Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O l Al ra Al(NO3)3

Phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2↑ + H2O

1. Phương trình phản ứng Al tác dụng HNO3

2. Cách cân bằng phản ứng Al tác dụng HNO3

a) Xác định vai trò của từng chất tham gia phản ứng và nêu sự oxi hóa, sự khử:

Al0 + H+5NO3 loãng →Al+3(NO3)3+ N02+ H2O

Số oxi hóa của Al tăng từ 0 lên +3 => Al là chất khử

Số oxi hóa của N giảm từ +5 xuống 0 => HNO3 là chất oxi hóa

Sự oxi hóa: Al → Al+3 + 3e

Sự khử: 2N+5 + 10e → N2

b) Cân bằng phản ứng trên theo phương pháp thăng bằng electron.

0Al + H+5NO3 loãng →+3Al(NO3)3+ 0N2 + H2O

3. Điều kiện phản ứng xảy ra Al tác dụng HNO3

Dung dịch HNO3 loãng

4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

4.1. 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)

4.2. 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.

5. Tính chất hóa học của nhôm

5.1. 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

5.2. 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

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

AI + 3AgNO3 → Al(NO3)3 + 3Ag

2Al + 3FeSO4 → Al2(SO4)3 + 3Fe

5.4. 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↑

5.5. 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

5.6. Ứng dụng

Máy cắt rất dễ kiếm và các bộ phận trong nhà máy sản xuất được làm bằng Al. Với đặc tính sáng và không rỉ sét, Al dần trở thành vật liệu không thể thiếu đối với mọi nhà máy. Một số mặt hàng được làm bằng Al, chẳng hạn như: Khung xe máy, khung xe hơi, thùng xe tải, các chi tiết tản nhiệt...

Đặc biệt, Al được sử dụng trong sản xuất trong ngành hàng không vũ trụ. Thân máy bay và cánh được làm bằng nhôm. Các ứng dụng dựa vào trọng lượng riêng nhẹ và bền của nhôm là rất cần thiết để tiết kiệm tối đa trọng lượng trong không khí.

6. Tính chất hóa học của HNO3

- Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO3 . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.

- Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO3− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.

H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-

- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

- Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat

2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O

2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O

2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2

- Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .

Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)

Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O

Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2

Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)

- Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.

- Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.

C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2

P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4

3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O

- Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2

- Tác dụng với hợp chất:

3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3Skết tủa + 2NO + 4H2O

PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4 kết tủa + 8NO2 + 4H2O

Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.

- Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Dung dịch AlCl3 và Al2(SO3)3 làm quỳ tím hóa hồng

B. Al(OH)3, Al2O3, Al đều là các chất lưỡng, tính

C. Nhôm là kim loai nhẹ và có khả năng dẫn điện Iot

D. Từ Al2O3 có thế điều chế được Al.

Lời giải:

Câu 2. Hiện tượng nào xảy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3?

A. Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện

B. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức, sau đó kết tủa tan dần

C. Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện, rồi tan dần.

D. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức và không tan,

Lời giải:

Câu 3. 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 4. 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:

Câu 5. Cho sơ đồ phản ứng sau: Al → X → Al2O3 → Y→ Z → Al(OH)3

X, Y, Z lần lượt có thể là:

A. Al(NO3)3, NaAlO2, AlCl3

B. Al(NO3)3, Al(OH)3, AlCl3

C. AlCl3, Al2(SO4)3, NaAlO2

D. AlCl3, NaAlO2, Al2(SO4)3

Lời giải: