Al2O3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 +H2O | Al2O3 ra Al2(SO4)3

Phản ứng Al₂O₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ +H₂O

1. Phương trình phản ứng Al₂O₃ ra Al₂(SO₄)₃

2. Điều kiện phản ứng Al₂O₃ tác dụng H₂SO₄

Nhiệt độ thường

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của Al₂O₃ (Nhôm oxit)

Al₂O₃ là oxit lưỡng tính tác dụng được với axit.

3.2. Bản chất của H₂SO₄ (Axit sunfuric)

H₂SO₄ là một axit mạnh tác dụng được với Al₂O₃.

4. Mở rộng về Al₂O₃

4.1. Nhôm oxit là gì?

Nhôm oxit hay còn gọi là a-lu-min (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp) là một hợp chất hóa học của nhôm và oxi với công thức hóa học Al₂O₃. Nó còn được biết đến với tên gọi alumina trong cộng đồng các ngành khai khoáng, gốm sứ, và khoa học vật liệu.

4.2. Tính chất vật lí và nhận biết

Tính chất vật lí: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước, rất bền, nóng chảy ở 2050^oC.

Nhận biết: Mang hòa tan Al₂O₃ vào dung dịch NaOH, thấy tan ra, tạo dung dịch không màu.

Al₂O₃ + 2NaOH → NaAlO₂ + H₂O

4.3. 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

• Tính bền:

Tính bền cũng là một trong những tính chất hóa học của nhôm oxit khá quan trọng. Lí do là vì Ion Al³⁺ có điện tích lớn(3+) và bán kính nhỏ(0.048nm), bằng 1/2 bán kính ion Na⁺ nên lực hút giữa ion Al³⁺ và ion O^2– rất mạnh, tạo ra liên kết rất bền vững.

Vì thế Al₂O₃ có nhiệt độ nóng chảy rất cao(2050^oC) và rất khó bị khử thành kim loại Al.

Khử Al₂O₃ bằng C không cho Al mà thu được Al₄C₃

• Al₂O₃ không tác dụng với H₂, CO ở bất kì nhiệt độ nào.

4.4. Điều chế Al₂O₃

Nhiệt phân Al(OH)₃: 2Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3H₂O

4.5. Ứng dụng

– Ngành công nghiệp xây dựng: Nhôm oxit thường được sử dụng để sản xuất xi măng, một trong những nguyên liệu chính trong xây dựng. Nó cung cấp tính năng chống cháy và tạo độ cứng cho vật liệu xây dựng, đồng thời giúp tăng khả năng bám dính của xi măng.

– Ngành công nghiệp điện tử: Nhôm oxit cũng là thành phần chính trong việc sản xuất các loại sơn dẫn điện và sơn chịu nhiệt. Các sản phẩm này thường được ứng dụng trong việc gia công và sản xuất các linh kiện điện tử, đảm bảo tính ổn định và an toàn của các mạch điện tử.

– Ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm: Nhôm oxit thường được sử dụng như một chất chống đông trong việc sản xuất thực phẩm và dược phẩm. Điều này đảm bảo sự an toàn và vệ sinh của các sản phẩm này trước khi đến tay người tiêu dùng.

– Ngành công nghiệp gốm sứ và thủy tinh: Nhôm oxit là một trong những thành phần quan trọng trong việc sản xuất gốm sứ và thủy tinh. Nó cung cấp tính chất chống nứt và tăng độ cứng cho các sản phẩm, đồng thời cũng làm cho chất liệu trở nên bóng đẹp và dễ sơn màu.

– Ngành công nghiệp dầu khí: Nhôm oxit được sử dụng để sản xuất chất trơ đặc biệt dùng trong công nghiệp dầu khí. Chất này giúp tạo ra các sản phẩm chống ăn mòn và bảo vệ thiết bị trong môi trường dầu khí khắc nghiệt.

– Ngành công nghiệp mỹ phẩm và mỹ phẩm: Trong ngành mỹ phẩm, nhôm oxit thường được sử dụng làm thành phần chống nắng, giúp bảo vệ da khỏi tác động của tia UV.

5. Tính chất hoá học của H₂SO₄

5.1. H₂SO₄ loãng

Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

• Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
• Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

• Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

• Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

• H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

5.2. H₂SO₄ đặc

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

• Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H₂SO₄ tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H₂O + SO₂.

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với các chất khử khác.

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

• H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. 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

A. 2.

B. 3.

C. 5.

D. 7.

Lời giải:

Câu 2. Dùng hóa chất nào sau đây để phân biệt Zn(NO₃)₂ và Al(NO₃)₃?

A. Dung dịch NaOH

B. Dung dịch Ba(OH)₂

C. Dung dịch NH₃

D. Dung dịch nước vôi trong

Lời giải:

Câu 3. Trong các cặp chất sau đây, cặp chất nào có thể cùng tồn tại trong một dung dịch?

A. AlCl₃ và Na₂CO₃

B. HNO₃ và NaHCO₃

C. NaAlO₂ và KOH

D. NaCl và AgNO₃

Lời giải:

Câu 4. Nung hỗn hợp X gồm Al và Fe₃O₄ có tỷ lệ khối lượng 1:1, sau khi các phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn Y Thành phần của chất rắn Y

A. Al₂O₃, Fe, Al.

B. Al₂O₃, Fe, Fe₃O₄.

C. Al₂O₃, FeO, Al.

D. Al₂O₃, Fe.

Lời giải:

Câu 5. Trong các chất sau chất nào không có tính lưỡng tính

A. ZnSO₄

B. Al(OH)₃

C. KHCO₃

D. Al₂O₃

Lời giải:

Câu 6. Nhận định nào sau đây sai?

A. Dung dịch AlCl₃ và Al₂(SO₃)₃ làm quỳ tím chuyển sang màu hồng

B. Al(OH)₃, Al₂O₃, Al đều là các chất lưỡng tính

C. Al là kim loai nhẹ, dễ dát mỏng và có khả năng dẫn điện tốt

D. Từ Al₂O₃ có thế điều chế được Al.

Lời giải:

Câu 7. Khẳng định nào sau đây là đúng

A. Ba là nguyên tố có tính khử mạnh nhất trong dãy kim loại kiềm thổ

B. Tất cả các kim loại kiềm thổ đều tan trong nước ở nhiệt độ thường

C. Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh hơn kim loại kiềm

D. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba

Lời giải:

Câu 8. Hiện tượng nào xảy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl₃?

A. Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện

B. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức, sau đó kết tủa tan dần

C. Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện, rồi tan dần.

D. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức và không tan,

Lời giải: