Chuyên đề 6: Kim loại kiềm - Kiềm thổ - Nhôm

Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC

Chuyên đề 6: KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM Trang PAGE \* MERGEFORMAT 77

Chuyên đề 6

KIM LOẠI KIỀM - KIỀM THỔ -

NHÔM



TÓM TẮT LÝ THUYẾT

*****

B1. KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM

A. ĐƠN CHẤT

I. Vị trí và cấu tạo nguyên tử

1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn

Sáu nguyên tố hoá học đứng sau các nguyên tố khí hiếm là liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs), franxi (Fr) được gọi là các kim loại kiềm. Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA, đứng ở đầu mỗi chu kì (trừ chu kì 1).

2. Cấu tạo và tính chất của nguyên tử kim loại kiềm

Cấu hình electron : Kim loại kiềm là những nguyên tố s. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử chỉ có 1e, ở phân lớp ns1 (n là số thứ tự của chu kì). So với những electron khác trong nguyên tử thì electron ns1 ở xa hạt nhân nguyên tử nhất, do đó dễ tách khỏi nguyên tử.

Năng lượng ion hoá : Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hoá I1 nhỏ nhất so với các kim loại khác. Thí dụ :

Kim loại :NaMgAlFeZnI1 (kJ/mol):497738578759906 Do vậy, các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh :

M  M+ + e

Trong nhóm kim loại kiềm, năng lượng ion hoá I1 giảm dần từ Li đến Cs.

Số oxi hoá : Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có số oxi hoá +1.

Thế điện cực chuẩn : Các cặp oxi hoá - khử M+/M của kim loại kiềm đều có thế điện cực chuẩn có giá trị rất âm.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Một số hằng số vật lí của kim loại kiềm

Nguyên tốLiNaKRbCsNhiệt độ sôi (oC)1330892760688690Nhiệt độ nóng chảy (oC)18098643929Khối lượng riêng (g/cm3)0,530,970,861,531,90Độ cứng (kim cương có độ cứng là 10)0,60,40,50,30,2Mạng tinh thểLập phương tâm khốiIII. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Bảng : Một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm

Nguyên tốLiNaKRbCsCấu hình electron[He]2s1[Ne]3s1[Ar]4s1[Kr]5s1[Xe]6s1Bán kính nguyên tử (nm)0,1230,1570,2030,2160,235Năng lượng ion hoá I1 (kJ/mol)520497419403376Độ âm điện0,980,930,820,820,79Thế điện cực chuẩn (V)- 3,05- 2,71- 2,93- 2,92- 2,92 Các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lượng ion hoá I1 thấp và thế điện cực chuẩn EO có giá trị rất âm. Vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.

1. Tác dụng với phi kim

Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử được các phi kim. Thí dụ, kim loại Na cháy trong môi trường khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na2O2. Trong hợp chất peoxit, oxi có số oxi hoá -1 :

2Na + O2  Na2O2 (r)

Natri tác dụng với oxi trong không khí khô ở nhiệt độ phòng, tạo ra Na2O :

4Na + O2  2Na2O (r)

2. Tác dụng với axit

Do thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử = 0,00 V, thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử của kim loại kiềm có giá trị từ –3,05 V đến –2,94 V, nên các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) thành khí H2 (phản ứng gây nổ nguy hiểm) :

2M + 2H+  2M+ + H2

3. Tác dụng với nước

Xem phim 1

Vì thế điện cực chuẩn () của kim loại kiềm nhỏ hơn nhiều so với thế điện cực chuẩn của nước (= -0,41 V) nên kim loại kiềm khử được nước dễ dàng, giải phóng khí hiđro :

2M + H2O  2MOH (dd) + H2

Do vậy, các kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm chìm trong dầu hoả.

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM

I. NATRI HIĐROXIT, NaOH

1. Tính chất

Natri hiđroxit là chất rắn, không màu, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy (322oC), tan nhiều trong nước.

Natri hiđroxit là bazơ mạnh, khi tan trong nước nó phân li hoàn toàn thành ion :

NaOH(dd)  Na+ (dd) + OH– (dd)

Tác dụng với axit, oxit axit tạo thành muối và nước.

Xem phim 2

Tác dụng với một số dung dịch muối, tạo ra bazơ không tan. Thí dụ :

Cu2+ (dd) + 2OH– (dd)  Cu(OH)2 (r)

2. Điều chế

Điện phân dung dịch NaCl (có vách ngăn) :

2NaCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2NaOH

Dung dịch NaOH thu được có lẫn nhiều NaCl. Người ta cho dung dịch bay hơi nước nhiều lần, NaCl ít tan so với NaOH nên kết tinh trước. Tách NaCl ra khỏi dung dịch, còn lại là dung dịch NaOH.

II. NATRI HIĐROCACBONAT VÀ NATRI CACBONAT

1. Natri hiđrocacbonat, NaHCO3

Bị phân huỷ bởi nhiệt :

2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2

Tính lưỡng tính :

Xem phim 3

NaHCO3 là muối của axit yếu, tác dụng được với nhiều axit

NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + CO2

Phương trình ion rút gọn :

+ H+  H2O + CO2

Trong phản ứng này, ion nhận proton, thể hiện tính chất của bazơ.

NaHCO3 là muối axit, tác dụng được với dung dịch bazơ tạo ra muối trung hoà : NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O

Phương trình ion rút gọn :

+ OH–  + H2O

Trong phản ứng này, ion nhường proton, thể hiện tính chất của axit.

Nhận xét: Muối NaHCO3 có tính lưỡng tính, là tính chất của ion : Khi tác dụng với axit, nó thể hiện tính bazơ ; khi tác dụng với bazơ, nó thể hiện tính axit. Tuy nhiên, tính bazơ chiếm ưu thế.

2. Natri cacbonat, Na2CO3

Natri cacbonat dễ tan trong nước, nóng chảy ở 850OC.

Na2CO3 là muối của axit yếu, tác dụng được với nhiều axit :

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + H2O + CO2

Phương trình ion rút gọn :

+ 2H+  H2O + CO2

Ion nhận proton, có tính chất của một bazơ. Muối Na2CO3 có tính bazơ.

B2. KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ

A. ĐƠN CHẤT

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO

1. Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn

Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố : beri (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và rađi (Ra). Trong mỗi chu kì, nguyên tố kim loại kiềm thổ đứng sau nguyên tố kim loại kiềm.

2. Cấu tạo và tính chất của nguyên tử kim loại kiềm thổ

Cấu hình electron : Kim loại kiềm thổ là những nguyên tố s. Lớp ngoài cùng của nguyên tử có 2e ở phân lớp ns2. So với những electron khác trong nguyên tử thì hai electron ns2 ở xa hạt nhân hơn cả, chúng dễ tách khỏi nguyên tử.

Các cation M2+ của kim loại kiềm thổ có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng trước nó trong bảng tuần hoàn.

Số oxi hoá : Các ion kim loại kiềm thổ có điện tích duy nhất là 2+. Vì vậy trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm thổ có số oxi hoá là +2.

Thế điện cực chuẩn : Các cặp oxi hoá - khử M2+/M của kim loại kiềm thổ đều có thế điện cực chuẩn rất âm.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Các kim loại kiềm thổ có một số tính chất vật lí giống nhau :

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp (trừ beri).

Độ cứng tuy có cao hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp.

Khối lượng riêng tương đối nhỏ, chúng là những kim loại nhẹ hơn nhôm (trừ bari).

Một số hằng số vật lí của kim loại kiềm thổ

Nguyên tốBeMgCaSrBaNhiệt độ nóng chảy (OC)1280650838768714Nhiệt độ sôi (OC)27701110144013801640Khối lượng riêng (g/cm3)1,851,741,552,63,5Độ cứng (lấy kim cương bằng 10)2,01,51,8III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm thổ

Nguyên tốBeMgCaSrBaCấu hình electron[He]2s2[Ne]3s2[Ar]4s2[Kr]5s2[Xe]6s2Bán kính nguyên tử (nm)0,110,160,200,210,22Năng lượng ion hoá I2 (kJ/mol)1800145011501060970Độ âm điện1,571,311,000,950,89Thế điện cực chuẩn (V)- 1,85- 2,37- 2,87- 2,89- 2,90Mạng tinh thểLục phươngLập phương tâm diệnLập phương tâm khối Các kim loại kiềm thổ đều có tính khử mạnh, nhưng yếu hơn so với kim loại kiềm. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba.

1. Tác dụng với phi kim

Khi đốt nóng, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy trong không khí tạo ra oxit.

2Mg + O2 2MgO

Tác dụng với halogen tạo muối halogenua.

Ca + Cl2 CaCl2

2. Tác dụng với axit

Ca + 2HCl  CaCl2 + H2

Xem phim 1

3. Tác dụng với nước

Ca, Sr, Ba tác dụng với H2O ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ. Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường tạo ra Mg(OH)2, tác dụng nhanh với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo thành MgO. Be không tác dụng với H2O dù ở nhiệt độ cao.

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2

Mg + H2O MgO + H2

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ

1. Canxi hiđroxit, Ca(OH)2

Canxi hiđroxit là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước (độ tan ở 25OC là 0,12 g/100 g H2O).

Dung dịch canxi hiđroxit (nước vôi trong) là một bazơ mạnh :

Ca(OH)2  Ca2+ (dd) + 2OH– (dd)

Dung dịch canxit hiđroxit có những tính chất chung của một bazơ tan (tác dụng với oxit axit, axit, muối).

2. Canxi cacbonat, CaCO3

Canxi cacbonat là chất rắn màu trắng, không tan trong nước (độ tan ở 25OC là 0,00013 g/100 g H2O).

Canxi cacbonat là muối của axit yếu và không bền, nên tác dụng được với nhiều axit hữu cơ và vô cơ giải phóng khí cacbon đioxit :

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + H2O + CO2

CaCO3 + 2CH3COOH  Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2

Canxi cacbonat tan dần trong nước có chứa khí cacbon đioxit, tạo ra muối tan là canxi hiđrocacbonat Ca(HCO3)2 : CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2

Phản ứng thuận giải thích sự xâm thực của nước mưa (có chứa CO2) đối với đá vôi.

Phản ứng nghịch giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động núi đá vôi, sự tạo thành lớp cặn canxi cacbonat (CaCO3) trong ấm đun nước, phích đựng nước nóng,...

3. Canxi sunfat, CaSO4

Canxi sunfat là chất rắn, màu trắng, tan ít trong nước (độ tan ở 25OC là 0,15 g/100 g H2O).

Tuỳ theo lượng nước kết tinh trong muối canxi sunfat, ta có 3 loại :

CaSO4.2H2O có trong tự nhiên là thạch cao sống, bền ở nhiệt độ thường.

CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O là thạch cao nung, được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ khoảng 160OC :

CaSO4.2H2O CaSO4.H2O + H2O

CaSO4 có tên là thạch cao khan, được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ cao hơn. Thạch cao khan không tan và không tác dụng với nước.

C. NƯỚC CỨNG

1. Nước cứng

Nước có vai trò cực kì quan trọng đối với đời sống con người và hầu hết các ngành sản xuất, chăn nuôi, trồng trọt. Nước thường dùng là nước tự nhiên, được lấy từ sông, suối, hồ, nước ngầm. Nước này có hoà tan một số muối, như Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2. Vì vậy nước trong tự nhiên có các cation Ca2+, Mg2+.

Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.

2. phân loại nước cứng

Căn cứ vào thành phần của anion gốc axit có trong nước cứng, người ta phân thành 3 loại : Nước có tính cứng tạm thời, nước có tính cứng vĩnh cửu và nước có tính cứng toàn phần.

a) Nước có tính cứng tạm thời là nước cứng do các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 gây ra :

Ca(HCO3)2  Ca2+ + 2

Mg(HCO3)2  Mg2+ + 2

b) Nước có tính cứng vĩnh cửu là nước cứng do các muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 gây

CaCl2  Ca2+ + 2Cl–

MgCl2  Mg2+ + 2Cl–

CaSO4  Ca2+ +

MgSO4  Mg2+ +

Nước tự nhiên thường có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.

c) Nước có tính cứng toàn phần là nước có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.

3. Tác hại của nước cứng

Nước cứng gây nhiều trở ngại cho đời sống thường ngày. Giặt bằng xà phòng (natri stearat C17H35COONa) trong nước cứng sẽ tạo ra muối không tan là canxi stearat (C17H35COO)2Ca, chất này bám trên vải sợi, làm cho quần áo mau mục nát. Mặt khác, nước cứng làm cho xà phòng có ít bọt, giảm khả năng tẩy rửa của nó. Nếu dùng nước cứng để nấu thức ăn, sẽ làm cho thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị.

Nước cứng cũng gây tác hại cho các ngành sản xuất, như tạo ra các cặn trong nồi hơi, gây lãng phí nhiên liệu và không an toàn. Nước cứng gây ra hiện tượng làm tắc ống dẫn nước nóng trong sản xuất và trong đời sống. Nước cứng cũng làm hỏng nhiều dung dịch cần pha chế.

Vì vậy, việc làm mềm nước cứng trước khi dùng có ý nghĩa rất quan trọng.

4. Các biện pháp làm mềm nước cứng

Nguyên tắc làm mềm nước cứng là giảm nồng độ các cation Ca2+, Mg2+ trong nước cứng. a) Phương pháp kết tủa

Đối với nước có tính cứng tạm thời

Đun sôi nước có tính cứng tạm thời trước khi dùng, muối hiđrocacbonat chuyển thành muối cacbonat không tan.

Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O

Mg(HCO3)2 MgCO3 + CO2 + H2O

Lọc bỏ kết tủa, được nước mềm.

Dùng một khối lượng vừa đủ dung dịch Ca(OH)2 để trung hoà muối hiđrocacbonat thành muối cacbonat kết tủa. Lọc bỏ chất không tan, được nước mềm : Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  2CaCO3 + 2H2O

Đối với nước có tính cứng vĩnh cửu

Dùng dung dịch Na2CO3 hoặc dung dịch Na3PO4 để làm mềm nước cứng :

Ca2+ +  CaCO3

3Ca2+ +  Ca3(PO4)2

Dung dịch Na2CO3 cũng được dùng để làm mềm nước có tính cứng tạm thời.

b) Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được dùng phổ biến để làm mềm nước. Phương pháp này dựa trên khả năng trao đổi ion của một số chất cao phân tử thiên nhiên và nhân tạo như các hạt zeolit (các alumino silicat kết tinh, có trong tự nhiên hoặc được tổng hợp, trong tinh thể có chứa những lỗ trống nhỏ) hoặc nhựa trao đổi ion. Thí dụ : cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion là các hạt zeolit thì một số ion Na+ của zeolit rời khỏi mạng tinh thể, đi vào trong nước nhường chỗ cho các ion Ca2+ và Mg2+ bị giữ lại trong mạng tinh thể silicat.

B3. NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

A. ĐƠN CHẤT

I. CẤU TẠO

- Cấu hình electron nguyên tử : 1s22s22p63s23p1, trong đó có 3e hoá trị (3s23p1).

- Số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3.

- Ion Al3+ có cấu hình electron của nguyên tử hiếm khí Ne :

Al  Al3+ + 3e

Số oxi hoá : Trong hợp chất, nguyên tố Al có số oxi hoá bền là +3.

Cấu tạo của đơn chất : Đơn chất nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện.

II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Nhôm có thế điện cực chuẩn nhỏ so với nhiều kim loại khác (= -1,66 V). Mặt khác, nguyên tử nhôm có năng lượng ion hoá thấp. Do vậy nhôm là kim loại có tính khử mạnh. Tính khử của nhôm yếu hơn các kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ.

1. Tác dụng với phi kim

Nhôm tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như O2, Cl2, S, ...

Thí dụ : Khi đốt nóng, bột nhôm cháy sáng trong không khí

4Al + 3O2 2Al2O3

Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng oxit Al2O3 rất mỏng, mịn và bền chắc bảo vệ.

Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo :

2Al + 3Cl2  2AlCl3

2. Tác dụng với axit

Thế điện cực chuẩn của nhôm (= -1,66 V). Nhôm khử dễ dàng các ion H+ của dung dịch axit, như HCl và H2SO4 loãng, giải phóng H2 :

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2

2Al + 6H+  2Al3+ + 3H2

4Al + 4HNO3 loãng Al(NO3)3 + NO + 2H2O

2Al + 6H2SO4 đặc Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Nhôm khử mạnh trong dung dịch HNO3 loãng hoặc đặc, nóng và trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng xuống số oxi hoá thấp hơn.

Nhôm không tác dụng với H2SO4 và HNO3 đặc, nguội. Những axit này đã oxi hoá bề mặt kim loại tạo thành một màng oxit có tính trơ, làm cho nhôm thụ động. Nhôm bị thụ động sẽ không tác dụng với các dung dịch HCl, H2SO4 loãng.

3. Tác dụng với oxit kim loại

Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại như Fe2O3, Cr2O3,... thành kim loại tự do.

2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe

4. Tác dụng với nước

Thế điện cực chuẩn của nước () cao hơn so với thế điện cực chuẩn của nhôm () nên nhôm có thể khử được nước, giải phóng khí hiđro :

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.

5. Tác dụng với dung dịch kiềm

Những đồ vật bằng nhôm bị hoà tan trong dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)2,... Hiện tượng này được giải thích như sau :

Trước hết, màng bảo vệ là Al2O3 bị phá huỷ trong dung dịch kiềm :

Al2O3 + NaOH + 3H2O  2Na Natri aluminat

Tiếp đến, kim loại nhôm khử H2O :

2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2

Màng Al(OH)3 bị phá huỷ trong dung dịch bazơ :

Al(OH)3 + NaOH  Na

Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhôm bị tan hết. Hai phương trình hoá học của hai phản ứng trên có thể viết gộp vào một phương trình hoá học như sau :

2Al + 2NaOH + 6H2O  2Na(dd) + 3H2

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM

I. NHÔM OXIT

1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

Nhôm oxit là chất rắn màu trắng, không tác dụng với nước và không tan trong nước. Nóng chảy ở 2050OC.

Trong tự nhiên, nhôm oxit tồn tại cả ở dạng ngậm nước và dạng khan :

Dạng ngậm nước như boxit Al2O3.2H2O là nguyên liệu quan trọng để sản xuất nhôm.

Dạng khan như emeri, có độ cứng cao, dùng làm đá mài. Corinđon là ngọc thạch rất cứng, cấu tạo tinh thể trong suốt, không màu. Corinđon thường có màu là do lẫn một số tạp chất oxit kim loại. Nếu tạp chất là Cr2O3, ngọc có màu đỏ tên là rubi, nếu tạp chất là TiO2 và Fe3O4, ngọc có màu xanh tên là saphia.

Rubi và saphia nhân tạo được chế tạo bằng cách nung nóng hỗn hợp nhôm oxit với Cr2O3 hoặc TiO2 và Fe3O4.

2. Tính chất hoá học

a) Tính bền

Ion Al3+ có điện tích lớn (3+) và bán kính ion nhỏ (0,048 nm) bằng 1/2 bán kính ion Na+ hoặc 2/3 bán kính ion Mg2+ nên lực hút giữa ion Al3+ và ion O2– rất mạnh, tạo ra liên kết rất bền vững. Do cấu trúc này mà Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao (2050OC) và khó bị khử thành kim loại Al.

b) Tính lưỡng tính

Al2O3 có tính lưỡng tính : tác dụng được với dung dịch axit và dung dịch kiềm.

Al2O3 thể hiện tính bazơ :

Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 6H+  2Al3+ + 3H2O

Al2O3 thể hiện tính axit :

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O  2Na

Al2O3 + 2OH– + 3H2O  2–

c) Ứng dụng

Tinh thể Al2O3 (corinđon) được dùng làm đồ trang sức, chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác, như chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia lade,...

Bột Al2O3 có độ cứng cao được dùng làm vật liệu mài.

Boxit Al2O3.2H2O là nguyên liệu sản xuất nhôm kim loại.

II. NHÔM HIĐROXIT

1. Tính chất hoá học

a) Tính không bền với nhiệt

2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O

b) Tính lưỡng tính

- Tính bazơ

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O

Al(OH)3 + 3H+  Al3+ + 3H2O

- Tính axit

Al(OH)3 + NaOH  Na

Al(OH)3 + OH–  –

III. NHÔM SUNFAT

Muối nhôm có nhiều ứng dụng quan trọng là muối sunfat kép kali và nhôm ngậm nước, trên thị trường có tên là phèn chua. Công thức hoá học là K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, viết gọn là KAl(SO4)2.12H2O.

Trong công thức hoá học trên, nếu thay ion K+ bằng Li+, Na+ hay N ta được các muối kép khác có tên chung là phèn nhôm (không gọi là phèn chua).

Phèn chua được dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy (làm cho giấy không thấm nước), chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm vải, chất làm trong nước đục,...

CÁC DẠNG BÀI TẬP

*****

DẠNG 1: KIM LOẠI KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM TÁC DỤNG VỚI NƯỚC

 PHƯƠNG PHÁP

- Khi cho KL kiềm, kiềm thổ (trừ Mg, Be) tác dụng với nước ở nhiệt độ thường theo phản ứng:

M + H2O M+ + OH- + ½ H2

M + 2H2O M2+ + 2OH- + H2

Ta thấy:

- Nếu có kim loại Al thì OH- sẽ tác dụng với Al: Al + OH- + H2O AlO2- + 3/2 H2

 BÀI TẬP

Câu 1: Cho một mẫu hợp kim K-Ca tác dụng với nước (dư), thu được dung dịch X và 3,36 lít H2 (ở đktc). Thể tích dung dịch axit HCl 2M cần dùng để trung hoà dung dịch X là

A. 150ml. B. 75ml. C. 60ml. D. 30ml

Câu 2: Cho m gam hỗn hợp Na, Ba vào nước thu được dung dich A và 6,72 lít khí hidro (đktc). Thể tích dung dịch hỗn hợp H2SO4 0,5M và HCl 1M để trung hòa với lượng dung dịch A là:

A. 0,3 lít. B. 0,2 lít. C. 0,4 lít. D. 0,1 lít.

Câu 3: Hòa tan m (g) K vào 200g nước thu được dung dịch có nồng độ là 2,748%. Vậy m có giá trị là?

A. 7,8g B. 3,8g C. 39g D. 3,9g

Câu 4: Hòa tan một lượng gồm 2 kim loại kiềm vào nước thu được 200ml dung dịch A và 1,12 lít H2 (đktc). Tìm pH của dung dịch A?

A. 12 B. 11,2 C. 13,1 D. 13,7

Câu 5 (ĐHKA – 2010): Hòa tan hoàn toàn 8,94g hỗn hợp gồm Na, K, Ba vào nước, thu được dd X và 2,688 lít khí H2 (đktc). Dung dịch Y gồm HCl và H2SO4, tỉ lệ mol tương ứng là 4:1. Trung hòa dd X bởi dd Y, tổng khối lượng các muối được tạo ra là?

A. 13,7g B. 18,46g C. 12,78g D. 14,62g

Câu 6 (ĐHKA – 2008): Cho hỗn hợp gồm Na v