Al là kim loại hay phi kim - Tính chất hóa học Al

Tổng hợp các tính chất vật lý, hóa học và một số đặc điểm của nhôm (Al). Qua đó giúp các bạn nắm chắc kiến thức về Nhôm để giải các bài tập hóa học.

1. Al là kim loại hay phi kim

Al (nhôm) là kim loại, có màu trắng bạc, ánh kim mờ, nhẹ, mềm chỉ đứng sau vàng. Khi để bên ngoài không khí nhôm cực kỳ dễ bị oxi hóa thành một lớp oxit mỏng. Lớp oxit này khiến kim chiếc nhôm sở hữu khả năng chống ăn mòn cao và vô cùng bền vững. Nhôm mang khối lượng riêng chỉ bằng 1/3 đồng hay sắt. Dễ uốn và dễ gia công. Vì thế vật liệu nhôm được sử dụng cực kỳ phổ biến trong lĩnh vực gia công cơ khí chính xác.

Nhôm chiếm 1/12 tỷ lệ trong vỏ trái đất, nhôm là mẫu kim loại đa dạng nhất trong vỏ Trái Đất và là nguyên tố nhiều đứng thứ ba sau oxi và silic. Trong tự nhiên rất khó để tìm được nhôm nguyên chất, thông thường kim loại này được tìm thấy khi được kết hợp cùng oxygen cùng với những nguyên tố khác. Người ta vẫn thường gọi là hợp kim nhôm trong cuộc sống hàng ngày.

2. Tính chất hóa học của Al

Nhôm có đầy đủ tính chất hóa học của kim loại như:

- Tác dụng với phi kim:

+ Al tác dụng với O₂ tạo thành nhôm oxit.

4Al + 3O₂ → Al₂O₃ (DK: t^o)

- Tác dụng với các phi kim khác: Nhôm tác dụng với một số phi kim tạo thành muối nhôm.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃ (DK: t^o)

- Tác dụng với dung dịch axit:

- Nhôm tác dụng với một số dd axit (HCl, H₂SO₄ loãng …) tạo thành muối và giải phóng khí H₂.

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ ↑

- Tác dụng với dung dịch muối: Nhôm tác dụng với dung dịch muối của những kim loại có hoạt động hóa học yếu hơn (trong dãy hoạt động hóa học của kim loại) tạo ra muối nhôm và kim loại mới.

2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu ↓

- Tác dụng với dung dịch kiềm: Ngoài những tính chất hóa học trên, nhôm còn tác dụng được với dung dịch kiềm như NaOH, KOH…

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ ↑

3. Đặc điểm của nhôm

- Trong bảng tuần hoàn hóa học, nhôm ở vị trí số 13, chu kỳ 3 và thuộc nhóm IIIA. Đây là một chất thường thấy trong tự nhiên. Vậy ở trạng thái tự nhiên, nhôm thường ở những dạng nào và tính chất vật lý của nó ra sao?

a. Trạng thái tự nhiên của nhôm

- Nhôm là kim loại thường thấy phía bên trong vỏ trái đất (chiếm khoảng 8%). Trong tự nhiên, nhôm thường có trong các hợp chất như đất sét, boxit hay criolit.

Cụ thể:

+ Trong đất sất sét, nhôm thuộc hợp chất: Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O.

+ Trong mica: K₂O.Al₂O₃.6SiO₂.2H₂O.

+ Trong Boxit: Al₂O₃.nH₂O.

+ Trong criolit Criolit: 3NaF.AlF₃ hay (Na₃AlF₆).

b. Tính chất vật lí 

 -  Nhôm là kim loại nhẹ (khối lượng riêng 2,7g/cm³), màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ không cao lắm (660^oC). 

 -  Nhôm rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mỏng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm. 

 -  Nhôm có cấu tạo mạng lập phương tâm diện, mật độ electron tự do tương đối lớn. Do vậy nhôm có khả năng dẫn điện và nhiệt tốt. Độ dẫn điện bằng 2/3 đồng, nhưng nhôm nhẹ hơn đồng 3 lần. Độ dẫn nhiệt của nhôm hơn sắt 3 lần. 

4. Điều chế Nhôm

4.1. Nguyên liệu

  - Quặng boxit Al₂O₃có lẫn SiO2 và Fe₂O₃. 

4.2. Các giai đoạn điều chế 

- Làm sạch nguyên liệu:

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

2NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃ + H₂O

NaAlO₂ + CO₂ + 2H₂O → NaHCO₃ + Al(OH)₃

NaOH + CO₂ → NaHCO3

2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

- Điện phân nóng chảy Al₂O₃ có mặt criolit Na₃AlF₆ (hạ nhiệt độ nóng chảy của Al₂O₃ từ 2050⁰C xuống 900⁰C; tăng độ dẫn điện do tạo thành nhiều ion hơn; tạo lớp bảo vệ không cho O₂ phản ứng với Al nóng chảy):                       

2Al₂O₃ → 4Al + 3O­₂

4. Ứng dụng của nhôm

- Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.)

- Nhôm và hợp kim của nhôm được dùng trong xây dựng nhà cửa và trang trí nội thất.

- Nhôm được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng.

- Dùng làm dụng cụ nhà bếp.

- Bột nhôm trộn với bột sắt oxit (hỗn hợp tecmit) được dùng để hàn đường ray.