Lý thuyết trọng tâm về nhôm (Có bài tập áp dụng)

 NHÔM

I.Tính chất vật lý

- Nhôm là kim loại nhẹ , màu trắng bạc , có ánh kim , nhiệt độ nóng chảy 660⁰c

- Nhôm có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

- Nhôm có tính dẻo nên có thể cán mỏng được

II. Tính chất hóa học

1)Nhôm phản ứng với phi kim

a) Phản ứng của nhôm với oxi

          Al + O₂  Al₂O₃

Ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al₂O₃ mỏng bền vững. Lớp oxit này bảo vệ đồ vật bằng nhôm, không cho nhôm tác dụng với oxi trong không khí và nước.

b) Phản ứng với phi kim khác

          Al + Cl₂  AlCl₃

          Al + S  Al₂S₃

2) Tác dụng với nước

- Vật bằng nhôm không tác dụng với nước kể cả khi đun nóng vì có lớp màng Al₂O₃ không cho nước thấm qua

- nếu phá bỏ lớp Al₂O₃ thì Al tác dụng với nước

          2Al + 6H₂O  Al(OH)₃ + 3H₂

3) Nhôm phản ứng với dung dịch axit

Nhôm phản ứng với dung dịch axit loãng tạo thành muối nhôm và giải phóng hidro

2Al + 6HCl  2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Nhôm phản ứng với dung dịch axit H₂SO_{4 đặc,nóng} và HNO_{3 đặc,nóng}

          Al + 6HNO_{3đặc,nóng}  Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

8Al + 30HNO_{3đặc,nóng}  8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

          2Al + 6H₂SO_{4 đặc,nóng}  Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 3H₂O

8Al + 15H₂SO_{4 đặc,nóng}  4Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S + 12H₂O

Khi đun nóng, tùy theo nồng độ axit mà cho các sản phầm khác nhau

*Chú ý: Nhôm không tác dụng với H₂SO₄ đặc , nguội và HNO₃ đặc , nguội

4) Nhôm phản ứng với dung dịch muối

Nhôm phản ứng với dung dịch muối của kim loại kém hoạt động hơn tạo thành muối nhôm và giải phóng kim loại trong muối

          2Al + 3Cu(NO₃)₂  2Al(NO₃)₃ + 3Cu

          2Al +3 FeCl₂  2AlCl₃ + 3Fe

5) Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm

Do lớp oxit nhôm bị hòa tan trong kiềm nên nhôm phản ứng với dung dịch kiềm

          2Al + 2NaOH + 2H₂O  2NaAlO₂ + 3H₂

6) Tác dụng với một số oxit kim loại

2Al + Fe₂O₃  2Fe + Al₂O₃

2Al + 3CuO  3Cu + Al₂O₃

III. Ứng dụng

- Chế tạo đồ dùng gia đình , dây dẫn điện , vật liệu xây dựng

- Chế tạo hợp kim Đuyra dùng trong công nghiệp chế tạo máy bay, ô tô

IV. Sản xuất nhôm

Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng bôxit có thành phần chủ yếu là Al₂O₃

Phương pháp: Điện phân hỗn hợp nóng chảy của nhôm oxit và criolit, thu được hỗn hợp nhôm và oxi

2Al₂O₃   4Al + 3O₂

V. Bài tập vận dụng

Câu 1.     Hoà tan 9,14g hỗn hợp Cu, Mg, Al bằng dung dịch HCl dư­ thu đ­ợc 7,84 lít khí A (đktc); 2,54g chất rắn B và dung dịch C. Tính khối l­ợng muối có trong dung dịch C.

Câu 2.     Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa 6,48 gam Al với 17,6 gam Fe₂O₃. Chỉ có phản ứng nhôm khử oxit kim loại tạo kim loại. Đem hòa tan chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm bằng dung dịch xút dư cho đến kết thúc phản ứng, thu được 1,344 lít H₂ (đktc). Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm?

Câu 3.     Thả một mảnh nhôm vào các ống nghiệm chứa các dung dịch sau :

a/  MgSO₄     ,    b/ CuSO₄    ,  c/ FeCl₃  , d/ H₂SO₄

Cho biết hiện tượng xảy ra .Giải thích và viết các phương trình hoá học

Câu 4.     Nhôm là kim loại

A . dẫn điện và nhiệt tốt nhất trong số tất cả kim loại .

 B .  dẫn  điện và nhiệt đều kém

C .  dẫn  điện tốt nhưng dẫn nhiệt kèm.

D .  dẫn điện và nhiệt tốt nhưng kém hơn đồng .

Câu 5.     Người ta có thể dát mỏng được  nhôm thành thìa, xoong, chậu, giấy gói bánh kẹo  là do nhôm có tính :

A. dẻo                            B. dẫn điện .                            C . dẫn nhiệt .                D . ánh kim .

Câu 6.     Một kim loại có khối lượng riêng là 2,7 g/cm³,nóng chảy ở 660 ⁰C. Kim loại  đó  là:

A. sắt                             B . nhôm              C.  đồng .             D . bạc .

Câu 7.     Nhôm bền trong không khí là do

A . nhôm nhẹ, có nhiệt độ nóng chảy cao

B . nhôm không tác dụng với nước .

C . nhôm không tác dụng với oxi .

D . có lớp nhôm oxit mỏng bảo vệ .

Câu 8. Trong các dung dịch muối sau: Na₂SO₄ , BaCl₂ , Al₂(SO₄)₃ ,Na₂CO₃ .Dung dịch làm cho quỳ tím hoá đỏ là:

A. Al₂(SO₄)₃               B. BaCl₂                        C. Na₂CO₃                       D. Na₂SO₄

Câu 9. Giải thích tại sao để điều chế Al người ta điện phân Al₂O₃ nóng chảy mà không điện phân AlCl₃ nóng chảy là:

A. AlCl₃ nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn Al₂O₃

B. AlCl₃ là hợp chất cộng hoá trị nên không nóng chảy mà thăng hoa

C. Điện phân AlCl₃ tạo ra Cl₂ rất độc

D. Điện phân Al₂O₃ cho ra Al tinh khiết hơn

Câu 10.                      Khi điện phân Al₂O₃ nóng chảy người ta thêm Cryôlit Na₃AlF₆ với mục đích:

1. Làm hạ nhiệt độ nóng chảy của Al₂O₃                2. Làm cho tính dẫn điện cao hơn

3. Để thu được F₂ ở Anot thay vì là O₂                         4. Tạo hỗn hợp nhẹ hơn Al để bảo vệ Al

Các lý do nêu đúng là:

A. Chỉ có 1                                                    B. Chỉ có 1 và 2

C. Chỉ có 1 và 3                                            D. Chỉ có 1,2 và 4

Đáp án

Câu 1.

 =  = 0,35 mol

n_{HCl pư} = 2.  = 2.0,35 = 0,7 mol

Áp dụng ĐLBTKL ta có m_hh + m_HCl = m_C + + m_B

=>9,14+0,7.36,5=m_C +0,35.2 + 2,54

=>m_muối = 32,45g

Câu 2.

Theo bài ra   n_Al = 0,24 mol,  = 0,11 mol

=> hiệu suất của phản ứng tính theo tính theo Fe₂O₃

Phản ứng:               2Al + Fe₂O₃   Al₂O₃ + 2Fe                               (1)

          2Al _dư + 2NaOH + 6H₂O à 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂      (2)

           n_{Al dư} =  = 0,04 mol

n_{Al pư}  = 0,24 – 0,04 = 0,2 mol

Theo PT 1 ta có   =  n_Al = 0,1 mol

Hiệu suất phản ứng  H =

Câu 3.

Ống nghiệm a : không xảy ra phản ứng , vì Al đứng sau Mg trong dãy HĐHH của một số  kim loại .

Ống  nghiệm b : Chất rắn màu đỏ bám ngoài nhôm ,nhôm tan dần , màu xanh của dd CuSO₄  nhạt dần

Al + CuSO₄  Al₂(SO₄)₃ + Cu

Ống nghiệm c : có chất rắn màu trắng xám  bám ngoài Al,  Al tan dần, màu nâu của dung dịch FeCl₃  nhạt dần

                             Al + FeCl₃  AlCl₃ + Fe

Ống nghiệm d : có sủi bọt khí , nhôm tan dần

                             2Al + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂