Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O 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 Nhôm . Mời các bạn đón xem:
Phương trình Al + H2SO4 (đặc, nóng) → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học
Al + H2SO4 (đặc, nóng) → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
- Mẩu nhôm tan dần, xuất hiện khí không màu, có mùi hắc chính là lưu huỳnh đioxit (SO2)
3. Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ thường
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 H2SO4 đặc nóng (Axit sunfuric)
- Trong phản ứng trên H2SO4 là chất oxi hoá.
- Trong H2SO4 thì S có mức oxi hoá +6 cao nhất nên H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hoá mạnh và háo nước.
5. Tính chất hóa học
5.1. Tính chất hóa học của Nhôm (Al)
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, HNO3đặc, 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
5.2. Tính chất hóa học của axit sunfuric đặc (H2SO4 đặc)
Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:
- Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
- Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H2O + SO2.
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
- Tác dụng với các chất khử khác.
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
- H2SO4 còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O
6. Cách thực hiện phản ứng
- Bỏ mẩu nhôm vào ống nghiệm, sau đó nhỏ vài giọt dung dịch H2SO4 đặc nóng vào trong ống nghiệm đựng sẵn mẩu kẽm.
7. Bạn có biết
- Hiện phương trình không có thêm thông tin cần thiết chú ý nào.
8. Bài tập liên quan
Câu 1. Nhận định nào sau đây sai về tính chất vật lí của nhôm?
A. Nhôm là kim loại nhẹ, dẫn nhiệt tốt.
B. Nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim.
C. Nhôm dẫn điện tốt hơn đồng.
D. Nhôm có tính dẻo dễ kéo sợi.
Lời giải:
A đúng vì nhôm là kim loại nhẹ, dẫn nhiệt tốt.
B đúng vì nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim.
C sai vì nhôm có độ dẫn điện bằng độ dẫn điện đồng (dẫn điện kém hơn đồng).
D đúng nhôm có tính dẻo dễ kéo sợi.
Câu 2. Khi điện phân Al2O3 nóng chảy người ta thêm criolit (Na3AlF6) với mục đích:
(1) Làm hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3.
(2) Làm cho tính dẫn điện cao hơn.
(3) Để thu được F2 ở anot thay vì là O2.
(4) Tạo hỗn hợp nhẹ hơn Al để bảo vệ Al.
Các lý do nêu đúng là:
A. Chỉ có 1
B. 1 và 2
C. 1 và 3
D. 1, 2 và 4
Lời giải:
Khi điện phân Al2O3 nóng chảy người ta thêm criolit (Na3AlF6) với mục đích:
1. Làm hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3.
2. Làm cho tính dẫn điện cao hơn.
4. Tạo hỗn hợp nhẹ hơn Al để bảo vệ Al.
Câu 3. Trong vỏ Trái Đất có nhiều quặng nhôm hơn sắt nhưng giá mỗi tấn nhôm cao hơn nhiều so với giá mỗi tấn sắt. Lí do vì:
A. Chuyển vận quặng nhôm đến nhà máy xử lí tốn kém hơn vận chuyển quặng sắt
B. Nhôm hoạt động mạnh hơn sắt nên để thu hồi nhôm từ quặng sẽ tốn kém hơn
C. Nhôm có nhiều công dụng hơn sắt nên nhà sản xuất có thể có lợi nhuận nhiều hơn
D. Quặng nhôm ở sâu trong lòng đất trong khi quặng sắt từng thấy ngay trên mặt đất
Lời giải:
Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng bôxit có thành phần chủ yếu là Al2O3. Sử dụng phương pháp điện phân hỗn hợp nóng chảy của nhôm oxit và criolit nên tốn kém hơn khi điều chế sắt
Câu 4. Dãy nào sau đây sắp xếp các kim loại đúng theo thứ tự tính khử tăng dần?
A. Pb, Ni, Sn, K
B. Pb, Sn, Ni, K
C. Ni, Sn, K, Pb
D. Ni, K, Pb, Sn
Lời giải:
Dãy được sắp xếp các kim loại đúng theo thứ tự tính khử tăng dần là: Pb, Sn, Ni, K
Câu 5. Dãy kim loại nào dưới đây tác dụng được H2SO4 đặc nguội?
A. Zn, Cu, Fe
B. Ni, Fe, Cu
C. Cu, Zn, Mg
D. Cu, Fe, Mg
Lời giải:
Phương trình hóa học minh họa
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O
4Mg + 5H2SO4 → 4MgSO4 + H2S + 4H2O
Câu 6. Cho dung dịch chứa FeCl2 và ZnCl2 tác dụng với dung dịch KOH dư, sau đó lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn gồm:
A. Fe2O3
B. FeO
C. FeO, ZnO
D. Fe2O3, ZnO
Lời giải:
Phương trình phản ứng minh họa
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2KCl
ZnCl2+ 4KOH dư → K2ZnO2 + 2KCl + 2H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O
Vậy chất rắn là Fe2O3
Câu 7. Cho a gam nhôm tác dụng với dung dịch H2SO4 (đặc, nóng, dư) sau khi phản ứng kết thúc người ta thu 13,44 lit khí SO2 (đktc). Giá trị a là
A. 2,7 gam
B. 10,8 gam
C. 8,1 gam
D. 5,4 gam
Lời giải:
nSO2 = = 0,6 mol
Phương trình hóa học
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
0,4 ← 0,6 mol
mAl = 0,4.27 = 10,8 gam
Câu 8. Một thanh kim loại A hóa trị II được nhúng vào trong 1 lít dung dịch CuSO4 0,5M. Sau khi lấy thanh A ra và cân lại thấy khối lượng thanh tăng 1,6 gam, nồng độ CuSO4 còn 0,3M. Hãy xác định kim loại A?
A. Fe
B. Mg
C. Zn
D. Pb
Lời giải:
A + Cu2+ → A2+ + Cu
Số mol Cu2+ phản ứng là: 1(0,5 – 0,3) = 0,2 mol
Độ tăng khối lượng của thanh kim loaị A:
mA = mCu– mA tan = 0,2(64 – A) = 1,6
Suy ra: A = 56 là Fe
Câu 9. Có thể dùng hóa chất nào sau đây để phân biệt 3 chất rắn Mg, Al, Al2O3 đựng trong các lọ riêng biệt?
A. H2SO4 loãng.
B. NaOH.
C. HCl đặc.
D. Amoniac.
Lời giải:
Sử dụng thuốc thử NaOH
Cho từng chất rắn trong lọ tác dung với NaOH.
Mẫu thử không có hiện tượng xảy ra chất ban đầu là Mg.
Mẫu thử có chất rắn tan dần, có khí thoát ra → Al
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Mẫu thử có chất rắn tan dần → Al2O3
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Câu 10. Dùng m gam Al để khử hết 3,2 gam Fe2O3 (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo 1,344 lít khí (đktc). Giá trị của m là
A. 0,540 gam.
B. 0,810gam.
C. 1,080 gam.
D. 2,160 gam.
Lời giải:
Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH có khí thoát ra → Al dư
Phương trình phản ứng
2Al + Fe2O3→ 2Fe + Al2O3
0,04 0,02 mol
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
0,04 0,06 mol
→ nAl = 0,04 + 0,04 = 0,08 mol → mAl = 0,08.27 = 2,16 gam.
Câu 11. Cho 2,7 gam bột nhôm tác dụng với 50 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí hiđro (đktc). Giá trị của V là
A. 4,48 lít.
B. 0,672 lít.
C. 0,448 lít.
D. 0,336 lít.
Lời giải:
Phương trình hóa học
2Al + 2NaOH+ 2H2O → 2NaAlO2+ 3H2
0,1 0,1 mol
Sau phản ứng Al dư, NaOH hết
nkhí = 0,015 mol → V = 0,015.22,4 = 0,336 lít.
Câu 12. Mô tả nào dưới đây không phù hợp với nhôm?
A. Trong hợp chất, số oxi hóa của Al là +3.
B. Cấu hình electron [Ne]3s23p1.
C. Tinh thể cấu tạo lập phương tâm diện.
D. Ở ô thứ 13, chu kì 2, nhóm IIIA.
Lời giải:
Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn.
Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1; viết gọn là [Ne]3s23p1.
Nhôm dễ nhường cả 3 electron hóa trị nên có số oxi hóa +3 trong các hợp chất.
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm (Al) và hợp chất:
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2
