Đang tải... (xem toàn văn)
CHUYÊN ĐỀ 2 BÀI TOÁN CHO HỖN HỢP KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM TÁC DỤNG VỚI NƯỚC A Lý thuyết trọng tâm Al2O3 là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trên bề mặt nhôm tác dụng với dung dịch[.]
CHUYÊN ĐỀ 2: BÀI TOÁN CHO HỖN HỢP KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM TÁC DỤNG VỚI NƯỚC A Lý thuyết trọng tâm Al2O3 oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 bề mặt nhôm tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối tan Khi khơng cịn màng oxit bảo vệ, nhơm tác dụng với nước tạo Al(OH)3 giải phóng khí H2 ; Al(OH)3 hiđroxit lưỡng tính nên tác dụng trực tiếp với dung dịch kiềm - Al tham gia phản ứng dễ dàng với dung dịch kiềm: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 - Cơ chế: + Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 + Al(OH)3 sinh hiđroxit lưỡng tính tan dung dịch kiềm: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Quá trình lặp lặp lại đến hết B Phương pháp giải Khi cho hỗn hợp Al kim loại (Na, K, Ba) vào nước hay vào dung dịch kiềm: 2Na 2H 2O 2Na 2OH H Trước tiên có phản ứng: 2K 2H 2O 2K 2OH H Ba 2H O Ba 2 2OH H 2 Sau xảy phản ứng: 2Al 2H 2O 2OH 2AlO 2 3H Cách 1: Tính theo phương trình hóa học (chú ý phải xét Al hết hay Al dư) Cách 2: Sử dụng công thức tính nhanh Cho hỗn hợp vào nước: + Nếu Al dư, OH- hết, đó: n H 2n Na/K 4n Ba + Nếu Al hết, OH- dư: 2n H n Na/K 2n Ba 3n Al Cho hỗn hợp vào dung dịch kiềm dư (Al hết): 2n H n Na/K 2n Ba 3n Al C Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho m gam hỗn hợp Na, Al vào nước, thu 0,4 mol H2 Nếu cho m gam hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư, thu 0,7 mol H2 Giá trị m A 18,4 B 15,4 C 19,1 D 10,8 Lời giải chi tiết Trong hai thí nghiệm lượng chất ban đầu nhau, số mol khí H2 thu thí nghiệm (2) lớn thí nghiệm (1), chứng tỏ thí nghiệm (1) nhơm phải dư Gọi số mol Na Al x y mol Cho hỗn hợp vào nước (Al dư) 2Na 2H 2O 2Na 2OH H x x x 2Al 2H 2O 2OH 2AlO 2 3H x x 1,5x n H 2x 0,4 mol x 0,2 Cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư (Al hết) 2Na 2H 2O 2Na 2OH H 0,2 0,1 2Al 2H 2O 2OH 2AlO 2 3H 1,5y y n H 0,1 1,5y 0,7 y 0,4 → m = 0,2.23 + 0,4.27 = 15,4 gam Chọn B Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp Ba Al vào nước dư sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 7,168 lít khí H2 (đktc) 3,08 gam chất rắn không tan Giá trị m A 14,32 B 18,36 C 15,28 D 17,02 Lời giải chi tiết 7,168 nH 0,32 mol 22,4 Chất rắn không tan Al dư Gọi số mol Ba hỗn hợp ban đầu x mol Phương trình hóa học: Ba 2H 2O Ba(OH) H x x x Ba(OH) 2Al 2H 2O Ba(AlO ) 3H 2x x 3x n H 4x 0,32 x 0,08 Theo phương trình: nAl phản ứng = 2x = 0,16 mol → mAl phản ứng = 4,32 gam → m = mBa + mAl phản ứng + mAl dư = 0,08.137 + 4,32 + 3,08 = 18,36 gam Chọn B Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm Na, Al Fe (với tỉ lệ số mol Na Al tương ứng 2:1) Cho X tác dụng với H2O dư thu chất rắn Y V lít khí Cho tồn Y tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thu 0,25V lít khí Biết khí đo điều kiện, phản ứng xảy hoàn toàn Tỉ lệ số mol Fe Al X tương ứng A 16:5 B 5:16 C 1:2 D 5:8 Lời giải chi tiết Cho X (Na, Al, Fe) tác dụng với H2O dư: Gọi số mol khí H2 x mol Vì tỉ lệ số mol Na:Al = 2:1 → Khi cho X vào nước Al Na hết, Fe không phản ứng → Chất rắn Y Fe Ta có: nAl = a mol → nNa = 2a mol Bảo toàn electron: 2n H n Na 3n Al → 3a + 2a = 2x → nAl = a = 0,4x mol Cho Y tác dụng với H2SO4 lỗng dư: Ta có: n H 0,25x mol Bảo toàn electron: n Fe n H 0,25x mol n Fe 0,25x n Al 0,4x Chọn D C Bài tập tự luyện Câu 1: Cho m gam hỗn hợp gồm Al Na vào nước dư, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 2,24 lít khí H2 (đktc) 2,35 gam chất rắn không tan Giá trị m A 3,70 B 4,85 C 4,35 D 6,95 Câu 2: Hòa tan hết 13,275 gam hỗn hợp gồm BaO Al vào nước thu dung dịch X Sục CO2 dư vào X, thu 7,41 gam kết tủa Phần trăm khối lượng BaO hỗn hợp A 80,876% B 78,806% C 70,688% D 80,678% Câu 3: Cho hỗn hợp Na Al có tỉ lệ số mol tương ứng 1:2 vào nước dư Sau phản ứng xảy hồn tồn thu 0,896 lít khí H2 (ở đktc) m gam chất rắn không tan Giá trị m A 0,78 B 0,54 C 4,32 D 1,08 Câu 4: Cho 8,6 gam hỗn hợp K, Fe, Mg Al vào nước Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 4,48 lít khí H2 (đktc) m gam ba kim loại không tan Giá trị m A 2,7 B 2,0 C 4,0 D 3,6 Câu 5: Hỗn hợp X gồm K, Mg, Al Chia X thành ba phần Phần cho vào dung dịch HCl dư, thu 2,016 lít khí Phần hai cho vào nước dư, thu 0,896 lít khí Phần ba cho vào dung dịch NaOH dư, thu 1,568 lít khí Biết phản ứng xảy hồn tồn, khí đo đktc Phần trăm khối lượng Al X A 46,15% B 33,33% C 45,25% D 35,54% Câu 6: Hỗn hợp X gồm Al, Na Cho m gam X vào nước thu V lít khí H2 Nếu cho m gam vào dung dịch NaOH dư, thu 1,75V lít khí H2 Các thể tích khí đo điều kiện, phản ứng xảy hoàn toàn Phần trăm khối lượng Na X A 77,31% B 39,87% C 49,87% D 29,87% Câu 7: Hỗn hợp X gồm Ba, Al Chia m gam X thành hai phần nhau: Phần cho vào nước dư, thu 1,344 lít khí Phần hai cho vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu 2,016 lít khí Biết phản ứng xảy hồn tồn, khí đo đktc Giá trị m A 3,405 B 6,810 C 5,190 D 4,565 Câu 8: Hỗn hợp X gồm Ba, Na Al, số mol Al lần số mol Ba Cho m gam X vào nước đến phản ứng hồn tồn, thu 1,792 lít khí H2 (đktc) 0,54 gam chất rắn, Giá trị m A 3,90 B 5,27 C 3,45 D 3,81 Câu 9: Chia hỗn hợp X gồm K, Al Fe thành hai phần nhau: Cho phần vào dung dịch KOH dư thu đươc 0,784 lít khí H2 (đktc) Cho phần hai vào lượng dư H2O thu 0,448 lít khí H2 (đktc) m gam hỗn hợp kim loại Y Hịa tan hồn tồn Y vào dung dịch HCl dư thu 0,56 lít khí H2 (đktc) Khối lượng K, Al, Fe phần hỗn hợp X A 0,39 gam; 0,54 gam; 1,40 gam B 0,78 gam; 1,08 gam; 0,56 gam C 0,39 gam; 0,54 gam; 0,56 gam D 0,78 gam; 0,54 gam; 1,12 gam Câu 10: Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Na Al vào nước dư, thu dung dịch Y Chia Y ba phần nhau: Cho từ từ dung dịch HCl 1M vào phần đến bắt đầu xuất kết tủa dùng hết 100 ml Cho từ từ 450 ml dung dịch HCl 1M vào phần hai, thu 3a gam kết tủa Cho từ từ 750 ml dung dịch HCl 1M vào phần ba, thu a gam kết tủa Giá trị m A 44,40 B 28,50 C 40,65 D 36,90 Câu B Câu D Câu B Câu B ĐÁP ÁN Câu Câu A D Câu B Câu C Câu C Câu 10 A ... 3,08 = 18,36 gam Chọn B Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm Na, Al Fe (với tỉ lệ số mol Na Al tương ứng 2:1) Cho X tác dụng với H2O dư thu chất rắn Y V lít khí Cho tồn Y tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư... 0,4x mol Cho Y tác dụng với H2SO4 lỗng dư: Ta có: n H 0,25x mol Bảo toàn electron: n Fe n H 0,25x mol n Fe 0,25x n Al 0,4x Chọn D C Bài tập tự luyện Câu 1: Cho m gam hỗn hợp gồm Al... 1,08 Câu 4: Cho 8,6 gam hỗn hợp K, Fe, Mg Al vào nước Sau phản ứng xảy hoàn tồn, thu 4,48 lít khí H2 (đktc) m gam ba kim loại không tan Giá trị m A 2,7 B 2,0 C 4,0 D 3,6 Câu 5: Hỗn hợp X gồm K,