Tính chất hoá học của nhôm: Nhôm tác dụng với Phi kim, Nhôm tác dụng với nước, hôm tác dụng với oxit của kim loại kém hoạt động hơn (phản ứng nhiệt nhôm), Nhôm tác dụng với dung dịch axit, Nhôm tác dụng với dung dịch bazơ, Nhôm tác dụng với dung dịch muối
Tính chất hoá học của Nhôm
– Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm và kiểm thổ nên dễ bị oxi hoá thành ion dương:
Al → Al3+ + 3e
Các phương trình phản ứng hóa học của nhôm
1. Nhôm tác dụng với Phi kim
a) Nhôm tác dụng với Oxi (Al + O2)
– Al chỉ phản ứng với oxi trên bề mặt (vì tạo ra lớp màng oxit bao phủ bề mặt, bảo vệ và ngăn cản Al tham gia phản ứng tiếp):
2Al + 3O2 → Al2O3
– Bột Al cháy trong không khí khi được đun nóng cho ngọn lửa màu sáng chói.
– Muốn phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải loại bỏ lớp oxit bao phủ trên bề mặt Al (bằng cách tạo hỗn hỗng Al – Hg hoặc dùng Al bột đun nóng).
b) Nhôm tác dụng với các phi kim khác
– Nhôm phản ứng được với các phi kim khác → muối.
– Al tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen:
* Tổng quát: 2Al + 3X2 → 2AlX3
– Al tác dụng với Clo: Al + Cl2
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
– Khi đun nóng, Al tác dụng với bột S: Al + S
2Al + 3S \[\overset{t^{o}}{\rightarrow}\] Al2S3
– Khi nhiệt độ rất cao (8000C), Al kết hợp với C và N2: Al + C
4Al + 3C \[\overset{800^{o}C}{\rightarrow}\] Al4C3
2. Nhôm tác dụng với nước
– Al không phản ứng với nước vì được lớp oxit mỏng, bền và đặc khít bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp oxit bao phủ bề mặt, Al phản ứng trực tiếp với nước.
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑
– Al(OH)3 là chất kết tủa dạng keo màu trắng khi sinh ra sẽ bao kín bề mặt của Al kim loại ngăn cách không cho Al tiếp xúc với nước để phản ứng tiếp nữa. Phản ứng này chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết.
3. Nhôm tác dụng với oxit của kim loại kém hoạt động hơn (phản ứng nhiệt nhôm)
– Al khử được oxit của các kim loại đứng sau nó:
2yAl + 3FexOy \[\overset{t^{o}}{\rightarrow}\] yAl2O3 + 3xFe
– Al tác dụng với Fe2O3: Al + Fe2O3
2Al + Fe2O3 \[\overset{t^{o}}{\rightarrow}\] Al2O3 + 2Fe
– Al tác dụng với CuO: Al + CuO
2Al + 3CuO \[\overset{t^{o}}{\rightarrow}\] Al2O3 + 3Cu
* Những lưu ý khi giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm:
+ Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm → H2 thì Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm hoặc hiệu suất H của phản ứng < 100%
+ Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm không có khí thoát ra chứng tỏ không dư Al.
+ Khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng không đổi (bảo toàn khối lượng).
+ Vận dụng bảo toàn electron.
4. Nhôm tác dụng với dung dịch axit
a) Nhôm tác dụng với dd HCl, H2SO4 loãng
– Al phản ứng dễ dàng với dd axit HCl, H2SO4 loãng → muối + H2↑
– Tác dụng với axit HCl: Al + HCl
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
– Tác dụng với axit H2SO4 : Al + H2SO4
2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2↑
b) Nhôm tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh: HNO3 loãng hoặc đặc, H2SO4 đậm đặc
– Nhôm tác dụng với HNO3: Al + HNO3
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + {NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3} + H2O
Ví dụ: Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Al + 6HNO3 đặc, nóng → Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
– Nhôm tác dụng với H2SO4: Al + H2SO4
2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
* Lưu ý:
– Al thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng Al để chuyên chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.
– Phản ứng của Al với dung dịch HNO3 có thể tạo thành muối amoni.
5. Nhôm tác dụng với dung dịch bazơ
+ Al tham gia phản ứng dễ dàng với các dung dịch kiềm:
– Al tác dụng với NaOH: Al + NaOH
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
– Al tác dụng với Ba(OH)2 : Al + Ba(OH)2
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2↑
* Cơ chế phản ứng:
+ Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑
+ Al(OH)3 sinh ra là hiđroxit lưỡng tính tan được trong dung dịch kiềm:
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
+ Quá trình này lặp đi lặp lại đến hết.
* Đặc biệt chú ý: Nếu cho hỗn hợp Na, K, Ba, Ca và Al (hoặc Zn) vào nước dư, xảy ra các phản ứng:
2M + 2H2O → 2MOH + H2↑
MOH + H2O + Al → MAlO2 + 3⁄2H2↑
+ Trong quá trình giải toán có 2 trường hợp xảy ra:
* Trường hợp 1. Cả kim loại kiềm và Al đều phản ứng hết nếu số mol kim loại kiềm ≥ số mol Al.
* Trường hợp 2. Kim loại kiềm phản ứng hết, Al dư nếu số mol kim loại kiềm < số mol Al.
6. Nhôm tác dụng với dung dịch muối
– Al đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:
Ví dụ: Al + CuSO4 hay Al + Cu(NO3)2
2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu↓
– Phản ứng với muối nitrat trong môi trường kiềm:
8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O → 8NaAlO2 + 3NH3
– Phản ứng với muối nitrat trong môi trường axit (giống phản ứng với HNO3):
Al + 4H+ + NO3– → Al3+ + NO↑ + 2H2O