A ĐẶT VẤN ĐỀ I Lí do chọn đề tài Hiện nay tất cả các môn học đều được tập trung cao nhằm nâng cao chất lượng đại trà cũng như chất lượng mũi nhọn của từng bộ môn và Hóa học cũng không nằm ngoài những[.]
A ĐẶT VẤN ĐỀ: I Lí chọn đề tài: Hiện tất môn học tập trung cao nhằm nâng cao chất lượng đại trà chất lượng mũi nhọn môn Hóa học khơng nằm ngồi mơn Là giáo viên có tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi, tơi nhận thấy mơn Hóa học khó địi hỏi học sinh hứng thú, say mê, kiên trì, chăm chỉ, có óc tư sáng tạo cao Hóa học có nhiều kiến thức thực tế, kiến thức chuyên sâu, khó, dạng tập đa dạng Đặc biệt Hóa học có nhiều dạng tập khó liên quan đến kim loại Một kim loại khó, phức tạp nhơm Để góp phần nâng cao chất lượng học sinh khá giỏi tơi chọn đề tài “Nâng cao chất lượng học sinh giỏi qua bài tập về nhôm và hợp chất nhôm bậc THCS” giúp học sinh nhận biết tập nhôm, định hướng cách giải tập, từ kích thích hứng thú học tập nâng cao chất lượng học sinh giỏi II Đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Đối tượng: - Học sinh có học lực khá, giỏi mơn hoá học Phạm vi nghiên cứu: - Các dạy chương trình hóa học 8, đặc biệt liên quan tới kim loại nhôm - Các tài liệu thi tuyển học sinh giỏi, thi trường chuyên III Mục tiêu nghiên cứu: Một số năm trước mơn Hóa học khơng tổ chức thi học sinh giỏi cấp nên học sinh phần xem môn Hóa mơn phụ, kiến thức nhạt nhẽo với em Chính ngồi mục đích kích thích hứng thú, phát triển tư cho em nhằm nâng cao chất lượng học sinh giỏi, kiến thức, dạng tập nhơm cịn nằm rải rác, nhỏ lẻ tài liệu Cho nên thân tơi cịn muốn xây dựng tài liệu để tích lũy cho thân, cho anh em đồng nghiệp phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi IV Nhiệm vụ nghiên cứu: - Hệ thống hóa kiến thức liên quan “ nhôm hợp chất nhôm” học THCS - Nghiên cứu cách nhận biết tập cách giải chúng skkn - Nghiên cứu đề thi học sinh giỏi, thi vào trường chuyên nhằm tìm tập tiêu biểu V Phương pháp nghiên cứu: Trong trình học tập, giảng dạy nghiên cứu kiến thức cần tập trung giải vấn đề sau: Một nghiên cứu kĩ lí thuyết sách giáo khoa tài liệu liên quan đến kim loại nhôm và hợp chất nhôm, đúc rút các kinh nghiệm qua các lần thi học sinh giỏi Hai nghiên cứu khả tiếp thu học sinh THCS qua các đề thi học sinh giỏi các cấp để có cách trình bày thật hợp lí dễ hiểu phù hợp với em Ba vận dụng phương pháp giải tập vào thực tiễn giảng dạy học tập học sinh, thu thập kiến thức phản hồi từ học sinh đồng nghiệp, rút kinh nghiệm sửa chữa, bổ sung hoàn thiện Nếu đề tài áp dụng cho học sinh tin em nhận biết giải tốt tập liên quan đến nhôm hợp chất nó, đồng thời thân rút nhiều kiến thức, kinh nghiệm trình giảng dạy thân B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: I Cơ sở lý luận: Hoá học là một bộ môn khó với học sinh nên học sinh học tập bộ môn này thường dễ chán nản Đối với học sinh giỏi việc giải tập liên quan đến kim loại nhơm gặp nhiều khó khăn nhơm kim loại có tính chất hóa học phức tạp khơng kim loại khác Hợp chất vơ đa dạng, phong phú Trong chương trình sách giáo khoa chủ yếu đề cập đến lí thuyết nhơm cịn phần tập số lượng Hơn loại sách tham khảo thường phân dạng chung Do học sinh thường lúng túng, không tự tin gặp tập nhôm Tuy nội dung nhỏ học sinh dựa vào kiến thức sách giáo khoa gặp phải tập liên quan đến nhơm khơng làm dẫn đến kết hcọ sinh giỏi thấp II Cơ sở thực tiễn: Sau nhiều năm tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi nhận thấy học sinh thường gặp sai sót làm bài tập về kim loại nhôm và hợp chất nhôm Từ đó thấy bài tập liên quan đến nhôm là các em thiếu tự tin Để khắc phục tình skkn trạng thực tiễn này thì phải có phương pháp giúp học sinh tiếp cận với các kiến thức, kĩ giúp các em đủ tự tin để giải quyết bài tập tốt III Nội dung nghiên cứu: Cơ sở lí thuyết: 1.1 Nhôm 1.1.1 Vị trí bảng hệ thống tuần hồn cấu hình electron nguyên tử: - Nhôm (Al) ô số 13 thuộc nhóm IIIA, chu kì bảng tuần hồn - Cấu hình e Al (Z =13) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 - Nhơm dễ nhường electron hóa trị nên cóa số oxi hóa + hợp chất 1.1.2 Tính chất vật lí: - Là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy 660oc, mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng - Là kim loại nhẹ (D = 2,7g/cm3), dẫn điện dẫn nhiệt tốt 1.1.3 Tính chất hóa học: Nhơm có tính khử mạnh sau kim loại kiềm kiềm thổ nên dễ bị oxi hóa thành ion dương : Al Al3+ + 3e a.Tác dụng với phi kim : O2, Cl2, S, C, N2 (nhôm oxit) (nhôm sunfua) (nhôm cacbua) (nhôm nitrua) Các chất Al2S3; Al4C3; AlN tác dụng với H2O tạo Al(OH)3 khí Ví dụ: Al2S3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S b Tác dụng với axit: - Axit loại 1: HCl, H2SO4 loãng 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 - Axit loại 2: HNO3 lỗng, HNO3 đặc nóng: Al + 6HNO3 đặc nóng Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Khí màu nâu Al + 4HNO3 lỗng Al(NO3)3 + NO + 2H2O skkn Khí khơng màu hóa nâu khơng khí Hay: 8Al + 30HNO3 loãng 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 10Al + 36HNO3 loãng 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 8Al + 30HNO3 loãng 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + Trường hợp tạo khí với tỉ lệ 9H2O viết phương trình phản ứng: Al + HNO3 Al(NO3)3 + 2N2O +3N2 + H2O Cân bằng: 46Al + 168HNO3 46Al(NO3)3 + 6N2O + 9N2 + 84H2O * H2SO4 đặc nóng: 2Al + 6H2SO4 đặc nóng Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Hay: 2Al + 4H2SO4 đặc nóng Al2(SO4)3 + S + 4H2O 8Al + 15H2SO4 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O c Phản ứng nhiệt nhôm: Ở nhiệt độ cao Al khử nhiều ion kim loại oxit Ví dụ: Phản ứng bột nhôm sắt oxit d Tác dụng với nước: Nếu phá bỏ lớp oxit bề mặt nhôm (hoặc tạo thành hỗn hống Al – Hg) nhơm tác dụng với nước nhiệt độ thường 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 Nhôm không tác dụng với nước dù nhiệt độ cao bề mặt nhôm phủ lớp Al2O3 mỏng bền mịn khơng cho nước khí thấm qua e Tác dụng với dung dịch kiềm: Nếu Al có lớp Al2O3 bề mặt phản ứng với kiềm tạo muối tan: Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Khi Al khơng có màng oxit bảo vệ Al phản ứng với nước tạo thành Al(OH)3 giải phóng khí H2 , Al(OH)3 lưỡng tính nên tiếp tục phản ứng với kiềm: 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O Cộng (1) (2) ta có: 2Al + 2NaOH + 2H2O NaAlO2 + 3H2 g Tác dụng với dd muối: Kim loại nhôm phản ứng với dung dịch muối kim loại yếu skkn 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu 1.1.4 Sản xuất nhôm: Trong công nghiệp nhôm sản xuất phương pháp điện phân nhơm oxit nóng chảy a Ngun liệu: Quặng boxit Al2O3.2H2O thường lẫn tạp chất Fe2O3 SiO2 b Phương pháp điện phân nhơm oxit nóng chảy: Đpnc Al2O3 từ quặng boxit Al2O3 2H2O có xúc tác quặng Criolit quặng boxit dd chứa NaAlO2 Na2SiO3 Al(OH)3 Al2O3 Al PTHH: 2Al2O3 4Al + 3O2 1.2 Hợp chất nhôm 1.2.1 Nhôm oxit: - Nhôm oxit chất rắn màu trắng, không tan nước, không tác dụng với nước, nóng chảy 2050 0C - Nhơm oxit oxit lưỡng tính, vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ 1.2.2 Nhôm hidroxit: - Là chất rắn, màu trắng, kết tủa dạng keo - Là hiddroxit lưỡng tính: Dạng axit HAlO2.H2O ( axit aluminic) Dạng bazơ Al(OH)3 (nhôm hidroxit) * Lưu ý: Al(OH)3 không tan axit yêú (dd CO 2), không tan bazơ yếu (dd NH3) - Phản ứng nhiệt phân: 1.2.3 Muối nhôm (AlCl3 Al2(SO4)3 , Al(NO3)3): - Tác dụng với bazơ: skkn + Khi cho từ từ dd bazơ mạnh ( NaOH, KOH, Ba(OH) 2….) đến dư vào dd muối Al3+ nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 tăng dần đến cực đại sau kết tủa từ AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl từ tan dần: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O + Khi cho từ từ dd bazơ yếu đến dư vào dd muối Al 3+ nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 cực đại, kết tủa không tan: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl + Nếu dung dịch chứa đồng thời Al 3+, H+ tác dụng dung dịch bazơ phản ứng theo thứ tự: (1) H+ + OH- H2O (2) (3) Al(OH)3 + OH- dư + 2H2O 1.2.4 Muối - Có mơi trường bazơ nên pH >7 làm q tím hóa xanh - Tác dụng với axit: + Khi cho từ từ dd axit mạnh ( HCl, H 2SO4 lỗng ) đến dư vào dd muối nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 tăng dần đến cực đại sau kết tủa từ từ tan dần: + H+ + H2O Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ Al3++ 2H2O + Khi cho từ từ dd axít yếu đến dư vào dd muối nhận thấy có kết tủa Al(OH)3 cực đại, kết tủa không tan: + CO2 + H2O Al(OH)3 + + Nếu dd chứa đồng thời ứng theo thứ tự: (2) , OH- tác dụng dung dịch axit phản (1) H+ + OH- H2O + H+ + H2O Al(OH)3 (3) Al(OH)3 + 3H+ dư Al3++ 3H2O Phương pháp: Đối với giáo viên: Phải hệ thống hóa kiến thức trọng tâm cho học sinh cách khoa học Nắm vững phương pháp giải tập xây dựng hệ thống tập phải thật đa dạng, đảm bảo trọng tâm chương trình phù hợp với đối tượng học sinh skkn Tận dụng thời gian để hướng dẫn giải lượng tập nhiều nhất, có hiệu cho học học sinh dễ hiểu Đối với học sinh: a Về kiến thức: - Là phương tiện để ôn tập củng cố, hệ thống hoá kiến thức cách tốt - Rèn khả vận dụng kiến thức học, kiến thức tiếp thu qua giảng thành kiến thức mình, kiến thức nhớ lâu vận dụng thường xuyên - Đào sâu, mở rộng kiến thức học cách sinh động, phong phú, hấp dẫn b Về kĩ năng: - Phải tích cực rèn kỹ hệ thống hóa kiến thức - Nhận biết tập nhôm hợp chất nhôm - Rèn kỹ viết PTHH hố học cho học sinh khả tính toán cách khoa học - Phát triển lực nhận thức rèn trí thơng minh cho học sinh c Về thái độ: - Làm cho em yêu thích, đam mê học mơn hóa học hiểu rỏ vấn đề - Phát giải vấn đề cách khách quan, trung thực sở phân tích khoa học Ví dụ minh hoạ về các bài tập nhôm hợp chất nhôm: Dạng 1: Viết PTHH, nhận biết Câu 1: Viết PTHH phản ứng thực dãy chuyển đổi sau: (1) (2) (3) (4) (5) (6) Al AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 Al Giải: * Nếu học sinh không tiếp cận kiến thức nhơm cách sâu rộng phương trình (3) (4) không làm Qua tập học sinh ghi nhớ phương trình đặc biệt nhôm (1) 2Al + 3Cl2 2AlCl3 (2) AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl (3) Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (4) NaAlO2 + CO2 + 2H2O NaHCO3 + Al(OH)3 skkn (5) 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (6) 2Al2O3 4Al + 3O2 Câu 2: Có hai lọ không ghi nhãn đựng dung dich AlCl3 dung dịch NaOH Không dùng thêm chất khác, làm để phân biệt chất? Giải: *Bài tập trở nên khó giải khơng cho dùng hóa chất khác GV nên gợi ý học sinh áp dụng tính chất riêng nhơm Gợi ý cho từ từ hai chất vào có tượng gì? - Lấy dung dịch hai ống nghiệm riêng biệt - Nhỏ từ từ giọt từ dung dich (1) sang ống nghiệm đựng dung dịch (2) Nếu: Ta thấy xuất kết tủa không tan dung dịch (1) NaOH dung dịch (2) AlCl3 Vì nhỏ từ từ NaOH NaOH hết AlCl dư nên có phản ứng: AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl - Ta thấy xuất kết tủa sau tan dung dịch (1) AlCl3 dung dịch (2) NaOH Vì cho từ từ AlCl3 chứng tỏ AlCl3 hết NaOH dư nên xảy hai PTHH sau: AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O Câu 3: Chỉ dùng nước làm thuốc thử phân biệt mẫu bột kim loại sau: Na, Al, Fe Giải: - Lấy bột kim loại cho vào ống nghiệm - Nhỏ nước vào ba ống nghiệm Nếu thấy lọ xuất khí kim loại Na - Hai kim loại cịn lại khơng có tượng - Cho dung dich thu vào hai kim loại kim loại phản ứng với NaOH xuất khí Al - Kim loại cịn lại khơng có tượng Fe - PTHH: Na + H2O NaOH + H2 2Al + 2NaOH + 2H2O NaAlO2 + 3H2 Câu 4: Viết PTHH để giải thích tượng xảy a) Cho dung dịch NH3 dư vào dung dịch AlCl3 skkn b) Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch AlCl3 c) Cho từ từ dung dịch Al2(SO4)3 vào dung dịch NaOH ngược lại d) Sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch NaAlO2 e) Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2 Giải: a) Khi cho từ từ NH3 dư vào dung dich AlCl3 ta thấy xuất kết tủa không tan PTHH: 3NH3 + 3H2O + AlCl3 Al(OH)3 + 3NH4Cl b) Cho từ từ NaOH vào dung dịch AlCl 3, ban đầu ta thấy xuất kết tủa PTHH: AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Tiếp tục cho NaOH vào đến dư ta thấy kết tủa tan PTHH: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O c) Khi cho từ từ Al2(SO4)3 vào dung dịch NaOH ta thấy kết tủa xuất sau tan dần Al2(SO4)3 phản ứng hết NaOH dư Ngược lại cho NaOH từ từ vào Al2(SO4)3 xuất kết tủa, đến dư NaOH kết tủa tan dần: Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O d) Sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch NaAlO2 xuất kết tủa không tan NaAlO2 + CO2 + 2H2O NaHCO3 + Al(OH)3 e) Cho từ từ HCl vào dung dịch NaAlO Ban đầu thấy kết tủa xuất hiện, sau cho dư HCl kết tủa tan, PTHH: NaAlO2 + HCl + H2O NaCl + Al(OH)3 Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O Dạng 2: Hỗn hợp kim loại có Al, Al2O3 Câu 1: Cho lượng hỗn hợp Mg – Al tác dụng với dung dịch HCl dư thu 8,96 lít H2 Mặt khác cho lượng hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 6,72 lít H2 Các thể tích khí đktc Tính khối lượng kim loại có hỗn hợp? Giải: Số mol H2 sinh phần là: skkn Số mol H2 sinh phần là: Phần 1: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 0,1mol 0,1mol 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 0,2mol 0,3mol (1) (2) Phần hai: 2Al + 2NaOH + 2H2O NaAlO2 + 3H2 (3) 0,2mol 0,3mol Ta thấy nAl=2/3nH2 = 0,2mol Thay số mol Al vào (2) ta số mol H sinh phản ứng (2) 0,3 mol => Số mol H2 phản ứng (1) sinh 0,1 mol => nMg = 0,1mol Vậy khối lượng kim loại là: mAl = 0,2.27 = 5,4g mMg = 0,1.24 = 2,4g Câu 2: Có hỗn hợp A gồm Ba Al Cho m g A tác dụng với nước dư thu 1,344l khí, dung dịch B phần khơng tan C Cho 2m g A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu 20,832 lít khí (đktc) a) Tính thành phần % khối lượng kim loại A b) Cho 50ml dung dịch HCl vào dung dịch B thu 7,8 g kết tủa Xác đinh nồng độ mol dung dịch HCl Giải: a) Gọi số mol kim loại Ba Al m g hỗn hợp x, y (x, y > 0) Thì số mol Ba Al 2m g hỗn hợp 2x, 2y Phần xảy PTHH: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 x x Sau phản ứng có phần chất rắn khơng tan chứng tỏ Al dư 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O Ba(AlO2)2 + 3H2 2x x 3x Theo ta có số mol H2 là: => x + 3x = 0,06 => x = 0,015 mol Khối lượng Ba m g hỗn hợp là: mBa = 0,015.137 = 2,055 g 10 skkn Phần hai: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 2x 2x 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O Ba(AlO2)2 + 3H2 2y 3y Theo ta có: =>2x + 3y = 0,93 Thay x = 0,015 mol => y = 0,3 mol =>Khối lượng Al là: mAl = 0,3.27 = 8,1g Vậy thành phần % theo khối lượng kim loại A là: b) Dung dịch B có: Ba(AlO2)2 : 0,015 mol Trường hợp 1: HCl phản ứng hết Thì kết tủa thu Al(OH)3 2H2O + Ba(AlO2)2 + 2HCl BaCl2 + 2Al(OH)3 0,01 =>Nồng độ mol dung dịch HCl là: 0,01 Trường hợp 2: HCl phản ứng dư có hai PTHH xảy ra: 2H2O + Ba(AlO2)2 + 2HCl BaCl2 + 2Al(OH)3 0,015 0,03 0,03 3HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 3H2O 0,06 0,02 Tổng số mol HCl là: 0,06 + 0,03 = 0,08 mol Nồng độ mol dung dịch HCl là: Câu 3: Hòa tan hết 9,96 g hỗn hợp gồm Al Fe 1,175 lít dung dịch HCl 1M ta thu dung dịch A Thêm 800g dung dịch NaOH 6% vào dung dịch A Lọc lấy kết tủa rửa sạch, nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 13,65g chất rắn Tính thành phần % Al Fe hỗn hợp ban đầu? Giải: * GV hướng dẫn học sinh làm bài: 11 skkn - Tóm tắt tập: 9,96 g(Al, Fe) +1,175 mol HCl +NaOH - Lưu ý: Qua phần tóm tắt ta thấy HCl dư, NaOH dư nên Al(OH) hòa tan phần Theo ta có: nHCl= 1,175 mol, Nếu hỗn hợp tồn nhơm số mol là: 9,96 : 27 = 0,37 =>Số mol HCl tối đa phản ứng là: 0,37.3 = 1,106molHCl dư sau phản ứng với hỗn hợp Gọi số mol Al Fe 9,96 g hỗn hợp x, y (x, y>0) Ta có PTHH: 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 x 3x (1) x Fe + 2HCl FeCl2 + H2 y 2y HCl (2) y + NaOH NaCl + H2O (3) (1,175-3x-2y) (1,175-3x-2y) AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl (4) x 3x x FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl (5) y 2y y Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (6) x 0,025 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (7) x-0,025 (x-0,025)/2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 (8) y y 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (9) y y/2 Số mol HCl phản ứng (1) (2) (3) = số mol NaOH (3) (4) (5) = 1,175 mol Chứng tỏ NaOH dư: 1,2 – 1,175 = 0,025 xảy phản ứng (6) Trường hợp 1: NaOH phản ứng vừa đủ dư phản ứng (6) 12 skkn Lúc này: nAl(OH)3 = x 0.025 mol Thì chất rắn sau nung có Fe2O3 => y/2.160 = 13,65 => y = 0,17 mol => 27x + 0,17.56 = 9,96 => x = 0,016 < 0,025 ( thỏa mãn) Vậy khối lượng Al hỗn hợp là: 0,016.27 = 0,432g Khối lượng Fe hỗn hợp là: 9,96 – 0,432 = 9,528g Trường hợp 2: Al(OH)3 dư, NaOH hết Lúc này: nAl(OH)3 lại là: x - 0,025 Ta có: 27x + 56y = 9,96 Giải ta được: x= 0,056 > 0,025 (thỏa mãn) y=0,15mol Vậy khối lượng Al hỗn hợp là: 0,056.27 =1,512 g Khối lượng Fe hỗn hợp là: 9,96 – 1,512 = 8,448g * Bài tập tham khảo: Câu 4: Chia 2,38 g hỗn hợp Zn Al thành hai phần nhau: Phần hịa tan hồn tồn vừa đủ dung dịch KOH 2M ta 0,896 lít H2 (đktc) Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp thể tích dung dịch KOH dùng? Phần hai trộn thêm m g Na cho vào H2O Tính giá trị tối thiểu m để hỗn hợp ba kim loại Zn, Al, Na tan hết nước Tính thể tích khí đktc? Cho dung dịch HCl 1M từ từ vào dung dịch tạo từ phần hai Tính thể tích dung dịch HCl để thu khối lượng kết tủa lớn nhất? Câu 5: Hỗn hợp kim loại X (hóa trị II) kim loại Y có hóa trị khơng đổi Chia hỗn hợp thành ba phần Phần hòa tan hết vào dung dịch HCl thu 1,792 lít H2 Phần cho tác dụng hết với NaOH dư thu 13,44 lít H2 muối NaYO2 phần khối lượng khơng tan có khối lượng 4/9 khối lượng Y tan Phần đốt cháy O2 dư thu 2,840 g oxit Xác định kim loại X, Y Tính khối lượng kim loại ban đầu Biết thể tích khí đo đktc Câu 6: 13 skkn Cho m g hỗn hợp X gồm Na2O Al2O3 lắc với nước cho phản ứng hoàn toàn thu 300 ml dung dịch A chứa chất tan có nồng độ 0,5M Thổi khí CO2 dư vào dung dịch A thu a g kết tủa a) Tính m thành phần % chất X b) Tính a thể tích CO2 (đktc) Dạng 3: Dung dịch muối nhôm a) Dạng đơn giản: Câu 1: Cho 200 ml dung dịch NaOH vào 200 g dung dịch Al2(SO4)3 1,71% Sau phản ứng thu 0,78g kết tủa không tan Tính CM dung dịch NaOH tham gia Giải: Số mol Al(OH)3 là: 0,78:78 = 0,01mol Số mol Al2(SO4)3 là: Trường hợp 1: Al2(SO4)3 dư Lúc có PTHH Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 0,005 0,03 0,01 Nồng độ mol NaOH là: Trường hợp 2: NaOH dư Lúc có hai phương trình Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 0,01 0,06 0,02 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 0,01 0,01 Số mol NaOH là: 0,07 mol Nồng độ mol NaOH là: Câu 2: Cho mẫu Na vào 200 ml dung dịch AlCl3 2,8 lít khí (đktc) kết tủa A Nung A đến khối lượng không đổi thu 2,55 g chất rắn Tính CM dung dịch AlCl3? Giải: Số mol H2 là: Số mol Al2O3 là: 2,55:102=0,025mol Gọi số mol AlCl3 x 14 skkn PTHH: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 0,25 0,125 3NaOH + AlCl3 → 3NaCl + Al(OH)3 3x x x Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 0,25-3x 0,25-3x 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O 0,05 0,025 Số mol Al(OH)3 lại là: x – (0,25 – 3x) = 0,05 => x=0,075 mol CM = 0,075:0,2 = 0,375M Câu 3: Trộn lẫn 100 ml dung dịch AlCl3 1M vào V l dung dịch NaOH 1M thu 6,24 g kết tủa Tính thể tích dung dịch NaOH Giải: Số mol Al(OH)3 là: 6,24:78 = 0,08 mol Số mol AlCl3 là: 0,1.1= 0,1mol Trường hợp 1: Nếu AlCl3 dư có PTHH: 3NaOH + AlCl3 → 3NaCl + Al(OH)3 0,24 0,08 0,08 VNaOH = 0,24l Trường hợp 2: NaOH dư 3NaOH + AlCl3 → 3NaCl + Al(OH)3 0,3 0,1 0,1 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 0,02 0,02 VNaOH = 0,32 l Câu 4: Trộn V1 lít dung dịch HCl 0,6M vói V lít dung dịch NaOH 0,4M thu 0,6 lít dung dịch A Biết 0,6 lít dung dịch A tác dụng hết vói 1,02 g Al2O3 Tính V1 V2? Giải: Trường hợp 1: HCl dư NaOH + HCl NaCl + H2O 0,4V2 0,4V2 15 skkn 6HCl + Al2O3 AlCl3 + H2O 0,06 0,01 nNaỌH = 0,4V2 ; nHCl = 0,6V1 ; nAl2O3 = 1,02:102 = 0,01 mol V1 = V2 = 0,3 l Trường hợp 2: NaOH dư NaOH + HCl NaCl + H2O 0,6V1 0,6V1 2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O 0,02 0,01 => V1 = 0,38l ; V2 = 0,22l Câu 5: Cho V ml dung dịch HCl 1M vào dung dịch chứa 0,1mol NaAlO2 thu 5,85 g kết tủa Tính V ml dung dịch HCl dùng? Giải: NAl(OH)3 = 5,85:78 = 0,075mol Trường hợp 1: HCl phản ứng hết, NaAlO2 dư HCl + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaCl 0,075 0,075 V = 0,075l Trường hợp 2: HCl dư, NaAlO2 phản ứng hết HCl + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaCl 0,1 0,1 0,1 3HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 3H2O 0,075 0,025 V = 0,1 + 0,075 = 0,175l Câu 6: Trộn 150 ml dung dịch NaOH 7M với 100ml dung dịch Al2(SO4)3 1M Tính CM chất dung dịch thu sau trộn? b) Dạng khó: Câu 1: Cho 9,2 g Na vào 200 g dung dịch chứa Fe 2(SO4)3 4% Al2(SO4)3 6,84% thu kết tủa dung dịch A 16 skkn a) Tách kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu bao nhieu g chất rắn? b) Tính C% chất dung dịch Giải: a) Số mol Na là: 9,2:23 = 0,4 mol Các PTHH xảy ra: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 0,4 0,4 6NaOH + Fe2(SO4)3 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 0,12 0,02 0,04 0,06 6NaOH + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 0,24 0,04 0,08 0,12 NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O 0,04 0,04 0,04 0,08 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 0,04 0,02 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 0,04 0,02 Khối lượng chất rắn thu sau nung là: mFe2O3 + mAl2O3 = 0,02.102 + 0,02.160 = 5,24g a)mNa2SO4 = (0,06+0,12).142 = 25,56 g mNaAlO2 = 0,04.82 = 3,28g Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mdd = mNa + mdd muối – mH2 – mFe(OH)3 – mAl(OH)3 = 9,2 + 200 – 0,2.2 – 0,04.107 – 0,04.78 = 201,4 g C% Na2SO4 = C% NaAlO2 Câu 2: Hòa tan 19,5 g FeCl3 27,36 g Al2(SO4)3 vào 200 g dung dịch H2SO4 9,8% thu dung dịch A Sau hịa tan hết 77,6 g NaOH ngun chất vào 17 skkn dung dịch A thấy xuất kết tủa B dung dịch C Lọc rửa lấy kết tủa B đem nung đến khối lượng khơng đổi a)Tính khối lượng chất rắn sau nung b)Thêm nước vào dung dịch C để thu 400 g dung dịch Tính C% chất có dung dịch Giải: a) 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O 0,4 0,2 6NaOH + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 0,48 0,08 0,16 0,24 3NaOH + FeCl3 Fe(OH)3 + 3NaCl 0,36 0,12 0,12 NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O 0,7 0,16 0,16 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 0,12 0,06 nFeCl3 = 19,5:162,5 = 0,12 mol nAl2(SO4)3 = 27,36:342 = 0,08 mol nNaOH = 77,6:40 = 1,94 mol nH2SO4 = 0,2 mol nNaOH phản ứng là: 0,4 + 0,48 + 0,36 +0,16 1,24 mol Do NaOH cịn dư Nên chất rắn sau nung có Fe2O3: 0,06.160 = 9,6 g a) C% Na2SO4: 15,62% C% NaCl: 5.265% C% NaAlO2 : 3,28% C% NaOH dư: 5,4% Câu 3: X dung dịch AlCl3, Y dung dịch NaOH 2M Thêm 150 ml dung dịch Y vào cốc chứa 100 ml dung dịch X, khấy thu 7,8 g kết tủa Lại thêm tiếp vào cốc 100 ml dung dịch Y khuấy lượng kết tủa có cốc 10,92g, phản ứng xảy hoàn toàn Hãy xác định CM dung dịch X Giải: 18 skkn Gọi CM dung dịch X a Thì nAlCl3 = 0,1a Tổng số mol NaOH là: 0,15.2 + 0,1.2 = 0,5 mol Nếu NaOH hết thì: 3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl 0,5 0,17 =>mAl(OH)3 = 0,17.78 = 13g #10,92 g Chứng tỏ NaOH dư Ta có PTHH: 3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl 0,3a 0,1a 0,1a NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O 0,5-0,3a 0,5-0,3a =>Số mol Al(OH)3 lại là: 0,1a –(0,5-0,3a) =10,92:78=0,14 =>a=0,16M Câu 4: Dung dịch X gồm Al(NO3)3 0,5M H2SO4 1M Dung dịch Y gồm KOH 2,75M Ba(OH)2 0,5M.Trộn lẫn 200ml dung dịch X với 200ml dung dịch Y Sau phản ứng kết thúc thu m g kết tủa Tính m (Đề thi HSG tỉnh năm 2015) Giải: Theo ta có: dung dịch X có: n Al(NO3)3 =0,5.0,2 = 0,1 mol, nH2SO4 = 0,2.1 = 0,2 mol Dung dịch Y có: nKOH = 0,55mol, nBa(OH)2 = 0,1mol PT ion: Al(NO3)3 Al3+ + 0,1 0,1 H2SO4 2H+ + 0,2 0,4 0,2 + KOH K + OH0,55 0,55 Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH0,1 0,1 0,2 + =>nH = 0,4 mol; nOH = 0,75 mol; nAl3+=0,1 mol; n =0,2mol; nBa2+ = 0,1mol Trộn X Y ta có PT sau: 19 skkn H+ + OH- H2O 0,4 0,4 Ba2+ + 0,1 Al3+ + 0,1 Như số mol 0,05mol nên: BaSO4 0,1 0,1 3OH- Al(OH)3 0,3 0,1 OH phản ứng là: 0,4 + 0.3 = 0,7 mol =>nOH - dư Al(OH)3 + OH- + 2H2O 0,05 0,05 Vậy m = mBaSO4 + mAl(OH)3 lại = 0,1.233 + (0,1-0.05).78 = 27,2 g *Bài tập tham khảo: Câu 5: Trộn 100 ml dung dịch Fe2(SO4)3 1,5M với 150 ml dung dịch Ba(OH)2 2M thu kết tủa A dung dịch B Nung kết tủa A khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu chất rắn D Thêm BaCl2 dư vào dung dịch B tách kết tủa E a) Viết PTHH Tính lượng D E b) Tìm nồng độ mol chất tan dung dịch B (coi thể tích thay đổi khơng đáng kể) Đáp số: mFe2O3 = 16g; mBaSO4=34,95g, CM=0,2M Câu 6: Cho hỗn hợp A gồm Al, Al 2O3, CuO tan hết lít dung dịch H2SO40 0,5M tạo thành dung dịch B 6,72 lít khí H (đktc) Để cho dung dịch bắt đầu có kết tủa với NaOH thể tích tối thiểu dung dịch NaOH 0,5M phải thêm vào dung dịch B 0,4 lít kết tủa khơng thay đổi thể tích NaOH dung dịch NaOH 0,5M phải dùng 4,8 lít Tính thành phần % chất A Đáp số: mAl = 5,4g, mAl2O3 = 10,2g , mCuO = 24g V Kết đạt được: Tôi áp dụng số phương pháp giải vào công tác bồi dưỡng học sinh giỏi lớp năm học 2008 – 2009, 2015 – 2016 thấy đa số học sinh nắm phương pháp để giải Phần lớn học sinh trở nên tự tin hơn, tích cực sáng tạo gặp tốn dạng Từ chất 20 skkn ... kiến thức - Nhận biết tập nhơm hợp chất nhôm - Rèn kỹ viết PTHH hố học cho học sinh khả tính tốn cách khoa học - Phát triển lực nhận thức rèn trí thơng minh cho học sinh c Về thái độ: - Làm cho... để có cách trình bày thật hợp lí dễ hiểu phù hợp với em Ba vận dụng phương pháp giải tập vào thực tiễn giảng dạy học tập học sinh, thu thập kiến thức phản hồi từ học sinh đồng nghiệp, rút kinh... với học sinh nên học sinh học tập bộ môn này thường dễ chán nản Đối với học sinh giỏi việc giải tập liên quan đến kim loại nhôm gặp nhiều khó khăn nhơm kim loại có tính chất hóa học phức