BÀI 33: NHÔM

BÀI 33: NHÔM (Ban nâng cao) Tiết thứ: Ngày soạn: Người soạn: Bùi Thị Phương Thúy Mục tiêu bài học: Về kiến thức: - Học sinh nắm được vị trí cấu tạo, tính chất vật lý ứng dụng sản xuất Al - Học sinh hiểu nhôm là kim loại có tính khử mạnh. Về kĩ năng: - Học sinh viết phương trình phản ứng thể hiện tính khử mạnh của Al, phương trình điều chế Al - Học sinh thiết lập mối lien hệ giữa tính chất và ứng dụng của Al Về tư tưởng tình cảm: - Giáo dục học sinh lòng say mê yêu khoa học , tin tưởng vào khoa học. - Học sinh biết các ứng dụng khoa học vào thực tiễn Chuẩn bị: - Giáo Viên: Sơ đò thùng điện phân, tranh minh họa… - Học sinh: học bài cũ, đọc bài mới, đầy đủ dụng cụ học tập: bảng tuần hoàn… Tổ chức các hoạt động day học: Hoạt động của (GV) & (HS) Nội dung bài giảng GV: vào bài: ở các tiết học trước các em đã tim hiêu về kim loại kiềm và kiềm thổ, hôm nay chúng ta tiếp tục tìm hiểu về nguyên tố nhôm thuộc nhóm IIIA. GV: treo tranh cấu hinh nguyên tủ Al GV: học sinh viết cấu hình electron của nhôm và cho bết vị trí của nhôm trong BTH? HS: Al 13 : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Vị trí: ô thứ 13, chu kỳ 3, nhóm IIIA GV: yêu cấu HS xem BTH và trả lời kim loại nhôm đứng sau và trước nguyên tố nào: HS: trong chu kì 3 nhôm đứng trước Si và sau Mg, trong nhóm 3 Al đứng sao Bo GV: GV: hãy cho biết Al thuộc loại nguyên tố gì? Có bao nhiêu electron hóa trị? HS: AL là nguyên tố p, có 3electron hóa trị GV: nhận xét gì về năng lương ion hóa của Bài 33: NHÔM I – VỊ TRÍ CẤU TẠO 1- vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn cấu hình electron: Al 13 : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Vị trí: ô thứ 13, chu kỳ 3, nhóm IIIA Trong chu kì 3 nhôm đứng trước Si và sau Mg, trong nhóm 3 Al đứng sao Bo 2- Cấu tạo của AL cấu tạo nguyên tủ Al: có 3 lớp 2/8/3 AL là nguyên tố p, có 3electron hóa trị, xu hướng nhường 3 electron tạo ion Al 3+ , Al → Al 3+ + 3e [Ne]3s 2 3p 1 [Ne] nhôm? Từ đó cho biết tính chất cơ bản của nhôm và số oxi hóa của nó trong các hợp chất? HS: - so sánh năng lượng ion hóa của nhôm ta thấy: I 3 : I 2 = 2744 ; 1816 = 1.5 ; 1 - Như vậy năng lượng ion hóa của I 3 chỉ lớn hơn năng lượng ion hóa của I 2 1.5 lần - do vậy khi cung cấp năng lượng Al se có 3electron ra khỏi nguyên tử. - Số oxi hóa: trong mọi hợp chất Al có số oxi hóa là +3 GV thông báo: - Độ âm điện: nguyên tử Al có giá trị độ âm điện là 1.61 - Mạng tinh thể: nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện. GV: GV: nghiên cứu SGK và thảo luận rút ra tính chất vật lý quan trọng của Al? HS: - Al là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng. có thể dát được lá nhôm mỏng 0.01 mm dung để gói thực phẩm - Al là kim loại nhẹ (2,7 g/cm 3 ), nóng chảy ở nhiệt độ 660 o C. - Nhôm dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. độ dẫn điện bằng 2/3 Cu nhưng lại nhẹ hơn Cu 3 lần. GV: GV: dựa vào cấu tạo nguyên tủ, E o Al 3+ ; năng lượng ion hóa của Al, hãy cho biết tính chất hóa học của Al là gì? HS: - E o Al 3+ = -1,66V, nguyên tủ Al có năng lượng ion hóa thấp, - Do vậy Al là kim loại có tính khử mạnh. Tuy nhiên tính khử của Al yếu hơn kim loại kiềm, mạnh hơn kim loại kiềm thổ GV: GV: lấy ví dụ về 1 số phản ứng của Al với phi kim đã học HS: 4 Al + 3O 2 → 2 Al 2 O 3 Số oxi hóa của Al : +3 Độ âm điện: 1.61 II- TÍNH CHẤT VẬT LÝ Al là kim loại màu trắng bạc, t o nc = 660 o C Mền, dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC Tính chất hóa học cơ bản của Al là tính khử mạnh: Al → Al 3+ + 3e 1 - tác dụng với phi kim 2 Al + 3Cl 2 → 2 AlCl 3 GV: Al tác dụng trực tiếp và mãnh liệt với nhiều phi kim: O 2 , Cl 2 , S… GV: - Al bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng Al 2 O 3 rất mỏng, bền bảo vệ - khi đốt nóng bột Al cháy sang trong không khi, phản ứng tỏa nhiều nhiệt: GV: bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc vói khí Cl 2 GV: xác định số oxi hóa của Al trong phản ứng trên? Kl: Al khử nhiều phi kim thành ion âm. GV GV: yêu cầu học sinh viết PTPU của Al với các dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng HS: 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 2Al + 3 H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 GV:  Al khử ion H + trong dung dịch axit thành hidro tự do. GV: GV: Al có pư được với dung dịch HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội? vì sao HS: - Al không pư với HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội. - vì những axit này đã bị oxi hóa bề mặt tạo thành 1 màng oxit có tính trơ, lam cho Al thụ động, Al bị thụ động sẽ không tác dụng với cả dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng. GV: GV: 2) Hãy viết phản ứng của Al với HNO 3 loãng, H 2 SO 4 đặc, nóng ? HS: t o Al + 6HNO 3 đ → Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O a/ Với O 2 t o 4 Al + 3O 2 → 2 Al 2 O 3 b/ Với các phi kim khác: (Cl 2 , S, C ) 2 Al + 3Cl 2 → 2 AlCl 3 2 Al + 3S → Al 2 S 3 4 Al + 3C → Al 2 C 3 Kl: Al khử nhiều phi kim thành ion âm 2- Tác dụng vói axit a/ tác dụng vói axit loãng HCl, H 2 SO 4 tạo muối và khí H 2 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 2Al + 3 H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 Pt ion: 2Al + 6H + → 2 Al 3+ + 3H 2 Al khử ion H + trong dung dịch axit thành hidro tự do. b/ Với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh: HNO 3 (loãng hay đặc) H 2 SO 4 (đặc): + dung dịch HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội + dung dịch HNO 3 loãng, đặc nóng, H 2 SO 4 đặc nóng t o t o t o Al + H 2 SO 4 đ → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6 H 2 O GV: Với các axit HNO 3 đặc nóng, HNO 3 loãng, H 2 SO 4 đặc nóng: Al khử được N +5 , S +6 xuống những mức oxi hoá thấp hơn. GV: GV: ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại kém hoạt dộng hơn trong hợp chát oxit (Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 .) thành kim loại tự do.  Treo tranh minh họa GV: GV: Cho E o Al 3+ /Al < E o H 2 O/H 2 , vậy nhôm có tác dụng được với nước không ? - Do E o Al 3+ /Al < E o H 2 O/H 2  Al khử được nước  phản ứng dừng lại nhanh và có lớp Al(OH) 3 không tan trong H 2 O bảo vệ lớp nhôm bên trong. GV: GV: nhôm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH) 2 . GV: giải thích? - Trước hết màng Al 2 O 3 bị phá hủy trong môi trường kiềm: Al 2 O 3 + NaOH +3H 2 O → 2Na[Al(OH) 4 ] (1) - Tiếp đến Al khử H 2 O: 2Al + 6H 2 O → 2 Al(OH) 3 + 3 H 2 (2) - Màng 2 Al(OH) 3 bị phá hủy trong môi trường kiềm Al(OH) 3 + NaOH → Na[Al(OH) 4 ] (3) - Các phản ứng (2) & (3) xảy ra luân phiên cho đến khi nhôm bị tan hết gộp lại được phương trình trên. GV: Viết pư: Al + Ba(OH) 2 + H 2 O →? (BTVN) GV: GV: Nghiên cứu những ứng dụng trong sgk? HS: - nhôm là loại hợp kim nhôm có đặc tính nhẹ, bền đối với không khí và nước, được dung làm vật liệu chế tạo máy bay, ôtô tên lửa, tàu vũ trụ. - Nhôm có tính dẫn điện dẫ nhiệt tốt, được dùng làm dây cáp dẫn điện thay t o Al + 6HNO 3 đ → Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O t o Al + H 2 SO 4 đ → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6 H 2 O 3/ Tác dụng với oxit kim loại: Vd: Fe 2 O 3 + 2 Al → Al 2 O 3 + 2 Fe  phản ứng nhiệt nhôm. 4/ Tác dụng với H 2 O : 2Al + 6H 2 O → 2 Al(OH) 3 + 3 H 2 5/ Tác dụng với bazơ : 2Al +2NaOH +6H 2 O→2Na[Al(OH) 4 ] +3H 2 natri aluminat IV - ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT 1- ứng dụng pnc, xtĐ thế cho Cu là kim loại đắt tiền. Al được dung chế tạo các thiết bị trao đổi nhiệt, các dụng cụ đun nấu trong giá đình. - Bột nhôm dung để chế tạo hôn hợp técmit( hỗn hợp Al và Fe 2 O 3 , được dung để hàn gắn đường ray… GV: GV: Treo sơ đồ thùng điện phân Al 2 O 3 nóng chảy. GV: Sản xuất : Qua 2 công đoạn: công đoạn tinh chế quặng boxit công đoạn đpnc Al 2 O 3 - công đoạn tinh chế quặng boxit:ngoài thành phần chính là Al 2 O 3 . 2 H 2 O còn lẫn tạp chất SiO 2 , Fe 2 O 3 → loại bỏ tạp chất bằng phương pháp hóa học - công đoạn đpnc Al 2 O 3 : Al 2 O 3 n/c ở 2050 o C, trộn với criolit ( Na 3 AlF 6 ) → hỗn hợp có nhiệt độ nóng chảy ỏ 900 o C, mặtt khác hỗn hợp chất điện li này có khối lượng riêng nhỏ hơn Al, nổi lên trên và ngăn cản Al nóng chảy không bị oxi hóa trong không khí. GV: Quan sát, mô tả các phần của thùng điện phân và viết các quá trình xảy ra tại điện cực? ( treo tranh) - Thành phần thùng điện phân: cực dương, cực âm bằng than chì. - Cực âm: xay ra sự khử Al 3+ thành Al: Al 3+ + 3e → Al - ở cực dương xảy ra sự oxi hóa O 2- thành khí O 2 2O 2- → O 2 + 4e Ptđp: Ptđp: Al 2 O 3  2Al + 3/2 O 2 khí oxi sinh ra ở cực dương đốt cháy dần dần than chì thành CO 2 do vậy trong quá trình điện phân phải hạ thấp dần các cực dương vào thùng điện phân. 2/ Sản xuất Al 2 O 3 nóng chảy ở 2050 o C Al 2 O 3. ( Na 3 AlF 6 ) nóng chảy ở 900 o C Ptđp: Ptđp: Al 2 O 3  2Al + 3/2 O 2 HOẠT ĐỘNG 8: Củng cố: bài tập 1,2 / sgk . BÀI 33: NHÔM (Ban nâng cao) Tiết thứ: Ngày soạn: Người soạn: Bùi Thị Phương Thúy Mục tiêu bài học: Về kiến thức: - Học sinh. học bài cũ, đọc bài mới, đầy đủ dụng cụ học tập: bảng tuần hoàn… Tổ chức các hoạt động day học: Hoạt động của (GV) & (HS) Nội dung bài giảng GV: vào bài: