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

Bạn đang xem: Nhôm tác dụng với nước


Vậy nhôm và những hợp hóa học của nhôm là nhôm oxit, nhôm hidroxit với nhôm sunfat tất cả những đặc điểm hoá học tập và đặc điểm vật lý nào quánh trưng, được pha chế và vận dụng vào các nghành nào vào đời sống mà lại có vai trò quan trọng đặc biệt như vậy, họ hãy cùng tìm hiểu qua nội dung bài viết dưới đây.

I. địa điểm của Nhôm AL vào bảng HTTH

- thông số kỹ thuật e nguyên tử: 13Al: 1s22s22p63s23p1 

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

II. Trạng thái thoải mái và tự nhiên và tính chất vật lý của Nhôm

1. Trạng thái tự nhiên và thoải mái của nhôm

- Nhôm là kim loại phổ cập nhất vào vỏ trái đất. Vào tự nhiên, Al bao gồm 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 tâm diện, dẫn điện giỏi (gấp 3 lần sắt, bởi 2/3 lần đồng), dẫn nhiệt giỏi (gấp 3 lần sắt); t0nc = 6600C .

- white color bạc, khá bền với dai, dễ kéo sợi với dát mỏng, vơi (D = 2,7 g/cm3).

- Một số hợp kim của nhôm:

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

III. đặc điểm hoá học của Nhôm

- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim các loại kiềm cùng kiểm thổ đề xuất dễ bị oxi hoá thành ion dương:

 Al → Al3+ + 3e

1. Nhôm chức năng với Phi kim

a) Nhôm chức năng với Oxi (Al + O2)

- Al chỉ bội nghịch ứng cùng với oxi trên mặt phẳng (vì tạo thành lớp màng oxit che phủ bề mặt, đảm bảo và rào cản Al thâm nhập phản ứng tiếp):

 2Al + 3/2O2 → Al2O3

- Bột Al cháy trong không khí khi được đun nóng mang lại ngọn lửa màu tươi sáng chói.

- ao ước phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải vứt bỏ lớp oxit bao trùm trên mặt phẳng Al (bằng biện pháp tạo hỗn hỗng Al - Hg hoặc dùng Al bột đun nóng).

b) Nhôm tác dụng với các phi kim khác

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

- Al tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen:

* Tổng quát: 2Al + 3X2 → 2AlX3

- Al tính năng với Clo: Al + Cl2

 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

- lúc đun nóng, Al tính năng với bột S: Al + S

 2Al + 3S 

*
Al2S3

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

 4Al + 3C 

*
Al4C3

2. Nhôm tính năng với nước

- Al không phản ứng với nước vị được lớp oxit mỏng, bền cùng đặc khít bảo vệ. Giả dụ phá bỏ lớp oxit bao che bề mặt, Al phản ứng trực tiếp với nước.

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

- Al(OH)3 là chất kết tủa dạng keo màu trắng khi hình thành sẽ bao kín mặt phẳng của Al kim loại ngăn cách quán triệt Al xúc tiếp với nước để phản ứng tiếp nữa. Phản nghịch ứng này chỉ có ý nghĩa sâu sắc về phương diện lý thuyết.

3. Nhôm chức năng với oxit của sắt kẽm kim loại kém hoạt động hơn (phản ứng nhiệt nhôm)

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

 2yAl + 3FexOy  yAl2O3 + 3xFe

- Al tính năng với Fe2O3: Al + Fe2O3

 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe

- Al công dụng với CuO: Al + CuO

 2Al + 3CuO  Al2O3 + 3Cu

* Những chú ý khi giải bài bác tập về bội phản ứng nhiệt nhôm:

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

a) Nhôm chức năng với dd HCl, H2SO4 loãng

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

- tác dụng với axit HCl: Al + HCl

 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

- công dụng với axit H2SO4 : Al + H2SO4

 2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2

b) Nhôm tác dụng với các axit tất cả tính lão 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 công dụng với H2SO4: Al + H2SO4

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

* lưu lại ý:

- Al bị động với H2SO4 đặc nguội cùng HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng Al để chăm chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.

- phản bội ứng của Al với hỗn hợp HNO3 có thể tạo thành thành muối amoni.

5. Nhôm tác dụng với dung dịch bazơ

+ Al tham gia phản ứng dễ ợt với các dung dịch kiềm:

- Al công dụng với NaOH: Al + NaOH

 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑

- Al tính năng với Ba(OH)2 : Al + Ba(OH)2

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

* phương pháp phản ứng:

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

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

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

 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H­2O

 + quy trình này lặp đi tái diễn đến hết.

* Đặc biệt chú ý: ví như cho hỗn hợp Na, K, Ba, Ca cùng 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 có 2 trường thích hợp xảy ra:

* Trường thích hợp 1. Cả sắt kẽm kim loại kiềm cùng Al phần đa phản ứng hết ví như số mol sắt kẽm kim loại kiềm ≥ số mol Al.

* Trường đúng theo 2. Kim nhiều loại kiềm phản bội ứng hết, Al dư nếu như số mol kim loại kiềm 6. Nhôm tác dụng với hỗn hợp muối

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

 Ví dụ: Al + CuSO4 hay Al + Cu(NO3)2

 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu↓

- bội nghịch ứng với muối hạt nitrat trong môi trường thiên nhiên kiềm:

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

- phản nghịch ứng với muối 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. Những giai đoạn điều chế nhôm

- làm cho 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 rét chảy Al2O3 có phương diện criolit Na3AlF6 (hạ ánh sáng nóng rã của Al2O3từ 20500C xuống 9000C; tăng cường độ dẫn điện vì chưng tạo thành những ion hơn; tạo nên lớp đảm bảo không cho O2 phản ứng với Al lạnh chảy):

 2Al2O3 → 4Al + 3O­2↑

V. Hợp hóa học của Nhôm

1. Nhôm Oxit Al2O3

- hóa học rắn màu trắng, không tan cùng không chức năng với nước, rất bền vững, rét chảy ở 20500C.

- Tồn tại sống dạng khan (emeri, corindon, đá quý (lẫn Cr2O3), saphia (lẫn TiO2 và Fe3O4) hoặc dạng ngậm nước (boxit).

a) đặc thù hóa học tập của nhôm oxit

- Tính bền: Al2O3 không bị khử vì H2, teo ở nhiệt độ cao; Al2O3 tác dụng với C quán triệt Al kim loại mà chế tạo Al4C3:

 Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (> 20000C)

- Nhôm là sắt kẽm kim loại lưỡng tính:

 + Al2O3 là oxit bazơ khi tính năng với axit mạnh → muối + H2O.

 Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

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

 Al2O3 + 2NaOH → NaAlO2 + H2O

hay: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na

 Al2O3 + 2OH- → 2AlO2- + H2O

b) Điều chế nhôm oxit

- nhiệt 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 sắc trắng.

a) tính chất hóa học tập của nhôm hidroxit

- kém bền cùng với nhiệt:

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (t0)

- Là hiđroxit lưỡng tính:

 + tính năng 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 hạt nhôm - Nhôm Sunfat Al2(SO4)3

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

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

 AlCl3 → Al3+ + 3Cl-

 Al3+ + 3H2O ↔ Al(OH)3 + 3H+

⇒ lý giải được sự thủy phân của muối bột Al trong các dung dịch có tính bazơ:

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

- bội phản ứng với dung dịch kiềm: (chú ý phương pháp và phần trăm 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 thiên nhiên 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 hóa học nhôm oxit, nhôm hidroxit

Bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học của những phản ứng thực hiện dãy đổi khác sau:

*

* giải thuật bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: 

- những phương trình phản bội 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 nhì lọ không ghi nhãn đựng hỗn hợp AlCl3 và dung dịch NaOH. Không dùng thêm hóa học nào khác, làm nỗ lực nào để nhận thấy mỗi chất?

* giải thuật bài 2 trang 128 SGK Hóa 12:

- mang lại hai lọ lần lượt công dụng với nhau: mang lại từ từ bỏ dd lọ 1 vào lọ 2 nếu mở ra kết tủa nhưng 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 cho từ từ bỏ dd lọ 1 vào lọ 2 mà tất cả kết tủa sau một thời gian kết tủa bắt đầu tan thì lọ một là NaOH cùng lọ 2 là AlCl3

Bài 4 trang 129 SGK Hóa 12: Trong số đông chất sau, hóa học nào không có tính hóa học lưỡng tính ?

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

C. ZnSO4. D. NaHCO3.

* giải thuật bài 4 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: C. ZnSO4

- chất lưỡng tính là hóa học vừa tính năng được với dd axit vừa công dụng được cùng với bazơ

Bài 5 trang 129 SGK Hóa 12: Cho một lượng các thành phần hỗn hợp Mg – Al tính năng với dung dịch HCl dư nhận được 8,96 lít H2. Khía cạnh khác, cho lượng hỗn hợp như trên tác dụng với hỗn hợp NaOH dư thì thu được 6,72 lít H2. Các thể tích khí đông đảo đo làm việc đktc.

Tính khối lượng của mỗi kim loại có vào lượng tất cả hổn hợp đã dùng.

* giải thuật bài 5 trang 129 SGK Hóa 12:

- gọi x, y (mol) theo thứ tự là số mol Al cùng Mg trong lếu hợp.

- Phương trình phản bội 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 có Al bội nghịch ứng, theo bài bác ra cùng PTPƯ (3), ta có:

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

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

⇒ từ bỏ (*) và (**) ta có: x = 0,2 cùng 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 dung dịch AlCl3 1M tính năng với 200ml hỗn hợp NaOH. Kết tủa chế tạo ra thành được gia công khô cùng nung đến cân nặng không đổi cân nặng 2,55g. Tính nồng độ hỗn hợp NaOH ban đầu.

* lời giải bài 6 trang 129 SGK Hóa 12:

- Theo bài bác 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 ngôi trường hợp:

Trường vừa lòng 1: NaOH thiếu.

- Phương trình hoá học của bội phản 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 phần lượng kết tủa Al(OH)3

 - Phương trình hoá học của bội nghịch 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 đã có: 0,1 - 0,05 = 0,05 (mol) Al(OH)3 đã bị phối hợp ở PTPƯ (2).

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

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

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

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

* giải mã bài 7 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: D. 4

- Trích mẫu mã thử rồi đổ nước vào từng mẫu thử

 Kim nhiều loại nào làm phản ứng bạo phổi với nước, chế tác dung dịch nhìn trong suốt là Na

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

 Cho dd NaOH mang đến dư vào 2 chủng loại thử còn lại, mẫu thử nào tác dụng tạo kết tủa rồi kết tủa tan, có giải phóng khí là Al.

Xem thêm: Tỉ Lệ Ăn Tỉ Số - Cược Tỷ Số Là Gì

 Chất sót lại không bội phản ứng là Fe

- các phương trình bội nghịch 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 loại điện độ mạnh 9,65 A trong thời gian 3000 giây, thu được 2,16 g Al. Công suất của phản 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 luật Faraday trọng lượng nhôm thu được là

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

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

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

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