Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron

hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn.

- Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1; viết gọn là (Ne)3s23p1. - Nhôm dễ nhờng cả 3 electron hoá trị nên có số oxi hoá +3 trong các hợp chất.

II. Tính chất vật lí

- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660oC, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng. Có thể dát đợc những lá nhôm mỏng 0,01 mm dùng làm giấy gói kẹo, gói thuốc lá,...

- Nhôm là kim loại nhẹ (D = 2,7 g/cm3), dẫn điện tốt (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng) và dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt).

III. Tính chất hoá học

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ, nên dễ bị oxi hoá thành ion dơng.

Al → Al3+ + 3e

Tính khử mạnh của Al đợc minh họa bằng các phản ứng sau đây :

1. Tác dụng với phi kim

Nhôm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành ion âm:

a) Tác dụng với halogen

Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen

Thí dụ : 2Al + 3Cl2→ 2AlCl3

* Hoạt động 1

I. Vị trí của nhôm trong bảngtuần hoàn, cấu hình electron tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử - HS thuyết trình * Hoạt động 2 II. Tính chất vật lí - HS thuyết trình * Hoạt động 3 III. Tính chất hoá học - HS đọc SGK - GV nhấn mạnh để HS khắc sâu kiến thức:

+ Trong các PƯHH: nguyên tử Al nhờng 3e nên Al là kim loại có tính khử mạnh. Tính khử của Al chỉ yếu hơn KLK, KLKT. + Không đợc nói: Al là nguyên tố lỡng tính Al là kim loại lỡng tính * Hoạt động 4

1. Tác dụng với phi kim

- HS đọc SGK - hoặc GV làm TN

b) Tác dụng với oxi

Khi đốt, bột nhôm cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói, toả nhiều nhiệt:

4Al + 3O2

→

2. Tác dụng với axit

a) Tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch HCl

Nhôm khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch HCl thành khí H2.

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

b) Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, dung dịch HNO3.

α) với dung dịch H2SO4

• với dung dịch H2SO4 đặc nguội

Al không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nguội (Al bị thụ động với dung dịch H2SO4 đặc nguội – dung dịch H2SO4 đặc nguội thụ động hóa Al)

• với dung dịch H2SO4 đặc nóng

Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Trong phản ứng này, Al khử xuống số oxi hoá thấp hơn.

 →^to ↑

2 4 đặc 2 4 3 2 2

2Al + 6H SO Al (SO ) + 3SO + 6H O

β) với dung dịch HNO3

• với dung dịch HNO3 đặc nguội

Al không tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nguội (Al bị thụ động với dung dịch HNO3 đặc nguội - dung dịch HNO3 đặc nguội thụ động hóa Al)

⇒ Có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở dung dịch H2SO4 đặc nguội, dung dịch HNO3 đặc nguội

• với dung dịch HNO3 đặc nóng

Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 đặc, nóng. Trong các phản ứng này, Al khử

+5

N

N

- GV thông báo Al tác dụng dễ dàng với oxi không khí

+ GV cho HS xem TN “Al mọc lông tơ”

* Hoạt động 5

2. Tác dụng với axit

- GV giới thiệu dàn bài (lớp yếu và trung bình) hoặc đàm thoại để dẫn dắt HS xây dựng dàn bài (lớp khá, giỏi); sau đó yêu cầu HS viết PTHH của các phản ứng (do các kiến thức này HS đã học trong bài HCl, H2SO4 ở Lớp 10, HNO3 ở Lớp 11)

- GV dùng các câu gợi nhớ để HS có thể nhớ lại và nêu đúng điều kiện, sản phẩm khử của các phản ứng. Dàn bài: a) Tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch HCl b) Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, dung dịch HNO3. α) với dung dịch H2SO4

•với dung dịch H2SO4 đặc nguội •với dung dịch H2SO4 đặc nóng β) với dung dịch HNO3

với dung dịch HNO3 đặc nguội • với dung dịch HNO3 đặc nóng • với dung dịch HNO3 loãng

Al + 6HNO3 đặc

→

t Al(NO3)3+ 3NO2+ 3H2O • với dung dịch HNO3 loãng

Nhôm tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 loãng. Trong các phản ứng này, Al khử ⁺

N

8Al + 3HNO3rất loãng → _{8Al(NO3)3 + 3N2O +} 15H2O

10Al + 36HNO3rất loãng→_{10Al(NO3)3 + 3N2} +18H2O

8Al + 30HNO3 rất loãng →_8Al(NO3)3+ 3NH4NO3 +9H2O

3. Tác dụng với oxit kim loại

ở nhiệt độ cao, Al khử đợc nhiều ion kim loại trong oxit. Thí dụ phản ứng giữa bột nhôm và oxit sắt:

2Al + Fe2O3

→

Phản ứng trên gọi là phản ứng nhiệt nhôm, nhiệt toả ra lớn làm sắt nóng chảy nên đợc dùng để điều chế một lợng nhỏ sắt nóng chảy khi hàn đờng ray.

4. Tác dụng với nớc

Nhôm không tác dụng với nớc, dù ở nhiệt độ cao là vì trên bề mặt của nhôm đợc phủ kín một lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn, không cho nớc và khí thấm qua.

Nếu phá bỏ lớp oxit đó (hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg), thì nhôm sẽ tác dụng với nớc ở nhiệt độ thờng.

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ (1)

* Hoạt động 6

3. Tác dụng với oxit kim loại

- HS đọc SGK

- nếu có điều kiện: GV cho HS xem tranh ảnh hoặc phim TN

* Hoạt động 7

4. Tác dụng với nớc

- HS đọc SGK

- GV cần phân biệt rõ các tình huống mà đề bài tập, bài kiểm tra thờng ra:

+ Viết PTHH của phản ứng Al tác dụng với H2O: hiểu là Al nguyên chất.

+ Viết PTHH của phản ứng theo sơ đồ: Al→_{Al(OH)3: hiểu là Al} nguyên chất

+ Cho 1 miếng Al vào H2O: hiểu là vật bằng Al nên không tan, không tác dụng với H2O do cha phá bỏ lớp áo Al2O3

+ Phân biệt các kim loại: Al, Mg, Ca, Na: hiểu là vật bằng Al

5. Tác dụng với dung dịch kiềm

Al2O3 là oxit lỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trên bề mặt nhôm tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối tan. Khi không còn màng oxit bảo vệ, nhôm sẽ tác dụng với nớc tạo ra Al(OH)3 và giải phóng khí H2; Al(OH)3 là hiđroxit lỡng tính nên tác dụng tiếp với dung dịch kiềm.

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O (2) Natri aluminat (tan) Phản ứng xảy ra theo (1) và (2). Cộng (1) và (2) ta có phơng trình hoá học sau: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2+ 3H2↑ Nh vậy, nhôm có thể tan trong dung dịch kiềm và giải phóng khí hiđro.

5. Tác dụng với dung dịch kiềm

- Do ở L11 HS đã học về hidroxit lỡng tính và GV đã lấy thí dụ với Al(OH)3 nên GV chỉ cần gợi nhớ để HS tái hiện lại kiến thức. - HS đọc SGK và luyện tập viết PTHH của các phản ứng. - GV nêu vấn đề: + Hidroxit lỡng tính là gì? HS: Hidroxit lỡng tính là hidroxit vừa thể hiện tính axit, vừa thể hiện tính bazơ nghĩa là vừa tác dụng với dung dịch axit mạnh, vừa tác dụng với dung dịch bazơ mạnh

TD: Al(OH)3

+ Chất lỡng tính là gì?

HS: Chất lỡng tính là chất vừa tác dụng với dung dịch axit mạnh, vừa tác dụng với dung dịch bazơ mạnh.

TD: NaHCO3

+ Vậy: Al vừa tan trong dung dịch HCl, vừa tan trong dung dịch NaOH do đó có thể kết luận: Al là chất lỡng tính?

HS suy nghĩ và trả lời: Sai rồi + GV nhấn mạnh: Al tan trong dung dịch bazơ mạnh là do Al(OH)3 có tính lỡng tính, Al không tác dụng trực tiếp với NaOH.

Không đợc nói: “Al là loại lỡng tính”, “Al là nguyên tố lỡng tính”.

Khẳng định: “Al là kim loại có tính khử mạnh”