Hoàn thành hệ số của phương trình phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O?

Chúng tôi xin giới thiệu bài Hoàn thành hệ số của phương trình phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O? được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Hoàn thành hệ số của phương trình phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O?

Phương trình phản ứng Al tác dụng HNO₃ loãng

8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

Điều kiện phản ứng xảy ra giữa Al và HNO ₃ loãng

Cho Al tác dụng với HNO₃ loãng ở Nhiệt độ thường

Giải thích

Hoàn thành phương trình trên bằng phương pháp thăng bằng ęlectron.

Xác định sự thay đổi số oxi hóa

Al⁰ + HN⁺⁵O₃ → Al⁺³(NO₃)₃ + N⁺⁴₂O + H₂O.

Ta có quá trình cho - nhận e:

8 × || Al → Al³⁺ + 3e

3 × || 2N⁺⁵ + 8e → 2N₊₄ (N₂O)

⇒ Điền hệ số vào phương trình, chú ý không điền vào HNO₃

(vì N⁺⁵ ngoài vai trò oxi hóa còn giữ lại làm môi trường NO₃):

8Al + HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + H₂O.

Bảo toàn nguyên tố Nitơ ⇒ hệ số của HNO₃ là 30.

Bảo toàn nguyên tố Hidro ⇒ hệ số của H₂O là 15.

⇒ 8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

Kiến thức tham khảo về Nhôm

- Ký hiệu hóa học: Al.

- Nguyên tử khối: 26,982 g/mol.

- Số đơn vị điện tích hạt nhân: Z = 13.

- Độ âm điện: 1,61.

I. Vị trí và cấu tạo của nguyên tử của nhôm

- Cấu hình electron nguyên tử: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ hay viết gọn lại [Ne]3s²3p¹.

=> Vị trí: ô số 13; chu kỳ 3; nhóm IIIA.

Là nguyên tố p và có 3e hoá trị nên Al có xu hướng nhường 3e tạo ion dương Al³⁺.

Al → Al³⁺ + 3e

=> Trong hợp chất nhôm có số oxi hoá +3. (VD: Al₂O₃, AlCl₃... )

- Kiểu mạng tinh thể: lập phương tâm diện.

II. Tính chất vật lí

- Trạng thái: khá mềm; dễ kéo sợi; dễ dát mỏng → dùng để làm giấy gói kẹo; gói thuốc lá…).

- Màu: trắng bạc

- Nhiệt độ nóng chảy: 660^oC.

- Khối lượng riêng D = 2,7 g/cm³ nên là kim loại nhẹ.

- Dẫn điện tốt; dẫn nhiệt tốt.

III. Tính chất hóa học

Tính chất hóa học cơ bản là tính khử mạnh (yếu hơn của kim loại kiềm; kiềm thổ)

+ Al → Al³⁺ + 3e

Tác dụng với phi kim: khử trực tiếp nhiều phi kim (O₂; Cl₂; S...) thành ion âm.

Tác dụng với axit:

- Với các dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng → muối + khí H₂.

Ví dụ: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ 

→ Phương trình ion rút gọn: 2Al + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂ 

- Với các axit HNO₃; H₂SO₄ đặc nóng, HNO₃ loãng:

- Al bị thụ động hóa với HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội.

Tác dụng với oxit kim loại: (phản ứng nhiệt nhôm)

Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại yếu hơn (Fe₂O₃,Cr₂O₃; CuO, ...) thành kim loại tự do và tỏa nhiều nhiệt → dùng để hàn đường ray.

VD: Fe₂O₃ + 2Al →_t^0​ Al₂O₃ + 2Fe

Tác dụng với H₂O:

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂ 

(Do tạo Al(OH)₃ không tan nên coi như Nhôm không tan trong nước)

Phản ứng dừng lại nhanh do có lớp Al(OH)₃ không tan trong H₂O ngăn cản không cho lớp nhôm bên trong tác dụng với nước.

Tác dụng với bazơ: nhôm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH) ₂ ....

VD: 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ (Nhôm tan trong dung dịch kiềm)

natri aluminat

IV. Trạng thái tự nhiên

Nhôm là kim loại thường thấy phía bên trong vỏ trái đất (chiếm khoảng 8%). Trong tự nhiên, nhôm thường có trong các hợp chất như đất sét, boxit hay criolit. Cụ thể: Trong đất sất sét, nhôm thuộc hợp chất: Al₂O₃.

V. Ứng dụng của nhôm

Nhôm có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Kim loại này được các thương hiệu nhôm tại Việt Nam dùng để tạo thành vỏ máy bay do độ bền chắc và mỏng nhẹ của nó. Nhôm cũng được dùng để sản xuất các thiết bị và dụng cụ sinh hoạt như nồi, chảo, các đường dây tải điện, các loại cửa,…

Chúng ta dễ dàng có thể thấy rằng nhôm được phổ biến và ứng dụng rất nhiều trong đời sống chẳng hạn như:

Trong ngành xây dựng

Ngành xây dựng sẽ được ứng dụng nhôm làm:

+ Cửa đi chính

+ Cửa sổ

+ Khung sườn nhôm

+ Vách ngăn

+ Mặt dựng

+ Mái hiên

Trong ngành công nghiệp

Ứng dụng nhôm trong ngành công nghiệp sẽ liên quan đến:

+ Khung máy

+ Thùng xe tải

+ Thanh tản nhiệt

Trong hàng tiêu dùng

Ngoài ra, chất liệu nhôm áp dụng trong một số hàng tiêu dùng như:

+ Tủ trưng bày

+ Thanh treo màn

+ Bảng treo tường

+ Thang

+ Giường

+ Bàn ghế nhôm

VI. Sản xuất nhôm

Điều chế nhôm

Hiện nay, cách điều chế chủ yếu nhất là tách nhôm trong quặng boxit nhôm có lẫn SiO2 và Fe2O3.

Trước tiên, người ta sẽ làm sạch nguyên liệu bằng cách cho phản ứng với dung dịch kiềm để tách riêng Al2O3. Sau đó dùng bình điện phân, điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6. Để thực hiện việc này, ta cần hạ nhiệt độ nóng chảy tử 2050 xuống 900^oC để tạo thành nhiều ion ngăn không cho oxi phản ứng lại với nhôm để tạo ra lớp oxit bảo vệ.

VII. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Cho phản ứng: Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + N₂O + H₂O

Trong phương trình phản ứng trên, khi hệ số của Al là 8 thì hệ số của HNO₃ là

1. 24
2. 30
3. 26
4. 15

Đáp án B

Phương trình phản ứng: 8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

Trong phương trình phản ứng trên, khi hệ số của Al là 8 thì hệ số của HNO₃ là 30

Câu 2. Khí không màu hóa nâu trong không khí là

1. N₂O
2. NO
3. NH₃
4. NO₂

Đáp án B

Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO

Câu 3. Trong phản ứng: Al + HNO₃ (loãng) → Al(NO₃)₃ + N₂O + H₂O, tỉ lệ giữa số nguyên tử Al bị oxi hóa và số phân tử HNO₃ bị khử (các số nguyên, tối giản) là:

1. 8 và 6.
2. 4 và 15.
3. 4 và 3.
4. 8 và 30.

Đáp án D

Phương trình phản ứng: 8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

Tỉ lệ giữa số nguyên tử Al bị oxi hoá và số phân tử HNO₃ bị khử (các số nguyên, tối giản) là 8 và 30

Câu 4. Nhúng thanh Al vào dung dịch HNO₃ loãng, không thấy có khí thoát ra. Kết luận nào sau đây là đúng:

1. Al không phản ứng với dd HNO₃ loãng
2. Al bị thụ động hóa trong dd HNO₃ loãng
3. Al phản ứng với HNO₃ tạo ra muối amoni
4. Cả A và B đều đúng

Đáp án C

Al tan hết trong HNO₃ loãng nhưng không có khí sinh ra cho nên sản phần khử mà muối NH₄NO₃

Phương trình hóa học:

8Al + 30HNO₃→ 8Al(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

Câu 5. Hòa tan hoàn toàn hh X gồm 8,1 gam Al và 29,25 gam Zn bằng dung dịch HNO₃ 12,6% (vừa đủ) thu được V lit N₂O (đktc, khí duy nhất) và dd Y chứa 154,95 gam muối tan. Giá trị của V là:

1. 3,36
2. 5,04
3. 4,48
4. 6,72

Đáp án A

m_Al(NO3)3= 8,1.213/27 = 63,9 gam

m_Zn(NO3)3 = 29,25.189/65 = 85,05 gam

m_Y= m_Al(NO3)3 + m_Zn(NO3)3 + m_NH4NO3

=> m_NH4NO3 = 6 gam => n_NH4NO3 = 0,075 mol

n_N2O = (0,3.3 + 0,45.2 - 0,075.8)/8 = 0,15 mol

=> V = 0,15.22,4 = 3,36 lít

-------------------------------

Ngoài Hoàn thành hệ số của phương trình phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O? đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.