Nhôm và hợp chất
A- nhôm
Nhôm là kim loại hoạt động khá mạnh, tác dụng đợc với nhiều đơn chất và hợp chất.
1- Tác dụng với phi kim
Khi đun nóng, nhôm tác dụng với nhiều phi kim nh oxi, lu huỳnh, halogen.
4Al + 3O
2
2Al
2
O
3
2Al + 3S
Al
2
S
3
2Al + 3Cl
2
2AlCl
3
2- Tác dụng với axit
a) Dung dịch axit HCl và H
2
SO
4
loãng giải phóng hidro:
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
Chú ý: Al không tan trong dung dịch H
2
SO
4
đặc nguội!
c) Dung dịch HNO
3
:
Nhôm tác dụng với dung dịch HNO
3
tạo thành Al(NO
3
)
3
, nớc và các sản phẩm ứng với số
oxi hoá thấp hơn của nitơ: NH
4
8Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
O
+ 15H
2
O
Chú ý: Al không tan trong dung dịch HNO
3
đặc nguội!
3- Tác dụng với nớc
2Al + 6H
2
O
2Al(OH)
3
+ 3H
2
Phản ứng này chỉ xảy ra trên bề mặt của thanh Al do Al(OH)
3
tạo thành không tan đã
ngăn cản phản ứng. Thực tế coi Al không tác dụng với nớc!
4- Tác dụng với dung dịch kiềm
2
1
t
o
Al(OH)
3
+ NaOH
NaAlO
2
+ 2H
2
O
5- Tác dụng với dung dịch muối
2Al + 3CuSO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Cu
Al + 3AgNO
3
) oxit đồng, oxit chì
Không sử dụng phơng pháp này để khử các oxit kim loại mạnh nh: ZnO, MgO
c) Mối liên hệ giữa khối lợng chất rắn trớc phản ứng và khối lợng chất rắn sau phản ứng:
Trong quá trình nhiệt nhôm, các chất trớc phản ứng và sau phản ứng đều là các chất rắn
(các kim loại và oxit kim loại). Nh vậy:
Khối lợng chất rắn trớc phản ứng = Khối lợng chất rắn sau phản ứng
d) Hiệu suất trong phản ứng nhiệt nhôm
Giả sử tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp bột gồm Al = x mol và Fe
2
O
3
= y mol theo
phơng trình (*).
Trờng hợp 1: Phản ứng diễn ra hoàn toàn ( H = 100%), khi đó có 2 khả năng:
- Nếu Al d: chất rắn A sau phản ứng gồm Al = x-2y, Al
2
O
3
= y và Fe = 2y. Khi cho A tác
dụng với dung dịch kiềm sẽ có khí bay ra.
- Nếu Al hết: chất rắn A sau phản ứng gồm Fe
2
O
3
= y- 0,5x, Al
2
O
3
= 0,5x và Fe= 2x. Khi
cho A tác dụng với dung dịch kiềm không có khí bay ra.
1- Tính chất vật lý: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nớc.
2- Tính chất hoá học: (Tính chất lỡng tính)
Tác dụng với dung dịch axit:
Al
2
O
3
+ 3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O
Tác dụng với dung dịch bazơ
muối aluminat:
Al
2
O
3
+ 2NaOH
2
O
3
+ 3H
2
O
c- nhôm hidroxit
1- Tính chất vật lý: Là chất kết tủa keo màu trắng, không tan trong nớc.
2- Tính chất hoá học: (Tính chất lỡng tính)
Tác dụng với dung dịch axit:
Al(OH)
3
+ 3HCl
AlCl
3
+ 3H
2
O
Tác dụng với dung dịch bazơ
muối aluminat:
Al(OH)
3
+ NaOH
NaAlO
2
+ 2H
2
)
3
, Al
2
(SO
4
)
3
:
- Tác dụng với dung dịch bazơ yếu ( dung dịch NH
3
, dung dịch Na
2
CO
3
):
AlCl
3
+ 3NH
3
+ 3H
2
O
Al(OH)
3
+ 3NH
4
Cl
3
tạo thành tan dần khi cho kiềm d:
Al(OH)
3
+ NaOH
NaAlO
2
+ 2H
2
O
Phơng trình tổng quát khi cho AlCl
3
tác dụng với dung dịch NaOH d:
AlCl
3
+ 4NaOH
NaAlO
2
+ 3NaCl + 2H
2
O
b) Từ dung dịch muối aluminat (NaAlO
2
, KAlO
2
):
3
đpnc
4
Cl
+ H
2
O
Al(OH)
3
+ NaCl + NH
3
3NaAlO
2
+ AlCl
3
+ 3H
2
O
4Al(OH)
3
+ 3NaCl
- Tác dụng với dung dịch axit mạnh (dung dịch HCl ):
NaAlO
2
+ HCl + H
2
O
Hầu hết các muối nhôm đều tan trong nớc và tạo ra dung dịch có môi trờng axit yếu làm
chuyển quỳ tím thành màu hồng:
[Al(H
2
O)]
3+
+ H
2
O [Al(OH)]
2+
+ H
3
O
+
Một số muối nhôm ít tan là: AlF
3
, AlPO
4
Muối nhôm sunfat có khả năng tạo phèn. Công thức của phèn chua là
K
2
SO
4
.Al
2
(SO
4
)
3
3
+ 2NaOH
2NaAlO
2
+ H
2
O
SiO
2
+ 2NaOH
Na
2
SiO
3
+ H
2
O
Sục CO
2
vào dung dịch, Al(OH)
3
tách ra:
NaAlO
2
+ CO
2
+ 2H
2
O
3
2Al +
2
3
O
2
4
Các phản ứng phụ xảy ra trên điện cực: khí oxi ở nhiệt độ cao đã đốt cháy d ơng cực là
cacbon, sinh ra hỗn hợp khí là CO và CO
2
theo các phơng trình:
C + O
2
CO
2
2C + O
2
2CO
Sự khử ion Al
3+
trong Al
2
O