Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Al + 4HNO3 (loãng) → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Đồng . Mời các bạn đón xem:
Phương trình Al + 4HNO3 (loãng) → Al(NO3)2 + NO↑ + 2H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học:
Al + 4HNO3 (loãng) → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
- Chất rắn màu trắng của nhôm (Al) tan dần trong dung dịch, xuất hiện khí làm sủi bọt khí trong dung dịch và hóa nâu ngoài không khí là nitơ oxit (NO)
3. Điều kiện phản ứng
- Không có
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
a. Bản chất của Al (Nhôm)
- Trong phản ứng trên Al là chất khử.
- Al tác dụng với các axit có tính oxi hoá mạnh như dung dịch HNO3 loãng, HNO3 đặc, nóng và H2SO4 đặc, nóng. (Chú ý: Al bị thụ động hoá trong dung dịch HNO3 đặc, nguội hoặc H2SO4 đặc nguội)
b. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
- Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
- Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
5. Tính chất hóa học
a. Tác dụng với oxi và một số phi kim
4Al + 3O2→ 2Al2O3
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.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
b. Nhôm tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng,..)
- Tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng,..)
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Chú ý: Nhôm không tác dụng với H2SO4, HNO3 đặc, nguội
- Tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc
Al + 4HNO3→ Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
c. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn
AI + 3AgNO3 → Al(NO3)3 + 3Ag
2Al + 3FeSO4 → Al2(SO4)3 + 3Fe
d. Tính chất hóa học riêng của nhôm
Do lớp oxit nhôm bị hòa tan trong kiềm nên nhôm phản ứng với dung dịch kiềm.
2Al + 2H2O + 2NaOH → 2NaAlO2+ 3H2↑
e. Phản ứng nhiệt nhôm
- Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học toả nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao.
Ví dụ nổi bật nhất là phản ứng nhiệt nhôm giữa oxit sắt III và nhôm:
Fe2O3+ 2Al → 2Fe + Al2O3
- Một số phản ứng khác như:
3CuO + 2Al → Al2O3 + 3Cu
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr
6. Cách thực hiện phản ứng
- Nhỏ từ từ dung dịch axit HNO3 vào ông nghiệm đã để sẵn lá nhôm
7. Bạn có biết
- Hầu hết các kim loại (trừ Pt, Au) đều phản ứng với axit HNO3 loãng tạo sản phẩm khử (NO, N2O, NH4NO3 hoặc N2).
8Al + 4HNO3(loãng) → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
8Al + 30HNO3(loãng) → 8Al(NO3)3 + 3N2O↑ + 15H2O
10Al + 36HNO3(loãng) → 10Al(NO3)3 + 3N2↑ + 18H2O
8. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Cho phản ứng: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
Trong phương trình phản ứng trên, khi hệ số của Al là 8 thì hệ số của HNO3 là
A. 24
B. 30
C. 26
D. 15
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng: 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
Trong phương trình phản ứng trên, khi hệ số của Al là 8 thì hệ số của HNO3 là 30
Ví dụ 2: Có các mệnh đề sau :
(1) Các muối nitrat đều tan trong nước và đều là chất điện li mạnh.
(2) Ion NO có tính oxi hóa trong môi trường axit.
(3) Khi nhiệt phâm muối nitrat rắn ta đều thu được khí NO2
(4) Hầu hết muối nitrat đều bền nhiệt.
(5) Bạc bị thụ động trong axit nitric đặc nguội
Trong các mệnh đề trên số mệnh đề đúng là
A. 1.
B. 2.
C. 3
D. 4
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
(1) Các muối nitrat đều tan trong nước và đều là chất điện li mạnh.
(2) Ion NO có tính oxi hóa trong môi trường axit.
Ví dụ 3: Trong phản ứng: Al + HNO3 (loãng) → Al(NO3)3 + N2O + H2O, tỉ lệ giữa số nguyên tử Al bị oxi hoá và số phân tử HNO3 bị khử (các số nguyên, tối giản) là:
A. 8 và 6.
B. 4 và 15.
C. 4 và 3.
D. 8 và 30.
Đáp án: D
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng: 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
Tỉ lệ giữa số nguyên tử Al bị oxi hoá và số phân tử HNO3 bị khử (các số nguyên, tối giản) là 8 và 30
Ví dụ 4: Nhúng thanh Al vào dung dịch HNO3 loãng, không thấy có khí thoát ra. Kết luận nào sao đây là đúng:
A. Al không phản ứng với dd HNO3 loãng
B. Al bị thụ động hóa trong dd HNO3 loãng
C. Al phản ứng với HNO3 tạo ra muối amoni
D. Cả A và B đều đúng
Đáp án: C
Hướng dẫn giải:
Al tan hết trong HNO3 loãng nhưng không có khí sinh ra cho nên sản phần khử mà muối NH4NO3
Phương trình hóa học:
8Al + 30HNO3→ 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn hh X gồm 8,1 gam Al và 29,25 gam Zn bằng dung dịch HNO3 12,6% (vừa đủ) thu được V lit N2O (đktc, khí duy nhất) và dd Y chứa 154,95 gam muối tan. Giá trị của V là:
A. 3,36
B. 5,04
C. 4,48
D. 6,72
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
mAl(NO3)3= = 63,9 gam
mZn(NO3)3 = = 85,05 gam
mY= mAl(NO3)3 + mZn(NO3)3 + mNH4NO3
=> mNH4NO3 = 6 gam => nNH4NO3 = 0,075 mol
nN2O = = 0,15 mol
=> V = 0,15.22,4 = 3,36 lít
Ví dụ 6: Criolit (còn gọi là băng thạch) có công thức phân tử Na3AlF6, được thêm vào Al2O3 trong quá trình điện phân Al2O3 nóng chảy để sản xuất nhôm. Criolit không có tác dụng nào sau đây?
A. Làm tăng độ dẫn điện của Al2O3 nóng chảy
B. Làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3
C.Tạo lớp ngăn cách để bảo vệ Al nóng chảy
D. Bảo vệ điện cực khỏi bị ăn mòn
Đáp án: D
Hướng dẫn giải:
Criolit (còn gọi là băng thạch) có công thức phân tử Na3AlF6, được thêm vào Al2O3 trong quá trình điện phân Al2O3 nóng chảy để sản xuất nhôm vai trò của Criolit là làm tăng độ dẫn điện của Al2O3 nóng chảy, giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3, tạo bởi lớp ngăn để bảo vệ Al nóng chảy
Ví dụ 7:
Trộn bột kim loại X với bột sắt oxit (gọi là hỗn hợp tecmit) để thực hiên phản ứng nhiệt nhôm dùng để hàn đường ray tàu hỏa. Kim loại X là:
A. Ag
B. Fe
C. Al
D. Cu
Đáp án: C
Ví dụ 8: Hoà tan hoàn toàn 6,21 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 0,672 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 38,34 gam
B. 34,08 gam
C. 106,38 gam
D. 53,19 gam
Đáp án: D
Hướng dẫn giải:
nAl= 0,23 mol, nY= 0,03 mol
Gọi x, y lần lượt là số mol của N2, N2O
Theo đề bài ta có hệ phương trình sau
x + y = 0,03
28x + 44y = 0,03.18.2
Giải hệ phương trình (1), (2) ta có
x = 0,015, y = 0,015
Quá trình cho nhận electron
Al → Al+3 + 3e
0,23 → 0,69
2N+5 + 10e → N2+2
0,15 ← 0,015
2N+5 + 8e → N+12O
0,12 ← 0,015
Ta thấy 3nAl> (8nN2O + 10nN2) => có muối amoni NH4NO3
Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:
3nAl= 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4+
=> nNH4+ = = 0,0525 mol
=> m = mAl(NO3)3 + mNH4NO3 = 0,23.213 + 0,0525.80 = 53,19 gam
Ví dụ 9:
Cặp chất nào dưới đây có thể tồn tại trong cùng một dung dịch?
A. K2SO4 và BaCl2
B. NaCl và AgNO3
C. HNO3 và FeO
D. NaNO3 và AgCl
Đáp án: D
Hướng dẫn giải:
Phương trình hóa học học minh họa
A. K2SO4 + BaCl2 → 2KCl + BaSO4
B. NaCl + AgNO3 → NaNO3+ AgCl
C. 3FeO + 5HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
Ví dụ 10: Criolit (còn gọi là băng thạch) có công thức phân tử Na3AlF6, được thêm vào Al2O3 trong quá trình điện phân Al2O3 nóng chảy để sản xuất nhôm. Criolit không có tác dụng nào sau đây?
A. Làm tăng độ dẫn điện của Al2O3 nóng chảy
B. Làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3
C.Tạo lớp ngăn cách để bảo vệ Al nóng chảy
D. Bảo vệ điện cực khỏi bị ăn mòn
Đáp án: D
Hướng dẫn giải:
Criolit (còn gọi là băng thạch) có công thức phân tử Na3AlF6, được thêm vào Al2O3 trong quá trình điện phân Al2O3 nóng chảy để sản xuất nhôm vai trò của Criolit là làm tăng độ dẫn điện của Al2O3 nóng chảy, giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3, tạo bởi lớp ngăn để bảo vệ Al nóng chảy
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm và hợp chất:
Al + 4HNO3 (loãng) → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
