Sau nhiều năm ôn thi tốt nghiệp, cao đẳng và đại học, tôi thấy một trong những dạng bài tập vô cơ thường gặp nhiều đó là các bài tập liên quan đến “Nhôm và hợp chất của nhôm”. Đây cũng là một trong những dạng bài tập làm cho các em học sinh có học lực trung bình, khá cảm thấy khó hiểu và phức tạp. Thậm chí đối với các em học sinh giỏi nếu như kiến thức không chắc và sâu cũng phải mất khá nhiều thời gian mới giải quyết được bài toán. Đặc biệt trong những năm gần đây với hình thức thi trắc nghiệm 40 câu trong thời gian 50 phút thì kỳ thi lại trở lên khó khăn hơn đối với các em học sinh. Qua thực tiễn giảng dạy, tôi thường thấy các em học sinh lúng túng, không hiểu khi học lý thuyết và giải các bài tập về nhôm và hợp chất như viết phản ứng của Al, Al2O3, Al(OH)3 tác dụng với dung dịch kiềm hay bài toán muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm sinh ra kết tủa, sau đó kết tủa có tan hay không, tan hết hay tan một phần; lại còn bài toán của muối AlO2 tác dụng với dung dịch axit H+,…Nguyên nhân phần lớn các em đều không hiểu sâu lý thuyết và bản chất của các bài toán nên dẫn đến khó hiểu. Để giúp các em học sinh có thể hiểu sâu hơn kiến thức và giải được tốt các bài tập về nhôm và hợp chất, đặc biệt rút ngắn được thời gian, với nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy tôi xin giới thiệu đến các bạn học sinh và các quý thầy cô chuyên đề “Nhôm và hợp chất của nhôm”. Chuyên đề gồm 3 nội dung chính: + Lí thuyết về nhôm và hợp chất của nhôm. + Câu hỏi và bài tập tính tính về nhôm và hợp chất của nhôm. + Các dạng bài tập định lượng về nhôm và hợp chất của nhôm.
ĐẶT VẤN ĐỀ Sau nhiều năm ôn thi tốt nghiệp, cao đẳng đại học, thấy dạng tập vơ thường gặp nhiều tập liên quan đến “Nhôm hợp chất nhôm” Đây dạng tập làm cho em học sinh có học lực trung bình, cảm thấy khó hiểu phức tạp Thậm chí em học sinh giỏi kiến thức không sâu phải nhiều thời gian giải toán Đặc biệt năm gần với hình thức thi trắc nghiệm 40 câu thời gian 50 phút kỳ thi lại trở lên khó khăn em học sinh Qua thực tiễn giảng dạy, thường thấy em học sinh lúng túng, không hiểu học lý thuyết giải tập nhôm hợp chất viết phản ứng Al, Al2O3, Al(OH)3 tác dụng với dung dịch kiềm hay toán muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm sinh kết tủa, sau kết tủa có tan hay khơng, tan hết hay tan phần; lại cịn toán muối AlO2- tác dụng với dung dịch axit H+,…Nguyên nhân phần lớn em không hiểu sâu lý thuyết chất toán nên dẫn đến khó hiểu Để giúp em học sinh hiểu sâu kiến thức giải tốt tập nhôm hợp chất, đặc biệt rút ngắn thời gian, với nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy xin giới thiệu đến bạn học sinh quý thầy cô chuyên đề “Nhôm hợp chất nhôm” Chuyên đề gồm nội dung chính: + Lí thuyết nhơm hợp chất nhơm + Câu hỏi tập tính tính nhơm hợp chất nhơm + Các dạng tập định lượng nhôm hợp chất nhôm Chuyên đề lồng ghép dạy khóa tiết dạy ơn thi THPT QG cho khối 12 trường THPT Trần Nguyên Hãn Khi viết chuyên đề này, cố gắng khơng thể tránh có thiếu sót Kính mong góp ý tận tình thầy cơ, giúp cho chun đề hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! CHUYÊN ĐỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM A LÝ THUYẾT VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHƠM I NHƠM Vị trí bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử * Vị trí: thứ 13, nhóm IIIA, chu kì * Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1 hay [Ne]3s23p1 → Nguyên tử Al dễ nhường electron hoá trị nên hợp chất có số +3 Tính chất vật lí Nhơm kim loại màu trắng bạc, nhiệt độ nóng chảy 660oC, mềm, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi Nhôm kim loại nhẹ, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt (gấp lần sắt) Tính chất hóa học * Nhơm kim loại có tính khử mạnh (sau kim loại kiềm kiềm thổ), nên dễ bị oxi hoá thành ion dương Al → Al3+ + 3e a Tác dụng với phi kim (X2, O2,…) VD: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 t 4Al + 3O2 ��� 2Al2O3 Chú ý: Trong thực tế Al không tác dụng với O2 khơng khí t0 thường có lớp màng Al2O3 mỏng bền bảo vệ b Tác dụng với axit * Với axit có tính oxi hóa ion H+ HCl, H2SO4 loãng, … VD: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 3H2SO4 (loãng) → Al2(SO4)3 + 3H2 2Al + 6H+→ 2Al3+ + 3H2 Nhôm khử dễ dàng ion H+ dung dịch HCl, H2SO4 loãng thành khí H2 * Với axit có tính oxi hóa anion gốc axit HNO3 lỗng, đặc nóng H2SO4 đặc, nóng + Với HNO3: - Khi cho kim loại Al tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng giải phóng khí NO2 t Al + 6HNO3 đ ��� Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O - Khi cho kim loại Al tác dụng với dung dịch HNO3 loãng Al khử N+5 xuống số oxi hóa thấp Đặc biệt với dung dịch HNO3 lỗng Al khử N+5 xuống số oxi hóa thấp -3 (trong NH4NO3) Tổng quát: Al +HNO3 loãng→ Al(NO3)3 + sản phẩm khử (NO, N2O, N2, NH4NO3) + H2O � Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O VD: Al + 4HNO3 (loãng) �� � 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3+ 9H2O 8Al + 30HNO3 (loãng) �� + Với H2SO4 đặc, nóng: Kim loại Al có khả khử S+6 xuống số oxi hóa thấp Thơng thường tốn thường cho giải phóng khí SO2 Tổng quát: t Al + H2SO4 đ ��� Al2(SO4)3 + sản phẩm khử (SO2, S, H2S) + H2O t0 VD: 2Al +6H2SO4 đ ��� Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O Chú ý: Nhôm bị thụ động bới dung dịch HNO3, H2SO4 đặc, nguội, nghĩa Al không tan dung dịch axit sau tiếp xúc với axit kim loại Al cịn khơng tan axit HCl, H2SO4 lỗng Do dùng thùng nhơm để đựng chun chở axit * Tác dụng với oxit kim loại Ở t0 cao, Al khử nhiều ion kim loại oxit thành nguyên tử kim loại t 2yAl + 3MxOy ��� 3xM + yAl2O3 (M thường kim loại đứng sau Al) t VD: 2Al + Fe2O3 ��� 2Fe + Al2O3 t 2Al + Cr2O3 ��� 2Cr + Al2O3 Phản ứng gọi phản ứng nhiệt nhôm Ứng dụng phản ứng người ta điều chế số kim loại Fe, Cr, Mn,… * Tác dụng với nước Do bề mặt kim loại Al ln có lớp màng Al2O3 mỏng bền bảo vệ nên để kim loại Al tác dụng với nước cần phải phá bỏ lớp oxit bề mặt Al tạo thành hỗn hống Al-Hg Al phản ứng với nước nhiệt độ thường 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 Tính chất dùng để sản xuất hiđro, nhiên phản ứng diễn thời gian vô ngắn không quan sát mắt, phản ứng mau chóng dừng lại tạo lớp kết tủa keo lắng xuống, ngăn cản không cho phản ứng xảy Do xét toán kim loại Al tác dụng với dung dịch axit, dung dịch muối người ta bỏ qua phản ứng Al với nước Chú ý: Thực tế, Al không phản ứng với nước dù nhiệt độ cao bề mặt Al phủ kín lớp Al2O3 mỏng, bền mịn, không cho nước khí thấm qua * Tác dụng với dung dịch kiềm Trong thực tế, vật nhơm bị hồ tan dung dịch kiềm NaOH, Ca(OH)2, Ví dụ kim loại Al tan dung dịch NaOH, tượng giải thích sau: - Trước hết, xảy phản ứng phá bỏ lớp màng Al2O3 bảo vệ (do Al2O3 oxit lưỡng tính): Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (1) Hoặc Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] - Tiếp theo, kim loại nhôm khử nước: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 (2) - Lớp màng Al(OH)3 sinh lại có tính chất lưỡng tính nên tiếp tục bị hịa tan dung dịch bazơ: Al(OH)3 + NaOH→ NaAlO2 + 2H2O Hoặc Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (3) Các phản ứng (2) (3) xảy luân phiên nhôm bị tan hết Để thuận tiện q trình tính tốn làm người ta cộng gộp phương trình (2) (3): 2Al + 2NaOH + 2H2O→ 2NaAlO2 + 3H2 Hoặc: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Tương tự hòa tan kim loại Al dung dịch Ba(OH)2 ta có phương trình: 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 Sản xuất nhôm - Nguyên liệu: Quặng boxit (Al2O3.2H2O) - Điện phân nóng chảy: 2Al2O3 → 4Al + 3O2 - Vai trị criolit: Giảm nhiệt độ nóng chảy Al2O3; tạo chất lỏng có tính dẫn điện tốt Al2O3 nóng chảy; lên bảo vệ nhơm nóng chảy khơng bị oxi hóa oxi khơng khí II HỢP CHẤT CỦA NHƠM: Nhơm oxit (Al2O3) * Là oxit lưỡng tính (vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với dung dịch bazơ) - Tác dụng với dung dịch axit →Muối + H2O VD: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+→ 2Al3+ + 3H2O - Tác dụng với dung dịch bazơ→ Muối aluminat (AlO2-) + H2O VD: Al2O3 + 2NaOH→2NaAlO2 + H2O natri aluminat Al2O3 + 2OH →2AlO2 + H2O Nhôm hiđroxit (Al(OH)3) * Là hiđroxit lưỡng tính (vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với dung dịch bazơ) - Tác dụng với dung dịch axit→Muối + H2O VD: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O - Tác dụng với dung dịch kiềm mạnh (NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2→Muối aluminat + H2O VD: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O natri aluminat Al(OH)3 + OH →AlO2 + 2H2O Chú ý: Al2O3, Al(OH)3 không tan dung dịch bazơ yếu dung dịch NH3, không tan dung dịch axit yếu axit cacbonic Vì vậy, để điều chế Al(OH)3 người ta cho dung dịch muối Al3+ phản ứng với dung dịch NH3 dư - Al(OH)3 thể tính bazơ trội tính axit Do có tính axit yếu (yếu axit H2CO3) nên: NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3 * Bị nhiệt phân: t 2Al(OH)3 ��� Al2O3 + 3H2O Nhôm sunfat - Công thức phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O Kal(SO4)2.12H2O - Công thức phèn nhôm: M2SO4.Al2(SO4)3.24H2O với M Li, Na, NH4 Nhận biết ion Al3+ dung dịch - Thuốc thử: dung dịch kiềm (OH-) - Hiện tượng: xuất kết tủa keo tan kiềm dư - Phương trình: Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM Câu 1: Nhận định sau khơng Al? A Al có tính khử mạnh yếu Na Mg B Al thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, số 13 bảng tuần hoàn C Al dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, tốt kim loại Ag Cu D Al dễ nhường electron hố trị nên thường có số oxi hoá +3 hợp chất Câu 2: Ion Al3+ bị khử trường hợp A Điện phân Al2O3 nóng chảy B Điện phân dd AlCl3 với điện cực trơ có màng ngăn C Dùng H2 khử Al2O3 nhiệt độ cao D Thả Na vào dung dịch Al2(SO4)3 Câu 3: Cation M3+ có cấu hình electron lớp ngồi 2s22p6 Vị trí M bảng tuần hồn A 13, chu kì 3, nhóm IIIA B 13, chu kì 3, nhóm IIIB C 13, chu kì 3, nhóm IA D 13, chu kì 3, nhóm IB Câu 4: Phát biểu sau không A Nhôm kim loại nhẹ, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt B Nhơm có tính khử mạnh sau kim loại kiềm kiềm thổ C Nhôm bị phá hủy môi trường kiềm D Nhơm kim loại lưỡng tính Câu 5: Một thuốc thử phân biệt chất rắn Mg, Al, Al2O3 đựng lọ riêng biệt dung dịch A H2SO4 đặc nguội B NaOH C HCl đặc D amoniac Câu 6: Phản ứng hoá học xảy trường hợp không thuộc loại phản ứng nhiệt nhôm? A Al tác dụng với Fe3O4 nung nóng B Al tác dụng với axit H2SO4 đặc, nóng C Al tác dụng với Fe2O3 nung nóng D Al tác dụng với CuO nung nóng Câu 7: Chỉ dùng nước phân biệt chất rắn nhãn đây: A Al; Al2O3; Fe2O3; MgO C Na2O; Al2O3; CuO; Al B ZnO; CuO; FeO; Al2O3 D Al; Zn; Ag; Cu Câu 8: Chỉ dùng dung dịch KOH để phân biệt chất riêng biệt nhóm sau đây? A Mg, Al2O3, Al B Fe, Al2O3, Mg C Zn, Al2O3, Al D Mg, K, Na Câu 9: Dãy gồm oxit bị Al khử nhiệt độ cao là: A FeO, MgO, CuO B PbO, K2O, SnO C Fe3O4, SnO, BaO D FeO, CuO, Cr2O3 Câu 10: Trong phát biểu sau: (1) Ở nhiệt độ cao, Al khử nhiều oxit kim loại Fe2O3, Cr2O3, thành kim loại tự (2) Phản ứng Al với oxit kim loại gọi phản ứng nhiệt nhơm (3) Những đồ vật nhơm bị hồ tan dung dịch kiềm dư NaOH, Ca(OH)2,… (4) Những axit H2SO4 đặc, nguội HNO3 đặc, nguội oxi hoá bề mặt kim loại Al tạo thành màng oxit có tính trơ, làm cho Al thụ động Số phát biểu A B C D Câu 11: Khi cho nhôm tác dụng với dung dịch HNO3 loãng tạo sản phẩm khử NH4NO3 Tổng hệ số số nguyên tối giản phương trình hố học phản ứng xảy là: A 74 B 58 C 76 D 68 Câu 12: Dãy chất sau có tính lưỡng tính? A ZnO, Ca(OH)2, KHCO3 B Al2O3, Al(OH)3, KHCO3 C Al2O3, Al(OH)3, K2CO3 D ZnO, Zn(OH)2, K2CO3 Câu 13: Dãy chất tác dụng với dung dịch H2SO4 (loãng) NaOH ? A Al, Al2O3, Na2CO3 B Al2O3, Al, NaHCO3 C Al2O3, Al(OH)3, CaCO3 D NaHCO3, Al2O3, Fe2O3 Câu 14: Cho chất: Al, Al(NO3)3, Al2O3, Al(OH)3, NH4Cl, (NH4)2CO3 Các chất lưỡng tính là: A Al, Al2O3, Al(OH)3 B Al, Al(NO3)3, Al2O3, Al(OH)3, NH4Cl, (NH4)2CO3 C Al2O3, Al(OH)3 D Al2O3, Al(OH)3, (NH4)2CO3 Câu 15: Phèn chua có cơng thức sau: A K2SO4.Al2(SO4)3.12H2O B Na2SO4.Al2(SO4)3.24H2O C K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O D tất Câu 16: Quặng nhôm (nguyên liệu chính) dùng sản xuất nhơm A Boxit Al2O3.2H2O B Criolit Na3AlF6 (hay 3NaF.AlF3) C Aluminosilicat (Kaolin) Al2O3.2SiO2.2H2O D Mica K2O.Al2O3.6SiO2.2H2O Câu 17: Muốn điều chế Al : A Điện phân dung dịch AlCl3 với điện cực trơ B Điện phân dung dịch Al2O3 nóng chảy với điện cực trơ C Cho Fe vào dung dịch AlCl3 D Nhiệt phân Al2O3 Câu 18: Để thu Al2O3 từ hỗn hợp Al2O3 Fe2O3 người ta lần lượt: A Dùng khí H2 nhiệt độ cao, dung dịch NaOH (dư) B Dùng khí CO nhiệt độ cao, dung dịch HCl (dư) C Dùng dung dịch NaOH (dư), dung dịch HCl (dư), nung nóng D Dùng dung dịch NaOH (dư), khí CO2 (dư), nung nóng Câu 19: Vai trị criolit sản xuất nhơm: (1) giảm nhiệt độ nóng chảy(2) tăng khả dẫn điện (3) tạo xỉ ngăn cản Al tiếp xúc với oxi A (1) (2) B (2) (3) C (1) (3) D (1), (2) (3) Câu 20: Có thể dùng bình nhơm để chun chở hóa chất: A Dung dịch KOH; NaOH B Dung dịch HCl; H2SO4 C Dung dịch loãng HNO3; H2SO4 D Dung dịch HNO3 đặc, H2SO4 đặc Câu 21: Hoà tan hỗn hợp gồm: K2O, BaO, Al2O3, Fe3O4 vào nước (dư), thu dung dịch X chất rắn Y Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch X, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu kết tủa A Al(OH)3 B Fe(OH)3 C K2CO3 D BaCO3 Câu 22: Hiện tượng quan sát đầy đủ thí nghiệm nhỏ từ từ dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 A có kết tủa keo trắng, sau kết tủa tan B có kết tủa keo trắng C có kết tủa keo trắng có khí bay lên D khơng có kết tủa, có khí bay lên Câu 23: Hiện tượng quan sát đầy đủ thí nghiệm thổi từ từ NH3 dư vào dung dịch AlCl3 A Khơng có tượng xảy NH3 bazơ yếu B Có kết tủa trắng keo khơng tan NH3 dư C Có kết tủa màu nâu đỏ, sau kết tủa tan lại D Có kết tủa trắng keo, sau kết tủa tan NH3 dư Câu 24: Hiện tượng quan sát đầy đủ thí nghiệm sục từ từ khí CO2 vào dung dịch natri aluminat A Khơng có tượng xảy CO2 axit yếu B Có kết tủa keo khơng tan CO2 dư C Có kết tủa màu nâu đỏ, sau kết tủa tan lại D Có kết tủa trắng keo, sau kt tan CO dư Câu 25: Hiện tượng quan sát đầy đủ thí nghiệm nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch natri aluminat A Khơng có tượng xảy khơng tạo nên kết tủa B Có kết tủa keo khơng tan lại HCl dư C Có kết tủa màu xanh, sau kết tủa tan lại D Có kết tủa trắng keo, sau kết tủa tan HCl dư Câu 26: Nhơm hiđroxit thu từ cách làm sau đây? A Cho dd HCl dư vào dd natri aluminat B Thổi dư khí CO2 vào dd natri aluminat C Cho NaOH dư vào dung dịch AlCl3 D Cho Al2O3 tác dụng với nước Câu 27: Có thể điều chế Al(OH)3 phương pháp sau: A Cho dung dịch AlCl3 tác dụng với dung dịch NH3 dư B Cho dung dịch NaAlO2 (hoặc Na[Al(OH)4]) pư với dung dịch HCl dư C Cho dung dịch AlCl3 tác dụng với NaOH dư D Cả A, B, C Câu 28: Nhận định khơng q trình điện phân sản xuất Al A cần tinh chế quặng boxit (Al2O3.2H2O) có lẫn tạp chất Fe2O3 SiO2 B từ boxit (chứa 60% Al2O3) điều chế gần 0,318 Al với hiệu suất 100% C criolit cho vào để hạ nhiệt độ nóng chảy Al2O3, tăng độ dẫn điện ngăn cản oxi hố oxi khơng khí D sản xuất 2,7 Al tiêu hao 18 C làm anot, q trình hồn tồn sản phẩm oxi hố CO2 Câu 29: Phát biểu sau không đúng: A Hợp kim Liti – Nhôm siêu nhẹ, dùng kĩ thuật hàng không B Trong tự nhiên, nhôm tồn dạng đơn chất C Phèn chua sử dụng làm nước đục D Nhôm nguyên tố phổ biến thứ ba vỏ trái đất Câu 30: Trộn bột kim loại X với bột sắt oxit (gọi hỗn hợp tecmit) nung nhiệt độ cao dùng để hàn đường ray tàu hỏa Kim loại X A Fe B Cu C Ag D Al C CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM DẠNG 1: Muối nhôm tác dụng với dung dịch bazơ I Kiến thức 1) Al(OH)3 hidroxit lưỡng tính [Al(OH)4]Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]hoặc Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O 2) Muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 ↓ Nếu OH- dư : Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]- (tan) → Hiện tượng quan sát nhỏ từ từ dung dịch bazo vào dung dịch Al3+ ban đầu thấy xuất kết tủa keo trắng, kết tủa tăng đến cực đại tan dần bazơ dư tạo dung dịch suốt *Tuy nhiên Al(OH)3 axit yếu dễ bị axit mạnh đẩy khỏi muối [Al(OH)4]- + H+ → Al(OH)3 ↓ + H2O Nếu H+ dư: Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O → Hiện tượng quan sát nhỏ từ từ dung dịch H+ đến dư vào dd Al(OH)4- thấy xuất kết tủa keo trắng, kết tủa tăng đến cực đại sau tan dần đến hết tạo dung dịch suốt II Một số dạng tập Dạng 1: Biết lượng Al3+ OH- , tính lượng kết tủa (Bài tốn thuận) Khi cho từ từ OH- vào dung dịch chứa Al3+ thấy xuất kết tủa Al(OH)3 sau kết tủa tan dần T nOH n 3 Al Đặt TH1: T ≤ 3: Chỉ xảy phản ứng số (1) OH- hết, Al3+ hết dư, số mol kết tủa tính theo OH- nAl (OH )3 nAl (OH )3 nAl3 nOH ( bảo tồn nhóm OH ) nOH lượng kết tủa thu lớn Nếu TH2: T > : Xảy phản ứng Al3+ hết, OH- hết dư Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 ↓ a 3a a Al(OH)3 + OH → [Al(OH)4]x x x 3+ nOH = 3a + x = 3nAl + x nAl(OH) = a - x = nAl3+ - x � n↓ = → Khi giải tốn dạng tính tốn theo phương trình bình thường sử dụng cơng thức phù hợp cho trường hợp VD1: Rót 350ml dung dịch NaOH 1M vào 100ml dung dịch AlCl3 1M Sau phản ứng kết thúc khối lượng kết tủa thu A 3,9 (g) B 7,8 (g) C 9,1 (g) D 12,3 (g) Giải: nOH- = nNaOH = 0,35 (mol) ; nAl3+ = nAlCl = 0,1 (mol) Ta giải tập theo cách: C1: Tính tốn theo phương trình: AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl Ban đầu: 0,1 0,35 Pư: 0,1 → 0,3 → 0,1 Spư: → 0,05 → 0,1 Vì NaOH dư nên có tiếp phương trình Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] Ban đầu: 0,1 0,05 Pư: 0,05 ← 0.05 Spư: 0,05 C2: Tính theo công thức: T → nAl(OH) = 0,05 (mol) m↓ = 0,05.78 = 3,9 (g) nOH nAl 3 = 3,5 > → tính ↓ theo cơng thức n↓ = - = 4.0,1 - 0,35 = 0,05 (mol) → m↓ = 3,9 (g) VD2: Cho 100ml dung dịch Al(OH)3 0,2M tác dụng với 150ml dung dịch NaOH 0,2M , kết tủa thu m(g) kết tủa Tính m? Giải nOH- = nNaOH = 0,03 (mol) ; T nOH nAl 3 Tính kết tủa theo cơng thức: nAl3+ = nAl(OH) = 0,02 (mol) 1,5 < n�Al (OH )3 nOH = 0,01 (mol) m↓ = 0,01.78 = 0,78 (g) Dạng 2: Biết lượng Al lượng kết tủa Al(OH)3 tính lượng OH3+ 10 n 4n 3n �Al (OH )4 � H �Al (OH )3 � � n �Al (OH )3 n Al (OH ) - nH → VD: Thêm 0,08 mol dung dịch HCl vào dung dịch có 0,1 mol Na[Al(OH)4] thu chất kết tủa Số kết tủa thu A 0,06 mol B 0,08 mol C 0,16 mol D 0,26 mol Giải : T nH n Al ( OH ) 0,8 < → H+ hết, [Al(OH4)]- hết dư n n 0, 08 mol H �Al (OH ) Áp dụng công thức: BÀI TẬP VẬN DỤNG 1) 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 2) Dung dịch A chứa m gam KOH 40,2 gam K[Al(OH)4] Cho 500 ml dd HCl 2M vào dd A thu 15,6 gam kết tủa Giá trị m là? A 22,4g 44,8g B 12,6g C 8g hoặc22,4g D 44,8g 3) 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: B p: q = 1: C p: q > 1:4 D p: q = 1: 4) 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 lít B 0,18 lít C 0,12 lít D 0,08 lít 5) 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 DẠNG 4: Phản ứng nhiệt nhôm Trong số dạng kim loại Al hợp chất “bài tốn phản ứng nhiệt nhôm” dạng quan trọng, gặp nhiều đề thi tuyển sinh đại học cao đẳng Trước hết, bạn cần hiểu phản ứng nhiệt nhôm “phản ứng kim loại với oxit kim loại”, phản ứng tỏa nhiệt mạnh Al chất khử Ví dụ số phản ứng hay gặp là: t Fe2O3 + Al ��� Fe + Al2O3 t 8Al + 3Fe3O4 ��� 4Al2O3 + 9Fe t � Al2O3 + Mn 3Mn3O4 + 8Al �� t � Al2O3 + Cr Cr2O3 + A l �� 21 Trong phản ứng nhiệt nhơm phản ứng kim loại Al với oxit sắt gặp nhiều Do đó, sáng kiến này, tơi trình bày tốn liên quan đến phản ứng Al với oxit sắt t � yAl2O3 + 3xFe Tổng quát: 2yAl + 3FexOy �� Nếu phản ứng nhiệt nhơm xảy hồn tồn có trường hợp xảy ra: * TH1: Al, FexOy hết →sản phẩm gồm Fe, Al2O3 * TH2: Al hết, FexOy dư →sản phẩm gồm Fe, Al2O3 FexOy dư * TH3: Al dư, FexOy hết →sản phẩm gồm Fe, Al2O3 Al dư Để xác định sản phẩm tạo thành phải dựa vào kiện toán: - Nếu sản phẩm tạo thành tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí H2 xảy trường hợp 3, sản phẩm gồm Fe, Al2O3 Al dư (trường hợp hay gặp nhiều nhất) - Nếu sản phẩm tác dụng với dung dịch kiềm khơng giải phóng H2 xảy trường hợp trường hợp 2 Nếu phản ứng nhiệt nhơm khơng hồn tồn (H < 100%) sản phẩm gồm: Fe, Al2O3, Al dư FexOy dư Lưu ý: giải tốn phản ứng nhiệt nhơm thường sử dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố VD1: Khử hoàn toàn 34,8 gam oxit sắt lượng nhôm vừa đủ, thu 45,6 gam chất rắn Công thức sắt oxit A Fe2O3 B FeO C Fe3O4 Bài giải t � yAl2O3 + 3xFe 2yAl + 3FexOy �� Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mAl = 10,08 gam →nAl = 0,4 mol →nO(trong FexOy) = nO(trong Al2O3) = 3/2.0,4 = 0,6 mol →nFe = (34,8 – 0,6.16)/56 = 0,45 mol → x : y = 0,45 : 0,6 = : Vậy công thức oxit sắt Fe3O4 22 D Fe3O4 Fe2O3 Đáp án C VD2: Nung nóng hỗn hợp gồm Al 16 gam Fe2O3 (trong điều kiện khơng có khơng khí) đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch NaOH 1M sinh 3,36 lít H2 (ở đktc) Giá trị V A 300 B 100 C 200 D 150 Bài giải Các phản ứng xảy ra: t � Al2O3 + 2Fe 2Al + Fe2O3 �� 0,1 (1) 0,1 Vì chất rắn tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng khí H2 nên chất rắn X gồm Al2O3, Fe Al dư 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 0,1 (2) 0,15 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O 0,1 (3) 0,2 Vậy V = 0,3 lít = 300 ml VD3: Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al m gam hai oxit sắt khí trơ, thu hỗn hợp rắn X Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu dung dịch Y, chất không tan Z 0,672 lít khí H2 (đktc) Sục khí CO2 dư vào Y, thu 7,8 gam kết tủa Cho Z tan hết vào dung dịch H2SO4, thu dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat 2,464 lít khí SO2 (ở đktc, sản phẩm khử H2SO4) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 6,48 B 5,04 C 6,96 D 6,29 (Đề tuyển sinh khối A năm 2014) Bài giải Hướng dẫn HS cách suy luận: Bài toán hay tổng hợp nhiều nội dung kiến thức phản ứng nhiệt nhôm, CO2 tác dụng với dung dịch muối AlO2-, kim loại Fe tác dụng với axit H2SO4 đặc, nóng Để giải tốn bạn cần phải nắm lý 23 thuyết, trình chuyển hóa, phương trình hóa học - Vì X tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng khí H2 nên X gồm Fe, Al2O3 Al dư - Khi cho chất rắn X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu dung dịch Y gồm NaAlO2 NaOH dư Chất rắn Z lại Fe - Cho Z tác dụng với axit H2SO4 giải phóng khí SO2 nên bạn dự đoán axit H2SO4 phải axit đặc, nóng Bài lại cho khối lượng muối sunfat thể tích khí SO2 nên dự đốn tiếp muối sunfat phải gồm loại muối FeSO4 Fe2(SO4)3 - Bài yêu cầu tìm m khối lượng oxit sắt, suy luận phải tìm qua khối lượng Fe O oxit Ta có: nAl dư = 2/3 nH2 = 0,02 mol nAl ban đầu = n↓ = 0,1 mol → nAl pư = 0,08 mol Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố: nO(trong oxit sắt) = nO(trong Al2O3) = 3/2.0,08 = 0,12 mol Áp dụng cơng thức tính số mol SO42- tạo muối: 2H2SO4 + 2e →SO42- + SO2 + 2H2O 0,11 0,11 →mFe = 15,6 – 0,11.96 = 5,04 gam Vậy m = 5,04 + 0,12.16 = 6,96 gam VD4: Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm điều kiện khơng có khơng khí Hồ tan hồn tồn hỗn hợp rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu 10,752 lít khí H2 (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm A 80% B 90% C 70% Bài giải t � 4Al2O3 + 9Fe 8Al + 3Fe3O4 �� x 0,375x (1) 1,125x 24 D 60% Vì phản ứng nhiệt nhơm khơng hồn tồn nên chất rắn sau phản ứng gồm Al2O3, Fe, Fe3O4 dư Al dư 2Al + 3H2SO4 →Al2(SO4)3 + 3H2 0,4-x (2) 1,5(0,4-x) Fe + H2SO4 →FeSO4 + H2 1,125x (3) 1,125x →1,5(0,4-x) + 1,125x = 0,48 → x = 0,32 Vậy H = 0,32/0,4.100% = 80% Lưu ý: Khi tính hiệu suất cần phải xét tỉ lệ mol xem tính hiệu suất theo chất BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Trộn 10,8 gam bột nhôm với 34,8g bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiẹt nhôm thu hỗn hợp A hòa tan hết A HCl thu 10,752 lít H2(đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhơm thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng A 80% 1,08lít B 20% 10,8lít C 60% 10,8lít D 40% 1,08lít Câu 2: nung hỗn hợp A gồm Al, Fe2O3 hỗn hợp B (hiệu suất 100%) Hòa tan hết B HCl dư 2,24 lít khí (đktc), lượng B cho phản ứng với dung dịch NaOH dư thấy 8,8g rắn C Khối lượng chất A là? A mAl=2,7g, mFe2O3=1,12g B mAl=5,4g, mFe2O3=1,12g C mAl=2,7g, mFe2O3=11,2g D mAl=5,4g, mFe2O3=11,2g Câu 3: Hỗn hợp A gồm 0,56g Fe 16g Fe2O3 m (mol) Al nung nhiệt độ cao khơng có khơng khí hỗn hợp D Nếu cho D tan H2SO4 lỗng v(lít) khí cho D tác dụng với NaOH dư thu 0,25V lít khí Gía trị m là? A 0,1233 B 0,2466 C 0,12 D 0,3699 Câu 4: Có 26,8g hỗn hợp bột nhôm Fe2O3 Tiến hành nhiệt nhôm hồn tồn hịa tan hết hỗn hợp sau phản ứng dung dịch HCl 11,2 lít H2(đktc) Khối lượng chất hỗn hợp ban đầu là? A mAl=10,8g;m=1,6g B mAl=1,08g;m=16g C mAl=1,08g;m=16g D mAl=10,8g;m=16g Câu 5: Hỗn hợp X gồm Al Fe2O3 Lấy 85,6gam X đem nung nóng để thực phản ứng nhiệt nhôm, sau thời gian thu m gam chất rắn Y Chia Y làm phần nhau: Phần 1: Hịa tan dung dịch NaOH dư thấy 3,36lít khí (đktc) cịn lại m1 gam chất khơng tan Phần 2: Hịa tan hết dung dịch HCl thấy thoat 10,08 lít khí (đktc) Phần trăm khối lượng Fe Y là? A 18% B 39,25% C 19,6% D 40% Câu 6: Hỗn hợp X gồm Al Fe2O3 Lấy 85,6gam X đem nung nóng để thực phản ứng nhiệt nhôm, sau thời gian thu m gam chất rắn Y Chia Y làm phần nhau: Phần 1: Hòa tan dung dịch NaOH dư thấy 3,36lít khí (đktc) cịn lại m1 gam chất khơng tan Phần 2: Hịa tan hết dung dịch HCl thấy thoat 10,08 lít khí (đktc) Thành phần chất rắn Y gồm chất là? A Al, Fe2O3, Fe, Al2O3 B Al, Fe, Al2O3 C Fe, Al2O3 D Cả A, C 25 Câu : Cho hỗn hợp bột Al oxit sắt Thực hồn tồn phản ứng nhiệt nhơm (Giả sử có phản ứng khử oxit sắt thành Fe) thu hỗn hợp B có khối lượng 19,82 gam Chia hỗn hợp B thành hai phần nhau: Phần cho tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu 1,68 lít khí H2 (đktc) Phần cho tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thấy có 3,472 lít khí H2 Biết phản ứng xảy hồn tồn Cơng thức oxit sắt A Fe2O3 B Fe3O4 C FeO D Không xác định Câu 8: Trộn 27,84 gam Fe2O3 với 9,45 gam bột Al thực phản ứng nhiệt nhơm (giả sử có phản ứng khử oxit sắt thành sắt kim loại), sau thời gian thu hỗn hợp B Cho hỗn hợp B tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng dư thu 9,744 lít khí H2 (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm A 75% B 50% C 51,72% D 51,42% Câu 9: Có hỗn hợp Al oxit sắt Sau phản ứng nhiệt nhơm thu 96,6 gam chất rắn Hịa tan chất rắn dung dịch NaOH dư thu 6,72 lít khí (đktc) cịn phần chất rắn khơng tan A Hịa tan hồn tồn A H2SO4 đặc nóng thu 30,24 lít khí B (đktc) Xác định công thức oxit sắt A Fe2O3 B Fe3O4 C FeO D Không xác định Câu 10: Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm Giả sử xảy phản ứng khử Fe3O4 thành Fe Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 loãng thu 5,376 lit H2 ( đ ktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là: A 12,5% B 60% C 20% D 80% Câu 11: Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr2O3 m gam Al nhiệt độ cao Sau phản ứng hoàn toàn, thu 23,3 gam hỗn hợp rắn X Cho toàn hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư) thoát V lít khí H2 (ở đktc) Giá trị V A 7,84 B 4,48 C 3,36 D 10,08 Câu 12: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al Fe3O4 đk khơng có khơng khí Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu dung dịch Y, chất rắn Z 3,36 lít khí H2 (ở đktc) Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu 39 gam kết tủa Giá trị m A 48,3 B 45,6 C 36,7 D 57,0 Câu 13: Nung hỗn hợp X gồm Al FexOy đến phản ứng hoàn toàn thu chất rắn B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu dung dịch C, chất rắn D 0,672 lít khí H2 (đktc) Sục CO2 dư vào C thu 7,8 gam kết tủa Cho D tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu 2,688 lít khí SO2 (đktc) a) Nếu cho 200ml dung dịch HCl 1M tác dụng với C đến phản ứng kết thúc thu 6,24 gam kết tủa số gam NaOH ban đầu tối thiểu A 5,6 B 8,8 C 4,0 D 9,6.b) Công thức B Fe2O3 C Fe3O4 D Fe3O2 sắt oxit A FeO Câu 14: Cho 44,56 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 tác dụng vừa đủ với Al nhiệt độ cao (khơng có khơng khí) thu 57,52 gam chất rắn Nếu cho lượng A tác dụng hoàn toàn 26 với CO dư (nung nóng) thu x gam chất rắn Dẫn khí vào dung dịch nước vơi dư thu y gam kết tủa Biết phản ứng khử sắt oxit tạo thành kim loại a) Giá trị x A 21,52 B 33,04 C 32,48 D 34,16 B 36 C 54 D 82 b) Giá trị y A 72 Câu 15: Hỗn hợp X gồm 3,92 gam Fe, 16 gam Fe2O3 m gam Al Nung X nhiệt độ cao điều kiện khơng có khơng khí, thu hỗn hợp chất rắn Y Chia Y thành hai phần Phần tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu 4a mol khí H2 Phần hai phản ứng với dung dịch NaOH dư, thu a mol khí H2 Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 3,51 B 4,05 C 5,40 D 7,02 DẠNG 5: Hỗn hợp kim loại kiềm kim loại kiềm thổ nhôm tác dụng với nước với dung dịch kiềm Phương pháp giải Với toán hỗn hợp kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ nhơm tác dụng với nước thứ tự phản ứng sau: Trước hết: M ( kim loại kiềm, kiềm thổ) + H2O→ M(OH)n + H2 Sau đó: Al + M(OH)n + H2O → M(AlO2)n + H2 Từ số mol M số mol M(OH)n số mol Al ta biện luận để biết Al tan hết hay chưa + Nếu n M= n M(OH)n ≥ nAl → Al tan hết + Nếu n M= n M(OH)n ≤ nAl → Al tan phần + Nếu chưa biết số mol M Al, dựa vào kiện số mol khí H2 ta biện luận Al có tan hết hay khơng Một sớ ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một hỗn hợp gồm Na Al có tỉ lệ số mol 1:2 Cho hỗn hợp vào nước Sau kết thúc phản ứng thu 8,96 lít khí H2 (đktc) m g chất rắn Tính m Hướng dẫn Gọi nNa = a mol; nAl = 2a; nH2 = 0,4 Na + H2O → NaOH + 1/2H2 (1) a a 0,5a Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2H2 (2) 2a a Lập tỉ lệ mol ta phải tính theo số mol NaOH => n H2 ( sinh phản ứng 2)= 1,5a mol => Tổng nH2 = 0,5a + 1,5a = 0,4 => a = 0,2 => n Al dư= 2x0,2- 0,2= 0,2 mol => m = mAl dư = 5,4g 27 Ví dụ 2: Cho hỗn hợp Na Al vào nước dư Sau phản ứng kết thúc thu 4,48 lít khí hiđro cịn dư lại chất rắn khộng tan Cho chất tác dụng với H2SO4 lỗng (vừa đủ ) thu 3,36 lit khí Các khí đo điều kiện chuẩn Tìm khồi lượng kim loại có hỗn hợp đầu Hướng dẫn Gọi số mol Na có hỗn hợp x mol Na + H2O NaOH + ½ H2 (1) x → x → 0,5x Al + H2O + NaOH NaAlO2 + H2 (2) x ← x → 1,5x Chất rắn dư Al : 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (3) Từ (1) (2) => Số mol H2 thoát cho Na-Al vào nước là: 0,5 x 1,5 x x 4.48 0, x 0,1mol 22, (3) => số mol Al dư tác dụng với H2SO4 : n(Al) ==0,1 mol nNa = 0,1 mol => m (Na ) = 2,3 g n(Al ban đầu ) = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol => m (Al) = 0,2 27 = 5,4 g Ví dụ 3: Thực hai thí nghiệm sau: • Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp Ba Al vào nước dư, thu 0,896 lít khí (ở đktc) • Thí nghiệm 2: Cũng cho m gam hỗn hợp cho vào dung dịch NaOH dư thu 2,24 lít khí (ở đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m là: Hướng dẫn Ta thấy: nH2 thí nghiệm = 0,04 < nH2 thí nghiệm = 0,1 mol → thí nghiệm Ba hết, Al dư cịn thí nghiệm Ba Al hết - Gọi nBa = x mol nAl = y mol m gam hỗn hợp - Thí nghiệm 1: Ba + 2H2O → Ba2+ + 2OH– + H2 x→ 2x x – 2– Al + OH + H2O → AlO + 3/2H2 2x→ 3x → nH2 = 4x = 0,04 → x = 0,01 mol - Thí nghiệm 2: tương tự thí nghiệm ta có: nH2 = x + 3y/2= 0,1 → y = 0,06 mol → m = 0,01.137 + 0,06.27 = 2,99 gam Bài tập áp dụng Câu 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Na2O Al hoà tan vào H2O dư thu 200 ml dung dịch A chứa chất tan có nồng độ 0,2M Giá trị m A 2,32 gam B 3,56 gam C 3,52 gam D 5,36 gam Câu 2: Thực hai thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp Ba Al vào nước dư, thu 0,896 lít khí (ở đktc) - Thí nghiệm 2: Cũng cho m gam hỗn hợp cho vào dung dịch NaOH dư thu 2,24 lít khí (ở đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 2,85 gam B 2,99 gam C 2,72 gam D 2,80 gam 28 Câu 3: Thực hai thí nghiệm sau - Cho m gam hỗn hợp A gồm Na Al tác dụng với nước dư thu 6,72 lít khí (đktc) - Cho m gam hỗn hợp tác dụng với 50 ml dung dịch gồm NaOH 2M Ba(OH)2 1M, để trung hòa dung dịch sau phản ứng cần 100 ml dung dịch gồm HCl 0,5 M H2SO4 0,5M Giá trị m A 6,5 gam B 17,7 gam C 4,425 gam D 8,85 gam Câu 4: Hỗn hợp A gồm Na, Al, Cu cho 12 gam A vào nước dư thu 2,24 lít khí (đktc), cho vào dung dịch NaOH dư thu 3,92 lít khí (đktc) Vậy % Al hỗn hợp ban đầu A 59,06% B 22,5% C 67,5 % D 96,25% Câu 5: Hỗn hợp X gồm Al, Fe, Ba Chia X thành phần nhau: Phần cho tác dụng với nước dư, thu 0,896 lít H2 Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu 1,568 lít H2 Phần tác dụng với dung dịch HCl dư, thu 2,24 lít H2 (các khí đktc) % khối lượng Al hỗn hợp X A 25% B 55% C 25,56% D 26,15% Câu 6: Hỗn hợp X gồm Na, Al Fe (với nNa : nAl = 2:1) Cho X T/d với H2O (dư) thu chất rắn Y V lít khí Cho tồn Y T/d với dd H2SO4 lỗng (dư) thu 0,25V lít khí Biết khí đo đk, Pư xảy hoàn toàn Tỉ lệ số mol Fe Al X tương ứng A : B : C : 16 D 16 : Câu 7: Cho 2,16 gam Hh gồm Na, Al, Fe vào nước dư thu 0,448 lít khí (đktc) hỗn hợp chất rắn, cho chất rắn T/d hết với 60 ml dd CuSO4 1M thu 3,2 gam Cu dd A, Cho dd A T/d vừa đủ dd NaOH thu kết tủa Max Nung kết tủa không khí đến khối lượng khơng đổi thu m gamchất rắn B a) Xác định khối lượng Al A 0,81 gam B 0,54 gam C 0,27 gam D 1,08 gam b) Tính khối lượng rắn B A 3,42 gam B 12,54 gam C 1,02 gam D 1,08 gam Câu 8: Hỗn hợp A gồm Al2O3, K2O, CuO - Cho hỗn hợp A vào nước dư lại 15 gam chất rắn - Cho vào hỗn hợp A với 50% lượng Al2O3 ban đầu hịa tan vào nước dư lại 21 gam chất rắn - Cho vào hỗn hợp A với 75% lượng Al2O3 ban đầu làm thí nghiệm cịn lại 25 gam chất rắn Khối lượng K2O hỗn hợp A A.32,9 gam B.17,16 gam C 28,2 gam D.16,58 gam Câu 9: Một hỗn hợp gồm Na Al có tỉ lệ số mol x:y Cho hỗn hợp vào nước Sau kết thúc phản ứng thu 8,96 lít khí H2 (đktc) 5,4 g chất rắn Tỉ lệ x:y là? A : B : C : 16 D 16 : Câu 10 Một hỗn hợp gồm Na Al có tỉ lệ số mol 2:3 Cho hỗn hợp vào nước Sau kết thúc phản ứng thu V lít khí H2 (đktc) 2,7 g chất rắn Giá trị V là: A.4,48 lít B 2,24 lít C 6,72 lít D.8,96 lít Câu 11: Hồ tan hỗn hợp A gồm 13,7g Ba 5,4g Al vào lượng nước có dư thể tích khí đktc A.4,48 lít B 2,24 lít C 6,72 lít D.8,96 lít Câu 12 (ĐH-A-2014) Cho m gam hỗn hợp gồm Al Na vào nước dư, sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 2,24 lít khí H2 (đktc) 2,35 gam chất rắn không tan Giá trị m : A 4,85 B 4,35 C 3,70 D 6,95 Câu 13: Hỗn hợp X gồm K Al m (g) X tác dụng với nước dư 5,6 lít khí Mặt khác, m (g) X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu 8,96 lít khí (Các phản ứng xảy hồn tồn, thể tích khí đo đktc) m có giá trị A.10,95g B 18g C 16g D 12,8g Câu 14: Cho 21g hỗn hợp kim loại K Al hoà tan hoàn toàn nước dung dịch X Thêm từ từ dung dịch HCl 1M vào X, lúc đầu khơng thấy kết tủa, đến kết tủa hồn tồn cần 400ml dung dịch HCl Số gam K A 15,6 B 5,4 C 7,8 D 10,2 29 Câu 15: Cho m gam hỗn hợp gồm Na Al2O3 hòa tan vào H2O dư, sau phản ứng thu dung dịch A chứa chất tan có số mol 0,2 mol Tính m? A 25,16 gam B 14,8 gam C 29,20 gam D 12,56 gam DẠNG 6: Nhôm hợp chất nhôm tác dụng với axit I Bài tốn nhơm hợp chất nhơm tác dụng với dung dịch HCl H2SO4 lỗng *Phương pháp: Áp dụng bảo toàn khối lượng, bảo toàn H+ tăng giảm khối lượng * Ví dụ Ví dụ 1: Cho 5,1 gam hỗn hợp X gồm Al Mg tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thấy khối lượng dung dịch tăng lên 4,6 gam Số mol HCl tham gia phản ứng A 0,5 mol B 0,3 mol C 0,25 mol D 0,125 mol Giải: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng => mH2 = 5,1 – 4,6 = 0,5 gam => nH2 = 0,25 mol => Bảo toàn nguyên tố hiđro: nHCl = 2nH2 = 0,5 mol => Đáp án: A Ví dụ 2: Cho 7,68 gam hỗn hợp X gồm Mg Al vào 400 ml dung dịch Y gồm HCl 1M H2SO4 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn tồn thu 8,512 lít khí (ở đktc) Phần trăm khối lượng Al X A 56,25% B 49,22% C 50,78% D 43,75% Giải: nH+ = 0,8 mol > 2nH2 = 0,38 => Hai kim loại tan hết Gọi số mol Mg Al x, y mol => 24x + 27y = 7,68 2x + 3y = 0,38.2 => x = 0,14 y = 0,16 => %mAl = 56,25% Đáp án: A II Bài tốn nhơm hợp chất nhơm tác dụng với HNO3 H2SO4 đặc Nội dung định luật bảo tồn electron : - Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số electron mà chất khử nhường ln tổng số electron mà chất oxi hóa nhận Nguyên tắc áp dụng : 30 - Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số mol electron mà chất khử nhường tổng số mol electron mà chất oxi hóa nhận ● Lưu ý : Khi giải tập phương pháp bảo toàn electron ta cần phải xác định đầy đủ, xác chất khử chất oxi hóa; trạng thái số oxi hóa chất khử, chất oxi hóa trước sau phản ứng; khơng cần quan tâm đến số oxi hóa chất khử chất oxi hóa trình trung gian Bài tốn nhơm hợp chất tác dụng với HNO3 H2SO4 đặc Dạng 1: Tính lượng chất phản ứng với dung dịch HNO3 Ví dụ: Hịa tan hồn tồn m gam Al dung dịch HNO3 lỗng thu 1,12 lít hỗn hợp X gồm khí NO, N2O, N2 có tỉ lệ số mol là: : : Giá trị m A 5,4 gam B 3,51 gam C 2,7 gam D 8,1 gam Theo giả thiết ta có : n ( NO, N , N O) 0, 05 mol Mặt khác, tỉ lệ mol khí NO, N2O, N2 : : nên suy : 2 nNO = 0,01 mol ; n N O = 0,02 mol Các q trình oxi hóa – khử : Al � Al+3 + nN2 = 0,02 mol N+5 + 2N+5 + 2N5+ + 3e 3e � N+2 (NO) 8e � 2N+1 (N2O) 10e � N2o Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có : 3.nAl 10.nN2 8.nN2O 3.nNO � nAl 0,13 mol � mAl 3,51 gam Tính lượng muối nitrat tạo thành Ví dụ: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng với dung dịch HNO dư, thu 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí NO NO có tỉ khối so với hiđro 20 Tổng khối lượng muối nitrat sinh A 66,75 gam B 33,35 gam C 6,775 gam D 3,335 gam Áp dụng định luật bảo toàn electron bảo toàn khối lượng Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp NO2 NO ta có : nNO 40 – 30 = 10 n NO 10 46 � 40 n NO nNO 46 – 40 = 30 2 nNO2 0,05 0,03125 mol, nNO 0,05 0,03125 0,01875 mol Suy : 31 Ta có q trình oxi hóa – khử : Q trình khử : NO3 + 3e 0,05625 � mol : NO3 + 1e 0,03125 � mol : Thay kim loại Cu, Mg, Al kim loại M Quá trình oxi hóa : NO 0,01875 M M+n NO2 + ne 0, 0875 � 0,0875 n 0,03125 mol : Khối lượng muối nitrat sinh : m m = m M( NO ) = mM + NO n 0, 0875 = 1,35 + n n.62 = 6,775 gam Như vậy, tổng electron nhận = tổng electron nhường = 0,0875 mol ● Nhận xét : + Trong phản ứng kim loại với axit nitric tạo muối nitrat (phản ứng không tạo muối amoni nitrat) ta có : mmuo� mkim loa� mNO ta� mkim loa� 62.nelectron trao �o� i nitrat i i i o muo� i + Trong phản ứng kim loại với axit nitric tạo muối nitrat kim loại muối amoni ntrat ta có : mMuo� mmuo� mNH4NO3 (mkimloa� mNO ta� ) mNH4NO3 i i ntrat kimloa� i i o muo� i (mkimloa� 62.melectron trao �o� ) mNH NO i i 3 Tính lượng HNO3 tham gia phản ứng Ví dụ: Hịa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe lít dung dịch HNO aM vừa đủ thu dung dịch A (không chứa muối NH4NO3) 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N2 N2O có tỉ lệ mol 1:1 Cô cạn dung dịch A thu m gam muối khan Giá trị m, a A 55,35 gam 2,2M B 55,35 gam 0,22M C 53,55 gam 2,2M D 53,55 gam 0,22M n N O n N2 1, 792 0, 04 2.22, mol Các trình khử : 2NO3 + 12H+ + 10e N2 + 6H2O mol: 0,08 0,48 0,04 2NO3 + 10H+ + 8e N2O + 5H2O 32 mol: 0,08 0,4 n HNO3 n H 0,88 0,04 mol a 0,88 0,22 M Số mol NO3 tạo muối 0,88 (0,08 + 0,08) = 0,72 mol Khối lượng muối 10,71 + 0,72.62 = 55,35 gam Phản ứng tạo muối amoni * Phương pháp: Dùng bảo toàn electron để xác định sản phẩm sinh có muối amoni * Ví dụ: Cho 59,4 gam Al tác dụng với dung dịch HNO3 dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 2,24 lít khí N2O; 4,48 lít khí N2 sản phẩm khí điều kiện tiêu chuẩn dung dịch X Khối lượng muối khan thu làm bay dung dịch X A 13,32 gam B 6,52 gam C 506,6 gam D 8,88 gam Giải: Ta thấy: 3nAl = 2,2 > 8nN2O + 10nN2 = 8.0,1 + 10 0,2 => Còn sản phẩm khử NH4NO3 => nNH4NO3 = (3.2,2 – 8.0,1 – 10.0,2)/8 = 0,475 mol => Dung dịch thu chứa hai muối Al(NO3)3 NH4NO3 => mMuối = 2,2 213 + 0,475.80 = 506,6 gam => Đáp án: C BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Đốt lượng Al 6,72 lít O2 Chất rắn thu sau phản ứng cho hịa tan hồn tồn vào dung dịch HCl thấy 6,72 lít H2 ( thể tích khí đo đktc) Khối lượng Al dùng A 16,2 gam B 5,4 gam C 8,1 gam D 10,8 gam Câu 2: Cho 24,3 gam kim loại Al tác dụng với 5,04 lít O khí (đktc) thu chất rắn A Cho A tác dụng hết với dung dịch HCl thấy có V lít khí H (ở đktc) Giả sử phản ứng hồn tồn Giá trị V A 20,16 lít B 17,92 lít C 13,44 lít D 26,88 lít Câu 3: Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M axit H 2SO4 0,5M, thu 5,32 lít H (ở đktc) dung dịch Y (coi thể tích dung dịch khơng đổi) Dung dịch Y có pH A B C D Câu 4: Cho 10,8 gam nhôm vào 500 ml dung dịch chứa HCl 0,4M FeCl 1,2M Sau phản ứng hoàn toàn thu m gam chất rắn Giá trị m A 8,4 gam B 28 gam C 16,8 gam D 11,2 gam 33 Câu 5(CĐ 2010-Khối B): Cho 1,56 gam hỗn hợp gồm Al Al2O3 phản ứng hết với dung dịch HCl (dư), thu V lít khí H2 (đktc) dung dịch X Nhỏ từ từ dung dịch NH đến dư vào dung dịch X thu kết tủa, lọc hết lượng kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu 2,04 gam chất rắn Giá trị V A 0,448 B 0,224 C 1,344 D 0,672 Câu 6: Hòa tan 5,4 gam Al dung dịch HNO thu khí NO sản phẩm khử Thể tích NO đktc khối lượng muối nitrat thu A 2,24 lít 6,72 g B 4,48 lít 42,6 gam C 0,672 lít 2,016 g D 1,972 lít 21,3 g Câu 7: Hòa tan 2,7 gam Al dung dịch HNO thu khí N2 sản phẩm khử Thể tích N2 đktc khối lượng muối nitrat thu A 2,24 lít 6,72 g B 0,672 lít 21,3 gam C 4,48 lít 2,016 g D 1,972 lít 21,3 g Câu 8: Hòa tan m gam Al dung dịch HNO thu 2,688 lít hỗn hợp khí gồm NO N2O có tỉ khối hiđro 16,75 Thể tích NO N2O thu A 2,24 lít 6,72 lít B 2,016 lít 0,672 lít C 0,672 lít 2,016 lít D 1,972 lít 0,448 lít Câu 9: Hòa tan 4,59 gam Al dung dịch HNO3 thu hỗn hợp khí NO N2O có tỉ khối hiđro 16,75 Thể tích NO N2O thu A 2,24 lít 6,72 lít B 2,016 lít 0,672 lít C 0,672 lít 2,016 lít D 1,972 lít 0,448 lít Câu 10: Hòa tan m gam Al dung dịch HNO thu 2,688 lít hỗn hợp khí gồm NO N 2O có tỉ khối hiđro 16,75 Khối lượng Al phản ứng A 4,59 gam B 4,59 gam C 4,59 gam D 4,59 gam Câu 11: Cho 12,9 gam hỗn hợp Al, Mg phản ứng vừa hết với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng Sau phản ứng thu 0,125 mol S, 0,2 mol SO2 dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối Giá trị m : A 68,1 B 84,2 C 64,2 D 123,3 Câu 12: Cho 1,35 gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO dư 1,12 lít hỗn hợp sản khử NO NO2 (đktc) có khối lượng mol trung bình 42,8 Biết khơng có phản ứng tạo muối NH4NO3 Tổng khối lượng muối nitrat sinh : A 9,65 gam B 7,28 gam C 4,24 gam D 5,69 gam Câu 13: Cho 13,5 gam nhôm tác dụng vừa đủ với 2,5 lít dung dịch HNO 3, phản ứng tạo muối nhơm hỗn hợp khí gồm NO N 2O sản phẩm khử Tính nồng độ mol dung dịch HNO Biết tỉ khối hỗn hợp khí hiđro 19,2 A 0,95 B 0,86 C 0,76 D 0,9 Câu 14: Cho kim loại Al, Fe, Cu vào lít dung dịch HNO phản ứng vừa đủ thu 1,792 lít khí X (đktc) gồm N2 NO2 có tỉ khối so với He 9,25 Nồng độ mol/lít HNO3 dung dịch đầu : A 0,28M B 1,4M C 1,7M D 1,2M 34 Câu 15: Hòa tan hoàn toàn m gam Al dung dịch HNO 3, thấy tạo 44,8 lít hỗn hợp ba khí NO, N 2, n :n :n N2O (tỉ lệ mol: NO N N 2O = 1: : 2) Biết khơng có phản ứng tạo muối NH 4NO3 Thể tích dung dịch HNO3 1M cần dùng (lít) A 1,92 B 19,2 C 19 D 1,931 Câu 16: Cho hỗn hợp A gồm 0,200 mol Al, 0,350 mol Fe phản ứng hết với V lít dung dịch HNO 1M, thu dung dịch B, hỗn hợp G gồm 0,050 mol N 2O 0,040 mol N2 2,800 gam kim loại Giá trị V A 1,200 B 1,480 C 1,605 D 1,855 Câu 17: Thêm 2,16 gam nhơm vào dung dịch HNO3 lỗng vừa đủ thu dung dịch A khơng thấy khí thoát Thêm NaOH dư vào A đến kết tủa vừa tan hết số mol NaOH dùng A 0,16 mol B 0,19 mol C 0,32 mol D 0,35 mol Câu 18: Hoà tan hoàn toàn 2,7 gam Al dung dịch HNO (loãng, dư), thu V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị V A 3,36 B 4,48 C 2,24 D 1,12 Câu 19: Hoà tan hoàn tồn 12,42 gam Al dung dịch HNO lỗng (dư), thu dung dịch X 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí N 2O N2 Tỉ khối hỗn hợp khí Y so với khí H 18 Cơ cạn dung dịch X, thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 38,34 gam B 34,08 gam C 106,38 gam D 97,98 gam Câu 20: Cho 20,7 gam hỗn hợp X gồm Al, Al 2O3 tác dụng với dung dịch HCl dư thu 6,72 lít khí (ở đktc) Mặt khác cho 20,7 gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO thu 448 mL khí N2 (ở đktc) Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Giá trị m A 111,5 gam B 102,8 gam C 78,55 gam D 110,5 gam 35 ...CHUYÊN ĐỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM A LÝ THUYẾT VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM I NHÔM Vị trí bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử * Vị... Al2O3, K2O, CuO - Cho hỗn hợp A vào nước dư lại 15 gam chất rắn - Cho vào hỗn hợp A với 50% lượng Al2O3 ban đầu hòa tan vào nước dư cịn lại 21 gam chất rắn - Cho vào hỗn hợp A với 75% lượng Al2O3... phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al m gam hai oxit sắt khí trơ, thu hỗn hợp rắn X Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu dung dịch Y, chất khơng tan Z 0,672 lít khí H2 (đktc) Sục khí CO2 dư vào Y, thu 7,8