Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O | Al tra Al(NO3)3

Phản ứng Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NH₄NO₃ + H₂O

1. Phương trình phản ứng Al tác dụng với HNO₃ loãng ra NH₄NO₃

2. Cân bằng phản ứng Al + HNO₃→ Al(NO₃)₃ + NH₄NO₃ + H₂O

Sử dụng phương pháp thăng bằng electron cân bằng phản ứng oxi hóa khử Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NH₄NO₃ + H₂O

Al⁰ + HN⁺⁵O₃→ Al⁺³(NO₃)₃ + N^-3H₄NO₃ + H₂O

Điền hệ số 8 vào Al, Al+3; điền hệ số 3 vào N^-3

Vậy phương trình phản ứng: 8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

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 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.

4. Điều kiện Al tác dụng với HNO₃

Nhiệt độ phòng

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 + HNO_{3 đặc} → muối nitrat + NO + H₂O ( t^o)

Kim loại + HNO_{3 loãng} → muối nitrat + NO + H₂O

Kim loại + HNO_{3 loãng lạnh} → muối nitrat + H₂

Mg(rắn) + 2HNO_{3 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 + 4HNO_{3 đặc} → 4NO₂ + 2H₂O + CO₂

P + 5HNO_{3 đặc} → 5NO₂ + H₂O + H₃PO₄

3C + 4HNO_{3 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%) → 3S_{kết tủa} + 2NO + 4H₂O

PbS + 8HNO_{3 đặc} → PbSO_{4 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. Cho phản ứng hoá học sau:

Al + HNO₃→ Al(NO₃)₃+ NH₄NO₃+ H₂O

Tổng hệ số cân bằng (là số nguyên, tối giản) của phản ứng trên là:

A. 58

B. 60

C. 48

D. 62

Lời giải:

Câu 2. Thuốc thử dùng để nhận biết ba axit đặc nguội HNO₃, H₂SO₄, HCl đựng trong ba lọ mất nhãn:

A. Cu

B. Al

C. Cr

D. CuO

Lời giải:

Câu 3. Hòa tan hoàn toàn 6,5 gam Zn trong dung dịch HNO₃ loãng, dư thu được dung dịch A và 0,224 lít khí N₂ (đktc). Khối lượng muối trong dung dịch A là

A. 18,90 gam

B. 19,9 gam

C. 39,80 gam

D. 28,35 gam

Lời giải:

Câu 4. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế HNO₃ từ

A. NaNO₂ và H₂SO₄ đặc.

B. NaNO₃ và H₂SO₄ đặc.

C. NH₃ và O₂.

D. N₂O₅ và H₂O.

Lời giải:

Câu 5. Khẳng định nào sau đây đúng khi nói về tính chất của nhôm?

A. Nhôm là kim loại nặng

B. Nhôm là kim loại tác dụng mạnh với nước.

C. Vật dụng bằng nhôm để lâu ngày cũng không tác dụng với nước do có màng oxit bao bọc

D. Nhôm là kim loại kiềm thổ

Lời giải:

Câu 6. Cho các thí nghiệm sau:

(a) Sục khí CO₂ đến dư vào dung dịch natri aluminat.

(b) Nhúng thanh sắt vào dung dịch H₂SO₄ loãng, nguội.

(c) Sục khí SO₂ đến dư vào nước brom.

(d) Cho một mẩu Li vào bình kín chứa khí N₂ ở nhiệt độ thường.

(e) Dẫn khí H₂S đến dư qua dung dịch CuSO₄.

(g) Rắc bột lưu huỳnh lên thuỷ ngân bị rơi vãi.

Số thí nghiệm có xảy ra phản ứng oxi hoá – khử là

A. 3.

B. 5.

C. 4.

D. 6.

Lời giải:

Câu 7. Có các thí nghiệm sau:

(I) Nhúng thanh sắt vào dung dịch H₂SO₄ loãng, nguội.

(II) Sục khí SO₂ vào nước brom.

(III) Sục khí CO₂ vào nước Gia-ven.

(IV) Nhúng lá nhôm vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nguội.

Số thí nghiệm xảy ra phản ứng hóa học là:

A. 4

B. 3

C. 1

D. 2

Lời giải:

Câu 8. Cho khí H₂S lội qua dung dịch CuSO₄ thấy có kết tủa màu xám đen xuất hiện, chứng tỏ:

A. Có phản ứng oxi hoá - khử xảy ra.

B. Có kết tủa CuS tạo thành, không tan trong axit mạnh.

C. Axit sunfuhiđric mạnh hơn axit sunfuric.

D. Axit sunfuric mạnh hơn axit sunfuhiđric.

Lời giải:

Câu 9. Cho sơ đồ sau: muối X + HCl → muối Y + H₂S. Dãy các chất nào sau đây có thể là X?

A. BaS, FeS, PbS, K₂S.

B. KHS, Ag₂S, FeS, Na₂S.

C. Na₂S, CuS, FeS, MgS.

D. NaHS, ZnS, FeS, MgS.

Lời giải:

Câu 10. Cho các dung dịch loãng : (1) FeCl₃, (2) FeCl₂, (3) H₂SO₄, (4) HNO₃, (5) hỗn hợp gồm HCl và NaNO₃. Những dung dịch phản ứng được với Cu là

A. (1), (3), (5).

B. (1), (2), (3).

C. (1), (3), (4).

D. (1), (4), (5).

Lời giải: