Hóa học lớp 12: Bài giảng 23 bài giảng bài toán nhôm và kim loại kiềm

BÀI GIẢNG: BÀI TỐN NHƠM VÀ KIM LOẠI KIỀM CHUN ĐỀ: KIM LOẠI KIỀM - KIỀM THỔ - NHÔM MÔN HÓA: LỚP 12 THẦY GIÁO: PHẠM THANH TÙNG – TUYENSINH247.COM *Khi có kim loại kiềm nhơm hịa tan vào nước thì: Phản ứng đầu tiên: kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) tan nước tạo thành dung dịch bazơ (hay gọi dung dịch kiềm) Bazơ tiếp tục hịa tan nhơm tạo thành muối khí H2 *Khi có kim loại kiềm nhơm hịa tan vào dung dịch kiềm khác thì: kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) tan nước tạo thành dung dịch bazơ (hay gọi dung dịch kiềm) sau Al tan dung dịch kiềm Câu 1: Hỗn hợp gồm Al K cho vào nước dư thu 1,12 lít khí, cho tác dụng với dung dịch NaOH dư 3,36 lít khí (đktc) Vậy phần trăm khối lượng Al hỗn hợp là: A 71,74% B 62,95% C 26,45% D 45,24% Hướng dẫn giải: Thí nghiệm 1: Thu 0,05 mol H2: kim loại kiềm phải hết K + H2O → KOH + ½ H2 x→ x x/2 mol KOH + Al + H2O → KAlO2 + 3/2 H2 x→ 3/2x mol Ta có: nH2 = x/2+ 3x/2 = 0,05 mol → x = 0,025 mol Thí nghiệm 2: Thu 0,15 mol H2 cực đại chứng tỏ chất tan hết K + H2O → KOH + ½ H2 0,025→ 0,0125 mol Al chắn tan hết NaOH dư: NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2 11/120 ← 0,1375 mol Rõ ràng thí nghiệm phải có Al chưa tan hết Nếu thí nghiệm với nước có số mol H2 nhỏ chắn Al dư Ta có %mAl = (11/120.27.100%): (11/120.27 + 0,025.39) = 71,74% *Lưu ý: Nếu thể tích khí H2 thí nghiệm lớn thí nghiệm chứng tỏ thí nghiệm Al chưa tan hết Vì chất tan hết thí nghiệm thể tích khí thu thí nghiệm Đáp án A Câu 2: Hòa tan hỗn hợp gồm Na Al (có tỉ lệ mol 1:3) vào nước dư Sau phản ứng 6,72 lít khí H2 (đktc) lượng chất rắn: Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! A 40,5 gam B 8,1 gam C 4,05 gam D Kết khác Hướng dẫn giải: Na + H2O → NaOH + 1/2 H2 X→ x x/2 mol NaOH + Al + H2O → NaAlO2+ 3/2 H2 x Pứ x→ Sau pứ 3x x 3/2x mol 2x Ta có: nH2 = x/2+ 3x/2 = 0,3 mol → x = 0,15 mol → Khối lượng chất rắn sau phản ứng 2x.27 = 8,1 gam *Chú ý: Chỉ cần tỉ lệ mol NaOH Al 1:1 đủ hòa tan hết Al Mà tỉ lệ mol 1:3 nên Al dư Đáp án B Câu 3: Cho 104,6 gam hỗn hợp Al2O3 Na tác dụng với nước dư thu 11,2 lít khí cịn m gam chất rắn khơng tan Giá trị m bằng: A 30,6 B 10,2 C 20,4 D 40,8 Hướng dẫn giải: Na + H2O → NaOH + ½ H2 ← 0,5 mol Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2+ H2O 0,8 mol 0,5← mol Ta có: mAl2O3 = 104,6 - 1.23 = 81,6 gam → nAl2O3 = 0,8 mol Sau phản ứng 0,3 mol Al2O3 dư → m = 0,3.102 = 30,6 gam Đáp án A Câu 4: Phần trăm Na theo khối lượng để hợp kim Na-Al tan hoàn toàn H2O thu dung dịch có chất tan là: A 36% B 46% C 56% D 76% Hướng dẫn giải: Sau phản ứng thu dung dịch chứa chất tan NaAlO2 (chứng tỏ NaOH hết) →nNa = nAl Giả sử nNa = nAl = mol → %mNa = 1.23.100%/(1.23+1.27) = 46% Đáp án B Câu 5: Hỗn hợp BaO Al2O3 tan hết nước thu dung dịch có chất tan Vậy phần trăm khối lượng BaO là: A 60% B 40% C 35% D 65% Hướng dẫn giải: Sau phản ứng thu dung dịch chứa chất tan Ba(AlO2)2 Từ công thức ta thấy mol Ba có mol Al → mol BaO có mol Al2O3 → %mBaO = 1.153.100%/(1.153+1.102) = 60% Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! Đáp án A Câu 6: Cho hỗn hợp Na Al vào nước dư đến phản ứng ngừng thu 4,48 lít H2 (đktc) chất rắn không tan Cho chất rắn vào dung dịch HCl vừa đủ thu 3,36 lít khí H2 (đktc) Khối lượng kim loại Na Al hỗn hợp ban đầu là: A 4,6 g 5,4 g B 2,3 g 5,4 g C 4,6 g 8,1 g D 2,3 g 2,7 g Hướng dẫn giải: Na + H2O → NaOH + ½ H2 x→ x x/2 mol NaOH + Al + H2O → NaAlO2+ 3/2 H2 x→ Pứ x 3/2x mol Ta có: nH2 = x/2+ 3x/2 = 2x = 0,2 mol → x = 0,1 mol Sau phản ứng thu chất rắn Al dư Aldư + 3HCl → AlCl3+ 3/2 H2 0,1 0,15 mol Vậy nAl ban đầu = 0,1+x = 0,2 mol → mAl = 5,4 gam Và mNa = 0,1.23 = 2,3 gam Đáp án B Câu 7: Hỗn hợp K, Al, Mg theo tỉ lệ mol 4:2:1 tác dụng với nước dư thu 11,2 lít khí (đktc) Nếu cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch KOH dư thu V lít khí, cịn cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu V’ lít khí (đktc) V V’ là: A 8,96 B 7,84 8,96 C 8,4 D 11,2 13,44 Hướng dẫn giải: Đặt số mol Mg x mol; số mol Al 2x mol; số mol K 4x mol Nhận xét thấy nK = 4x mol; nAl = 2x mol nên thí nghiệm tác dụng với nước với dung dịch KOH K Al tan hết →Thể tích H2 thu → V = 11,2 lít Thí nghiệm 1: K + H2O → KOH + ½ H2 4x→ 4x 2x mol KOH + Al + H2O → KAlO2 + 3/2 H2 4x 2x→ 3x mol Vậy nH2 = 2x+3x = 0,5 mol → x = 0,1 mol Thí nghiệm 2: K + H2O → KOH + ½ H2 0,4→ 0,2 mol KOH + Al + H2O → KAlO2 + 3/2 H2 0,4 0,2→ 0,3 mol →V = 0,5.22,4 = 11,2 lít Thí nghiệm 3: K + HCl → KCl + ½ H2 Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! 0,4→ 0,2 mol Mg+ 2HCl → MgCl2 + H2 0,1→ 0,1 mol Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2 H2 0,2→ 0,3 mol Vậy nH2 = 0,2+0,1+0,3 = 0,6 mol → V’ = 0,6.22,4 = 13,44 lít Đáp án D Câu 8: Hỗn hợp Na, Zn, Fe tác dụng với nước dư V lít khí, tác dụng với dung dịch KOH dư thu 3V lít khí, tác dụng với dung dịch HCl dư thu 5V lít khí Phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp là: A 38,15% B 45,12% C 35,5% D 37,65% Hướng dẫn giải: Đặt nNa = mol -Thí nghiệm 1: Na + H2O → NaOH + ½ H2 1→ 0,5 mol 2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 0,5 mol Suy V = 0,5+ 0,5 = mol -Thí nghiệm 2: Na Zn hết: sinh 3V = mol H2 Na + H2O → NaOH + ½ H2 1→ 0,5 mol 2KOH + Zn → K2ZnO2 + 2,5 H2 2,5 mol -Thí nghiệm 3: Cả Na, Zn Fe phản ứng Độ chênh khí H2 Fe phản ứng sinh khí H2 → nH2 = 5V- 3V = 2V = mol Fe → H2 2← mol %mFe = 2.56.100%:(2.56+1.23+2,5.65) = 37,65% Đáp án D Câu 9: Cho m gam hỗn hợp X gồm Na2O Al2O3 tác dụng với H2O cho phản ứng hoàn toàn thu 200 ml dung dịch A chứa chất tan có nồng độ 0,5M Thổi khí CO2 dư vào dung dịch A a gam kết tủA Giá trị m a là? A 8,2 g 78 g B 8,2 g 7,8 g C 82 g 7,8 g D 82 g 78 g Hướng dẫn giải: Dung dịch A chứa chất tan nên Na2O Al2O3 hòa tan vừa đủ (tỉ lệ mol chất 1:1) Na2O + H2O → 2NaOH 0,05 mol 0,1 mol 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2+ H2O 0,1 0,05← 0,1 mol Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! Chất tan có nồng độ 0,5M, thể tích 0,2 lít nên nNaAlO2 = 0,5.0,2 = 0,1 mol → nAl2O3 = nNa2O = 0,05 mol Vậy Na2O: 0,05 mol Al2O3: 0,05 mol → m = 0,05.62 + 0,05.102 = 8,2 gam Dẫn khí CO2 vào dung dịch A chứa NaAlO2 → tạo kết tủa Al(OH)3 0,1 mol (bảo toàn nguyên tố Al) → a = 0,1.78 = 7,8 gam Đáp án B Câu 10: Hỗn hợp X gồm Na Al Cho m gam X vào lượng dư nước V lít khí Nếu cho m gam X vào dung dịch NaOH (dư) 1,75V lít khí Thành phần % theo khối lượng Na X (biết thể tích khí đo điều kiện) A 39,87% B 77,31% C 49,87% D 29,87% Hướng dẫn giải: Đặt nNa = mol Thí nghiệm Al dư thể tích khí H2 thu H2 thí nghiệm 2: Thí nghiệm 1: Na + H2O → NaOH + ½ H2 1→ 0,5 mol NaOH + Al + H2O → NaAlO2+ 3/2 H2 1,5 mol Vậy V = 0,5+ 1,5 = mol Thí nghiệm 2: Na Al hết ta thu 1,75V = 3,5 mol H2 Na + H2O → NaOH + ½ H2 1→ 0,5 mol NaOH + Al + H2O → NaAlO2+ 3/2 H2 mol Vậy %mNa =1.23.100%/(1.23+2.27) = 29,87% Đáp án D Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! ... để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! Đáp án A Câu 6: Cho hỗn hợp Na Al vào nước dư đến phản ứng ngừng thu 4,48 lít H2 (đktc) chất rắn không tan Cho chất rắn vào... mol NaOH + Al + H2O → NaAlO2+ 3/2 H2 mol Vậy %mNa =1 .23. 100%/(1 .23+ 2.27) = 29,87% Đáp án D Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! ... 0,5.22,4 = 11,2 lít Thí nghiệm 3: K + HCl → KCl + ½ H2 Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! 0,4→ 0,2 mol Mg+ 2HCl → MgCl2 + H2 0,1→