Buzz
1. Đặc điểm của nguyên tố nhôm
Nhôm, ký hiệu Al và số nguyên tử 13 trong bảng tuần hoàn, là một kim loại nhẹ, mềm mại, dẫn điện và nhiệt tốt. Nó có màu bạc, bền và ít bị ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt.
Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ hai trên Trái Đất, chiếm khoảng 8% khối lượng vỏ trái đất và xuất hiện trong nhiều khoáng chất. Nguyên tố này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống hàng ngày với các ứng dụng nổi bật như:
- Sản xuất các thiết bị gia dụng như nồi, chảo, hộp đựng thực phẩm và các đồ dùng khác trong nhà.
- Dùng để chế tạo đồ trang trí nội thất và vật liệu xây dựng
- Ứng dụng trong hàng không, ngành ô tô và đóng tàu nhờ vào tính nhẹ và độ bền vượt trội
- Áp dụng trong điện tử và công nghệ thông tin, chẳng hạn như sản xuất vi mạch và linh kiện điện tử
- Được sử dụng trong y tế, bao gồm các thiết bị y tế và thuốc chữa bệnh
- Tham gia vào sản xuất đèn LED, vật liệu chống cháy và cách nhiệt, cùng nhiều ứng dụng khác
Nhôm là một vật liệu quan trọng và đa năng trong cuộc sống hàng ngày, đóng vai trò thiết yếu trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp hiện đại.
Nhôm là kim loại nhẹ với nhiều đặc tính vật lý đặc biệt. Dưới đây là một số tính chất vật lý của nhôm:
- Khối lượng riêng: Nhôm có khối lượng riêng khoảng 2.7 g/cm3, thuộc nhóm kim loại nhẹ nhất, chỉ bằng một phần ba khối lượng riêng của thép.
- Nhiệt độ nóng chảy: Nhôm nóng chảy ở khoảng 660 độ C, thấp hơn nhiều so với nhiều kim loại khác.
- Nhiệt độ sôi: Nhôm sôi ở khoảng 2519 độ C, tại nhiệt độ này, nhôm chuyển từ dạng lỏng sang dạng hơi.
- Tính dẫn nhiệt: Nhôm có khả năng dẫn nhiệt rất tốt, vượt trội so với nhiều kim loại khác, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng cần hiệu suất truyền nhiệt cao.
- Tính dẫn điện: Nhôm là một chất dẫn điện hiệu quả, thường được sử dụng trong các thiết bị và ứng dụng điện tử.
- Màu sắc: Nhôm có màu bạc sáng, lấp lánh và bóng bẩy, tạo vẻ đẹp nổi bật.
- Tính dẻo và uốn cong: Nhôm có tính dẻo, dễ uốn cong và tạo hình thành nhiều dạng khác nhau.
- Dễ gia công: Nhôm dễ dàng gia công, cắt, đục và đúc thành các sản phẩm có hình dạng phức tạp.
Tính chất vật lý độc đáo của nhôm mang lại nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp và cuộc sống hàng ngày, từ hàng không, ô tô, điện tử đến xây dựng, đồ gia dụng và nhiều lĩnh vực khác.
Nhôm là kim loại phổ biến với nhiều đặc tính hóa học đáng chú ý. Dưới đây là một số tính chất hóa học quan trọng của nhôm:
- Tính ổn định hóa học: Nhôm có khả năng chống oxy hóa tốt trong nhiều điều kiện môi trường. Khi tiếp xúc với không khí, nhôm tự hình thành một lớp oxit mỏng trên bề mặt, giúp bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn tiếp tục.
- Tính dẫn điện: Nhôm dẫn điện rất tốt, làm cho nó rất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu tản nhiệt hiệu quả trong thiết bị điện tử và các ứng dụng nhiệt độ cao.
- Tính tan chảy: Nhôm có điểm nóng chảy thấp, khiến nó dễ dàng chuyển sang trạng thái lỏng khi được gia nhiệt.
- Tính phi kim: Nhôm không phản ứng dễ dàng với axit, vì vậy nó rất thích hợp để chứa các chất lỏng có tính axit.
- Tính hòa tan trong kiềm: Nhôm có khả năng hòa tan trong dung dịch kiềm, tạo thành muối nhôm, nhưng không hòa tan trong nước thường.
- Tính mềm dẻo: Nhôm có tính dẻo cao, dễ dàng được đúc và cán thành nhiều hình dạng khác nhau.
- Tính hợp kim: Nhôm thường kết hợp với các kim loại khác như đồng và kẽm để tạo ra các hợp kim với đặc tính cơ học ưu việt.
2. Cân bằng phương trình hóa học: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
Xác định sự thay đổi trạng thái oxi hóa
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
Quá trình phản ứng bao gồm việc cho và nhận electron
8Al → Al^3+ + 3e
3 x 2N(+5) + 8e → 2N(+4) (N2O)
Điền các hệ số vào phương trình, lưu ý không thay đổi hệ số của HNO3
N(+5) không chỉ đóng vai trò oxi hóa mà còn tham gia vào cấu trúc của NO3
8Al + HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
Để bảo toàn nguyên tố Nitơ, hệ số của HNO3 cần là 30
Để bảo toàn nguyên tố Hidro, hệ số của H2O cần phải là 15
Do đó, phương trình cân bằng là: 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
Thực hiện phản ứng giữa Al và HNO3 loãng ở nhiệt độ thường
3. Bài tập ứng dụng
Câu 1: Cân bằng phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
Trong phản ứng trên, khi hệ số của Al là 8, hệ số của HNO3 sẽ là bao nhiêu?
A. 24
B. 30
C. 26
D. 15
Đáp án:
Phương trình hóa học đã cân bằng là 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
Khi hệ số của Al là 8, hệ số của HNO3 trong phương trình phản ứng sẽ là 30.
Câu 2: Xem xét các mệnh đề sau đây:
1. Tất cả các muối nitrat đều tan trong nước và đều là chất điện li mạnh.
2. Ion NO có khả năng oxi hóa trong môi trường axit
3. Nhiệt phân muối nitrat rắn luôn tạo ra khí NO2
4. Hầu hết các muối nitrat bền nhiệt và không phản ứng trong axit nitric đặc nguội. Trong các mệnh đề trên
Số lượng mệnh đề đúng là
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Đáp án: B
Câu 3: Khi hòa tan ba muối x, y, z vào nước, thu được dung dịch chứa 0,4 mol K, 0,2 mol Al, 0,2 mol SO4 và a mol Cl. Các muối x, y, z là
A. KCl, K2SO4, AlCl3
B. KCl, K2SO4, Al2(SO4)3
C. KCl, AlCl3, Al2(SO4)3
D. K2SO4, AlCl3, Al2(SO4)3
Đáp án: C
Câu 4: Trong phản ứng với Al và HNO3 loãng,
tỉ lệ giữa số nguyên tử Al và lượng Oxi hóa với số phân tử HNO3 bị khử là
A. 8 và 36
B. 4 và 15
C. 4 và 3
D. 8 và 30
Đáp án: D
Câu 5: Khi nhúng thanh Al vào dung dịch HNO3 loãng mà không thấy khí thoát ra, kết luận nào là chính xác?
A. Al phản ứng với dung dịch HNO3 loãng
B. Al bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 loãng
C. Al phản ứng với HNO3 để tạo ra muối amoni
D. Cả A và B đều đúng
Đáp án: C
Câu 6: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 8,1 g Al và 29,25 g Zn bằng dung dịch HNO3 12,6% thu được v lít khí N2O và dung dịch Y chứa 154,95 g muối tan. Tính giá trị của v.
A. 3,36
B. 5,04
C. 4,48
D. 6,72
Đáp án: A
Câu 7: Cryôlit có công thức phân tử là Na3Al6. Khi thêm vào Al2O3, trong quá trình điện phân Al2O3 nóng chảy để sản xuất nhôm, cryôlit không có tác dụng nào dưới đây?
A. Tăng cường khả năng dẫn điện của Al2O3 khi ở trạng thái nóng chảy
B. Giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3
C. Tạo lớp bảo vệ để giữ cho Al2O3 không bị bay hơi
D. Bảo vệ điện cực khỏi sự ăn mòn
Đáp án: D
Câu 8: HNO3 nguyên chất là một chất lỏng trong suốt, không màu, nhưng khi để lâu, dung dịch HNO3 thường chuyển sang màu vàng do
A. HNO3 có khả năng hòa tan cao trong nước
B. HNO3 bị khử bởi các chất có trong môi trường khi để lâu
C. Dung dịch HNO3 có đặc tính oxi hóa mạnh mẽ
D. Dung dịch HNO3 bị phân hủy một phần, tạo ra một lượng nhỏ NO2
Đáp án D
Câu 9: Cho a gam nhôm vào 200 ml dung dịch chứa Cu(NO3)2 0,3 M và AgNO3 0,3 M. Sau khi các phản ứng hoàn tất, ta thu được B gam chất rắn R. Nếu cho b gam chất rắn này vào dung dịch HCl, ta thu được 0,672 lít khí. Giá trị của a và b lần lượt là
A. 2,16 và 10,86
B. 1,08 và 5,43
C. 8,1 và 5,43
D. 1,08 và 5,16
Đáp án: A
