Phản ứng giữa nhôm oxit (Al2O3) và hydroxit natri (NaOH) là một quá trình hóa học đáng chú ý. Khi hai chất này kết hợp, tạo ra sự trao đổi ion và tạo thành natri aluminate (NaAlO2) cùng với nước (H2O). Phản ứng Al2O3 NaOH không chỉ có ý nghĩa lý thuyết trong lĩnh vực hóa học, mà còn có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp vật liệu, sản xuất xút và xử lý chất thải. Hiểu về phản ứng này là cơ sở quan trọng để nghiên cứu và áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
Lý thuyết về Al2O3 NaOH
Phương trình Al2O3 tác dụng với NaOH
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Điều kiện phản ứng Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH
Nhiệt độ: Từ 900oC – 1100oC
Cách tiến hành phản ứng cho Al2O3 cộng NaOH
Cho Al2O3 tác dụng với dung dịch bazo NaOH
Hiện tượng Hóa học Al2O3 tác dụng với NaOH
Nhôm oxit có màu trắng tan dần trong dịch
Mở rộng về Al2O3
Tính chất vật lý và nhận biết
Tính chất vật lí: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước, rất bền, nóng chảy ở 2050oC.
Nhận biết: Mang hòa tan Al2O3 vào dung dịch NaOH, thấy tan ra, tạo dung dịch không màu.
Al2O3 + 2NaOH → NaAlO2 + H2O
Tính chất hóa học
Al2O3 là oxit lưỡng tính
- Tác dụng với axit:
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
- Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh
Al2O3 + 2NaOH → NaAlO2 + H2O
hay
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]
Al2O3 + 2OH- → 2AlO2– + H2O
Al2O3 tác dụng với C
Al2O3 + 9C Al4C3 + 6CO
Điều chế Al2O3
Nhiệt phân Al(OH)3: 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
Bài tập vận dụng liên quan Al2O3 NaOH
Câu 1. Hiện tượng nào sau đây là đúng.
- Nhỏ từ từ dung dịch KOH vào dung dịch Al2(SO4)3 đến dư, lượng vừa xuất hiện, lắc tan, sau một thời gian lại xuất hiện nhiều dần.
- Nhỏ từ từ dd HCl vào dd NaAlO2 cho đến dư, lượng xuất hiện nhiều dần, sau đó tan từ từ và mất hẳn.
- Sục luồng khí CO2 từ từ vào dung dịch NaAlO2, xuất hiện, sau đó tan dần do khí CO2 có dư.
- Cho một luồng khí CO2 từ từ vào nước vôi trong, xuất hiện nhiều dần và không tan trở lại ngay cả khi CO2
Đáp án B
Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dd NaAlO2 cho đến dư, lượng xuất hiện nhiều dần, sau đó tan từ từ và mất hẳn.
Ban đầu:
NaAlO2 + HCl + H2O → Al(OH)3↓ + NaCl.
Sau đó, Al(OH)3 ↓ + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
Câu 2. Nhóm các dung dịch có pH > 7 là:
- HCl, NaOH
- H2SO4, HNO3
- NaOH, Ca(OH)2
- BaCl2, NaNO3
Đáp án C
Câu 3. Để phân biệt hai dung dịch NaOH và Ba(OH)2 đựng trong hai lọ mất nhãn ta dùng thuốc thử:
- Quỳ tím
- HCl
- NaCl
- H2SO4
Đáp án D
Để phân biệt NaOH và Ba(OH)2 ta dùng dung dịch H2SO4
NaOH không có hiện tượng gì còn Ba(OH)2 tạo kết tủa màu trắng
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
Câu 4. Cặp chất không thể tồn tại trong một dung dịch (tác dụng được với nhau) là:
- Ca(OH)2, Na2CO3
- Ca(OH)2, NaCl
- Ca(OH)2, NaNO3
- NaOH, KNO3
Đáp án D
Câu 5. Nếu rót 200 ml dung dịch NaOH 1M vào ống nghiệm đựng 100 ml dung dịch H2SO4 1M thì dung dịch tạo thành sau phản ứng sẽ:
- Làm quỳ tím chuyển đỏ
- Làm quỳ tím chuyển xanh
- Làm dung dịch phenolphtalein không màu chuyển đỏ.
- Không làm thay đổi màu quỳ tím.
Đáp án D
nNaOH = 0,2.1=0,2 mol;
nH2SO4 = 0,1.1 = 0,1 mol
Phương trình hóa học:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Xét tỉ lệ: nNaOH/2= 0,2/2 = nH2SO4/1 = 0,1 => NaOH và H2SO4 phản ứng vừa đủ với nhau
=> dung dịch thu được có môi trường trung tính => không làm thay đổi màu quỳ tím.
Câu 6. Oxit nhôm không có tính chất hoặc ứng dụng nào sau đây?
- Dễ tan trong nước
- Có nhiệt độ nóng chảy cao
- Là oxit lưỡng tính
- Dùng để điều chế nhôm
Đáp án D
Câu 7. Nguyên liệu chính để sản xuất nhôm là:
- Quặng pirit
- Quặng đôlômit
- Quặng manhetit
- Quặng boxit
Đáp án D
Câu 8. Có 3 chất rắn đựng trong bình riêng biệt: Al, Mg, Al2O3. Dung dịch có thể phân biệt được 3 chất rắn trên là:
- NaOH
- HCl
- HNO3 loãng
- CuCl2
Đáp án A
Dùng dung dịch NaOH
Al tan có xuất hiện khí
2Al + 2H2O + 2NaOH → 3H2 + 2NaAlO2
Al2O3 tan
Al2O3 + 2NaOH → H2O + 2NaAlO2
Mg không có hiện tượng
Câu 9. Cho một lá nhôm vào ống nghiệm chứa dung dịch Hg(NO3)2, thấy có một lớp thủy ngân bám trên bề mặt nhôm.
Hiện tượng tiếp theo quan sát được là:
- khí hiđro thoát ra mạnh.
- khí hiđro thoát ra sau đó dừng lại ngay.
- lá nhôm bốc cháy.
- lá nhôm tan ngay trong thủy ngân và không có phản ứng.
Đáp án A
2Al + 3Hg(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Hg
Al sẽ tạo với Hg hỗn hống. Hỗn hống Al tác dụng với nước
2Al + 6H2O → 2 Al(OH)3 + 3H2
Câu 10. Thực hiện các thí nghiệm sau :
(a) Cho từ từ NaOH đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3,
(b) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NaOH,
(c) Cho từ từ NH3 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3,
(d) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NH3.
(e) Cho từ từ HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2.
(f) Cho từ từ NaAlO2 đến dư vào dung dịch HCl
(g) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NaAlO2
Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm xuất hiện kết tủa là
- 2.
- 3.
- 5.
- 7.
Đáp án C
Câu 11: Hiện tượng nào xảy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3?
- Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện
- Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức, sau đó kết tủa tan dần
- Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện, rồi tan dần.
- Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức và không tan,
Đáp án B
Nhỏ từ từ cho đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, ban đầu có kết tủa keo trắng xuất hiện.
3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 ↓ + 3NaCl
Sau đó kết tủa keo trắng tan trong NaOH dư tạo dung dịch trong suốt (vì Al(OH)3 có tính lưỡng tính tan được trong dung dịch axit dư, và kiêm dư)
NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O
Câu 12. Cho m gam hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kì liên tiếp tác dụng với 180 ml dung dịch Al2(SO4)3 1M thu được 15,6 gam kết tủa; khí H2 và dung dịch A.
Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng với 240 gam dung dịch HCI 18,25% thu được dung dịch B và H2. Cô cạn dung dịch B thu được 83,704 gam chất rắn khan. Biết rằng m < 45 gam. Phần trăm khối lượng của kim loại kiềm có nguyên tử khối nhỏ hơn trong X là:
- 48,57%.
- 37,10%.
- 16,43%.
- 28,22%.
Đáp án D
Đặt công thức chung của 2 kim loại là X : nAl3+ = 0,36 mol; nAl(OH)3 = 0,2 mol
Trường hợp 1: OH- phản ứng với Al3+ dư:
nOH– = 3n↓ = 0,6 = nX
Trường hợp 2: OH– dư phản ứng Al3+
nOH– = 3nAl3+ + (nAl3+ – n↓) = 1,24 = nX
Nếu nX = 0,6 < nHCl ⇒ 83,704 gam muối XCl
⇒ nCl– = 0,6 mol hay mCl– = 21,3 gam ⇒ mX = 62,404 gam > 45 (loại)
Nếu nX = 1,24 mol > nHCl ⇒ 83,704 gam gồm muối XCl (1,2 mol) và XOH ( 0,04 mol)
⇒ mX = 40,424 < 45. Ta có: X = 32,6
Hai kim loại kiềm là Na và K
Tính được số mol Na và K lần lượt là 0,496 và 0,744
%mNa = 28,22%
Câu 13. Phát biểu nào sau đây là sai?
- Dung dịch AlCl3 và Al2(SO3)3 làm quỳ tím hóa hồng
- Al(OH)3, Al2O3, Al đều là các chất lưỡng, tính,
- Nhôm là kim loai nhẹ và có khả năng dẫn điện Iot
- Từ Al2O3 có thế điều chế được Al.
Đáp án B
Dung dịch Al(OH)3, Al2O3 là các chất lưỡng, tính,
Còn Al không phải chất lưỡng, tính
Câu 14. Dùng hóa chất nào sau đây để phân biệt Zn(NO3)2 và Al(NO3)3?
- Dung dịch NaOH
- Dung dịch Ba(OH)2
- Dung dịch NH3
- Dung dịch nước vôi trong
Đáp án C
Khi cho vào 2 dung dịch cả 2 dung dịch đều xuất hiện kết tủa hiđroxit, nhưng tạo thành có khả năng tạo phức với nên kết tủa lại tan, còn với không tan trong
Câu 15. Nhúng thanh Al vào dung dịch Cu(NO3)2 sau một thời gian thấy hiện tượng gì xảy ra:
- màu xanh lam nhạt dần và có kết tủa màu đỏ lắng xuống đáy ống nghiệm.
- màu xanh lam chuyển dần nâu đỏ và có chất rắn màu đỏ bám vào thanh nhôm.
- màu xanh lam đậm dần và có chất rắn màu trắng bám vào thanh nhôm.
- màu xanh lam nhạt dần và có chất rắn màu đỏ bám vào thanh nhôm.
Đáp án D
Nhúng thanh nhôm vào dung dịch Cu(NO3)2 sau một thời gian thấy hiện tượng màu xanh lam nhạt dần và có chất rắn màu đỏ bám vào thanh nhôm.
2Al + 3Cu(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Cu
Phản ứng giữa nhôm oxit (Al2O3) và hydroxit natri (NaOH) là một quá trình hóa học quan trọng, có nhiều ứng dụng. Khi hợp chất này tiếp xúc, chúng tạo thành một phản ứng trao đổi ion, tạo ra natri aluminate (NaAlO2) và nước (H2O). Sự tương tác giữa Al2O3 NaOH là một ví dụ tiêu biểu về phản ứng hóa học và đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực công nghệ vật liệu, sản xuất xút, xử lý chất thải. Điều này chứng tỏ sự quan trọng của việc nghiên cứu, khai thác tiềm năng của phản ứng Al2O3 và NaOH trong các ngành công nghiệp, khoa học vật liệu.
Xem thêm:
