Thuyết trình Tổ 4 12 Hóa 2

1: Minh Quân

2: Ngọc Lâm

3: Công Thành

4: Công Duy​

​Thành viên:

​1: Vị trí cấu tạo của nhôm

2: Tính chất vật lý, tính chất hóa học của Nhôm

3: Nhôm oxit

4: Nhôm hidroxit

5: ​Nhôm sunfat

6: Ứng dụng, sản xuất nhôm​

​

Mục lục:

​5: Minh Quang

6: Gia Khánh

7: Minh Dương

8: Yến Vy​

​Nhóm trưởng: Quỳnh Chi

​I. Vị trí và cấu tạo

1. Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn: Nhôm là nguyên tố hóa học thuộc nhóm IIIA, chu kì 3

​

​2. Cấu tạo của nhôm

- Cấu hình electron nguyên tử nhôm: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

- Nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện

​II.Tính chất vật lý:

-Chất rắn màu trắng bạc,dẫn điện tốt (gấp 3 lần Fe,bằng 2/3 lần Cu), dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần Fe).

-Nhẹ (D=2,7 g/cm³)

-T⁰ nóng chảy: 660^oC

-Dễ kéo sợi, dát mỏng (làm giấy gói kẹo,gói thuốc lá)

III.Tính chất hóa học:

1.T/d Phi kim

 -O2 : ở t⁰  thường, Al p/ứ ngay tuy nhiên p/ư ngưng lại do tạo màng Al2O3 mỏng, mịn, ko cho không khí và nước thấm qua.

                 2Al + O₂  Al₂O₃

 -X₂ ,N₂,S,…..H/c tương ứng

         2Al +3Br₂AlBr₃ (bùng cháy)

                 2Al +3I₂   2AlI₃ (khói tím)

                 AlN +3H₂O  Al(OH)₃ + NH3

                 AlP +3H₂O   Al(OH)₃ + PH3

                 Al₂S₃ +6H₂O 2Al(OH)₃  + 3H₂S

​2.T/d với H₂O

-Nếu phá bỏ lớp oxit trên bề mặt nhôm(hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg),thì nhôm sẽ tác dụng với nước ở nhiệt độ thường.

                   2Al+6H₂O 2Al(OH)₃ +3H₂

-Thực tế coi như không xảy ra vì trong không khí các vật bằng nhôm được bao bọc bởi Al₂O₃ mỏng,mịn,bền,không cho nước và không khí thấm qua.

-Thí nghiệm : Al tan trong Hg :Nhỏ 1 giọt Hg lên thanh Al đã đánh sạch,từ giọt Hg dẫn ra những bột màu sáng là Al₂O₃

+Giải thích : Hg tạo với nhôm một hỗn hống ( hiểu nôm na là hợp kim Hg-Al trong đó Al tan trong Hg lỏng), hỗn hống này ngăn không cho tạo ra màng oxit nhôm liên tục. Tuy nhiên, hỗn hống này không thể phủ kín toàn bộ bề mặt miếng nhôm nên sẽ có những điểm trên miếng Al mà tại đó, Al bị oxi hóa bởi oxi không khí. Tại các điểm đó, Al2O3 làm cho nhôm trông giống như bị mọc "lông tơ"

3.T/d với axit

-Al + 3H⁺  Al³⁺ +H₂

-Al + HNO₃(loãng ; đặc,nóng)   Al(NO₃)₃ + NO/NO₂  + H₂O

            H₂SO4(đặc,nóng)   Al₂(SO4)₃ + SO₂ + H₂O

-Al bị thụ động bởi dung dịch axit HNO₃ đặc,nguội.Vì vậy,có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở axit đặc,nguội nói trên.

 

​4. Tác dụng với dung dịch muối

-Al đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi muối của nó

          2Al + 3CusO_4­ =>  Al₂(SO4)₃ + 3Cu

          Al + 3AgNO₃ -> Al(NO₃)₃  + 3Ag

          2Al + 3FeSO₄ => Al₂(SO₄)₃ + 3Fe

5. Tác dụng với kiềm:

Al + 3H₂O => Al(OH)₃ + H₂

                       Al(OH)₃ + NaOH  => NaAlO₂ + H₂O

=> 2Al    +           2NaOH       +          H₂O    ->       NaAlO₂ +         3H­₂

 (chất khử)      (môi trường)     (chất oxh)

=>  Al + OH^- + H₂O -> AlO₂^-  + H₂

=> Al₂O₃  + 2OH^- -> 2AlO₂^- + H₂O

=> Al(OH)₂ + OH^- -> AlO₂^- + H₂O

6. Phản ứng nhiệt nhôm

- Al chỉ khử được các oxit từ Zn trở đi

 8Al + 3Fe₃O₄ -> 4Al₂O₃ + 9Fe         => Hỗn hợp Tecmit dùng để hàn đường ray

2Al + Cr₂O3 -> Al₂O3 + 2Cr   => điều chế Crom

2Al + 3CuO -> Al₂O₃ + 3Cu

=> Các phản ứng thường tỏa nhiệt cao

​

Multiple Choice

Câu 1: Cho từ từ tới dư dung dịch chất X vào dung dịch AlCl3 thu được kết tủa keo trắng. Chất X là:

• HCl

• NH3

• NaOH

• KOH

Multiple Choice

Câu 2: Phát biểu nào không đúng?

• Al và Fe đều bị thụ động hóa trong dung dịch H2SO4 đặc nguội

• Al có tính khử mạnh hơn Fe

• Al dẫn điện tốt hơn Fe

• Al và Fe đều phản ứng với dung dịch HCl theo cùng tỉ lệ mol

Multiple Choice

Câu 3: Trộn kim loại Al với bột oxit ( gọi là hỗn hợp tecmit) để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng để hàn đường ray tàu hỏi, oxit X là?

• Oxit của Mg

• Oxit của Cu

• Oxit của Fe

• Oxit của Al

​CÁC HỢP CHẤT CỦA NHÔM

​IV. Nhôm oxit: Al2O3

    - Tính chất vật lý

        +) Màu trắng, bền với nhiệt, không nóng chảy.

        +) Không tác dụng với nước, không tan trong nước.

    - Tính chất hóa học

        +) Là oxit lưỡng tính : phản ứng với kiềm nóng chảy và dung dịch axit:

    Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → Na[(Al(OH)4]

    Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

        +) Vì rất bền nên Al2O3 rất khó bị khử thành kim loại: Khử Al2O3 bằng C không cho Al mà thu được Al4C3:

    PTHH: Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO

        +) Al2O3 không tác dụng với H2, CO ở bất kì nhiệt độ nào.

   

​- Ứng dụng:

     +) Điều chế đá quý nhân tạo

     +) Tinh thể Al2O3 còn được dùng để chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác như chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia laze,…

  +) Bột Al2O3 có độ cứng cao (emeri) được dùng làm vật liệu mài.

  +) Phần chủ yếu nhôm oxit được dùng để điều chế nhôm.

+) Ngoài ra, Al2O3 còn được dùng làm vật liệu chịu lửa: chén nung, ống nung và lớp lót trong các lò điện. Nhôm oxit tinh khiết còn được dùng làm ximăng tram răng.

​

- Điều chế: Trong công nghiệp, Al2O3 được điều chế bằng cách nung Al(OH)3- ở nhiệt độ cao 1200 – 1400oC:

    PTHH: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

​CÁC TRƯỜNG HỢP PHẢN ỨNG AL2O3 NAOH

1. AL2O3 + NAOH -> NAALO2

Al2O3 + 2NaOH → H2O + 2NaAlO2

Điều kiện phản ứng: 900 - 1100°C

Cách thực hiện: cho Al2O3 tác dụng với NaOH.

Hiện tượng nhận biết: Chất rắn màu trắng của nhôm oxit (Al2O3) tan dần trong dung dịch.

​

2. AL2O3 + NAOH + H2O

Al2O3 + 3H2O + 2NaOH → 2NaAl(OH)4

Điều kiện phản ứng: NaOH đặc nóng.

Cách thực hiện: cho Al2O3 tác dụng với NaOH.

Hiện tượng nhận biết: Phương trình không có hiện tượng nhận biết đặc biệt. Quan sát chất sản phẩm NaAl(OH)4 được sinh ra

​

​Tính Vdd NaOHcần cho vào dd Al3+để xuất hiện lượng kết tủa theo yêu cầu:

+) nOH-= 3nktủa

+) nOH-= 4nAl3+– nktủa

​

Tính Vdd HClcần cho vào dd Na[Al(OH)]4(hoặc NaAlO2) để xuất hiện lượng kết tủa theo yêu cầu :

+) nH+= nktủa

+) nH+= 4nNa[Al(OH)]4-– 3nktủa

Multiple Choice

Câu 4: Các dung dịch nào sau đây đều có tác dụng với Al2O3?

• Na2SO4, HNO3

• HNO3, KNO3

• HCl, NaOH

• NaCl, NaOH

Multiple Choice

Câu 5: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,27 gam bột nhôm và 2,04 gam bột Al2O3 trong dung dịch NaOH dư thu được dung dịch X. Cho CO2 dư tác dụng với dung dịch X thu được kết tủa X1 , nung X1 ở nhiệt độ cao đến khi lượng không đổi thu được chất rắn X2, biết H = 100%, khối lượng X2 là

• 2,04

• 2,55

• 2,31

• 3,06

V: Nhôm hidroxit

1. Tính chất vật lí: Là chất kết tủa keo, màu trắng, không tan trong nước, dễ bị nhiệt phân hủy

 

2. Tính chất hóa học:

- Tính không bền với nhiệt, dễ bị nhiệt phân thành nhôm oxit :

2Al(OH)₃  →   Al₂O₃  +  3H₂O (t0)

- Là hợp chất lưỡng tính, tan trong axit và bazo

Al(OH)₃  +  3HCl  →   AlCl₃   +  3H₂O

Al(OH)₃  +  NaOH   →    Na[Al(OH)4][Al(OH)4]

 

3. Điều chế: Cho muối nhôm phản ứng với dung dịch NH₃ hoặc muối Na₂CO₃ :

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

 ​

​4. Công thức liên quan

a. Dạng OH^- vs Al³⁺

- Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch chứa a mol muối Al³⁺

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa tăng dần đến cực đại sau đó tan dần đến hết

- Phản ứng xảy ra

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃

Al(OH)₃ + OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

​

​

​

​

​

​

​

- Công thức

       +) n_{↓cực đại} = a khi đó n_OH^- = 3a

       +) Nếu 0 < n↓ < a thì có 2 trường hợp của OH^-

       => TH1(đường màu cam): n↓ tạo ra chưa cực đại n_OH^- = 3n↓

     => TH₂ (đường màu xanh): n↓ đạt cực đại sau đó lại tan khi đó n_OH^- = 4a – n↓​

​

​

​

​

​

​

b. Dạng AlO₂^- vs H⁺

- Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa b mol AlO₂^-

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa tăng dần đến cực đại, sau đó tan cho đến hết

- Phản ứng xảy ra:

AlO₂^- + H⁺ + H₂O → Al(OH)₃

Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O​

​

​

​

​

​

​

​​

​

- Công thức

+) n_{↓cực đại} = b khi đó n_H⁺ = b

+) 0 < n ↓ < b khi đó có 2 trường hợp:

        => TH1(đường màu cam): Kết tủa chưa đạt cực đại: n_↓ = n_H⁺

       => TH₂ (đường màu xanh): Kết tủa đạt cực đại sau đó bị H⁺ hòa tan: n_H⁺ = 4b – 3n↓

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Multiple Choice

Câu 6: Câu phát biểu nào sau đây không đúng về tính chất vật lý của nhôm:

• Nhôm là kim loại nhẹ, màu trắng bạc và có nhiệt độ nóng chảy không cao lắm

• Nhôm rất dẻo có thể dát thành từng lá nhôm rất mỏng

• Nhôm có cấu tạo mạng lập phương tâm diện, mật độ electon tự do tương đối lớn nên khả năng dẫn điện tốt

• Nhôm có khả năng dẫn điện tốt hơn Cu nhưng dẫn điện kém hơn Ag

Multiple Choice

Câu 7: Trường hợp nào không có sự tạo thành Al(OH)3 ?

• Cho dd NH3 vào dd Al2(SO4)3.

• Cho Al2O3 vào nước

• Cho Al4C3 vào nước

• Cho dd Na2CO3 vào dd AlCl3

Multiple Choice

Câu 8: Cho hỗn hợp gồm AlCl₃ và ZnCl₂ tác dụng với dung dịch NH₃ dư thu được kết tủa X. Lọc lấy X rồi đem nung thu được chất rắn Y. Cho khí H₂ dư đi qua Y nung nóng thu được chất rắn gồm

• Al và Zn

• Al2O3

• Al và ZnO

• Al2O3 và Zn

​VI. Nhôm Sunfat Al2(SO4)3

- Thường tồn tại ở dạng muối kép

M₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O viết gọn là MAl(SO₄)₂.12H₂O

- M là K⁺, KAl(SO₄)₂.12H₂O là phèn chua

- M là Li⁺, NH₄⁺, Na⁺, ta được các muối kép có tên chung là phèn nhôm

- Phèn chua được dung trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy (làm cho giấy không thấm nước), chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm vải, chất làm trong nước đục

=> Giải thích phèn chua dùng làm trong nước :

Khả năng thủy phân mạnh  Al³⁺ + 3H₂O ↔ Al(OH)₃ + 3H⁺

​VII. Cách nhận biết ion Al³⁺ trong dung dịch

Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư chứng tỏ có Al³⁺

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃↓

Al(OH)₃ + OH^- → [Al(OH)₄]^-

​

Multiple Choice

Câu 9: Tại sao phèn chua có tác dụng làm trong nước ?

• Phèn chua phản ứng với các chất bẩn thành các chất tan trong nước.

• Phèn chua chứa các ion K⁺, Al³⁺, SO₄^2- có thể hấp phụ các chất lơ lửng trong nước.

• Khi hòa tan trong nước, phèn chua thủy phân ra ion H⁺, ion này hấp phụ rất tốt các chất lơ lửng trong nước.

• Khi hòa tan trong nước, phèn chua thủy phân ra Al(OH)₃. Al(OH)₃ với bề mặt phát triển, hấp phụ các chất lơ lửng trong nước, kéo chúng cùng lắng xuống dưới.

Multiple Choice

Câu 10: Khi cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na[Al(OH)₄] thì hiện tượng xảy ra là:

• Ban đầu xuất hiện kết tủa keo trắng, sau một thời gian kết tủa tan dần.

• Ban đầu không có hiện tượng gì, sau một thời gian xuất hiện kết tủa keo trắng.

• Xuất hiện kết tủa keo trắng.

• Không có hiện tượng gì xảy ra.

Multiple Choice

Câu 11: Những vật dụng bằng nhôm không bị gỉ khi để lâu trong không khí vì bề mặt của những vật dụng này có một lớp màng. Lớp màng này là ?

• Al₂O₃ rất mỏng, bền và mịn, không cho nước và khí thấm qua.

• Al(OH)₃ không tan trong nước đã ngăn cản không cho Al tiếp xúc với nước và không khí.

• Hỗn hợp Al₂O₃ và Al(OH)₃ đều không tan trong nước đã bảo vệ nhôm.

• Nhôm tinh thể đã bị thụ động hóa bởi nước và không khí.

VIII: ​Ứng dụng và sản xuất

​1. Ứng dụng

- Người ta dùng nhôm để chế tạo vỏ máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ do đặc tính nhẹ, bền với không khí và nước

- Làm dây dẫn điện cao áp, đồ nội thất, làm vật trao đổi nhiệt

- Chế tạo hỗn hợp tecmit (Al và Fe₂O₃) được dùng để hàn gắn đường ray.

​2. Sản xuất

- Nguyên liệu: quặng boxit Al₂O_3.2H₂O lẫn tạp chât SiO₂ và Fe₂O₃

- Tinh chế quặng: Quặng + NaOH_{(đặc nóng)}:

            Al2O3 + 2NaOH à 2NaAlO2 + H2O

          2NaOH + SiO2 à Na2SiO3 +H2O

          => lọc bỏ Fe2O3

- Sục CO2 vào dung dịch tạo thành:

          NaAlO2 + CO2 + 2H2O à NaHCO3 + Al(OH)3

- Lọc kết tủa rồi nung à Al2O3

- Điện phân nóng chảy: Al2O3 à 4Al + 3O2 (Xúc tác criolit: Na3AlF6)  

   Mục đích cho criolit:

  +) Giảm t⁰ nóng chảy ( từ 2050^o Cà900^o C) => tiết kiệm năng lượng.

  +) Tăng tính dẫn điện.

  +) Do khối lượng riêng hỗn hợp < khối lượng riêng Alà nôi lên bề mặt, bảo vệ nhôm khỏi tiếp xúc với O2 không khí.

 

 

 

Multiple Choice

Câu 12: Hỗn hợp tecmit được dùng để hàn gắn đường ray tàu hỏa. Hỗn hợp gồm Al và chất nào dưới đây:

• FeO

• Fe2O3

• Fe3O4

• Fe

Multiple Choice

Câu 13: Criolit dùng trong khi điện phân nóng chảy Al2O3 có công thức là:

• NaAlO2

• Na3AlF6

• AlF3

•  K3AlF6

Multiple Choice

Câu 14: Criolit (còn gọi là băng thạch) được thêm vào Al2O3 trong quá trình điện phân Al2O3 nóng chảy để sản xuất nhôm. Criolit không có tác dụng nào sau đây?

• Bảo vệ điện cực khỏi bị ăn mòn.

• Giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3.

• Tạo lớp ngăn cách không cho Al tác dụng trực tiếp với O2.

• Tăng độ dẫn điện của Al2O3 nóng chảy.