Bài 27: NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng

Biết được: Vị trí , cấu hình lớp electron ngoài cùng, tính chất vật lí , trạng thái tự nhiên, ứng dụng của nhôm .

Hiểu được:

 Nhôm là kim loại 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 bằng phương pháp điện phân oxit nóng chảy

 Tính chất vật lí và ứng dụng của một số hợp chất: Al₂O₃, Al(OH)₃ , muối nhôm.

 Tính chất lưỡng tính của Al₂O₃, Al(OH)₃ : vừa tác dụng với axit mạnh, vừa tác dụng với bazơ mạnh;

 Cách nhận biết ion nhôm trong dung dịch.

 Quan sát mẫu vật, thí nghiệm, rút ra kết luận về tính chất hóa học và nhận biết ion nhôm

 Viết các PTHH minh hoạ tính chất hoá học của nhôm.

 Dự đoán, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hóa học của nhôm, nhận biết ion nhôm

 Viết các PTHH phân tử và ion rút gọn (nếu có) minh hoạ tính chất hoá học của hợp chất nhôm.

 Sử dụng và bảo quản hợp lý các đồ dùng bằng nhôm.

 Tính % khối lượng nhôm trong hỗn hợp kim loại đem phản ứng.

 Tính khối lượng boxit để sản xuất lượng nhôm xác định theo hiệu suất phản ứng;

 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử nhôm và các phản ứng đặc trưng của nhôm

 Phương pháp điều chế nhôm

 Tính chất hoá học cơ bản của Al₂O₃, Al(OH)₃, Al₂(SO₄)₃.

 Cách nhận biết Al³⁺ trong dung dịch.

C. Hướng dẫn thực hiện

 Đặc điểm cấu hình electron của nguyên tử nhôm: có 3e lớp ngoài cùng [₁₀Ne] 3s²3p¹

 Các phản ứng đặc trưng của nhôm: tính khử mạnh Al  Al³⁺ + 3e

+ Tác dụng với phi kim

+ Tác dụng với dung dịch axit và các axit oxi hoá

Al thụ động với các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội

+ Tác dụng với nước

+ Tác dụng với dung dịch kiềm

+ Tác dụng với một số oxit kim loại

 Phương pháp điều chế nhôm: điện phân nhôm oxit nóng chảy

2Al₂O₃ 4Al + 3O₂ 

 Tính chất hoá học cơ bản của hợp chất:

+ Al₂O₃: là oxit lưỡng tính

Al₂O₃ + 6H⁺  2Al³⁺ + 3H₂O

Al₂O₃ + 2OH^  2AlO + H₂O

+ Al(OH)₃: * là hiđroxit lưỡng tính

Al(OH)₃ + 3H⁺  Al³⁺ + 3H₂O

Al(OH)₃ + OH^  AlO+ 2H₂O

* Bị nhiệt phân tích

2Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3H₂O

* Điều chế bằng tác dụng của Al³⁺ với dung dịch NH₃ hoặc AlO với CO₂:

Al³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O  Al(OH)₃  + 3NH

AlO+ CO₂ + H₂O  Al(OH)₃  + HCO

+ Al₂(SO₄)₃ : * Trong dung dịch nước có môi trường axit

Al³⁺ + 3H₂O  Al(OH)₃  + 3H⁺

* Ứng dụng: phèn chua KAl(SO₄)₂.12H₂O

 Cách nhận biết ion Al³⁺ trong dung dịch: dùng dung dịch NaOH từ từ đến dư

+ trước hết xuất hiện kết tủa: Al³⁺ + 3OH^  Al(OH)₃ 

+ sau đó kết tủa tan khi dư NaOH: Al(OH)₃ + OH^  AlO+ 2H₂O

 Luyện tập: + Viết phương trình hoá học biểu diễn tính chất hóa học của nhôm và hợp

chất của nhôm

+ Viết phương trình điều chế nhôm từ Al₂O₃ và một số hợp chất

+ Cách nhận biết Al³⁺, Al₂O₃, Al(OH)₃

+ Bài toán xác định nồng độ mol của Al³⁺, AlO và tính thành phần hỗn hợp

VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÚNG

Biết được :

Mục đích, cách tiến hành, kĩ thuật thực hiện các thí nghiệm :

 So sánh khả năng phản ứng của Na, Mg và Al với nước.

 Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm.

 Phản ứng của nhôm hiđroxit với dung dịch NaOH và với dung dịch H₂SO₄ loãng.

 Sử dụng dụng cụ hoá chất để tiến hành an toàn, thành công các thí nghiệm trên.

 Quan sát, nêu hiện tượng thí nghiệm, giải thích và viết các phương trình hoá học. Rút ra nhận xét.

 Viết tường trình thí nghiệm.

 So sánh khả năng phản ứng của Na, Mg và Al với nước.

 Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm.

 Tính chất lưỡng tính của Al(OH)₃ .

 Hướng dẫn HS các thao tác của từng TN như:

+ Rót chất lỏng vào ống nghiệm

+ Nhỏ giọt chất lỏng vào ống nghiệm bằng công tơ hút

+ Cắt miếng kim loại Na

+ Thả chất rắn vào chất lỏng

+ Lắc chất lỏng trong ống nghiệm

+ Đun nóng ống nghiệm

 Hướng dẫn HS quan sát hiện tượng xảy ra và nhận xét

Thí nghiệm 1. So sánh khả năng phản ứng của Na, Mg và Al với nước

+ Phản ứng ở ống nghiệm (1) xảy ra mạnh, bọt khí thoát ra nhanh và nhiều, dung dịch nhuốm màu hồng nhanh chóng.

+ Ở ống nghiệm (2) phản ứng xảy ra chậm, chỉ có ít bọt khí thoát ra, ở ống nghiệm (3) hầu như chưa thấy phản ứng xảy ra.

+ Khi đun nóng hai ống (2) và (3) thì phản ứng xảy ra nhanh hơn và bọt khí thoát ra ở ống (2) nhiều hơn so với ống (3).

+ Lúc đầu chưa thấy có bọt khí thoát ra, sau một lúc thì bọt khí thoát ra nhanh hơn, do lúc đầu dung dịch NaOH hòa tan Al₂O₃ bao bọc bên ngoài, sau đó Al tan trong dung dịch NaOH và khi đun nóng bọt khí thoát ra nhanh hơn.

+ kết tủa keo trắng ở cả hai ống nghiệm;

+ Thêm H₂SO₄ loãng và lắc nhẹ thì kết tủa tan, dung dịch dần trong suốt.

+ Thêm NaOH và lắc nhẹ thì kết tủa tan, dung dịch dần trong suốt.

Biết được:

- Vị trí , cấu hình electron lớp ngoài cùng, tính chất vật lí của sắt.

- Tính chất hoá học của sắt: tính khử trung bình (tác dụng với oxi, lưu huỳnh, clo, nước, dung dịch axit, dung dịch muối).

- Sắt trong tự nhiên (các oxit sắt, FeCO₃, FeS₂).

Kĩ năng

- Dự đoán, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hóa học của sắt.

- Viết các PTHH minh hoạ tính khử của sắt.

- Tính % khối lượng sắt trong hỗn hợp phản ứng. Xác định tên kim loại dựa vào số liệu thực nghiệm.

 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử sắt và các phản ứng minh họa tính khử của sắt

 Đặc điểm cấu hình electron của sắt: có 2e lớp ngoài cùng [Ar]3d⁶4s²

+ Fe thuộc nhóm VIIIB và là nguyên tố d

+ Nguyên tử Fe dễ nhường 2e  Fe⁺², nhưng có thể nhường thêm 1e  Fe⁺³ để phân lớp 3d trở thành bán bão hòa.

+ Trong các hợp chất, nguyên tố sắt thường có số oxi hóa +2 và +3

 Các phản ứng đặc trưng của sắt: tính khử trung bình

*với chất oxi hóa yếu: Fe  Fe²⁺ + 2e

*với chất oxi hóa mạnh: Fe  Fe³⁺ + 3e

+ Tác dụng với phi kim: * S oxi hóa Fe  Fe²⁺

* O₂ oxi hóa Fe  Fe²⁺ và Fe³⁺

* Cl₂ oxi hóa Fe  Fe³⁺

+ Tác dụng với axit: * HCl và H₂SO₄ loãng oxi hóa Fe  Fe²⁺

* HNO₃ dư, H₂SO₄ đặc nóng, dư oxi hóa Fe  Fe³⁺

Fe thụ động với các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội

+ Tác dụng với dung dịch muối: Fe bị oxi hóa  Fe²⁺

+ Tác dụng với nước: ở nhiệt độ thường, Fe không khử được H₂O

nhưng ở nhiệt độ cao, Fe khử hơi H₂O  H₂ và Fe₃O₄ hoặc FeO

 Luyện tập: + Viết phương trình hoá học biểu diễn phản ứng minh họa tính khử của sắt.

+ Bài toán tính theo phương trình, xác định thành phần hỗn hợp
Bài 32: HỢP CHẤT CỦA SẮT

A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng

Kiến thức

Biết được:

- Tính chất vật lí, nguyên tắc điều chế và ứng dụng của một số hợp chất của sắt.

Hiểu được :

+ Tính khử của hợp chất sắt (II): FeO, Fe(OH)₂, muối sắt (II).

+ Tính oxi hóa của hợp chất sắt (III): Fe₂O₃, Fe(OH)₃, muối sắt (III).

- Dự đoán, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hoá học các hợp chất của sắt.

- Viết các PTHH phân tử hoặc ion rút gọn minh hoạ tính chất hoá học.

- Nhận biết được ion Fe²⁺, Fe³⁺trong dung dịch.

- Tính % khối lượng các muối sắt hoặc oxit sắt trong phản ứng.

- Xác định công thức hoá học oxit sắt theo số liệu thực nghiệm.

 Khả năng phản ứng của các hợp chất sắt (II) và sắt (III)

 Phương pháp điều chế các hợp chất sắt (II) và sắt (III)

C. Hướng dẫn thực hiện

 Tính chất hoá học cơ bản của hợp chất:

+ FeO: * Tính khử FeO Fe₂O₃ và FeO Fe³⁺;

* Tính oxi hóa FeO Fe (X là một trong các chất: CO, H₂, Al, C)

* Tính oxit bazơ FeO Fe²⁺.

+ Fe(OH)₂: * Tính khử Fe(OH)₂ Fe(OH)₃;

* Tính bazơ Fe(OH)₂ Fe²⁺.

+ Fe²⁺: * Tính khử Fe²⁺ Fe³⁺

(X là một trong các chất: Cl₂, O₂, KMnO₄, SO₂, HNO₃, H₂SO₄ đặc)

* Tính oxi hóa Fe²⁺ Fe (X là một trong các chất: Mg, Al, Zn)

+ Fe₂O₃: * Tính oxi hóa Fe₂O₃ Fe₃O₄  FeO  Fe

(X là một trong các chất: CO, H₂, Al, C)

* Tính oxit bazơ Fe₂O₃ Fe³⁺.

+ Fe(OH)₃: * Tính bazơ Fe(OH)₂ Fe²⁺.

* kém bền với nhiệt 2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O

+ Fe³⁺: * Tính oxi hóa Fe³⁺ Fe²⁺ (X là một trong các chất: Fe, Cu, H^)

hoặc Fe³⁺ Fe (X là một trong các chất: Mg, Al, Zn)

 Điều chế hợp chất:

+ Điều chế FeO : Fe₂O₃ FeO (X là một trong các chất: CO, H₂)

+ Điều chế Fe(OH)₂: Fe²⁺ + 2OH^  Fe(OH)₂ 

+ Điều chế Fe²⁺: Fe, FeO, Fe(OH)₂ Fe²⁺

hoặc Fe³⁺ Fe²⁺ (X là một trong các chất: Fe, Cu, H^)

+ Điều chế Fe₂O₃ : 2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O

+ Điều chế Fe(OH)₃: Fe³⁺ + 3OH^  Fe(OH)₃ 

+ Điều chế Fe³⁺: Fe₂O₃, Fe(OH)₃ Fe³⁺

hoặc Fe, FeO, Fe(OH)₂ Fe³⁺ (X là một trong các chất: HNO₃, H₂SO₄ đặc)

 Luyện tập: + Viết phương trình hoá học biểu diễn phản ứng minh họa tính chất hóa học của các hợp chất sắt.

+ Viết phương trình điều chế các hợp chất sắt từ các chất khác

+ Bài toán tính theo phương trình, xác định công thức hợp chất và tính thành

phần hỗn hợp

Biết được:

- Định nghĩa và phân loại gang, sản xuất gang (nguyên tắc, nguyên liệu, cấu tạo và chuyển vận của lò cao, biện pháp kĩ thuật) .

- Định nghĩa và phân loại thép, sản xuất thép (nguyên tắc chung, phương pháp

Mác - tanh, Be- xơ - me, Lò điện: ưu điểm và hạn chế)

- ứng dụng của gang, thép.

- Quan sát mô hình, hình vẽ, sơ đồ... rút ra được nhận xét về nguyên tắc và quá trình sản xuất gang, thép.

- Viết các PTHH phản ứng oxi hoá - khử xảy ra trong lò luyện gang, luyện thép.

- Phân biệt được một số đồ dùng bằng gang, bằng thép.

- Sử dụng và bảo quản hợp lí được một số hợp kim của sắt.

- Tính khối lượng quặng sắt cần thiết để sản xuất một lượng gang xác định theo hiệu suất.

 Thành phần gang, thép

 Nguyên tắc và các phản ứng hóa học xảy ra khi luyện quặng thành gang và luyện gang thành thép

C. Hướng dẫn thực hiện

 Thành phần của gang, thép:

+ Gang: là hợp kim của sắt – cacbon chứa 2 – 5% khối lượng cacbon

+ Thép: là hợp kim của sắt – cacbon chứa 0,01 – 2% khối lượng cacbon

ngoài C, gang và thép còn chứa một lượng rất nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S, P...

 Nguyên tắc và các phản ứng hóa học xảy ra:

+ Luyện quặng thành gang: khử oxit sắt trong quặng  Fe

* Tạo chất khử C + O₂ CO₂ và C + CO₂ 2CO

* Khử Fe₂O₃ Fe₃O₄ FeO Fe

* Tách bẩn quặng CaCO₃ CaO + CO₂

CaO + SiO₂ CaSiO₃

+ Luyện gang thành thép: loại bỏ phần lớn các nguyên tố C, Si, Mn, S...ra khỏi gang bằng cách oxi hóa chúng và chuyển thành xỉ

* C + O₂ CO₂ và S + O₂ SO₂ (khí)

Si + O₂ SiO₂ và 4P + 5O₂ 2P₂O₅ (rắn)

* CaO + SiO₂ CaSiO₃ và 3CaO + P₂O₅ Ca₃(PO₄)₂ (xỉ)

 Luyện tập: + Viết phương trình hoá học biểu diễn phản ứng hóa học xảy ra khi luyện

quặng thành gang và luyện gang thành thép.

+ Bài toán tính khối lượng gang, thép, từ quặng hoặc ngược lại (có H%)

Biết được:

- Vị trí, cấu hình electron hoá trị, tính chất vật lí (độ cứng, màu, khối lượng riêng) của crom, số oxi hoá; tính chất hoá học của crom là tính khử (phản ứng với oxi, clo, lưu huỳnh, dung dịch axit).

- Tính chất của hợp chất crom (III), Cr₂O₃, Cr(OH)₃ (tính tan, tính oxi hoá và tính khử, tính lưỡng tính); Tính chất của hợp chất crom (VI), K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇ (tính tan, màu sắc, tính oxi hoá).

- Dự đoán và kết luận được về tính chất của crom và một số hợp chất .

- Viết các PTHH thể hiện tính chất của crom và hợp chất crom.

- Tính thể tích hoặc nồng độ dung dịch K₂Cr₂O₇ tham gia phản ứng.

 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử crom và các phản ứng đặc trưng của crom

 Tính chất hoá học cơ bản của các hợp chất Cr₂O₃, Cr(OH)₃, CrO₃; K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇

C. Hướng dẫn thực hiện

 Đặc điểm cấu hình electron của nguyên tử crom: [₁₈Ar] 3d⁵4s¹

+ Trong các phản ứng hóa học crom thường tạo ra các hợp chất có số oxi hóa +2; +3; +6

 Các phản ứng đặc trưng của crom: tính khử

+ Tác dụng với phi kim (ở nhiệt độ cao) Cr  Cr⁺³ + 3e

+ Tác dụng với dung dịch axit (khi đun nóng và không có KK) Cr  Cr⁺² + 2e

Crom bị thụ động đối với các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội

+ Crom bền với nước và không khí do có màng oxit bền vững bảo vệ

 Tính chất hoá học cơ bản của hợp chất:

+ Cr₂O₃: là oxit lưỡng tính, tan trong dung dịch axit và kiềm đặc

Cr₂O₃ + 6H⁺  2Cr³⁺ + 3H₂O

Cr₂O₃ + 2OH^  2CrO + H₂O

+ Cr(OH)₃: * là hiđroxit lưỡng tính

Cr(OH)₃ + 3H⁺  Cr³⁺ + 3H₂O

Cr(OH)₃ + OH^  CrO+ 2H₂O

+ Cr³⁺ : * Trong môi trường axit có tính oxi hóa

2Cr³⁺ + Zn  2Cr²⁺ + Zn²⁺

* Trong môi trường bazơ có tính khử

2Cr³⁺ + 3H₂O₂ + 10 OH^  2CrO + 8H₂O

2CrO + 3Br₂ + 8OH^  2CrO+ 6Br^ + 4H₂O

+ CrO₃ : * là oxit axit CrO₃ + H₂O  H₂CrO₄

2CrO₃ + H₂O  H₂Cr₂O₇

* có tính oxi hóa mạnh, một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, C₂H₅OH, NH₃... bốc cháy khi tiếp xúc với CrO₃ 2CrO₃ + 2NH₃  Cr₂O₃ + N₂ + 3H₂O

+ CrO, Cr₂O: * Trong dung dịch, tồn tại cân bằng

Cr₂O + H₂O 2CrO + 2H⁺

(da cam) (vàng)

* có tính oxi hóa mạnh: Cr₂O + 6I^ + 14H⁺  2Cr³⁺ + 3I₂ + 7H₂O

Cr₂O + 6Fe²⁺ + 14H⁺  2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O

 Luyện tập: + Viết phương trình hoá học biểu diễn phản ứng đặc trưng của crom và hợp

chất của crom

+ Bài toán xác định nồng độ mol và tính thành phần hỗn hợp

Bài 35: ĐỒNG VÀ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG

A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng

Kiến thức

Biết được :

 Vị trí, cấu hình electron hoá trị, tính chất vật lí, ứng dụng của đồng.

 Đồng là kim loại có tính khử yếu (tác dụng với phi kim, axit có tính oxi hoá mạnh).

 Tính chất của CuO, Cu(OH)₂ (tính bazơ, tính tan), CuSO₄.5H₂O (màu sắc, tính tan, phản ứng nhiệt phân). ứng dụng của đồng và hợp chất.

Kĩ năng

 Viết được các phương trình hoá học minh hoạ tính chất của đồng và hợp chất của đồng.

 Sử dụng và bảo quản đồng hợp lí dựa vào các tính chất của nó.

 Tính thành phần phần trăm về khối lượng đồng hoặc hợp chất đồng trong hỗn hợp.