Nhôm Al và các hợp chất của nhôm như nhôm oxit Al2O3 nhôm hidroxit Al(OH)3 hay nhôm sunfat Al2(SO4)3 có khá nhiều ứng dụng trong thực tế do nó có tính chất vật lý và tính chất hoá học đặc thù và riêng biệt.

Bạn đang xem: Al có tác dụng với nước không


Vậy nhôm và những hợp chất của nhôm là nhôm oxit, nhôm hidroxit cùng nhôm sunfat gồm những đặc điểm hoá học và đặc điểm vật lý nào đặc trưng, được pha chế và ứng dụng vào các nghành nào vào đời sống mà lại có vai trò quan trọng như vậy, họ hãy cùng khám phá qua nội dung bài viết dưới đây.

I. Vị trí của Nhôm AL vào bảng HTTH

- cấu hình e nguyên tử: 13Al: 1s22s22p63s23p1 

- Vị trí: Al thuộc ô 13, chu kì 3, nhóm IIIA.

II. Trạng thái tự nhiên và đặc thù vật lý của Nhôm

1. Trạng thái thoải mái và tự nhiên của nhôm

- Nhôm là kim loại phổ biến nhất trong vỏ trái đất. Vào tự nhiên, Al tất cả trong:

Đất sét: Al2O3.2SiO2.2H2O.Mica: K2O.Al2O3.6SiO2.2H2O.Boxit: Al2O3.nH2O.Criolit: 3NaF.AlF3 hay (Na3AlF6).

2. Tính chất vật lý của nhôm

- Mạng lập phương trọng điểm diện, dẫn điện giỏi (gấp 3 lần sắt, bởi 2/3 lần đồng), dẫn nhiệt xuất sắc (gấp 3 lần sắt); t0nc = 6600C .

- white color bạc, hơi bền cùng dai, dễ dàng kéo sợi và dát mỏng, vơi (D = 2,7 g/cm3).

- Một số hợp kim của nhôm:

Đuyra (95% Al; 4% Cu; 1% Mg, Mn, Si): nhẹ bằng 1/3 thép, cứng gần bởi thép.Silumin (gần 90% Al; 10% Si): nhẹ, bền.Almelec (98,5% Al; còn sót lại là Mg, Si và Fe) dùng làm dây cáp.Hợp kim electron (10,5% Al; 83,3% Mg còn sót lại là Zn, Mn...): chỉ nặng bằng 65% Al lại bền hơn thép, chịu đựng được sự đổi khác đột ngột của nhiệt độ trong một số lượng giới hạn lớn nên được sử dụng làm vỏ thương hiệu lửa.

III. Tính chất hoá học tập của Nhôm

- Nhôm là sắt kẽm kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim các loại kiềm với kiểm thổ nên dễ bị oxi hoá thành ion dương:

 Al → Al3+ + 3e

1. Nhôm tính năng với Phi kim

a) Nhôm tính năng với Oxi (Al + O2)

- Al chỉ làm phản ứng với oxi trên bề mặt (vì tạo nên lớp màng oxit bao phủ bề mặt, bảo đảm an toàn và bức tường ngăn Al thâm nhập phản ứng tiếp):

 2Al + 3/2O2 → Al2O3

- Bột Al cháy trong ko khí khi được đun nóng đến ngọn lửa màu sáng chói.

- mong mỏi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải sa thải lớp oxit bao trùm trên bề mặt Al (bằng biện pháp tạo lếu hỗng Al - Hg hoặc sử dụng Al bột đun nóng).

b) Nhôm tính năng với các phi kim khác

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

- Al từ bỏ bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen:

* Tổng quát: 2Al + 3X2 → 2AlX3

- Al công dụng với Clo: Al + Cl2

 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

- khi đun nóng, Al tác dụng với bột S: Al + S

 2Al + 3S 

*
Al2S3

- khi nhiệt độ rất lớn (8000C), Al kết phù hợp với C và N2: Al + C

 4Al + 3C 

*
Al4C3

2. Nhôm công dụng với nước

- Al không phản ứng cùng với nước vì được lớp oxit mỏng, bền cùng đặc khít bảo vệ. Trường hợp phá vứt lớp oxit che phủ bề mặt, Al bội phản ứng thẳng với nước.

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

- Al(OH)3 là chất kết tủa dạng keo màu trắng khi xuất hiện sẽ bao kín bề mặt của Al sắt kẽm kim loại ngăn cách không cho Al tiếp xúc với nước để phản ứng tiếp nữa. Bội phản ứng này chỉ có chân thành và ý nghĩa về mặt lý thuyết.

3. Nhôm tính năng với oxit của sắt kẽm kim loại kém chuyển động hơn (phản ứng sức nóng nhôm)

- Al khử được oxit của các kim nhiều loại đứng sau nó:

 2yAl + 3FexOy  yAl2O3 + 3xFe

- Al tác dụng với Fe2O3: Al + Fe2O3

 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe

- Al chức năng với CuO: Al + CuO

 2Al + 3CuO  Al2O3 + 3Cu

* Những xem xét khi giải bài tập về bội nghịch ứng sức nóng nhôm:

+ Nếu các thành phần hỗn hợp sau phản ứng cho chức năng với dung dịch kiềm → H2 thì Al còn dư sau bội phản ứng sức nóng nhôm hoặc công suất H của phản nghịch ứng 4. Nhôm tính năng với dung dịch axit

a) Nhôm tác dụng với dd HCl, H2SO4 loãng

- Al làm phản ứng dễ dãi với dd axit HCl, H2SO4 loãng → muối + H2↑

- chức năng với axit HCl: Al + HCl

 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

- tác dụng với axit H2SO4 : Al + H2SO4

 2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2↑

b) Nhôm tác dụng với những axit có tính oxi hóa mạnh: HNO3 loãng hoặc đặc, H2SO4 đậm đặc

- Nhôm tác dụng với HNO3: Al + HNO3

 Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3 + H2O

Ví dụ: Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

 Al + 6HNO3 đặc, nóng → Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O

- Nhôm tính năng với H2SO4: Al + H2SO4

 2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

* giữ ý:

- Al thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể cần sử dụng thùng Al để chăm chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.

- bội nghịch ứng của Al với hỗn hợp HNO3 có thể chế tác thành muối bột amoni.

5. Nhôm tính năng với dung dịch bazơ

+ Al thâm nhập phản ứng dễ dãi với các dung dịch kiềm:

- Al tác dụng với NaOH: Al + NaOH

 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑

- Al công dụng với Ba(OH)2 : Al + Ba(OH)2

 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2↑

* phương pháp phản ứng:

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

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

 + Al(OH)3 sinh ra là hiđroxit lưỡng tính chảy được trong dung dịch kiềm:

 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H­2O

 + quá trình này lặp đi lặp lại đến hết.

* Đặc biệt chú ý: ví như cho các thành phần hỗn hợp Na, K, Ba, Ca với 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 tất cả 2 trường thích hợp xảy ra:

* Trường phù hợp 1. Cả kim loại kiềm và Al gần như phản ứng hết nếu như số mol sắt kẽm kim loại kiềm ≥ số mol Al.

* Trường đúng theo 2. Kim nhiều loại kiềm làm phản ứng hết, Al dư nếu như số mol sắt kẽm kim loại kiềm 6. Nhôm tính năng với dung dịch muối

- Al đẩy được sắt kẽm kim loại đứng sau thoát ra khỏi dung dịch muối bột của chúng:

 Ví dụ: Al + CuSO4 xuất xắc Al + Cu(NO3)2

 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu↓

- phản bội ứng với muối nitrat trong môi trường kiềm:

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

- làm phản ứng với muối hạt nitrat trong môi trường xung quanh axit (giống phản nghịch ứng cùng với HNO3):

 Al + 4H+ + NO3- → Al3+ + NO↑ + 2H2O

IV. Điều chế Nhôm

1. Nguyên liệu

 Quặng boxit Al2O3 có lẫn SiO2 và Fe2O3.

2. Các giai đoạn pha trộn nhôm

- 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 ánh sáng nóng rã của Al2O3từ 20500C xuống 9000C; tăng cường độ dẫn điện vì chưng tạo thành những ion hơn; chế tác lớp bảo vệ không mang lại O2 phản ứng với Al rét chảy):

 2Al2O3 → 4Al + 3O­2↑

V. Hợp chất của Nhôm

1. Nhôm Oxit Al2O3

- hóa học rắn màu sắc trắng, ko tan và không chức năng với nước, bền theo năm tháng vững, rét chảy nghỉ ngơi 20500C.

- Tồn tại ngơi nghỉ dạng khan (emeri, corindon, kim cương (lẫn Cr2O3), saphia (lẫn TiO2 và Fe3O4) hoặc dạng ngậm nước (boxit).

a) đặc điểm hóa học của nhôm oxit

- Tính bền: Al2O3 không bị khử bởi vì H2, co ở nhiệt độ cao; Al2O3 tác dụng với C cấm đoán Al sắt kẽm kim loại mà tạo Al4C3:

 Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (> 20000C)

- Nhôm là sắt kẽm kim loại lưỡng tính:

 + Al2O3 là oxit bazơ khi công dụng với axit mạnh → muối + H2O.

 Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

 + Al2O3 là oxit axit khi công dụng với dung dịch bazơ mạnh → muối bột + H2O.

 Al2O3 + 2NaOH → NaAlO2 + H2O

hay: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na

 Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + H2O

b) Điều chế nhôm oxit

- sức nóng phân Al(OH)3:

 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

2. Nhôm hiđroxit Al(OH)3

- Nhôm hiđroxit Al(OH)3 là hóa học kết tủa keo, màu trắng.

a) tính chất hóa học của nhôm hidroxit

- hèn bền với nhiệt:

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (t0)

- Là hiđroxit lưỡng tính:

 + công dụng với axit mạnh:

 Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2­O

 + công dụng với hỗn hợp kiềm mạnh:

 Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O

 Al(OH)3 + KOH → K

b) Điều chế nhôm hidroxit

- Kết tủa Al3+:

 Al3+ + 3OH- (vừa đủ) → Al(OH)3↓

 Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+

- Kết tủa AlO2­-:

 AlO2- + CO2 + 2H2O → Al(OH)3↓ + HCO3-

 AlO2- + H+ (vừa đủ) + H2O → Al(OH)3↓

3. Muối nhôm - Nhôm Sunfat Al2(SO4)3

- muối nhôm xuất xắc gặp: phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O tốt KAl(SO4)2.12H2O

- những dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3 và Al(NO3)3 đều là những axit theo Bronstet có môi trường axit:

 AlCl3 → Al3+ + 3Cl-

 Al3+ + 3H2O ↔ Al(OH)3 + 3H+

⇒ giải thích được sự thủy phân của muối hạt Al trong số dung dịch có tính bazơ:

 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 

- phản bội ứng với hỗn hợp kiềm: (chú ý cách thức và tỷ lệ phản ứng)

 Al3+ + 3OH- → Al(OH)3

 Al3+ + 4OH- →  -

 Al(OH)3 + 3OH- →  -

- các muối aluminat NaAlO2, KAlO2, Ba(AlO2)2 và Ca(AlO2)2 đều là bazơ dung dịch có môi trường bazơ.

 AlO2- + 3H2O ↔ Al(OH)3↓ + 3OH-

 AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3↓

 Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O

VI. Bài tập về nhôm, hợp chất nhôm oxit, nhôm hidroxit

Bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học của những phản ứng tiến hành dãy thay đổi sau:

*

* giải thuật bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: 

- những phương trình bội phản ứng: 

(1) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

 (2) AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl

 (3) Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

 (4) NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓

 (5) 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O

 (6) 2Al2O3 -đpnc→ 4Al + 3O2↑

Bài 2 trang 128 SGK Hóa 12: Có nhị lọ ko ghi nhãn đựng hỗn hợp AlCl3 và hỗn hợp NaOH. Không sử dụng thêm chất nào khác, làm cầm cố nào để nhận thấy mỗi chất?

* lời giải bài 2 trang 128 SGK Hóa 12:

- mang lại hai lọ lần lượt tính năng với nhau: mang đến từ trường đoản cú dd lọ 1 vào lọ 2 nếu xuất hiện kết tủa mà lại kết tủa tan ngay thì lọ 1 là AlCl3 và lọ 2 là NaOH

 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl

 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

- Nếu mang đến từ từ bỏ dd lọ 1 vào lọ 2 mà có kết tủa sau một thời gian kết tủa bắt đầu tan thì lọ một là NaOH với lọ 2 là AlCl3

Bài 4 trang 129 SGK Hóa 12: Trong mọi chất sau, chất nào không có tính chất lưỡng tính ?

A. Al(OH)3. B. Al2O3.

C. ZnSO4. D. NaHCO3.

* giải mã bài 4 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: C. ZnSO4

- chất lưỡng tính là chất vừa chức năng được cùng với dd axit vừa chức năng được với bazơ

Bài 5 trang 129 SGK Hóa 12: Cho một lượng hỗn hợp Mg – Al chức năng với hỗn hợp HCl dư thu được 8,96 lít H2. Phương diện khác, cho lượng hỗn hợp như trên chức năng với dung dịch NaOH dư thì nhận được 6,72 lít H2. Những thể tích khí phần đa đo làm việc đktc.

Tính khối lượng của mỗi kim loại có vào lượng các thành phần hỗn hợp đã dùng.

* lời giải bài 5 trang 129 SGK Hóa 12:

- hotline x, y (mol) lần lượt là số mol Al cùng Mg trong lếu láo hợp.

- Phương trình phản ứng:

 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ (1)

x (mol) (3/2)x

 Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑ (2)

 y (mol) y

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

x (mol) (3/2)x

- khi pư cùng với NaOH chỉ gồm Al bội nghịch ứng, theo bài xích ra cùng PTPƯ (3), ta có:

 nH2 = (3/2)x = 6,72/22,4 = 0,3 (mol) (*)

- Theo bài bác ra với PTPƯ (1) và (2) thì: nH2 = (3/2)x + y = 8,96/22,4 = 0,4(mol) (**)

⇒ từ bỏ (*) với (**) ta có: x = 0,2 với y = 0,1

⇒ mAl = 0,2.27 = 5,4 (g).

⇒ mMg = 0,1.24 = 2,4 (g).

Bài 6 trang 129 SGK Hóa 12: Cho 100 ml hỗn hợp AlCl3 1M chức năng với 200ml hỗn hợp NaOH. Kết tủa tạo thành thành được thiết kế khô với nung đến trọng lượng không đổi cân nặng 2,55g. Tính nồng độ hỗn hợp NaOH ban đầu.

* giải thuật bài 6 trang 129 SGK Hóa 12:

- Theo bài ra, số mol AlCl3 là: nAlCl3 = 0,1.1 = 0,1 (mol).

 Số mol Al2O3 là: nAl2O3 = 2,55/102 = 0,025 (mol).

* có 2 trường hợp:

Trường hòa hợp 1: NaOH thiếu.

- Phương trình hoá học tập của bội nghịch ứng:

 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl (1)

0,05.3 0,05 (mol)

 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (2)

0,05 0,025 (mol)

- Theo PTPƯ (2), ta có: nAl(OH)3 = 2.nAl2O3 = 2.0,025 = 0,05 (mol).

- Theo PTPƯ (1), ta có: nNaOH = 3.nAl(OH)3 = 3.0,5 = 0,15 (mol).

⇒ CM (NaOH) = 0,15/0,2 = 0,75 (M).

Trường hợp 2: NaOH dư, phải hòa tan một trong những phần lượng kết tủa Al(OH)3

 - Phương trình hoá học tập của làm phản ứng:

 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl (1)

 0,1(mol) 0,1

 2Al(OH)3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + 3H2O (2)

 0,05(mol)

 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O (3)

 0,05 0,025 (mol)

- Theo PTPƯ (3) ta có: nAl(OH)3 = 2.nAl2O3 = 2.0,025 = 0,05 (mol).

 Như vậy sẽ có: 0,1 - 0,05 = 0,05 (mol) Al(OH)3 đã bị tổ hợp ở PTPƯ (2).

 Từ (1) với (2) số mol NaOH là: nNaOH = 3.0,1 + 0,05 = 0,35 (mol)

⇒ nồng độ mol/l C(M(NaOH))= 0,35/0,2 = 1,75 (M).

Bài 7 trang 129 SGK Hóa 12: Có 4 chủng loại bột sắt kẽm kim loại là Na, Al , Ca, Fe. Chỉ sử dụng nước làm cho thuốc thử, thì số kim loại rất có thể phân biệt được là bao nhiêu?

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

* lời giải bài 7 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: D. 4

- Trích chủng loại thử rồi đổ nước vào từng chủng loại thử

 Kim loại nào bội phản ứng mạnh khỏe với nước, chế tạo ra dung dịch trong suốt là Na

 Kim một số loại nào phản bội ứng to gan lớn mật với nước, tạo dung dịch trắng đục là Ca bởi Ca(OH)2 ít tan, kết tủa trắng

 Cho dd NaOH mang đến dư vào 2 mẫu mã thử còn lại, mẫu thử nào chức năng tạo kết tủa rồi kết tủa tan, có giải phóng khí là Al.

Xem thêm: Bài Thơ: Ánh Trăng Của Nguyễn Duy, Cảm Nhận Bài Thơ Ánh Trăng Của Nguyễn Duy

 Chất còn lại không bội nghịch ứng là Fe

- những phương trình phản ứng:

 Na + H2O → NaOH + ½H2↑

 Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

 NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 3/2H2↑

Bài 8 trang 129 SGK Hóa 12: Điện phân Al2O3 nóng tung với cái điện cường độ 9,65 A trong thời hạn 3000 giây, chiếm được 2,16 g Al. Hiệu suất của phản nghịch ứng là bao nhiêu?

A. 60% B. 70% C. 80% D. 90%

* giải thuật bài 8 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: C. 80%

- Theo đinh mức sử dụng Faraday cân nặng nhôm nhận được là

 mAl = AIt/96500n = (27.9,65.3000)/(96500.3) = 2,7(g)

⇒ năng suất là H = (2,16/2,7).100% = 80%

- đề cập lại phương pháp của định biện pháp Faraday: m=AItnF">m=AIt/nF

m - trọng lượng nhôm nhận được ở điện cựcA - Nguyên tử khối của nhôm = 27 g/molI - Cường độ cái điệnt - thời gian điện phânn - số electron của nhôm nhườngF - Hằng số Faraday (F = 96500).