Bài giảng Nhôm (tiết 9)

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO
Số hiệu nguyên tử 13
Chu kì 3
Nhóm IIIA.
Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1
Al là nguyên tố nhóm p.
Nhôm dễ tách 3 electron để tạo ra cation Al3+ có cấu hình electron giống Ne.
Độ âm điện 1,61.
Trong hợp chất, nhôm có số oxi hóa +3
Mạng tinh thể: Lập phương tâm diện.
Thế điện cực tiêu chuẩn Al3+/Al bằng -1,66 V
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Nhôm là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng. Có thể dát được là nhoom 0,01 mm dùng để gói thực phẩm.
Nhôm là kim loại nhẹ (2,7 g/cm3), nóng chảy ở 6600.
Nhôm dẫn điện và nhiệt tốt. Dẫn nhiệt bằng 2/3 đồng. Độ dẫn điện của nhôm gấp 3 lần sắt.
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Nhôm là kim loại có tính khử mạnh. 
Tính khử của nhôm thể hiện qua các phản ứng sau :
1. Tác dụng với phi kim
2. Tác dụng với axit
a. Tác dụng với HCl, H2SO4 loãng
b. Tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc
Nhôm tác dụng với HNO3, nó sẽ khử xuống số oxi hóa thấp hơn.
Nhôm tác dụng với H2SO4 đặc, nó sẽ khử xuống số oxi hóa thấp hơn.
Nhôm không phản ứng với HNO3 và H2SO4 đặc nguội. Các axit này đã oxi hóa bề mặt nhôm tạo ra lớp oxit có tính trơ nên làm cho nhôm thụ động. Nhôm đã thụ động thì cũng không phản ứng với dung dịch HCl và H2SO4 loãng.
3. Tác dụng với các oxit kim loại (phản ứng nhiệt nhôm)
Al khử được hiều oxit kim loại thành kim loại tự do.
4. Tác dụng với nước
Nhôm phản ứng được với nước. 
Phản ứng dừng lại vì có lớp Al(OH)3 không tan trong nước đã ngăn cản không cho Al tiếp xúc với nước.
Các vật bằng nhôm không phản ứng với nước. Vì trên bề mặt của nó có phủ kín màng Al2O3 rất mỏng bền chắc không có nước tiếp xúc với nhôm bên trong.
5. Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm
Một thanh nhôm có phủ lớp Al2O3 tan trong dung dịch kiềm, qua các phản ứng sau:
Nhôm phản ứng với dung dịch NaOH theo phản ứng:
IV. ỨNG DỤNG
Nhôm và hợp kim của nhôm nhẹ, bền đối với không khí và nước nên được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ôtô, tên lửa, tàu vũ trụ.
Nhôm và hợp kim của nó có màu trắng bạc, đẹp nên được dùng khung cửa và trang trí nội thất.
Nhôm có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nên được dùng làm dây cáp dẫn điện. Nhôm được dùng chế tạo các thiết bị trao đổi nhiệt, các dụng cụ đun nấu trong gia đình.
Bột nhôm dùng để tạo ra hỗn hợp tecmit (Al và Fe2O3) được dùng để hàn đường ray.
V. SẢN XUẤT
Trong công nghiệp, nhôm sản xuất từ quặng boxit bằng phương pháp điện phân. Hai công đoạn chính của quá trình sản xuất là:
Công đoạn tinh chế quặng boxit
Quặng boxit ngoài thành phần chính là Al2O3.nH2O, nó còn có tạp chất là SiO2 và Fe2O3. Bằng phương pháp hóa học người ta loại bỏ các tạp chất để có Al2O3 tinh khiết.
Công đoạn điện phân nóng chảy Al2O3 có trộn thêm criolit (Na3AlF6)
Sơ đồ điện phân
Catot (-)
Al2O3 nóng chảy
Anot (+)
Al3+
Al3+ + 3e →Al
Al3+, O2-
O2-
2O2- →O2 + 4e
Phương trình điện phân
Vai trò của criolit
- Giảm nhiệt độ nóng chảy 20500 xuống 9000, tiết kiệm năng lượng.
- Tăng khả năng dẫn điện dung dịch nóng chảy.
- Tạo lớp xỉ có khối lượng riêng nhỏ, nổi trên bền mặt nhôm, ngăn cản không cho nhôm tiếp xúc với không khí.
BÀI TẬP
Trong các hợp chất sau đây, hợp chất nào là hợp chất ion
A. NaCl	B. AlCl3	C. HCl	D. Cl2
Biết độ âm điện của clo bằng 3,16.
Hóa trị của Al trong Al2O3 và AlCl3 lần lượt là:
A. 3, 3	B. +3, 3	C. 3+, 3	D. 3+, 3+
Trong các chất dưới đây, chất nào có khả năng dẫn điện thấp nhất
A. Fe	B. Al	C. Ag	D. Cu
Nhóm các chất nào cho dưới đây, có chất không phản ứng với Al 
A. Cl2, Fe2O3, dung dịch HCl, dung dịch NaOH
B. Br2, S, O2, HNO3 loãng
C. H2SO4 loãng, F2, Cr2O3, H2O
D. HNO3 loãng, O2, I2, H2SO4 đặc nguội.
Trong công nghiệp, Al sản xuất bằng phương pháp
A. điện phân nóng chảy Al2O3
B. điện phân nóng chảy AlCl3
C. điện phân dung dịch AlCl3
D. dùng Mg khử AlCl3.
Vai trò của criolit trong sản xuất nhôm
(1) giảm nhiệt độ nóng chảy
(2) tăng khả năng dẫn điện
(3) tạo xỉ ngăn cản Al tiếp xúc với oxi
A. (1) và (2)
B. (2) và (3)
C. (1) và (3)
D. (1), (2) và (3)
Khi cho 41,4 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc (dư), sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng 16 gam. Để khử hoàn toàn 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm, phải dùng 10,8 gam Al. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Cr2O3 trong hỗn hợp X là (Cho. hiệu suất của các phản ứng là 100%)
A. 36,71%. 	
B. 20,33%. 	
C. 66,67%. 	
D. 50,67%. 	
Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam. Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là
A. 57ml.	
B. 50 ml.	
C. 75 ml.	
D. 90 ml.
Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5M, thu được 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tích dung dịch không đổi). Dung dịch Y có pH là
A. 7. 	
B. 1. 	
C. 6. 	
D. 2.
Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện không có không khí) được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 47,1. 	
B. 42,6. 	
C. 45,5. 	
D. 48,8. 
Dãy gồm các kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng, là:
A. Fe, Ca, Al.	
B. Na, Ca, Al. 	
C. Na, Cu, Al. 	
D. Na, Ca, Zn.
Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr2O3 và m gam Al ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được 23,3 gam hỗn hợp rắn X. Cho toàn bộ hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư) thoát ra V lít khí H2 (ở đktc). Giá trị của V là (cho O = 16, Al = 27, Cr = 52)
A. 10,08.	
B. 3,36. 	
C. 7,84. 	
D. 4,48.
Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 2 vào nước (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 (ở đktc) và m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là
A. 7,8.	
B. 10,8.	
C. 5,4.	
D. 43,2.
Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 97,98.	
B. 38,34.	
C. 34,08.	
D. 106,38.
Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, thu được 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với H2 bằng 22. Khí NxOy và kim loại M là
A. NO và Mg.	
B. NO2 và Al.	
C. N2O và Fe.	
D. N2O và Al
Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (ở đktc). Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 57,0	
B. 45,6	
C. 36,7	
D. 48,3
Chia m gam Al thành hai phần bằng nhau: 
Phần một tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, sinh ra x mol khí H2; 
Phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch HNO3 loãng, sinh ra y mol khí N2O (sản phẩm khử duy nhất). Quan hệ giữa x và y là
A. x = 4y. 	
B. x = y. 	
C. x = 2y. 	
D. y = 2x. 
Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3 0,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m2 gam chất rắn X. Nếu cho m2 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,336 lít khí (ở đktc). Giá trị của m1 và m2 lần lượt là
A. 8,10 và 5,43	
B. 1,08 và 5,43	
C. 0,54 và 5,16	
D. 1,08 và 5,16	
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. 54,0	
C. 67,5	
D. 75,6
Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hóa : Fe3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag)
A. 64,8	
B. 32,4	
C. 59,4	
D. 54,0
Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl (dư), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 3,36 lít khí (ở đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào một lượng dư axit nitric (đặc, nguội), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 6,72 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là :
A. 11,5	
B. 10,5	
C. 12,3	
D. 15,6
Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịchH2SO4 10% thu được 2,24 lít khí H2 (ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là
A. 101,68 gam.	
B. 88,20 gam.	
C. 97,80 gam.	
D. 101,48 gam.	
Đốt nóng một hỗn hợp gồm Al và 16 gam Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng vừa đủ với V ml NaOH 1M sinh ra 3,36 lít H2 (ở đktc). Giá trị của V là dung dịch
A. 300. 	
B. 100. 	
C. 150. 	
D. 200. 
Hỗn hợp X gồm Na và Al. Cho m gam X vào một lượng dư nước thì thoát ra V lít khí. Nếu cũng cho m gam X vào dung dịch NaOH (dư) thì được 1,75V lít khí. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Na trong X là (biết các thể tích khí đo trong cùng điều kiện, cho Na = 23, Al = 27)
A. 39,87%. 	
B. 29,87%. 	
C. 49,87%. 	
D. 77,31%.	
Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn , thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y ta thành hai phần bằng nhau
Phần 1 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng ( dư) sinh ra 3,08 lít khí H2 ( ở đktc).
Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH (dư) , sinh ra 0,84 lít khí H2 ( ở đktc). 
Giá trị của m là
A. 29,40	
B. 21,40	
C. 22,75	
D. 29,43	
Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch thu được sau điện phân có khả năng hoà tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là
A. 4,05	
B. 1,35	
C. 5,40	
D. 2,70