Chúng ta có thể định nghĩa, nhôm và hợp kim của nhôm đứng thứ hai [sau thép] về sản xuất và trong ứng dụng. Điều này do nhôm và hợp kim nhôm có các tính chất rất phù hợp với nhiều công dụng khác nhau, trong một số trường hợp thì ứng dụng của hợp kim nhôm không thể thay thế được như trong công nghệ chế tạo ra máy bay và các thiết bị ngành hàng không khác.
nguồn wiki
Ứng dụng của hợp kim nhôm
Nhôm và hợp kim của nhôm còn có vị trí khá là quan trọng trong ngành chế tạo cơ khí và xây dựng.
Xem thêm: Thu mua phế liệu hợp kim
Trong lĩnh vực xây dựng công nghiệp, hợp kim nhôm được ứng dụng nhiều vào trong sản xuất các sản phẩm cửa cổng bằng nhôm đúc, cầu thang và hàng rào nhôm đúc.
+ Hàng hải
+ Dầu khí
+ Thoát nước
+ Phụ tùng xe đạp
+ Vành ô tô
Tính chất của hợp kim nhôm
- Khối lượng riêng nhỏ [~2,7g/cm³] nên nhôm và hợp kim nhôm chỉ nặng bằng 1/3 thép, đó là tính chất đặc biệt được chú trọng khi các thiết bị cần chế tạo phải chú trọng đến trọng lượng [trong ngành hàng không, vận tải…].
- Tính chống ăn mòn trong khí quyển: Do đặc tính ôxy hoá của nó đã biến lớp bề mặt của nhôm thành ôxít nhôm [Al{\displaystyle 2}O{\displaystyle 3}] rất xít chặt và chống ăn mòn cao trong khí quyển, do đó chúng có thể dùng trong đa ngành mà không cần sơn bảo vệ. Để tăng tính chống ăn mòn, người ta đã làm cho lớp ô xít nhôm bảo vệ dày thêm bằng cách anot hoá.
- Tính dẫn điện: Tính dẫn điện của nhôm bằng 2/3 của đồng [kim loại], nhưng do nhôm nhẹ hơn nên chúng được sử dụng nhiều hơn bởi nếu cùng truyền một dòng điện thì dây nhôm nhẹ hơn bằng 1/2; ít bị nung nóng hơn…
- Tính dẻo: Rất dẻo, nên rất thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng, ép chảy thành các thanh có biên dạng đặc biệt [dùng cho khung cửa, các loại tản nhiệt…rất thuận tiện khi sản xuất].
- Nhiệt độ nóng chảy: Tương đối thấp nên thuận tiện cho việc nấu chảy khi đúc, nhưng cũng làm nhôm và hợp kim nhôm không sử dụng được ở nhiệt độ cao hơn 300-400 độ C.
- Độ bền, độ cứng: Thấp.
10:01:3908/01/2019
Về tính chất hoá học của kim loại các em đã được học trong phần trước, trong bài này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về tính chất hoá học của một kim loại cụ thể, đó là Nhôm Al.
I. Tính chất vật lý của nhôm Al
- Nhôm là kim loại nhẹ [D = 2,7 g/cm3], nóng chảy ở 660°c.
- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
- Nhôm có tính dẻo nên có thể cán mỏng và kéo thành sợi.
II. Tính chất hoá học của Nhôm Al
- Nhôm Phản ứng với phi kim
- Nhôm Tác dụng với nước
- Nhôm Phản ứng với dung dịch axit
- Nhôm Phản ứng với dung dịch muối
- Nhôm Phản ứng với dung dịch kiềm
1] Nhôm tác dụng với oxi và một số phi kim.
a] Nhôm tác dụng với oxi
4Al + 3O2
- Ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al2O3 mỏng bền vững, lớp oxit này bảo vệ đồ vật bằng nhôm, không cho nhôm tác dụng oxi trong không khí, nước.
b] Nhôm phản ứng với phi kim khác
2Al + 3Cl2
2Al + 3S
2] Nhôm tác dụng với axit
- Nhôm tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng tạo thành muối nhôm và giải phóng khí Hyđro
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
2Al + 3H2SO4 → Al2[SO4]3 + 3H2↑
- Nhôm tác dụng với axit HCl, H2SO4 đặc, nóng [tuỳ theo nồng độ của axit mà sản phẩm tạo ra có khác nhau].
8Al + 30HNO3 đặc, nóng → 8Al[NO3]3 + 3N2O↑ + 15H2O
Al + 6HNO3 đặc, nóng → Al[NO3]3 + 3NO2 + 3H2O
8Al + 15H2SO4 đặc, nóng → 4Al2[SO4]3 + 3H2S↑ + 12H2O
2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2[SO4]3 + 3SO2 + 3H2O
* Chú ý: Nhôm không tác dụng với H2SO4, HNO3 đặc, nguội.
3. Nhôm tác dụng với nước
- Thông thường vật bằng nhôm không tác dụng với nước vì có lớp màng Al2O3 không cho nước thấm qua, nếu phá bỏ lớp màng này thì Al tác dụng với nước.
2Al + 6H2O → 2Al[OH]3 + 3H2↑
4. Nhôm tác dụng với dung dịch muối
- Nhôm phản ứng với dụng dịch muối của kim loại yếu hơn [trong dãy điện hoá] tạo thành muối mới và giải phóng kim loại yếu ra khỏi muối.
Al + 3AgNO3 → Al[NO3]3 + 3Ag↓
2Al + 3Cu[NO3]2 → 2Al[NO3]3 + 3Cu↓
2Al +3FeCl2 → 2AlCl3 + 3Fe↓
5. Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm
- Lớp oxit nhôm dễ bị hòa tan trong kiềm nên nhôm phản ứng với dung dịch kiềm.
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
6. Nhôm tác dụng với oxit kim loại
- Ở nhiệt độ cao Nhôm khử được một số oxit kim loại [đứng sau nhôm trong dãy điện hoá] gọi là phản ứng nhiệt nhôm.
2Al + Fe2O3
2Al + 3CuO
III. Bài tập vận dụng tính chất hoá học của nhôm Al
Bài 1: Hoà tan 9,14g hỗn hợp Cu, Mg, Al bằng dung dịch HCl dư thu đợc 7,84 lít khí A [đktc]; 2,54g chất rắn B và dung dịch C. Tính khối lượng muối có trong dung dịch C.
* Hướng dẫn:
- Khi cho hỗn hợp vào HCl chỉ có Al, Mg phản ứng
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ [1]
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑ [2]
- Khí thu được ra là H2 nên ta có:
nH2 = V/22,4 = 7,84/22,4 = 0,35 mol
nHCl pư = 2.nH2 = 2.0,35 = 0,7 mol
- Dung dịch C gồm muối và HCl dư nên theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mhh + mHCl pư = mmuối + mH2 + mB
⇔ 9,14 + 0,7.36,5 = mmuối +0,35.2 + 2,54
⇒ mmuối = 31,45g
Bài 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa 6,48 gam Al với 17,6 gam Fe2O3. Chỉ có phản ứng nhôm khử oxit kim loại tạo kim loại. Đem hòa tan chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm bằng dung dịch xút dư cho đến kết thúc phản ứng, thu được 1,344 lít H2 [đktc]. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm.
* Hướng dẫn:
- Theo bài ra, ta có: nAl = m/M = 6,48/27 = 0,24 mol, nFe2O3 = 17,6/160= 0,11 mol
- Ta có PTPƯ:
2Al + Fe2O3
2Al dư + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al[OH]4] + 3H2↑ [2]
- Theo bài ta, ta có: nH2 = 1.344/22.4 = 0,06 [mol].
PTPƯ [2] ⇒ nAl dư = [2/3]nH2 = [2/3].0,06 = 0,04 [mol].
⇒ nAl pư = 0,24 – 0,04 = 0,2 [mol].
- Theo PTPƯ [1] ta có nFe2O3 = [1/2].nAl = [1/2].0,2 = 0,1 [mol].
⇒ Vậy hiệu suất phản ứng của Fe2O3 là: H = [0,1/0,11].100% = 90,9%
Bài 4 trang 58 sgk hoá 9: Có dung dịch muối AlCl3 lẫn tạp chất là CuCl2. Có thể dùng chất nào sau đây để làm sạch muối nhôm? Giải thích sự lựa chọn.
a] AgNO3. b] HCl.
c] Mg. d] Al. e] Zn.
* Lời giải bài 4 trang 58 sgk hoá 9:
Đáp án: d] Al
- Dùng Al để làm sạch muối nhôm vì:
2Al + 3CuCl2 → 2AlCl3 + 3Cu↓
Bài tập 6 trang 58 sgk hóa 9: Để xác định phần trăm khối lượng của hỗn hợp A gồm nhôm và magie, người ta thực hiện hai thí nghiệm sau:
– Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 1568ml khí ở điều kiện tiêu chuẩn.
– Thí nghiệm 2: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch NaOH dư thì sau phản ứng thấy còn lại 0,6g chất rắn.
Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp A.
* Lời giải bài tập 6 trang 58 sgk hóa 9:
- Ở thí nghiệm 2: Do NaOH dư nên Al sẽ tác dụng hết với NaOH, còn Mg không phản ứng nên khối lượng chất rắn còn lại là Mg, mMg = 0,6g.
⇒ nMg = 0,6/24 = 0,025 mol
Ta gọi số mol của Al là x[tức nAl = x]; PTPƯ
2Al + 3H2SO4 → Al2[SO4]3 + 3H2↑ [ 1]
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ [2]
Theo PTPƯ [2] nH2 = nMg = 0,025 mol
Theo PTPƯ [1] nH2 = [3/2]. nAl = [3/2]. x mol
⇒ Tổng số mol H2 là nH2 = 0,025 + 3x/2 mol [∗]
Theo đề bài ta có: VH2 = 1568ml = 1,568 lít
⇒ nH2 = 1,568/22,4 = 0,07 mol [∗∗]
Từ [∗] và [∗∗] ⇒ 0,025 + 3x/2 = 0,07
Giải ra ta có : x = 0,03 mol ⇒ mAl = 0,03 x 27 = 0,81g
⇒ mhỗn hợp A = 0,81 + 0,6 = 1,41 g
⇒ % mAl = [0,81 x 100%]/1,41 = 57,45%
⇒ % mMg = 100% - 57,45% = 42,55%.
Bài 4 trang 69 sgk hoá 9: Hoàn thành sơ đồ phản ứng
a] Al → Al2O3 → AlCl3 → Al[OH]3 → Al2O3 → Al → AlCl3