Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + 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. Mời các bạn đón xem:
Phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học
10Al + 36HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng
Phương trình không có hiện tượng nhận biết đặc biệt.
Trong trường hợp này, bạn chỉ thường phải quan sát chất sản phẩm H2O (nước), N2 (nitơ), Al(NO3)3 (Nhôm nitrat), được sinh ra
Hoặc bạn phải quan sát chất tham gia Al (Nhôm), HNO3 (axit nitric), biến mất.
3. Điều kiện phản ứng
- Dung dịch HNO3 loãng
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
a. Bản chất của Nhôm (Al)
- 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
5.1. Tính chất hóa học của 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
Một số phản ứng khác như:
3CuO+ 2Al → Al2O3 + 3Cu
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
5.2. Tính chất hóa học của HNO3
a. Tính axit
Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:
HNO3 → H+ + NO3-
- Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.
b. Tính oxi hóa
Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO3 đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.
- Với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))
* Với những kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, ...
Ví dụ:
Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3(l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
* Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...
- HNO3 đặc bị khử đến NO2.
Ví dụ:
Mg + 4HNO3(đ) → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
- HNO3 loãng bị khử đến N2O hoặc N2.
8Al + 30HNO3(l) → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
- HNO3 rất loãng bị khử đến NH3(NH4NO3).
4Zn + 10HNO3 (rất loãng) → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
* Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội.
- Với phi kim:
Khi đun nóng HNO3 đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N2 và halogen).
S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
- Với hợp chất:
- H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.
Ví dụ:
3FeO + 10HNO3(đ) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
3H2S + 2HNO3(đ) → 3S + 2NO + 4H2O
- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.
6. Cách thực hiện phản ứng
- Cho Al (Nhôm) tác dụng HNO3 (axit nitric) và tạo ra chất H2O (nước), N2 (nitơ), Al(NO3)3 (Nhôm nitrat)
7. Bạn có biết
- Hiện tại chúng tôi không có thêm bất kỳ thông tin nào thêm về phương trình này.
8. Bài tập liên quan
Câu 1. Phát biểu nào sau đây là sai?
A. Dung dịch AlCl3 và Al2(SO3)3 làm quỳ tím hóa hồng
B. Al(OH)3, Al2O3, Al đều là các chất lưỡng, tính
C. Nhôm là kim loai nhẹ và có khả năng dẫn điện Iot
D. Từ Al2O3 có thế điều chế được Al.
Lời giải:
Sai: Al(OH)3, Al2O3, Al đều là các chất lưỡng, tính
Al không phải chất lưỡng tính
Câu 2. Hiện tượng nào xảy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3?
A. Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện
B. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức, sau đó kết tủa tan dần
C. Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện, rồi tan dần.
D. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức và không tan,
Lời giải:
Phương trình phản ứng
3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 + 3NaCl
NaOH + Al(OH)3→ NaAlO2 + 2H2O
Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức, sau đó kết tủa tan dần
Câu 3. Cho 3,82 gam hợp kim Ba, Al vào nước dư chỉ thu được dung dịch chưa duy nhất một muối. Khối lượng Ba là:
A. 3.425 gam.
B. 1,644 gam.
C. 1,370 gam,
D. 2,740 gam
Lời giải:
Câu 4. Cho một lá nhôm vào ống nghiệm chứa dung dịch Hg(NO3)2, thấy có một lớp thủy ngân bám trên bề mặt nhôm. Hiện tượng tiếp theo quan sát được là:
A. khí hiđro thoát ra mạnh.
B. khí hiđro thoát ra sau đó dừng lại ngay.
C. lá nhôm bốc cháy.
D. lá nhôm tan ngay trong thủy ngân và không có phản ứng.
Lời giải:
2Al + 3Hg(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Hg
Al sẽ tạo với Hg hỗn hống. Hỗn hống Al tác dụng với nước
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3+ 3H2
Câu 5. Cho sơ đồ phản ứng sau: Al → X → Al2O3 → Y→ Z → Al(OH)3
X, Y, Z lần lượt có thể là:
A. Al(NO3)3, NaAlO2, AlCl3
B. Al(NO3)3, Al(OH)3, AlCl3
C. AlCl3, Al2(SO4)3, NaAlO2
D. AlCl3, NaAlO2, Al2(SO4)3
Lời giải:
Al → X (Al(NO3)3) → Al2O3 → Y(NaAlO2) → Z(AlCl3) → Al(OH)3
Al + 4HNO3→ Al(NO3)3 + NO + 2H2O
2Al(NO3)3→ Al2O3 + 6NO2 + O2
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
NaAlO2 + 4HCl → NaCl + AlCl3 + 2H2O
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3+ 3NH4Cl
Câu 6. Nhỏ từ từ cho đến dư dung dịch KOH vào dung dịch AlCl3 hiện tượng xảy ra là
A. Có kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan.
B. Chỉ có kết tủa keo trắng.
C. Có kết tủa keo trắng và khí bay lên.
D. Không có kết tủa, có khí bay lên.
Lời giải:
Nhỏ từ từ cho đến dư dung dịch KOH vào dung dịch AlCl3, ban đầu có kết tủa keo trắng xuất hiện.
3KOH + AlCl3 → Al(OH)3 ↓ + 3NaCl
Sau đó kết tủa keo trắng tan trong NaOH dư tạo dung dịch trong suốt (vì Al(OH)3 có tính lưỡng tính tan được trong dung dịch axit dư, và kiêm dư)
KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O
Câu 7. Cặp chất nào sau đây có thể tồn tại được trong cùng một dung dịch
A. AlCl3 và Na2CO3
B. KNO3 và NaOH
C. AgNO3 và KCl
D. BaCl2 và H2SO4
Lời giải:
Phương trình phản ứng
A. Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 → Al2(CO3)3 + 3Na2SO4
C. KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3
D. H2SO4+ BaCl2 → BaSO4 + 2HCl
Câu 8. Chất nào sau đây lưỡng tính?
A. Fe(OH)3.
B. Mg(OH)2.
C. NaCl.
D. Al(OH)3.
Lời giải:
Câu 9. Cho 300 ml dung dịch NaOH 2M vào 200ml dung dịch Al2(SO4)3 0,4M, lắc đều cho đến khi phản ứng kết thúc ta thu được kết tủa Z. Tính khối lượng kết tủa thu được.
A. 1,56 gam.
B. 3,12 gam.
C. 6,24 gam.
D. 2,34 gam.
Lời giải:
Ta có theo đầu bài
nNaOH= 0,15.2 = 0,6 mol;
nAl2(SO4)3 = 0,1.0,4 = 0,08 mol.
Phương trình hóa học:
6NaOH + Al2(SO4)3 → 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 ↓
Theo đề bài 0,6 0,08
Phản ứng: 0,48 ← 0,08 → 0,16 mol
Sau phản ứng: 0,12 0,16 mol
NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O
0,12 → 0,12 mol
⟹ n↓= 0,16 – 0,12 = 0,04 mol
⟹ m↓ = 0,04.78 = 3,12 gam.
Câu 10. Cho 1 lít dung dịch NaOH tác dụng với 600 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M thu được 3,12 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ mol/lít của dung dịch NaOH.
A. 0,12M
B. 0,12M hoặc 0,92M
C. 0,92M
D. 0,15M hoặc 0,92M
Lời giải:
Theo bài ra, ta có: nAl2(SO4)3 = 0,6.0,2 = 0,12 (mol) ⇒ nAl3+ = 2.0,12 = 0,24 (mol).
Cũng theo bài ra, nAl(OH)3 = = 0,04 (mol).
Ta thấy n↓ < nAl3+ và bài không yêu cầu tính lượng NaOH là min hay max nên có 2 trường hợp xảy ra:
TH1: Chỉ tạo kết tủa và Al3+ còn dư, khi đó chỉ xảy ra phản ứng tạo kết tủa.
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
0,12 0,04
=> [NaOH] = = = 0,12M.
TH2: Kết tủa sinh ra và bị hòa tan một phần.
n↓còn lại = 4nAl3+ - nOH- → nOH- = 4nAl3+ - n↓ = 4.0,24 – 0,04 = 0,92 mol.
=> [NaOH] = = = 0,92 M.
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm (Al) và hợp chất:
