Al tham gia phản ứng dễ dàng với các dung dịch kiềm:
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2
Cơ chế:
- Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước:
Al là kim loại có tính khử mạnh chỉ kém kim loại kiềm và kiềm thổ. Al đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:
2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu
Sau phản ứng khối lượng chất rắn thường tăng lên do nhôm có đương lượng gam nhỏ.
Bản chất phản ứng của nhôm với HCl, H2SO4 loãng là phản ứng với H+... Al phản ứng dễ dàng với loại axit này tạo ra sản phẩm gồm muối và H2:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2
I. NHÔM OXIT - Al2O3
- Chất rắn màu trắng, không tan và không tác dụng với nước, rất bền vững, nóng chảy ở 20500C.
- Tồn tại ở dạng khan (emeri, corindon, rubi (lẫn Cr2O3), saphia (lẫn TiO2 và Fe3O4) hoặc dạng ngậm nước (boxit)).
Để điều chế nhôm thường chỉ dùng phương pháp điện phân nóng chảy. Do trong tự nhiên nhôm tồn tại chủ yếu ở dạng nhôm oxit nên điện phân nóng chảy nhôm oxit là cách hiệu quả nhất:
- Nguyên liệu: Quặng boxit Al2O3 (thường bị lẫn SiO2 và Fe2O3).
- Al khử được oxit của các kim loại đứng sau nó ở nhiệt độ cao. Phản ứng này được gọi là phản ứng nhiệt nhôm:
2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe
Hỗn hợp Al + Fe2O3 gọi là tecmit dùng để hàn đường ray.
- Khi giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm cần chú ý:
- Nhôm tác dụng mạnh với axit sulfuric đặc nóng, axit nitric loãng hoặc đặc nóng:
Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Chú ý với axit nitric loãng Al có khả năng phản ứng tạo thành muối amoni nitrat.
I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
- Cấu hình e nguyên tử: 13Al: 1s22s22p63s23p1
- Vị trí: Al thuộc ô 13, chu kì 3, nhóm IIIA.
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Mạng lập phương tâm diện, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt; t0nc = 6600C .
Các kim loại kiềm thổ tạo thành các hiđroxit có công thức chung là M(OH)2 trong đó chỉ có Ca(OH)2, Ba(OH)2 và Sr(OH)2 tan trong nước; Mg(OH)2 kết tủa màu trắng còn Be(OH)2 có tính lưỡng tính. Ca(OH)2 hay gặp hơn cả ở dạng dung dịch chúng ta gọi là nước vôi trong, ở dạng bột gọi là vôi bột còn dạng nhão gọi là sữa vôi hay vôi tôi.
Bài tập tổng hợp là bài tập vận dụng kiến thức nhiều phần khác nhau có liên quan đến kim loại kiềm thổ. Để giải được các bài toán này đòi hỏi người học phải có đầy đủ các kiến thức liên quan. Mời các bạn tham khảo một số bài tập, câu hỏi tổng hợp về kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng: