Al(OH)3 ra Al2O3: phương trình nhiệt phân, hiện tượng và bài tập
Lớp 12Hóa học

Al(OH)3 ra Al2O3: phương trình nhiệt phân, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Al(OH)3 ra Al2O3 khi đun nóng (nung): 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (điều kiện t°). Đây là phản ứng nhiệt phân của bazơ không tan. Chiều ngược lại, Al2O3 + H2O, không xảy ra vì Al2O3 không tan và không phản ứng với nước.

Phương trình hoá học Al(OH)3 → Al2O3

2Al(OH)3 —t°→ Al2O3 + 3H2O

Nội dung Chi tiết
Loại phản ứng Phân huỷ (nhiệt phân), không phải phản ứng oxi hoá – khử
Điều kiện Đun nóng, nung đến khối lượng không đổi
Chất tham gia Al(OH)3 – chất rắn màu trắng, dạng keo hoặc bột
Sản phẩm Al2O3 – bột rắn màu trắng; H2O – thoát ra dạng hơi
Số oxi hoá của Al Luôn là +3, không đổi

Hiện tượng khi nung Al(OH)3

  • Chất rắn màu trắng bị nung nóng, khối lượng giảm dần.
  • Có hơi nước thoát ra; nếu nung trong ống nghiệm khô sẽ thấy giọt nước đọng ở thành ống phía miệng.
  • Phần còn lại là bột trắng Al2O3, bền với nhiệt, không bị phân huỷ tiếp.

Khối lượng chất rắn giảm đúng bằng khối lượng nước bay đi, đây là chỗ nhiều bài tập khai thác.

Vì sao Al(OH)3 bị nhiệt phân?

Các hiđroxit kim loại không tan (Cu(OH)2, Fe(OH)3, Mg(OH)2, Al(OH)3…) kém bền với nhiệt. Khi đun nóng, hai nhóm –OH kết hợp tách thành một phân tử nước, phần còn lại tạo thành oxit tương ứng. Với nhôm: 2 nguyên tử Al kéo theo 6 nhóm OH, tách 3 phân tử H2O còn lại 1 phân tử Al2O3.

Mẹo nhớ: hiđroxit không tan –t°→ oxit + H2O, hoá trị kim loại giữ nguyên. Cân bằng chỉ cần đếm Al trước (2 Al) rồi đếm H (6 H → 3 H2O).

Al2O3 + H2O có ra Al(OH)3 không?

Không. Al2O3 là oxit lưỡng tính nhưng không tan trong nước và không phản ứng với nước ở điều kiện thường, nên không viết được Al2O3 + 3H2O → 2Al(OH)3. Đây là lỗi sai rất hay gặp khi học sinh “đảo chiều” phương trình nhiệt phân.

Muốn đi từ Al2O3 đến Al(OH)3 phải qua hai bước:

  1. Hoà tan oxit bằng axit hoặc kiềm:
    • Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
    • Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] (natri aluminat)
  2. Kết tủa Al(OH)3 từ dung dịch thu được:
    • AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
    • Na[Al(OH)4] + CO2 → Al(OH)3↓ + NaHCO3

Lưu ý: dùng dung dịch NH3 để kết tủa vì Al(OH)3 không tan trong NH3 dư; còn dùng NaOH dư thì kết tủa sẽ tan lại: Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4].

Ứng dụng của phản ứng

  • Sản xuất nhôm: quặng boxit được tinh chế thành Al(OH)3, sau đó nung thành Al2O3 tinh khiết để điện phân nóng chảy tạo nhôm.
  • Điều chế Al2O3 trong phòng thí nghiệm từ kết tủa Al(OH)3.

Ví dụ có lời giải

Ví dụ: Nung 15,6 gam Al(OH)3 đến khối lượng không đổi. Tính khối lượng Al2O3 thu được.

  1. n(Al(OH)3) = 15,6 : 78 = 0,2 mol.
  2. Theo phương trình, 2 mol Al(OH)3 cho 1 mol Al2O3 nên n(Al2O3) = 0,1 mol.
  3. m(Al2O3) = 0,1 × 102 = 10,2 gam.
  4. Kiểm tra: n(H2O) = 0,3 mol → 5,4 gam; 10,2 + 5,4 = 15,6 gam ✓ (bảo toàn khối lượng).

Bài luyện tập

Bài 1. Nung 39 gam Al(OH)3 hoàn toàn. Tính khối lượng Al2O3 và khối lượng nước tạo ra.

Đáp án: n(Al(OH)3) = 0,5 mol → n(Al2O3) = 0,25 mol → 25,5 gam; n(H2O) = 0,75 mol → 13,5 gam.

Bài 2. Nung Al(OH)3 đến khối lượng không đổi thu được 20,4 gam Al2O3. Tính khối lượng Al(OH)3 đã nung.

Đáp án: n(Al2O3) = 0,2 mol → n(Al(OH)3) = 0,4 mol → 31,2 gam.

Bài 3. Nung 15,6 gam Al(OH)3 với hiệu suất 50%. Tính khối lượng chất rắn sau phản ứng.

Đáp án: Al(OH)3 phản ứng 0,1 mol → thu 0,05 mol Al2O3 (5,1 gam), còn dư 0,1 mol Al(OH)3 (7,8 gam). Chất rắn = 5,1 + 7,8 = 12,9 gam (hoặc 15,6 − 0,15 × 18 = 12,9 gam).

Lỗi sai thường gặp

  • Viết Al(OH)3 → Al2O3 + H2O mà quên cân bằng hệ số 2 và 3.
  • Cho rằng Al2O3 tác dụng được với nước giống Na2O hay CaO.
  • Tính theo sai hệ số: 2 mol Al(OH)3 mới ra 1 mol Al2O3, không phải 1 : 1.
  • Quên rằng khi hiệu suất chưa 100%, chất rắn còn lẫn Al(OH)3 dư.

Câu hỏi thường gặp

Al(OH)3 nhiệt phân ra sản phẩm gì?

Al(OH)3 bị nhiệt phân tạo Al2O3 và H2O theo phương trình 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O, điều kiện là đun nóng (nung).

Al2O3 có tác dụng với H2O để tạo Al(OH)3 không?

Không. Al2O3 không tan và không phản ứng với nước. Muốn thu Al(OH)3 phải hoà tan Al2O3 bằng axit hoặc kiềm rồi kết tủa từ dung dịch muối nhôm hoặc aluminat.

Phản ứng nhiệt phân Al(OH)3 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của Al (+3), O (−2) và H (+1) đều không thay đổi nên đây là phản ứng phân huỷ không có sự thay đổi số oxi hoá.

Điều chế Al(OH)3 từ muối nhôm bằng chất nào là tốt nhất?

Nên dùng dung dịch NH3 vì Al(OH)3 không tan trong NH3 dư. Nếu dùng NaOH thì phải cho vừa đủ, dư kiềm kết tủa sẽ tan thành Na[Al(OH)4].

Bài học liên quan