Bài giảng Tiết 48 - Bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm (tiết 3)

Bài 27: NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM 
Soạn ngày: 10/08/2009
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Về kiến thức
+ Hiểu: Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, nhưng yếu hơn kim loại kiềm, kiềm thổ 
 Đặc biệt nhôm tan được trong dung dịch kiềm mạnh 
Tính chất của các vật liệu bằng nhôm và thành phần cấu tạo của đất sét, cao lanh, đá quý,  trong thành phần đất, đá quặng tự nhiên.
Phương pháp sản xuất nhôm từ quặng boxit và những vấn đề ô nhiễm môi trường
+ Biết: Vị trí, cấu tạo, tính chất ứng dụng và sản xuất nhôm 
ứng dụng của Al và một số hợp kim của Al
2. Về kĩ năng
+ Biết tìm hiểu đơn chất nhôm theo trình tự 
Vị trí, cấu tạo ¾® Dự đoán tính chất ¾® Kiểm tra dự đoán ¾® Kết luận
+ Viết các phương trình hoá học biểu hiện tính khử mạnh của nhôm 
+ Biết thiết lập mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng của nhôm
+ Viết được PTPƯ điều chế nhôm bằng phương pháp điện phân oxit nóng chảy 
+ Nhận biết Al – bằng phương pháp hoá học (trong chất thải công nghiệp)
+ Giải thích nhôm bị phá huỷ trong môi trường kiềm 
+ Đề xuất biện pháp xử lí chất thải trong phòng thí nghiệm.
3. Tình cảm - thái độ
+ Có ý thức bảo vệ các vật dụng bằng nhôm
+ Ý thức được vai trò của môi trường đối với con người và tác động của con người đối với môi trường.
II. CHUẨN BỊ
1. Dụng cụ và hóa chất
- Sơ đồ thùng điện phân nhôm oxit phóng to 
- Đèn cồn, bìa cứng, cốc sứ, ống nghiệm 
- Bột nhôm, dây magiê , bột sắt(III) oxit , dây nhôm , dung dịch NaOH đặc 
2. Phương pháp: Đàm thoại, nêu vấn đề
III. HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
Kiểm tra bài cũ: trong quá trình học
Bài mới
Hoạt động của giáo viên - Hoạt động của học sinh
Nội dung ghi bảng
Hoạt động 1 
GV yªu cÇu HS quan s¸t BTH, nªu vÞ trÝ, viÕt cÊu h×nh e cña Al, nhËn xÐt vÒ sè e líp ngoµi cïng, cho biÕt kh¶ n¨ng nh­êng (e) cña Al.
- So s¸nh tÝnh kim lo¹i, phi kim cña Al so víi c¸c nguyªn tè xung quanh.
- M¹ng tinh thÓ cña Al thuéc lo¹i nµo?
Hoạt động 2
GV yêu cầu đọc SGK và nêu tóm tắt tính chất vật lí 
? T¹i sao ng­êi ta l¹i dïng c¸c giÊy gãi kÑo, gãi thuèc l¸,  b»ng l¸ kim lo¹i nh«m?
? Nh«m cã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn kÐm h¬n ®ång, nh­ng trong thùc tÕ c¸c d©y c¸p dÉn ®iÖn cao thÕ th­êng ®­îc lµm b»ng kim lo¹i nh«m?
Hoạt động 3
Trên cơ sở những kiến thức đã học, GV yêu cầu HS :
- Hãy dự đoán tính chất hoá học của nhôm ? 
- So sánh với KLK , KLKT (Na, Mg) đã học 
· GV ph©n c«ng HS thùc hiÖn TN theo nhãm (HS quan s¸t, nªu hiÖn t­îng, viÕt ph­¬ng tr×nh vµ gi¶i thÝch)
+ Đốt cháy dây nhôm trong không khí 
+ Tác dụng với HCl, H2SO4 đặc nóng, đặc nguội, HNO3 ®Æc nãng, ®Æc nguéi
- L­u ý:
_ Axit HCl, H2SO4 lo·ng chØ t¹o ra khÝ H2
_ Axit HNO3 vµ H2SO4 ®Æc, nãng kh«ng t¹o ra khÝ H2
_ H2SO4 vµ HNO3 ®Æc, nguéi kh«ng ph¶n øng víi Al
Nhận xét số oxi hóa của Al trong các phản ứng đã viết?
+ Tác dụng với nước
Vì sao caùc vaät duïng laøm baèng Al laïi raát beàn vöõng trong khoâng khí hoÆc n­íc ôû nhieät ñoä thöôøng ? 
Tan nhanh khi ph¸ bá líp mµng oxit hoÆc t¹o hçn hçng Al - Hg
+ Tác dụng với oxit kim loại
Ph¶n øng trªn gäi lµ ph¶n øng nhiÖt nh«m, nhiÖt to¶ ra lín lµm s¾t nãng ch¶y nªn ®­îc dïng ®Ó ®iÒu chÕ mét l­îng nhá s¾t nãng ch¶y khi hµn ®­êng ray 
+ Tác dụng với NaOH 
L­u ý: Al kh«ng ph¶n øng trùc tiÕp víi NaOH
GV hoàn thiện và kết luận (như SGK) 
Hoạt động 4
* Từ TCVL, TCHH và kiÕn thøc thùc tÕ cña Al, nªu nh÷ng øg dông của Al.
- Al ®­îc dïng ®Ó tr¸ng bÒ mÆt cña kÝnh viÔn väng, 
*GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi:
- Nhôm có thể điều chế bằng phương pháp nào? Hãy giải thích? 
- Vì sao trong coâng nghieäp ñeå saûn xuaát Al ngöôøi ta laïi söû duïng phöông phaùp ñieän phaân noùng chaûy maø khoâng söû duïng caùc phöông phaùp khaùc ?
- Nguyên liệu để sản xuất nhôm là gì ?
- Cho biết các công đoạn sản xuất nhôm ?
T¹i sao l¹i ph¶i tinh chÕ quÆng boxit tr­íc khi tiÕn hµnh s¶n xuÊt.
- Biện pháp kĩ thuật khi điện phân nhôm oxit nóng chảy là gì?
- Viết sơ đồ điện phân, các phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực và phương trình điện phân nhôm oxit nóng chảy 
V× sao trong qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n Al2O3 nãng ch¶y, ng­êi ta lu«n ph¶i h¹ thÊp ®iÖn cùc anot xuèng d­íi phÇn chÊt láng? ViÖc h¹ ®iÖn cùc nµy cã t¸c dông g× ®Õn m«i tr­êng?
I. Vị trí và cấu tạo
- Thuộc phân nhóm chính nhóm III, chu kỳ 3.
- Cấu hình: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
 Al → Al3+ + 3e
- Độ âm điện: 1,61
- Số OXH: +3
- CT đơn chất: lập phương tâm mặt
II. Tính chất vật lí 
(SGK)
- Do nh«m lµ kim lo¹i cã tÝnh dÎo, cã kh¶ n¨ng d¸t máng tèt vµ kh«ng ®éc h¹i ®èi víi con ng­êi.
- Do nh«m lµ kim lo¹i cã khèi l­îng riªng nhá (nhÑ)
III. Tính chất hoá học 
*Tính khử của nhôm mạnh, nhưng yếu hơn KLK, KLKT 
1. Tác dụng với phi kim
a. Tác dụng với O2
4Al  +  3O2  =  2Al2O3  +  Q
b. Tác dụng với Clo
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
2. Tác dụng với axit
 - Al khử dễ dàng với ion H+ trong dung dịch axit, như HCl, H2SO4 loãng thành hiđro tự do :
2Al  +  6HCl  → 2AlCl3  +  3H2 
2Al  +  6H+  →  2Al3+   +  3H2 
- Với axit HNO3 loãng, HNO3 đặc nóng, H2SO4 đặc nóng:
- Al không tác dụng với dung dịch axit HNO3 và H2SO4 đặc, nguội. 
3. Tác dụng với nước
 2Al + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑
Phản ứng này dừng lại
4. Tác dụng với oxit kim loại
2yAl+3MxOy yAl2O3 + 3xM
Al + Fe2O3 => Al2O3 + Fe
5. Tác dụng với dung dịch bazơ
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
VI . Ứng dụng và sản xuất nhôm 
1. Ứng dụng (SGK) 
2. Sản xuất 
- Al là kim loại mạnh nên dùng PP ĐPNC
- Nguyên liệu: Quặng boxit
- Công đoạn tinh chế Al2O3
- Công đoạn điện phân nóng chảy:
+ Chuẩn bị chất điện li nóng chảy. Hoà tan Al2O3 trong criolit nóng chảy 
+ Quá trình điện phân: 
Ở cực âm:  Al3+   +  3e   =  Al
 Ở cực dương: 2O2ˉ  -  4e  =  O2
Hoạt động 5 
C©u hái cñng cè: Cã nªn dïng c¸c ®å vËt b»ng nh«m ®Ó ®ùng dung dÞch n­íc v«i trong hay kh«ng? V× sao?
Dặn dò về nhà: SGK 
Bài tập tham khảo
Câu 1: Nguyên tắc sản xuất Al là
 	A. khử ion Al3+ trong hợp chất thành nhôm tự do 	 B. oxy hóa ion Al3+ thành nguyên tử Al
 	C. điện phân Al2O3 nóng chảy D. tất cả đều đúng
Câu 2: Để điều chế Al người ta 
A. Điện phân AlCl3 nóng chảy 	 B. Điện phân dung dịch AlCl3 
C. Điện phân Al2O3 nóng chảy trong Criolit 	 D. Khử AlCl3 bằng K ở nhiệt độ cao 
Cách đúng là 
A. 1 và 3 ; 	 B. 1, 2 và 3 ; 	 C. 3 và 4 : D. 1, 3 và 4
Câu 3: Kim loại Al tan được trong kiềm là vì : 
A. Al kim loại lưỡng tính 	 B. Al2O3 và Al(OH)3 lưỡng tính 
C. các hợp chất của Al lưỡng tính 	D. tất cả đều đúng 
Câu 4: Vai trò của criolit ( 3NaF.AlF3 ) trong quá trình sản xuất nhôm 
A. hạ nhiệt độ nóng chảy Al2O3 B. tạo chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn
C. bảo vệ được Al không bị oxy hóa bởi Oxy không khí D. tất cả đều đúng 
Câu 5: Cấu hình electron của nguyên tử Al là:
	A. 1s22s22p63s23p2 	B. 1s22s22p63s23p4 	C. 1s22s22p63s23p1 	D. 1s22s22p63s23p3
Câu 6: Số electron lớp ngoài cùng của Al là:
	A.	6	B. 3 	C. 5	D. 4
Câu 7: Cấu hình electron của Al3+ giống với cấu hình electron:
	A. Mg2+	B. Na+	C. Ne	D.Tất cả đều đúng
Câu 8: Cho phản ứng sau: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O
Hệ số của các chất trong phản ứng là ....
8, 30, 8, 3, 9	 B. 8, 30, 8, 3, 15 	 C. 30, 8, 8, 3 , 15	 D. 8, 27, 8, 3, 12
Câu 9: Bình làm bằng nhôm có thể đựng được dung dịch axit nào sau đây?
	A. HNO3(đặc nóng)	B. HNO3(đặc nguội) 	C. HCl	 D. H3PO4(đặc nguội)
Câu 10: Cho 4 kim loại: Mg, Al, Ca, K. Chiều giảm dần tính oxi hoá của ion kim loại tương ứng là ...
	A. K, Ca, Mg, Al.	 B. Al, Mg, Ca, K.	C. Mg, Al, Ca, K.	 D. Ca, Mg, K, Al.
Câu 11: Trong công nghiệp Al được sản xuất.
	A. Bằng phương pháp nhiÖt luyện	B. Bằng phương pháp điện phân boxit nóng chảy
	C. Bằng phương pháp thủy luyện	 D. Trong lò cao
Câu 12: Trộn 100ml dung dịch HCl 1M với 100ml dung dịch Ba(OH)2 1M được dung dịch X. Thêm vào X 3,24g nhôm. Thể tích H2 thoát ra (ở đktc) là .... lít.
A. 3,36 	B. 4,032	C. 3,24	D. 6,72 
Câu 13: Điều chế đồng từ đồng (II) oxit bằng phương pháp nhiệt nhôm. Để điều chế được 19,2 gam đồng cần dùng khối lượng nhôm là ... gam.
A. 8,1	 B. 5,4	C. 4,5	D. 12,15.
Câu 14: Cho nhôm vào dd NaOH dư sẽ xảy ra hiện tượng:
	A. Nhôm tan, có khí thoát ra, xuất hiện kết ta và kết tủa tan 	B. Nhôm không tan 
	C. Nhôm tan, có khí thoát ra, xuất hiện kết tủa 	D. có khí thoát ra
Câu 15: Nhôm có thể phản ứng được với tất cả các chất nào sau đây?
 A. dd HCl, dd H2SO4 đặc nguội, dd NaOH.	 C. dd H2SO4loãng, dd AgNO3, dd Ba(OH)2.
dd Mg(NO3)2, dd CuSO4, dd KOH.	 D. dd ZnSO4, dd NaAlO2, dd NH3.
Câu 16. Cho 2,7gam một kim loại hóa trị III tác dụng vừa đủ với 1lít dung dịch HCl 0,3M. 
Xác định kim loại hóa trị III?
	A.	V	B. Fe	C. Cr	D. Al
Câu 17. Hòa tan hòan toàn 5,4gam một kim loại vào dd HCl(dư) ,thì thu được 6,72lít khí ở (ĐKTC). Xác định kim loại đó.
A. Mg	B. Zn	C. Fe	D. Al
Câu 18. Cho 24,3 gam nhôm tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 (dư), thì thu được 8,96lít khí gồm NO và N2O (ở đktc). Thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí là:
A. 24%NO và 76% N2O 	B 30%NO và 70% N2O 	
C. 25%NO và 75% N2O	D. 50%NO và 50% N2O