Đây là một chuyên đề ngắn gồm 32 trang bao gồm các nội dung: Nhôm, Nhôm Oxit, Nhôm Hidroxit, Phèn Nhôm và gần 50 bài tập xoay quanh nội dung này. Tài liệu là kết quả tâm huyết của nhóm, được trình bày trực quan, bắt mắt nhưng rất dễ hiểu với nhiều hình ảnh minh họa và infographic do nhóm tự trình bày, cung cấp nhiều thông tin thú vị, bổ ích về Nhôm một kim loại quen thuộc với cuộc sống chúng ta.
Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa NHÔM Hình Một mẩu nhôm 2,6 gram, 1x2 cm VỊ TRÍ – CẤU TẠO - Nhôm thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, có số thứ tự 13 bảng tuần hoàn - Nhôm thuộc nguyên tố p, cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1 - Cấu tạo đơn chất: mạng lập phương tâm diện - I1: 577,5 kJ/mol I2: 1816,7 kJ/mol I3: 2744,8 kJ/mol → Năng lượng ion hóa nhỏ, dễ nhường 3e, có số oxi hóa: +3 TÍNH CHẤT VẬT LÍ Nhôm kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng Nhôm nguyên chất dẫn điện tốt, đồng, dây dẫn nhôm dần thay đồng nhôm nhẹ khoảng 1/3 đồng Nhôm dẫn nhiệt gấp lần sắt, lại không gỉ, nên dùng làm Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa dụng cụ nhà bếp Vì nhôm mềm dai nên người ta thường chế tạo hợp kim nhôm với Mg, Si… để tăng độ bền Nhiệt độ nóng chảy: 660,32oC Nhiệt độ sôi: 2519oC Nguyên tử khối: 26.98u TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Nhôm kim loại phổ biến vỏ đất Trong tự nhiên, Al có trong: Đất sét: Al2O3.2SiO2.2H2O Mica: K2O.Al2O3.6SiO2.2H2O Bauxite: Al2O3.nH2O Cryolite: 3NaF.AlF3 hay (Na3AlF6) TÍNH CHẤT HÓA HỌC Al có tính khử mạnh: Al → Al3+ + 3eTác dụng với phi kim Nhôm chất khử mạnh nên phản ứng dễ dàng với phi kim khác Cl2, S, O2… 4Al + 3O2 t 2 Al2O3 2Al + 3Cl2 t 2AlCl3 2Al + 3S o o t Al2S3 o Tác dụng với nước 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + H2↑ → Phản ứng dừng lại tạo Al(OH)3 không tan Thực tế nhôm không phản ứng với nước bề mặt nhôm có lớp Al2O3 bền vững bảo vệ Tác dụng với axit Al tác dụng HCl H2SO4 loãng giải phóng khí H2 2Al + 6HCl 2AlCl3 + H2↑ 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2↑ Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Al tác dụng H2SO4 đặc, nóng 2Al + 6H2SO4 t Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O o (rất đặc) 2Al + 4H2SO4 t Al2(SO4)3 + S↓ + 4H2O o (đặc) 8Al + 15H2SO4 t 4Al2(SO4)3 + 3H2S↑ + 12H2O o (hơi đặc) Al tác dụng với HNO3 đặc nóng Al + 6HNO3 t Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O o Al tác dụng với HNO3 loãng Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O (hơi loãng) 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O↑ + 15H2O (loãng) 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O (rất loãng) Chú ý Các khái niệm nồng độ dung dịch axit: “rất đặc”, “đặc”, “hơi đặc”, “loãng”, “hơi loãng”, “loãng hơn”, “rất loãng”… có ý nghĩa tương đối Thông thường với axit H2SO4, HNO3 với nồng độ mol ≥ 6M xem đặc < 6M xem loãng Khi giải cần đọc kĩ đề để biết sản phẩm khử tạo khí Nhôm không tác dụng với H2SO4 đặc, nguội HNO3 đặc, nguội bị thụ động hóa Tác dụng với dung dịch muối Nhôm phản ứng với dung dịch muối kim loại hoạt động hóa học yếu tạo muối nhôm kim loại 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa 2Al + 3FeSO4 → Al2(SO4)3 + 3Fe Tác dụng với dung dịch bazơ Al + OH- → AlO2- + 3H ↑ 2 Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3H ↑ 2 natri aluminat Theo quan điểm tạo phức: Al + NaOH → Na[Al(OH)4] + 3H ↑ 2 natri tetrahidroxoaluminat Cơ chế: Trước hết, màng bảo vệ Al2O3 bị phá huỷ dung dịch kiềm: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] Hoặc (1) Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O Tiếp đến, kim loại nhôm khử nước: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ (2) Màng Al(OH)3 bị phá huỷ dung dịch bazơ: Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] Hoặc (3) Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Các phản ứng (2) (3) xảy luân phiên nhôm bị tan hết Vì viết gộp lại: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ Hoặc 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ Tác dụng với oxit kim loại hoạt động (phản ứng nhiệt nhôm) Nhôm khử oxit kim loại đứng sau 2Al + Cr2O3 t Al2O3 + 2Cr o ∆H < Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa 2Al + 3CuO t Al2O3 + 3Cu ∆H < 2Al + Fe2O3 t Al2O3 + 2Fe ∆H < o o ĐIỀU CHẾ Để điều chế nhôm thường dùng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy từ quặng Bauxite (Al2O3 lẫn SiO2 Fe2O3) Hình Quặng Bauxite chứa nhôm Do tự nhiên nhôm tồn chủ yếu dạng nhôm oxit nên điện phân nóng chảy nhôm oxit cách hiệu nhất: Các giai đoạn điều chế a Tinh chế quặng Bauxite (làm nguyên liệu) Đây giai đoạn quan trọng không làm nguyên liệu nhôm điều chế có lẫn tạp chất dễ bị ăn mòn hóa học ăn mòn điện hóa Nguyên liệu cho tác dụng với dung dịch xút nóng: 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O Sau sục khí CO2 dư vào dung dịch: NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓ NaOH + CO2 → NaHCO3 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Lọc lấy kết tủa nung 9000C thu oxit nhôm tinh khiết 2Al(OH)3 t Al2O3 + 3H2O o b Điện phân Al2O3 nóng chảy Để tiết kiệm nhiên liệu, người ta hòa tan Al2O3 vào Cryolite (Na3AlF6) để làm giảm nhiệt độ nóng chảy Al2O3 từ 20500C xuống 850 - 9000C; tăng độ dẫn điện tạo thành nhiều ion hơn; tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy: 2Al2O3 đpnc Al + 3O2 Quá trình điện phân thường dùng điện cực than chì nên có phản ứng phụ điện cực oxi cực dương (tạo khí CO CO2) trình điện phân phải thường xuyên hạ thấp điện cực Hình Sơ đồ thùng điện phân Al2O3 nóng chảy ỨNG DỤNG Thông thường nhôm thường sử dụng dạng hợp kim nhôm Nhôm nguyên chất có sức chịu kéo thấp, hợp kim với đồng, kẽm, mangan, magiê silic lại có thuộc tính học cao đáng kể Nhôm hợp kim nhôm sử dụng rộng rãi đời sống Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa HỢP KIM NHÔM TÍNH CHẤT Khối lượng riêng nhỏ (xấp xỉ 2,7g/cm³) nên nhôm hợp kim nhôm nặng 1/3 thép, tính chất đặc biệt trọng thiết bị cần chế tạo phải trọng đến trọng lượng (trong ngành hàng không, vận tải ) Tính chống ăn mòn khí quyển: Do đặc tính oxi hoá biến lớp bề mặt nhôm thành oxit nhôm (Al2O3) sít chặt chống ăn mòn cao khí quyển, chúng dùng đa ngành mà không cần sơn bảo vệ Để tăng tính chống ăn mòn, người ta làm cho lớp oxit nhôm bảo vệ dày thêm cách anot hoá Tính dẫn điện: Tính dẫn điện nhôm 2/3 đồng, nhôm nhẹ nên chúng sử dụng nhiều truyền dòng điện dây nhôm nhẹ 1/2; bị nung nóng Tính dẻo: Rất dẻo, nên thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng; ép chảy thành có biên dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, loại tản nhiệt thuận tiện sản xuất) Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp nên thuận tiện cho việc nấu chảy đúc, làm nhôm hợp kim nhôm không sử dụng nhiệt độ cao 300-400oC Độ bền, độ cứng: Thấp PHÂN LOẠI Hợp kim nhôm biến dạng Được chia làm hai loại hợp kim nhôm biến dạng hoá bền nhiệt luyện hợp kim nhôm biến dạng không hoá bền nhiệt luyện Phân nhóm không hóa bền nhiệt luyện loại chứa hợp kim hơn, hóa bền nhiệt luyện, hóa bền biến dạng nguội Phân nhóm hóa bền nhiệt luyện loại chứa nhiều hợp kim, biến dạng nguội hóa bền thêm nhiệt luyện Ví dụ Nhôm thương phẩm (>99,0%), hợp kim Al-Mn, hợp kim Al-Mg… Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Trường hợp Xảy (1) (2): 𝑛𝑂𝐻 − = 𝑛𝑂𝐻 −(1) + 𝑛𝑂𝐻 −(2) Dạng toán muối aluminate tác dụng với axit Dựa sở phản ứng: AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3↓ Sau axit dư thì: Al(OH)3 + H+ → Al3+ + 3H2O Giải thích tượng – mô tả thí nghiệm liên quan đến tính chất nhôm Nắm vững tính chất lí – hóa kim loại, đặc biệt nhôm Muối nhôm thường có màu trắng hòa tan nước tạo dung dịch suốt Nhôm hydroxit tồn dung dịch dạng kết tủa keo Dạng toán phản ứng nhiệt nhôm Thường gặp: 2yAl + 3FexOy t yAl2O3 + 3xFe o Gọi X hỗn hợp trước phản ứng Y hỗn hợp sau phản ứng Xét hai trường hợp: Trường hợp Phản ứng hoàn toàn Al hết, FexOy hết ⇒ Y gồm Al2O3, Fe Al hết, FexOy dư ⇒ Y gồm Al2O3, Fe, FexOy Al dư, FexOy hết ⇒ Y gồm Fe, Al2O3 Al dư Nếu kiện toán không cho số mol Al FexOy ban đầu ta phải xét trường hợp trên, kết luận trường chấp nhận Dựa vào số kiện đề kết luận thành phần hỗn hợp Y Ví dụ: Y tác dụng với NaOH giải phóng khí H2 ⇒ Al dư, FexOy hết, Y tác dụng với NaOH, khí thoát ⇒ Al hết, FexOy hết dư Y gồm kim loại ⇒ Al dư, FexOy hết dư Trường hợp Phản ứng không hoàn toàn Trong trường hợp này, hỗn hợp Y gồm: Fe, Al2O3, Al dư FexOy dư → Lập hệ phương trình đại số liên hệ ẩn số số mol chất hỗn hợp X, Y Một số phương trình toán học thiết lập từ định luật bải toàn: 19 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Bảo toàn khối lượng mX = mY Bảo toàn nguyên tố: ∑nnguyên tố A (X) = ∑nnguyên tố A (Y) 20 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa BÀI TẬP VỀ NHÔM & HỢP CHẤT CỦA NHÔM BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 1) Một cốc thuỷ tinh chứa 200ml dung dịch AlCl3 0,2M Cho từ từ vào cốc V ml dung dịch NaOH 0,5M Tính khối lượng kết tủa nhỏ V biến thiên đoạn 200ml đến 280ml A 1,56g B 3,12g C 2,6g D 0,0g 2) Hoà tan hoàn toàn 8,2 gam hỗn hợp Na2O, Al2O3 vào nước thu dung dịch A chứa chất tan Tính thể tích CO2 (đktc) cần để phản ứng hết với dung dịch A A 1,12 lit B 2,24 lit C 4,48 lit D 3,36 lit 3) Thêm 150ml dung dịch NaOH 2M vào cốc đựng 100ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l, sau phản ứng hoàn toàn thấy cốc có 0,1 mol chất kết tủa Thêm tiếp 100ml dung dịch NaOH 2M vào cốc, sau phản ứng hoàn toàn thấy cốc có 0,14 mol chất kết tủa Tính x A 1,6M B 1,0M C 0,8M D 2,0M 4) Cho m gam hỗn hợp B gồm CuO, Na2O, Al2O3 hoà tan hết vào nước thu 400ml dung dịch D chứa chất tan có nồng độ 0,5M chất rắn G gồm chất Lọc tách G, cho luồng khí H2 dư qua G nung nóng thu chất rắn F Hoà tan hết F dung dịch HNO3 thu 0,448 lit (đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 NO có tỉ khối so với oxi 1,0625 Biết phản ứng xảy hoàn toàn Tính m A 34,8g B 18g C 18,4g D 26g 5) Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với dung dịch NaOH 0,5M thu kết tủa keo, đem sấy khô cân 7,8 gam Thể tích dung dịch NaOH 0,5M lớn dùng bao nhiêu? A 0,6 lit B 1,9 lit C 1,4 lit D 0,8 lit 6) Thêm NaOH vào dung dịch chứa 0,01 mol HCl 0,01 mol AlCl3 Lượng kết tủa thu lớn nhỏ ứng với số mol NaOH là: A 0,04 mol 0,05 mol B 0,03 mol 0,04 mol 21 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa C 0,01 mol 0,02 mol D 0,02 mol 0,03 mol 7) Hoà tan 0,54 gam Al 0,5 lit dung dịch H2SO4 0,1M dung dịch A Thêm V lit dung dịch NaOH 0,1M kết tủa tan trở lại phần Nung kết tủa đến khối lượng không đổi ta chất rắn nặng 0,51 gam Giá trị V là? A 1,2 lit B 1,1 lit C 1,5 lit D 0,8 lit 8) Cho m gam Kali vào 250ml dung dịch A chứa AlCl3 nồng độ x mol/l, sau phản ứng kết thúc thu 5,6 lit khí (đktc) lượng kết tủa Tách kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu 5,1 gam chất rắn Tính x A 0,15M B 0,12M C 0,55M D 0,6M 9) Cho dung dịch chứa 0,015 mol FeCl2 0,02 mol ZnCl2 tác dụng với V ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng xảy hoàn toàn tách lấy kết tủa nung không khí đến khối lượng không đổi 1,605 gam chất rắn Giá trị lớn V để thu lượng chất rắn là: A 70ml B 100ml C l40ml D 115ml 10) Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na2O, Al2O3 vào nước dung dịch suốt A Thêm dung dịch HCl 1M vào dung dịch A nhận thấy bắt đầu thấy xuất kết tủa thể tích dung dịch HCl 1M cho vào 100ml cho vào 200ml 600ml dung dịch HCl 1M thu a gam kết tủa Tính a m A a = 7,8g; m = 19,5g B a = 15,6g; m = 19,5g C a = 7,8g; m = 39g D a = 15,6g; m = 27,7g 11) Cho 200ml dung dịch KOH vào 200ml dung dịch AlCl3 1M thu 7,8 gam kết tủa Nồng độ mol dung dịch KOH dùng là: A 1,5M 3,5M B 3M C 1,5M D 1,5M 3M 12) Cho m gam Na vào 50ml dung dịch AlCl31M, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 1,56 gam kết tủa dung dịch X Thổi khí CO2 vào dung dịch X thấy xuất kết tủa Tính m A 1,44g B 4,41g C 2,07g D 4,14g 13) Thêm 240ml dung dịch NaOH 1M vào cốc thuỷ tinh đựng 100ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l, khuấy đến phản ứng hoàn toàn thấy cốc có 0,08 mol chất kết tủa Thêm tiếp 100ml dung dịch NaOH 1M vào cốc, khuấy đến phản ứng hoàn toàn thấy cốc có 0,06 mol chất kết tủa Tính x A 0,75M B 1M C 0,5M D 0,8M 14) Trong cốc thuỷ tinh đựng dung dịch ZnSO4 Thêm vào cốc 200ml dung dịch KOH nồng độ x mol/l thu 4,95 gam kết tủa Tách kết tủa, nhỏ dung dịch HCl vào nước 22 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa lọc thấy xuất kết tủa trở lại, tiếp tục cho HCl vào đến kết tủa tan hết cho dung dịch BaCl2 dư vào thu 46,6 gam kết tủa Tính x A 2M B 0,5M C 4M D 3,5M 15) Cho m gam Na vào 200 gam dung dịch Al2(SO4)3 1,71%, sau phản ứng hoàn toàn thu 0,78 gam kết tủa Tính m A 1,61g B 1,38g 1,61g C 0,69g 1,61g D 1,38g 16) Dung dịch A chứa m gam KOH 40,2 gam K[Al(OH)4] Cho 500 ml dung dịch HCl 2M vào dung dịch A thu 15,6 gam kết tủa Giá trị m là? A 22,4g 44,8g B 12,6g C 8g 22,4g D 44,8g 17) Cho 3,42 gam Al2(SO4)3 tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH, sau phản ứng thu 0,78 gam kết tủa Nồng độ mol/l nhỏ dung dịch NaOH dùng là? A 0,15M B 0,12M C 0,28M D 0,19M 18) Cho V lit dung dịch NaOH vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 0,1 mol H2SO4 đến phản ứng xảy hoàn toàn thu 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn V để thu lượng kết tủa là: A 0,9 B 0,45 C 0,25 D 0,6 19) Cho 120 ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH thu 7,8 gam kết tủa Nồng độ mol/l lớn NaOH là? A 1,7M B 1,9M C 1,4M D 1,5M 20) Một cốc thuỷ tinh chứa 200ml dung dịch AlCl3 0,2M Cho từ từ vào cốc V ml dung dịch NaOH 0,5M Tính khối lượng kết tủa lớn V biến thiên đoạn 250mlV320ml A 3,12g B 3,72g C 2,73g D 8,51g 21) Hoà tan hoàn toàn 19,5 gam hỗn hợp Na2O, Al2O3 vào nước 500ml dung dịch suốt A Thêm dung dịch HCl 1M vào dung dịch A đến bắt đầu thấy xuất kết tủa dừng lại nhận thấy thể tích dung dịch HCl 1M cho vào 100ml Tính nồng độ mol chất tan dung dịch A A [Na[Al(OH)4]] = 0,2M; [NaOH] = 0,4M B [Na[Al(OH)4]] = 0,2M; [NaOH] = 0,2M C [Na[Al(OH)4]] = 0,4M; [NaOH] = 0,2M D [Na[Al(OH)4]] = 0,2M 22) Cần ml dung dịch HCl 1M cần cho vào 500 ml dung dịch Na[Al(OH)4] 0,1M để thu 0,78 gam kết tủa? A 10 B 100 C 15 D 170 23 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa 23) Cho V lit dung dịch NaOH 0,4M vào dung dịch có chứa 58,14 gam Al 2(SO4)3 thu 23,4 gam kết tủa Giá trị lớn V là? A 2,68 lit B 6,25 lit C 2,65 lit D 2,25 lit 24) Rót V ml dung dịch NaOH 2M vào cốc đựng 300 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,25M thu kết tủa Lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi 5,1 gam chất rắn V có giá trị lớn là? A 150 B 100 C 250 D 200 25) Cho 100 ml dung dịch Al2(SO4)30,1M Số ml dung dịch NaOH 0,1M lớn cần thêm vào dung dịch để chất rắn có sau nung kết tủa có khối lượng 0,51 gam bao nhiêu? A 500 B 800 C 300 D 700 26) Cho dung dịch NaOH 0,3M vào 200 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M thu kết tủa trắng keo Nung kết tủa đến khối lượng không đổỉ 1,02 gam chất rắn Thể tích dung dịch NaOH lớn dùng là? A lit B 0,2 lit C lit D 0,4 lit 27) Hoà tan m gam ZnSO4 vào nước dung dịch B Tiến hành Thí nghiệm sau: TN1: Cho dung dịch B tác dụng với 110ml dung dịch KOH 2M thu 3a gam kết tủa TN2: Cho dung dịch B tác dụng với 140ml dung dịch KOH 2M thu 2a gam kết tủa.Tính m A 14,49g B 16,1g C 4,83g D 80,5g 28) Thêm dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol NaOH 0,1 mol Na[Al(OH)4] thu 0,08 mol chất kết tủa Số mol HCl thêm vào là: A 0,16 mol B 0,18 0,26 mol C 0,08 0,16 mol D 0,26 mol 29) Cho 250ml dung dịch NaOH 2M vào 250ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l, sau phản ứng hoàn toàn thu 7,8 gam kết tủa Tính x A 1,2M B 0,3M C 0,6M D 1,8M 30) Trong cốc đựng 200 ml dung dịch AlCl3 0,2M Rót vào cốc 100 ml dung dịch NaOH, thu kết tủa, đem sấy khô nung đến khối lượng không đổi thu 1,53 gam chất rắn Nồng độ mol/l dung dịch NaOH dùng là? A 0,9M B 0,9M 1,3M C 0,5M 0,9M D 1,3M 31) Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lit dung dịch Ba(OH)2 0,25M, lượng kết tủa thu 15,6 gam Giá trị lớn V là? 24 Chuyên đề: Nhôm A 2,4 lit Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa B 1,2 lit C lit D 1,8 lit 32) Thêm Vml dung dịch Ba(OH)2 vào 150ml dung dịch gồm MgSO4 0,1M Al2(SO4)3 0,15M thu lượng kết tủa lớn Tách kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Tính m A 22,11g B 5,19g C 2,89g D 24,41g 33) Thêm m gam kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M NaOH 0,1M thu dung dịch X Thêm từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al2(SO4)3 0,1M thu kết tủa Y Để thu lượng Y lớn giá trị m là: A 1,71g B 1,59g C 1,95g D 1,17g 34) Hỗn hợp A gồm Al Al2O3 có tỉ lệ khối lượng tương ứng 1,8:10,2 Cho A tan hết dung dịch NaOH vừa đủ thu dung dịch B 0,672 lit khí (đktc) Cho B tác dụng với 200ml dung dịch HCl thu kết tủa D, nung D nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu 3,57 gam chất rắn Tính nồng độ mol lớn dung dịch HCl dùng A 0,75M B 0,35M C 0,55M D 0,25M 35) Cho V lit dung dịch NaOH 0,1M vào cốc chứa 200 ml dung dịch ZnCl 0,1M thu 1,485 gam kết tủa Giá trị lớn V là? A lit B 0,5 lit C 0,3 lit D 0,7 lit 36) Cho p mol Na[Al(OH)4] tác dụng với dung dịch chứa q mol HCl Để thu kết tủa cần có tỉ lệ : A p:q < 1:4 B p:q = 1:5 C p:q > 1:4 D p:q = 1:4 37) Cho dung dịch A chứa 0,05 mol Na[Al(OH)4] 0,1 mol NaOH tác dụng với dung dịch HCl 2M Thể tích dung dịch HCl 2M lớn cần cho vào dung dịch A để xuất 1,56 gam kết tủa là? A 0,06 lit B 0,18 lit C 0,12 lit D 0,08 lit 38) Khi cho V ml hay 3V ml dung dịch NaOH 2M tác dụng với 400ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l ta thu lượng chất kết tủa có khối lượng 7,8 gam Tính x A 0,75M B 0,625M C 0,75M 0,25M D 0,25M 39) Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp K2O, Al2O3 vào nước dung dịch A chứa chất tan Cho từ từ 275ml dung dịch HCl 2M vào dung dịch A thấy tạo 11,7 gam kết tủa Tính m A 29,4 gam B 49 gam C 14,7 gam D 24,5 gam 25 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa 40) Cho 200 ml dung dịch NaOH tác dụng với 500 ml dung dịch AlCl3 0,2M thu kết tủa trắng keo, đem nung kết tủa không khí đến khối lượng không đổi 1,02 gam chất rắn Nồng độ mol/l lớn dung dịch NaOH dùng là? A 1,9M B 0,15M C 0,3M D 0,2M BÀI TẬP CƠ BẢN CÓ HƯỚNG DẪN Sau số dạng tập thường gặp Dạng Nhôm muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm Cho dung dịch có chứa 0,2 mol AlCl3 tác dụng với V ml dung dịch NaOH 0,2M Sau phản ứng thu 7,8g kết tủa Tính V? Bài giải: Do sau phản ứng lượng kết tủa nên có trường hợp xảy Trường hợp 1: NaOH thiếu, xảy phản ứng AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al(OH)3↓ nAl(OH)3 = 0,1 (mol) nNaOH = 3nAl(OH)3 = 0,3 (mol) Vậy V = 0,3 0,2 = 1,5 (l) Trường hợp 2: NaOH dư, ta có phản ứng AlCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Al(OH)3↓ (1) Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (2) nAl(OH)3 pứ (1) = nAlCl3 = 0,2 (mol) nAl(OH)3 pứ (2) = nAl(OH)3 pứ (1) - nAl(OH)3 lại = 0,2 - 0,1 = 0,1 (mol) ∑nNaOH = nNaOH (1) + nNaOH (2) = 3nAlCl3 + nAl(OH)3 (2) = 0,7 (mol) 0,7 Vậy V = 0,2 = 3,5 (l) Dạng Hỗn hợp nhôm kim loại tác dụng với dung dịch axit dung dịch kiềm Cho 34,8 gam hỗn hợp Al, Cu Fe chia phần 26 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Phần 1: Cho tác dụng với HNO3 đặc nguội thu 4,48 lit khí bay Phần 2: cho tác dụng với HCl thu 8,96 lit khí Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Bài giải: Chia phần khối lượng kim loại phần số mol phần chất Vậy khối lượng phần = phần = 17,4g Phần ta có Al, Fe không tác dụng với HNO3 đặc nguội, có Cu Mà kim loại tác dụng với HNO3 đặc tạo khí NO2, khí NO2 Áp dụng bảo toàn e ta có: Cu0 Cu2+ + 2e 0,1 0,2 N+5 + e N+4 0,2 0,2 mCu = 0,1.64 = 6,4 (g) ∑mCu = 6,4.2 = 12,8 (g) Phần Cu tác dụng HCl Ta có mCu phần = mCu phần = 6,4 (g) Nên m(Fe,Al) phần = 17,4 - 6,4 = 11 (g) Áp dụng bảo toàn e ta có: Al0 Al+3 + 3e x 3x Fe0 Fe+2 + 2e y 2y 2H+ + 2e H20 0,8 0,4 27 Chuyên đề: Nhôm Suy ⇒{ Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa 3𝑥 + 2𝑦 = 0,8 { 27𝑥 + 56𝑦 = 11 x = 0,2 y = 0,1 mAl = 0,2.27 = 5,4 (g) ⇒∑mAl = 5,4.2 = 10,8 (g) mFe = 0,1.56 = 5,6 ⇒∑mFe = 5,6.2 = 11,2 (g) Dạng Bài tập nhận biết chất Cho chất rắn riêng rẽ: Na2O, Al2O3, Fe2O3, Al Chỉ dùng nước nhận biết chất? Giải thích Bài giải: Có thể nhận biết chất vì: - Trích lọ mẫu chất Hoà tan nước vào mẫu chất Mẫu tan nước Na2O Na2O + H2O 2NaOH - Lấy NaOH vừa nhận cho vào mẫu chất lại Tan tạo khí Al, tan không tạo khí Al2O3 , lại không tan Fe2O3 Al + NaOH + H2O NaAlO2 + 2H2 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Dạng Hỗn hợp nhôm kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) tác dụng với nước Cho 10,5 g hỗn hợp gồm bột Al kim loại kiềm M vào nước sau phản ứng thu dung dịch A 5,6 lit khí (đktc) Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A để lượng kết tủa lớn Lọc kết tủa 7,8 gam Kim loại M là? Bài giải: Gọi nAl = a (mol) nM = b (mol) Sau phản ứng thu dung dịch A chứng tỏ M Al tan hết M kim loại kiềm nên có hoá trị 28 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa M + H2O MOH + 2H2 b b 0,5b Al + MOH + H2O MAlO2 + 2H2 a a a 1,5a nH2 = 0,5b + 1,5a = 0,25 ⇒ b + 3a = 0,5 (1) Dung dịch A gồm: a mol MAlO2, (b-a) mol MOH dư HCl + MOH MCl + H2O HCl + MAlO2 + H2O Al(OH)3↓ + MCl a a 7,8 ⇒ nAl(OH)3 = a = 78 = 0,1 (mol) Thay vào (1) ⇒ b = 0,2 (mol) mhỗn hợp ban đầu = 10,5 (g) ⇒ 27a + bM = 10,5 ⇔ 27*0,1 + 0,2*M = 10,5 ⇒ M = 39 Vậy M kim loại K (kali) BÀI TẬP MỞ RỘNG Một số dạng câu hỏi tập lí thuyết Dạng Câu hỏi trình bày viết phương trình hóa học Bài Phèn chua có công thức gồm K2Al2S4O40H48 có chứa phân tử H2O dạng kết tinh Hỏi phèn chua gồm chất gì? Công thức phân tử dạng muối nó? Công thức viết gọn nó? Phèn chua dùng làm thực tế sống? Bài Trong loại khoáng tự nhiên có tên Fenspat (Feldspar) có thành phần K[AlSi3O8] Dưới tác dụng thiên nhiên, fenspat bị phong hóa thành cao lanh (đất sét) có thành phần Al2Si2O9H4 tạo SiO2 K2CO3 Hãy viết công thức dạng oxit fenspat, cao lanh phương trình hóa học phản ứng xảy 29 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Bài Nhôm hydroxit tồn dạng bazơ axit Viết công thức hóa học dạng này, biết dạng axit có phân tử nước kết tinh có tên gọi axit metaaluminic Dạng Câu hỏi điều chế Bài Hoàn thành sơ đồ phản ứng ghi điều kiện phản ứng (nếu có) Al → Al2O3 → AlCl3 ⇄ Al(OH)3 → KAlO2 Al2O3 → Al2(SO4)3 Al NaAlO2 Al(OH)3 AlCl3 → Al(NO3)3 + 𝑂2 Al2O3 + than 3000oC X→ A Al2O3 Y↑ + H2O B↓ → muối C E + Cl2 D + 𝑂2 F→ E+Y Bài Hoàn thành phản ứng AlCl3 + ? → Al2(SO4)3 + ? Al2O3 + KHSO4 → ? + ? + ? Bài Viết phương trình phản ứng cách điều chế Al(OH)3 Bài Hoàn thành phương trình hóa học theo sơ đồ sau, rõ chất từ A1 đến A6 AlCl3 + A1 → A2 + CO2 + NaCl A2 + A3 → Al2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O A1 + A3 → CO2 + ? A2 + Ba(OH)2 → A4 + H2O A4 + A3 + H2O → A2 + A5 + ? A1 + NaOH → A6 + H2O Al2(SO4)3 + A6 + H2O → A2 + CO2 Dạng Bài tập nhận biết Bài Có lọ bị nhãn đựng dung dịch sau: NaOH, MgCl2, CuCl2, AlCl3, FeCl3 Chỉ dung thuốc thử để nhận dung dịch 30 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Bài Cho dung dịch: NaCl, AlCl3, Al2(SO4)3, FeCl2, MgCl2, NH4Cl, (NH4)2CO3 Chỉ dùng dung dịch Ba(OH)2 nhận dung dịch Bài Có dung dịch riêng rẽ sau: AlCl3, NaCl, MgCl2, H2SO4 Chỉ dùng thêm dung dịch NaOH để nhận biết dung dịch Bài Cho kim loại: Mg, Al, Fe, Cu Chỉ dùng dung dịch HCl, NaOH để nhận kim loại trên? Một số dạng tập tính toán Dạng Bài toán hỗn hợp: Bài Hỗn hợp gồm Al, Al2O3 Cu nặng 10g Nếu hòa tan hoàn toàn hỗn hợp axit HCl dư giải phóng 3,36dm3 khí (đktc) nhận dung dịch B chất rắn A Đem đun nóng A không khí đến khối lượng không đổi cân nặng 2,75g Viết PTHH phản ứng tính % khối lượng chất hỗn hợp ban đầu Bài Hỗn hợp gồm Al, Mg, Cu nặng 10g hòa tan axit HCl dư thoát 8,96dm3 khí (đktc) nhận dung dịch A chất rắn B Lọc nung B không khí đến khối lượng không đổi cân nặng 2,75g Tìm % khối lượng kim loại Bài Hỗn hợp kim loại Fe, Al, Cu nặng 17,4g Nếu hòa tan hỗn hợp axit H2SO4 loãng dư thoát 8,96l H2 (đktc) Còn hòa tan hỗn hợp axit H2SO4 đặc nóng, dư thoát 12,32l SO2 (đktc) Tính khối lượng kim loại ban đầu Bài Hỗn hợp oxit Al2O3, MgO, Fe2O3 nặng 30g Nếu hòa tan hỗn hợp H2SO4 49% cần dùng hết 158g dung dịch axit Nếu hòa tan hỗn hợp NaOH 2M thể tích dung dịch NaOH phản ứng 200ml Tìm % khối lượng oxit Bài 40g hỗn hợp Al, Al2O3, MgO hòa tan dung dịch NaOH 2M thể tích NaOH vừa đủ phản ứng 300ml, đồng thời thoát 6,72l H2 (đktc) Tìm % khối lượng hỗn hợp đầu Bài Cho 35g hỗn hợp Mg, Al, Zn phản ứng với dung dịch HCl dư thoát 17,04l H2 (đktc) dung dịch A a) Tính % khối lượng kim loại biết 𝑉𝐻2 thoát Al phản ứng gấp lần 𝑉𝐻2 thoát Mg phản ứng b) Thêm NaOH dư vào dung dịch A, lọc kết tủa tách đem nung nóng đến khối lượng không đổi thu chất rắn B Tính khối lượng B Bài A hỗn hợp gồm Ba, Mg, Al Cho m(g) A vào H2O đến phản ứng xong thoát 8,96l H2 (đktc) Cho m(g) A vào NaOH dư thoát 12,32l H2 (đktc) Cho m(g) A vào dung dịch HCl dư thoát 13,44l H2 (đktc) 31 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa Tính m % khối lượng kim loại A Bài Một hỗn hợp gồm Na, Al, Fe Nếu cho hỗn hợp tác dụng với H2O dư thu V(l) khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với NaOH dư thu 4V(l) khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với HCl dư thu 4V(l) khí a) Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp b) Nếu giữ nguyên lượng Al thay Na Fe kim loại hóa trị II với lượng kim loại nửa tổng lượng Na Fe cho tác dụng với HCl dư thu 4V(l) khí (các V khí đo to, P) Xác định tên kim loại hóa trị II Dạng Bài toán có hiệu suất phản ứng Trong công nghiệp, người ta sản xuất nhôm phương pháp điện phân Al2O3 nóng chảy với điện cực than chì a) Viết phương trình hóa học biết trình điện phân, cực dương than chì bị cháy dần thành CO2 b) Tính lượng Al2O3 phản ứng để điều chế 10,8kg Al biết hiệu suất trình 68% c) Tính lượng C cần thêm để bù vào phần cực dương bị cháy Dạng Phản ứng nhiệt nhôm Bài Sau phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm bột Al với FexOy thu 9,39g chất rắn Y Cho toàn Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy có 336ml khí bay (đktc) phần không tan Z Để hòa tan 1/3 lượng chất Z cần 12,4ml dung dịch HNO3 65,3% (d = 1,4g/ml) thấy có khí màu nâu đỏ bay a) Xác định công thức phân tử FexOy b) Tính % khối lượng bột Al hỗn hợp X ban đầu Cho biết phản ứng xảy hoàn toàn Bài Lấy 26,8g hỗn hợp gồm Al Fe2O3 thực hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm, thu chất rắn A, cho chất rắn hòa tan hoàn toàn dung dịch HCl dư thấy thoát 11,2l khí H2 (đktc) Hãy xác định % khối lượng chất hỗn hợp Bài Nung m(g) hỗn hợp A gồm bột Al Fe3O4 thời gian thu chất rắn B Để hòa tan hết B cần V(ml) dung dịch H2SO4 7M Sau phản ứng thu dung dịch C 9,846l khí (đo 1,5atm, 27oC) Cho dung dịch NaOH vào dung dịch C đến dư thu kết tủa D Nung D chân không đến khối lượng không đổi thu 44g chất rắn E Cho 50g hỗn hợp X gồm CO CO2 qua ống sứ đựng E nung nóng Sau E phản ứng hết thu hỗn hợp khí Y có khối lượng gấp 1,208 lần khối lượng X 32 Chuyên đề: Nhôm Lớp 10 Hóa trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Khánh Hòa a) Tính % khối lượng chất B b) Tính m, V 33 ... Nắm vững tính chất hóa học chung phương pháp điều chế nhôm hợp chất nhôm Dạng toán tính lưỡng tính nhôm, nhôm oxit nhôm hydroxit Khi cho muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm, tùy theo tỉ lệ mol... hóa: +3 TÍNH CHẤT VẬT LÍ Nhôm kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng Nhôm nguyên chất dẫn điện tốt, đồng, dây dẫn nhôm dần thay đồng nhôm nhẹ khoảng 1/3 đồng Nhôm dẫn nhiệt gấp lần... Thông thường nhôm thường sử dụng dạng hợp kim nhôm Nhôm nguyên chất có sức chịu kéo thấp, hợp kim với đồng, kẽm, mangan, magiê silic lại có thuộc tính học cao đáng kể Nhôm hợp kim nhôm sử dụng