6. Phương pháp nghiên cứu
3.5. Bài 33: Nhơm
I. Mục tiêu:
1. Về kiến thức:
HS biết:
- Vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất của nhơm. - Ứng dụng và sản xuất nhơm.
HS hiểu:
Nguyên nhân tính khử mạnh của nhơm, tại sao nhơm chỉ cĩ số oxi hĩa +3 trong hợp chất.
2. Về kỹ năng:
Quan sát mẫu vật, thí nghiệm, rút ra kết luận về tính chất hĩa học và nhận biết ion nhơm.
Viết các PTHH minh hoạ tính chất hố học của nhơm.
Dự đốn, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hĩa học của nhơm, nhận biết ion nhơm.
Viết các PTHH phân tử và ion rút gọn (nếu cĩ) minh hoạ tính chất hố học nhơm.
Sử dụng và bảo quản hợp lý các đồ dùng bằng nhơm.
3. Về tình cảm - thái độ:
- Đam mê, yêu thích hĩa học.
- Thấy được vai trị của hĩa học trong đời sống. - Thận trọng trong việc sử dụng hĩa chất.
II. Phương pháp:
Đàm thoại, gợi mở nêu vấn đề, thí nghiệm trực quan.
III. Chuẩn bị:
1. Giáo viên: giáo án điện tử.
2. Học sinh: xem lại tính chất hĩa học chung của kim loại.
IV. Trọng tâm bài giảng:
V. Tiến trình lên lớp:
1. Ổn định lớp: 2. Bài mới:
Vào bài: Các em hãy cho biết đồ dùng ở nhà mà chúng ta hay sử dụng như: soong, thau,…được làm chủ yếu bằng kim loại nào? Vậy tại sao khơng sử dụng kim loại khác mà lại dùng nhơm, để trả lời được câu hỏi đĩ chúng ta cùng vào bài mới để tìm hiểu.
Slide 1:
Hoạt động của GV và HS
Nội dung Slide
Hoạt động 1: Vị trí – Cấu tạo
GV:
- Yêu cầu HS viết cấu hình electron nguyên tử của Al.
Xác định vị trí của
Al trong bảng tuần hồn?
- Hãy cho biết nhơm thuộc loại nguyên tố gì ? cĩ bao nhiêu e hố trị ? I. Vị trí – Cấu tạo Al 13 : 1s22s22p63s23p1 - Vị trí: chu kì 3, nhĩm IIIA - Trong chu kì Al đứng sau Mg, trước Si - Trong nhĩm IIIA: Al đứng sau B. - Là nguyên tố p, cĩ 3 e hố trị. Xu hướng nhường 3 e tạo ion Al3+ Al Al3+ + 3e [Ne]3s23p1 [Ne] Slide 2:
GV: yêu cầu HS
nghiên cứu sgk và cho biết:
- Năng lượng ion hĩa? - Độ âm điện? - Mạng tinh thể? - Trong hợp chất nhơm cĩ số oxi hố +3 vd: Al2O3, AlCl3 Hoạt động 2: Tính chất vật lí
GV: yêu cầu HS dựa
vào SGK nêu một số tính chất vật lí của Al.
II. Tính chất vật lý
- Là kim loại màu trắng bạc, tnc = 6600C, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng. - Nhẹ (d = 2,7g/cm3), dẫn điện tốt và dẫn nhiệt tốt. Slide 3: Hoạt động 3: Tính chất hĩa học GV: Cho biết vị trí
cặp oxi hĩa khử của nhơm trong dãy điện hĩa?
=> xác định tính chất hĩa học của Al.
GV: - Yêu cầu HS
viết pư khi Al t/d với oxi. - Vì sao các vật dụng làm bằng Al lại rất bền vững trong khơng khí ở nhiệt độ thường III. Tính chất hĩa học Al cĩ tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ.
Al → Al3+ + 3e
1. Tác dụng với phi kim:
Al tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như O2, Cl2, S,…
4Al + 3O2 t0 2Al2O3
- Chú ý: Al bền trong khơng khí ở nhiệt độ
? - Cho HS quan sát thí nghiệm: bột Al tác dụng với S. => HS quan sát ht và viết ptpư. GV: làm thí nghiệm
cho Al t/d với axit HCl. Yêu cầu HS quan sát giải thích hiện tượng và viết ptpư?
- Với axit HCl, H2SO4l…. thì Al khử ion nào ? Sản phẩm ?
GV: gợi ý sản phẩm khi cho Al t/d với H2SO4 và HNO3 đặc nĩng. Yêu cầu HS viết ptpư
- Với axit HNO3, H2SO4đđ …thì Al khử ion nào ? Vì sao ?
- Trường hợp với axit HNO3, H2SO4đ nguội thì phản ứng cho sản phẩm gì ? Vì sao ?
thường do cĩ lớp màng oxit Al2O3 rất mỏng bảo vệ. 2Al + 3S Al2S3 2. Tác dụng với axit: - Khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch HCl và H2SO4 lỗng → H2 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 - Tác dụng mạnh với dung dịch HNO3 lỗng, HNO3 đặc, nĩng và H2SO4 đặc, nĩng. Al + 4HNO3l 0 t Al(NO3)3 + NO + 2H2O 2Al + 6H2SO4 đ 0 t Al2(SO4)3+3SO2+6H2O - Nhơm bị thụ động hố bởi dung dịch HNO3 đặc, nguội hoặc H2SO4 đặc nguội.
to
GV: ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kl như Fe2O3, Cr2O3,…thành kl tự do.
- Cho HS quan sát thí nghiệm Al t/d với sắt III oxit. Yêu cầu HS quan sát hiện tượng và viết ptpư. GV: Cho 0 / 0 / 2 2 3 Al HO H Al E E , vậy nhơm cĩ tác dụng được với nước khơng ?
- Vì sao những vật bằng nhơm hằng ngày tiếp xúc với nước dù ở nhiệt độ cao nhưng khơng xảy ra phản ứng ?
GV: dẫn dắt vấn đề và giúp HS viết ptpư: Al2O3 là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trên bề
3. Tác dụng với oxit kim loại:
Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại kém hoạt động hơn trong oxit ( FeO, CuO, ...) thành kim loại tự do.
Vd: Fe2O3 + 2 Al Al2O3 + 2 Fe phản ứng nhiệt nhơm. 4. Tác dụng với nước: Do 0 0 / / 2 2 3 Al HO H Al E E Al khử được nước. 2Al + 6H2O 2 Al(OH)3 + 3 H2 phản ứng dừng lại nhanh và cĩ lớp Al(OH)3 khơng tan trong H2O bảo vệ lớp nhơm bên trong.
5. Tác dụng với dung dịch kiềm:
- Trước hết, lớp bảo vệ Al2O3 bị hồ tan trong dung dịch kiềm:
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (1)
mặt nhơm tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối tan. Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (1)
Khi khơng cịn màng oxit bảo vệ, nhơm sẽ tác dụng với nước tạo ra Al(OH)3 và giải phĩng khí H2. 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 (2) Al(OH)3 là hydroxxit lưỡng tính nên tiếp tục t/d với dd kiềm. Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + H2O (3)
Natri aluminat (tan) Phản ứng xảy ra theo (2) và (3). Cộng (2) và (3) ta cĩ pt hĩa học: 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2+ 3H2
Như vậy, nhơm cĩ thể
- Al khử nước: 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 (2) - Lớp bảo vệ Al(OH)3 bị hồ tan trong dung dịch kiềm
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (3)
Các phản ứng (2) và (3) xảy ra xen kẽ nhau cho đến khí nhơm bị hồ tan hết.
2Al+ 2NaOH + 2H2O
Đpnc, xt tan trong dd kiềm và
giải phĩng khí H2.
Hoạt động 4: Ứng dụng – Sản xuất 1. Ứng dụng
GV: yêu cầu HS nêu một số ứng dụng của nhơm?
2. Sản xuất
GV: yêu cầu HS nghiên cứu sgk và trả lời các câu hỏi:
- Nhơm được sản xuất bằng phương pháp nào? Giải thích? - Nguyên liệu sản xuất nhơm?
- Cho biết các cơng đoạn sản xuất?
GV: Treo sơ đồ thùng
điện phân Al2O3 nĩng chảy, mơ tả các phần của thùng điện phân và hướng dẫn HS viết các quá trình xảy ra tại điện cực. IV. Ứng dụng – Sản xuất: 1. Ứng dụng: (SGK) 2. Sản xuất:
- Qua 2 cơng đoạn:
tinh chế quặng boxit đpnc Al2O3
- Để hạ nhiệt độ nĩng chảy của Al2O3 từ 2050o C xuống 900oC, hồ tan Al2O3 trong criolit n/c.
Ptđp: s xt dpnc O Al O Al 2 3 2 , 3 2 Slide 5: Slide 6: Slide 7: Slide 8:
Slide 9:
Slide 10:
3. Củng cố:
- Nhắc lại kiến thức trọng tâm. - Làm bài tập 3 trang 176/sgk.
4. Dặn dị:
- Làm các bài tập cịn lại trong sgk. - Học bài và xem trước bài mới.
5. Rút kinh nghiệm:
……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ