Al+O2→Al2O3 | Phản ứng hóa học kim loại nhôm với oxi ở nhiệt độ cao

Phản ứng hóa học Al+O₂

4Al+3O₂→2Al₂O₃

Phản ứng hóa học giữa Al và O₂ xảy ra ở điều kiện thường hoặc xảy ra với điều kiện nhiệt độ cao để tạo thành sản phẩm Al₂O₃ có chức năng khác nhau ở từng điều kiện khác nhau.

a. Al+O₂ điều kiện thường xảy ra như nào ?

Trong điều kiện bình thường, nhôm phản ứng với khí oxi để tạo thành hợp chất Nhôm (III) Oxit. Tuy nhiên, hợp chất này lại rất bền ở điều kiện bình thường và mỏng nó cũng bền nên lớp oxit này khó bị những điều bình thường phá vỡ và do đó những đồ vật bằng nhôm có lớp này bảo vệ không cho nhôm tác dụng tiếp tục với oxi trong không khí nữa.
Bên cạnh đó, lớp mỏng Al₂O₃ còn có nhiều tác dụng khác nữa như không cho Al tác dụng với axit HNO₃ đặc nguội nha. Hiện tượng này trong sách đề cập tới là hiện tượng thụ động hóa của Nhôm.

b. Al+O₂ điều kiện nhiệt độ cao

Khi cho nhôm phản ứng với khí oxi ở điều kiện nhiệt độ cao ta quan sát được phản ứng xảy ra mãnh liệt, xuất hiện những hạt lóe sáng trong không khí bởi vì Al phản ứng với O₂ rất mãnh liệt và tỏa nhiều nhiệt.

Al + O₂ → Al₂O₃

Phản ứng trên được xếp vào phân loại phản ứng oxi hóa khử bởi có quá trình trao đổi electron diễn ra như sau:
Al - 3e → Al⁺³
O₂ + 4e → O^-2
Chất nhường electron là chất khử và quá trình cho electron là quá trình oxi hóa.
Chất nhận electron là chất oxi hóa và quá trình nhận electron là quá trình khử.
Điều kiện phản ứng Al+O₂ là nhiệt độ cao.
Chất xúc tác: Phản ứng xảy ra không cần chất xúc tác.
Cách thực hiện phản ứng
- Rắc bột nhôm trên ngọn lửa đèn cồn.
Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Nhôm cháy sáng tạo thành chất rắn màu trắng Bạn có biết
   Tương tự Al, các kim loại khác (trừ Pt, Au, Hg) có phản ứng với khí O₂ tạo oxit bazơ.
   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

Một số bài tập - ví dụ minh họa

Ví dụ 1:Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Mg và Al cần vừa đủ 5,6 lít khí O2 (đktc), thu được 18,2 gam hỗn hợp 2 oxit. Giá trị của m:
   A. 9,2.    B. 6,8.    C. 10,2.    D. 12.
   Hướng dẫn giải
   Chọn C.
   nO2=4Al + 3O2 → 2Al2O3 | Cân bằng phương trình hóa học=0,25 mol ⇒ mO2=0,25.32=8 gam
   2Mg + O2 → 2MgO
   4Al + 3O2 → 2Al2O3
   Bảo toàn khối lượng ta có: mMg+ mAl + mO2 = mMgO + mAl2 O3
   mMg + mAl+8 = 18,2
   mMg + mAl = 18,2-8=10,2 gam
   Vậy m = mMg+ mAl = 10,2 gam
Ví dụ 2:Đốt cháy kim loại X trong oxi thu được oxit Y. Hòa tan Y trong dung dịch HCl loãng dư, thu được dung dịch Z chứa hai muối. Kim loại X là.
   A. Cu    B. Cr    C. Fe    D. Al
   Hướng dẫn giải
   Chọn C.
   A. Quá trình phản ứng: 2Cu + O2 → MgO
   CuO + 2HCl → MgCl2 + H2O
   B. Quá trình phản ứng: 2Cr + 3O2 → 2Cr2O3
   Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O
   C. Quá trình phản ứng: 3Fe + 2O2 → Fe3O4
   Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
   B. Quá trình phản ứng: 2Al + 3O2 → 2Cr2O3
   Al2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O
Ví dụ 3: Chọn phương trình phản ứng đúng?
   A. Cu + O2 → CuO2
   B. 2Fe + O2 → Fe2O3
   C. Zn + O2 → Zn2O
   D. 2Al + 3O2 → Al2O3
   Hướng dẫn giải
   Chọn D.