Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O Công thức, cơ chế và ứng dụng

Phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3

Công thức của phản ứng: Phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3? Phản ứng giữa nhôm và axit nitric được biểu diễn bằng công thức hóa học sau: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O. Trong đó, nhôm (Al) tác dụng với axit nitric (HNO3) để tạo thành muối nitrat nhôm (Al(NO3)3), khí nitơ (NO) và nước (H2O).

Cơ chế của phản ứng:

Cơ chế của phản ứng hợp kim nhôm và axit nitric liên quan đến việc nhôm oxi hóa và axit nitric bị khử. Nhôm bị oxi hóa từ trạng thái khử (Al) thành trạng thái oxi hóa (Al3+), trong khi axit nitric bị khử từ trạng thái oxi hóa (+5) thành trạng thái khử (+2).

Quá trình cụ thể của phản ứng là nhôm tác dụng với axit nitric trong môi trường axit để tạo ra nitrat nhôm và khí nitơ. Trong quá trình này, nhôm chuyển từ trạng thái khử thành trạng thái oxi hóa bằng cách trao đổi electron với axit nitric. Axit nitric cung cấp electron để khử nhôm và tự tham gia vào quá trình oxi hóa. Kết quả là, ta thu được muối nitrat nhôm (Al(NO3)3), khí nitơ (NO) và nước (H2O) là sản phẩm của phản ứng.

Ứng dụng của phản ứng Al + HNO3

Trong công nghiệp:

Phản ứng giữa nhôm (Al) và axit nitric (HNO3) có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp. Một trong những ứng dụng chính là trong quá trình sản xuất chất tẩy rửa, nơi mà phản ứng này được sử dụng để sản xuất nitrat nhôm (Al(NO3)3). Nitrat nhôm được sử dụng làm thành phần chính trong các chất tẩy rửa kim loại và bề mặt, nhờ khả năng tạo ra các ion nhôm có tính chất làm sạch và tẩy trắng.

Ngoài ra, phản ứng Al + HNO3 cũng được áp dụng trong quá trình xử lý nước và xử lý nước thải. Nitrat nhôm được sử dụng làm chất xử lý nước để tạo thành các kết tủa và hấp thụ các chất ô nhiễm trong nước và nước thải. Điều này giúp cải thiện chất lượng nước và giảm sự ô nhiễm trong quá trình xử lý.

Trong hóa học

Phản ứng hợp kim nhôm và axit nitric là quá trình hóa học quan trọng và được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và hóa học. Việc hiểu rõ về công thức và cơ chế của phản ứng này giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan về quá trình xảy ra và áp dụng hiệu quả trong các lĩnh vực liên quan.

Câu hỏi trắc nghiệm hóa học

Câu 1

Kim loại nào dưới đây không tác dụng được với HNO₃ đặc nguội?

A. Al

B. Zn

C. Cu

D. Ag

Đáp án: A

Câu 2

Cho 2,7 gam Al tác dụng với HNO₃ loãng phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu được V lít NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc).

A. 2,24 lít

B. 3.36 lít

C. 4,48 lít

D. 8,96 lít

Đáp án: A

n_Al = 2,7 : 27 = 0,1 (mol)

Al → Al³⁺ + 3e

0,1 → 0,3 (mol)

ne nhường = ne nhận = 0,3 (mol)

N⁺⁵ + 3e → NO

0,3 → 0,1 (mol)

=> V_NO = 0,1.22,4 =2,24 (l)

Câu 3

Cặp chất nào dưới đây có thể tồn tại trong cùng một dung dịch?

A. K₂SO₄ và BaCl₂

B. NaCl và AgNO₃

C. HNO₃ và FeO

D. NaNO₃ và AgCl

Đáp án: D

A. K₂SO₄ + BaCl₂ → 2KCl + BaSO₄

B. NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl

C. 3FeO + 5HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

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:

Đáp án: A

Phương trình phản ứng:

2Al + 3Hg(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Hg

Lá nhôm sẽ tạo hỗn hống với Hg. Hỗn hống Al tác dụng với nước:

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

Câu 5.

Cho 3,84 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 200 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,256 lít khí (ở đktc). Biết trong dung dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion. Phần trăm về khối lượng của Al trong X là:

Đáp án: 56,25%

Phương trình phản ứng:

3Mg + 2Al → Al2O3 + 3MgO

Theo đề bài, khối lượng hỗn hợp X là 3,84 gam, do đó khối lượng Mg và Al trong hỗn hợp lần lượt là:

m(Mg) + m(Al) = 3,84 gam

Khí sinh ra là 4,256 lít ở đktc, tương đương với 0,184 mol. Theo phương trình trên, số mol Al trong hỗn hợp X là:

n(Al) = 0,5 × 0,184 = 0,092 mol

Biết rằng dung dịch Y phân li hoàn toàn thành các ion, ta tính được số mol H+ và HSO4- có trong dung dịch:

n(H+) = V.C = 0,2 mol

n(HSO4-) = 0,5.V.C = 0,1 mol

Theo phương trình phản ứng, số mol Mg trong hỗn hợp X là:

n(Mg) = n(Al) × 3/2 = 0,138 mol

Vậy khối lượng của Al trong hỗn hợp X là:

m(Al) = n(Al) × M(Al) = 0,092 × 27 = 2,484 gam

Và phần trăm về khối lượng của Al trong X là:

%(Al) = m(Al)/m(X)

Nguồn tham khảo: https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_nitrate