Al + HNO3 (loãng) → Al(NO3)3 + N2O + H2O | Al ra Al(NO3)3

82 lượt xem

Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + N₂O + 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 Đồng . Mời các bạn đón xem:

Phương trình Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + N₂O + H₂O

1. Phương trình phản ứng hóa học

8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Có khí không màu thoát ra

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 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

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

- Cho nhôm tác dụng với dd axit HNO3.

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. 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

Lời giải:

Đáp án: B

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

Câu 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

Lời giải:

Đáp án: B

(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.

Câu 3. Hòa tan ba muối X, Y, Z vào nước thu được dung dịch chứa: 0,40 mol K⁺; 0,20 mol Al³⁺: 0,2 mol SO₄^2-và a mol Cl^-. Ba 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.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 4. 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.

Lời giải:

Đáp án: D

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

Câu 5. 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

Lời giải:

Đáp án: C

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

Câu 6. 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

Lời giải:

Đáp án: A

m_Al(NO3)3= $\frac{8, 1.213}{27}$ = 63,9 gam

m_Zn(NO3)3 = $\frac{29, 25.189}{65}$ = 85,05 gam

m_Y= m_Al(NO3)3 + m_Zn(NO3)3 + m_NH4NO3

=> m_NH4NO3 = 6 gam => n_NH4NO3 = 0,075 mol

n_N2O = $\frac{0, 3.3 + 0, 45.2 - 0, 075.8}{8}$ = 0,15 mol

=> V = 0,15.22,4 = 3,36 lít

Câu 7. 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

Lời giải:

Đáp án: D

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

Câu 8. 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

Lời giải:

Đáp án: C

Dùng bột nhôm với bột oxit sắt phản ứng nhiệt nhôm sinh ra lượng nhiệt lớn để hàn đường ra

Câu 9. Cho a gam Al vào 200 ml dung dịch gồm Cu(NO₃)₂ 0,3M và AgNO₃ 0,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được b gam chất rắn R. Nếu cho b gam R tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,672 lít khí ở (đktc). Giá trị của a và b lần lượt là:

A. 2,16 và 10,86

B. 1,08 và 5,43

C. 8,10 và 5,43

D. 1,08 và 5,16

Lời giải:

Đáp án: A

Vì R tác dụng với HCl có khí thoát ra nên Al còn dư.

Gọi x là số mol Al tác dụng với 2 muối

Al → Al³⁺ + 3e

x → 3x

Ag⁺ + 1e → Ag

0,06 → 0,06 → 0,06

Cu²⁺ + 2e → Cu

0,06→ 0,12→ 0,06

=> 3x = 0,18 => x = 0,06 mol

Al + 3H⁺→ Al³⁺ + $\frac{3}{2}$ H₂

0,02 → 0,03

=> b = (108 + 64). 0,06 + 27.0,02 = 10,86 gam

=> a = 27.(0,06 + 0,02) = 2,16 gam

Câu 10. M là hỗn hợp kim loại Ca và Al. Hòa tan a gam M vào lượng dư nước thu được 8,96 lít H₂ (đktc). Cũng hòa tan m gam X vào dung dịch KOH dư thì thu được 12,32 lít khí H₂ (đktc). Giá trị của m là:

A. 12,1

B. 21,8

C. 13,7

D. 24,2

Lời giải:

Đáp án: A

M hỗn hợp gồm 2 kim loại Ba, Al

Thí nghiệm 1 : M + H₂O →

Thí nghiệm 2 :M + KOH

Có nH_2TN2 > n_H2 TN1 => TN1 Al dư

Ca + 2H₂O → Ca(OH)2 + H2(1)

Al + OH^- + H₂O → AlO₂^- + $\frac{3}{2}$ H₂(2)

Gọi x = n_Ba

Thí nghiệm 1:

(1) n_H2 = n_Ca(OH)2 = n_Ca= x mol

(2) n_H2 = $\frac{3}{2}$ . n_OH- = $\frac{3}{2}$ . 2x = 3x mol

=> Tổng n_{H2 TN1} = 4x = $\frac{8, 96}{22, 4}$ => x = 0,1 mol

Thí nghiệm 2:

(1) n_H2 = n_Ca = x mol

Tổng n_{H2 TN2}= $\frac{12, 32}{22, 4}$ = 0,55 mol

=> n_{H2 (2)} = 0,45 mol

(2) n_Al = $\frac{2}{3}$ . n_H2 = 0,3 mol

=> m_Al = 8,1 gam

=> a = m_Al+ m_Ca= 8,1 + 0,1.40 = 12,1 gam

Câu 11. 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

Lời giải:

Đáp án: D

n_Al= 0,23 mol, n_Y= 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 3nA_l> (8n_N2O + 10n_N2) => có muối amoni NH₄NO₃

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:

3n_Al= 8n_N2O + 10n_N2 + 8n_NH4⁺

=> n_NH4⁺ = $\frac{0, 23.3 - 0, 27}{8}$ = 0,0525 mol

=> m = m_Al(NO3)3 + m_NH4NO3 = 0,23.213 + 0,0525.80 = 53,19 gam

9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm (Al) và hợp chất:

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12