Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + N2O + 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 Đồng . Mời các bạn đón xem:
Phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + N2O + H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học
28Al + 102HNO3 → 28Al(NO3)3 + 6N2 + 3N2O + 51H2O
2. Điều kiện để phản ứng oxi hóa khử xảy ra
Nhiệt độ thường
Xác định sự thay đổi số oxi hóa
Al0 + HN+5O3 → Al+3(NO3)3 + N02+ N+12O + H2O
| Quá trình oxi hóa: 28xQuá trình khử: 3x | Al0 → Al+3 + 3eN+5 +28e → N2+1 + 2N20 |
Đặt hệ số thích hợp ta được phương trình phản ứng:
28Al + 102HNO3 → 28Al(NO3)3 + 6N2 + 3N2O + 51H2O
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1 Bản chất của Al
- Al là kim loại có tính khử mạnh
4.2 Bản chất của HNO3
HNO3 là một axit mạnh. Trong phản ứng này, HNO3 cung cấp ion nitrat (NO3-) để tạo thành nh nitrat (Al(NO3)3).
5. Tính chất hóa học
5.1. Tính chất hóa học của Al
Nhôm là kim loại có tính khử mạnh: Al → Al3+ + 3e
- 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
- 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.
- Tác dụng với oxit kim loại( Phản ứng nhiệt nhôm)
Lưu ý: Nhôm chỉ khử oxit của các kim loại đứng sau nhôm
- 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↑
- Tác dụng với dung dịch kiềm
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
- 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
5.2. Tính chất hóa học của HNO3
a. Tính axit
Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:
HNO3 → H+ + NO3-
- Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.
b. Tính oxi hóa
Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO3 đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.
- Với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))
* Với những kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, ...
Ví dụ:
Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3(l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
* Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...
- HNO3 đặc bị khử đến NO2.
Ví dụ:
Mg + 4HNO3(đ) → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
- HNO3 loãng bị khử đến N2O hoặc N2.
8Al + 30HNO3(l) → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
- HNO3 rất loãng bị khử đến NH3(NH4NO3).
4Zn + 10HNO3 (rất loãng) → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
* Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội.
- Với phi kim:
Khi đun nóng HNO3 đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N2 và halogen).
S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
- Với hợp chất:
- H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.
Ví dụ:
3FeO + 10HNO3(đ) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
3H2S + 2HNO3(đ) → 3S + 2NO + 4H2O
- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.
6. Bài tập vận dụng
Câu 1. Cho phản ứng oxi hóa – khử: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + N2 + H2O
Cho tỉ lệ mol nN2O: nN2 = 1 : 2. Hệ số cân bằng của HNO3 là
A. 102
B. 56
C. 124
D. 62
Câu 2. Cho phản ứng hóa học sau: Zn + HNO3 → Zn(NO3)2+ NO + NO2 + H2O
Tổng hệ số (nguyên, tối giản) của phản ứng trên là bao nhiêu? Biết tỉ lệ số mol NO : NO2 = 1 : 1)
A. 10
B. 12
C. 13
D. 15
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. HNO3và FeO
D. NaNO3 và AgCl
Câu 4. Kim loại nào sau đây không phản ứng được HNO3 đặc nguội
A. Al
B. Cu
C. Ag
D. Zn
Câu 5. Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch NaAlO2 thu được kết tủa?
A. khí CO2.
B. dung dịch NaOH.
C. dung dịch Na2CO3.
D. dung dịch HCl dư.
Câu 6. Nhận định không chính xác về nhôm là:
A. Nhôm là kim loại nhẹ, dễ dát mỏng.
B. Nhôm là kim loại có tính khử tương đối mạnh.
C. Trong công nghiệp, nhôm được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy.
D. Nhôm có thể khử được các oxit của kim loại kiềm.
Câu 7. Dãy các chất nào sau đây khi phản ứng với HNO3 đặc nóng đều tạo khí:
A. Cu(OH)2, FeO, C
B. Fe3O4, C, FeCl2
C. Na2O, FeO, Ba(OH)2
D. Fe3O4, C, Cu(OH)2
Câu 8. Trộn bột kim loại X với bột sắt oxit (gọi là hỗn hợp tecmit) để thực hiên phản ứng nhiệt nhôm dùng để hàn đường ray tàu hỏa. Kim loại X là:
A. Ag
B. Fe
C. Al
D. Cu
Lời giải:
Dùng bột nhôm với bột oxit sắt phản ứng nhiệt nhôm sinh ra lượng nhiệt lớn để hàn đường ra
Câu 9. Cho a gam Al vào 200 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3 0,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được b gam chất rắn R. Nếu cho b gam R tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,672 lít khí ở (đktc). Giá trị của a và b lần lượt là:
A. 2,16 và 10,86
B. 1,08 và 5,43
C. 8,10 và 5,43
D. 1,08 và 5,16
Lời giải:
Vì R tác dụng với HCl có khí thoát ra nên Al còn dư.
Gọi x là số mol Al tác dụng với 2 muối
Al → Al3+ + 3e
x → 3x
Ag+ + 1e → Ag
0,06 → 0,06 → 0,06
Cu2+ + 2e → Cu
0,06→ 0,12→ 0,06
=> 3x = 0,18 => x = 0,06 mol
Al + 3H+→ Al3+ + H2
0,02 → 0,03
=> b = (108 + 64). 0,06 + 27.0,02 = 10,86 gam
=> a = 27.(0,06 + 0,02) = 2,16 gam
Câu 10. M là hỗn hợp kim loại Ca và Al. Hòa tan a gam M vào lượng dư nước thu được 8,96 lít H2 (đktc). Cũng hòa tan m gam X vào dung dịch KOH dư thì thu được 12,32 lít khí H2 (đktc). Giá trị của m là:
A. 12,1
B. 21,8
C. 13,7
D. 24,2
Lời giải:
M hỗn hợp gồm 2 kim loại Ba, Al
Thí nghiệm 1 : M + H2O →
Thí nghiệm 2 :M + KOH
Có nH2TN2 > nH2 TN1 => TN1 Al dư
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2(1)
Al + OH- + H2O → AlO2- + H2 (2)
Gọi x = nBa
Thí nghiệm 1:
(1) nH2 = nCa(OH)2 = nCa= x mol
(2) nH2 = . nOH- = . 2x = 3x mol
=> Tổng nH2 TN1 = 4x = => x = 0,1 mol
Thí nghiệm 2:
(1) nH2 = nCa = x mol
Tổng nH2 TN2= = 0,55 mol
=> nH2 (2) = 0,45 mol
(2) nAl = . nH2 = 0,3 mol
=> mAl = 8,1 gam
=> a = mAl + mCa = 8,1 + 0,1.40 = 12,1 gam
Câu 11. Hoà tan hoàn toàn 6,21 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 0,672 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 38,34 gam
B. 34,08 gam
C. 106,38 gam
D. 53,19 gam
Lời giải:
nAl= 0,23 mol, nY= 0,03 mol
Gọi x, y lần lượt là số mol của N2, N2O
Theo đề bài ta có hệ phương trình sau
x + y = 0,03
28x + 44y = 0,03.18.2
Giải hệ phương trình (1), (2) ta có
x = 0,015, y = 0,015
Quá trình cho nhận electron
Al → Al+3 + 3e
0,23 → 0,69
2N+5 + 10e → N2+2
0,15 ← 0,015
2N+5 + 8e → N+12O
0,12 ← 0,015
Ta thấy 3nAl> (8nN2O + 10nN2) => có muối amoni NH4NO3
Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:
3nAl= 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4+
=> nNH4+ = = 0,0525 mol
=> m = mAl(NO3)3 + mNH4NO3 = 0,23.213 + 0,0525.80 = 53,19 gam
Câu 12. Cho 1,62 gam Al tác dụng với 1000 ml dung dịch X chứa Fe(NO3)2 0,1M và Cu(NO3)2 0,09M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A. 2,88.
B. 2,68.
C. 5,76.
D. 5,68.
Lời giải:
nAl= 0,06 mol;
nFe(NO3)2 = 0,1 mol;
nCu(NO3)2 = 0,09 mol
Nhận thấy: ne Al cho tối đa = 0,06.3 = 0,18 mol = nCu2+ nhận e
=> Al phản ứng vừa đủ với Cu(NO3)2; còn Fe(NO3)2 chưa phản ứng
=> chất rắn thu được chỉ là Cu
nCu= nCu(NO3)2 = 0,09 mol => m = 5,76 gam
Câu 13. Thí nghiệm nào sau đây có hiện tượng sinh ra kết tủa trắng và bọt khí thoát ra khỏi dung dịch?
A. Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào ống nghiệm đựng dung dịch Na2CO3.
B. Nhỏ từ từ dung dịch CaCl2 vào ống nghiệm đựng dung dịch AgNO3.
C. Nhỏ từng giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch CuCl2.
D. Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 vào ống nghiệm có sẵn một mẫu BaCO3.
Lời giải:
+) 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2NaCl. Hiện tượng sau phản ứng: có kết tủa màu xanh tạo thành.
+) H2SO4 + BaCO3 → BaSO4 + CO2 + H2O. Hiện tượng sau phản ứng: có kết tủa trắng và bọt khí thoát ra khỏi dung dịch.
+) CaCl2 + AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2AgCl. Hiện tượng sau phản ứng: có kết tủa trắng tạo thành.
+) 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO2 + H2O. Hiện tượng sau phản ứng: có khí thoát ra khỏi dung dịch.
Vậy thí nghiệm ứng với đề bài là: “Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 vào ống nghiệm có sẵn một mẫu BaCO3”.
Câu 14. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(a) Cho dung dịch Ca(OH)2 tới dư vào dung dịch FeCl2.
(b) Cho dung dịch KHSO4 vào dung dịch CaCl2
(c) Cho dung dịch Na2S vào dung dịch Fe2(SO4)3.
(d) Sục khí CO2 tới dư vào dung dịch NaAlO2.
(e) Cho kim loại Zn vào lượng dư dung dịch FeCl3.
(f) Sục khí SO2 vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2.
(g) Sục khí NH3 dư vào dung dịch CuSO4.
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số thí nghiệm thu được kết tủa là
Lời giải:
(a) Ca(OH)2 + FeCl2 → Fe(OH)2↓ + BaCl2
(b) 2KHSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + K2SO4 + 2HCl
(c) 3Na2S + Fe2(SO4)3+ 6H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 3H2S↑
(d) CO2 dư + H2O + NaAlO2 → Al(OH)3↓ + NaHCO3
(e) Zn + 2FeCl3 → ZnCl2 + 2FeCl2
(f) SO2 + Ca(OH)2 dư → BaSO3↓ + H2O
(g) 6NH3 dư + CuSO4 + 2H2O → [Cu(NH3)4](OH)2 + (NH4)2SO4
→ có 5 thí nghiệm thu được kết tủa là (a), (b), (c), (d), (f)
8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm (Al) và hợp chất:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O
Al2O3 + NaOH → NaAlO2 + H2O
Al2O3 + HCl → AlCl3 + H2O
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
© 2021 Vietjack. All Rights Reserved.
