Sách Giải Bài Tập và SGK

Lý thuyết

I. Vị trí, cấu tạo

- Nhôm có số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3.

   - Cấu hình electron: , hay [Ne] .

   - Mạng tinh thể: nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện.

II. Tính chất vật lý

   - Nhôm là kim loại nhẹ, màu trắng bạc.

   - Nhôm rất dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt.

III. Tính chất hóa học

   Tính khử mạnh: Al →  + 3e

1. Tác dụng với phi kim

   - Với oxi: Ở  thường tạo lớp màng oxit bảo vệ. Nếu đốt bột nhôm thì sẽ phản ứng mạnh.

   Ví dụ:

   - Với phi kim khác:

      + Với ,  phản ứng ngay ở  thường tạo thành ,  phản ứng bốc cháy.

   Ví dụ:

      + Khi đun nóng, phản ứng được với , S. Khi đun nóng mạnh, phản ứng được với , C.

2. Tác dụng với axit

   - Axit thường: khử dễ dàng ion  thành .

Al + 3HCl →  + 3/2

   - Axit oxi hóa: Không tác dụng với axit ,  đặc nguội. Al tác dụng mạnh với axit  loãng,  đặc, nóng.

   Ví dụ:

3. Tác dụng với oxit kim loại – Phản ứng nhiệt nhôm

   Ở  cao, Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit như (, , CuO …) thành kim loại tự do.

   Ví dụ:

4. Tác dụng với nước

   Vật bằng nhôm không tác dụng với O ở bất kì  nào vì có lớp oxit bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp bảo vệ, nhôm khử được nước ở  thường, nhưng phản ứng nhanh chóng dừng lại vì tạo kết tủa Al.

5. Tác dụng với dung dịch kiềm

Al + NaOH + O → Na[(Al] + 3/2

   Phương trình ion thu gọn:

Al +  + O → [(Al] + 3/2

   Với chương trình cơ bản có thể viết:

Al + NaOH + O →  + 3/2

IV. Ứng dụng, điều chế

1. Ứng dụng

   - Nhôm có nhiều ưu điểm nhưng vì nó khá mềm lại kém dai nên người ta thường chế tạo hợp kim nhôm với magie, đồng, silic... để tăng độ bền.

      + Đura (95% Al, 4%Cu, 1%Mg, Mn, Si). Hợp kim đura nhẹ bằng 1/3 thép, cứng gần như thép.

      + Silumin (∼90% Al, 10%Si): nhẹ, bền.

      + Almelec (98,5% Al. còn lại là Mg, Si, Fe) dùng làm dây cáp.

      + Hợp kim electron (10,5% Al, 83,3% Mg, còn lại là Zn, Mn...), hợp kim này chỉ nặng bằng 65% Al lại bền hơn thép, chịu được sự thay đổi đột ngột nhiệt độ trong một giới hạn lớn nên được dùng làm vỏ tên lửa

   - Nhôm được dùng chế tạo các thiết bị trao đổi nhiệt và dụng cụ nấu ăn gia đình, nhôm còn được dùng là khung cửa và trang trí nội thất.

   - Bột nhôm dùng để chế tạo hỗn hợp tecmit (hỗn hợp bột Al và ), được dùng để hàn đường ray, ...

2. Điều chế

   Từ quặng boxit (..) cho tác dụng với dung dịch NaOH đặc, chất không tan là .

 + 2NaOH + O → Na[(Al]

 + 2NaOH →  + O

   Sục  dư vào hỗn hợp dung dịch Al kết tủa trở lại:

Na[(Al] +  → Al +

   Lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi:

   Điện phân nóng chảy nhôm oxit và hỗn hợp cryolit (N) ở C.

   Vai trò của cryolit:

   Giảm nhiệt độ nóng chảy của .

   Tăng khả năng dẫn điện của dung dịch điện phân.

   Tạo lớp xỉ trên bề mặt, ngăn cản quá trình oxi hóa Al của oxi.

* Một số hợp chất quan trọng

1. 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:

 + 2NaOH + O → Na[(Al]

 + 6HCl →  + O

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

 + 9C →  + 6CO

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

   - Ứng dụng:

      + Điều chế đá quý nhân tạo

      + Tinh thể  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  có độ cứng cao (emeri) được dùng làm vật liệu mài.

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

      + Ngoài ra,  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,  được điều chế bằng cách nung Al ở nhiệt độ cao 1200 – C:

   2Al →  + O

2. Nhôm hydroxit: Al(OH)3

   - Tính chất vật lý

      + Là hợp chất màu trắng, kết tủa keo, không tan trong nước, không bền nhiệt.

   - Tính chất hóa học

      + Dễ bị nhiệt phân thành nhôm oxit:

   2Al −→)  + O

      + Là hợp chất lưỡng tính, tan trong axit và bazo:

   Al +  →  + O

   Al +  → [(Al]

   - Điều chế

   Cho muối  phản ứng với dung dịch  hoặc muối

 +  + O → Al +

 +  + O → 2Al ↓ + 6NaCl +  ↑