Giáo án Hóa học Lớp 11 - Hợp chất của nhôm - Chữ Thị Ngọc Tú

Hợp chất của nhôm —–˜™ I. Mục tiêu bài học. Nắm được tính chất hóa học quan trọng của Al2O3 là tính lưỡng tính và dẫn ra những phản ứng hóa học để minh họa. Nắm được những tính chất hóa học của Al(OH)3 đó là: tính chất lưỡng tính của Al(OH)3. Giải thích và dẫn ra các phản ứng để minh họa. tính chất kém bền với nhiệt. Vận dụng được những kiến thức tổng hợp về tính chất hóa học của Al, Al2O3 và Al(OH)3 để lí giải hiện tượng một số vật bằng nhôm bị phá hủy trong môi trường kiềm. Biết cách phân biệt các hợp chất của Al, hợp chất của kim loại phân nhóm chính nhóm I, II bằng phương pháp hóa học. II. Chuẩn bị: Dụng cụ và hoá chất để tiến hành các thí nghiệm mô tả các tính chất của Al2O3 và Al(OH)3. III. Tiến trình giảng dạy: A. Ổn định lớp – Kiểm tra sĩ số. B. Vào bài mới. Nội dung Hoạt động của giáo viên và học sinh Hợp chất của nhôm I. Nhôm oxit Al2O3. 1. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên. - Là chất rắn, màu trắng, không tan và không tác dụng với nước. Nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (trên 2000oC) - Trong vỏ Quả Đất, Al2O3 tồn tại dưới dạng sau :     + Tinh thế Al2O3 khan: đá quý. VD: corinđon (không màu) ; rubi (hồng ngọc) , saphia ...    + Quặng nhôm: Bôxit, Đất sét ... 2. Tính chất hóa học :     a. Al2O3 là hợp chất rất bền.     - Al2O3 là hợp chất ion rất bền vững, nóng chảy ở nhiệt độ trên 2000oC mà không bị phân hủy.     - Sự khử Al2O3 để có nhôm tự do là rất khó khăn (không thể dùng những chất khử thông thường như H2, C, CO  ở  bất kì nhiệt độ nào).     b. Al2O3  là hợp chất lưỡng tính - Tác dụng với axit mạnh: Al2O3  +  6HCl  =  2AlCl3  +  3H2O - Tác dụng với bazơ mạnh: Al2O3  +  2NaOH  =  2NaAlO2  +  H2O                             natri aluminat 3. Ứng dụng: - Dùng làm đồ nữ trang. - Dùng để chế tạo các chi tiết trong các  ngành kĩ thuật chính xác: chân kính đồng hồ, máy phát laze... - Dùng làm vật liệu mài (đá mài, bột giấy ráp, bột đánh bóng) I. Nhôm oxit Al2O3. * HĐ 1: Nghiên cứu tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của Al2O3. (?) Nghiên cứu sách giáo khoa và cho biết Al2O3 có tính chất vật lý như thế nào, trong tự nhiên tồn tại ở những dạng nào? TL: Al2O3 là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước, không tác dụng được với nước. Nhiệt độ nóng chảy lớn. Về trạng thái tự nhiên: gồm dạng tinh thể khan (nguyên chất) và quặng không nguyên chất. + Tinh thế Al2O3 khan là những đá quý, rất cứng, phản xạ ánh sáng tốt và có màu sắc đẹp : corinđon tinh thể Al2O3 trong suốt, không màu ; rubi (hồng ngọc) màu đỏ, saphia màu xanh, chúng là những tinh thể Al2O3 có lẫn dấu vết của những oxit kim loại khác nhau.    + Quặng nhôm là Al2O3  không nguyên chất: Bôxit, Đất sét ... * HĐ2: Nghiên cứu tính chất hóa học của Al2O3. - GV: như trên ta đã biết Al2O3 là chất rắn, nóng chảy ở nhiệt độ rất cao, trên 2000oC. Vì vậy Al2O3 là hợp chất rất bền. Ngoài ra không thể dùng các chất khử thông thường như H2, CO, C để khử Al2O3 thành Al tự do. - TNo1: Al2O3 tác dụng với axit. GV: Chuẩn bị trước một ít bột Nhôm oxit (điều chế bằng cách tạo ra một lớp hỗn hống Al-Hg trên bề mặt một lá nhôm rồi để trong không khí). Lấy một ít bột Al2O3 cho vào ống nghiệm. Nhỏ vài giọt dung dịch HCl vào ống. Lắc nhẹ. Yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét hiện tượng và rút ra kết luận. HS: Bột nhôm oxit tan trong dung dịch HCl tạo thành dung dịch trong suốt, không màu. Al2O3  +  6HCl  =  2AlCl3  +  3H2O Kết luận: Al2O3 là một oxit bazơ. - TNo2: Al2O3 tác dụng với dung dịch kiềm. GV: Cho một ít Al2O3 vào ống nghiệm. Thêm vài giọt dung dịch NaOH. Yêu cầu học sinh quan sát, nhận xét hiện tượng, và rút ra kết luận. HS: Al2O3 tan trong dung dịch NaOH chứng tỏ rằng nó là một oxit axit. Kết luận: Al2O3 là một oxit lưỡng tính. * HĐ3: Ứng dụng của Al2O3 (?) Nêu một số ứng dụng của Al2O3? II. Nhôm hiđroxit Al(OH)3    * Trong nước, nhôm hiđroxit là chất kết tủa keo, màu trắng. Điều chế Al(OH)3 bằng phản ứng trao đổi giữa muối nhôm và dung dịch bazơ: Al3+  +  3OHˉ  =  Al(OH)3 (vừa đủ)            * Về tính chất hóa học :     1. Al(OH)3 là hợp chất kém bền  2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O     2. Al(OH)3 là hợp chất lưỡng tính a. Tác dụng với Axit: Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H3O+ = Al3+ + 6H2O         Nhôm hiđroxit nhận proton, nó có tính chất của bazơ. b. Tác dụng với dung dịch kiềm. Al(OH)3  +  NaOH  =  NaAlO2  +  2H2O HAlO2.H2O +  OHˉ  =  AlO2ˉ  +  2H2O nhôm hiđroxit đã cho proton, nó có tính chất của axit . Chú ý : - Nhôm nguyên chất khử được nước ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng dừng lại ngay vì tạo lớp bảo vệ là nhôm hiđroxit.     Thực tế, nhôm được coi như không tác dụng với nước. - Nhưng nhôm bị hoà tan dễ dàng trong dung dịch bazơ mạnh (nồng độ càng lớn, nhiệt độ càng cao thì sự hoà tan càng nhanh). Là do: + Trước hết, lớp bảo vệ Al2O3 bị hoà tan trong dung dịch kiềm : Al2O3  +  2NaOH  =  2NaAlO2  +  H2O   (1) + Al khử nước : 2Al  +  6H2O  =  2Al(OH)3   +  3H2          (2) + Lớp bảo vệ Al(OH)3 bị hòa tan trong dung dịch kiềm : Al(OH)3  +  NaOH  =  NaAlO2  +  2H2O  (3)     Các phản ứng (2), (3) xảy ra xen kẽ nhau cho đến khi nhôm bị tan hết. Các phản ứng này có thể viết dưới dạng phương trình hoá học chung như sau : 2Al  +  2NaOH  +  H2O  =  2NaAlO2  +  3H2  II. Nhôm hiđroxit Al(OH)3 -TNo3: Thí nghiệm điều chế Al(OH)3. GV: Cho một ít dung dịch muối AlCl3 vào ống nghiệm. Nhỏ từng giọt dung dịch NaOH. Yêu cầu HS nhận xét hiện tượng và viết ptpư? HS: Xuất hiện kết tủa trắng, đó là Al(OH)3. AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl Al3+  +  3OHˉ  =  Al(OH)3 - GV thông báo: Al(OH)3 là một hợp chất kém bền. Nung nóng Nhôm hiđroxit thu được nhôm oxit khan và nước. - TNo4: Nhôm hiđroxit tác dụng với dung dịch axit. GV: Cho một ít nhôm hiđroxit vào cốc nước, nhỏ vài giọt dung dịch HCl vào kết tủa. Yêu cầu học sinh nhận xét hiện tượng, viết phương trình phản ứng giải thích. HS: Kết tủa nhôm hiđroxit tan. Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H3O+ = Al3+ + 6H2O Bazơ Axit -TNo5: Nhôm hiđroxit tác dụng với dung dịch kiềm. GV: Cho một ít nhôm hiđroxit vào cốc nước, nhỏ vài giọt dung dịch NaOH vào kết tủa. Học sinh quan sát, viết phương trình phản ứng giải thích. HS: Kết tủa Al(OH)3 tan trong dung dich kiềm. Al(OH)3  +  NaOH  =  NaAlO2  +  2H2O Al(OH)3  +  OHˉ  =  AlO2ˉ  +  2H2O Axit bazơ GV nhắc lại: Công thức của nhôm hiđroxit có thể viết dưới dạng HAlO2.H2O trong phản ứng này nhôm hiđroxit đã cho proton, nó có tính chất của axit. * HĐ5: Một số chú ý. (?) Giải thích tại sao một đồ vật bằng nhôm bền trong nước, nhưng lại bị phá hủy liên tục trong dung dịch kiềm? HS tìm hiểu sách giáo khoa để giải thích. III. Muối nhôm 1. Nhôm sunfat     - phèn chua: muối kép kali và nhôm ngậm nước : K2SO4. Al(SO4)3. 24H2O viết gọn là KAl(SO4)2.12H2O. Ứng dụng: thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu , chất làm trong nước đục...     2. Nhôm clorua     Muối nhôm clorua dùng làm chất xúc tác trong công nghiệp chế biến dầu mỏ và tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. III. Muối nhôm * HĐ6: Nghiên cứu muối nhôm. - Phần này giáo viên cho học sinh đọc sách giáo khoa, sau đó trình bày vào vở. Bài tập về nhà: Các bài tập có trong SGK và một số bài tập trong sách bài tập.