Trả lời nhanh
Phương trình: Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O (nung nóng hoặc nóng chảy). Trong dung dịch, sản phẩm thường viết là K[Al(OH)4]: Al2O3 + 2KOH + 3H2O → 2K[Al(OH)4]. Phản ứng xảy ra vì Al2O3 là oxit lưỡng tính, vừa tác dụng với axit vừa tác dụng với bazơ mạnh.
Phương trình hoá học Al2O3 tác dụng KOH
Có hai cách viết, tuỳ đề bài yêu cầu và môi trường phản ứng:
- Dạng rút gọn (kali aluminat): Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O
- Dạng phức trong dung dịch (kali tetrahidroxoaluminat): Al2O3 + 2KOH + 3H2O → 2K[Al(OH)4]
Hai cách viết là một phản ứng, chỉ khác ở việc có tính thêm nước hay không. KAlO2 chính là K[Al(OH)4] đã bớt đi 2 phân tử H2O. Ở THPT, đề thường chấp nhận cả hai, nhưng dạng KAlO2 được dùng nhiều hơn khi tính toán.
Điều kiện và hiện tượng
| Nội dung | Chi tiết |
|---|---|
| Điều kiện | Dung dịch KOH đậm đặc, đun nóng; hoặc nung nóng chảy Al2O3 với KOH |
| Hiện tượng | Chất rắn màu trắng Al2O3 tan dần, thu được dung dịch trong suốt không màu |
| Loại phản ứng | Không phải oxi hoá – khử (số oxi hoá của Al vẫn là +3) |
| Sản phẩm | Muối aluminat (KAlO2 hoặc K[Al(OH)4]) và nước |
Lưu ý: Al2O3 sau khi nung ở nhiệt độ cao (dạng corunđum) rất trơ, tan rất chậm trong kiềm. Còn dạng bột mới điều chế tan dễ hơn nhiều.
Vì sao Al2O3 phản ứng được với KOH?
Al2O3 là oxit lưỡng tính. Với axit, nó thể hiện tính bazơ:
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Với bazơ mạnh như KOH, NaOH, Ba(OH)2, nó thể hiện tính axit và tạo muối aluminat. Gốc AlO2– chính là gốc của axit yếu HAlO2 (có thể xem là Al(OH)3 mất bớt nước).
Mẹo nhớ: nhóm “lưỡng tính” thường gặp là Al2O3, ZnO, Cr2O3 cùng các hiđroxit Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3. Gặp chúng cùng kiềm mạnh, hãy nghĩ ngay đến muối aluminat, zincat, cromit.
Các phản ứng liên quan cần phân biệt
- Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O
- Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (ứng dụng tinh chế quặng boxit trong sản xuất nhôm)
- KAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3↓ + KHCO3 (xuất hiện kết tủa keo trắng)
- KAlO2 + HCl + H2O → Al(OH)3↓ + KCl (HCl vừa đủ; dư HCl thì kết tủa tan)
Điểm đáng nhớ: Al2O3 không tan trong nước và không tác dụng với dung dịch NH3 (NH3 là bazơ yếu).
Cách cân bằng nhanh
- Viết sơ đồ: Al2O3 + KOH → KAlO2 + H2O.
- Vế trái có 2 Al, nên đặt hệ số 2 trước KAlO2.
- Khi đó có 2 K bên phải, nên đặt 2 trước KOH.
- Kiểm tra: H: 2 = 2; O: 3 + 2 = 5 và 4 + 1 = 5. Phương trình đã cân bằng.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là KAlO3 hoặc K3AlO3 – sai, gốc aluminat đúng là AlO2– (Al hoá trị III, K hoá trị I nên tỉ lệ 1 : 1).
- Viết sản phẩm là Al(OH)3 + K2O – sai, vì Al2O3 tạo muối aluminat chứ không tạo bazơ.
- Quên rằng phản ứng cần KOH đậm đặc, đun nóng; chỉ cho vào nước lạnh thì Al2O3 không tan.
- Cho rằng Al2O3 tan trong NH3 dư như Cu(OH)2 – sai.
Bài tập vận dụng (có đáp án)
Bài 1. Hoà tan hoàn toàn 10,2 g Al2O3 bằng dung dịch KOH dư. Tính khối lượng KOH phản ứng.
Giải: n(Al2O3) = 10,2 : 102 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(KOH) = 2 × 0,1 = 0,2 mol, nên m(KOH) = 0,2 × 56 = 11,2 g.
Bài 2. Dung dịch chứa 0,06 mol KOH hoà tan tối đa bao nhiêu gam Al2O3?
Giải: n(Al2O3) = 0,06 : 2 = 0,03 mol, nên m = 0,03 × 102 = 3,06 g.
Bài 3 (trắc nghiệm). Chất nào sau đây tan được trong dung dịch KOH đặc, nóng? A. MgO; B. Fe2O3; C. Al2O3; D. CuO.
Đáp án: C. Chỉ Al2O3 là oxit lưỡng tính; MgO, Fe2O3, CuO là oxit bazơ nên không tác dụng với kiềm.
Bài 4. Cho 5,1 g Al2O3 tan hết trong dung dịch KOH, sau đó sục CO2 dư vào dung dịch thu được. Tính khối lượng kết tủa.
Giải: n(Al2O3) = 0,05 mol, nên n(KAlO2) = 0,1 mol. Sục CO2 dư: KAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 + KHCO3, nên n(Al(OH)3) = 0,1 mol. Khối lượng kết tủa = 0,1 × 78 = 7,8 g (Al(OH)3 không tan trong CO2 dư).
Câu hỏi thường gặp
Al2O3 có tác dụng với KOH không?
Có. Al2O3 là oxit lưỡng tính nên tan trong dung dịch KOH đặc, nóng hoặc khi nung nóng chảy, tạo KAlO2 (hay K[Al(OH)4]) và nước.
Al2O3 + KOH có phải phản ứng oxi hoá – khử không?
Không. Số oxi hoá của Al (+3), K (+1), O (−2), H (+1) đều không thay đổi, đây là phản ứng trao đổi giữa oxit lưỡng tính và bazơ.
Sản phẩm là KAlO2 hay K[Al(OH)4]?
Cả hai đều đúng: KAlO2 là dạng rút gọn, K[Al(OH)4] là dạng phức khi có nước. Trong tính toán thường dùng KAlO2 cho gọn, tỉ lệ Al2O3 : KOH vẫn là 1 : 2.
Al2O3 có tan trong dung dịch NH3 không?
Không. NH3 là bazơ yếu nên không đủ mạnh để hoà tan Al2O3, chỉ các bazơ mạnh như KOH, NaOH, Ba(OH)2 mới làm được.