Mẹo nhỏ: Để tìm kiếm chính xác các ấn phẩm của sesua.vn, hãy search trên Google với cú pháp: "Từ khóa" + "sesua.vn". (Ví dụ: vong tay tram huong sesua.vn). Tìm kiếm ngay
14 lượt xem

Cân bằng phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O và bài tập

Trong hóa học, cân bằng phản ứng hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc xác định đúng sản phẩm và lượng chất phản ứng. Một trong những phản ứng quan trọng và phổ biến là phản ứng giữa nhôm (Al) và axit nitric (HNO3), tạo ra nhôm nitrat (Al(NO3)3), amoni nitrat (NH4NO3) và nước (H2O) là sản phẩm. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về cách cân bằng phản ứng này và giải một số bài tập liên quan.

Bảng phản ứng cân bằng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Phản ứng giữa nhôm và axit nitric có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:

Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Để cân bằng phương trình này, chúng ta cần xác định số nguyên tử của các nguyên tố có mặt ở cả hai vế của phương trình.

Xác định số hiệu nguyên tử của các nguyên tố

  • Vế trái của phương trình:
    • Al: 1 nguyên tử
    • H: 1 nguyên tử
    • N: 1 nguyên tử
    • O: 3 nguyên tử
  • Vế phải của phương trình:
    • Al: 1 nguyên tử
    • N: 4 nguyên tử
    • O: 12 nguyên tử
    • H: 4 nguyên tử

Vậy phương trình không cân bằng và chúng ta cần tìm hệ số thích hợp để cân bằng nó.

Cân bằng phương trình

Để cân bằng phương trình, chúng ta cần điều chỉnh các hệ số như sau:

Al + 3HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + 3H2O

Trong đó:

  • Vế trái của phương trình:
    • Al: 1 nguyên tử
    • H: 3 nguyên tử
    • N: 3 nguyên tử
    • O: 9 nguyên tử
  • Vế phải của phương trình:
    • Al: 1 nguyên tử
    • N: 4 nguyên tử
    • O: 12 nguyên tử
    • H: 4 nguyên tử

Như vậy, phương trình đã được cân bằng theo số lượng nguyên tử của các nguyên tố.

Ứng dụng của phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Phản ứng giữa nhôm và axit nitric có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và đời sống, cụ thể như sau:

READ  Sơ yếu lý lịch - Tuyệt chiêu "vượt mặt" đối thủ trên con đường xin việc

Sản xuất muối nhôm nitrat

Muối nhôm nitrat (Al(NO3)3) là một trong những sản phẩm chính của phản ứng này. Muối này có nhiều ứng dụng như:

  • Là chất oxy hóa trong thuốc nổ và pháo hoa.
  • Được sử dụng trong sản xuất hóa chất, phân bón và các sản phẩm khác.
  • Là nguyên liệu thô trong quá trình luyện kim và điện hóa.

Sản xuất phân đạm amoni nitrat

Amoni nitrat (NH4NO3) cũng là một trong những sản phẩm chính của phản ứng. Đây là một loại phân bón quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp:

  • Cung cấp nitơ và đạm cho cây trồng cùng một lúc.
  • Có hiệu quả cao trong việc tăng năng suất cây trồng.
  • Dễ sử dụng, dễ hòa tan và dễ phân hủy trong đất.

Được sử dụng trong ngành luyện kim

Phản ứng giữa nhôm và axit nitric cũng được sử dụng trong một số quá trình luyện kim:

  • Được sử dụng để tách nhôm ra khỏi quặng bô-xít.
  • Là một trong những phản ứng quan trọng trong quá trình điện phân để sản xuất kim loại nhôm.
  • Dùng để vệ sinh và khử trùng bề mặt sản phẩm nhôm.

Ứng dụng trong hóa chất và công nghiệp

Ngoài những ứng dụng trên, phản ứng này còn có nhiều ứng dụng khác trong lĩnh vực hóa chất và công nghiệp:

  • Được sử dụng để tổng hợp các hợp chất hữu cơ có chứa nhóm nitro.
  • Đây là một trong những phản ứng quan trọng trong quá trình sản xuất các axit, kiềm và muối khác.
  • Được sử dụng trong sản xuất pin, ắc quy và các thiết bị điện tử khác.

Giải bài tập cân bằng phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Để nắm vững cách cân bằng phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O, chúng ta sẽ giải một số bài tập điển hình.

Bài tập 1

Cho phản ứng: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Cân bằng phương trình này và tính toán:

  1. Số mol Al cần thiết để phản ứng với 12 mol HNO3.
  2. Số mol của Al(NO3)3 và NH4NO3 thu được.
READ  NGUYÊN NHÂN GÂY RA Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

Câu trả lời:

  1. Cân bằng phương trình: Al + 3HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + 3H2O

Từ phương trình cân bằng, ta thấy tỉ lệ mol của Al và HNO3 là 1:3.

Vậy số mol Al cần phản ứng với 12 mol HNO3 là: Số mol Al = 12 mol HNO3 / 3 = 4 mol

  1. Số mol của Al(NO3)3 và NH4NO3 thu được: Số mol của Al(NO3)3 = Số mol của Al = 4 mol Số mol của NH4NO3 = Số mol của Al = 4 mol

Bài tập 2

Cho phản ứng: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Nếu 8 g Al phản ứng hoàn toàn với axit HNO3, hãy tính:

  1. Số mol của Al, HNO3, Al(NO3)3 và NH4NO3 tham gia phản ứng.
  2. Khối lượng của mỗi sản phẩm thu được.

Câu trả lời:

  1. Tính số mol Al tham gia phản ứng: Số mol Al = 8 g / 26,98 g/mol = 0,296 mol

Từ phương trình cân bằng, ta có: Số mol HNO3 = 3 × 0,296 mol = 0,888 mol Số mol Al(NO3)3 = 0,296 mol Số mol NH4NO3 = 0,296 mol

  1. Tính khối lượng của mỗi sản phẩm: Khối lượng của Al(NO3)3 = 0,296 mol × 213 g/mol = 63,13 g Khối lượng của NH4NO3 = 0,296 mol × 80 g/mol = 23,68 g

Bài tập 3

Cho phản ứng: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Nếu 50 g Al phản ứng với một lượng dư HNO3, hãy tính:

  1. Khối lượng HNO3 cần thiết để phản ứng hoàn toàn.
  2. Khối lượng của mỗi sản phẩm thu được.

Câu trả lời:

  1. Tính số mol Al tham gia phản ứng: Số mol Al = 50 g / 26,98 g/mol = 1,85 mol

Từ phương trình cân bằng, ta có: Số mol HNO3 cần dùng = 3 × 1,85 mol = 5,55 mol Khối lượng HNO3 cần dùng = 5,55 mol × 63 g/mol = 349,65 g

  1. Tính khối lượng của mỗi sản phẩm: Khối lượng của Al(NO3)3 = 1,85 mol × 213 g/mol = 393,55 g Khối lượng của NH4NO3 = 1,85 mol × 80 g/mol = 148 g

Bài tập ứng dụng

Sau khi hiểu cách cân bằng phương trình phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O, chúng ta sẽ giải một số bài tập ứng dụng.

Bài tập 4

Trong một quá trình sản xuất, người ta cần tạo ra 500 kg muối nhôm nitrat (Al(NO3)3). Tính toán:

  1. Số mol Al cần dùng.
  2. Số mol HNO3 cần dùng.
  3. Khối lượng NH4NO3 thu được.
READ  Sổ KT3 là gì?

Câu trả lời:

  1. Tính số mol Al cần dùng: Số mol Al(NO3)3 = 500 kg / 213 kg/mol = 2,35 mol Từ phương trình cân bằng, ta có: Số mol Al = Số mol Al(NO3)3 = 2,35 mol
  1. Tính số mol HNO3 cần dùng: Số mol HNO3 = 3 × Số mol Al = 3 × 2,35 mol = 7,05 mol
  1. Tính khối lượng NH4NO3 thu được: Số mol NH4NO3 = Số mol Al = 2,35 mol Khối lượng NH4NO3 = 2,35 mol × 80 g/mol = 188 kg

Bài tập 5

Trong một quá trình luyện kim, người ta cần sản xuất 100 kg kim loại nhôm bằng cách điện phân dung dịch muối nhôm nitrat (Al(NO3)3). Biết rằng hiệu suất của quá trình điện phân là 80%. Tính:

  1. Số mol Al(NO3)3 cần dùng.
  2. Khối lượng HNO3 cần thiết để tạo ra số mol Al(NO3)3 nêu trên.

Câu trả lời:

  1. Tính số mol Al cần dùng: Số mol Al = 100 kg / 26,98 kg/mol = 3,71 mol Với hiệu suất điện phân 80%, số mol Al(NO3)3 cần dùng là: Số mol Al(NO3)3 = 3,71 mol / 0,8 = 4,64 mol
  1. Tính khối lượng HNO3 cần dùng: Từ phương trình cân bằng, ta có: Số mol HNO3 = Số mol Al(NO3)3 / 3 = 4,64 mol / 3 = 1,55 mol Khối lượng HNO3 = 1,55 mol × 63 g/mol = 97,65 kg

Kết luận

Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về cách cân bằng phản ứng giữa nhôm (Al) và axit nitric (HNO3), tạo ra các sản phẩm là Nhôm nitrat (Al(NO3)3), Amoni nitrat (NH4NO3) và Nước (H2O). Chúng tôi đã làm rõ các bước cân bằng phương trình hóa học và tính toán số mol, khối lượng chất phản ứng và sản phẩm thu được. Bên cạnh đó, chúng ta cũng đã tìm hiểu về các ứng dụng quan trọng của phản ứng này trong công nghiệp và đời sống. Hy vọng rằng, kiến ​​thức và bài tập đã giúp bạn nắm vững cách cân bằng phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O.

Mọi thắc mắc vui lòng gửi về Hotline 09633458xxx hoặc địa chỉ email [email protected] để làm rõ. Trân trọng!

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: sesua.vn là website tổng hợp kiến thức từ nhiều nguồn,Vui lòng gửi email cho chúng tôi nếu có bất cứ vi phạm bản quyền nào! Xin cám ơn!