Giáo án Hóa 12 bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm – GV.Phạm Hoàng Quân

Chia sẻ: Phạm Hoàng Quân | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

454
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

HS biết: Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn. Cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng và phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp. HS hiểu Tính kim loại của nhôm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Hóa 12 bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm – GV.Phạm Hoàng Quân

GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 – CƠ BẢN Bài 27: NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM (SGK Hóa học 12 cơ bản) Tiết 46: NHÔM I. Mục tiêu 1. Kiến thức - HS biết: + Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn. + Cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng và phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp. - HS hiểu: + Tính kim loại của nhôm. + Nhôm có tính khử khá mạnh: phản ứng với phi kim, dung dịch axit, nước, dung dịch kiềm, oxit kim loại. + Nguyên tắc và sản xuất nhôm trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy. - HS vận dụng: + Viết PTHH của nhôm phản ứng với các chất. + Nhận biết nhôm với các chất khác bằng phương pháp hóa học. + Giải được bài tập: tính % khối lượng nhôm trong hỗn hợp, bài tập tổng hợp có nội dung liên quan… + Tính khối lượng boxit để sản xuất lượng nhôm xác định theo hiệu suất phản ứng. + Sử dụng và bảo quản hợp lý các đồ dùng bằng nhôm. 2. Kĩ năng - HS có kĩ năng quan sát, phân tích thí nghiệm. - Viết PTHH minh họa tính chất của nhôm. - Dự đoán, kiểm tra, kết luận về tính chất hóa học của nhôm. 3. Thái độ - HS có thêm niềm đam mê đối với môn học. - Thái độ trật tự, nghiêm túc trong học tập. II. Trọng tâm - Tính khử mạnh của nhôm kim loại. III. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Dụng cụ: ống nghiệm. - Hóa chất: các miếng nhôm mỏng, dung dịch NaOH 2M. 1
- Phiếu học tập số 1, số 2. 2. Học sinh - Bảng hệ thống tuần hoàn. IV. Phương pháp - Thuyết trình, đàm thoại gợi mở nêu vấn đề. - Phương pháp thí nghiệm trực quan. V. Nội dung 1. Ổn định lớp: (1’) 2. Kiểm tra bài cũ: (5’) Câu hỏi: Viết các PTHH biểu diễn chuỗi chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện – nếu có) (1) (2) (3) (5) MgCl2   Mg   MgO ‡ˆ ˆ(4)ˆ† ˆˆ Mg ( NO3 )2  Mg (OH )2 (6) Đáp án: ) đpnc (1)MgCl2   Mg  Cl2 1 (2) Mg  O2   MgO 2 (3)MgO  2 HNO3   Mg ( NO3 ) 2  H 2O to 1 (4) Mg ( NO3 ) 2   MgO  2 NO2  O2 2 (5) Mg ( NO3 )2  2 NaOH   Mg (OH )2  2 NaNO3 (6)4 Mg  10 HNO3(loãng)   4 Mg ( NO3 ) 2  NH 4 NO3  3H 2 O 3. Bài mới a. Vào bài : Một kim loại mà được sử dụng rộng rãi và có tầm quan trọng trong cuộc sống của chúng ta, đó là kim loại gị? Mời các em xem qua 1 số hình ảnh sau? Qua những hình ảnh đó chắc hẵn các em cũng đã đoán được đó là kim loại nhôm. Vậy nhôm có những đặc điểm gì về cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học mà nó sử dụng trong cuộc sống như vậy. Để biết rõ hơn mời các em đi vào bài 27: “NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM”. b. Tiến trình bài mới: 2
Hoạt động Hoạt động Nội dung ghi bảng của giáo viên của học sinh Hoạt động 1: (3') I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron Vị trí trong bảng tuần nguyên tử. hoàn, cấu hình electron 1. Vị trí nguyên tử. - Ô số 13, nhóm IIIA, chu kì 3 - Yêu cầu học sinh dựa vào - Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu bảng hệ thống tuần hoàn kì 3 của bảng tuần hoàn. 2. Cấu hình xác định vị trí của Al. 27 13 2 A l : 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1 hoặc [Ne]3s 3 p 1 2 1 - Yêu cầu học sinh viết cấu 27 13 A l : 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1 hoặc [Ne]3s 3 p hình electron của nhôm. - Vì sao trong các hợp - Vì nhôm có 3 electron hóa trị ở lớp ngoài chất, Al có số oxi hóa +3. cùng nên dễ nhường 3 electron để đạt cấu Từ đó nhận xét tính khử và hình bền vững của khí hiếm  nhôm có tính tính oxi hóa của nhôm. khử mạnh. - Kết luận: Al có tính khử mạnh Hoạt động 2: (2') II. Tính chất vật lí Tính chất vật lí - Rắn, màu trắng bạc, mềm, tnc0 cao. 0 - Yêu cầu học sinh nghiên - Kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660 C, - Kim loại nhẹ, dẫn điện, nhiệt tốt. cứu SGK và kiến thức thực khá mềm, dễ kéo sợi, dể dát mỏng. tiễn nêu tính chất vật lí - Kim loại nhẹ (D = 2,7g/ cm3), dẫn điện tốt của nhôm. (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng) và dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt). Hoạt động 3: (10') III. Tính chất hóa học Tính chất hóa học - Tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm, kiềm thổ.  Al 3  3e Al  1. Tác dụng với phi kim 3
- Ở nhiệt độ thường hoặc a) Tác dụng với halogen đun nóng, Al phản ứng trực tiếp với halogen. - Phản ứng mãnh liệt, tự 2 Al  3 X 2   2 AlX 3 (X: Cl, Br...) bốc cháy khi tiếp xúc bột Al với khí Cl2. 2 Al  3Cl2   2 AlCl3 - Yêu cầu học sinh viết 2 Al  3Cl2   2 AlCl3 PTPƯ giữa Al với Cl2. - Phản ứng giữa nhôm và brom, iot tương tự, nhưng không mãnh liệt như khi tác dụng với clo. b) Tác dụng với oxi - Khi đốt, bột nhôm cháy trong không khí với ngọn t 0 lửa sáng chói, tỏa nhiều 2 Al  3O2   2 Al2O3 nhiệt . (H  1670kJ / mol  0) - Thực tế: nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng oxit Al2O3 rất mỏng và bền bảo vệ. 2. Tác dụng với axit - Nhôm là kim loại hoạt - Dung dịch axit loãng: Al khử ion H+ (HCl, H2SO4 động mạnh, đứng trước (loãng))  H2. hiđro trong dãy hoạt động 2 Al  3H 2 SO4   Al2 ( SO4 )3  3H 2  hóa học →Al đẩy được H+ trong dung dịch HCl và 4
H2SO4 loãng thành H2. 2 Al  6 HCl   2 AlCl3  3H 2  - Yêu cầu học sinh viết 2 Al  3H 2 SO4   Al2 ( SO4 )3  3H 2  PTPƯ giữa Al với HCl và H2SO4 loãng. 2 Al  6 HCl   2 AlCl3  3H 2  - Dung dịch axit mạnh: như HNO3, H2SO4 đặc, - Al phản ứng với dung 5 nóng thì Al khử N xuống oxi hóa thấp hơn dịch axit mạnh: như 6 HNO3, H2SO4 đặc, nóng ( 2, 1, 0... )còn S xuống ( 4, 0, 2 …) 5 0 5 0 3 2 thì khử N có thể tạo thành t Al  4 H N O3(loãng )   Al ( NO3 )3  N O  2 H 2O ( NO, N 2 O , N 2 , N H 4 ...) 0 6 0 3 4 t 6 còn S thành ( S O2 , S , H 2 S ) 2 Al  6 H 2 S O4   Al 2 ( SO4 )3  3 SO2  6 H 2O - Yêu cầu học sinh viết 0 6 t 3 0 4 2 Al  6 H 2 S O4   Al 2 ( SO4 )3  3 SO2  6 H 2O PTPƯ giữa Al với H2SO4 (đặc, nóng). - Tại sao có thể dùng - Vì nhôm bị thụ động với dung dịch axit Chú ý: Nhôm bị thụ động với dung dịch axit thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội hoặc H2SO4 đặc, nguội. HNO3 và H2SO4 đặc, nguội. những axit HNO3, H2SO4 đặc nguội? Hoạt động 4 : (12’) 3. Tác dụng với oxit kim loại Tác dụng với oxit kim loại và tác dụng với nước - Ở t0 cao, Al khử được t 2 Al  Fe2O3   Al2O3  2 Fe 0 nhiều ion kim loại trong oxit tạo thành kim loại tự → phản ứng nhiệt nhôm dùng điều chế một số kim do. loại khó nóng chảy như ( Cr, Mn, Fe…) - Yêu cầu học sinh viết 2 Al  Fe O t  Al O  2 0 Fe 2 3 2 3 PTPƯ giữa Al với Fe2O3 . 5
- Phản ứng này xãy ra rất mãnh liệt và tỏa nhiều nhiệt làm sắt nóng chảy, nên dùng phản ứng này để điều chế một lượng nhỏ sắt nóng chảy khi làm đường ray. 4. Tác dụng với nước - Trên thực tế nhôm có - Al không tác dụng được với nước, dù ở t0 phản ứng với nước không? cao . 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ +3H2↑ Vì sao? - Vì trên bề mặt của nhôm được phủ kín một lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn, không cho nước và khí thấm qua. → phản ứng nhanh dừng lại do Al(OH)3 tạo thành - Khi phá bỏ lớp oxit trên thì phủ trên bề mặt của nhôm, ngăn cản nhôm tiếp bề mặt nhôm, hoặc tạo xúc với nước. thành hỗn hợp hống Al – Hg thì Al phản ứng được với H2O. 5. Tác dụng với dung dịch kiềm - Giới thiệu cho học sinh - Làm TNNC: Al tác dụng với dung dịch dụng cụ và hóa chất làm NaOH. 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ +3H2↑ (1) thí nghiệm: ống nghiệm, - Hiện tượng: miếng nhôm nhỏ, dung + Miếng nhôm tan dần. Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (2) dịch NaOH + Xuất hiện sủi bọt khí, khí không màu - Yêu cầu HS làm TNNC: thoát ra. Cộng phương trình (1) và (2) : Al tác dụng với dung dịch + Tạo kết tủa trắng, sau đó dung dịch có NaOH theo nhóm, rồi màu trong suốt. 2Al +2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ quan sát hiện tượng, giải - Giải thích và PTPƯ xảy ra: (natri aluminat) thích, viết PTPƯ xảy ra và +Ban đầu, lớp oxit mỏng Al2O3 lưỡng hoàn thành vào phiếu học tính tác dụng với dung dịch kiềm : tập số 1. Al2O3 + 2 NaOH → 2NaAlO2 +H2O 6
+Sau đó: Al tác dụng với H2O 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ +3H2↑ (1) + Tiếp đến : Al(OH)3 lưỡng tính nên tác dụng tiếp với NaOH. Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (2) Cộng phương trình (1) và (2) : 2Al +2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ Kết luận: Nhôm tan trong (Natri aluminat) kiềm và giải phóng hiđro → Do đó người ta không dùng những đồ dùng bằng nhôm để đựng vữa vôi. Hoạt động 5: (7’) IV. Ứng dụng và trạng thái tự nhiên Ứng dụng và trạng thái tự 1. Ứng dụng nhiên. - Vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ - Yêu cầu học sinh nghiên - Vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu trụ…. cứu SGK và kiến thức thực vũ trụ…. - Xây dựng và trang trí nội thất. tiễn rồi nêu 1 vài ứng dụng - Xây dựng và trang trí nội thất. - Dây dẫn điện, dụng cụ nhà bếp. của Al trong sản xuất và - Dây dẫn điện, dụng cụ nhà bếp. - Dùng phản ứng nhiệt nhôm để làm đường ray…. đời sống. - Dùng phản ứng nhiệt nhôm để làm đường ray. 2. Trạng thái tự nhiên - Trong tự nhiên Al tồn tại - Nhôm tồn tại ở dạng hợp chất - Nhôm tồn tại ở dạng hợp chất: đất sét dưới dạng nào? Kể ra 1 số - Một số hợp chất của nhôm: đất sét (Al2O3.2SiO3.2H2O), boxit (Al2O3.2H2O)… hợp chất của nhôm? (Al2O3.2SiO3.2H2O), boxit (Al2O3.2H2O), criolit (3NaF.AlF3)…. V. Sản xuất nhôm Trong công nghiệp: - Yêu cầu học sinh nghiên + Phương pháp: điện phân nhôm oxit nóng Phương pháp: điện phân nóng chảy nhôm oxit. 7
cứu SGK trình bày phương chảy. 1. Nguyên liệu pháp và nguyên liệu sản + Nguyên liệu: Quặng boxit (Al2O3.2H2O) Quặng boxit (Al2O3.2H2O) thường có lẫn tạp chất xuất nhôm trong công thường có lẫn tạp chất (Fe2O3, Si2O3) (Fe2O3, Si2O3). nghiệp. 2. Điện phân nóng chảy - Quá trình điện phân: - Yêu cầu học sinh dựa vào - Quá trình điện phân: + Cực âm(catot): sơ đồ thùng điện phân + Cực âm (catot): là 1 tấm than chì nguyên Al3+ +3e → Al Al2O3 nóng chảy (hình chất, xảy ra quá trình khử ion Al3+ thành Al 6.6- SGK) trình bày quá Al3+ +3e → Al + Cực dương (anot): trình điện phân nóng chảy + Cực dương (anot): là những khối than chì nhôm oxit và viết phương lớn, xãy ra quá trinh oxi hóa ion O2- thành khí 2O2- → O2 +4e trình điện phân xảy ra. O2. - Phương trình điện phân: 2- 2O → O2 +4e dpnc 2 Al2O3   4 Al  3O2 - Phương trình điện phân: dpnc 2 Al2O3   4 Al  3O2 - Tạo sao trong quá trình + Do Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao ( - Vai trò của criolit: điện phân nóng chảy nhôm tnc= 20500C), cho criolit vào nhằm hạ nhiệt độ + Giảm nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp. oxit thì phải hòa tan nó nóng chảy của hỗn hợp xuống còn 9000C giúp +Tạo chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn. trong criolit nóng chảy? tiết kiệm được năng lượng. + Bảo vệ nhôm nóng chảy không bị oxi hóa. + Tạo được chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn Al2O3 nóng chảy. + Bảo vệ nhôm nóng chảy không bị oxi hóa bởi O2 không khí. - Chú ý: Khí O2 ở t0 cao đốt cháy điện cực than chì (cực dương) thành CO và CO2 → sau 1 thời gian phải thay thế điện cực dương. 8
Hoạt động 6: (5’) Thông qua phiếu học tập số 2, HS trả lời 1 số câu hỏi TNKQ. Câu 1: Để sản xuất nhôm trong công nghiệp người ta sử dụng phương pháp nào sau đây: A. Điện phân nóng chảy nhôm oxit C. Điện phân dung dịch AlCl3 B. Nhiệt luyện Al2O3 bắng CO D. Cả 3 phương pháp trên Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng: A. Nhôm là kim loại lưỡng tính. B. Nhôm tác dụng được với HNO3, H2SO4 đặc, nguội. C. Nhôm tan được trong dung dịch kiềm. D. Trong tự nhiên, nhôm tồn tại được ở 2 dạng: đơn chất và hợp chất. Câu 3: Trong công nghiệp để sản xuất nhôm, người ta dùng chất hợp chất nào: A. Đất sét C. Criolit B. Mica D. Quặng boxit. Câu 4: Công thức của quặng boxit là: A. Al2O3. 2H2O C. Al2O3. 3H2O B. Al2O3. H2O D. Al2O3. 4H2O Câu 5: Cho 7,8 g hỗn hợp Mg và Al tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng lên 7g. Số mol HCl đã tham gia phản ứng là: A. 0,8 mol C. 0,6 mol B. 0,7 mol D. 0,5 mol ĐÁP ÁN: Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 A C D A A Gợi ý trả lời: Câu 5: Gọi a, b lần lượt là số mol của Mg, Al trong hỗn hợp 9
Mg + 2HCl →MgCl2 + H2 1(mol) 2(mol) 1(mol) 73 (g) 95(g) tăng 22(g) a(mol) → 2a(mol) → 22a(g) 2Al + 6HCl →2AlCl3 + 3H2 2(mol) 6(mol) 2(mol) 219 (g) 267(g) tăng 48(g) b(mol) → 3a(mol) → 24a(g) Ta có hệ: 24a +27b = 7,8 a= 0,1 → 22a+ 24b= 7 b=0,2 nHCl= 3a+2b = 3.0,1+0,2.2 = 0,7(mol) 10
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Thí nghiệm Hiện tượng Giải thích và viết PTPƯ Al+ NaOH 11
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Nhóm:……………Lớp:……. Câu 1: Để sản xuất nhôm trong công nghiệp người ta sử dụng phương pháp nào sau đây: A. Điện phân nóng chảy nhôm oxit C. Điện phân dung dịch AlCl3 B. Nhiệt luyện Al2O3 bắng CO D. Cả 3 phương pháp trên Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng: A. Nhôm là kim loại lưỡng tính. B. Nhôm tác dụng được với HNO3, H2SO4 đặc, nguội. C. Nhôm tan được trong dung dịch kiềm. D. Trong tự nhiên, nhôm tồn tại được ở 2 dạng: đơn chất và hợp chất. Câu 3: Trong công nghiệp để sản xuất nhôm, người ta dùng chất hợp chất nào: A. Đất sét C. Criolit B. Mica D. Quặng boxit. Câu 4: Công thức của quặng boxit là: A. Al2O3. 2H2O C. Al2O3. 3H2O B. Al2O3. H2O D. Al2O3. 4H2O Câu 5: Cho 7,8 g hỗn hợp Mg và Al tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng lên 7g. Số mol HCl đã tham gia phản ứng là: A. 0,8 mol C. 0,6 mol B. 0,7 mol D. 0,5 mol 12