Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O l Al ra Al2(SO4)3

Phản ứng Al + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

1. Phương trình phản ứng nhôm tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng

2. Điều kiện phản ứng nhôm tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng

Nhiệt độ thường

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. 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)

3.2. 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.

4. Cách tiến hành phản ứng Zn và dung dịch H₂SO₄ đặc

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

5. Hiện tượng sau phản ứng

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

6. Tính chất hóa học của Nhôm

6.1. 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

6.2. 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

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

AI + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag

2Al + 3FeSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Fe

6.4. 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↑

6.5. 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

6.6. 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.

7. Tính chất hoá học của H₂SO₄

7.1. H₂SO₄ loãng

Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

• Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
• Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

• Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

• Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

• H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

7.2. 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

8. Bài tập vận dụng 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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

Câu 13. 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:

Câu 14. Có 3 lọ không nhãn, mỗi lọ đựng một trong các chất rắn sau: Cu, Mg, Al. Thuốc thử để nhận biết 3 chất trên là

A. Lần lượt NaOH và HCl.

B. Lần lượt là HCl và H₂SO₄ loãng.

C. Lần lượt NaOH và H₂SO₄ đặc nóng.

D. Tất A, B, C đều đúng.

Lời giải:

Câu 15. Hiện tượng quan sát được khi ta đổ từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch AlCl₃ là:

A. Xuất hiện kết tủa keo trắng đến cực đại, sau đó kết tủa không tan khi cho dư NaOH

B. Xuất hiện kết tủa keo trắng đến cực đại, sau đó kết tủa tan từ từ đến khi cho dư NaOH, dung dịch thu được trong suôt

C. Không có hiện tượng gì xảy ra

D. Ban đầu không có hiện tượng gì, sau đó xuất hiện kết tủa keo trắng từ từ đến cực đại.

Lời giải:

Câu 16. Nhôm tác dụng được với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng vì:

A. Nhôm là kim loại.

B. Nhôm có tính dẻo nên dễ tác dụng với axit.

C. Nhôm có lớp oxit mỏng.

D. Nhôm là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học.

Lời giải:

Câu 17. Cho các lọ hóa chất mất nhãn được đựng trong các lọ riêng biệt sau: NaCl, MgCl₂, FeCl₂, FeCl₃, AlCl₃, NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄. Chỉ được sử dụng 1 loại thuốc thử duy nhất để nhận biết các lọ hóa chất mất nhãn trên, hóa chất đó là:

A. KOH

B. Ba(OH)₂

C. Ca(NO₃)₂

D. AgNO₃

Lời giải: