Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O | Al ra Al(NO3)3 | HNO3 ra Al(NO3)3
Sinx.edu.vn xin giới thiệu phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O là phản ứng oxi hóa khử. Bài viết này cung cấp đầy đủ thông tin về phương trình hóa học đã được cân bằng, điều kiện các chất tham gia phản ứng, hiện tượng (nếu có), ... Mời các bạn đón xem:
Phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + H2O
1. Phương trình phản ứng Al tác dụng với HNO3
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
2. Điều kiện để Al tác dụng với HNO3
Không có
3. Cách tiến hành phản ứng Al tác dụng với HNO3
Nhỏ từ từ dung dịch axit HNO3 vào ông nghiệm đã để sẵn lá nhôm.
4. Hiện tượng phản ứng Al tác dụng với HNO3
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).
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. 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)
5.2. 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.
6. Tính chất hóa học của nhôm
6.1. 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
6.2. 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
6.3. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn
AI + 3AgNO3 → Al(NO3)3 + 3Ag
2Al + 3FeSO4 → Al2(SO4)3 + 3Fe
6.4. 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↑
6.5. 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
6.6. Ứng dụng
Máy cắt rất dễ kiếm và các bộ phận trong nhà máy sản xuất được làm bằng Al. Với đặc tính sáng và không rỉ sét, Al dần trở thành vật liệu không thể thiếu đối với mọi nhà máy. Một số mặt hàng được làm bằng Al, chẳng hạn như: Khung xe máy, khung xe hơi, thùng xe tải, các chi tiết tản nhiệt...
Đặc biệt, Al được sử dụng trong sản xuất trong ngành hàng không vũ trụ. Thân máy bay và cánh được làm bằng nhôm. Các ứng dụng dựa vào trọng lượng riêng nhẹ và bền của nhôm là rất cần thiết để tiết kiệm tối đa trọng lượng trong không khí.
7. Tính chất hóa học của HNO3
- Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO3 . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.
- Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO3− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.
H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
- Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
- Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)
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)
- Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.
- Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
- Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
- Tác dụng với hợp chất:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3Skết tủa + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4 kết tủa + 8NO2 + 4H2O
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.
- Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.
8. Bài tập vận dụng 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:
Đáp án: A
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:
Đáp án: A
nAl = 2,7/27 = 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:
Đáp án: D
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:
Đáp án: B
Tính axit mạnh, tính oxi hóa mạnh và bị phân huỷ.
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:
Đáp án: A
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:
Đáp án: A
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:
Đáp án: A
nH+ = nHCl+ 2nH2SO4 = 0,2.1 + 2.0,2.0,5 = 0,4 mol
nH2 = 4,256/22,4 = 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= = 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:
Đáp án: C
Cho Al, Cu vào HCl dư thì chỉ có Al phản ứng:
Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2H2
Ta có: nAl = 2/3.nH2 = 2/3. 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 = 1/2. nNO2 = 1/2. 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:
Đáp án: D
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:
Đáp án: D
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:
Đáp án: A
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).
Câu 12. Thực hiện các thí nghiệm sau :
(a) Cho từ từ NaOH đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3,
(b) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NaOH,
(c) Cho từ từ NH3 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3,
(d) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NH3.
(e) Cho từ từ HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2.
(f) Cho từ từ NaAlO2 đến dư vào dung dịch HCl
(g) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NaAlO2
Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm xuất hiện kết tủa là
A. 2.
B. 3.
C. 5.
D, 7.
Lời giải:
Đáp án: C
a) Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4;
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O.
Xuất hiện kết tủa trắng, xong kết tủa tan dần
b) Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4;
Xuất hiện kết tủa trắng
c) 6NH3+ Al2(SO4)3+ 6H2O→ 2Al(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4
Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng
d) Al2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4
Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng
e) Ban đầu: NaAlO2 + HCl + H2O → Al(OH)3↓ + NaCl.
Sau đó, Al(OH)3 ↓ + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
f) NaAlO2 + HCl + H2O → NaCl + Al(OH)3
Có kết tủa
g) Al2(SO4)3+ 6NaAlO2 + 12H2O → 8Al(OH)3 + 3Na2SO4
Xuất hiện kết tủa trắng
Câu 13. 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:
Đáp án: D
Công thức muối Ba(AlO2)2 ⇒ nAl= 2nBa⇒ mBa = 2,740 gam
Câu 14. Trong các cặp chất sau đây, cặp chất nào có thể cùng tồn tại trong một dung dịch?
A. AlCl3 và Na2CO3
B. HNO3 và NaHCO3
C. NaAlO2 và KOH
D. NaCl và AgNO3
Lời giải:
Đáp án: A
Cặp chất có thể cùng tồn tại trong một dung dịch là cặp chất không phản ứng với nhau
Đúng vì AlCl3 và Na2CO3 không phản ứng với nhau
Loại B vì
NaHCO3 + HNO3 → NaNO3 + H2O + CO2
Loại C vì
NaAlO2 + KOH → KAlO2 + NaOH
Loại D vì
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl (↓)
Câu 15. Dùng hóa chất nào sau đây để phân biệt Zn(NO3)2 và Al(NO3)3?
A. Dung dịch NaOH
B. Dung dịch Ba(OH)2
C. Dung dịch NH3
D. Dung dịch nước vôi trong
Lời giải:
Đáp án: C
Khi cho NH3 vào 2 dung dịch cả 2 dung dịch đều xuất hiện kết tủa hidroxit, nhưng Zn(OH)2 tạo thành có khả năng tạo phức với NH3 nên kết tủa lại tan, còn với Al(OH)3 không tan trong NH3
Câu 16. Nhôm bền trong môi trường không khí và nước là do
A. Nhôm là kim loại kém hoạt động
B. Nhôm có tính thụ động với không khí và nước
C. Có màng oxit Al2O3 bền vững bảo vệ
D. Có màng hidroxit Al(OH)3 bền vững bảo vệ
Lời giải:
Đáp án: C
Khi nhôm tác dụng chậm với oxi và hơi nước, chúng tạo thành một lớp nhôm oxit (Al2O3).
Lớp nhôm oxit này bám rất chắc vào bề mặt nhôm. Và ngăn chặn hoàn toàn không cho oxi tác dụng trực tiếp với nhôm. Do đó, nhôm bền trong môi trường không khí là nhờ lớp bảo vệ nhôm oxit ngay cả khi đun nóng
Câu 17. Hóa chất dùng để phân biệt dung dịch MgCl2 và AlCl3 là
A. dung dịch NaCl.
B. dung dịch HCl.
C. dung dịch HNO3.
D. dung dịch NaOH.
Lời giải:
Đáp án: D
Dùng dung dịch NaOH để phân biệt MgCl2 và AlCl3 cụ thể
Khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào hai chất trên
Muối xuất hiện kết tủa trắng, không tan khi cho dư NaOH là MgCl2
MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓+ 2NaCl
Muối xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết khi thêm NaOH dư là AlCl3
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl
NaOH + Al(OH)3↓ → NaAlO2 + 2H2O
Câu 18. Cho lá nhôm vào dung dịch HCl. Lấy dung dịch thu được nhỏ vào vài giọt dung dịch NaOH, hiện tượng xảy ra là:
A. Khí bay lên, xuất hiện kết tủa trắng
B. Có kết tủa trắng xuất hiện
C. Có khí bay lên
D. Không có hiện tượng gì
Lời giải:
Đáp án: A
Cho lá nhôm vào dung dịch HCl có khí bay lên
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Nhỏ từ từ cho đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, ban đầu có kết tủa keo trắng xuất hiện.
3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 ↓ + 3NaCl
Câu 19. Có hỗn hợp bột A gồm Al, Fe2O3, Fe3O4 (có cùng số mol). Đem nung 41,9 gam hỗn hợp A ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp B. Hòa tan B trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được V lít khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của V là
A. 5,60 lít
B. 11,20 lít
C. 4,48 lít
D. 8,96 lít
Lời giải:
Đáp án: C
Coi B là hỗn hợp ban đầu
Gọi n(Al) = n(Fe2O3) = n(Fe3O4) = a → 27a + 160a + 232a = 41,9 → a = 0,1 mol
Al0 → Al+3 + 3e S+6 + 2e → S+4
0,1 → 0,3
Fe+8/3 → 3Fe+3 + 1e
0,1 → 0,1
→ n(SO2) = (0,3+0,1)/2 = 0,2 → V = 4,48 lít