Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 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 + NO + H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O
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
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
Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr
5.2. Tính chất hóa học của HNO3
a. Axit nitric là một trong những axit mạnh nhất:
Axit nitric được xếp hạng trong danh sách những axit mạnh nhất. Đây là một axit khan – một monoaxit mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ với hằng số cân bằng axit (pKa) = -2.
Axit nitric phân li hoàn toàn thành các ion H+ và NO3- trong dung dịch loãng. Dung dịch HNO3 làm quỳ tím chuyển đỏ.
HNO3 có tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối của axit yếu hơn tạo ra muối nitrat.
Ví dụ:
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O
Axit nitric tác dụng với oxit bazơ, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
Ví dụ:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
b. Axit nitric có tính oxi hóa:
Axit nitric cũng là 1 trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Nó có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ, phụ thuộc vào nồng độ axit mạnh hay yếu của chất khử. Cùng tìm hiểu tính oxi hóa của axit nitric thông qua 3 phản ứng:
Một là,Tác dụng với kim loại
Hai là, Tác dụng với phi kim
Ba là, Tác dụng với hợp chất
Tác dụng với kim loại
Axit nitric có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại tạo ra muối nitrat, ngay cả kim loại có tính khử yếu (Cu, Ag)…, ngoại trừ Pt và Au. Lúc này, kim loại bị oxi hóa đến mức cao nhất. Sản phẩm của phản ứng này sẽ là NO2(+4) đối với HNO3 đặc và NO(+2) đối với HNO3 loãng. Nhôm, sắt và crom thụ động với axit nitric đặc nguội vì lớp màng oxit bền được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp. Đây cũng là lý do bình nhôm hoặc sắt được dùng để đựng HNO3 đặc.
Phương trình phản ứng:
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O (nhiệt độ)
Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
Ví dụ:
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2(↑) + 2H2O
3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO (↑) + 4H2O
Tác dụng với phi kim
Khi được đun nóng, HNO3 đặc có khả năng oxi hóa được các phi kim như S, C, P… (các nguyên tố á kim, ngoại trừ halogen và silic). Sản phẩm tạo thành là nito dioxit (nếu là axit nitric đặc) và oxit nito (với axit loãng và nước).
Ví dụ:
S + 6HNO3 đặc → H2SO4 + 6NO2(↑) + 2H2O (nhiệt độ)
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
Tác dụng với hợp chất
Là một trong những axit cực mạnh, axit nitric (HNO3) đặc có khả năng oxi hóa – phá hủy nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ khác nhau.. Vải, giấy, mùn cưa,… đều bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc. Vì vậy, sẽ vô cùng nguy hiểm nếu để axit nitric (HNO3) tiếp xúc với cơ thể người.
Ví dụ:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S (↓) + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4(↓) + 8NO2 + 4H2O
HNO3 hòa tan Ag3PO4, không tác dụng với HgS.
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
- Hiện tại chúng tôi không có thêm bất kỳ thông tin nào thêm về phương trình này.
8. Bài tập liên quan
Câu 1. Kim loại nào dưới đây không tác dụng được với HNO3 đặc nguội?
A. Al
B. Zn
C. Cu
D. Ag
Lời giải:
Al là Kim loại không tác dụng được với HNO3 đặc nguội vì Al bị thụ động trong HNO3 đặc nguội.
Câu 2. Cho 2,7 gam Al tác dụng với HNO3 loãng phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu được V lít NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc).
A. 2,24 lít
B. 3.36 lít
C. 4,48 lít
D. 8,96 lít
Lời giải:
nAl = = 0,1 (mol)
Al → Al3+ + 3e
0,1 → 0,3 (mol)
ne nhường = ne nhận = 0,3 (mol)
N+5 + 3e → NO
0,3 → 0,1 (mol)
=> VNO = 0,1.22,4 =2,24 (l)
Câu 3. 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
Lời giải:
Phương trình hóa học
A. K2SO4 + BaCl2 → 2KCl + BaSO4
B. NaCl + AgNO3 → NaNO3+ AgCl
C. 3FeO + 5HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
Câu 4. Các tính chất hoá học của HNO3 là
A. tính axit mạnh, tính oxi hóa mạnh và tính khử mạnh.
B. tính axit mạnh, tính oxi hóa mạnh và bị phân huỷ.
C. tính oxi hóa mạnh, tính axit mạnh và tính bazơ mạnh.
D. tính oxi hóa mạnh, tính axit yếu và bị phân huỷ.
Lời giải:
Câu 5. Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam một muối nitrat kim loại thu được 4 gam một chất rắn. Công thức muối đã dùng là
A. Cu(NO3)2.
B. KNO3.
C. Fe(NO3)3.
D. NaNO3.
Lời giải:
Quan sát đáp án ta thấy 2 trường hợp sau:
Trường hợp 1: MNO3 → MNO2
M + 62 → M + 46 (gam)
9,4 4 (gam)
=> 4(M + 62) = 9,4.(M + 46) => M = -34,14 (loại)
Trường hợp 2: 2M(NO3)n → M2On
2(M + 62n) 2M + 16n
9,4 4
=> 8(M + 62n) = 9,4.(2M + 16n) => M = 32n
Ta thấy: n = 2 => M = 64 (Cu)
=> Muối đã dùng là Cu(NO3)2
Câu 6. 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:
Phương trình phản ứng
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 7. Cho 3,84 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 200 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,256 lít khí (ở đktc). Biết trong dung dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion. Phần trăm về khối lượng của Al trong X là:
A. 56,25 %
B. 49,22 %
C. 50,78 %
D. 43,75 %
Lời giải:
nH+ = nHCl+ 2nH2SO4 = 0,2.1 + 2.0,2.0,5 = 0,4 mol
nH2 = = 0,19 mol
=> nH+( phản ứng) = 0,38 mol < 0,4 mol
=> axit dư, kim loại hết
Gọi nMg = x mol, nAl= y mol
mX= 24x + 27y = 3,84 (1)
nH2= x + 1,5y = 0,19 (2)
Giải hệ phương trình (1), (2) ta được
x = 0,07
y = 0,08
%mAl= .100% = 56,25%
Câu 8. Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl dư, sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 1,68 lít khí (ở đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào một lượng dư axit nitric đặc nguội, sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 3,36 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là:
A. 12,3
B. 15,6
C. 6,15
D. 11,5
Lời giải:
Cho Al, Cu vào HCl dư thì chỉ có Al phản ứng:
Al + 3HCl → AlCl3 + H2
Ta có: nAl = .nH2 = . 0,075 = 0,05 mol
Cho Al, Cu vào HNO3 đặc nguội thì chỉ có Cu phản ứng:
Cu + 4HNO3→ Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Ta có: nCu = . nNO2 = . 0,15 = 0,075 mol
Vậy m gam hỗn hợp X gồm 0,1 mol Al và 0,15 mol Cu → m = 0,05.27 + 0,075.64 = 6,15 gam
Câu 9. Phản ứng hóa học xảy ra trong trường hợp nào dưới đây không thuộc loại phản ứng nhiệt nhôm?
A. Al tác dụng với Fe2O3 nung nóng.
B. Al tác dụng với CuO nung nóng.
C. Al tác dụng với Fe3O4 nung nóng.
D. Al tác dụng với axit H2SO4 đặc nóng.
Lời giải:
Phản ứng của nhôm với oxit kim loại gọi là phản ứng nhiệt nhôm.
Câu 10. Cho m gam Al phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 4,48 lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
A. 4,05.
B. 8,10.
C. 2,70.
D. 5,40.
Lời giải:
Áp dụng định luật bảo toàn electron có:
nAl.3 = nNO.3 → nAl = nNO = 0,2 mol → mAl = 0,2.27 = 5,4 gam.
Câu 11. Đặc điểm nào sau đây không phải của nhôm?
A. Ở ô thứ 13, chu kì 2, nhóm IIIA.
B. Cấu hình electron [Ne] 3s23p1.
C. Tinh thể cấu tạo lập phương tâm diện.
D. Mức oxi hóa đặc trưng +3.
Lời giải:
Cấu hình electron của nhôm [Ne] 3s23p1.
→ Al ở ô 13 (z = 13), chu kỳ 3 (3 lớp electron), nhóm IIIA (3 electron lớp ngoài cùng, nguyên tố p).
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm (Al) và hợp chất:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O
