Tài liệu Chuyên đề về kim loại Al, Zn hợp chất lưỡng tính pot

Chuyªn ®Ò: vÒ kim lo¹i Al, Zn hîp chÊt lìng tÝnh 1 A. KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI BAZƠ VÀ BÀI TOÁN LƯỠNG TÍNH : Cần chú ý đến 2 kim loại sau: Al, Zn. Phương trình phản ứng khi tác dụng với bazơ: Al + NaOH + H 2 O → NaAlO 2 + 2 3 H 2  Zn + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2  - Oxit của 2 kim loại này đóng vai trò là oxit acid và tác dụng với bazơ như sau: Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O - Hidroxit(bazơ) của 2 kim loại này đóng vai trò là acid và tác dụng với bazơ như sau: Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O - Kết tủa Al(OH) 3 tan trong dung dịch kiềm mạnh và acid nhưng không tan trong dung dịch kiềm yếu như dung dịch NH 3 . Kết tủa Zn(OH) 2 tan lại trong dung dịch NH 3 do tạo phức chất tan. Ví dụ: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NH 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3  + 3(NH 4 ) 2 SO 4 - Do đó khi cho muối của một kim loại có hidroxit lưỡng tính tác dụng với dung dịch kiềm, lượng kết tủa sẽ được tạo thành theo 2 hướng: + Lượng kiềm dùng thiếu hoặc vừa đủ nên chỉ có một phần muối đã phản ứng. Nghĩa là có sự tạo kết tủa Al(OH) 3 , HOẶC Zn(OH) 2 nhưng kết tủa không bị tan lại. + Lượng kiềm dùng dư nên muối đã phản ứng hết để tạo kết tủa tối đa sau đó kiềm hòa tan một phần hoặc hòan toàn kết tủa.  Thường sẽ có 2 đáp số về lượng kiềm cần dùng. a. Khi có anion MO 2 (4-n)- với n là hóa trị của M: Ví dụ: AlO 2 - , ZnO 2 2- … Các phản ứng sẽ xảy ra theo đúng thứ tự xác định: Thứ nhất: OH - + H + → H 2 O - Nếu OH - dư, hoặc khi chưa xác định được OH - có dư hay không sau phản ứng tạo MO 2 (4-n)- thì ta gỉa sử có dư Thứ hai: MO 2 (4-n)- + (4-n)H + + (n-2)H 2 O → M(OH) n  - Nếu H + dư sau phản ứng thứ hai thì có phản ứng tiếp theo, khi chưa xác định được H + có dư hay không sau phản ứng tạo M(OH) n thì ta giả sử có dư Thứ ba: M(OH) n + nH + → M n+ + nH 2 O b. Khi có cation M n+ : Ví dụ: Al 3+ , Zn 2+ … - Nếu đơn giản thì đề cho sẵn ion M n+ ; phức tạp hơn thì cho thực hiện phản ứng tạo M n+ trước bằng cách cho hợp chất chứa kim loại M hoặc đơn chất M tác dụng với H + , rồi lấy dung dịch thu được cho tác dụng với OH - . Phản ứng có thể xảy ra theo thứ tự xác định : Thứ nhất: H + + OH - → H 2 O (nếu có H + - Khi chưa xác định được H + có dư hay không sau phản ứng thì ta gỉa sử có dư. Thứ hai: M n+ + nOH - → M(OH) n  - Nếu OH - dư sau phản ứng thứ hai, hoặc khi chưa xác định chính xác lượng OH - sau phản ứng thứ hai thì ta giả sử có dư. Thứ ba: M(OH) n + (4-n)OH - → MO 2 (4-n)- + 2H 2 O - Nếu đề cho H + (hoặc OH - dư thì không bao giờ thu được kết tủa M(OH) n vì lượng M(OH) n ở phản ứng thứ hai luôn bị hòa tan hết ở phản ứng thứ ba, khi đó kết tủa cực Chuyªn ®Ò: vÒ kim lo¹i Al, Zn hîp chÊt lìng tÝnh 2 tiểu; còn khi H + hoặc (OH - ) hết sau phản ứng thứ hai thì phản ứng thứ ba sẽ không xảy ra kết tủa không bị hòa tan và kết tủa đạt gía trị cực đại. Câu 1 : Cho 3,42gam Al 2 (SO 4 ) 3 tác dụng với 25 ml dung dịch NaOH tạo ra được 0,78 gam kết tủa. Nồng độ mol của NaOH đã dùng là?(Na=23;Al=27;S=32;O=16) A. 1,2M B. 2,8M C. 1,2 M và 4M D. 1,2M hoặc 2,8M Câu 2 : Cho 150 ml dung dịch NaOH 7M tác dụng với 100 ml dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 1M . Xác định nồng độ mol/l NaOH trong dung dịch sau phản ứng. (Na=23;Al=27;S=32;O=16) A. 1M B. 2M C. 3M D. 4M Câu 3 : Trong một cốc đựng 200ml dung dịch AlCl 3 2M. Rót vào cốc Vml dung dịch NaOH có nồng độ a mol/lít, ta được một kết tủa; đem sấy khô và nung đến khối lượng không đổi được 5,1g chất rắn. Nếu V= 200ml thì a có giá trị nào?(Na=23;Al=27;Cl=35,5;O=16;H=1) A. 2M B. 1,5M hay 3M C. 1M hay 1,5M D. 1,5M hay 7,5M Câu 4 : Hoà tan a(g) hỗn hợp bột Mg- Al bằng dung dịch HCl thu được 17,92 lit khí H 2 (đktc). Cùng lượng hỗn hợp trên hoà tan trong dung dịch NaOH dư thu được 13,44 lít khí H 2 ( đkc). a có giá trị là: (Mg=24;Al=27;H=1;Cl=35,5;Na=23) A. 3,9 B. 7,8 C. 11,7 D. 15,6 Câu 5 : Cho a mol AlCl 3 vào 200g dung dịch NaOH 4% thu được 3,9g kết tủa. Giá trị của a là: (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1) A. 0,05 B. 0,0125 C. 0,0625 D 0,125 Câu 6: Cho 200ml dung dịch H 2 SO 4 0,5M vào một dung dịch có chứa a mol NaAlO 2 được 7,8g kết tủa. Giá trị của a là: (Na=23;Al=27;S=32;O=16) A. 0,025 B. 0,05 C. 0,1 D. 0,125 Câu 7: Cho 18,6 gam hỗn hợp gồm Zn và Fe tác dụng vừa đủ với 7,84 lít Cl 2 (đktc). Lấy sản phẩm thu được hòa tan vào nước rồi cho tác dụng với dung dịch NaOH 1M. Thể tích NaOH cần dùng để lượng kết tủa thu được là lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt là?(Zn=65;Fe=56;Na=23;O=16;H=1) A. 0,7 lít và 1,1 lít B. 0,1 lít và 0,5 lít C. 0,2 lít và 0,5 D. 0,1 lít và 1,1 Câu 8 : Có một dung dịch chứa 16,8g NaOH tác dụng với dung dịch có hòa tan 8 gam Fe 2 (SO 4 ) 3 . Sau đó lại thêm vào 13,68gam Al 2 (SO 4 ) 3 . Từ các phản ứng ta thu được dung dịch A có thể tích 500ml và kết tủa. Nồng độ mol các chất trong dung dịch A là? (Al=27;Fe=56;Na=23;O=16;H=1) A. [Na 2 SO 4 =0,12M], [NaAlO 2 =0,12M] B. [NaOH=0,12M], [NaAlO 2 =0,36M] C. [NaOH=0,6M], [NaAlO 2 =0,12M] D. [Na 2 SO 4 =0,36M], [NaAlO 2 =0,12M] Câu 9 : Hòa tan 21 gam hỗn hợp gồm Al và Al 2 O 3 bằng HCl được dung dịch A và 13,44 lít H 2 (đktc). Thể tích dung dịch (lít) NaOH 0,5M cần cho vào dung dịch A để thu được 31,2 gam kết tủa là? (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1) A. 2,4 B. 2,4 hoặc 4 C. 4 D. 1,2 hoặc 2 Chuyªn ®Ò: vÒ kim lo¹i Al, Zn hîp chÊt lìng tÝnh 3 Câu 10: Hòa tan 3,9 gam Al(OH) 3 bằng 50ml NaOH 3M được dung dịch A. Thể tích dung dịch(lít) HCl 2M cần cho vào dung dịch A để xuất hiện trở lại 1,56 gam kết tủa là? (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1) A. 0,02 B. 0,24 C. 0,06 hoặc 0,12 D. 0,02 hoặc 0,24 Câu 11: 200 ml gồm MgCl 2 0,3M; AlCl 3 0,45 M; HCl 0,55M tác dụng hoàn toàn với V(lít) gồm NaOH 0,02M và Ba(OH) 2 0,01M. Gía trị của V(lít) để được kết tủa lớn nhất và lượng kết tủa nhỏ nhất là? (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1;Mg=24;Ba=137) A. 1,25lít và 1,475lít B. 1,25lít và 14,75lít C. 12,5lít và 14,75lít D. 12,5lít và 1,475lít Câu 12 : Cho m gam hỗn hợp X gồm Na 2 O và Al 2 O 3 tác dụng với H 2 O cho phản ứng hoàn toàn thu được 200 ml dung dịch A chỉ chứa một chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M. Thổi khí CO 2 dư vào dung dịch A được a gam kết tủa. Gía trị của m và a là? (Al=27;Na=23;O=16;H=1) A. 8,2g và 78g B. 8,2g và 7,8g C. 82g và 7,8g D. 82g và 78g Câu 13 : Rót 150 ml dung dịch NaOH 7M vào 50 ml dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 . Tìm khối lượng chất dư sau thí nghiệm: (Al=27;Na=23;O=16;H=1;S=32) A. 16g B. 14g C. 12g D. 10g Câu 14 : Cho 8 gam Fe 2 (SO 4 ) 3 vào bình chứa 1 lít dung dịch NaOH a M, khuấy kĩ để phản ứng xảy ra hoàn toàn; tiếp tục thêm vào bình 13,68g Al 2 (SO 4 ) 3 . Cuối cùng thu được 1,56 gam kết tủa keo trắng. Tính giá trị nồng độ a? (Al=27;Fe=56;Na=23;O=16;H=1;S=32) A. 0,2M B. 0,4M C. 0,38M D. 0,42M Câu 15: Hòa tan 5,34gam nhôm clorua vào nước cho đủ 200ml dung dịch. Thêm tiếp dung dịch NaOH 0,4M vào dung dịch trên, phản ứng xong thu được 1,56 gam kết tủa. Nồng độ mol dung dịch HNO 3 là? (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1) A. 0,6M và 1,6M B. 1,6M hoặc 2,4M C. 0,6M hoặc 2,2M D. 0,6M hoặc 2,6M Câu 16 : Cho 200Ml dung dịch AlCl 3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam. Gía trị lớn nhất của V là?(H=1;O=16;Al=27) A. 1,2 B. 1,8 C. 2,4 D. 2 (Câu 7 ĐTTS Đại học khối B năm 2007) Câu 17 : Thêm m gam Kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH) 2 0,1M và NaOH 0,1M thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 0,1M thu được kết tủa Y. Để thu được lượng kết tủa Y lớn nhất thì gía trị của m là?(H=1;O=16;Na=23;Al=27;S=32;K=39;Ba=137) A. 1,59 B. 1,17 C. 1,71 D. 1,95 (Câu 21 ĐTTS Cao đẳng khối A năm 2007) Câu 18 : Hỗn hợp X gồm Na và Al. Cho m gam X vào một lượng dư nước thì thóat ra V lít khí. Nếu cũng cho m gam X vào dung dịch NaOH(dư) thì được 1,75V lít khí. Thành phần % theo khối lượng của Na trong X là (biết các thể tích khí đo trong cùng điều kiện; Na=23;Al=27) A. 39,87% B. 77,31% C. 49,87% D. 29,87% (Câu 21 ĐTTS Đại học khối B năm 2007) Chuyªn ®Ò: vÒ kim lo¹i Al, Zn hîp chÊt lìng tÝnh 4 Câu 19: Cho dung dịch NaOH 0,3M vào 200 ml dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 0,2M thu được một kết tủa trắng keo. Nung kết tủa này đến khối lượng lượng không đổi thì được 1,02g rắn. Thể tích dung dịch NaOH là bao nhiêu? (Al=27;Na=23;S=32;O=16;H=1) A. 0,2lít và 1 lít B. 0,2lít và 2 lít C. 0,3 lít và 4 lít D. 0,4 lít và 1 lít Câu 20 : Khi cho 130 ml AlCl 3 0,1M tác dụng với 20 ml dung dịch NaOH, thì thu được 0,936gam kết tủa. Nồng độ mol/l của NaOH là? (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1) A. 1,8M B. 2M C. 1,8M và 2M D. 2,1M B. BÀI TOÁN NHIỆT NHÔM: Thường gặp là phản ứng nhiệt nhôm: Gọi a là số mol của Al; b là số mol của oxit sắt.(Fe 2 O 3 ) 2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe I. Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn: Thường do không biết số mol Al và Fe 2 O 3 là bao nhiêu nên phải xét đủ 3 trường hợp rồi tìm nghiệm hợp lí: 1. Trường hợp 1: Al và Fe 2 O 3 dùng vừa đủ: 2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe a → 2 a → 2 a → a  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al 2 O 3 : 2 a mol 2. Trường hợp 2: Al dùng dư: 2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe 2b → b → b → 2b  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2b mol; Al 2 O 3 : b mol; Al dư : (a-2b) mol. Điều kiện: (a- 2b>0) 3. Trường hợp 3: Fe 2 O 3 dùng dư: 2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe a → 2 a → 2 a → a  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al 2 O 3 : 2 a ; Fe 2 O 3 : (b- 2 a )mol. Điều kiện: (b- ( 2 a >0) II. Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn: Gọi x là số mol Fe 2 O 3 tham gia phản ứng 2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe 2x → x → x → 2x  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2x mol; Al 2 O 3 : x mol; Fe 2 O 3 dư: (b-x)mol; Al dư: (a- 2x)mol Chú ý : Nếu đề yêu cầu tính hiệu suất phản ứng ta giải trường hợp phản ứng xảy ra không hoàn toàn. Câu 21 : Trộn 10,8 gam bột nhôm với 34,8g bột Fe 3 O 4 rồi tiến hành phản ứng nhiẹt nhôm thu được hỗn hợp A. hòa tan hết A bằng HCl thu được 10,752 lít H 2 (đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng là? A. 80% và 1,08lít B. 20% và 10,8lít Chuyªn ®Ò: vÒ kim lo¹i Al, Zn hîp chÊt lìng tÝnh 5 C. 60% và 10,8lít D. 40% và 1,08lít Câu 22: nung hỗn hợp A gồm Al, Fe 2 O 3 được hỗn hợp B (hiệu suất 100%). Hòa tan hết B bằng HCl dư được 2,24 lít khí (đktc), cũng lượng B này nếu cho phản ứng với dung dịch NaOH dư thấy còn 8,8g rắn C. Khối lượng các chất trong A là? A. m Al =2,7g, mFe 2 O 3 =1,12g B. m Al =5,4g, mFe 2 O 3 =1,12g C. m Al =2,7g, mFe 2 O 3 =11,2g D. m Al =5,4g, mFe 2 O 3 =11,2g Câu 23: Hỗn hợp A gồm 0,56g Fe và 16g Fe 2 O 3 m (mol) Al rồi nung ở nhiệt độ cao không có không khí được hỗn hợp D. Nếu cho D tan trong H 2 SO 4 loãng được v(lít) khí nhưng nếu cho D tác dụng với NaOH dư thì thu được 0,25V lít khí. Gía trị của m là? A. 0,1233 B. 0,2466 C. 0,12 D. 0,3699 Câu 24 : Có 26,8g hỗn hợp bột nhôm và Fe 2 O 3 . Tiến hành nhiệt nhôm cho tới hoàn toàn rồi hòa tan hết hỗn hợp sau phản ứng bằng dung dịch HCl được 11,2 lít H 2 (đktc). Khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu là? A. m Al =10,8g;m 32 OFe =1,6g B. m Al =1,08g;m 32 OFe =16g C. m Al =1,08g;m 32 OFe =16g D. m Al =10,8g;m 32 OFe =16g Câu 25 : Hỗn hợp X gồm Al và Fe 2 O 3 . Lấy 85,6gam X đem nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm, sau một thời gian thu được m gam chất rắn Y. Chia Y làm 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Hòa tan trong dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 3,36lít khí (đktc) và còn lại m 1 gam chất không tan. - Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch HCl thấy thoat ra 10,08 lít khí (đktc). Phần trăm khối lượng Fe trong Y là? A. 18% B. 39,25% C. 19,6% D. 40% Câu 26 : Hỗn hợp X gồm Al và Fe 2 O 3 . Lấy 85,6gam X đem nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm, sau một thời gian thu được m gam chất rắn Y. Chia Y làm 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Hòa tan trong dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 3,36lít khí (đktc) và còn lại m 1 gam chất không tan. - Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch HCl thấy thoat ra 10,08 lít khí (đktc). Thành phần chất rắn Y gồm các chất là? A. Al, Fe 2 O 3 , Fe, Al 2 O 3 B. Al, Fe, Al 2 O 3 C. Fe, Al 2 O 3 D. Cả A, C đúng. . ®Ò: vÒ kim lo¹i Al, Zn hîp chÊt lìng tÝnh 1 A. KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI BAZƠ VÀ BÀI TOÁN LƯỠNG TÍNH : Cần chú ý đến 2 kim loại sau: Al, Zn. Phương. Al 3+ , Zn 2+ … - Nếu đơn giản thì đề cho sẵn ion M n+ ; phức tạp hơn thì cho thực hiện phản ứng tạo M n+ trước bằng cách cho hợp chất chứa kim loại M