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 rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn do nó có tính chất vật lý và đặc điểm hoá học đặc trưng và riêng biệt biệt.

Bạn đang xem: Nhôm tác dụng với nước


Vậy nhôm và những hợp hóa học của nhôm là nhôm oxit, nhôm hidroxit và nhôm sunfat có những đặc điểm hoá học và đặc thù vật lý nào đặc trưng, được pha trộn và ứng dụng vào các nghành nghề nào vào đời sống và lại có vai trò quan trọng như vậy, chúng ta hãy cùng khám phá qua bài viết dưới đây.

I. địa điểm của Nhôm AL vào bảng HTTH

- cấu hình e nguyên tử: 13Al: 1s22s22p63s23p1 

- Vị trí: Al ở trong ô 13, chu kì 3, team IIIA.

II. Trạng thái thoải mái và tự nhiên và đặc điểm vật lý của Nhôm

1. Trạng thái tự nhiên và thoải mái của nhôm

- Nhôm là kim loại phổ cập nhất vào vỏ quả đất. Trong tự nhiên, Al có trong:

Đất sét: Al2O3.2SiO2.2H2O.Mica: K2O.Al2O3.6SiO2.2H2O.Boxit: Al2O3.nH2O.Criolit: 3NaF.AlF3 hay (Na3AlF6).

2. đặc thù vật lý của nhôm

- Mạng lập phương trung khu diện, dẫn điện giỏi (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng), dẫn nhiệt xuất sắc (gấp 3 lần sắt); t0nc = 6600C .

- màu trắng bạc, tương đối bền với dai, dễ dàng kéo sợi cùng dát mỏng, vơi (D = 2,7 g/cm3).

- Một số kim loại tổng hợp 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) sử dụng làm dây cáp.Hợp kim electron (10,5% Al; 83,3% Mg còn lại là Zn, Mn...): chỉ nặng bằng 65% Al lại bền hơn thép, chịu đựng được sự biến đổi đột ngột của nhiệt độ trong một số lượng giới hạn lớn nên được dùng làm vỏ thương hiệu lửa.

III. đặc điểm hoá học của Nhôm

- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm với kiểm thổ yêu cầu dễ bị oxi hoá thành ion dương:

 Al → Al3+ + 3e

1. Nhôm chức năng với Phi kim

a) Nhôm công dụng với Oxi (Al + O2)

- Al chỉ phản nghịch ứng với oxi trên bề mặt (vì tạo thành lớp màng oxit bao che bề mặt, bảo đảm an toàn và ngăn cản Al thâm nhập phản ứng tiếp):

 2Al + 3/2O2 → Al2O3

- Bột Al cháy trong không khí lúc được đun nóng mang đến ngọn lửa sáng màu chói.

- mong mỏi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải đào thải lớp oxit che phủ trên bề mặt Al (bằng biện pháp tạo lếu láo hỗng Al - Hg hoặc sử dụng Al bột đun nóng).

b) Nhôm chức năng với các phi kim khác

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

- Al trường đoản cú bốc cháy lúc tiếp xúc với các halogen:

* Tổng quát: 2Al + 3X2 → 2AlX3

- Al chức năng với Clo: Al + Cl2

 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

- lúc đun nóng, Al tác dụng với bột S: Al + S

 2Al + 3S 

*
Al2S3

- lúc nhiệt độ không nhỏ (8000C), Al kết hợp với C cùng N2: Al + C

 4Al + 3C 

*
Al4C3

2. Nhôm công dụng với nước

- Al ko phản ứng với nước vày được lớp oxit mỏng, bền và đặc khít bảo vệ. Nếu như phá bỏ lớp oxit bao phủ bề mặt, Al bội nghịch ứng trực tiếp với nước.

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

- Al(OH)3 là chất kết tủa dạng keo màu trắng khi có mặt sẽ bao kín bề mặt của Al sắt kẽm kim loại ngăn cách không cho Al tiếp xúc với nước để phản ứng tiếp nữa. Làm phản ứng này chỉ có ý nghĩa sâu sắc về khía cạnh lý thuyết.

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

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

 2yAl + 3FexOy  yAl2O3 + 3xFe

- Al tính năng với Fe2O3: Al + Fe2O3

 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe

- Al chức năng với CuO: Al + CuO

 2Al + 3CuO  Al2O3 + 3Cu

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

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

a) Nhôm chức năng với dd HCl, H2SO4 loãng

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

- công 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 tính năng với những axit gồm tính thoái 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 chức năng với H2SO4: Al + H2SO4

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

* lưu ý:

- Al thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng Al để chuyên chở axit HNO3 đặc nguội với H2SO4 đặc nguội.

- phản ứng của Al với dung dịch HNO3 có thể sinh sản thành muối amoni.

5. Nhôm tác dụng với hỗn hợp bazơ

+ Al thâm nhập phản ứng dễ ợt với các dung dịch kiềm:

- Al tác dụng với NaOH: Al + NaOH

 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑

- Al tác dụng với Ba(OH)2 : Al + Ba(OH)2

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

* cơ chế phản ứng:

 + Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước:

 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

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

 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H­2O

 + quy trình này lặp đi lặp lại đến hết.

* Đặc biệt chú ý: trường hợp cho tất cả hổn hợp Na, K, Ba, Ca và 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 gồm 2 trường vừa lòng xảy ra:

* Trường vừa lòng 1. Cả kim loại kiềm và Al hồ hết phản ứng hết nếu số mol kim loại kiềm ≥ số mol Al.

* Trường phù hợp 2. Kim các loại kiềm bội nghịch ứng hết, Al dư giả dụ số mol sắt kẽm kim loại kiềm 6. Nhôm công dụng với dung dịch muối

- Al đẩy được kim loại đứng sau thoát ra khỏi dung dịch muối bột của chúng:

 Ví dụ: Al + CuSO4 tuyệt Al + Cu(NO3)2

 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu↓

- làm phản ứng với muối bột nitrat trong môi trường xung quanh kiềm:

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

- làm phản ứng với muối bột nitrat trong môi trường thiên nhiên axit (giống làm phản 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 pha 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 tung của Al2O3từ 20500C xuống 9000C; tăng mức độ dẫn điện vày tạo thành những ion hơn; sinh sản lớp bảo vệ không đến O2 phản ứng cùng với Al rét chảy):

 2Al2O3 → 4Al + 3O­2↑

V. Hợp hóa học của Nhôm

1. Nhôm Oxit Al2O3

- hóa học rắn color trắng, không tan với không tính năng với nước, bền bỉ theo năm tháng vững, nóng chảy làm việc 20500C.

- Tồn tại sinh hoạt dạng khan (emeri, corindon, rubi (lẫn Cr2O3), saphia (lẫn TiO2 và Fe3O4) hoặc dạng ngậm nước (boxit).

a) tính chất hóa học của nhôm oxit

- Tính bền: Al2O3 không bị khử vì chưng H2, co ở ánh nắng mặt trời cao; Al2O3 tác dụng cùng với C cấm đoán Al kim loại mà sản xuất Al4C3:

 Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (> 20000C)

- Nhôm là sắt kẽm kim loại lưỡng tính:

 + Al2O3 là oxit bazơ khi tác dụng với axit mạnh → muối + H2O.

 Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

 + Al2O3 là oxit axit khi tác 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 độ phân Al(OH)3:

 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

2. Nhôm hiđroxit Al(OH)3

- Nhôm hiđroxit Al(OH)3 là chất kết tủa keo, màu sắc trắng.

a) tính chất hóa học của nhôm hidroxit

- hèn bền với nhiệt:

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (t0)

- Là hiđroxit lưỡng tính:

 + công dụng với axit mạnh:

 Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2­O

 + chức năng 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 nhôm - Nhôm Sunfat Al2(SO4)3

- muối hạt nhôm giỏi gặp: phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O

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

 AlCl3 → Al3+ + 3Cl-

 Al3+ + 3H2O ↔ Al(OH)3 + 3H+

⇒ phân tích và lý giải được sự thủy phân của muối bột Al trong các dung dịch tất cả tính bazơ:

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

- phản bội ứng với hỗn hợp kiềm: (chú ý phương thức và tỷ lệ 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 hỗn hợp có môi trường xung quanh bazơ.

 AlO2- + 3H2O ↔ Al(OH)3↓ + 3OH-

 AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3↓

 Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O

VI. Bài xích tập về nhôm, hợp hóa học nhôm oxit, nhôm hidroxit

Bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học của các phản ứng tiến hành dãy đổi khác sau:

*

* giải thuật bài 1 trang 128 SGK Hóa 12: 

- những phương trình phản nghịch 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 hai lọ ko ghi nhãn đựng hỗn hợp AlCl3 và hỗn hợp NaOH. Không sử dụng thêm chất nào khác, làm ráng nào để nhận ra mỗi chất?

* giải mã bài 2 trang 128 SGK Hóa 12:

- cho hai lọ lần lượt chức năng với nhau: đến từ từ dd lọ 1 vào lọ 2 nếu lộ diện kết tủa nhưng kết tủa tan ngay thì lọ một là AlCl3 và lọ 2 là NaOH

 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl

 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

- Nếu đến từ tự dd lọ 1 vào lọ 2 mà tất cả kết tủa sau một thời hạn kết tủa bắt đầu tan thì lọ một là NaOH và lọ 2 là AlCl3

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

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

C. ZnSO4. D. NaHCO3.

* lời giải bài 4 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: C. ZnSO4

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

Bài 5 trang 129 SGK Hóa 12: Cho một lượng tất cả hổn hợp Mg – Al công dụng với dung dịch HCl dư nhận được 8,96 lít H2. Mặt khác, đến lượng hỗn hợp như trên công dụng với dung dịch NaOH dư thì thu được 6,72 lít H2. Các thể tích khí các đo ngơi nghỉ đktc.

Tính khối lượng của mỗi kim loại có trong lượng các thành phần hỗn hợp đã dùng.

* giải mã bài 5 trang 129 SGK Hóa 12:

- call x, y (mol) theo thứ tự là số mol Al với Mg trong lếu láo hợp.

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

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

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

⇒ từ (*) 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 tác dụng với 200ml dung dịch NaOH. Kết tủa chế tác thành được gia công khô và nung đến trọng lượng không đổi trọng lượng 2,55g. Tính nồng độ dung dịch NaOH ban đầu.

* giải thuật 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).

* tất cả 2 trường hợp:

Trường hòa hợp 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 đúng theo 2: NaOH dư, yêu cầu hòa tan 1 phần lượng kết tủa Al(OH)3

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

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

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

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

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

* lời giải bài 7 trang 129 SGK Hóa 12:

Đáp án: D. 4

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

 Kim một số loại nào bội phản ứng táo bạo với nước, chế tạo dung dịch nhìn trong suốt là Na

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

 Cho dd NaOH cho dư vào 2 mẫu mã thử còn lại, mẫu thử nào tính năng tạo kết tủa rồi kết tủa tan, gồm giải phóng khí là Al.

Xem thêm: Số Id Thẻ Ngân Hàng Là Gì - Ý Nghĩa Và Tác Dụng Của Id Thẻ

 Chất còn lại không làm phản ứng là Fe

- những phương trình làm phản 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 rã với loại điện cường độ 9,65 A trong thời hạn 3000 giây, nhận được 2,16 g Al. Hiệu suất của phản bội 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 vẻ ngoài Faraday cân nặng nhôm thu được là

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

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

- đề cập lại bí quyết của định điều khoản Faraday: m=AItnF">m=AIt/nF

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