A. Nhôm

I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Al (Z=13). Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ nên Al thuộc nhóm IIIA, chu kì 3

- Al nhường 3 electron nên có số oxi hoá +3 trong các hợp chất.

II. Tính chất vật lí của nhôm

- Màu trắng bạc, t_nc = 660⁰C, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng.

- Là kim loại nhẹ (d = 2,7g/cm³), dẫn điện tốt và dẫn nhiệt tốt.

III. Tính chất hoá học của nhôm

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (sau kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ) nên dễ bị oxi hoá thành ion dương:  Al → Al³⁺ + 3e

1. Nhôm tác dụng với phi kim

a) Nhôm tác dụng với halogen:

Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí Cl₂.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

b) Nhôm tác dụng với oxi

✓ Vật liệu bằng nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có lớp màng oxit Al₂O₃ rất mỏng bảo vệ.

2. Nhôm tác dụng với axit

❖ Với dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng → muối + H₂

Thí dụ:     2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

❖ Với dung dịch HNO₃; H₂SO₄ đặc, nóng → muối + sản phẩm khử +H₂O (không tạo H₂₎

Thí dụ:

 Al + 4HCl → Al(NO₃)₃ + NO↑  + 2H₂O

✓ Nhôm bị thụ động hoá bởi dung dịch HNO₃ đặc, nguội hoặc H₂SO₄ đặc nguội.

3. Phản ứng nhiệt nhôm (Tác dụng với oxit kim loại sau nhôm)

Thí dụ:    

✓ Phản ứng này dùng để hàn đường ray xe lửa.

4. Nhôm tác dụng với nước

Kim loại Al phản ứng với nước:

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂↑

Phản ứng nhanh chóng dừng lại vì lớp kết tủa keo Al(OH)₃ tạo ra ngăn cản Al tiếp xúc với H₂O.

Lưu ý: Khi làm bài tập tính toán, ta xem như Al không phản ứng với nước.

5. Nhôm tác dụng với dung dịch kiềm

Kim loại Al tan trong dung dịch NaOH, KOH...

2Al + 2NaOH+ 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

IV. Ứng dụng của nhôm

 - Dùng làm vật liệu chế tạo ô tô, máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ.

 - Dùng trong xây dựng nhà cửa, trang trí nội thất.

 - Dùng làm dây dẫn điện, dùng làm dụng cụ nhà bếp.

 - Hỗn hợp tecmit (Al + Fe2O3) để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng hàn đường ray.

V. Trạng thái thiên nhiên

VI. Sản xuất nhôm

Nguyên liệu: Quặng boxit Al₂O₃.2H₂O

Phương pháp: Điện phân Al₂O₃ nóng chảy (trong Criolit)

Phương trình điện phân:

B. Hợp chất quan trọng của nhôm

I. Nhôm oxit

1. Tính chất vật lí của nhôm oxit:

Chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, t_nc > 2050⁰C.

2. Tính chất hoá học của nhôm oxit:

Là oxit lưỡng tính.

* Nhôm oxit tác dụng với dung dịch axit

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

Al₂O₃ + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂O

* Nhôm oxit tác dụng với dung dịch kiềm

Al₂O₃   +   2NaOH   →    2NaAlO₂    +    H₂O

2NaAlO₂ : natri aluminat

Al2O₃   +     2OH⁻    →    2AlO₂⁻   +    H₂O

3. Ứng dụng:

❖ Quặng boxit (Al₂O₃.2H₂O) dùng để sản xuất nhôm.

❖ Dạng oxit khan, có cấu tạo tinh thể đá quý, hay gặp là:

 - Corinđon: Dạng tinh thể trong suốt, không màu, rất rắn, được dùng để chế tạo đá mài, giấy nhám,...

- Tinh thể Al₂O₃ có lẫn tạp chất Fe²⁺, Fe³⁺ và Ti⁴⁺ ta có saphia dùng làm đồ trang sức.

II. Nhôm hiđroxit

1. Tính chất vật lí của nhôm hiđroxit:

Chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo.

2. Tính chất hoá học của nhôm hiđroxit:

Là hiđroxit lưỡng tính.

* Nhôm hiđroxit tác dụng với dung dịch axit:

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O

 * Nhôm hiđroxit tác dụng với dung dịch kiềm:

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

Al(OH)₃ + OH⁻ → AlO₂⁻ + 2H₂O

III. Muối Al³⁺ VÀ AlO₂^-

Thí nghiệm 1. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NH₃ vào dung dịch AlCl₃.

Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo trắng, (không tan khi NH₃ dư)

Thí nghiệm 2. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl₃.

Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo trắng, tăng dần đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần.

Thí nghiệm 3. Dẫn khí CO₂ đến dư vào dung dịch NaAlO₂

Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo trắng. (không tan khi CO₂ dư)

Thí nghiệm 4. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO₂

Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo trắng, tăng đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần.

- Phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O hay KAl(SO₄)₂.12H₂O được dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm vải, chất làm trong nước,...

- Phèn nhôm: M₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O (với M⁺ là Na⁺; Li⁺, NH₄⁺)

C. Bài tập luyện tập về nhôm và hợp chất của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1. Nhận định nào sau đây sai?

A. Nhôm là kim loại thuộc chu kì 3, nhóm IIIA.

B. Al tan hoàn toàn trong dung dịch NaOH dư.

C. Tính khử của Al mạnh hơn kim loại kiềm.

D. Al₂O₃ tan trong dung dịch KOH.

Câu 2. (Câu 3 SGK cơ bản trang 128)

Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Nhôm là kim loại lưỡng tính.

B. Al(OH)₃ là một bazo lưỡng tính.

C. Al₂O₃ là oxit trung tính.

D. Al(OH)₃ là một hidroxit lưỡng tính.

Câu 3. Phản ứng nào sau đây là phản ứng nhiệt nhôm.

A.

B.

C.

D.  

Câu 4. (Đề thi tham khảo 2019) Kim loại Al không tan được trong dung dịch nào sau đây?

A.NaOH.

B. BaCl₂.                    

C. HCl.                      

D. Ba(OH)₂.

Câu 5. Nhỏ từ từ cho đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl₃. Hiện tượng xảy ra là

A. có kết tủa keo trắng và có khí bay lên.

B. có kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan.

C. chỉ có kết tủa keo trắng.

D. không có kết tủa, có khí bay lên.

Câu 6. (Đề thi đại học 2009) Hòa tan m gam hỗn hợp gồm Al, Fe vào dung dịch H₂SO₄ loãng (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)₂ (dư) vào dung dịch X, thu được kết tủa Y. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Z là

A. hỗn hợp gồm Al₂O₃ và Fe₂O₃.

B. hỗn hợp gồm BaSO₄ và FeO.

C. hỗn hợp gồm BaSO₄ và Fe₂O₃.

D. Fe₂O₃.

Câu 7. (Đề thi tham khảo 2020) Cho các phát biểu sau: 

      (b) Nhiệt phân hoàn toàn Cu(NO₃)₂ tạo thành Cu.

      (c) Hỗn hợp Na₂O và Al (tỉ lệ mol 1:1) tan hết trong nước dư.

      (d) Trong công nghiệp dược phẩm, NaHCO₃ được dùng để điều chế thuốc đau dạ dày. 

      (e) Trong công nghiệp, Al được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy AlCl₃.

Số phát biểu đúng là 

A.3. 

B. 4.                           

C. 5.                           

D. 2.

Câu 8. (Đề thi tham khảo 2020) Để hòa tan hoàn toàn 1,02 gam Al₂O₃ cần dùng tối thiểu V ml dung dịch NaOH 1M. Giá trị của V là 

A. 20. 

B. 10.                         

C. 40.                         

D. 5.

Câu 9. (Đề thi đại học 2020) Hòa tan hết 2,43 gam Al trong dung dịch NaOH, thu được V ml khí H₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 3024.

B. 4032.                   

C. 2016.                   

D. 1008.

Câu 10. Cho 5,62 gam hỗn hợp gồm Na và Al vào nước dư, kết thúc phản ứng thu được V lít khí H₂ (đktc) và còn lại 1,62 gam rắn không tan. Giá trị của V là.

A. 3,584 lít

B. 5,600 lít                       

C. 4,480 lít                       

D. 2,688 lít

Câu 11. Cho m gam hỗn hợp gồm Ba và Al₂O₃ vào nước dư, kết thúc phản ứng thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc) và còn lại 4,08 gam rắn không tan. Giá trị m là.

A. 18,42 gam

B. 14,34 gam                   

C. 24,54 gam                   

D. 15,36 gam

Câu 12. (CĐ 2009) Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Na₂O và Al₂O₃ vào H₂O thu được 200 ml dung dịch Y chỉ chứa chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M. Thổi khí CO₂ (dư) vào Y thu được a gam kết tủa. Giá trị của m và a lần lượt là

A. 8,3 và 7,2.

B. 8,2 và 7,8.                    

C. 11,3 và 7,8.                 

D. 13,3 và 3,9.

Câu 13. (Câu 8. SGK cơ bản/129) Điện phân Al₂O₃ nóng chảy với cường độ dòng điện 9,65A trong thời gian 3000 giây, thu được 2,16 gam Al. Hiệu suất của quá trình điện phân là

A. 60%.

B. 70%.                      

C. 80%.                      

D. 90%.

Câu 14.  (Đề thi Đại học 2009) Điện phân nóng chảy Al₂O₃ với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m kg Al ở catot và 67,2 m³ (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 108,0.

B. 67,5.                            

C. 54,0.                            

D. 75,6.

Câu 15. (KA 2014) Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt trong khí trơ, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không tan Z và 0,672 lít khí H₂ (đktc). Sục khí CO₂ dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa. Cho Z tan hết vào dung dịch H₂SO₄, thu được dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat và 2,464 lít khí SO₂ (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất của H₂SO₄). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 6,48.

B. 5,04.                            

C. 6,96.                            

D. 6,29.

Câu 16: Hòa tan hết một lượng rắn X gồm Al; Al₂O₃ và Al(OH)₃ (trong đó oxi chiếm 33,94% về khối lượng) trong HNO₃ dư thấy có 0,86 mol HNO₃ phản ứng và thoát ra 1,792 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO₂ có tỉ khối so với H₂ là 21. Sục NH3 dư vào dung dịch sau phản ứng được 18,72 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng Al₂O₃ trong X gần với giá trị nào nhất dưới đây?

A. 14,00%

B. 60,00%

C. 50,00%.    

D.30,00%

Giáo viên biên soạn: Nguyễn Quốc Học

Đơn vị: Trường THCS và THPT Nguyễn Khuyến