Nêu các tính chất vật lý của nhôm?

Trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi “Nêu các tính chất vật lý của nhôm?” và phần kiến thức tham khảo là tài liệu cực hữu dụng bộ môn Hóa học 9 cho các bạn học sinh và các thầy cô giáo tham khảo.

Trả lời câu hỏi: Nêu các tính chất vật lý của nhôm?

- Tính chất vật lí của Nhôm

+ Là kim loại nhẹ ,màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ không cao lắm. Rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mõng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm. Có cấu tạo mạng lập phương tâm diện ,có mật độ electron tự do tượng đối lớn. Do vậy nhôm có khả năng dẩn điện và nhiệt tốt.

Kiến thức mở rộng về Nhôm

1. Định nghĩa nhôm là gì?

- Nhôm (bắt nguồn từ tiếng Pháp: aluminium, phiên âm tiếng Việt: a-luy-mi-nhôm) là tên của một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13.

- Nhôm thuộc kim loại, có màu sắc trắng ánh bạc, mềm và nhẹ. Nhôm có độ phản chiếu cao cũng như có tính dẫn nhiệt và dẫn điện lớn. Nhôm là kim loại không độc và có tính chống mài mòn. Nhôm cũng là kim loại có nhiều thành phần nhất.

- 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. 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. 

3. Tính chất hóa học

- Có tính khử mạnh:                 

Al → Al³⁺ + 3e

3.1 Tác dụng với phi kim

a. Với oxi

 - Bột Al cháy trong không khí khi được đun nóng cho ngọn lửa màu sáng chói.

2Al + 3O₂ → Al₂O₃

Lưu ý:

 - Al chỉ phản ứng với oxi trên bề mặt (vì tạo ra lớp màng oxit bao phủ bề mặt, bảo vệ và ngăn cản Al tham gia phản ứng tiếp):     

 - Muốn phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải loại bỏ lớp oxit bao phủ trên bề mặt Al (bằng cách tạo hỗn hống Al - Hg hoặc dùng Al bột đun nóng).

b. Với các phi kim khác

- Nhôm phản ứng được với các phi kim khác → muối.

- Al tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen:

Ví dụ: 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

 - Khi đun nóng, Al tác dụng với bột S:                                              

2Al + 3S → Al₂S₃

3.2 Tác dụng với dung dịch axit

a. Với H⁺ (HCl, H₂SO₄ loãng...)

 - Al phản ứng dễ dàng → muối + H₂

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 3H₂SO₄ loãng → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

b. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh: HNO₃ loãng hoặc đặc, H₂SO₄ đậm đặc

 - Nhôm tác dụng với HNO₃

M + HNO₃ → M(NO₃)n + {NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃} + H₂O 

Ví dụ: 

- Al + 6HNO₃ đặc, nóng → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

- Al + 4HNO₃ loãng → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

 - Nhôm tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng

2Al + 6H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Lưu ý:

 - Al thụ động với H₂SO₄ đặc nguội và HNO₃ đặc nguội → có thể dùng thùng Al để chuyên chở axit HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội.

3.3 Phản ứng nhiệt nhôm

- Al khử được oxit của các kim loại đứng sau nhôm ở nhiệt độ cao

 Ví dụ:                  

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe

2Al + 3CuO → Al₂O₃ + 3Cu

Lưu ý: khi giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm:

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm → H₂ thì Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm hoặc hiệu suất H của phản ứng < 100%

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm không có khí thoát ra chứng tỏ không dư Al.

- Khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng không đổi (bảo toàn khối lượng).

- Tác dụng với nước: Vật bằng nhôm không tác dụng với H₂O ở bất kì to nào vì có lớp oxit bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp bảo vệ, nhôm khử được nước ở to thường, nhưng phản ứng nhanh chóng dừng lại vì tạo kết tủa Al(OH)₃.

- Tác dụng với dung dịch kiềm

Al + NaOH + 3H₂O → Na[(Al(OH)₄] + 3/2 H₂↑

Phương trình ion thu gọn:

Al + OH^- + 3H₂O → [(Al(OH)₄]^- + 3/2 H₂↑

Với chương trình cơ bản có thể viết:

Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + 3/2 H₂↑

4. Ứng dụng của Nhôm

- Nhôm và hộp kim nhôm có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất:

+ Đồ gia dụng: xoong, nồi, chảo…

+ Dây dẫn điện

+ Vật liệu xây dựng

+ Hộp kim nhôm nhẹ và bền được dùng trong công nghiệp chế tạo máy bay, tàu vũ trụ, ô tô…

5. Sản xuất Nhôm

- Trong tự nhiên, Al tồn tại dưới dạng oxit, muối. Để sản xuất nhôm, người ta sử dụng nguyên liệu chính là quặng boxit, có thành phần chính là Al₂O₃.

- Quặng boxit sau khi được làm sạch tạp chất, sau đó điện phân nóng chảy hỗn hợp Al₂O₃ và criolit (chất làm giảm t° nc của Al) trong bể điện phân.