Phản ứng điện phân nóng chảy Al2O3 ra Al thuộc loại phản ứng phân hủy, phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Al2O3 có lời giải, mời các bạn đón xem:
2Al2O3 4Al + 3O2 ↑
1. Phương trình phản ứng điện phân Al2O3
2Al2O3 →dpnc 4Al + 3O2↑
2. Hiện tượng của phản ứng điện phân Al2O3
- Chất rắn màu trắng Al2O3 bị điện phân nóng chảy tạo khí O2 ở cực dương và kim loại nhôm ở cực âm.
3. Cách tiến hành phản ứng điện phân Al2O3
- Điện phân nóng chảy Al2O3 trong thùng điện phân.
4. Điện phân nhôm oxit nóng chảy
+ Ở catot (cực âm): Al3+ + 3e → Al
+ Ở anot (cực dương): 2O2- → O2 + 4e
Phương trình điện phân: 2Al2O3 →dpnc 4Al + 3O2
Vai trò của criolit:
+ Giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3.
+ Tăng khả năng dẫn điện của dung dịch điện phân.
+ Tạo lớp xỉ trên bề mặt, ngăn cản quá trình oxi hóa Al bởi oxi không khí.
5. Mở rộng về nhôm oxit: Al2O3
5.1. Tính chất vật lý
Nhôm oxit là chất rắn màu trắng, không tan trong nước, không tác dụng với nước, nóng chảy ở nhiệt độ trên 2050oC.
5.2. Tính chất hóa học
Nhôm oxit là oxit lưỡng tính, vừa tác dụng với dung dịch axit, vừa tác dụng với dung dịch kiềm.
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
5.3. Ứng dụng
Trong tự nhiên, nhôm oxit tồn tại cả ở dạng ngậm nước và dạng khan.
- Dạng oxit ngậm nước là thành phần chủ yếu của quặng boxit dùng để sản xuất nhôm.
- Dạng oxit khan, có cấu tạo tinh thể là đá quý được dùng làm đồ trang sức, chế tạo đá mài …
- Bột nhôm oxit dùng trong công nghiệp sản xuất chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơ.
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1:Để điều chế Al kim loại ta có thể dùng phương pháp nào trong các phương pháp sau đây?
A.Dùng Zn đẩy AlCl3 ra khỏi muối
B.Dùng CO khử Al2O3
C.Điện phân nóng chảy Al2O3
D.Điện phân dung dịch AlCl3
Hướng dẫn giải:
Kim loại nhôm được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy oxit nhôm
2Al2O3 →dpnc 4Al + 3O2
Câu 2:Phản ứng hóa học xảy ra trong trường hợp nào dưới đây không thuộc loại phản ứng nhiệt nhôm?
A. Al tác dụng với Fe2O3 nung nóng. B. Al tác dụng với CuO nung nóng.C. Al tác dụng với Fe3O4 nung nóng. D. Al tác dụng với axit H2SO4 đặc nóng.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng cho nhôm tác dụng với oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
Câu 3:Lấy hỗn hợp gồm Al, Al2O3 và Fe2O3 ngâm trong dung dịch NaOH dư. Phản ứng xong, chất bị hoà tan là:
A. Al, Al2O3. B. Fe2O3, Fe.
C. Al, Fe2O3.D. Al, Al2O3, Fe2O3.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O.
Câu 4: Dẫn khí CO dư qua hỗn hợp bột gồm MgO, CuO, Al2O3 và FeO, nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn Y. Số oxit kim loại trong Y là
A. 3 B. 1 C. 4 D. 2
Hướng dẫn giải:
CO khử được oxit kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học
→ Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được Y gồm: MgO, Cu, Al2O3, Fe
Câu 5:Nhôm bền trong môi trường nước và không khí là do
A. nhôm là kim loại kém hoạt động.
B. có màng oxit Al2O3 bền vững bảo vệ.C. có màng hiđroxit Al(OH)3 bền vững bảo vệ.
D. nhôm có tính thụ động với không khí và nước.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Nhôm là kim loại hoạt động mạnh.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 với oxi trong không khí và nước, kể cả khi đun nóng.
Câu 6: Trong công nghiệp, Al được sản xuất từ quặng boxit
A. bằng phương pháp điện phân nóng chảy.
B. bằng phương pháp nhiệt luyện .
C. bằng phương pháp thủy luyện.
D. Trong lò cao.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Trong công nghiệp, Al được sản xuất từ quặng boxit bằng phương pháp điện phân nóng chảy.
2Al2O3 →criolitdpnc 4Al + 3O2
Câu 7: Cho hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 0,18 : 1,02. Cho X tan trong dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672 lít khí H2 (đktc). Cho Y tác dụng với 200 ml dung dịch HCl được kết tủa Z. Nung Z ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi được 3,57g chất rắn. Nồng độ mol của dung dịch HCl làA. 0,35M hoặc 0,45M. B. 0,07M hoặc 0,11M.
C. 0,07M hoặc 0,09M. D. 0,35M hoặc 0,55M.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
nH2= 0,03
Bảo toàn electron: 3.nAl = 2.nH2
→ nAl = 0,02 → mAl = 0,54g
Al và Al2O3 có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 0,18 : 1,02
→mAl2O3= 0,540,18.1,02=3,06g
→nAl2O3bđ = 0,03 mol
Bảo toàn nguyên tố Al → nNaAlO2= nAl + 2. nAl2O3 bđ = 0,08 mol
nAl2O3thu được = 3,57 : 102 = 0,035 mol
nAl(OH)3= 0,07 mol
Trường hợp 1: NaAlO2 + HCl + H2O → Al(OH)3 + NaCl
nHCl = nAl(OH)3 = 0,07 mol
→ CM HCl= 0,070,2= 0,35M
Trường hợp 2:
NaAlO2+HCl+H2O→AlOH3+NaCl0,07← 0,07← 0,07 mol
NaAlO2 + 4HCl →AlCl3+NaCl+2H2O(0,08−0,07) → 0,04 mol
→ nHCl = 0,11 mol
→ CM HCl= 0,110,2 = 0,55M
Câu 8: Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về nhôm oxit?
A. Al2O3 được sinh ra khi nhiệt phân muối Al(NO3)3.
B. Al2O3 bị khử bởi CO ở nhiệt độ cao.
C. Al2O3 tan được trong dung dịch NH3.
D. Al2O3 là oxit không tạo muối.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
A. Đúng, Al2O3 được sinh ra khi nhiệt phân muối Al(NO3)3
4Al(NO3)3 →to 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2.
B. Sai, CO chỉ khử được oxit của kim loại đứng sau nhôm trong dãy hoạt động hóa học.
C. Sai, Al2O3không tan được trong dung dịch NH3
D. Sai, Al2O3 phản ứng với axit tạo muối.
VD: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Câu 9: Phát biểu nào dưới đây là đúng?
A. Nhôm là một kim loại lưỡng tính.
B. Al(OH)3 là một bazơ lưỡng tính.
C. Al2O3 là oxit trung tính.
D. Al(OH)3 là một hiđroxit lưỡng tính.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Trong hóa vô cơ, hợp chất lưỡng tính có thể là oxit, hiđroxit, muối.
A. Sai, không có khái niệm kim loại lưỡng tính.
B. Sai, Al(OH)3 là một hiđroxit lưỡng tính
C. Sai, Al2O3 là oxit lưỡng tính.
D. Đúng
Câu 10:Để khử hoàn toàn mgam hỗn hợp CuO và PbO cần 8,1g kim loại nhôm, sau phản ứng thu được 50,2g hỗn hợp 2 kim loại. Giá trị của m là
A. 53,4g B. 57,4g C. 54,4g D. 56,4g
Hướng dẫn giải
Đáp án B
nAl = 8,1 : 27 = 0,3 mol
nAl2O3=nAl2=0,32=0,15 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mhh oxit+mAl=mAl2O3+mKL
→ m + 8,1 = 0,15.102 + 50,2
→ m = 57,4 gam
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- 2Al2O3 + 9C Al4C3 + 6CO
- Al2O3 + 6HCl → 2Al2Cl3 + 3H2O
- Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
- Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
- Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O
- Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O
- Al2O3 + Ca(OH)2 → H2O + Ca(AlO2)2
- Al2O3 + Ba(OH)2 → H2O + Ba(AlO2)2
- Al2O3 + Na2CO3 → 2NaAlO2 + CO2 ↑
- Al2O3 + K2CO3 → 2KAlO2 + CO2 ↑
- Al2O3 + 6KHSO4 → Al2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O
- Al2O3 + 6NaHSO4 → Al2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 3H2O
- Al2O3 + 3H2O → 2Al(OH)3
- Al2O3 + 6HF → 3H2O + 2AlF3
- Al2O3 + 3C + 3Cl2 → 2AlCl3 + 3CO ↑
- 2Al2O3 + 3C + N2 → 2AlN + 3CO ↑
- Al2O3 + 6NaOH + 12HF → 9H2O + 2Na3AlF6
