Al + HNO3 (đặc, nóng) → Al(NO3)3 + NO2 + H2O | Al + HNO3 ra NO2

Phản ứng Al + HNO_{3 (đặc, nóng)} ra NO₂ thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Al có lời giải, mời các bạn đón xem:

Al + 6HNO₃ (đặc, nóng) → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

1. Phương trình hoá học của phản ứng Al tác dụng với HNO₃

Al + 6HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

2. Điều kiện để Al tác dụng với HNO₃ ra NO₂

HNO₃ đặc, nóng.

3. Cách tiến hành thí nghiệm của phản ứng Al tác dụng với HNO₃

Cho mảnh nhôm vào ống nghiệm đã đựng sẵn HNO₃, đun nóng.

4. Hiện tượng phản ứng của phản ứng Al tác dụng với HNO₃

Nhôm (Al) tan dần trong dung dịch axit HNO₃, xuất hiện khí nitơ đioxit (NO₂) có màu nâu đỏ.

5. Cách lập phương trình hoá học của phản ứng Al tác dụng với HNO₃

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

$\stackrel{0}{Al}+H\stackrel{+5}{N}{O}_3\to \stackrel{+3}{Al}{\left(N{O}_3\right)}_3+\stackrel{+4}{N}{O}_2+H_{2}O$

Chất khử: Al; chất oxi hoá: HNO₃.

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

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{0}{Al}\to \stackrel{+3}{\text{Al}}\text{+ 3e}$

- Quá trình khử: $\stackrel{+5}{N}\text{+ 1e}\to \stackrel{+4}{\text{N}}$

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

$\begin{array}{c}1\times \\ 3\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Al}\to \stackrel{+3}{\text{Al}}\text{+ 3e}\\ \stackrel{+5}{N}\text{+ 1e}\to \stackrel{+4}{\text{N}}\end{array}\right)$

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.

Al + 6HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

6. Mở rộng tính chất hoá học của nhôm

6.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn và cấu hình electron nguyên tử

- Nhôm có số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn.

- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹, hay [Ne]3s²3p¹ .

- Nhôm dễ nhường cả 3 electron hóa trị nên có số oxi hóa +3 trong các hợp chất.

6.2. Tính chất vật lý

- Nhôm là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660^oC, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng.

- Nhôm là kim loại nhẹ (D = 2,7 g/cm³); dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

6.3. Tính chất hóa học

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ):

Al → Al³⁺+ 3e

a. Tác dụng với phi kim

Nhôm khử dễ dàng các phi kim thành ion âm.

- Với oxi: Ở điều kiện thường, nhôm bền trong không khí do có lớp oxit rất mỏng, bền bảo vệ. Khi đốt, bột nhôm cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói, tỏa nhiều nhiệt:

4Al + 3O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2Al₂O₃

- Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với clo

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

b. Tác dụng với axit

- Nhôm khử dễ dàng ion H⁺ trong dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng thành H₂.

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

- Al tác dụng mạnh với axit HNO₃ loãng, H₂SO₄ đặc, nóng; HNO₃ đặc, nóng.

Ví dụ:

Al + 4HNO_{3 loãng} → Al(NO₃)₃ + NO + H₂O

2Al + 6H₂SO_{4 đặc} $\stackrel{t^o}{\to }$Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

- Nhôm không tác dụng với axit H₂SO₄ đặc, nguội; HNO₃ đặc, nguội.

c. Tác dụng với oxit kim loại – Phản ứng nhiệt nhôm

- Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit như (Fe₂O₃, Cr₂O₃,CuO…) thành kim loại tự do.

- Ví dụ:

2Al + Fe₂O₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ Al₂O₃ + 2Fe.

d. Tác dụng với nước

- Vật bằng nhôm không tác dụng với H₂O ở bất kì nhiệt độ nào vì có lớp oxit bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp bảo vệ, nhôm khử được nước ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng nhanh chóng dừng lại vì tạo kết tủa Al(OH)₃.

e. Tác dụng với dung dịch kiềm

2Al + 2NaOH + 6H₂O →2Na[(Al(OH)₄] + 3 H₂↑

Phương trình ion thu gọn:

2Al + 2OH^- + 6H₂O → 2[(Al(OH)₄]^- + 3 H₂↑

Với chương trình cơ bản có thể viết:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3 H₂ ↑

6.4. Ứng dụng và trạng thái tự nhiên

a. Ứng dụng

- Nhôm và hợp kim của nhôm có ưu điểm nhẹ, bền đối với không khí và nước nên được dùng làm vật liệu chế tạo tên lửa, máy bay, ô tô, tàu vũ trụ …

- Nhôm và hợp kim của nhôm có màu trắng bạc, đẹp nên dùng để xây dựng nhà cửa, trang trí nội thất.

- Nhôm nhẹ, dẫn điện tốt nên được dùng làm dây dẫn điện.

- Nhôm dẫn điện tốt, ít bị gỉ, không độc nên được dùng làm dụng cụ nhà bếp.

- Bột nhôm trộn với oxit sắt (hỗn hợp tecmit) dùng để hàn đường ray.

b. Trạng thái tự nhiên

- Trong tự nhiên nhôm chỉ tồn tại dưới dạng hợp chất.

- Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 trong vỏ trái đất, sau oxi và silic.

- Hợp chất của nhôm có trong đất sét, mica, boxit, criolit …

6.5. Sản xuất nhôm

Trong công nghiệp nhôm được sản xuất bằng cách điện phân nhôm oxit nóng chảy.

a. Nguyên liệu

Quặng boxit, thành phần chính: Al₂O₃.2H₂O

b. Điện phân nhôm oxit nóng chảy

+ Ở catot (cực âm): Al³⁺ + 3e → Al

+ Ở anot (cực dương): 2O^2- → O₂ + 4e

Phương trình điện phân: 2Al₂O₃ $\stackrel{dpnc}{\to }$4Al + 3O₂

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Trong công nghiệp, Al được sản xuất từ quặng boxit

A. bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

B. bằng phương pháp nhiệt luyện .

C. bằng phương pháp thủy luyện.

D. Trong lò cao.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Trong công nghiệp, Al được sản xuất từ quặng boxit bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

2Al₂O₃ $\underset{criolit}{\overset{dpnc}{\to }}$ 4Al + 3O₂

Câu 2:Kim loại nhẹ, màu trắng bạc, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống là

A. Fe. B. Ag. C. Cu. D. Al.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

+ Nhôm (Al) là kim loại màu trắng bạc, mềm, dẻo, nhẹ, dẫn điện dẫn nhiệt tốt.

+ Al được ứng dụng rộng rãi trong đời sống: sản xuất hợp kim siêu nhẹ làm máy bay, tên lửa; trang trí; chế tạo dây dẫn điện; hàn đường ray.

Câu3: Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử Al là

A. 4. B. 3. C. 1. D. 2.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố Al (Z = 13): 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

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.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

2Al + 3Hg(NO₃)₂ → 2Al(NO₃)₃ + 3Hg

Al sẽ tạo với Hg hỗn hống. Hỗn hống Al tác dụng với nước tạo ra khí H₂

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H_{2<![if !vml]><![endif]>}

Câu 5:Kim loại Al không phản ứng với dung dịch

A.HNO₃ đặc, nguội. B. Cu(NO₃)₂. C. HCl. D. KOH.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Al không phản ứng với HNO₃ đặc, nguội, H₂SO₄ đặc nguội

Câu 6: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.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng cho nhôm tác dụng với oxit kim loại ở nhiệt độ cao.

Câu 7:Lấy hỗn hợp gồm Al, Al₂O₃ và Fe₂O₃ ngâm trong dung dịch NaOH dư. Phản ứng xong, chất bị hoà tan là:

A. Al, Al₂O₃. B. Fe₂O₃, Fe. C. Al, Fe₂O₃.D. Al, Al₂O₃, Fe₂O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O.

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO₃ loãng, thu được hỗn hợp gồm 0,12 mol khí NO₂ và 0,08 mol khí NO (phản ứng không tạo NH₄NO₃). Giá trị của m là
A. 3,24. B. 8,1. C. 6,48. D. 10,8.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Bảo toàn số mol electron:

→ 3n_Al = $n_{N{O}_2}$ + 3n_NO

→ 3.n_Al = 0,12 + 3.0,08

→ n_Al = 0,12 mol

→ m_Al = 0,12.27 = 3,24g

Câu 9: 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 10: 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. $n_{H_2}{}_{\left(1\right)}$

→ 3x = 2.$n_{H_2}{}_{\left(1\right)}$

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

→ 3.2x = 2.${n_{H_2}}_{\left(2\right)}$

→ ${n_{H_2}}_{\left(2\right)}$= 2.$n_{H_2}{}_{\left(1\right)}$

→ ${n_{H_2}}_{\left(2\right)}$= 2.0,1 = 0,2 mol

→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 11: Cho 3,82 gam hợp kim Ba, Al vào nước dư chỉ thu được dung dịch chứa duy nhất một muối. Khối lượng Ba là

A. 3,425 gam. B. 1,644 gam.

C. 1,370 gam. D. 2,740 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Công thức muối Ba(AlO₂)₂

n_Al = 2n_Ba (1)

Lại có: m_Al + m_Ba = 3,82

→ 27.n_Al + 137.n_Ba = 3,82 (2)

n_Al = 0,04 mol; n_Ba = 0,02 mol

→ m_Ba = 0,02.137 = 2,740 gam

Câu 12: Cho phương trình phản ứng: aAl + bHNO₃ → cAl(NO₃)₃ + dNO + eH₂O. Tỉ lệ a : b là
A. 1 : 3. B. 2 : 3. C. 2 : 5. D. 1 : 4

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Al + 4HNO₃→ Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

→ a : b = 1 : 4

Câu 13:Cho 3,24 gam Al tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư. Sau khi phản ứng kết thúc, thể tích khí H₂ (ở đktc) thoát ra là:

A.2,688 lít. B. 4,032 lít.

C.8,736 lít. D. 1,792 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Ta có n_Al = 3,24 : 27 = 0,12 mol

Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + $\frac{3}{2}$H₂

$n_{H_2}=\frac{3}{2}{n}_{Al}$ = $\frac{3}{2}\mathrm{.0,12}$ = 0,18 mol

→${\text{V}}_{{\text{H}}_{\text{2}}}$ = 0,18.22,4 = 4,032 lít

Câu 14:Nhôm bền trong môi trường nước và không khí là do

A. nhôm là kim loại kém hoạt động.

B. có màng oxit Al₂O₃ bền vững bảo vệ.

C. có màng hiđroxit Al(OH)₃ bền vững bảo vệ.

D. nhôm có tính thụ động với không khí và nước.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Nhôm là kim loại hoạt động mạnh.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 với oxi trong không khí và nước, kể cả khi đun nóng.

Câu 15:Để khử hoàn toàn mgam hỗn hợp CuO và PbO cần 8,1g kim loại nhôm, sau phản ứng thu được 50,2g hỗn hợp 2 kim loại. Giá trị của m là

A. 53,4g B. 57,4g C. 54,4g D. 56,4g

Hướng dẫn giải

Đáp án B

n_Al = 8,1 : 27 = 0,3 mol

$n_{A{l}_2{O}_3}=\frac{n_{Al}}{2}=\frac{\mathrm{0,3}}{2}=\mathrm{0,15}mol$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

$m_{hhoxit}+m_{Al}=m_{A{l}_2{O}_3}+m_{KL}$

→ m + 8,1 = 0,15.102 + 50,2

→ m = 57,4 gam

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
• 2Al + 3S → Al₂S₃
• Al + Cl₂ → AlCl₃
• 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
• 2Al + 3H₂SO_4(loãng) → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂
• 2Al + 6H₂SO_4(đặc) → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ ↑ + 6H₂O.
• 8Al + 30HNO_3(loãng) → 8Al(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O
• 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe
• 2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ ↓ + 3H₂ ↑
• Phản ứng hóa học:2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂
• 2Al + 3Br₂ → 2AlBr₃
• 2Al + 3I₂ → 2AlI₃
• 2Al + 3F₂ → 2AlF₃
• 4Al + 3C → Al₄C₃
• 2Al + 2NH₃ → 2AlN + 3H₂ ↑
• 4Al + 3CO₂ → 2Al₂O₃ + 3C
• 2Al + 3CuO → Al₂O₃ + 3Cu
• 2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu
• 2Al + 3Cu(NO₃)₂ → 3Cu + 2Al(NO₃)₃
• 2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu
• 2Al + 3FeO → Al₂O₃ + 3Fe
• 8Al + 3Fe₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Fe
• 2Al + 3FeCl₂ → 2AlCl₃ + 3Fe
• Al + 3FeCl₃ → AlCl₃ + 3FeCl₂
• Al + FeCl₃ → AlCl₃ + Fe
• 2Al + 3FeSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Fe
• Al + Fe₂(SO₄)₃ → Al₂(SO₄)₃ + FeSO₄
• 2Al + 3Fe(NO₃)₂ → 3Fe + Al(NO₃)₃
• Al + 3Fe(NO₃)₃ → 3Fe(NO₃)₂ + Al(NO₃)₃
• 2Al + Cr₂O₃ → Al₂O₃ + 2Cr
• 2Al + Cr₂(SO₄)₃ → Al₂(SO₄)₃ + 2Cr
• 2Al + 3PbO → Al₂O₃ + 3Pb
• 2Al + 3SnO → Al₂O₃ + 3Sn
• 8Al + 3Mn₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Mn
• Al + 3AgNO₃ → 3Ag + Al(NO₃)₃
• 2Al + 3ZnSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Zn
• 2Al + 3Pb(NO₃)₂ → 2Al(NO₃)₃ + 3Pb
• 4Al + 3SiO₂ → 2Al₂O₃ + 3Si
• 2Al + 3CaO → Al₂O₃ + 3Ca
• 10Al + 6NH₄ClO₄ → 5Al₂O₃ + 9H₂O + 6HCl + 3N₂ ↑
• 8Al + 3KClO₄ → 4Al₂O₃ + 3KCl
• 2Al + 4H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 4H₂O + S ↓
• 8Al + 15H₂SO₄ → 4Al₂(SO₄)₃ + 12H₂O + 3H₂S ↑
• 8Al + 27HNO₃ → 9H₂O + 3NH₃ ↑ + 8Al(NO₃)₃
• Al + 4HNO₃ → 2H₂O + NO ↑ + Al(NO₃)₃
• 10Al + 36HNO₃ → 18H₂O + 3N₂ ↑ + 10Al(NO₃)₃
• 2Al + 6HF → 3H₂ ↑ + 2AlF₃
• 2Al + 3H₂S → Al₂S₃ + 3H₂ ↑
• 2Al + 6CH₃COOH → 2(CH₃COO)₃Al + 3H₂ ↑
• 2Al + 2H₃PO₄ → 3H₂ ↑ + 2AlPO₄
• 2Al + 6HBr → 3H₂ ↑ + 2AlBr₃
• 4Al + K₂Cr₂O₇ → Al₂O₃ + 2Cr + 2KAlO₂
• 8Al + 21H₂SO₄ + 3K₂Cr₂O₇ → 4Al₂(SO₄)₃ + 21H₂O + 3K₂SO₄ + 6CrSO₄
• 2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 3H₂ ↑
• Al + 6KNO₃ → 2Al₂O₃ + 3N₂ ↑ + 6KAlO₂
• 8Al + 2H₂O + 3NaNO₃ + 5NaOH → 3NH₃ ↑ + 8NaAlO₂
• 8Al + 18H₂O + 3KNO₃ + 5KOH → 3NH₃ ↑ + 8KAl(OH)₄
• 2Al + 4BaO → 3Ba + Ba(AlO₂)₂
• 2Al + 4CaO → 3Ca + Ca(AlO₂)₂
• Al + Ca(OH)₂ + H₂O → H₂ ↑ + Ca(AlO₂)₂
• 2Al + 2H₂O + Ba(OH)₂ → 3H₂ ↑ + Ba(AlO₂)₂
• 2Al + 2H₂O + 2KOH → 3H₂ ↑ + 2KAlO₂
• 2Al + 2H₂O + 2NaOH → 3H₂ ↑ + 2NaAlO₂

---