Tính chất hoá học của nhôm AL, ví dụ và bài tập - hoá lớp 9

Về tính chất hoá học của kim loại các em đã được học trong phần trước, trong bài này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về tính chất hoá học của một kim loại cụ thể, đó là Nhôm Al.

I. Tính chất vật lý của nhôm Al

- Nhôm là kim loại nhẹ (D = 2,7 g/cm³), nóng chảy ở 660°c.

- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

- Nhôm có tính dẻo nên có thể cán mỏng và kéo thành sợi.

II. Tính chất hoá học của Nhôm Al

• Nhôm Phản ứng với phi kim
• Nhôm Tác dụng với nước
• Nhôm Phản ứng với dung dịch axit
• Nhôm Phản ứng với dung dịch muối
• Nhôm Phản ứng với dung dịch kiềm

1) Nhôm tác dụng với oxi và một số phi kim.

a) Nhôm tác dụng với oxi

4Al + 3O₂  2Al₂O₃

- Ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al₂O₃ mỏng bền vững, lớp oxit này bảo vệ đồ vật bằng nhôm, không cho nhôm tác dụng oxi trong không khí, nước.

b) Nhôm phản ứng với phi kim khác

2Al + 3Cl₂  2AlCl₃

2Al + 3S  Al₂S₃

2) Nhôm tác dụng với axit

- Nhôm tác dụng với axit HCl, H₂SO₄ loãng tạo thành muối nhôm và giải phóng khí Hyđro

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

- Nhôm tác dụng với axit HCl, H₂SO₄ đặc, nóng (tuỳ theo nồng độ của axit mà sản phẩm tạo ra có khác nhau).

8Al + 30HNO_{3 đặc, nóng} → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O↑ + 15H₂O

Al + 6HNO_{3 đặc, nóng} → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

8Al + 15H₂SO_{4 đặc, nóng} → 4Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S↑ + 12H₂O

2Al + 6H₂SO_{4 đặc, nóng} → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 3H₂O

* Chú ý: Nhôm không tác dụng với H₂SO₄, HNO₃ đặc, nguội.

3. Nhôm tác dụng với nước

- Thông thường vật bằng nhôm không tác dụng với nước vì có lớp màng Al₂O₃ không cho nước thấm qua, nếu phá bỏ lớp màng này thì Al tác dụng với nước.

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂↑

4. Nhôm tác dụng với dung dịch muối

- Nhôm phản ứng với dụng dịch muối của kim loại yếu hơn (trong dãy điện hoá) tạo thành muối mới và giải phóng kim loại yếu ra khỏi muối.

Al + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag↓

2Al + 3Cu(NO₃)₂ → 2Al(NO₃)₃ + 3Cu↓

2Al +3FeCl₂ → 2AlCl₃ + 3Fe↓

5. Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm

- Lớp oxit nhôm dễ bị hòa tan trong kiềm nên nhôm phản ứng với dung dịch kiềm.

          2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

6. Nhôm tác dụng với oxit kim loại

- Ở nhiệt độ cao Nhôm khử được một số oxit kim loại (đứng sau nhôm trong dãy điện hoá) gọi là phản ứng nhiệt nhôm.

2Al + Fe₂O₃  2Fe + Al₂O₃

2Al + 3CuO  3Cu + Al₂O₃

III. Bài tập vận dụng tính chất hoá học của nhôm Al

* Bài tập 1: Hoà tan 9,14g hỗn hợp Cu, Mg, Al bằng dung dịch HCl dư­ thu đ­ợc 7,84 lít khí A (đktc); 2,54g chất rắn B và dung dịch C. Tính khối l­ượng muối có trong dung dịch C.

* Hướng dẫn:

- Khi cho hỗn hợp vào HCl chỉ có Al, Mg phản ứng

 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑   (1)

 Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑      (2)

- Khí thu được ra là H₂ nên ta có:

 n_H2 = V/22,4 = 7,84/22,4 = 0,35 mol

 n_{HCl pư} = 2.n_H2 = 2.0,35 = 0,7 mol

- Dung dịch C gồm muối và HCl dư nên theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

 m_hh + m_HCl pư = m_muối + m_H2 + m_B

⇔ 9,14 + 0,7.36,5 = m_muối +0,35.2 + 2,54

⇒ m_muối = 31,45g

* Bài tập 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa 6,48 gam Al với 17,6 gam Fe₂O₃. Chỉ có phản ứng nhôm khử oxit kim loại tạo kim loại. Đem hòa tan chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm bằng dung dịch xút dư cho đến kết thúc phản ứng, thu được 1,344 lít H₂ (đktc). Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm.

* Hướng dẫn:

- Theo bài ra, ta có:  n_Al = m/M = 6,48/27 = 0,24 mol, n_Fe2O3 = 17,6/160= 0,11 mol

- Ta có PTPƯ:

 2Al + Fe₂O₃   Al₂O₃ + 2Fe    (1)

 2Al _dư + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑   (2)

- Theo bài ta, ta có: n_H2 = 1.344/22.4 = 0,06 (mol).

 PTPƯ (2) ⇒ n_{Al dư} = (2/3)n_H2 = (2/3).0,06  = 0,04 (mol).

⇒ n_{Al pư}  = 0,24 – 0,04 = 0,2 (mol).

- Theo PTPƯ (1) ta có  n_Fe2O3 = (1/2).n_Al = (1/2).0,2 = 0,1 (mol).

⇒ Vậy hiệu suất phản ứng của Fe₂O₃ là: H = (0,1/0,11).100% = 90,9%

* Bài 1 trang 57 sgk hoá 9: Hãy điền vào bảng những tính chất tương ứng với những ứng dụng của nhôm:

>> Giải bài 1 trang 57 sgk hoá 9

* Bài 2 trang 58 sgk hoá 9: Thả một mảnh nhôm vào các ống nghiệm chứa các dung dịch sau:

a) MgSO₄.

b) CuCl₂.

c) AgNO₃.

d) HCl.

Cho biết hiện tượng xảy ra? Giải thích và viết phương trình hóa học.

>> Giải bài 2 trang 58 sgk hoá 9

* Bài 3 trang 58 sgk hoá 9: Có nên dùng xô, chậu, nồi nhôm để đựng vôi, nước vôi tôi hoặc vữa xây dựng không? Giải thích.

>> Giải bài 3 trang 58 sgk hoá 9

* Bài 4 trang 58 sgk hoá 9: Có dung dịch muối AlCl₃ lẫn tạp chất là CuCl₂. Có thể dùng chất nào sau đây để làm sạch muối nhôm? Giải thích sự lựa chọn.

a) AgNO₃.

b) HCl.

c) Mg.

d) Al.

e) Zn.

>> Giải bài 4 trang 58 sgk hoá 9

* Bài tập 5 trang 58 sgk hóa 9: Thành phần chính của đất sét là Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O. Hãy tính thành phần phần trăm theo khối lượng của Al có trong hợp chất trên.

>> Giải bài 5 trang 58 sgk hoá 9

* Bài tập 6 trang 58 sgk hóa 9: Để xác định phần trăm khối lượng của hỗn hợp A gồm nhôm và magie, người ta thực hiện hai thí nghiệm sau:

– Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư, thu được 1568ml khí ở điều kiện tiêu chuẩn.

– Thí nghiệm 2: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch NaOH dư thì sau phản ứng thấy còn lại 0,6g chất rắn.

Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp A.

>> Giải bài 6 trang 58 sgk hoá 9

* Bài 4 trang 69 sgk hoá 9: Hoàn thành sơ đồ phản ứng

a) Al → Al₂O₃ → AlCl₃ → Al(OH)₃ → Al₂O₃ → Al → AlCl₃