Phản ứng nhiệt nhôm được định nghĩa là phản ứng hóa học tỏa nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở trong nhiệt độ cao.
Bạn đang xem: Phản ứng nào là phản ứng nhiệt nhôm
Phương trình tổng quát:
Al + oxit kim loại→t∘oxit nhôm + kim loại
(Hỗn hợp X) (Hỗn hợp Y)
Phản ứng này đã được sử dụng để khử oxit kim loại mà không dùng đến cacbon. Phản ứng này thường tỏa nhiệt rất cao, nhưng trong đó có một năng lượng hoạt hóa cao do các liên kết giữa các nguyên tử trong chất rắn phải được phá vỡ trước. Lúc này thì oxit kim loại được đun nóng với nhôm trong một lò đun. Phản ứng này chỉ có thể sử dụng để sản xuất ra số lượng nhỏ vật liệu.
Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về phản ứng nhiệt nhôm nhé.
Phản ứng nhiệt nhôm là gì?
Như đã định nghĩa ở đầu bài, phản ứng nhiệt nhôm là một loại phản ứng ở nhiệt độ cao giữa nhôm với oxit hoặc với các chất khác. Với vai trò là chất khử, phản ứng này sinh nhiều nhiệt và tạo ra các đơn chất kim loại. Ta cùng tìm hiểu phản ứng nhiệt nhôm qua một số phương trình giữa nhôm với các axit;
Nhôm phản ứng oxit sắt: 2yAl + 3FexOy→yAl2O3+ 3xFe
Đây là phản ứng đặc trưng và có nhiều ứng dụng nhất. Cụ thể là hỗn hợp tạo thành gồm (Fe và Al2O3 dùng để hàn vá đường ray tàu lửa)
Phản ứng nhiệt nhôm điều chế kim loại nào?
Sau khi tìm hiểu dãy hoạt động hóa học của kim loại thì chúng ta đã dần nắm được các qui luật về độ phản ứng mạnh hay yếu của kim loại. Cụ thể trong trường hợp này, nhôm đẩy được các kim loại khác ra khỏi oxit phải thõa mãn điều kiện: Đó phải là các kim loại trung bình hoặc yếu (từ Zn trở đi). Bạn hoàn toàn có thể dùng dãy hoạt động hóa học để tìm hiểu các kim loại này nếu vẫn chưa nhớ.
Phản ứng nhiệt nhôm thường gặp
Ví dụ nổi bật nhất là phản ứng giữa oxit sắt III(Fe2O3)và nhôm (Al):
2Al + Fe2O3 → t∘2Fe + Al2O3
Một số phản ứng khác như:
8Al + 3Mn304→ t∘4Al2O3+ 9Mn
Cr203+ 2Al→ t∘Al2O3 + 2Cr
Các trường hợp phản ứng nhiệt nhôm xảy ra
Phản ứng xảy ra hoàn toàn
Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tùy theo tính chất hỗn hợp Y tạo thành để biện luận. Ví dụ:
- Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại→Al dư, oxit kim loại hết.
-Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóngH2→có Al dư.
-Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay ra thì có khả năng hỗn hợp Y chứa(Al2O3+Fe)hoặc (Al2O3+Fe+Al)hoặc(Al2O3+Fe)+ oxit kim loại dư.
Phản ứng xảy ra không hoàn toàn
Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồmAl2O3,Fe,AldưvàFe2O3dư.
Định luật liên quan phản ứng nhiệt nhôm
-Định luật bảo toàn khối lượng:mhhX = mhhY
-ĐỊnh luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử):nFeX = nFeY; nAlX =n AlY.
Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm
Thực hiện phản ứng nhiệt nhômhỗn hợp gồmAlvàCr2O3trong điều kiện không có không khí. Sau một thời gian thu được 21,15 gam hỗn hợp X. Chia X thành hai phần bằng nhau. Cho phần 1 vào lượng dư dung dịch HCL nóng loãng, thu được 3,36 lít khíH2(dktc). Hòa tan phần 2 vào lượng dư dung dịch NaOH đặc nóng, thu được 1,68 lítH2(dktc). Biết các phản ứng của phần 1 và phần 2 đều xảy ra hoàn toàn. Hiệu suất của phản ứng là gì?
Cách giải:
Tính số mol chât của từng phần, khi đómX = 21,952
Phần 2 với NaOH đặc nóng, chỉ có Al sinh ra khíH2, Cr không phản ứng.
nAldư= 2nH23 = 0,05
Phần 1 với HCl, cả Al dư và Cr đều phản ứng sinh ra khíH2
2nCr + 3nAl = 2nH2→nCr = 0,075
2Al + Cr203→ Al2O3 + 2Cr
2Al + Cr203→ Al2O3 + 2Cr
Vậy:nAlban đầu= 0,075+0,05 = 0,125
vànCr203ban đầu= mX− mAl152 = 0.05
Hiệu suất phản ứng:H = nCr203pư/nCr203bđ=75
Phản ứng nhiệt nhôm vớiCr203
Phương trình:
Phản ứng nhiệt nhôm vớiCr203lần đầu tiên được sử dụng để khử oxit kim loại mà không sử dụng cacbon. Phản ứng này tỏa nhiệt rất cao: 2200 °C, nhưng nó có một năng lượng hoạt hóa cao do các liên kết giữa các nguyên tử trong chất rắn phải được phá vỡ trước.
Xem thêm: 5 Bài Văn Giải Thích Nhiễu Điều Phủ Lấy Giá Gương, Người, Please Wait
Lưu ý khi giải bài tập nhiệt nhôm
Khi tiến hành giải bài tập này, các em học sinh cần phải lưu ý một số điểm quan trọng dưới đây:
+ Nếu hỗn hợp sau khi phản ứng ta cho tác dụng với dung dịch kiềm sinh ra khí H2thì Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm hoặc hiệu suất H của phản ứng 2O3 , Fe và có thể Al hoặc FexOy dư. Gỉa thiết không nóiđến hoàn toàn, hoặc bắt tính hiệu xuất thì các bạn nên nhớ đến trường hợp chất rắn sau phản ứngcó cả 4 chất Al, FexOy, Al2O3, Fe.