Tải bản đầy đủ

Tóm tắt lý thuyết về nhôm và hợp chất Các dạng toán về nhôm và hợp chất

NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

CHUYÊN ĐỀ NHÔM
I.

TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Td với phi kim ( Cl2, O2…)
2. Td với axít
Chú ý: Al thụ động trong axít H2SO4 và HNO3 đặc nguội (Fe, Cr…)
3. Td với oxít kim loại (phản ứng nhiệt nhôm).
4. Td với nước.
2Al + 6H2O

2Al(OH)3 + 3H2

Phản ứng trên nhanh chóng dừng lại vì lớp Al(OH)3 không tan trong nước đã ngăn cản
không cho nhôm tiếp xúc với nước.
Vật bằng nhôm hàng ngày tiếp xúc với nước dù ở nhiệt độ nào cũng khôgn xảy ra phản
ứng là do trên bề mặt của vật được phủ một lớp Al2O3 rất mỏng và bền chắc không cho
nước và khí thấm qua.

5. Td với dd kiềm.
2Al + 2NaOH + 6H2O

2Na[Al(OH)4] + 3 H2

Hoặc Al + NaOH + H2O
II.

NaAlO2 + 3/2H2

Điều chế
PP duy nhất là đpnc oxít của nó: Al2O3

Al + O2

Trong quá trình điện phân người ta sử dụng Criolit (Na3AlF6). Có 3 tác dụng:
1. Làm hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 từ 20500C xuống khoảng 9000C
2. Làm cho tính dẫn điện cao hơn.
3. Tạo hỗn hợp nhẹ hơn Al để bảo vệ Al
III.

MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG

1. Nhôm oxít. Là chất lưỡng tính
Al2O3 + 6HCl

2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + NaOH

NaAlO2 + H2O

Quặng boxit Al2O3.2H2O là nguyên liệu sản xuất nhôm kim loại.
2. Nhôm hiđroxit
2Al(OH)3

Al2O3 + 3H2O

Là hiđroxit lưỡng tính
Al(OH)3 + 3HCl
Al(OH)3 + NaOH
 Điều chế Al(OH)3

AlCl3 + 3H2O
NaAlO2 + 2H2O

(1)
(2)


- Từ muối nhôm: Al3+ + NH3 + H2O
VD: AlCl3 + NH3 + H2O

Al(OH)3 + NH4+

Al(OH)3 + NH4Cl

+ Nếu dùng bazơ phải vừa đủ nếu không Al(OH)3 sẽ tan theo phản ứng (2)
- Từ NaAlO2
+ Cho từ từ đến dư dd HCl vào dd NaAlO2, ban đầu có phản ứng:
NaAlO2 + HCl + H2O

Al(OH)3 + NaCl

Sau đó Al(OH)3 tan theo phản ứng (1)
+ Nếu thổi CO2 qua dd NaAlO2 thì sẽ thu được kết tủa Al(OH)3 (không bị tan)
NaAlO2 + CO2 + 2H2O

Al(OH)3 + NaHCO3

* Một số chú ý khi giải bài tập Al tác dụng với oxít kim loại
- Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại
(Hỗn hợp X)
- Thường gặp:
+ 2Al + Fe2O3
+ 2yAl + 3FexOy y

oxit nhôm + kim loại
(Hỗn hợp Y)

Al2O3 + 2Fe
Al2O3 + 3xFe

+ (6x – 4y)Al + 3xFe2O3
6FexOy + (3x – 2y)Al2O3
- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tùy theo tính chất của hỗn hợp Y tạo thành để biện luận. Ví
dụ:
+ Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết
+ Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóng H2 → có Al dư
+ Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay ra thì có khả năng hỗn hợp Y chứa
(Al2O3 + Fe) hoặc (Al2O3 + Fe + Al dư) hoặc (Al2O3 + Fe + oxit kim loại dư)
- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư
- Thường sử dụng:
+ Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY
+ Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử): nAl (X) = nAl (Y) ; nFe (X) = nFe (Y) ;
nO (X) = nO (Y)
A. KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI BAZƠ VÀ BÀI TOÁN LƯỠNG TÍNH:
Cần chú ý đến 2 kim loại sau: Al, Zn. Phương trình phản ứng khi tác dụng với bazơ:
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 +
Zn + 2NaOH

3
H2 
2

→ Na2ZnO2 + H2 

- Oxit của 2 kim loại này đóng vai trò là oxit acid và tác dụng với bazơ như sau:
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O


- Hidroxit(bazơ) của 2 kim loại này đóng vai trò là axit và tác dụng với bazơ như sau:
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O
- Kết tủa Al(OH)3 tan trong dung dịch kiềm mạnh và acid nhưng không tan trong dung dịch kiềm
yếu như dung dịch NH3. Kết tủa Zn(OH)2 tan lại trong dung dịch NH3 do tạo phức chất tan.

dụ: Al2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4
- Do đó khi cho muối của một kim loại có hidroxit lưỡng tính tác dụng với dung dịch kiềm, lượng kết
tủa sẽ được tạo thành theo 2 hướng:
+ Lượng kiềm dùng thiếu hoặc vừa đủ nên chỉ có một phần muối đã phản ứng. Nghĩa là có sự tạo
kết tủa Al(OH)3, HOẶC Zn(OH)2 nhưng kết tủa không bị tan lại.
+ Lượng kiềm dùng dư nên muối đã phản ứng hết để tạo kết tủa tối đa sau đó kiềm hòa tan một
phần hoặc hòan toàn kết tủa.
 Thường sẽ có 2 đáp số về lượng kiềm cần dùng.
a. Khi có anion MO2(4-n)- với n là hóa trị của M:
Các phản ứng sẽ xảy ra theo đúng thứ tự xác định:

Ví dụ: AlO2-, ZnO22-…

Thứ nhất: OH- + H+ → H2O
- Nếu OH- dư, hoặc khi chưa xác định được OH- có dư hay không sau phản ứng tạo MO2(4-n)- thì ta gỉa sử
có dư
Thứ hai: MO2(4-n)- + (4-n)H+ + (n-2)H2O → M(OH)n
- Nếu H+ dư sau phản ứng thứ hai thì có phản ứng tiếp theo, khi chưa xác định được H+ có dư hay không
sau phản ứng tạo M(OH)n thì ta giả sử có dư
Thứ ba: M(OH)n+ nH+ → Mn+ + nH2O
b. Khi có cation Mn+:
Ví dụ: Al3+, Zn2+…
- Nếu đơn giản thì đề cho sẵn ion Mn+; phức tạp hơn thì cho thực hiện phản ứng tạo Mn+ trước bằng cách
cho hợp chất chứa kim loại M hoặc đơn chất M tác dụng với H+, rồi lấy dung dịch thu được cho tác
dụng với OH-. Phản ứng có thể xảy ra theo thứ tự xác định :
Thứ nhất: H+ + OH- → H2O (nếu có H+
- Khi chưa xác định được H+ có dư hay không sau phản ứng thì ta gỉa sử có dư.
Thứ hai: Mn+ + nOH- → M(OH)n
- Nếu OH- dư sau phản ứng thứ hai, hoặc khi chưa xác định chính xác lượng OH- sau phản ứng thứ hai
thì ta giả sử có dư.
Thứ ba: M(OH)n + (4-n)OH- → MO2(4-n)- + 2H2O
- Nếu đề cho H+ (hoặc OH- dư thì không bao giờ thu được kết tủa M(OH)n vì lượng M(OH)n ở phản ứng
thứ hai luôn bị hòa tan hết ở phản ứng thứ ba, khi đó kết tủa cực tiểu; còn khi H+ hoặc (OH-) hết sau
phản ứng thứ hai thì phản ứng thứ ba sẽ không xảy ra kết tủa không bị hòa tan và kết tủa đạt gía trị cực
đại.
B. BÀI TOÁN NHIỆT NHÔM:


Thường gặp là phản ứng nhiệt nhôm: Gọi a là số mol của Al; b là số mol của oxit sắt.(Fe 2O3)
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
I. Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn: Thường do không biết số mol Al và Fe2O3 là bao nhiêu nên phải
xét đủ 3 trường hợp rồi tìm nghiệm hợp lí:
1. Trường hợp 1: Al và Fe2O3 dùng vừa đủ: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
a



 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al2O3:

a
2



a
2

→ a

a
mol
2

2. Trường hợp 2: Al dùng dư: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
2b → b → b → 2b
 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2b mol; Al2O3: b mol; Aldư: (a-2b) mol. Điều kiện: (a-2b>0)
3. Trường hợp 3: Fe2O3 dùng dư:

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
a

 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al2O3:



a
2



a
2

→ a

a
a
a
; Fe2O3: (b- )mol. Điều kiện: (b-( >0)
2
2
2

II. Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn:
Gọi x là số mol Fe2O3 tham gia phản ứng
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
2x → x → x → 2x
 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2x mol; Al2O3: x mol; Fe2O3 dư: (b-x)mol; Al dư: (a-2x)mol
Chú ý: Nếu đề yêu cầu tính hiệu suất phản ứng ta giải trường hợp phản ứng xảy ra không hoàn
toàn.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×