Chuyên đề 8. Kim loại nhóm A

Một số hợp chất quan trọng của nhôm

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)).

1. Tính chất hóa học

- Tính bền: Al2O3 không bị khử bởi H2, CO ở nhiệt độ cao; Al2O3 tác dụng với C không cho Al kim loại mà tạo Al4C3:                         

Al2O3 + 9C  Al4C3 + 6CO (> 20000C)

- Tính lưỡng tính:

+ Al2O3 là oxit bazơ khi tác dụng với axit mạnh  muối + H2O.

Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O

+ Al2O3 là oxit axit khi tác dụng với dung dịch bazơ mạnh  muối + H2O.

Al2O3 + 2NaOH  NaAlO2 + H2O     

hay

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O  2Na[Al(OH)4]

Al2O3 + 2OH-  2AlO2- + H2O

2. Điều chế

     Nhiệt phân Al(OH)3:              

2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O

II. NHÔM HIĐROXIT - Al(OH)3

     Là chất kết tủa keo, màu trắng.

1. Tính chất hóa học

- Kém bền với nhiệt:                                  

2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O (t0)

- Là hiđroxit lưỡng tính:

+ Tác dụng với axit mạnh:                          

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3HO

+ Tác dụng với dung dịch kiềm mạnh:          

Al(OH)3 + KOH  KAlO2 + 2H2O

Al(OH)3 + KOH  K[Al(OH)­4]

2. Điều chế

- Kết tủa Al3+:

Al3+ + 3OH- (vừa đủ)  Al(OH)3

Al3+ + 3NH3 + 3H2O  Al(OH)3 + 3NH4+

- Kết tủa AlO-:

AlO2- + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + HCO3-

AlO2- + H+ (vừa đủ) + H2O  Al(OH)3

III. MUỐI NHÔM (hay gặp: phèn chua: K2SO4, Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O)

1. Muối Al3+

- Các dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3 và Al(NO3)3 đều là các axit theo Bronstet có môi trường axit:

AlCl3  Al3+ + 3Cl-

Al3+ + 3H2O ↔ Al(OH)3 + 3H+

 Giải thích được sự thủy phân của muối Al trong các dung dịch có tính bazơ:

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 

- Phản ứng với dung dịch kiềm: (chú ý cách thức và tỷ lệ phản ứng)

Al3+ + 3OH-  Al(OH)3

Al3+ + 4OH-  [Al(OH)4] -

Al(OH)3 + 3OH-  [Al(OH)4] -

Chú ý: 

+ Nếu nOH- < 4nAl3+ → có kết tủa.

+ Nếu nOH- ≥ 4nAl3+ → không có kết tủa.

Ngoài ra cách thức tiến hành phản ứng cũng ảnh hưởng đến hiện tượng quan sát được.

2. Muối aluminat AlO2-

- Các muối aluminat NaAlO2, KAlO2, Ba(AlO2)2 và Ca(AlO2)2 đều là bazơ dung dịch có môi trường bazơ.

AlO2- + 3H2O  ↔ Al(OH)3 + 3OH-

- Phản ứng với dung dịch axit:

AlO2- + H+ + H2O  Al(OH)3

Al(OH)3 + 3H+  Al3+ + 3H2O

Chú ý: 

+ Nếu nH+ < 4.nAlO2-  có kết tủa.

+ Nếu nH+ ≥ 4.nAlO2- thì không có kết tủa.

Ngoài ra cách thức phản ứng cũng ảnh hưởng đến hiện tượng quan sát được.

     Mời các bạn cùng tham khảo một số bài tập và câu hỏi áp dụng: