Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình 2Al₂O₃ + 3C + N₂ → 2AlN + 3CO↑ 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 2Al₂O₃ + 3C + N₂ → 2AlN + 3CO↑

1. Phương trình phản ứng hóa học:

    2Al₂O₃ + 3C + N₂ → 2AlN + 3CO↑

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Xuất hiện khí CO thoát ra khỏi dung dịch

3. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ: 1600 - 1800^oC

4. Tính chất hoá học

a. Tính chất hoá học của Al₂O₃

- Al₂O₃ là oxit lưỡng tính.

   + Tác dụng với axit:

    Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

   + Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh

    Al₂O₃ + 2NaOH → NaAlO₂ + H₂O

    hay

    Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]

    Al₂O₃ + 2OH^- → 2AlO₂^- + H₂O

- Al₂O₃ tác dụng với C

    Al₂O₃ + 9C  Al₄C₃ + 6CO

b. Tính chất hoá học của Cacbon

- Trong các dạng tồn tại của C, C vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học.

- Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: Tính oxi hóa và tính khử. Tuy nhiên tính khử vẫn là chủ yếu của C.

Tính khử

    - Tác dụng với oxi

    Ở nhiệt độ cao C lại khử CO₂ theo phản ứng:

    - Tác dụng với oxit kim loại:

       + C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:

CuO + C → Cu + CO (tº)

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO (tº)

       + Với CaO và Al₂O₃:

CaO + 3C → CaC₂ + CO (trong lò điện)

2Al₂O₃ + 9C → Al₄C₃ + 6CO (2000ºC)

    - Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H₂SO₄ đặc, HNO₃, KNO₃, KClO₃, K₂Cr₂O₇, ... trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO₂).

C + 2H₂SO₄ đặc → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O (tº)

C + 4HNO₃ đặc → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O (tº)

C + 4KNO₃ → 2K₂O + CO₂ + 4NO₂ (tº)

    - Khi nhiệt độ cao, C tác dụng được với hơi nước:

C + H₂O → CO + H₂ (1000ºC)

C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

Tính oxi hóa

    - Tác dụng với hidro

    - Tác dụng với kim loại

c. Tính chất hoá học của N₂

- Nitơ có các số oxi hoá: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

- N₂ có số oxi hoá 0 nên vừa thể hiện tính oxi hoá và tính khử.

- Nitơ có E_{N N} = 946 kJ/mol, ở nhiệt độ thường nitơ khá trơ về mặt hóa học nhưng ở nhiệt độ cao hoạt động hơn.

- Nitơ thể hiện tính oxi hóa và tính khử, tính oxi hóa đặc trưng hơn.

Tính oxi hoá: Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền, nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường.

    Tác dụng với hidro

    Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác. Nitơ phản ứng với hidro tạo amoniac.

    Tác dụng với kim loại

    - Ở nhiệt độ thường nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua: 6Li + N₂ → 2Li₃N.

    - Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng với nhiều kim loại: 3Mg + N₂ → Mg₃N₂ (magie nitrua).

    Lưu ý: Các nitrua dễ bị thủy phân tạo NH₃.

    Nitơ thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn.

Tính khử

    - Ở nhiệt độ cao (3000 ºC) Nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit.

    - Ở điều kiện thường, nitơ monoxit tác dụng với oxi không khí tạo nitơ đioxit màu nâu đỏ.

    Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.

    - Các oxit khác của nitơ: N₂O, N₂O₃, N₂O₅ không điều chế được trực tiếp từ nitơ và oxi.

    Ghi nhớ: Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. Thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.

5. Cách thực hiện phản ứng

- Cho Al₂O₃ tác dụng với than cốc và khí N₂

6. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Cho dd NH₃ dư vào dd AlCl₃ và ZnCl₂ thu được A. Nung A được chất rắn B. Cho luồng H₂ đi qua B nung nóng sẽ thu được chất rắn:

A. Zn và Al     

B. Zn và Al₂O₃

C. ZnO và Al₂O₃     

D. Al₂O₃

Đáp án: D

Hướng dẫn giải

Cho NH₃ dư vào thì kết tủa thu được chỉ có Al(OH)₃, nung nóng X thì thu được Y sẽ là Al₂O₃. CO không có phản ứng với Al₂O₃ nên chất rắn thu được là Al₂O₃.

Ví dụ 2: Trong các kim loại sau: Cu, Fe, Pb, Al người ta thường dùng kim loại nào để làm vật liệu dẫn điện hay dẫn nhiệt.

A. Chỉ có Cu     

B. Cu và Al

C. Fe và Al     

D. Chỉ có Al

Đáp án: B

Hướng dẫn giải

Đồng và nhôm được dùng làm vật liệu dẫn nhiệt

Ví dụ 3: Kim loại nào sau đây được dùng nhiều nhất để đóng gói thực phẩm:

A. Zn     

B. Fe

C. Sn     

D. Al

Đáp án: D

Hướng dẫn giải

Nhôm được sử dụng để đóng gói thực phẩm

7. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm (Al) và hợp chất:

Al₂O₃ + 6NaOH + 12HF → 9H₂O + 2Na₃AlF₆

Phản ứng nhiệt phân: 2Al(OH)₃  Al₂O₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

Al(OH)₃ + 3HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + NaOH → 2H₂O + NaAlO₂

Al(OH)₃ + KOH → 2H₂O + KAlO₂