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

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

Trịnh Thị Thu Hiền Ngày: 23-06-2024 Lớp 12

7.2 K

Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình Al + H2SO₄ → Al₂(SO4)₃ + SO₂ + H₂O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Nhôm . Mời các bạn đón xem:

Phương trình Al + H2SO₄ _{(đặc, nóng)} → Al₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

1. Phương trình phản ứng hóa học

2Al + 6H₂SO_{4 (đặc, nóng)} → 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:

$\overset{0}{A l} + H_{2} \overset{+ 6}{S} O_{4} \to {\overset{+ 3}{A l}}_{2} {(S O_{4})}_{3} + \overset{+ 4}{S} O_{2} ↑ + H_{2} O$

Chất khử: Al; chất oxi hoá: H₂SO₄.

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

- Quá trình oxi hoá: $\overset{0}{A l} \to \overset{+ 3}{A l} + 3 e$

- Quá trình khử: $\overset{+ 6}{S} + 2 e \to \overset{+ 4}{S}$

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

$\begin{matrix} 2 \times \\ 3 \times \end{matrix} (\begin{matrix} \overset{0}{A l} \to \overset{+ 3}{A l} + 3 e \\ \overset{+ 6}{S} + 2 e \to \overset{+ 4}{S} \end{matrix})$

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. Hiện tượng nhận biết phản ứng.

- Mẩu nhôm tan dần, xuất hiện khí không màu, có mùi hắc chính là lưu huỳnh đioxit (SO₂)

4. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ thường

5. 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.

6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

a. 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)

b. Bản chất của H₂SO₄ đặc nóng (Axit sunfuric)

- Trong phản ứng trên H₂SO₄ là chất oxi hoá.

- Trong H₂SO₄ thì S có mức oxi hoá +6 cao nhất nên H₂SO₄ đặc có tính axit mạnh, oxi hoá mạnh và háo nước.

7. Tính chất hóa học

7.1. Tính chất hóa học của Nhôm (Al)

a. 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

b. 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, HNO₃đặc, 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

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

AI + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag

2Al + 3FeSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Fe

d. 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↑

e. 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

7.2. Tính chất hóa học của axit sunfuric đặc (H2SO4 đặc)

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H2O + SO2.

C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)

2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O

Tác dụng với các chất khử khác.

2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O

H2SO4 còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.

C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O

9. Cách thực hiện phản ứng

- Bỏ mẩu nhôm vào ống nghiệm, sau đó nhỏ vài giọt dung dịch H₂SO₄ đặc nóng vào trong ống nghiệm đựng sẵn mẩu kẽm.

10. Bài tập liên quan

Câu 1. Nhận định nào sau đây sai về tính chất vật lí của nhôm?

A. Nhôm là kim loại nhẹ, dẫn nhiệt tốt.

B. Nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim.

C. Nhôm dẫn điện tốt hơn đồng.

D. Nhôm có tính dẻo dễ kéo sợi.

Lời giải:

Đáp án: C

A đúng vì nhôm là kim loại nhẹ, dẫn nhiệt tốt.

B đúng vì nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim.

C sai vì nhôm có độ dẫn điện bằng $\frac{2}{3}$ độ dẫn điện đồng (dẫn điện kém hơn đồng).

D đúng nhôm có tính dẻo dễ kéo sợi.

Câu 2. Khi điện phân Al₂O₃ nóng chảy người ta thêm criolit (Na₃AlF₆) với mục đích:

(1) Làm hạ nhiệt độ nóng chảy của Al₂O₃.

(2) Làm cho tính dẫn điện cao hơn.

(3) Để thu được F₂ ở anot thay vì là O₂.

(4) Tạo hỗn hợp nhẹ hơn Al để bảo vệ Al.

Các lý do nêu đúng là:

A. Chỉ có 1

B. 1 và 2

C. 1 và 3

D. 1, 2 và 4

Lời giải:

Đáp án: D

Khi điện phân Al₂O₃ nóng chảy người ta thêm criolit (Na₃AlF₆) với mục đích:

1. Làm hạ nhiệt độ nóng chảy của Al₂O₃.

2. Làm cho tính dẫn điện cao hơn.

4. Tạo hỗn hợp nhẹ hơn Al để bảo vệ Al.

Câu 3. Trong vỏ Trái Đất có nhiều quặng nhôm hơn sắt nhưng giá mỗi tấn nhôm cao hơn nhiều so với giá mỗi tấn sắt. Lí do vì:

A. Chuyển vận quặng nhôm đến nhà máy xử lí tốn kém hơn vận chuyển quặng sắt

B. Nhôm hoạt động mạnh hơn sắt nên để thu hồi nhôm từ quặng sẽ tốn kém hơn

C. Nhôm có nhiều công dụng hơn sắt nên nhà sản xuất có thể có lợi nhuận nhiều hơn

D. Quặng nhôm ở sâu trong lòng đất trong khi quặng sắt từng thấy ngay trên mặt đất

Lời giải:

Đáp án: B

Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng bôxit có thành phần chủ yếu là Al₂O₃. Sử dụng phương pháp điện phân hỗn hợp nóng chảy của nhôm oxit và criolit nên tốn kém hơn khi điều chế sắt

Câu 4. Dãy nào sau đây sắp xếp các kim loại đúng theo thứ tự tính khử tăng dần?

A. Pb, Ni, Sn, K

B. Pb, Sn, Ni, K

C. Ni, Sn, K, Pb

D. Ni, K, Pb, Sn

Lời giải:

Đáp án: B

Dãy được sắp xếp các kim loại đúng theo thứ tự tính khử tăng dần là: Pb, Sn, Ni, K

Câu 5. Dãy kim loại nào dưới đây tác dụng được H₂SO₄ đặc nguội?

A. Zn, Cu, Fe

B. Ni, Fe, Cu

C. Cu, Zn, Mg

D. Cu, Fe, Mg

Lời giải:

Đáp án: C

Phương trình hóa học minh họa

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃+ 3SO₂↑ + 6H₂O

4Mg + 5H₂SO₄ → 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

Câu 6. Cho dung dịch chứa FeCl₂ và ZnCl₂ tác dụng với dung dịch KOH dư, sau đó lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn gồm:

A. Fe₂O₃

B. FeO

C. FeO, ZnO

D. Fe₂O₃, ZnO

Lời giải:

Đáp án: A

Phương trình phản ứng minh họa

FeCl₂+ 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2KCl

ZnCl₂+ 4KOH dư → K₂ZnO₂ + 2KCl + 2H₂O

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + H₂O

Vậy chất rắn là Fe₂O₃

Câu 7. Cho a gam nhôm tác dụng với dung dịch H₂SO₄(đặc, nóng, dư) sau khi phản ứng kết thúc người ta thu 13,44 lit khí SO₂ (đktc). Giá trị a là

A. 2,7 gam

B. 10,8 gam

C. 8,1 gam

D. 5,4 gam

Lời giải:

Đáp án: B

n_SO2 = $\frac{13, 44}{22, 4}$ = 0,6 mol

Phương trình hóa học

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

0,4 ← 0,6 mol

m_Al= 0,4.27 = 10,8 gam

Câu 8. Một thanh kim loại A hóa trị II được nhúng vào trong 1 lít dung dịch CuSO₄ 0,5M. Sau khi lấy thanh A ra và cân lại thấy khối lượng thanh tăng 1,6 gam, nồng độ CuSO₄ còn 0,3M. Hãy xác định kim loại A?

A. Fe

B. Mg

C. Zn

D. Pb

Lời giải:

Đáp án: A

A + Cu²⁺ → A²⁺ + Cu

Số mol Cu²⁺ phản ứng là: 1(0,5 – 0,3) = 0,2 mol

Độ tăng khối lượng của thanh kim loaị A:

m_A = m_Cu– m_{A tan} = 0,2(64 – A) = 1,6

Suy ra: A = 56 là Fe

Câu 9. Có thể dùng hóa chất nào sau đây để phân biệt 3 chất rắn Mg, Al, Al₂O₃ đựng trong các lọ riêng biệt?

A. H₂SO₄ loãng.

B. NaOH.

C. HCl đặc.

D. Amoniac.

Lời giải:

Đáp án: B

Sử dụng thuốc thử NaOH

Cho từng chất rắn trong lọ tác dung với NaOH.

Mẫu thử không có hiện tượng xảy ra chất ban đầu là Mg.

Mẫu thử có chất rắn tan dần, có khí thoát ra → Al

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Mẫu thử có chất rắn tan dần → Al₂O₃

Al₂O₃+ 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

Câu 10. Dùng m gam Al để khử hết 3,2 gam Fe₂O₃ (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo 1,344 lít khí (đktc). Giá trị của m là

A. 0,540 gam.

B. 0,810gam.

C. 1,080 gam.

D. 2,160 gam.

Lời giải:

Đáp án: D

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

Phương trình phản ứng

2Al + Fe₂O₃→ 2Fe + Al₂O₃

0,04 0,02 mol

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂+ 3H₂

0,04 0,06 mol

→ n_Al = 0,04 + 0,04 = 0,08 mol → m_Al= 0,08.27 = 2,16 gam.

Câu 11. Cho 2,7 gam bột nhôm tác dụng với 50 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí hiđro (đktc). Giá trị của V là

A. 4,48 lít.

B. 0,672 lít.

C. 0,448 lít.

D. 0,336 lít.

Lời giải:

Đáp án: D

Phương trình hóa học

2Al + 2NaOH+ 2H₂O → 2NaAlO₂+ 3H₂

0,1 0,1 mol

Sau phản ứng Al dư, NaOH hết

n_khí= 0,015 mol → V = 0,015.22,4 = 0,336 lít.

Câu 12. Mô tả nào dưới đây không phù hợp với nhôm?

A. Trong hợp chất, số oxi hóa của Al là +3.

B. Cấu hình electron [Ne]3s²3p¹.

C. Tinh thể cấu tạo lập phương tâm diện.

D. Ở ô thứ 13, chu kì 2, nhóm IIIA.

Lời giải:

Đáp án: D

Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

Nhôm (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn.

Cấu hình electron nguyên tử: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹; viết gọn là [Ne]3s²3p¹.
Nhôm dễ nhường cả 3 electron hóa trị nên có số oxi hóa +3 trong các hợp chất.

Câu 13: 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

Hướng dẫn giải

Đáp án B

$n_{H_{2}}$ = 0,25 mol

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

3.n_Al = 2. $n_{H_{2}}$

→ m_Al = $\frac{2}{3}$ $n_{H_{2}}$ .27 = 4,5 gam

Câu 14: Hòa tan hoàn toàn 6,44 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là

A. 8,98.

B. 9,52.

C. 7,25.

D. 12,2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Sơ đồ phản ứng: X + H₂SO₄ $\to$ Muối + H₂.

$n_{H_{2}}$ = 0,06 (mol) = $n_{H_{2} S O_{4}}$ $\to$ $n_{S O_{4}^{2 -}}$ = 0,06 (mol).

$\to$ m_muối = m_X + $m_{S O_{4}^{2 -}}$ = 6,44 + 0,06×96 = 12,2 (gam).

Câu 15: 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

Hướng dẫn 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.n_Al = 2. $n_{H_{2}}_{(1)}$

→ 3x = 2. $n_{H_{2}}_{(1)}$

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

→ 3.2x = 2. ${n_{H_{2}}}_{(2)}$

→ ${n_{H_{2}}}_{(2)}$ = 2. $n_{H_{2}}_{(1)}$