NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM
A. NHÔM
B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM
I. Vị trí - Cấu tạo - TC vật lý
13Al: [Ne]3s2 3p1 -> Ô 13, chu kì 3, IIIA
3e lớp ngoài cùng -> xu hướng cho 3e -> số OXH: +3 trong hợp chất
Kiểu mạng tinh thể: lập phương tâm diện
dAl = 2,7g/cm3 < 5g/cm3 -> Al là kim loại nhẹ
Al màu trắng - sáng, dẫn nhiệt/điện tốt, dẻo (dễ dát mỏng, kéo sợi)
-> Được ứng dụng rỗng rãi
II. TCHH
(Al là kim loại mạnh)
1. T/d với phi kim
a) Với Halogen:
Bột Al tự bốc cháy trong khí Cl2:
2Al + 3Cl2 -to-> 2AlCl3
2. T/d với axit
3.T/d với oxit kim loại
(phản ứng nhiệt nhôm)
4. T/d với nước
5. Td với dd kiềm
b) Với oxi:
Al bền trong kk do lớp màng Al2O3 mỏng bảo vệ
Cháy trong oxi: 2Al + 3O2 -to-> Al2O3
Tan trong đ H+ (HCl, H2SO4l,...)
VD: Al + 3HCl -> AlCl3 + 3/2H2
2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2
Trong H2SO4đ,to, HNO3:
2Al + 6H2SO4đ -t0-> Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
8Al + 15H2SO4đ -to-> 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O
Al+4HNO3l-> Al(NO3)3 + NO + 2H2O
8Al + 30HNO3l -> 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3+9H2O
Al, Fe,Cr bị thụ động hóa trong ddHNO3/H2SO4 đặc, nguội
VD: Fe2O3 + 2Al -to-> Al2O3 + 3Fe
Cr2O3 + 2Al -to-> Al2O3 + 2Cr
Phản ứng nhiệt nhôm -> sx bom cháy, đ/chế kim loại khó nóng chảy, h2 tecmit (Al + Fe2O3/Fe3O4) dùng để hàn ray tàu hòa
Al không tác dụng với H2O, cả khi đun nóng
Al + NaOH + H2O -> NaAlO2 (natri aluminat) + 3/2H2
Na[Al(OH)4]
Al không phải chất lưỡng tính
III. Trạng thái TN - Ứng dụng - Sản xuất Al
Trạng thái tự nhiên:
- Al là KL mạnh, tong TN chỉ có ở dạng hợp chất
- Là nguyên tố phổ biến thứ 3 trong vỏ trái đất (Sau Si và O) => kim loại phổ biến nhất (VD: đất sét, mica, boxit, criolit)
Ứng dụng:
- Al và hợp kim đều nhẹ -> chế tạo vật liệu nhẹ, máy bay, tên lửa,...
- Dẫn điện tốt -> thay thế cho đồng
- Bền, sáng, đẹp -> dùng chế tạo chi tiết trang trí, dcu nhà bếp
- Dễ dát mỏng -> làm "giấy bạc"
- UD của phản ứng nhiệt nhôm
Sản xuất Al:
- Quặng sx nhôm (boxit: Al2O3.2H2O lẫn Fe2O3 và SiO2) -> xử lí -> Al2O3
- PTĐP: Al2O3 -đpnc-> 2Al + 3/2 O2
Pư phụ: O2 + C (+) -> hỗn hợp bay hơi (CO, CO2, O2 dư) - Do to nc Al2O3 = 2050'C -> Vai trò của criolit
Na3AlF3 -> chính: hạ thấp to nc (Al2O3) còn 900'C
-> phụ: tăng độ dẫn điện -> tăng H%/ tỉ khối nhỏ (nhẹ) -> ngăn không cho Al bị OXH
Al2O3 🚩
Al(OH)3 🚩
Tính chất vật lý
Tính chất hoá học: Oxit lưỡng tính
(Al2O3): rắn, trắng, không tan/không tác dụng với nước, nóng chảy >2050 độ c
P/ư dd Axit
P/ư dd Kiềm
Vd: Al2O3+ 6HCl -> 2AlCl3+ 3H2O
AlO3+ 6H+ -> 2Al3+ + 3H2O
Vd: Al2O3+ 2NaOH -> 2NaAlO2 (natri aluminat)+ H2O
Al2O3+ 2OH- -> 2AlO2- + H2O
Ứng dụng
Dạng Oxit ngậm nước
Thành phần chủ yếu của quặng boxit (Al2O3.2H2O)
Dạng Oxit khan
Cấu tạo tinh thể là đá quý, ít phổ biến
Chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia laze,...
Điều chế đá quý nhân tạo (hồng ngọc, Saphia)
Corindon ở dạng tinh thể trong suốt, không màu, rất rắn, chế tạo đá mài, giấy nhám
SX chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơ
Tính chất vật lý
Rắn, kết tủa dạng keo, trắng
Tính chất hoá học: Hidroxit lưỡng tính
Dễ bị nhiệt phân thành nhôm oxit
2Al(OH)3 --−tº, xt--> Al2O3 + 3H2O
Là hợp chất lưỡng tính, tan trong axit và bazo
Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + OH- → [(Al(OH)4]-
Điều chế
Cho muối Al3+ phản ứng với dung dịch NH3 hoặc muối Na2CO3
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 6NaCl + 3CO2↑
Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4+
SX nhôm
Al2(SO4)3 🚩
Tính chất vật lý
Phèn chua
K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O
KAl(SO4)2.12H2O
Ứng dụng
chất bột màu trắng, tan trong nước
Ngành thuộc da, CN giấy, chất cầm màu, chất làm trong nước
Cách nhận biết ion Al3+ 🚩
Al3+ + 3OH- -> Al(OH)3
Al(OH)3 + OH-(dư) -> AlO2- + 2H2O