiệt độ cao :
900 C
2Al(OH)3 
→ Al2O3 + 3H2O
* Chuẩn bị chất điện li nóng chảy : Để giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 ( 20500C ), người ta hòa
tan Al2O3 trong criolit ( Na3AlF6 ) nóng chảy ta được hỗn hợp chất lỏng ở 9000C
ưu điểm của việc làm này :
+ Tiết kiệm năng lượng
0

Trang 2


+ Chất lỏng dẫn điện tốt hơn Al2O3 nóng chảy

+ Chất lỏng có tỉ khối nhỏ hơn Al , nổi trên mặt ngăn cản Al bị oxihóa
* Quá trình điện phân :
- ở cực âm : Al3+ bị khử thành Al : Al3+ + 3e → Al
- ở cực dương O2- bị oxihóa :
2O2- → O2 + 4e
Chú ý : ở nhiệt độ cao O2 tác dụng với điện cực dương là Cacbon :
C + O 2 → CO2
CO2 + C →2CO

B. HỢP CHẤT CỦA NHÔM
I. Nhôm oxit Al2O3 :
1-Tính chất vật lí :
*Al2O3 là chất rắn, màu trắng, không tan và không tác dụng với nước, nóng chảy ở 20500C.
*Tinh thể Al2O3 làm đồ trang sức, mặt kính …
2-Tính chất hoá học:
a )Al2O3 là hợp chất rất bền
*Nhôm oxit rất bền với nhiệt độ, tnc = 20500C
b) Al2O3 là hợp chất lưỡng tính
*T/d với dung dịch axit :
Al2O3 + H+ → Al3+ + H2O
*T/d với dung dịch bazơ :
Al2O3 + OH- → AlO2- + H2O
Chú ý : Al2O3 là oxit lưỡng tính, tác dụng với dung dịch axit mạnh và dung dịch kiềm. Dễ phản ứng
với kiềm nóng chảy :
Al2O3 + 2NaOH → 2 NaAlO2 + H2O
3- ứng dụng: (SGK)
II. Nhôm hiđroxit Al(OH)3 :
1-Tính chất vật lí :
*Al(OH)3 là chất rắn mầu trắng , kết tủa ở dạng keo
*Al(OH)3 là chất kém bền với nhiệt

2-Tính chất hoá học:
a) Al(OH)3 là hợp chất kém bền : Dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao tạo thành Al2O3
t
Al(OH)3 
→ Al2O3 + H2O
0

b) Al(OH)3 là một hidroxit lưỡng tính
*T/d với dung dịch axit : Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
*T/d với dung dịch bazơ : Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O
Chú ý : + Al(OH)3 (bazơ 3lần) và HAlO2.H2O (axit 1 lần)
+ Muối aluminat: Có ion AlO2-, chỉ bền trong dung dịch kiềm (ví dụ NaAlO2). Trong môi trường
axit yếu tạo thành Al(OH)3 kết tủa.
Ví dụ: NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3
3-Điều chế , ứng dụng:
Trang 3


a) Điều chế : Cho muối dung dịch Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm (OH-) vừa đủ hoặc dung dịch
NH3.
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
VD : Điều chế Al(OH)3 bằng phản ứng trao đổi với dung dịch NH4OH:
Al2(SO4)3 + 6NH4OH → Al(OH)3 + 3 (NH4)2SO4
b) ứng dụng (SGK)
III. Muối nhôm sunphat : Al2(SO4)3
*Muối Nhôm sunfat khan khi hoà tan vào nước toả nhiệt làm dung dịch nóng lên do bị hidrat hoá.
*Muối Nhôm được ứng dụng nhiều nhất là phèn chua: KAl(SO4)2.12H2O
hay K 2SO4. Al2(SO4)3. 24H2O
+
*Có thể thay thế Ion K bằng các Ion khác nhưng không được gọi là phèn chua.

IV : Cách nhận biết ion Al3+ của dung dịch :

Khi cho dung dịch OH- dư vào dung dịch muối nhôm
Al3+ thì xuất hiện kết tủa và sau đó kết tủa tan dung dịch kiềm dư.
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O
(tan)

Trang 4


Trang 5