Kim loại Al không phản ứng với dung dịch

Câu hỏi: Kim loại Al không phản ứng với dung dịch:

A. NaOH loãng

B. H₂SO₄ loãng

C. H₂SO₄ đặc, nguội

D. H₂SO₄ đặc nóng

Lời giải:

Đáp án: C. H₂SO₄ đặc, nguội

Giải thích:

Al, Fe, Cr bị thụ động trong HNO₃, H₂SO₄ đặc nguội.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về Nhôm và các tính chất của Nhôm nhé:

Nhôm là kim loại màu trắng bạc, mềm, nhẹ, độ phản chiếu cao, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện cao, không độc, chống mài mòn. Nhôm là kim loại có nhiều thành phần nhất, chiếm 1/12 trong vỏ trái đất. Tuy nhiên, ta không tìm thấy nhôm tinh khiết trong tự nhiên, chỉ có thể tìm thấy nhôm kết hợp với oxygen và những nguyên tố khác. Trong đời sống nhôm thường được gọi là hợp kim nhôm.

I. Tính chất vật lý của nhôm 

- Mạng lập phương tâm diện, dẫn điện tốt (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng), dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt); t⁰nc = 660⁰C . 

- Màu trắng bạc, khá bền và dai, dễ kéo sợi và dát mỏng, nhẹ (D = 2,7 g/cm³ ). 

- Một số hợp kim của nhôm: 

Đuyra (95% Al; 4% Cu; 1% Mg, Mn, Si): nhẹ bằng 1/3 thép, cứng gần bằng thép. 

Silumin (gần 90% Al; 10% Si): nhẹ, bền. 

Almelec (98,5% Al; còn lại là Mg, Si và Fe) dùng làm dây cáp. 

Hợp kim electron (10,5% Al; 83,3% Mg còn lại là Zn, Mn...): chỉ nặng bằng 65% Al lại bền hơn thép, chịu được sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ trong một giới hạn lớn nên được dùng làm vỏ tên lửa.

II. Tính chất hóa học của Nhôm

- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm và kiểm thổ nên dễ bị oxi hoá thành ion dương: Al → Al³⁺ + 3e

1. Tác dụng với phi kim

a. Với oxi

 - Bột Al cháy trong không khí khi được đun nóng cho ngọn lửa màu sáng chói.

    2Al + 3O₂ → Al₂O₃

* Lưu ý:

 - Al chỉ phản ứng với oxi trên bề mặt (vì tạo ra lớp màng oxit bao phủ bề mặt, bảo vệ và ngăn cản Al tham gia phản ứng tiếp):     

 - Muốn phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải loại bỏ lớp oxit bao phủ trên bề mặt Al (bằng cách tạo hỗn hống Al - Hg hoặc dùng Al bột đun nóng).

b. Với các phi kim khác

 - Nhôm phản ứng được với các phi kim khác → muối.

 - Al tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen:

Ví dụ: 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

- Khi đun nóng, Al tác dụng với bột S:                                              

2Al + 3S → Al₂S₃

​2. Tác dụng với dung dịch axit

a. Với H⁺ (HCl, H₂SO₄ loãng...)

- Al phản ứng dễ dàng → muối + H₂

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 3H₂SO₄ loãng → Al₂(SO4)₃ + 3H₂

b. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh: HNO3 loãng hoặc đặc, H₂SO₄ đậm đặc

- Nhôm tác dụng với HNO₃

M + HNO₃ → M(NO₃)n + {NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃} + H₂O 

Ví dụ: 

Al + 6HNO₃ đặc, nóng → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Al + 4HNO₃ loãng → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

- Nhôm tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng

2Al + 6H₂SO₄ → Al₄(SO4)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

* Lưu ý:

 - Al thụ động với H₂SO₄ đặc nguội và HNO₃ đặc nguội → có thể dùng thùng Al để chuyên chở axit HNO3 đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội.

3. Phản ứng nhiệt nhôm

 - Al khử được oxit của các kim loại đứng sau nhôm ở nhiệt độ cao

 Ví dụ:                  

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe

2Al + 3CuO → Al₂O₃ + 3Cu

* Lưu ý: khi giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm:

 - Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm → H₂ thì Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm hoặc hiệu suất H của phản ứng < 100%

 - Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm không có khí thoát ra chứng tỏ không dư Al.

 - Khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng không đổi (bảo toàn khối lượng).

4. Tác dụng với nước

- Al không phản ứng với nước vì được lớp oxit mỏng, bền và đặc khít bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp oxit bao phủ bề mặt, Al phản ứng trực tiếp với nước.              

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂

* Lưu ý:

- Al(OH)3 là chất kết tủa dạng keo màu trắng khi sinh ra sẽ bao kín bề mặt của Al kim loại ngăn cách không cho Al tiếp xúc với nước để phản ứng tiếp nữa. Phản ứng này chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết.

5. Tác dụng với dung dịch bazơ

- Al tham gia phản ứng dễ dàng với các dung dịch kiềm:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂

- Cơ chế:

+ Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước:

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂

+ Al(OH)₃ sinh ra là hiđroxit lưỡng tính tan được trong dung dịch kiềm:

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H­₂O

Quá trình này lặp đi lặp lại đến hết.

* Lưu ý:

 - Nếu cho hỗn hợp Na, K, Ba, Ca và Al (hoặc Zn) vào nước dư, xảy ra các phản ứng:

2M  + 2H₂O → 2MOH + H₂

MOH + H₂O + Al → MAlO₂ + 3/2H₂

 - Trong quá trình giải toán có 2 trường hợp xảy ra:

 * Trường hợp 1. Cả kim loại kiềm và Al đều phản ứng hết nếu số mol kim loại kiềm ≥ số mol Al.

 * Trường hợp 2. Kim loại kiềm phản ứng hết, Al dư nếu số mol kim loại kiềm < số mol Al.

6. Tác dụng với dung dịch muối

- Al đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:

2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu

- Phản ứng với muối nitrat trong môi trường kiềm:

8Al + 3NaNO₃ + 5NaOH + 2H₂O → 8NaAlO₂ + 3NH₃

- Phản ứng với muối nitrat trong môi trường axit (giống phản ứng với HNO₃):

Al + 4H⁺ + NO₃^- → Al³⁺ + NO + 2H₂O