Bài giảng Hóa học Lớp 12 - Chương II: Kim loại kiềm – kiềm thổ - Nhôm

Nội dung text: Bài giảng Hóa học Lớp 12 - Chương II: Kim loại kiềm – kiềm thổ - Nhôm

1. BÀI HÓA HỌC 12 Chủ đề: KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ & NHÔM CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 12 – VÔ CƠ ÔN TẬP KIỂM TRA VÀ THI TỐT NGHIỆP THPT QUỐC GIA
2. CHƯƠNG II KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM 2
3. “Nắm được sơ đồ tóm tắt” 3
4. “Nắm được ứng dụng thực tế” 4
5. 01 PHẦN A: KIM LOẠI KIỀM • Là những nguyên tố hóa học nằm ở phân nhóm chính IA • Gồm Li, Na, K, Rb, Cs, Fr* • Electron ngoài cùng là 1e • Số oxi hóa +1 • Cấu tạo kiểu lập phương tâm khối • Là những nguyên tố nhóm s “Nắm được vị trí, nguyên tố, số OXH, e ngoài” 5
6. 01 PHẦN A: KIM LOẠI KIỀM I. Tính chất vật lí (tăng giảm theo quy luật) • Nhiệt độ nóng chảy & nhiệt độ sôi thấp (giảm từ Li đến Cs) • Khối lượng riêng nhỏ • Độ cứng giảm dần (từ Li đến Cs) • Tính khử tăng dần (từ Li đến Cs) “Nắm qui tắc 2 giảm, 1 tăng” 6
7. 01 PHẦN A: KIM LOẠI KIỀM Tính chất hóa học (tính khử rất mạnh) Tác dụng với nước → base + H2 Ví dụ: Na + H2O → NaOH + ½ H2 Tác dụng với chất oxi hóa ( O2, Cl2, ) t0 t0 Ví dụ: 2K + ½ O2 ՜ K2O và 2Na + Cl2 ՜ 2NaCl Natri cháy trong môi trường không khí khô tạo natri peoxit (Na2O2) t0 2Na + O2 ՜ Na2O2 Tác dụng dd acid loãng hoặc đặc ( HCl, H2SO4, HNO3 ) → muối + H2 Ví dụ: Na + HCl → NaCl + ½ H2 (dễ nổ) Tác dụng dd muối: tạo khí & kết tủa Ví dụ: Na + CuSO4 (xem lại bài đại cương) “Nắm tính chất hóa học”
8. 01 PHẦN A: KIM LOẠI KIỀM Ứng dụng o Chế tạo những hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao o Các kim loại Na, K dùng làm chất trao đổi nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân o Kim loại Cs dùng làm tế bào quang điện o Li – Al trong kĩ thuật hàng không o Dùng trong tổng hợp hữu cơ “Nắm được 3 ứng dụng chính” 8
9. 01 PHẦN A: KIM LOẠI KIỀM Điều chế Trong tự nhiên kim loại kiềm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Để điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy muối halogenua hoặc hiđroxit của kim loại kiềm trong điều kiện không có không khí. “Phương pháp điện phân nóng chảy muối clorua của chúng” Vị trí bảng Cấu hình e Tính chất hóa học Điều chế tuần hoàn ngoài cùng đặc trưng Điện phân nóng Có tính khử mạnh chảy muối Kim loại kiềm Nhóm IA ns1 nhất trong kim loại halogenua M → M+ + e (clorua) “Nắm được bảng tóm tắt” 9
10. Natri hidroxit (NaOH) Tính chất hóa học của NaOH Là một bazơ mạnh: làm quỳ tím hóa xanh, dd phenolphthalein hóa hồng. Phản ứng với các axít tạo thành muối và nước: NaOH(dd) + HCl(dd) → NaCl(dd) + H2O Phản ứng với oxit axit: SO2, CO2 2NaOH dư + CO2 → Na2CO3 (natri cacbonat)+ H2O NaOH + CO2 dư → NaHCO3 (natri hidrocacbonat) “Phần này bài tập” “Nắm tính base, các pứ” 10 NaHCO3 còn gọi bicacbonat: thuốc tiêu mặn, trị đau dạ dày
11. Natri hidroxit (NaOH) Phản ứng thủy phân este Phản ứng với muối tạo thành bazơ mới và muối mới (điều kiện: sau phản ứng phải tạo thành chất kết tủa hoặc bay hơi): 2NaOH + CuCl2 → 2NaCl + Cu(OH)2↓ Tác dụng một số kim loại mà oxit, hidroxit của chúng có tính lưỡng tính (Al, Zn ) 2NaOH + 2Al + 2H2O → 2NaAlO2 ( natri aluminat )+ 3H2↑ 2NaOH + Zn → Na2ZnO2 ( Natri Zincat ) + H2↑ Tác dụng với hợp chất lưỡng tính: NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O “Lưu ý phản ứng” 11
12. 02 PHẦN B: KIM LOẠI KIỀM THỔ Tính chất hóa học: “tính khử mạnh” ❑ Tác dụng phi kim tạo oxit base Ví dụ: Ca + ½ O2 → CaO + H2O→ Ca(OH)2 o Các oxit BeO, MgO không tan trong nước o CaO, BaO, SrO tan trong nước tạo dd kiềm “Học thuộc” 21
13. 02 PHẦN B: KIM LOẠI KIỀM THỔ ❑ Tác dụng với nước • Ca, Sr, Ba tác dụng với nước tạo base và hidro • Mg tác dụng chậm với nước • Be không tác dụng • Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành dung dịch bazơ yếu Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + 2H2↑ Mg tác dụng mãnh liệt với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành MgO Mg + H2O → MgO + H2↑ Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao vì có lớp oxit bền bảo vệ. Nhưng Be có thể tan trong kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat “Học thuộc” 22
14. 02 PHẦN B: KIM LOẠI KIỀM THỔ ❑ Tác dụng với acid o Acid loãng HCl, H2SO4 tạo muối + H2 Ví dụ: Ba + 2HCl → BaCl2 + H2 Ca + H2SO4 → CaSO4 (ít tan) + H2 o Acid đặc (HNO3, H2SO4 đặc nóng) Ví dụ: Ca + 2HNO3 →Ca(NO3)2 + H2 4Ca + 10HNO3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 4Mg + 5H SO (đ) → 4MgSO + H S + 4H O 2 4 4 2 2 “xem phản ứng” 23
15. 02 PHẦN B: KIM LOẠI KIỀM THỔ ❑ Tác dụng với kiềm Be có khả năng phản ứng kiềm đặc Phản ứng: Be + 2NaOH → Na2BeO2 ( natri berilat ) + H2 24
16. 02 PHẦN B: KIM LOẠI KIỀM THỔ Vị trí bảng Cấu hình e Tính chất hóa học Điều chế tuần hoàn ngoài cùng đặc trưng Điện phân nóng Có tính khử mạnh chảy muối Kim loại kiềm Nhóm IA ns1 nhất trong kim loại halogenua M → M+ + e (clorua) Có tính khử mạnh Kim loại kiềm Điện phân nóng Nhóm IIA ns2 chỉ sau kim loại kiềm thổ chảy muối clorua M → M2+ + 2 e “Học thuộc” 25
17. PHẦN B: KIM LOẠI KIỀM THỔ Điều chế kim loại kiềm thổ - Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại dạng ion M2+ trong các hợp chất. - Phương pháp cơ bản là điện phân muối nóng chảy của chúng. Ví dụ: CaCl2 → Ca + Cl2↑ MgCl2 → Mg + Cl2↑ Một số phương pháp khác: + Dùng than cốc khử MgO; CaO từ đolomit bằng febositic (hợp chất Si và Fe) ở nhiệt độ cao và trong chân không. MgO + C → Mg + CO CaO + 2MgO + Si → 2Mg + CaO.SiO2 + Dùng nhôm hay magie khử muối của Ca, Sr, Ba trong chân không ở 1100◦C→1200◦C. 2Al + 4CaO → CaO.Al2O3 + 3Ca 2Al + 4SrO → SrO. Al2O3 + 3Sr 26 2Al + 4BaO → BaO. Al2O3 + 3Ba “Tham khảo”
18. PHẦN B: KIM LOẠI KIỀM THỔ Ứng dụng - Kim loại Be: làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn. - Kim loại Ca: dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép, làm khô 1 số hợp chất hữu cơ. - Kim loại Mg có nhiều ứng dụng hơn cả: tạo hợp kim có tính cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hóa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm dùng trong pháo sáng, máy ảnh. “Học cái in đậm” 27
19. Canxi hidroxit [Ca(OH)2] o Canxi hydroxit là một hợp chất hóa học với công thức hóa học Ca(OH)2. o Đầy đủ tính chất của một base o Nó là một chất dạng tinh thể không màu hay bột màu trắng, và thu được khi cho Canxi ôxít (CaO, tức vôi sống) tác dụng với nước vôi trong (gọi là tôi vôi). o Nó cũng có thể kết tủa xuống khi trộn dung dịch chứa Canxi clorua (CaCl2) với dung dịch chứa Natri hiđroxit (NaOH). o Tên gọi dân gian của canxi hiđroxit là vôi tôi hay đơn giản chỉ là vôi. Tên gọi của khoáng chất tự nhiên chứa canxi hiđroxit là portlandit. o Nó trở thành dạng sữa nếu điôxít cacbon đi qua đó, do sự kết tủa của Canxi cacbonat mới tạo ra. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O “Tham khảo” 28
20. Canxi hidroxit [Ca(OH)2] o Cải tạo độ chua của đất. o Thành phần của nước vôi, vữa trong xây dựng. o Thay thế cho Natri hiđroxit trong một số loại hóa, mỹ phẩm uốn tóc o Thuốc thử hóa học: o Trong các bể nuôi đá ngầm để bổ sung canxi sinh học cho các động vật sử dụng nhiều canxi sống trong bể như tảo, ốc, giun ống cứng và san hô (còn gọi là hỗn hợp Kalkwasser) o Trong công nghiệp thuộc da để trung hòa lượng axít dư thừa. o Trong công nghiệp lọc dầu để sản xuất các phụ gia cho dầu thô (alkilsalicatic, sulphatic, fenatic) o Trong công nghiệp hóa chất để sản xuất stearat canxi (C17H35COO)2Ca o Trong công nghiệp thực phẩm để xử lý nước (để sản xuất các loại đồ uống như rượu và đồ uống không cồn) “Tham khảo” 29
21. Canxi hidroxit [Ca(OH)2] o Để làm sạch nước biển khởi các cacbonat của canxi và magiê trong sản xuất muối dành cho thực phẩm và dược phẩm. o Chất nhồi: o Trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất dầu rắn o Trong sản xuất phanh. o Để sản xuất các hỗn hợp khô cho nghề sơn và trang trí. o Trong sản xuất các hỗn hợp cho một số loại thuốc trừ dịch hại. o Trong sản xuất một loại thuốc gọi là "Polikar" để chống lại sự thối rữa (do nấm) của rau, quả trong khi lưu giữ. o Trong dạng bột nhão có tác dụng kháng vi trùng để điều trị sâu răng “Tham khảo” 30
22. Canxi hidroxit [Ca(OH)2] Nguy hiểm • Khó thở (thở gấp) • Chảy máu trong • Hạ huyết áp • Liệt cơ xương, gây nhiễu hệ thống actin-myosin. • Tăng pH trong máu, gây tổn thương các nội tạng “Tham khảo” 31
23. Canxi hidroxit [Ca(OH)2] Điều chế Ca(OH)2 dư + CO2 → CaCO3↓ + H2O (nếu CO2 dư tạo muối acid) Tính chất hóa học ● Tác dụng với axít mạnh, giải phóng điôxít cacbon: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O ● Khi bị nung nóng, giải phóng điôxít cacbon (trên 825 °C trong trường hợp của CaCO3), để tạo ôxít canxi, thường được gọi là vôi sống: CaCO3 → CaO + CO2↑ ● Cacbonat canxi sẽ phản ứng với nước có hòa tan điôxít cacbon để tạo thành bicacbonat canxi tan trong nước. CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 ( 2 chiều )  Phản ứng này quan trọng trong sự ăn mòn núi đá vôi và tạo ra thạch nhũ, gây ra nước cứng. “Học thuộc” 32
24. Canxi cacbonat (CaCO3) Không dùng CO2 dập tắt đám cháy Mg → mà dùng cát Dùng nhiều trong ngành công nghiệp (thủy tinh, xi măng, • Chế tạo nước giải khát có gas CaCO3 gang, thép, soda, vôi, cao • Bình cứu hỏa su, ) • Nước đá khô CO2 ← + H O • Chế tạo sơn 2 • Vật liệu chịu nhiệt • Vữa xây nhà • Điều chế CaC Ca(OH) CaO 2 • Chất tẩy trắng, sát trùng 2 • Chất làm khô (clorua vôi) • Điều chế NaOH trong PTN • Thuốc thử nhận biết CO2 • Khử chua đất “Lưu ý ứng dụng” 33
25. Canxi sunfat (CaSO4) Còn gọi là thạch cao Màu trắng, ít tan trong nước Có 3 loại: ▪ Thạch cao sống: CaSO4.2H2O ▪ Thạch cao nung: CaSO4.H2O ▪ Thạch cao khan: CaSO4 Trong đó, thạch cao nung dùng để bó bột, nặng tượng, “Học thuộc” 34
26. NƯỚC CỨNG Định nghĩa: là nước chứa nhiều Ca2+ và Mg2+ trong dung dịch Phân loại: • Tạm thời: chứa Ca(HCO3)2 , Mg(HCO3)2 • Vĩnh cửu: chứa CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2 • Toàn phần: tổng hợp 2 loại trên Tác hại: • Giảm mùi vị khi nấu ăn • Làm đường ống nước bị nghẹt • Tạo lớp cặn đáy nồi, lãng phí nguyên liệu • Gặp xà phòng tạo kết tủa gây dơ bẩn quần áo “Học thuộc” 35
27. NƯỚC CỨNG 36
28. “Học thuộc” NƯỚC CỨNG Khắc phục: ✔ Nguyên tắc: “làm giảm nồng độ các cation Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng. ✔ Gồm 2 phương pháp Phương pháp hóa học (tạo kết tủa) Phương pháp trao đổi ion Nước Đun nóng cứng tạm Ca(OH)2 hay NaOH Cho nước cứng qua chất trao đổi ion thời Na2CO3 hoặc Na3PO4 thì chất này sẽ hấp thụ Ca2+ và Mg2+ Nước thế vào Na+, H+ làm mất độ cứng. cứng vĩnh Na2CO3 hoặc Na3PO4 cửu 37
29. “Học thuộc” Nhóm IA Nhóm IIA thấp Cao hơn IA Nhiệt độ nóng chảy, sôi (giảm dần từ Li՜Cs) (không theo 1 chiều) Tính cứng Mềm Cứng hơn IA Điện phân nóng chảy đ풊ệ풏 풑풉â풏 풏ó풏품 풉ả풚 4R(OH)n 4R + nO2 + 2nH2O Điều chế đ풊ệ풏 풑풉â풏 풏ó풏품 풉ả풚 2RCln 2R + nCl2 38
30. “Học thuộc” Nhóm IA Nhóm IIA 2R + 2nH2O ՜ 2R(OH)n + nH2 * Be hoàn toàn không phản ứng , Mg phản ứng chậm ở t0 thường (coi Tác dụng H2O đ풖풏 풏ó풏품 như không phản ứng): Mg + H2O hơi MgO + H2 4R + nO2 ՜ 2R2On Tác dụng O2 * Nhóm IA ở nhiệt độ cao tạo: R2O2 hoặc RO2 풕 2Mg + CO2 ՜ 2MgO + C 2Na + CuO ՜ Na2O + Cu Tác dụng oxit Không dùng CO2 dập đám cháy có Mg 39
31. Nhóm IA Nhóm IIA - 2- - Dễ bị nhiệt phân: HCO3 ՜ CO3 + CO2 + H2O - + - Muối axit (lưỡng tính): HCO3 + H ՜ CO2 + H2O - - - 2- HCO3 HCO3 + OH ՜ CO3 + H2O *NaHCO3 làm thuốc chữa dạ dày CaCO3 : đá vôi ,kém bền nhiệt Na2CO3 : soda CaCO3՜ CaO + CO2 (bền với nhiệt): tẩy sạch dầu mỡ - xâm thực vùng có đá vôi: 2- CO3 chi tiết máy, tráng kim loại, làm CaCO3 +CO2 + H2O՜ Ca(HCO3)2 thủy tinh, gốm - tạo thạch nhũ: Ca(HCO3)2 ՜ CaCO3 + CO2 +H2O Bền với nhiệt CaSO4.2H2O: thạch cao sống 2- SO4 2CaSO4.H2O: thạch cao nung: đúc tượng, tạo khuôn, phấn, bó bột CaSO4 : thạch cao khan “Học thuộc” 40
32. “lưu ý” 41
33. Kiềm Kiềm thổ Cấu • [R]ns1, nhóm IA • [R]ns2, nhóm IIA hình • Đứng đầu mỗi chu kì (trừ H) • Be, Mg, Ca, Sr, Ba • +1 Số • +2 • Dễ cho 1 e → tính khử Vị trí OXH • Dễ cho 2 e → tính khử • Tính khử tăng từ Li → Cs cấu tạo & 표 0 • Tương đối thấp (trừ Be) 푡푛 , 푡푠 Thấp, giảm dần từ Li → Cs tính • Không quy luật chất Khối vật lí • Nhỏ (Li nhỏ nhất) • Tương đối nhỏ, nhẹ hơn Al lượng • Tăng dần từ Li → Cs • Không quy luật riêng Độ • Mềm, có thể cắt bằng dao • Độ cứng thấp • Giảm dần từ Li → Cs cứng 42
34. Kiềm Kiềm thổ • Tính khử rất mạnh • Có tính khử mạnh, yếu • Tác dụng oxi tạo oxit hơn kiềm • Tác dụng khí O2 khô tạo • Khi đốt nóng, dễ bốc cháy peoxit trong không khí tạo oxit to to Tính 2Na + O2 ՜ Na2O2 2Mg + O2 ՜ 2MgO chất Phi • Li t/d với N2 ở nhiệt độ • Tác dụng Halogen hóa kim thường to học Mg + Cl2 ՜ MgCl2 6Li + N2 ՜ 2Li3N • T/d Halogen (Cl2, Br2, ) tạo muối to 2Na + Cl2 ՜ 2NaCl 43
35. Kiềm Kiềm thổ • Khử dễ dàng H+ trong dung dịch acid tạo khí H2 • Đều khử được H+ trong Acid (dễ gây nổ) dung dịch acid tạo khí H2 2Na + 2HCl ՜ 2NaCl + H Tính 2↑ chất • Ca, Sr, Ba tác dụng với nước hóa ở nhiệt độ thường tạo base • Khử được nước dễ dàng, học Ca + 2H2O ՜ Ca(OH)2 + H2 Nước giải phóng khí H2 ↑ • Mg tác dụng nước nhiệt độ 2M + 2H2O ՜ 2MOH + H2 ↑ cao • Be không tác dụng 44
36. NaOH Ca(OH)2 • Hay gọi là xút ăn da • Chất rắn màu trắng Tính chất • Chất rắn, không màu, hút ẩm • Ít tan trong nước vật lí • Tan nhiều trong nước • Gọi là nước vôi trong Tính chất Base mạnh, đủ tính chất một base tan hóa học • Chế biến dầu mỏ, luyện • Dùng để trộn vữa xây nhôm, xà phòng, Ứng dựng • Điều chế bằng điện phân dụng • Khử chua đất trồng trọt dung dịch NaCl (có màng • Sản xuất clorua vôi ngăn) 45
37. NaHCO3 Na2CO3 Vật lí tan tan • Dùng trong y học (trị đau • Nguyên liệu sản xuất thủy Ứng dạ dày) tinh, xà phòng, dụng • Công nghệ thực phẩm • Dùng trong công nghiệp sản • Chế tạo nước giải khát xuất chất tẩy rửa dầu mỡ CaCO3 CaSO4 Vật lí Không tan Ít tan • Dùng trong công nghiệp • Thạch cao nung dung để đúc thủy tinh, xi măng, gang, Ứng tượng, bó bột khi gãy xương thép, dụng • Thạch cao sống dung để sản • Điều chế Cao, CO , 2 xuất xi măng Ca(OH)2,
38. NaHCO3 Na2CO3 • Không bị phân hủy bởi nhiệt • Là muối base, tác dụng với acid • Phân hủy bởi nhiệt 2Na CO + HCl ՜ 2NaCl + CO + H O 2 3 2↑ 2 t0 • Tác dụng với các muối hoặc base Hóa 2NaHCO3 ՜ Na2CO3 + CO2 + H2O học ↑ (điều kiện sển phẩm tạo ra có kết • Chất lưỡng tính tủa hoặc khí) Tác dụng acid và base Ví dụ: Na CO + Ca(OH) ՜ 2NaOH + CaCO 2 3 2 3↓ Na CO + MgCl ՜ MgCO + 2NaCl 2 3 2 3↓ NaHCO + HCl ՜ NaCl + CO + H O 3 2↑ 2 NaHCO3 + NaOH ՜ Na2CO3 + H2O 2NaHCO3dư + Ca(OH)2 ՜ Na2CO3 + CaCO3 + 2H2O NaHCO3 + Ca(OH)2dư ՜ NaOH + CaCO3 + H2O 47
39. CaCO3 CaSO4 • Tồn tại dạng đá vôi, đá hoa, đá phấn, • Không bị phân hủy bởi nhiệt vỏ ốc, sò, hến, • Không tác dụng acid, base • Phân hủy bởi nhiệt • 3 loại: o t + Thạch cao sống: CaSO4.2H2O CaCO3 ՜ CaO + CO2 + Thạch cao nung: CaSO4.H2O • Tác dụng với acid, giải phóng khí hoặc CaCO + 2HCl ՜ CaCl + CO + H O CaSO4.0.5H2O Hóa 3 2 2 2 + Thạch cao khan: CaSO4 không học (1) tan và không tác dụng với nước CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (2) Chiều (1) là sự xâm thực (hòa tan) Chiều (2) là sự tạo thành thạch nhũ (CaCO3) trong hang động đá vôi 48
40. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Vị trí & cấu tạo • Nằm ở ô số 13, chu kì 3, nhóm IIIA. • Cấu hình electron: [Ne]3s23p1. • Số oxi hóa +3 • Đứng thứ 3 trong lớp vỏ trái đất Tính chất vật lí o Là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi & dát mỏng. o Là kim loại nhẹ o Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt “Học thuộc” 49
41. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT “Học thuộc” 50
42. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Tính chất hóa học “Có tính khử mạnh: Al → Al 3+ + 3e.” ❖ Tác dụng với phi kim Tác dụng trực tiếp nhiều phi kim: O2, Cl2, S, Ví dụ: 4Al + 3O2 (nhiệt độ) → 2Al2O3 2Al + 3Cl2 (điều kiện thường) → 2AlCl3 (bốc cháy khi tiếp xúc) 2Al + 3S (nhiệt độ) → Al2S3 ❖ Tác dụng với nước • Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có lớp Al2O3 bảo vệ • Khi phá bỏ lớp oxit trên bề mặt nhôm (hoặc tạo thành hỗn hống Al - Hg), nhôm sẽ tác dụng với nước ở nhiệt độ thường “Học thuộc” 51
43. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT ❖ Tác dụng acid Acid loãng → muối + H2 Minh họa: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 Acid đặc → muối + sản phẩm khử + H2O Minh họa: 2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 10Al + 36HNO3 loãng →10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O “Al không tác dụng với H2SO4 và HNO3 đặc nguội do thụ động hóa” “Lưu ý in đậm” 52
44. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT ❖ Tác dụng vơí oxit kim loại o Ở nhiệt độ cao Al khử được nhiều oxit kim loại như ZnO, Fe2O3, CuO, Cr2O3, .thành kim loại tự do (bằng phản ứng nhiệt luyện). o Không khử được MgO o Minh họa 2Al + 3CuO → Al2O3 + 3Cu 2Al + Fe2O3→ Al2O3 + 2Fe 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe “Phản ứng này gọi là phản ứng nhiệt nhôm” “Lưu ý in đậm” 53
45. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT ❖ Tác dụng với base tạo dd trong suốt & khí H2 sủi bọt Minh họa: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 (natri aluminat) + 3H2 ❖ Tác dụng dd muối → phản ứng kim loại đẩy kim loại Minh họa: 2Al + 3FeSO4 → Al2(SO4)3 + 3Fe “Lưu ý phản ứng” 54
46. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Ứng dụng − Làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, xe lửa, tàu vũ trụ, − Làm khung trang trí nội thất − Làm dây cáp dẫn điện thay cho đồng − Bột Al + oxit sắt (Fe2O3) tạo hỗn hợp Tecmit dùng hàng đường ray − Hợp chất Coridon Al2O3 (Rubi) tinh thể ngọc thạch cứng có pha Ti, Cr làm có màu, Al2O3 chất mài − Đất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O) − Mica (K2O.Al2O3.6SiO2), boxit (Al2O3.2H2O) → sản xuất nhôm “Học thuộc in đậm” 55
47. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Al2O3 (nhôm oxit) → lưỡng tính − Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước, trong tự nhiên tồn tại cả dạng ngậm nước và dạng khan. − Là oxit lưỡng tính nên vừa tác dụng với axit vừa tác dụng với bazơ + 3+ Al2O3 + 6H → 2Al + 3H2O. - - Al2O3 + 2OH +3H2O → 2[Al(OH)4] Minh họa axit : Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O bazo: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O − Ứng dụng: dùng để sản xuất nhôm, chế tạo đá quý; sản xuất chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơ “Học thuộc in đậm” 56
48. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Al(OH)3: nhôm hidroxit → lưỡng tính − Là chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo + 3+ − Là hiđroxit lưỡng tính: Al(OH)3 + 3H → 2Al + 3H2O. - Al(OH)3 + OH → - [Al(OH)4] 퐭 − Bị nhiệt phân hủy: 2 Al(OH)3 ՜ Al2O3 + 3H2O. − Cách tái tạo Al(OH)3 từ NaAlO2 có nhiều cách: • Dùng NH3 dư, • Khí CO2 dư, “Học thuộc” 57 • Dùng acid HCl vừa đủ
49. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Lưu ý: • Những kết tủa của Fe3+, Al3+, Cr3+, không tan trong dung dịch NH3 dư • Những chất rắn Al2S3, Fe2S3 sẽ tồn tại. Nhưng khi hòa tan vào nước sẽ xuất hiện kết tủa tương ứng và khí mùi trứng thối H2S “Học thuộc” 58
50. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT “Nắm công thức, ứng dụng” Muối nhôm sunfat: Al2(SO4)3 & phèn chua o Tan trong nước tỏa nhiệt mạnh o Ứng dụng nhiều nhất là muối sunfat kép của nhôm và kali ngậm nước (phèn chua) có công thức: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O., dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong nhuộm vải, chất làm trong nước + + + + o Phèn chua nếu thay ion K thành Li hay Na , NH4 ta được phèn nhôm 59
51. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Điều chế Dùng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất Al2O3 với xúc tác Criolit ( Na3AlF6 ) Minh họa 2Al2O3→ 4Al + 3O2 Tác dụng của Criolit ● Hạ nhiệt độ nóng chảy ● Nhẹ nổi trên mặt nước ngăn tiếp xúc môi trường xảy ra phản ứng ● Tăng tính dẫn điện, nhiệt “Học thuộc” 60
52. 03 PHẦN C: NHÔM VÀ HỢP CHẤT Cách nhận biết Al3+ dùng OH- Cho dung dịch NaOH vào từ từ cho đến dư: 3+ - o Đầu tiên xuất hiện kết tủa: Al + 3OH → Al(OH)3 o Sau đó kết tủa tan dần khi dư NaOH: - - Al(OH)3 + OH → [Al(OH)4] . (tạo aluminat) “Học thuộc” 61
53. “Học thuộc” 62
54. “Học thuộc” 63
55. 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 AlCl3 + 4NaOH → NaAlO2+ 3NaCl + 2H2O NaAlO2 + CO2 + H2O → Al(OH)3 + NaHCO3 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O H2O + NaAlO2 + HCl → Al(OH)3 + NaCl 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O 66