Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)

Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Chơng XII: Nhôm và hợp chất Phần A. tóm tắt lý thuyết I. nhôm Nhôm là kim loại hoạt động khá mạnh, tác dụng đợc với nhiều đơn chất và hợp chất. 1. Tác dụng với phi kim Khi đốt nóng, nhôm tác dụng với nhiều phi kim nh oxi, lu huỳnh, halogen. 4Al + 3O 2 0 t 2Al 2 O 3 2Al + 3S 0 t Al 2 S 3 2Al + 3Cl 2 0 t 2AlCl 3 2. Tác dụng với axit a. Dung dịch axit HCl và H 2 SO 4 loãng giải phóng hidro: 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3 H 2 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 b. Dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng: 2Al + 6H 2 SO 4 (đặc) 0 t Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O Chú ý: Al không tan trong dung dịch H 2 SO 4 đặc nguội! c. Dung dịch HNO 3 : Nhôm tác dụng với dung dịch HNO 3 tạo thành Al(NO 3 ) 3 , nớc và các sản phẩm ứng với số oxi hoá thấp hơn của nitơ: NH 4 NO 3 ; N 2 ; N 2 O ; NO ; NO 2 . Sản phẩm tạo thành có thể là một hỗn hợp khí, khi đó ứng với mỗi khí, viết một phơng trình phản ứng. Ví dụ sản phẩm gồm khí N 2 O và N 2 : 10Al + 36HNO 3 10Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 + 18H 2 O 8Al + 30HNO 3 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O Chú ý: Al không tan trong dung dịch HNO 3 đặc nguội! 3. Tác dụng với nớc 2Al + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2 Phản ứng này chỉ xảy ra trên bề mặt của thanh Al do Al(OH) 3 tạo thành không tan đã ngăn cản phản ứng. Thực tế coi Al không tác dụng với nớc! 4. Tác dụng với dung dịch kiềm 2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H 2 2Al + Ba(OH) 2 + 2H 2 O Ba(AlO 2 ) 2 + 3H 2 Bản chất của quá trình Al tan trong dung dịch bazơ kiềm là: 2Al + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2 Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O 5. Tác dụng với dung dịch muối 2Al + 3CuSO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Cu Al + 3AgNO 3 Al(NO 3 ) 3 + 3Ag 6. Tác dụng với oxit kim loại (phản ứng nhiệt nhôm): a. Khái niệm Nhiệt nhôm là phơng pháp điều chế kim loại bằng cách dùng Al kim để khử oxit kim loại thành kim loại ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí. 2Al + Fe 2 O 3 0 t Al 2 O 3 + 2Fe (*) b. Phạm vi áp dụng 1 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Phản ứng nhiệt nhôm chỉ sử dụng khi khử các oxit của kim loại trung bình và yếu nh: oxit sắt, (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) oxit đồng, oxit chì Không sử dụng phơng pháp này để khử các oxit kim loại mạnh nh: ZnO, MgO c. Liên hệ giữa khối lợng chất rắn trớc phản ứng và khối lợng chất rắn sau phản ứng: Trong quá trình nhiệt nhôm, các chất trớc phản ứng và sau phản ứng đều là các chất rắn (các kim loại và oxit kim loại). Nh vậy: Khối lợng chất rắn trớc phản ứng = Khối lợng chất rắn sau phản ứng d. Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm Giả sử tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp bột gồm Al = x mol và Fe 2 O 3 = y mol theo phơng trình (*). Trờng hợp 1: Phản ứng diễn ra hoàn toàn ( H = 100%), khi đó có 2 khả năng: - Nếu Al d: chất rắn A sau phản ứng gồm Al = x-2y, Al 2 O 3 = y và Fe = 2y. Khi cho A tác dụng với dung dịch kiềm sẽ có khí hidro bay ra. - Nếu Al hết: chất rắn A sau phản ứng gồm Fe 2 O 3 = y- 0,5x, Al 2 O 3 = 0,5x và Fe= 2x. Khi cho A tác dụng với dung dịch kiềm không có khí hidro bay ra. Trờng hợp 2: Phản ứng diễn ra không hoàn toàn (H < 100%), khi đó đặt số mol phản ứng theo một biến mới. Chất rắn sau phản ứng gồm 4 chất: Al, Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 và Fe. e. Bài toán chia chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm thành hai phần khác nhau. Xét quá trình nhiệt nhôm diễn ra theo phản ứng (*). Giả sử phản ứng diễn ra hoàn toàn, Al d, chất rắn sau phản ứng đợc chia thành 2 phần có khối lợng khác nhau. - Gọi số mol các chất trong phần 1 là Al = a, Al 2 O 3 = b và Fe = 2b. - Gọi số mol các chất trong phần 2 là Al = ka, Al 2 O 3 = kb và Fe = 2kb. Chú ý: - Không gọi số mol cho các chất trớc khi tham gia phản ứng nhiệt nhôm. - Tỉ lệ số mol của các chất sản phẩm = tỉ lệ các hệ số trong phơng trình phản ứng. II. nhôm oxit 1. Tính chất vật lý: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nớc. 2. Tính chất hoá học: (Tính chất lỡng tính) Tác dụng với dung dịch axit: Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O Tác dụng với dung dịch bazơ muối aluminat: Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O Al 2 O 3 + Ba(OH) 2 Ba(AlO 2 ) 2 + H 2 O 3. Điều chế: - Cho Al tác dụng với oxi. - Nhiệt phân Al(OH) 3 : 2Al(OH) 3 0 t Al 2 O 3 + 3H 2 O III. nhôm hidroxit 1. Tính chất vật lý: Là chất kết tủa keo màu trắng, không tan trong nớc. 2. Tính chất hoá học: (Tính chất lỡng tính) Tác dụng với dung dịch axit: Al(OH) 3 + 3HCl AlCl 3 + 3H 2 O Tác dụng với dung dịch bazơ muối aluminat: Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O 2Al(OH) 3 + Ba(OH) 2 Ba(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O Chú ý: Al(OH) 3 không tan đợc trong các dung dịch bazơ yếu nh NH 3 , Na 2 CO 3 3. Điều chế a. Từ dung dịch muối Al 3+ nh AlCl 3 , Al(NO 3 ) 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 : - Tác dụng với dung dịch bazơ yếu (dung dịch NH 3 , dung dịch Na 2 CO 3 ): AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl 2 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Al(OH) 3 tạo thành không tan khi cho NH 3 d. 2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O 2Al(OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2 - Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh (dung dịch NaOH, Ba(OH) 2 ): AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl Al(OH) 3 tạo thành tan dần khi cho kiềm d: Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O Tổng quát: AlCl 3 + 4NaOH NaAlO 2 + 3NaCl + 2H 2 O b. Từ dung dịch muối aluminat (NaAlO 2 , Ba(AlO 2 ) 2 ): - Tác dụng với dung dịch axit yếu (khí CO 2 , dung dịch NH 4 Cl, dung dịch AlCl 3 ): NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2 O Al(OH) 3 + NaHCO 3 (Al(OH) 3 tạo thành không tan khi sục khí CO 2 d). NaAlO 2 + NH 4 Cl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl + NH 3 3NaAlO 2 + AlCl 3 + 3H 2 O 4Al(OH) 3 + 3NaCl - Tác dụng với dung dịch axit mạnh (dung dịch HCl ): NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl Al(OH) 3 tạo thành tan dần khi cho axit d: Al(OH) 3 + 3HCl AlCl 3 + 3H 2 O Tổng quát: NaAlO 2 + 4HCl AlCl 3 + NaCl + 2H 2 O IV. muối nhôm Hầu hết các muối nhôm đều tan trong nớc và tạo ra dung dịch có môi trờng axit yếu làm chuyển quỳ tím thành màu hồng: [Al(H 2 O)] 3+ + H 2 O [Al(OH)] 2+ + H 3 O + Một số muối nhôm ít tan là: AlF 3 , AlPO 4 Muối nhôm sunfat có khả năng tạo phèn. Công thức của phèn chua là K 2 SO 4 .Al 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O. V. Sản xuất nhôm Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng boxit Al 2 O 3 .nH 2 O. Quặng boxit thờng lẫn các tạp chất là Fe 2 O 3 và SiO 2 . Ngời ta làm sạch nguyên liệu theo trình tự sau: Quặng boxit đợc nghiền nhỏ rồi đợc nấu trong dung dịch xút đặc ở khoảng 180 o C. Loại bỏ đợc tạp chất không tan là Fe 2 O 3 , đợc dung dịch hỗn hợp hai muối là natri aluminat và natri silicat: Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O Sục CO 2 vào dung dịch, Al(OH) 3 tách ra: NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2 O Al(OH) 3 + NaHCO 3 Lọc và nung kết tủa Al(OH) 3 ở nhiệt độ cao (> 900 o C ta đợc Al 2 O 3 khan. Điện phân nóng chảy Al 2 O 3 với criolit (3NaF.AlF 3 hay Na 3 AlF 6 ) trong bình điện phân với hai điện cực bằng than chì, thu đợc nhôm: 2Al 2 O 3 dpnc 4Al + 3O 2 Các phản ứng phụ xảy ra trên điện cực: khí oxi ở nhiệt độ cao đã đốt cháy dơng cực là cacbon, sinh ra hỗn hợp khí là CO và CO 2 theo các phơng trình: C + O 2 CO 2 2C + O 2 2CO Sự khử ion Al 3+ trong Al 2 O 3 là rất khó khăn, không thể khử đợc bằng những chất khử thông thờng nh C, CO, H 2 Phần B: Bài tập có lời giải Đề bài 3 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) 446. Nêu hiện tợng và viết các phơng trình phản ứng trong các trờng hợp sau: a. Nhỏ dần dần dung dịch KOH vào dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 . b. Nhỏ dần dần dung dịch AlCl 3 vào dung dịch NaOH. c. Cho Na kim loại vào dung dịch AlCl 3 . 447. Nhôm tan đợc dễ dàng trong dung dịch kiềm mạnh (ví dụ dung dịch NaOH) giải phóng hidro. Có thể nói nhôm là kim loại lỡng tính hay không? Tại sao? Kiềm giữ vai trò gì trong phản ứng này? Viết các phơng trình phản ứng xảy ra. 448. (Trích đề thi ĐH và CĐ khối B - 2004) Cho hỗn hợp A gồm Al 2 O 3 , MgO, Fe 3 O 4 , CuO. Cho khí CO d đi qua A nung nóng đợc chất rắn B. Hoà tan B vào dung dịch NaOH d, đợc dung dịch C và chất rắn D. Cho dung dịch HCl d vào dung dịch C. Hoà tan chất rắn D vào dung dịch HNO 3 loãng (phản ứng tạo khí NO). Viết các phơng trình phản ứng. 449. Cho hỗn hợp A gồm 4,6 gam Na và 8,1 gam Al. Tính số mol khí H 2 thu đợc khi: 1. Cho A vào một lợng H 2 O d. 2. Cho A vào một lợng dung dịch NaOH d. 450. Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm Al và Na bằng dung dịch NaOH d, thu đợc 8,96 lít khí H 2 (đktc) và dung dịch A. Sục khí CO 2 vào A tới khi lợng kết tủa không thay đổi nữa thu đợc 15,6 gam kết tủa. Viết phơng trình phản ứng và tính m. 451. Hỗn hợp bột A gồm Ba và Al. Cho m gam A vào một lợng nớc d thu đợc 0,25 mol khí H 2 . Cho m gam A vào dung dịch NaOH d thu đợc 0,4 mol khí H 2 . Viết các phơng trình phản ứng xảy ra và tính m. 452. Bình A chứa 300 mL dung dịch AlCl 3 1M. Cho 500 mL dung dịch NaOH vào bình A thu đợc 15,6 gam kết tủa. Tính nồng độ mol/L của dung dịch NaOH đã dùng. 453. Hoà tan hết 0,81 gam bột nhôm vào 550 mL dung dịch HCl 0,2M thu đợc dung dịch A. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5 M cần thêm vào dung dịch A để: a. Thu đợc lợng kết tủa lớn nhất. b. Thu đợc 0,78 gam kết tủa. 454. Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 250 mL dung dịch X chứa axit HCl 1M và axit H 2 SO 4 0,5M đợc dung dịch B và 4,368 lít khí H 2 ở đktc. 1. Hãy chứng minh rằng trong dung dịch B vẫn còn d axit. 2. Tính khối lợng của các kim loại trong hỗn hợp A. 3. Tính thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,2M và Ba(OH) 2 0,1M cần để trung hoà hết lợng axit d trong dung dịch B. 455. Cho 5,2 gam hỗn hợp A gồm Al, Fe, Cu tác dụng với 20 mL dung dịch NaOH 6M, thu đợc 2,688 lít khí ở đktc, sau đó thêm tiếp 400 mL dung dịch axit HCl 1M và đun nóng đến khi khí H 2 ngừng thoát ra. Lọc tách hỗn hợp chất rắn B. Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO 3 loãng thu đợc dung dịch C và 0,672 lít khí NO (đo ở đktc). Cho C tác dụng với dung dịch NaOH d tạo kết tủa D. Nung D ở nhiệt độ cao đến khối lợng không đổi thu đợc chất rắn E. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. 1. Tính khối lợng các kim loại trong A. 2. Tính khối lợng chất rắn E. 456. Cho m gam hỗn hợp A gồm Al, Mg, Cu. Hoà tan m gam A trong dung dịch NaOH d, thu đợc 3,36 lít khí H 2 ở đktc và phần không tan B. Hoà tan hết B trong dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thu đợc 2,24 lít khí SO 2 ở đktc và dung dịch C. Cho C phản ứng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa D. 4 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Nung kết tủa D tới khối lợng không đổi, thu đợc chất rắn E. Cho E phản ứng với một lợng khí H 2 d đun nóng thu đợc 5,44 gam chất rắn F. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính khối lợng của các chất trong A và F. 457. Hoà tan hoàn toàn 2,16 gam kim loại M trong 500 mL dung dịch HNO 3 0,6M thu đợc dung dịch A (không chứa muối NH 4 NO 3 ) và 604,8 mL hỗn hợp khí N 2 và N 2 O ở đktc. Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí này so với H 2 là 18,445. Mặt khác, hoà tan hoàn toàn 7,038 gam Na kim loại vào 400 mL dung dịch HCl x mol/L thu đợc khí H 2 và dung dịch E. Trộn dung dịch A với dung dịch E thu đợc 2,34 gam kết tủa. 1. Xác định kim loại M. 2. Xác định nồng độ mol/L của dung dịch HCl đã dùng. 458. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với 84,15 gam hỗn hợp bột Al và Fe 2 O 3 . Chia hỗn hợp chất rắn thu đợc sau phản ứng thành 2 phần. Phần một có khối lợng 28,05 gam cho tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 0,175 mol H 2 . Phần hai cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 0,15 mol H 2 . 1. Tính khối lợng các chất trong hỗn hợp đầu. 2. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm. 459. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với Fe 2 O 3 trong điều kiện không có không khí. Chia hỗn hợp sau phản ứng đã trộn đều thành 2 phần. Phần một có khối lợng 67 gam cho tác dụng với lợng d dung dịch NaOH thấy có 16,8 lít H 2 bay ra. Hoà tan phần 2 bằng một lợng d dung dịch HCl thấy có 84 lít H 2 bay ra. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở đktc. 1. Viết phơng trình phản ứng xảy ra. 2. Tính khối lợng Fe thu đợc trong quá trình nhiệt nhôm. 460. Hoà tan hoàn toàn một lợng oxit Fe x O y bằng dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thu đợc 4,48 lít khí SO 2 ở đktc, phần dung dịch chứa 240 gam một loại muối sắt duy nhất. 1. Xác định công thức của oxit sắt. 2. Trộn 5,4 gam bột Al và 23,2 gam bột oxit sắt ở trên rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm, giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử trực tiếp Fe x O y thành Fe. Hoà tan hết hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H 2 SO 4 20% ( d = 1,4 g/mL) thì thu đợc 5,376 lít khí H 2 ở đktc. a. Tính hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm. b. Tính thể tích tối thiểu dung dịch H 2 SO 4 20% đã dùng. 461. Một hỗn hợp A gồm bột Al và Fe 3 O 4 . Đun nóng hỗn hợp cho phản ứng hoàn toàn trong môi trờng không có không khí thu đợc hỗn hợp B. Cho B phản ứng với dung dịch NaOH d sinh ra 6,72 lít khí H 2 . Còn khi cho B tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 26,88 lít khí H 2 . 1. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra. 2. Tính số gam từng chất trong hỗn hợp A và B. 3. Tính thể tích dung dịch HNO 3 10% (d = 1,2 g/mL) để hoà tan vừa hết hỗn hợp A (Biết khí duy nhất thoát ra là NO). Các khí đo ở đktc . 462. (Trích đề thi ĐH và CĐ khối B - 2002) Cho hỗn hợp A có khối lợng m gam gồm bột Al và sắt oxit Fe x O y . Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí, thu đợc hỗn hợp B. Nghiền nhỏ, trộn đều B rồi chia thành hai phần. Phần một có khối lợng 14,49 gam đợc hoà tan hết trong dung dịch HNO 3 đun nóng, thu đợc dung dịch C và 3,696 lít khí NO duy nhất ở đktc. Cho phần hai tác dụng với l ợng d dung dịch NaOH đun nóng thấy giải phóng 0,336 lít khí H 2 ở đktc và còn lại 2,52 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra. 2. Xác định công thức của sắt oxit và tính m. 5 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) 463. Hoà tan 13,9 gam một hỗn hợp A gồm Mg, Al, Cu bằng V mL dung dịch HNO 3 5M (vừa đủ), giải phóng ra 20,16 lít khí NO 2 duy nhất ở đktc và dung dịch B. Thêm dung dịch NaOH d vào dung dịch B, lấy kết tủa nung ở nhiệt độ cao tới khối lợng không đổi thu đợc chất rắn D, dẫn luồng khí H 2 d đi qua D đun nóng thu đợc 14,40 gam chất rắn E. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra. 2. Tính % theo khối lợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A. 3. Tính V. 464. Một hỗn hợp A gồm Ba và Al. Cho m gam A tác dụng với H 2 O d, thu đợc 1,344 lít khí, dung dịch B và phần không tan C. Cho 2m gam A tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 d thu đợc 20,832 lít khí. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí đều đo ở đktc. 1. Tính khối lợng của từng kim loại trong m gam A. 2. Cho 50 mL dung dịch HCl vào dung dịch B. Sau khi phản ứng xong, thu đợc 0,78 gam kết tủa. Xác định nồng độ mol/L của dung dịch HCl. 465. Hỗn hợp bột E gồm 3 kim loại là K, Al, Fe đợc chia thành 3 phần bằng nhau: Phần 1: Cho tác dụng với H 2 O lấy d tạo ra 4,48 lít khí. Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch KOH d tạo ra 7,84 lít khí. Phần 3: Hoà tan hết trong 0,5 lít dung dịch H 2 SO 4 1,2M tạo ra 10,08 lít khí và dung dịch A. 1. Tính số gam mỗi kim loại trong hỗn hợp E. 2. Cho dung dịch A tác dụng với 240 gam dung dịch NaOH 20% thu đợc kết tủa, lọc rửa kết tủa rồi nung trong không khí tới khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Tính m. 6 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) lời giải 446. a. Ban đầu xuất hiện ngay kết tủa keo trắng Al(OH) 3 : AlCl 3 + 3KOH Al(OH) 3 + 3KCl Sau một thời gian, kết tủa Al(OH) 3 tạo thành tan dần khi cho kiềm d: Al(OH) 3 + KOH KAlO 2 + 2H 2 O b. Ban đầu xuất hiện kết tủa keo trắng Al(OH) 3 và kết tủa tan ngay: AlCl 3 + 4NaOH NaAlO 2 + 3NaCl Sau một thời gian, lại xuất hiện kết tủa Al(OH) 3 khi cho AlCl 3 d: 3NaAlO 2 + AlCl 3 + 3H 2 O 2Al(OH) 3 + 3NaCl c. Natri tác dụng mạnh với nớc tạo thành NaOH và giải phóng hidro: 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 Đồng thời xuất hiện kết tủa Al(OH) 3 màu trắng: AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl Sau đó nếu cho d Na sẽ tạo ra thêm NaOH để hoà tan kết tủa tạo ra: Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O 447. Nếu thanh nhôm đợc phủ lớp oxit bảo vệ thì ban đầu nó sẽ bị phá huỷ trong dung dịch NaOH: Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O Sau khi không còn lớp oxit bảo vệ, nhôm phản ứng trực tiếp với nớc, phản ứng diễn ra trên bề mặt Al: 2Al + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2 Trong dung dịch NaOH, lớp Al(OH) 3 tạo thành trên bề mặt nhôm lại bị hoà tan: Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O Sau đó thanh Al không còn lớp hidroxit bảo vệ lại tiếp tục phản ứng với nớc và quá trình cứ thế lặp lại làm thanh Al tan dần . Nh vậy không thể nói rằng nhôm là kim loại lỡng tính vì nó không phản ứng trực tiếp với kiềm, chỉ hợp chất của nhôm mới thể hiện tính chất lỡng tính. 448. Cho A + khí CO d, nung nóng: CO khử Fe 3 O 4 , CuO thành kim loại: Fe 3 O 4 + 4CO 3Fe + 4CO 2 CuO + CO Cu + CO 2 Chất rắn B gồm: Al 2 O 3 , MgO, Fe, Cu. Cho B + dung dịch NaOH d, Al 2 O 3 tan hết theo phơng trình: Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O Dung dịch C gồm NaAlO 2 và NaOH. Chất rắn D gồm MgO, Fe, Cu. Cho C + dung dịch HCl d: NaOH + HCl NaCl + H 2 O NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl Cho D + dung dịch HNO 3 loãng: MgO + 2HNO 3 Mg(NO 3 ) 2 + H 2 O Fe + 4HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O 3Cu + 8HNO 3 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O 449. Số mol Na = 0,2 mol; số mol nhôm = 0,3 mol. 1. Cho A tác dụng với nớc d: Na tan hết, Al tan một phần theo các phơng trình sau: 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 (1) (mol): 0,2 0,2 0,1 2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H 2 (2) (mol): 0,2 0,2 0,2 0,3 Từ (1), (2) số mol hidro thu đợc là 0,4 mol. 2. Cho A tác dụng với dung dịch NaOH d: Na và Al đều tan hết: 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 (3) (mol): 0,2 0,2 0,1 2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H 2 (4) 7 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) (mol): 0,3 0,3 0,3 0,45 Từ (3), (4) số mol hidro thu đợc là 0,55 mol. 450. Gọi số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu Na = x mol; Al = y mol. 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 (1) (mol): x x 0,5x 2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H 2 (2) (mol): y y y 1,5y Từ (3), (4) 0,5x + 1,5y = 0,4 x + 3y = 0,8 (3) Dung dịch A gồm NaAlO 2 = y mol; NaOH d. Sục CO 2 d vào A: NaOH + CO 2 NaHCO 3 (4) NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2 O Al(OH) 3 + NaHCO 3 (5) (mol): y y Số mol Al(OH) 3 = 0,2 mol y = 0,2. (6) Kết hợp với (3) x = 0,2. Vậy: m = 23x + 27y = 23.0,2 + 27.0,2 = 10 (gam). 451. Gọi số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu: Ba = x; Al = y. - Khi cho m gam A tác dụng với nớc d: Ba tan hết, Al tan một phần theo các phản ứng: Ba + 2H 2 O Ba(OH) 2 + H 2 (1) (mol): x x x 2Al + Ba(OH) 2 + 2H 2 O Ba(AlO 2 ) 2 + 3H 2 (2) (mol): x x x 1,5x Số mol H 2 = 0,4 mol. Từ (1), (2) x + 1,5x = 0,25 x = 0,1 (3) - Khi cho m gam A tác dụng với dung dịch NaOH d: Ba và Al đều tan hết: Ba + 2H 2 O Ba(OH) 2 + H 2 (4) (mol): x x x 2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H 2 (5) (mol): y y y 1,5y Số mol H 2 = 0,55 mol x + 1,5y = 0,4 (6) Từ (3), (6) y = 0,2 m = 137.x + 27y = 137.0,1 + 27.0,2 = 19,1 (gam) 452. Gọi nồng độ dung dịch NaOH đã dùng là C mol/L. Số mol kết tủa Al(OH) 3 cần điều chế = 78 6,15 = 0,2 (mol). - Trờng hợp 1: Lợng NaOH vừa đủ để tạo ra 15,6 gam kết tủa. AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl (mol): 0,2 0,6 0,2 Vậy nồng độ dung dịch NaOH là: C = 5,0 2,0 = 0,4 (M). - Trờng hợp 2: Lợng NaOH đủ để chuyển hết 0,3 mol AlCl 3 thành kết tủa Al(OH) 3 , sau đó còn d để hoà tan đợc 0,1 mol kết tủa tạo thành. AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl (mol): 0,3 0,9 0,3 Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O (mol): 0,1 0,1 0,1 Vậy nồng độ dung dịch NaOH là: C = 5,0 1,09,0 + = 2 (M). 453. Số mol Al = 27 81,0 = 0,03 (mol) ; số mol HCl = 0,55.0,2 = 0,11 (mol). 8 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 mol: 0,03 0,09 0,03 0,045 Dung dịch A thu đợc gồm: AlCl 3 = 0,03 mol ; HCl = 0,11 - 0,09 = 0,02 (mol). a. Thu lợng kết tủa lớn nhất HCl + NaOH NaCl + H 2 O (mol): 0,02 0,02 AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl (mol): 0,03 0,09 0,03 Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = 5,0 09,002,0 + = 0,22 (lít). b. Thu đợc 0,78 gam kết tủa Số mol Al(OH) 3 cần điều chế = 0,01 mol. - Trờng hợp 1 HCl + NaOH NaCl + H 2 O (mol): 0,02 0,02 AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl (mol): 0,01 0,03 0,01 Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = 5,0 01,002,0 + = 0,06 (lít) - Trờng hợp 2 HCl + NaOH NaCl + H 2 O (mol): 0,02 0,02 AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl (mol): 0,03 0,09 0,03 Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O (mol): 0,02 0,02 0,02 Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = 5,0 02,009,002,0 ++ = 0,26 (lít) 454. 1. Các phản ứng điện li trong dung dịch X: HCl H + + Cl - (1) (mol): 0,25 0,25 0,25 H 2 SO 4 2H + + SO 2 4 (2) (mol): 0,125 0,25 0,125 Dung dịch X gồm: H + = 0,5 mol; Cl - = 0,25 mol; SO 2 4 = 0,125 mol. Các phản ứng khi cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch X: Mg + 2H + Mg 2+ + H 2 (3) (mol): x 2x x x 2Al + 6H + 2Al 3+ + 3H 2 (4) (mol): y 3y y 1,5y Số mol H 2 tạo thành = 4,22 368,4 = 0,195 (mol). Từ (3), (4) x + 1,5y = 0,195 hay 2x + 3y = 0,39 (mol) (5) Số mol H + phản ứng = 2x + 3y = 0,39 (mol) số mol H + d = 0,5 - 0,39 = 0,11 (mol). Vậy Mg, Al phản ứng hết, axit còn d. Khối lợng hỗn hợp A = 3,87 gam 24x + 27y = 3,87 (6) Từ (5), (6) x = 0,06 mol ; y = 0,09 mol. 2. Khối lợng của các kim loại trong hỗn hợp A: m Mg = 0,06.24 = 1,44 (gam) ; m Al = 0,09.27 = 2,43 (gam). 3. Gọi thể tích dung dịch C cần dùng là V lít. 9 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Các phản ứng điện li trong dung dịch C: NaOH Na + + OH - (7) (mol): 0,2V 0,2V Ba(OH) 2 Ba 2+ + 2OH - (8) (mol): 0,1V 0,2V Từ (7), (8) Số mol OH - trong dung dịch = 0,4V (mol). Phản ứng trung hoà: H + + OH - H 2 O (9) (mol): 0,11 0,11 Ta có: 0,4V = 0,11 V = 0,275 (lít). 455. Gọi số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu: Al = x; Fe = y; Cu = z. Số mol khí hidro = 4,22 688,2 = 0,12 (mol). Cho A + dung dịch NaOH: 2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H 2 (1) (mol): 0,08 0,08 0,08 0,12 Số mol NaOH d = 0,02.6 - 0,08 = 0,04 (mol). Nh vậy Al tan hết x = 0,08 (2) Khi thêm tiếp 400 mL dung dịch axit HCl 1M và đun nóng, xảy ra các phản ứng sau: NaOH + HCl NaCl + H 2 O (3) (mol): 0,04 0,04 NaAlO 2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl (4) (mol): 0,08 0,08 0,08 Al(OH) 3 + 3HCl AlCl 3 + 3NaCl (5) (mol): 0,08 0,24 0,08 Sau đó lợng axit HCl còn lại = 0,4 (0,04 + 0,08 + 0,24) = 0,04 (mol) tiếp tục phản ứng với Fe. Do thu đợc hỗn hợp chất rắn B nên Fe còn d, axit HCl hết: Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (6) (mol): 0,02 0,04 0,02 Chất rắn B gồm Fe = (y - 0,02) mol; Cu = z mol. Cho B + dung dịch HNO 3 loãng: Fe + 4HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O (7) (mol): y - 0,02 y - 0,02 y - 0,02 3Cu + 8HNO 3 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O (8) (mol): z z 3 2 z Số mol khí NO = 0,03 mol. Từ (3), (4) y - 0,02 + 3 2 z = 0,03 3y + 2z = 0,15 (9) Dung dịch C gồm: Fe(NO 3 ) 3 = y 0,02; Cu(NO 3 ) 2 = z; HNO 3 d HNO 3 + NaOH NaNO 3 + H 2 O (10) Fe(NO 3 ) 3 + 3NaOH Fe(OH) 3 + 3NaNO 3 (11) Cu(NO 3 ) 2 + 2NaOH Cu(OH) 2 + 2NaNO 3 (12) Kết tủa D gồm: Fe(OH) 3 = (y 0,02) mol; Cu(OH) 2 = z mol. Nung D: 2Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 + 3H 2 O (13) Cu(OH) 2 CuO + H 2 O (14) Chất rắn E gồm Fe 2 O 3 = 0,5(y 0,02) mol; CuO = z mol. Theo bài: m A = 5,2 gam 27x + 56y + 64z = 5,2 (15) Từ (2), (9) và (15) x = 0,08 ; y = 0,044 mol; z = 0,009 mol. 1. Khối lợng mỗi kim loại trong A: m Al = 2,16 gam; m Fe = 2,464 gam; m Cu = 0,576 gam 2. Khối lợng chất rắn E: m E = 160.0,5(0,044 0,02) + 80.0,009 = 2,64 (gam). 456. Gọi số mol mỗi kim loại: Al = x; Mg = y và Cu = z. Cho A + dung dịch NaOH d, Al tan hết theo phơng trình: 10 [...]... v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Lập tỉ lệ: x xc 3 = = Vậy công thức oxit là Fe3O4 y yc 4 32 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Phần C Bài tập tự giải 506 Hoàn thành sơ đồ phản ứng: FeCl2 Fe(OH)2 FeO FeSO4 Fe FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe Fe2(SO4)3 Fe(OH)3 Fe(NO3)2 Fe2O3 Fe(NO3)3 507 1 Từ nguồn nguyên liệu chính là FeS2, quặng boxit (Al2O3 có lẫn Fe2O3), không khí, than đá,... Lọc lấy kết tủa, đem nung đến khối lợng không đổi, đợc 7,568 gam chất rắn (BaSO4 coi nh không bị nhiệt phân) Các phản ứng diễn ra hoàn toàn 1 X là muối gì? Hoàn thành các phơng trình phản ứng (1) và (2) 2 Tính khối lợng mỗi chất trong hỗn hợp A 3 Xác định thể tích dung dịch HNO3 đã dùng 25 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) (Giả thi t HNO3 không bị bay hơi trong quá trình phản ứng) 501... - Nhiệt phân các hợp chất không bền của Fe(II) trong điều kiện không có không khí: 0 Fe(OH)2 t 0 FeO + H2O hoặc FeCO3 t FeO + CO2 2 Sắt(II) hidroxit: Fe(OH)2 a Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu lục nhạt, không tan trong nớc b Tính chất hoá học: - Tính chất bazơ: Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2O - Tính khử: ở nhiệt độ thờng Fe(OH)2 bị oxi hoá nhanh chóng trong không khí ẩm thành Fe(OH) 3 màu... Cu(NO3)2 - Khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn: Mg + 2FeCl3 MgCl2+ 2FeCl2 Mg + FeCl2 MgCl2+ Fe b Muối không tan: FePO4 22 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) IV oxit sắt từ : Fe3O4 (FeO.Fe2O3) 1 Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu, không tan trong nớc 2 Tính chất hoá học: - Tính bazơ: Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O Fe3O4 + 4H2SO4 (loãng) FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O -... nêu tính chất hoá học chung của: a Các hợp chất Fe(II) ; b Các hợp chất Fe(III) Mỗi trờng hơp viết hai phơng trình phản ứng minh hoạ 3 Trong điều kiện không có không khí, cho Fe cháy trong khí Cl 2 thu đợc một chất A và nung hỗn hợp bột (Fe và S) đợc một hợp chất B Bằng các phản ứng hoá học, hãy nhận biết thành phần và hoá trị của các nguyên tố trong A và B Đáp số: 2 Tính chất hoá học chung của hợp... không tan trong nớc b Tính chất hoá học: - Tính chất của oxit bazơ: Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O - Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các chất khử thông thờng nh C, CO, H2, Al: Fe2O3 + 3H2 t 0 2Fe + 3H2O c Điều chế: - Nhiệt phân Fe(OH)3: 2Fe(OH)3 t 0 Fe2O3 + 3H2O 2 Sắt(III) hidroxit: Fe(OH)3 a Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất kết tủa màu nâu đỏ, không... mol; a = 1,05 mol 17 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) 1 m (Fe) = 44,8 gam; m (Al2O3) = 40,8 gam; m (Al) = 6,75 gam 2 Lập tỉ lệ: x bx 3 = = Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4 y by 4 478 Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và sắt oxit Fe xOy thu đợc hỗn hợp chất rắn B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lít khí H2 Cho từ từ dung... dùng 170 ml dung dịch H2SO4 loãng 1M, thu đợc dung dịch B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc lấy kết tủa, đem nung trong không khí tới khối lợng không đổi, thu đợc 5,2 gam chất rắn Xác định công thức của oxit sắt và tính khối lợng của mỗi oxit trong hỗn hợp A 497 (Trích đề thi ĐH và CĐ khối A- 2002) Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 3O4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO 3 loãng, đun nóng và khuấy... loại phèn có công thức M2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H2O có khối lợng phân tử là 906 đvC a Tìm kim loại M b Cho M tan trong dung dịch HNO 3 rất loãng d, thu đợc dung dịch A và không có khí thoát ra Cho A tác dụng với dung dịch KOH đặc thu đợc kết tủa B, dung dịch C và khí D Cho từ từ dung dịch HCl loãng vào C thấy tạo thành kết tủa B, sau đó bị hoà tan 18 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Đáp... nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) 475 Hoà tan 2,16 gam hỗn hợp 3 kim loại Na, Al, Fe vào một lợng nớc d, thu đợc 0,448 lít khí ở đktc và một lợng chất rắn Tách lợng chất rắn này cho tác dụng hết với 60 mL dung dịch CuSO 4 1M thu đợc 3,2 gam Cu kim loại và dung dịch A Cho dung dịch NaOH vào A để thu đ ợc lợng kết tủa lớn nhất Nung kết tủa thu đợc trong không khí đến khối lợng không đổi đợc chất . kim loại ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí. 2Al + Fe 2 O 3 0 t Al 2 O 3 + 2Fe (*) b. Phạm vi áp dụng 1 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) Phản ứng nhiệt nhôm chỉ sử. Al 2 O 3 là rất khó khăn, không thể khử đợc bằng những chất khử thông thờng nh C, CO, H 2 Phần B: Bài tập có lời giải Đề bài 3 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) 446. Nêu hiện tợng. đợc kết tủa, lọc rửa kết tủa rồi nung trong không khí tới khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Tính m. 6 Ti liu v nhụm, st, ng, crom (húa hc ụn thi i hc) lời giải 446. a. Ban đầu xuất hiện