Al + H2SO4 (đặc,nóng) → Al2(SO4)3 + SO2 ↑ + H2O | Al + H2SO4 ra SO2

Phản ứng Al + H2SO4 đặc, nóng (hay nhôm tác dụng với H2SO4 đặc, nóng) sinh ra SO2 thuộc loại phản ứng oxi hóa - khử thường gặp trong các đề thi. Dưới đây là phản ứng hoá học đã được cân bằng chính xác, chi tiết nhất và kèm theo đó là một số bài tập có liên quan về Al và H2SO4 có lời giải, mời các bạn đón đọc.

Al + H2SO4 (đặc,nóng) → Al2(SO4)3 + SO2 ↑ + H2O

 

1. Phương trình phản ứng Al tác dụng H2SO4 đặc, nóng

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

2. Cân bằng phản ứng oxi hoá khử (theo phương pháp thăng bằng electron)

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

Al0+H2S+6O4Al+32SO43+S+4O2+H2O

Chất khử: Al; chất oxi hoá: H2SO4.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: Al0Al+3+3e

- Quá trình khử: S+6+2eS+4

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

2×3×Al0Al+3+3eS+6+2eS+4

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

2Al + 6H2SO4→ Al2(SO4) + 3SO2 + 6H2O

3. Điều kiện phản ứng

Al tác dụng với H2SOđặc khi đun nóng.

Al không tác dụng với H2SO4 đặc, nguội.

4. Cách tiến hành phản ứng

- Nhỏ từ từ H2SO4 đặc vào ống nghiệm có chứa sẵn 1 lá nhôm.

- Đun nóng ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn.

5. Hiện tượng hóa học

Nhôm (Al) tan dần trong dung dịch và sinh ra khí không màu, mùi hắc là lưu huỳnh đioxit (SO2).

6. Tính chất hóa học của nhôm (Al)

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ):

Al → Al3++ 3e

6.1. Tác dụng với phi kim

Nhôm khử dễ dàng các phi kim thành ion âm.

- Với oxi: Ở điều kiện thường, nhôm bền trong không khí do có lớp oxit rất mỏng, bền bảo vệ. Khi đốt, bột nhôm cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói, tỏa nhiều nhiệt:

4Al + 3O2 to 2Al2O3

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

- Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với clo

2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

6.2. Tác dụng với axit

- Nhôm khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch HCl và H2SO4 loãng thành H2.

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

- Al tác dụng mạnh với axit HNO3 loãng, H2SO4 đặc, nóng; HNO3 đặc, nóng.

Ví dụ:

Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + NO + H2O

2Al + 6H2SO4 đặc toAl2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

- Nhôm không tác dụng với axit H2SO4 đặc, nguội; HNO3 đặc, nguội.

6.3. Tác dụng với oxit kim loại – Phản ứng nhiệt nhôm

- Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit như (Fe2O3, Cr2O3,CuO…) thành kim loại tự do.

- Ví dụ:

2Al + Fe2O3 to Al2O3 + 2Fe.

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

6.4. Tác dụng với nước

- Vật bằng nhôm không tác dụng với H2O ở bất kì nhiệt độ nào vì có lớp oxit bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp bảo vệ, nhôm khử được nước ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng nhanh chóng dừng lại vì tạo kết tủa Al(OH)3.

6.5. Tác dụng với dung dịch kiềm

2Al + 2NaOH + 6H2O →2Na[(Al(OH)4] + 3 H2

Phương trình ion thu gọn:

2Al + 2OH- + 6H2O → 2[(Al(OH)4]- + 3 H2

Với chương trình cơ bản có thể viết:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3 H2 ↑

7. Tính chất hoá học của H2SO4

7.1. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng

H2SO4 loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

-Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

- Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.

Ví dụ:

H2SO4 (loãng) + Mg → MgSO4 + H2 (↑)

3H2SO4 (loãng) + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2 (↑)

Chú ý: Các kim loại Hg, Cu, Ag, Au, Pt …không tác dụng với H2SO4 loãng.

Khi Fe tác dụng với H2SO4 loãng, sản phẩm thu được là muối sắt (II)

H2SO4 (loãng) + Fe → FeSO4 + H2 (↑)

-Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

-Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O

H2SO4 + Na2O → Na2SO4 + H2O

- Tác dụng với một số muối tạo thành muối sunfat và axit mới

Ví dụ:

MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 ↑ + H2O

7.2. Tính chất của axit sunfuric đặc

a) Tính oxi hóa mạnh

+ Axit sunfuric đặc oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hoá trị cao và thường giải phóng SO2 (có thể H2S, S nếu kim loại khử mạnh như Mg).

2Fe + 6H2SOto Fe2(SO4)+ 3SO2 + 6H2O

Cu + 2H2SOto CuSO+ SO+ 2H2O

Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc, nguội.

+ Tác dụng với nhiều phi kim:

C + 2H2SO4 to CO+ 2SO2 + 2H2O

S + 2H2SO4 to 3SO2 + 2H2O

Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử:

2FeO + 4H2SOto Fe2(SO4)3 + SO+ 4H2O

2KBr + 2H2SOto Br+ SO2 + 2H2O + K2SO4

b) H2SO4 đặc có tính háo nước

Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối ngậm nước, hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.

Ví dụ:

Khi cho axit H2SO4 đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.

C12H22O11 H2SO4đ12C + 11H2O

Sau đó một phần C sinh ra lại bị H2SO4 đặc oxi hóa:

C + 2H2SO4 (đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O

8. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Hòa tan hoàn toàn m gam Al bằng dung dịch NaOH dư thu được 5,6 lít H2 (đktc). Giá trị của m là

A. 2,7 

B. 4,5 

C. 5,4 

D. 6,75

Lời giải:

Đáp án: B

nH2 = 0,25 mol

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

3.nAl = 2.nH2

→ mAl = 23nH2.27 = 4,5 gam

Câu 2. Hòa tan hết m gam bột Al trong dung dịch HCl thu được 2,24 lít H2 (đktc). Nếu hòa tan 2m gam bột Al trong dung dịch Ba(OH)2 được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là

A, 1,12 

B. 2,24 

C. 3,36 

D. 4,48

Lời giải:

Đáp án: D

Đặt số mol Al trong m gam Al bằng x (mol)

Bảo toàn electron cho phản ứng của Al với HCl

3.nAl = 2. nH2(1)

→ 3x = 2. nH2(1)

Bảo toàn electron cho phản ứng của Al với Ba(OH)2

→ 3.2x = 2. nH2(2)

→ nH2(2)= 2. nH2(1)

→ nH2(2)= 2.0,1 = 0,2 mol

→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 3. Nhôm bền trong môi trường nước và không khí là do

A. nhôm là kim loại kém hoạt động.

B. có màng oxit Al2O3 bền vững bảo vệ.

C. có màng hiđroxit Al(OH)3 bền vững bảo vệ.

D. nhôm có tính thụ động với không khí và nước.

Lời giải:

Đáp án: B

Nhôm là kim loại hoạt động mạnh.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 với oxi trong không khí và nước, kể cả khi đun nóng.

Câu 4. Cho 2,8 gam Fe tác dụng hết với H2SO4 đặc, nóng dư thì thể tích khí SO2 thu được ở đktc là:

A. 3,36 lít

B. 1,68 lít

C. 33,6 lít

D. 16,8 lít

Lời giải:

Đáp án: B

Fe = 0,05 mol

3nFe=2nSO2nSO2=0,075mol

VSO2=1,681

Câu 5. Cho 18 gam kim loại M tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được 3,36 lít khí SO2 ở đktc và 6,4 gam S và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được số gam muối khan là:

A. 75 gam

B. 90 gam

C. 96 gam

D. 86,4 gam

Lời giải:

Đáp án: B

nSO42tạo muối = 0,5.n e nhậnnSO2+ 3nS

= 0,15 + 3.0,2= 0,75mol

mmuối = mKL + mSO42= 18 + 0,75. 96= 90 gam

Câu 6. Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện không có không khí) được m gam muối khan. Giá trị của m là

A. 42,6.

B. 45,5.

C. 48,8.

D. 47,1.

Lời giải:

Đáp án: D

Bảo toàn nguyên tố H: nH2SO4=nH2=0,35mol

nSO42=0,35mol

→mMuối = mKL + mSO42 = 13,5 + 0,35.96 = 47,1 gam.

Câu 7. Trong công nghiệp, Al được sản xuất từ quặng boxit

A. bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

B. bằng phương pháp nhiệt luyện .

C. bằng phương pháp thủy luyện.

D. Trong lò cao.

Lời giải:

Đáp án: A

Trong công nghiệp, Al được sản xuất từ quặng boxit bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

2Al2O3 criolitdpnc 4Al + 3O2

Câu 8. Nhôm bền trong môi trường nước và không khí là do

A. nhôm là kim loại kém hoạt động.

B. có màng oxit Al2O3 bền vững bảo vệ.

C. có màng hiđroxit Al(OH)3 bền vững bảo vệ.

D. nhôm có tính thụ động với không khí và nước.

Lời giải:

Đáp án: B

Nhôm là kim loại hoạt động mạnh.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 với oxi trong không khí và nước, kể cả khi đun nóng.

Xem thêm các phương trình hóa học khác:

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

Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O | Al ra Al(NO3)3

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

Al + HNO3 → H2O + NO2 + Al(NO3)3 | Al ra Al(NO3)3

Al + HCl → AlCl3 + H2 | Al ra AlCl3

Bình luận (0)

Đăng nhập để có thể bình luận

Chưa có bình luận nào. Bạn hãy là người đầu tiên cho tôi biết ý kiến!