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
7. 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:
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:
nAl = = 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:
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:
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:
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:
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:
nH+ = nHCl+ 2nH2SO4 = 0,2.1 + 2.0,2.0,5 = 0,4 mol
nH2 = = 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= .100% = 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:
Cho Al, Cu vào HCl dư thì chỉ có Al phản ứng:
Al + 3HCl → AlCl3 + H2
Ta có: nAl = .nH2 = . 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 = . nNO2 = . 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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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) = = 0,2 → V = 4,48 lít
Xem thêm các phương trình hóa học liên quan khác:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O | Al ra Al(NO3)3
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O | Al ra Al(NO3)3
Al + HNO3 → H2O + NO2 + Al(NO3)3 | Al ra Al(NO3)3
