Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O

Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O | Al ra Al(NO3)3, N2

Quynh Anh Ngày: 03-03-2023 Lớp 12

1.3 K

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu phương trình phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O. Đây là phương trình oxi hóa khử. Phương trình này sẽ xuất hiện trong nội dung các bài học: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử Hóa học 10, tính chất Hóa học của Al và tính chất hóa học HNO3.... cũng như các dạng bài tập. Bài viết giới thiệu các nội dung liên quan giúp học sinh nắm bắt kiến thức cơ bản. Mời các bạn đón đọc:

1. Phương trình phản ứng Al tác dụng HNO₃

10Al + 36HNO₃ loãng → 10Al(NO₃)₃ + 3N_{2 $↑$} + 18H₂O

2. Cách cân bằng phản ứng Al tác dụng HNO₃

a) Xác định vai trò của từng chất tham gia phản ứng và nêu sự oxi hóa, sự khử:

Al⁰ + H⁺⁵NO₃loãng →Al⁺³(NO₃)₃+ N⁰₂+ H₂O

Số oxi hóa của Al tăng từ 0 lên +3 => Al là chất khử

Số oxi hóa của N giảm từ +5 xuống 0 => HNO₃là chất oxi hóa

Sự oxi hóa: Al → Al⁺³ + 3e

Sự khử: 2N⁺⁵+ 10e → N₂

b) Cân bằng phản ứng trên theo phương pháp thăng bằng electron.

⁰Al + H⁺⁵NO₃ loãng →⁺³Al(NO₃)₃+⁰N₂ + H₂O

Phương trình phản ứng Al + HNO3

3. Điều kiện phản ứng xảy ra Al tác dụng HNO₃

Dung dịch HNO₃ loãng

4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

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)

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 của nhôm

5.1. 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

5.2. Nhôm tác dụng với axit (HCl, H₂SO₄loãng,..)

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 H₂SO₄đậm đặc

Al + 4HNO₃→ Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Al + 6HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

2Al + 6H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

5.3. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn.

AI + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag

2Al + 3FeSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Fe

5.4. 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↑

5.5. 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

6. Các phương trình hóa học khác

Al2O3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O

NH3 + AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + NH4Cl

Al + HNO3 (đặc nóng) → Al(NO3)3 + NO2 + H2O

7. Bài tập vận dụng 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.

Đáp án: B

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,

Đáp án: B

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

Đáp án: D

Công thức muối Ba(AlO₂)₂ ⇒ n_Al= 2n_Ba⇒ m_Ba= 2,740 gam

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.

Đáp án: A

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

Đáp án: A

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 + $\frac{3}{2}$ 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.

Đáp án: A

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

Đáp án: B

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.

Đáp án: D

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.

Đáp án: B

Ta có theo đầu bài

n_NaOH= 0,15.2 = 0,6 mol;

n_Al2(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:

Đáp án: B

Theo bài ra, ta có: n_Al2(SO4)3 = 0,6.0,2 = 0,12 (mol) ⇒ n_Al³⁺ = 2.0,12 = 0,24 (mol).

Cũng theo bài ra, n_Al(OH)3 = $\frac{3, 12}{78}$ = 0,04 (mol).

Ta thấy n↓ < n_Al³⁺ 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