Phản ứng giữa AL H2SO4 là một quá trình hóa học quan trọng và đa dạng ứng dụng. Sự kết hợp giữa hai chất này đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất hợp kim, đúc đồng thời cũng có vai trò quan trọng trong các quy trình công nghiệp. Phản ứng AL H2SO4 sẽ tiếp tục mang lại những tiềm năng, lợi ích vượt trội trong các ngành công nghiệp và đóng góp tích cực cho sự tiến bộ của xã hội.
Lý thuyết về AL H2SO4
Phương trình ứng nhôm tác dụng với H2SO4 đặc nóng
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Điều kiện phản ứng nhôm tác dụng với H2SO4 đặc nóng
Nhiệt độ thường
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.
Hiện tượng sau phản ứng
Mẩu nhôm tan dần, xuất hiện khí không màu, có mùi hắc chính là lưu huỳnh đioxit (SO2)
Tính chất hóa học của nhôm
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
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
Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn
AI + 3AgNO3 → Al(NO3)3 + 3Ag
2Al + 3FeSO4 → Al2(SO4)3 + 3Fe
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↑
Phản ứng nhiệt nhôm
Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học tỏa 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
Nội dung mở rộng AL H2SO4
Nhôm là gì?
Nhôm (bắt nguồn từ tiếng Pháp: aluminium) là tên của một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13.
Nhôm thuộc kim loại, có màu sắc trắng ánh bạc, mềm và nhẹ. Nhôm có tính phản chiếu cao cũng như có tính dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Nhôm là kim loại không độc và có tính chống mài mòn.
Trong tự nhiên rất khó để tìm được nhôm nguyên chất, thông thường kim loại này được tìm thấy khi được kết hợp cùng oxygen cùng với những nguyên tố khác. Người ta vẫn thường gọi là hợp kim nhôm trong cuộc sống hàng ngày.
Nhôm là kim loại thường thấy ở bên trong lớp vỏ trái đất (chiếm khoảng 8% lớp vỏ). 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 . 2SiO2 . 2H2O.
- Trong mica: K2O . Al2O3 . 6SiO2 . 2H2O.
- Trong Boxit: Al2O3 . nH2O.
- Trong criolit Criolit: 3NaF . AlF3 hay (Na3AlF6).
Nhôm là gì?
Tính chất vật lý của nhôm
- Nhôm là một kim loại nhẹ, màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ 660 độ C
- Nhôm rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mỏng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm
- Nhôm nằm ở nhóm IIIA và chu kì 3
- Nhôm có cấu trúc tinh thể là lập phương tâm diện
Tính chất hóa học của nhôm
Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, mang đầy đủ tính chất hóa học của một kim loại.
Tác dụng với phi kim
– Với oxi: Ở to thường tạo lớp màng oxit bảo vệ. Nếu đốt bột nhôm thì sẽ phản ứng mạnh.
Ví dụ:
4Al + 3O2 -(nhiệt độ)-> 2Al2O3
– Với phi kim khác:
+ Với Cl2, Br2 phản ứng ngay ở to thường tạo thành AlCl3, AlBr3 phản ứng bốc cháy.
Ví dụ:
2Al + 3Cl2 -(nhiệt độ)-> 2AlCl3
+ Khi đun nóng, phản ứng được với I2, S. Khi đun nóng mạnh, phản ứng được với N2, C.
2Al + 3S -(nhiệt độ)-> Al2S3
2Al + N2 -(nhiệt độ)-> 2AlN
2Al + 3C -(nhiệt độ)-> Al4C3
Tác dụng với axit
– Axit thường: khử dễ dàng ion H+ thành H2.
Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2 H2
– Axit oxi hóa: Không tác dụng với axit H2SO4, HNO3 đặc nguội. Al tác dụng mạnh với axit HNO3 loãng, H2SO4 đặc, nóng.
Ví dụ:
Al + 4HNO3 -> Al(NO3)2 + NO + H2O
2Al + 6H2SO4 đặc -(nhiệt độ)-> Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Tác dụng với oxit kim loại – Phản ứng nhiệt nhôm
Ở to cao, Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit như (Fe2O3, Cr2O3, CuO …) thành kim loại tự do.
Ví dụ:
2Al + Fe2O3 -(nhiệt độ)-> Al2O3 + 2Fe
Tác dụng với nước
Vật bằng nhôm không tác dụng với H2O ở bất kì to nào vì có lớp oxit bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp bảo vệ, nhôm khử được nước ở to thường, nhưng phản ứng nhanh chóng dừng lại vì tạo kết tủa Al(OH)3.
Nhôm là một kim loại lưỡng tính là chất vừa có khả năng tác dụng với dung dịch axit, vừa có khả năng tác dụng với bazo. Ví dụ:
Tác dụng với dung dịch kiềm
Al + NaOH + 3H2O → Na[(Al(OH)4] + 3/2 H2↑
Phương trình ion thu gọn:
Al + OH- + 3H2O → [(Al(OH)4]- + 3/2 H2↑
Với chương trình cơ bản có thể viết:
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2↑
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Zn(OH)2 + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + H2O
Zn(OH)2 + 2KOH → K2ZnO2 + 2 H2O
Tính chất hóa học của nhôm và hợp chất của nó có vài điểm đặc biệt. Hợp chất của nhôm Al2O3, Zn(OH)2,…đều là các chất có tính lưỡng tính. Nói rằng chất có tính lưỡng tính tác dụng được với axit và bazơ. Chất có tính lưỡng tính khi tác dụng với axit hoặc bazơ gây ra phản ứng trung hòa. Nhưng nhiều loại hợp chất khi tác dụng với axit hoặc bazơ không gây ra phản ứng trung hòa.
Tính chất hóa học của nhôm
Ứng dụng của nhôm
Tính năng tuyệt vời nhất của Al là khả năng chống mài mòn tuyệt vời và độ bền cao, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, công nghiệp, gia dụng …
Ứng dụng y tế
Nhôm là một kim loại, nhưng hợp chất của nó, alumin, có những đặc tính khiến nó trở thành vật liệu sinh học. Do đặc tính mịn của oxit nhôm nên nó được sản xuất rất an toàn và bảo vệ các bề mặt tiếp xúc của các bộ phận giả trên cơ thể (hông, vai, chân, tay, v.v.) mà không gây hại cho sức khỏe. Ngoài ra, nhôm oxit còn được các hãng mỹ phẩm sử dụng để làm kem che khuyết điểm, son môi, phấn má hồng… nhờ đặc tính tạo độ bóng và mịn của nó.
Ứng dụng công nghiệp
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.
Ứng dụng vào cuộc sống hàng ngày
Có thể nói rằng rất nhiều đồ gia dụng trong nhà chúng ta được làm bằng nhôm. Không giống như sắt dễ rỉ sét, nhôm có khả năng chống gỉ và có độ bền tuyệt vời. Từ bàn tay tài hoa của những người thợ thủ công, những thanh nhôm vô tri vô giác dưới dạng vật dụng quen thuộc trong gia đình trở nên quen thuộc và phổ biến trong cuộc sống của chúng ta như tủ quần áo, tủ áo, thanh treo rèm, móc áo, mắc áo, xoong nồi nhôm, bát nhôm, thìa nhôm, thang, bàn ghế nhôm, giường nhôm…
Nhôm được sử dụng nhiều trong giấy bọc bánh kẹo, thực phẩm để nướng, … do đặc tính dễ dát mỏng và là một nguyên liệu rất rẻ. Từ khi ngành công nghiệp chế tạo nhôm tối ưu hóa được chi phí sản xuất, đây trở thành nguồn cung chủ yếu cho công nghiệp thực phẩm và gia dụng hiện nay.
Ứng dụng vào ngành xây dựng
Al được vinh danh là ‘hardcore’ của ngành xây dựng Việt Nam. Mọi thứ từ chi phí đến đặc tính của nhôm đều có thể sản xuất hàng loạt, vì nhiều vật liệu được làm bằng Al. Một số vật liệu xây dựng phổ biến được làm từ nhôm như cửa sổ, cửa chính, cửa hông, cửa toilet, khung, tủ nhôm, mái hiên, mặt dựng, mặt dựng, vách ngăn…
Ứng dụng của nhôm
Bài tập vận dụng liên quan AL H2SO4
Câu 1. Dãy nào sau đây sắp xếp các kim loại đúng theo thứ tự tính khử tăng dần?
- Pb, Ni, Sn, K
- Pb, Sn, Ni, K
- Ni, Sn, K, Pb
- Ni, K, Pb, Sn
Đáp án B
Câu 2. Dãy kim loại nào dưới đây tác dụng được H2SO4 đặc nguội?
- Zn, Cu, Fe
- Ni, Fe, Cu
- Cu, Zn, Mg
- Cu, Fe, Mg
Đáp án C
Phương trình hóa học
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
4Mg + 5H2SO4 → 4MgSO4 + H2S + 4H2O
Câu 3. 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:
- Fe2O3
- FeO
- FeO, ZnO
- Fe2O3, ZnO
Đáp án A
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2KCl
ZnCl2 + 4KOH dư → K2ZnO2 + 2KCl + 2H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O
Vậy chất rắn là Fe2O3
Câu 4. 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
- 2,7 gam
- 10,8 gam
- 8,1 gam
- 5,4 gam
Đáp án B
nSO2 = 13,44/22,4 = 0,6 mol
Phương trình hóa học
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
0,4 ← 0,6 mol
mAl = 0,4.27 = 10,8 gam
Câu 5. 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?
- Fe
- Mg
- Zn
- Pb
Đáp án A
A + Cu2+ → A2+ + Cu
Số mol Cu2+ phản ứng là: 1(0,5 – 0,3) = 0,2 mol
Độ tăng khối lượng của thanh kim loaị A:
mA = mCu – mA tan = 0,2(64 – A) = 1,6
Suy ra: A = 56 là Fe
Câu 6. Có thể dùng hóa chất nào sau đây để phân biệt 3 chất rắn Mg, Al, Al2O3 đựng trong các lọ riêng biệt?
- H2SO4 loãng.
- NaOH.
- HCl đặc.
- Amoniac.
Đáp án B
Sử dụng thuốc thử NaOH
Cho từng chất rắn trong lọ tác dung với NaOH.
Mẫu thử không có hiện tượng xảy ra chất ban đầu là Mg.
Mẫu thử có chất rắn tan dần, có khí thoát ra → Al
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Mẫu thử có chất rắn tan dần → Al2O3
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Câu 7. 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
- 0,540 gam.
- 0,810gam.
- 1,080 gam.
- 2,160 gam.
Đáp án D
Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH có khí thoát ra → Al dư
Phương trình phản ứng
2Al + Fe2O3→ 2Fe + Al2O3
0,04 0,02 mol
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
0,04 0,06 mol
→ nAl = 0,04 + 0,04 = 0,08 mol → mAl = 0,08.27 = 2,16 gam.
Câu 8. 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
- 4,48 lít.
- 0,672 lít.
- 0,448 lít.
- 0,336 lít.
Đáp án D
Phương trình hóa học
2Al + 2NaOH+ 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
0,1 0,1 mol
Sau phản ứng Al dư, NaOH hết
nkhí = 0,015 mol → V = 0,015.22,4 = 0,336 lít.
Kết luận của phản ứng AL H2SO4 là một phần quan trọng trong lĩnh vực hóa học và công nghiệp. Sự tương tác giữa nhôm (AL), axit sulfuric (H2SO4) tạo ra khí hidro (H2) và muối nhôm sulfat (Al2(SO4)3). Phản ứng này có nhiều ứng dụng trong sản xuất hợp kim, đúc, và trong quá trình sản xuất các sản phẩm hàng ngày. Đồng thời, axit sulfuric cũng được sử dụng trong các quy trình công nghiệp và sản xuất phân bón.
Xem thêm:
