1.1. NHÔM
1.1.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
1.1.2. Tính chất vật lí của Nhôm
Là kim loại nhẹ ,màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ không cao lắm.
Rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mõng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm.
Có cấu tạo mạng lập phương tâm diện ,có mật độ electron tự do tượng đối lớn. Do vậy nhôm có khả năng dẩn điện và nhiệt tốt.
1.1.3. Tính chất hóa học của Nhôm
Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, nên nó bị oxi hoá dể dàng thành ion nhôm Al3+ . Ta có: Al → Al3+ + 3e
a. Tác dụng với Halogen
Thí nghiệm Nhôm tác dụng với khí Clo: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 .e. Tác dụng với nước
- Vật bằng nhôm không tác dụng với nước ở bất kỳ nhiệt độ nào vì trên bề mặt nhôm được phủ bởi một lớp Al2O3 rất bền. Nếu phá bỏ lớp bảo vệ này, thì nhôm tác dụng được với nước
- Phản ứng: 2 Al + 6 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 H2
- Al(OH)3 là chất rắn, không tan trong nước là lớp bảo vệ không cho nhôm tiếp xúc với nước nên phản ứng nhanh chóng bị dừng lại.
f. Tác dụng với dung dịch kiềm
Al2O3 + 2 NaOH → 2NaAlO2 + H2O
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 (2)
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (3)
Phản ứng (2), (3) xảy ra xen kẽ nhau mãi cho đến khi nhôm bị tan hết .
2Al + 2NaOH + 2H2O → NaAlO2 + 3 H2
1.1.4. Ứng dụng và trạng thái tự nhiên
a. Ứng dụng
Dùng chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa …
Trang trí nội thất, xây dựng nhà cửa.
Dẫn điện, dẩn nhiệt tốt nên dùng làm dây cáp dẩn điện.
b. Trạng thái tự nhiên
Nhôm là kim loại hoạt động mạnh nên trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất như: đất sét, mica, criolit …
1.1.5. Sản xuất Nhôm
a. Nguyên liệu
- Quặng boxit Al2O3 .2H2O quặng thường lẫn tạp chất là Fe2O3 và SiO2, nên ta phải làm sạch nguyên liệu
b. Nguyên tắc
b. Phương pháp
- Vì sự khử ion Al3+ trong Al2O3 là rất khó khăn, không thể dùng các chất khử thông thường như CO, C, H2 … mà ta phải dùng phương pháp điện phân nóng chảy với xúc tác là criolit (Na3AlF6 ) nhằm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 (2050 oC → 900oC ) để tiết kiệm năng lượng, và tạo được chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn.
Quá trình điện phân:
1.2. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM
1.2.1. Nhôm oxit Al2O3
a. Tính chất vật lí
- Al2O3 là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, t0nc=20500C.
b. Tính chất hóa học
c. Ứng dụng
1.2.2. Nhôm hidroxit Al(OH)3
a. Tính chất vật lí
Là chất kết tủa keo, màu trắng
Không tan trong nước, trong dd CO2, NH3 nhưng tan được trong môi trường H+ và OH- mạnh.
b. Tính chất hóa học
- Tính chất kém bền nhiệt: 2Al(OH)3t0→Al2O3+3H2O2Al(OH)3→t0Al2O3+3H2O
- Tính chất lưỡng tính:
1.2.3. Nhôm Sunfat Al2(SO4)3
Muối nhôm sunfat khan tan trong nước → tỏa nhiệt do bị hiđrat hóa.
- Phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay viết gọn: KAl(SO4)2.12H2O.
Dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong ngành dệt vải, làm trong nước…
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
1.2.4. Nhận biết ion Al3+ trong dung dịch
- Cho từ từ dd NaOH dư vào dung dịch, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong dd NaOH thì chứng tỏ có ion Al3+:
- Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
- Al(OH)3+OH-dư → AlO2- + 2H2O