Bài tập nhôm và hợp chất của nhôm lớp 12

Giới thiệu về nhôm

Nhôm là một kim loại màu trắng bạc có độ bóng cao. Nhôm là nguyên tố hóa học có ký hiệu Al và số nguyên tử là 13. Đây là kim loại không gỉ phổ biến thứ 3 trên vỏ Trái đất sau sắt và silic.

Nhôm có những tính chất vật lý nổi bật:

• Nhẹ, mật độ chỉ bằng 1/3 sắt và đồng
• Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt
• Không gỉ, khá bền với axit nhưng dễ bị kiềm ăn mòn
• Dễ uốn, dập và kéo thành sợi, dây

Nhờ những đặc tính trên, nhôm được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: điện, điện tử, ô tô, hàng không, bao bì,...

Các hợp chất của nhôm

Nhôm tạo thành một số hợp chất quan trọng:

• Oxit nhôm (Al2O3) là một chất rắn màu trắng, cứng, không tan trong nước. Oxit nhôm là thành phần chính trong đất sét, thạch anh và ruby, ngọc lục bảo. Oxit nhôm còn được dùng làm chất xúc tác, chất hấp phụ và các vật liệu gốm sứ.
• Nhôm clorua (AlCl3) là muối nhôm phổ biến, dạng tinh thể màu trắng, hút ẩm mạnh. Nhôm clorua thường dùng làm chất xúc tác trong công nghiệp hóa dầu.
• Nhôm sulfat (Al2(SO4)3) là muối nhôm, dạng bột trắng, tan trong nước. Nhôm sunfat có trong thạch cao và đá quý ruby nhân tạo. Hợp chất này còn được dùng trong công nghiệp dệt nhuộm và làm chất ức chế cháy.
• Nhôm hidroxit (Al(OH)3) là một bazơ yếu, kết tủa dạng gel trắng khi cho bazơ vào dung dịch muối nhôm.

Bài tập về phản ứng của nhôm và hợp chất

1. Phản ứng của nhôm với axit Clohidric (HCl) và axit Sunfuric (H2SO4)

a) Phương trình phản ứng của nhôm với HCl:

2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2

Nhôm phản ứng với HCl tạo ra muối nhôm clorua (AlCl3) và khí Hidro.

b) Phương trình phản ứng của nhôm với H2SO4 loãng:

2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2

Nhôm phản ứng với H2SO4 tạo ra muối nhôm sunfat (Al2(SO4)3) và khí Hidro.

2. Phản ứng của nhôm với hợp chất CuCl2

Phương trình phản ứng:

2Al + 3CuCl2 -> 3Cu + 2AlCl3

Nhôm phản ứng thế Cu trong CuCl2 tạo ra đồng (Cu) và muối nhôm clorua (AlCl3).

3. Phản ứng của nhôm với kiềm NaOH

Phương trình phản ứng:

2Al + 2NaOH + 6H2O -> 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Nhôm phản ứng với NaOH tạo ra tetrahidroxo nhômat Natri (Na[Al(OH)4]) và khí Hidro.

Bài tập tính toán điện phân nhôm clorua

Câu 1: Hãy viết phản ứng điện phân nhôm clorua nóng chảy?

Phương trình điện phân AlCl3 nóng chảy:

Điện cực âm: Al3+ + 3e -> Al

Điện cực dương: 2Cl- - 2e -> Cl2

Tổng quát: 2AlCl3 -> 2Al + 3Cl2

Câu 2: Điện phân hoàn toàn 2,7 gam AlCl3. Tính thể tích khí clor tạo ra ở đktc?

Cho: m(AlCl3) = 2,7 gam

Tính khối lượng nguyên tử của AlCl3: M = 133,5 gam/mol

Số mol AlCl3 = 2,7/133,5 = 0,02 mol

Theo phản ứng điện phân:

2AlCl3 -> 2Al + 3Cl2

Vậy 0,02 mol AlCl3 tạo ra 0,03 mol Cl2

Khối lượng mol Cl2 = 0,03 mol

Thể tích khí Cl2 (ở đktc) = VM = 0,03.22,4 = 0,67 lít

Vậy thể tích khí clor tạo ra là 0,67 lít.

Ứng dụng của nhôm và hợp chất

Nhôm được ứng dụng nhiều trong các ngành

Nhôm và hợp chất của nó có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp như:

• Ngành điện, điện tử: dây điện, mạch in, vỏ tivi, vỏ máy tính,...
• Giao thông vận tải: thân và cánh máy bay, ô tô, tàu thuỷ,...
• Đóng gói: hộp nhôm chứa đồ uống, gói thuốc lá nhôm,...
• Xây dựng: khung cửa sổ, cửa ra vào, tấm lợp nhôm phản quang nhiệt.
• Hàng tiêu dùng: nồi, chảo chiên nhôm; khuôn làm bánh kẹo nhôm.
• Y tế: chất cản quang trong chụp Xquang; bơm tiêm, ống dẫn dịch nhôm.

Oxit nhôm (Al2O3) - hợp chất quan trọng của nhôm

Oxit nhôm là một hợp chất vô cùng quan trọng của nhôm với rất nhiều ứng dụng thực tiễn:

• Làm chất mài mòn, giấy nhám
• Làm vật liệu chịu lửa, gốm sứ cao cấp
• Làm chất độn sơn, cao su
• Làm chất hấp phụ, xúc tác
• Luyện kim: tách tạp chất khỏi quặng sắt, thép

Ngoài ra còn nhiều ứng dụng khác của nhôm và các hợp chất của nó trong đời sống.

Các bạn có thể tham khảo thêm nguồn khác: