Al + Fe3O4 → Al2O3 + Fe | Fe3O4 ra Fe

Al + Fe₃O₄ → Al₂O₃ + Fe

1. Phản ứng hóa học của Al với Fe₃O₄

8Al + 3Fe₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Fe

2. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ

3. Cách thực hiện phản ứng

- Cho Nhôm tác dụng với Fe₃O₄

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Nhôm tác dụng với Sắt từ oxit tạo thành nhôm oxit và sắt kim loại.

5. Mở rộng tính chất hóa học của nhôm

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh: Al → Al³+ + 3e

5.1. Tác dụng với phi kim

a) Tác dụng với oxi

Al bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có lớp màng oxit Al2O3 rất mỏng bảo vệ.

b) Tác dụng với phi kim khác

5.2. Tác dụng với axit

   + Axit không có tính oxi hóa: dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

   + Axit có tính oxi hóa mạnh: dung dịch HNO₃ loãng, HNO₃ đặc, nóng và H₂SO₄ đặc, nóng.

Nhôm bị thụ động hoá trong dung dịch HNO₃ đặc, nguội hoặc H₂SO₄ đặc nguội.

5.3. Tác dụng với oxit kim loại( Phản ứng nhiệt nhôm)

Lưu ý: Nhôm chỉ khử oxit của các kim loại đứng sau nhôm

5.4. Tác dụng với nước

- Phá bỏ lớp oxit trên bề mặt Al (hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg thì Al sẽ phản ứng với nước ở nhiệt độ thường)

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂↑

5.5. Tác dụng với dung dịch kiềm

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

5.6. Tác dụng với dung dịch muối

- Al đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:

2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu

6. Bạn có biết

Nhôm tác dụng được với oxit của kim loại kém hoạt động hơn như CuO, FeO, Fe₂O₃... gọi là phản ứng nhiệt nhôm

7. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: 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

Đáp án: C

Hướng dẫn giải

NaAlO₂ và KOH không xảy ra phản ứng hóa học

Ví dụ 2: 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

Đáp án: C

Hướng dẫn giải

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

Ví dụ 3: Nhôm không bị hoà tan trong dung dịch

A. HCl.                                  B. HNO₃ đặc, nguội.

C. HNO₃ loãng                     D. H₂SO₄ loãng.

Đáp án: B

Hướng dẫn giải

Nhôm bị thụ động hóa trong HNO₃ đặc nguội.

8. Bài tập vận dụng liên quan (có đáp án)

Câu 1: 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 2: Dùng m gam Al để khử hết 1,6 gam Fe₂O₃ (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo 0,672 lít khí (đktc). Giá trị của m là

A. 0,540 gam.                B. 0,810gam.

C. 1,080 gam.                D. 1,755 gam.

Lời giải:

Đáp án: C

Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH có khí thoát ra → Al dư

2Al (0,02) + Fe₂O₃ (0,01 mol) → 2Fe + Al₂O₃

2Al (0,02) + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ (0,03 mol)

→ n_Al = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol → m_Al = 0,04.27 = 1,08 gam.

Câu 3: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe₂O₃ (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1 tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng (dư), sinh ra 3,08 lít khí H₂ (ở đktc);

- Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sinh ra 0,84 lít khí H₂ (ở đktc). Giá trị của m là

A. 22,75.                       B. 21,40.

C. 29,40.                       D. 29,43.

Lời giải:

Đáp án: A

Hỗn hợp sau phản ứng phản ứng với NaOH → sau khi nung nóng hỗn hợp có Al dư. Chất rắn Y gồm Al dư; Fe; Al₂O₃

Phần 2: Áp dụng định luật bảo toàn electron:

3.n_{Al dư} = 2.n_khí → n_{Al dư} = (0,0375.2):3 = 0,025 mol

Phần 1: Áp dụng định luật bảo toàn electron:

2.n_Fe + 3.n_{Al dư} = 2.n_khí → n_Fe = (2.0,1375 – 3.0,025):2 = 0,1 mol

→ Số mol Fe trong Y = 0,1.2 = 0,2 mol

2Al (0,2) + Fe₂O₃ (0,1) → Al₂O₃ + 2Fe (0,2 mol)

n_{Al ban đầu} = n_{Al pư} + n_{Al dư} → 0,2 + 0,025.2 = 0,25 mol

m = 0,25.27 + 0,1.160 = 22,75 gam.

Câu 4: Trộn 10,8 gam bột nhôm với 34,8g bột Fe₃O₄ rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hỗn hợp A. Hòa tan hết A bằng HCl thu được 10,752 lít H₂ (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là

A. 80% .                           B. 20% .

C. 60% .                           D. 40% .

Lời giải:

Đáp án:

Ta có: n_Al = 0,4 mol; n_Fe3O4 = 0,15 mol; n_khí = 0,48 mol.

Gọi số mol Fe₃O₄ phản ứng là x mol

Vì hiệu suất < 100% nên cả Al và Fe₃O₄ đều chưa phản ứng hết.

⇒ hỗn hợp chất rắn Al dư, Fe₃O₄ dư , Al₂O₃ và Fe.

Theo phản ứng :

Hòa tan A bằng HCl có hai phản ứng sinh ra khí là

Fe (3x) + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (x mol)

Có n_khí = 0,48 mol → 3x + 0,6 - 4x = 0,48 ⇒ x = 0,12 mol

Câu 5: Cho từ từ 0,7 mol NaOH vào dung dịch chứa 0,1 mol Al₂(SO₄)₃. Số mol kết tủa thu được là

A. 0,2.                       B. 0,15.

C. 0,1.                      D. 0,05.

Lời giải:

Đáp án: C

Ta có: n_OH^- = n_NaOH = 0,7 mol

n_Al³⁺ = 2.0,1 = 0,2 mol

Al³⁺ (0,2) + 3OH^- (0,6) → Al(OH)₃↓ (0,2 mol)

⇒ n_OH^- dư = 0,7 - 0,6 = 0,1 mol

Al(OH)₃ (0,1) + OH^- (0,1) → AlO₂^- + 2H₂O

⇒ n_Al(OH)3 = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2 | Al ra Al2(SO4)3

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O | Al ra Al2(SO4)3

Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2 | Al ra NaAlO2

Al + O2 → Al2O3 | Al ra Al2O3

Al + HCl → AlCl3 + H2 | Al ra AlCl3