Cho NaOH tác dụng từ từ với dung dịch B cho đến khi thu đợc lợng kết tủa lớn nhất .Nung kết tủa trong không khí đến khối lợng không đổi đợc 1,82 gam hỗn hợp 2 ôxit .Cho D tác dụng hoàn t[r]
(1)Chuyên đề - Bài toán sắt và các hợp chất sắt I-TÝnh chÊt hãa häc cña s¾t vµ c¸c hîp chÊt cña s¾t : 1) S¾t : (Fe) Lµ kim lo¹i dÔ nhiÔm tõ , cã tÝnh khö trung b×nh a T¸c dông víi «xi : + VD: 3Fe + 2O2 ⃗ Fe3O4 (*) t« b Tác dụng với hầu hết các phi kim hoạt động đun nóng -> tạo muối Sắt (III) : +VD : 2Fe + 3Cl2 ⃗ t « 2FeCl3 - Với các phi kim hoạt động yếu -> muối Sắt (II) : +VD : Fe + S ⃗ FeS t« c T¸c dông víi axit lo·ng muèi S¾t (II) + H2 : + VD : Fe + 2HCl FeCl2 + H2 d Tác dụng với dung dịch muối kim loại hoạt động yếu muối Sắt (II) + KL: +VD : Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag *Lu ý : Khi cho s¾t t¸c dông víi dung dÞch muèi S¾t (III) ph¶n øng t¹o thµnh dung dÞch muèi S¾t (II): Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 e Tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh (H 2SO4 đặc nóng ,HNO3 loãng ,đặc nóng ) -> ôxi ho¸ thµnh muèi S¾t (III) *Tác dụng với H2SO4 đặc ,nóng -> Khí không màu, mùi hắc thoát (SO2) 2Fe + 6H2SO4 đặc ⃗ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O t« *T¸c dông víi HNO3 -> MuèÝ S¾t (III) nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O - Nếu xuất khí không màu thoát ,khí đó có thể là (N2O , N2) « PT : 8Fe + 30HNO3 lo·ng ⃗ 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O t - Nếu xuất khí không màu thoát sau đó hoá nâu ngoài không khí ,khí đó là (NO) « PT : Fe + 4HNO3 đặc ⃗ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O t 2NO + O2 2NO2 (nâu đỏ) - Nếu xuất khí nâu đỏ ,khí đó là (NO2) PT : Fe + 6HNO3 đặc ⃗ Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O t« - Nếu cho kim loại Sắt tác dụng với HNO3 thu đợc muối,trong đó phải có muối là NH4NO3 « PT : 8Fe + 30HNO3 lo·ng ⃗ 8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O t =>Lu ý : Sắt không phản ứng với D HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội *Điều chế : - Dùng các chất khử mạnh nh : H2 , Al , C , CO để khử các ôxit Sắt nhiệt độ cao ®iÖn ph©n dung dÞch muèi S¾t (II) 2) C¸c «xit cña S¾t : (FeO, Fe3O4 , Fe2O3) + Lµ nh÷ng «xit baz¬ kh«ng tan níc : - T¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi ho¸ ( HCl ,H2SO4 lo·ng) -> Muèi t¬ng øng vµ níc FeO + 2HCl FeCl2 + H2O Fe2O3 + 3H2SO4 (l) Fe2(SO4)3 + 3H2O Tæng qu¸t : FexOy + 2yHCl xFeCl2y/x + yH2O 2FexOy + 2yH2SO4 lo·ng xFe2(SO4)2y/x + 2yH2O =>Lu ý : S¾t tõ «xit (Fe3O4 hoÆc cã thÓ viÕt FeO.Fe2O3) t¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi hoá cho dung dịch muối đó có muối Sắt (II) và muối Sắt (III) Fe3O4 + 4H2SO4 (l) FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O - Tác dụng với dung dịch axit có tính ôxi hoá ( HNO3 nóng , H2SO4 đặc ,nóng) bị ôxi hoá lên muối Sắt (III) *Tác dụng với H2SO4 đặc Sắt (III) sufat + Khí không màu, mùi hắc thoát (SO2) + H2O 2FeO + 4H2SO4 đặc ⃗ Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O t« « Fe3O4 + 10H2SO4 đặc t⃗ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O Fe2O3 + 3H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3H2O « ⃗ Tæng qu¸t : 2FexOy + (6x - 2y)H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x – 2y) SO2 + (6x - 2y)H2O t *T¸c dông víi HNO3 -> Muèi S¾t (III) nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O « PT : 8FeO + 26HNO3 lo·ng ⃗ 8Fe(NO3)3 + N2O + 13H2O t « 3Fe3O4 + 28HNO3 đặc ⃗ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O t « Tæng qu¸t : 3FexOy + (12x - 2y)HNO3 ⃗ 3xFe(NO3)3 + (3x – 2y) NO + (6x - y)H2O t - Bị khử chất khử nhiệt độ cao nh : CO , C , H2 , Al , Ph¶n øng khö x¶y theo c¬ chÕ khö tõ : Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe « PT : 3CO + Fe2O3 ⃗ 2Fe + 3CO2 t « Tæng qu¸t : yCO + FexOy ⃗ xFe + yCO2 t « yH2 + FexOy ⃗ xFe + yH2O t (2) 2yAl + 3FexOy t⃗« yAl2O3 + 3xFe *Lu ý : NÕu ®Çu bµi chØ cho biÕt khö «xit S¾t ta coi «xit bÞ khö vÒ S¾t + §iÒu chÕ : 2Fe(OH)3 ⃗ Fe2O3 + 3H2O t« « « Fe(OH)2 ⃗ FeO + H2O hay 3Fe + 2O2 ⃗ Fe3O4 t t 3) S¾t (II) hi®r«xit Fe(OH)2) , S¾t (III) hi®r«xit Fe(OH)3) + Là bazơ (Fe(OH)2 màu lục nhạt), (Fe(OH)3 màu nâu đỏ) không tan nớc: - T¸c dông víi dung dÞch axit -> Muèi S¾t t¬ng øng vµ níc Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2O 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O *Lu ý : Tõ Fe(OH)2 cã thÓ chuyÓn thµnh Fe(OH)3 nung Fe(OH)2 kh«ng khÝ theo ph¶n øng : ⃗ 4Fe(OH)2l ôc nh¹t + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3n âu đỏ t« - BÞ nhiÖt ph©n huû -> ¤xit S¾t t¬ng øng vµ níc : 2Fe(OH)3 ⃗ Fe2O3 + 3H2O t« « ⃗ Fe(OH)2 t FeO + H2O 4) Muèi cña S¾t : - Gåm lo¹i chÝnh : Muèi S¾t (II) vµ muèi S¾t (III) a- Muèi S¾t (II) : (Cã mµu lôc nh¹t ) - Chia thµnh lo¹i : *Muèi s¾t (II) kh«ng tan níc: FeS , FeS2 , FeCO3 ,… - T¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi ho¸ : (HCl , H2SO4 lo·ng …) FeS + H2SO4 lo·ng FeSO4 + H2S (Phản ứng dùng để điều chế H2S) FeS2 + H2SO4 lo·ng FeSO4 + H2S + S (Phản ứng dùng để điều chế S) FeCO3 + 2HCl FeCl2 + CO2 + H2O - Tác dụng với dung dịch axit có tính ôxi hoá : (HNO3 , H2SO4 đặc …) 3FeCO3 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O 2FeCO3 + 4H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O FeS + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO + H2SO4 + 2H2O ⃗ - T¸c dông víi «xi d: 4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2 t« Nung FeCO3 ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ : FeCO3 ⃗ t « FeO + CO2 Nung FeCO3 ®iÒu kiÖn cã kh«ng khÝ d : 4FeCO3 + O2 ⃗ 2Fe2O3 + 4CO2 t« « Nung FeCO3 b×nh chøa H2 d : 4FeCO3 + H2 ⃗ Fe + CO2 + H2O t *Muèi s¾t (II) tan níc: FeCl2 , FeSO4 , Fe(NO3)2 , … - C¸c muèi S¾t (II) dÔ bÞ thuû ph©n m«i trêng níc cho dung dÞch cã tÝnh axit yÕu (lµm nh¹t mµu qu× tÝm chuyÓn sang hång )(PH<7) - T¸c dông víi «xi : Sôc «xi vµo dung dÞch muèi S¾t (II) Muèi S¾t (III) + Fe(OH)3 12FeCl2 + 3O2 + 6H2O 4Fe(OH)3 + 8FeCl3 - T¸c dông víi dung dÞch kiÒm : FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4 - Khi cho kim loại đứng trớc Sắt dãy hoạt động hoá học (trừ kim loại tan nớc)vào dung dÞch muèi S¾t (II) muèi míi vµ kim lo¹i S¾t: 2Al + 3FeSO4 Al2(SO4)3 + 3Fe - T¸c dông víi dung dÞch NH3 : Fe(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O Fe(OH)2 + 2NH4NO3 - T¸c dông víi dung dÞch muèi : FeCl2 + Na2S FeS + 2NaCl - Dung dÞch muèi S¾t (II) cã kh¶ n¨ng lµm mÊt mµu níc Clo hoÆc níc Br«m muèi S¾t (III) : 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 2FeSO4 + Br2 2FeSO4Br VD: Hoà tan 7,2 gam FeO vào dung dịch H 2SO4 loãng vừa đủ thu đợc dung dịch A.Sục khí Cl2 tới d vào A, đem cô cạn dung dịch thu đợc m gam muối khan Tính m ? - Dung dÞch muèi S¾t (II) lµm mÊt mµu dung dÞch thuèc tÝm (KMnO4)trong m«i trêng axit: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ⃗ t « 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O « ⃗ 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 6MnSO4 + 10Cl2 + 3K2SO4 + 24H2O t *Lu ý : NhËn biÕt dung dÞch muèi S¾t (II) b»ng dung dÞch kiÒm hoÆc níc Br2 ,KMnO4 b - Muối Sắt (III) : (Có màu nâu đỏ) + Kh«ng tån t¹i muèi S¾t : Fe2(CO3)3 ,Fe2(SO3)3 ,… - Chia thµnh lo¹i : *Muèi s¾t (III) kh«ng tan níc: Fe2S3 , Fe2(SiO3)3 , FePO4 , … - T¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi ho¸ : (HCl , H2SO4 lo·ng …) Fe2S3 + 3H2SO4 lo·ng Fe2(SO4)3 + H2S (Phản ứng dùng để điều chế H2S) *Muèi s¾t (III) tan níc: FeCl3 , Fe(NO3)3 , Fe2(SO4)3,… + C¸c muèi S¾t (III) tan dÔ bÞ thuû ph©n m«i trêng níc cho dung dÞch cã tÝnh axit yÕu (lµm nh¹t mµu qu× tÝm chuyÓn sang hång )(PH<7) : - Tác dụng với dung dịch kiềm : Fe2(SO4)3 + 6NaOH 2Fe(OH)3n âu đỏ + 3Na2SO4 - Tác dụng với kim loại đứng trớc Ag dãy hoạt động hoá học kim loại : Cu + 2Fe(NO3)3 Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2 (3) Fe + 2FeCl3 FeCl2 *Lu ý : - Gi÷a muèi S¾t (II) vµ muèi S¾t (III) cã mèi quan hÖ chuyÓn ho¸ : Fe (II) Fe (III) II - Bµi to¸n vµ ph¬ng ph¸p gi¶i: * Lu ý : - §èi víi bµi to¸n cã s¾t hoÆc muèi s¾t t¸c dông víi dung dÞch axit hoÆc kiÒm cÇn n¾m râ axit, kiÒm cho d hay ph¶n øng hÕt , nung kÕt tña ch©n kh«ng hay kh«ng khÝ ViÕt PTP¦ theo thø tù nÕu kh«ng râ rµng cÇn biÖn luËn ,… - Sau phản ứng hệ phản ứng cần xác định rõ: Chất còn d , chất hết , sản phẩm tạo thµnh,… víi sè mol lµ bao nhiªu ? Chó ý vËn dông ph¬ng ph¸p b¶o toµn sè mol nguyªn tè s¾t - NÕu ®Çu bµi cho biÕt tØ lÖ vÒ khèi lîng cña c¸c chÊt hçn hîp cÇn chuyÓn vÒ tØ lÖ theo sè mol, sau đó đặt số mol chất suy số mol các chất còn lại - Đối với các bài toán khử sắt ôxit cần chú ý tới hiệu suất khử đã đạt 100% ch a, sản phẩm thu đợc có phải có Sắt hay không - Trong c¸c ph¶n øng gi÷a S¾t vµ c¸c hîp chÊt cña S¾t (II) víi dung dÞch axit cã tÝnh «xi ho¸ th× kim lo¹i S¾t lu«n bÞ «xi hãa lªn ho¸ trÞ cao nhÊt lµ S¾t (III) - Đối với các bài toán yêu cầu xác định công thức oxit Sắt cần đa tỉ lệ x/y, lấy giá trị phần nguyªn nhá nhÊt cña tØ sè x/y c«ng thøc cÇn t×m C©u C©u C©u C©u Bµi tËp vËn dông : Đốt cháy hoàn toàn 2,24 gam bột sắt oxi d Chất rắn thu đợc cho tác dụng hết với dung dịch HCl đợc dung dịch A Cho NaOH d vào A Kết tủa thu đợc đem nung không khí tới khối lợng không đổi Khối lợng cuả chất rắn thu đợc là : A .23 gam B 32 gam C 34 gam D 35 gam Cho 3,44 gam hỗn hợp Fe và Fe 3O4 tác dụng hết với dung dịch HCl thu đợc dung dịch A Cho NaOH d vào A ,lọc lấy kết tủa nung không khí đến khối lợng không đổi cân nặng gam Khối lợng Fe và Fe3O4 hỗn hợp ban đầu lÇn lît lµ : A 2,32 g vµ 2,8 g B 1,12 g vµ 2,32 g C 3,23g vµ 2,8 g D 2,8 g vµ 2,32 g Cho a gam Fe hoà tan dung dịch HCl Sau cô cạn đợc 3,1 gam chất rắn Nếu cho a gam Fe và b gam Mg vào dung dịch HCl nh trên thì thu đợc 3,34 gam chất rắn và 448 ml khí H2(đktc) Tính a và b ? Một hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe2O3 Lấy 0,4 gam X cho tác dụng với HCl d thu đợc 56 ml khí H2 (đktc) Đem khử gam hỗn hợp X H2 thì thu đợc 0,2115 gam H2O a) TÝnh % vÒ khèi lîng cña mçi chÊt hçn hîp b) C©u C©u C©u C©u C©u C©u 10 C©u 11 C©u 12 C©u 13 C©u 14 C©u Tính thể tích dung dịch HNO 0,5M phải dùng để hoà tan hết gam hỗn hợp X trên ,ph¶n øng cho khÝ NO Hoà tan khối lợng m gam FexOy dung dịch H2SO4 đặc nóng Thu đợc dung dịch A và khí B Cho khí B hấp thụ hoàn toàn dung dịch NaOH d tạo 12,6 gam muối Mặt khác cô cạn dung dịch A thu đợc 120 gam muối khan Xác định công thức FexOy Để m gam phôi bào sắt A ngoài không khí thu đợc 12 gam hỗn hợp rắn B gồm : Fe , FeO , Fe 3O4 , Fe2O3 Hoà tan B dung dịch HNO3 d thu đợc 2,24 lít khí NO (đktc) Viết các phơng trình phản ứng và tính m ? Hoµ tan hoµn toµn 7,2 gam mét «xit s¾t Fe xOy cÇn 69,52 ml dung dÞch HCl 10% cã khèi lîng riªng d= 1,05 g/ml X¸c định công thức hoá học ôxit sắt Cho m gam hỗn hợp A gồm : Fe 3O4 ,FeCO3 tác dụng với dung dịch HNO d thu đợc 11,2 lít hỗn hợp khí B gồm khí (®ktc) TØ khèi cña B so víi H2 b»ng 22,6 TÝnh m ? Cho X lít CO (đktc) qua ống sứ đựng a gam Fe 2O3 đốt nóng Giả sử có phản ứng khử Fe2O3 Fe Sau phản ứng thu đợc hỗn hợp khí Yđi qua ống sứ có tỉ khối so với H là 17,5 Nếu hoà tan chất rắn còn lại ống sứ thì thấy tốn hết 50 ml dung dịch H2SO4 0,5M Còn dùng dung dịch HNO3 thì thu đợc loại muối sắt có khối lợng nhiÒu h¬n khèi lîng cña chÊt r¾n B lµ 8,48 gam a TÝnh % thÓ tÝch c¸c khÝ hçn hîp Y b TÝnh X vµ a? Cho V lít CO qua ống sứ đựng 5,8 gam ôxit Sắt nóng đỏ thời gian thu đ ợc hỗn hợp khí A và chất rắn B Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO loãng thu đợc dung dịch C và 0,78 lít khí NO (đktc) Cô cạn C thu đợc 18,15 gam mét muèi khan NÕu hoµ tan hoµn toµn B b»ng dung dÞch HCl th× thÊy tho¸t 0,672 lÝt khÝ (®ktc) Xác định công thức ôxit Sắt và tính thành phần % các chất B TÝnh V vµ tÝnh % theo thÓ tÝch c¸c khÝ A BiÕt tØ khèi cña A so víi H2 b»ng 17,2 NÕu kh«ng hoµ tan B b»ng dung dÞch HNO3 Hoà tan hết 22,4 gam bột Fe 500 ml dung dịch HCl 2M Cho luồng khí Cl qua dung dịch Đun nóng đựơc dung dịch A Thêm NaOH d vào dung dịch A thu đợc hỗn hợp kết tủa Nung hỗn hợp này ngoài không khí đợc chất rắn có khối lợng giảm 15,12% so với khối lợng kết tủa tạo thành Tính nồng độ mol các chất dung dịch A ôxi hoá hoàn toàn 4,368 gam bột Fe thu đợc 6,096 gam hỗn hợp X gồm ôxit sắt Chia X làm phần 1) Cần bao nhiêu lít H2 (đktc) để khử hoàn toàn các ôxit phần 2) TÝnh thÓ tÝch khÝ NO nhÊt tho¸t ë (®ktc) hoµ tan hoµn toµn phÇn thø b»ng dung dÞch HNO lo·ng 3) PhÇn thø trén víi 10,8 gam bét nh«m råi tiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m (hiÖu suÊt 100%) Hoµ tan hçn hợp thu đựơc sau phản ứng dung dịch HCl d.Tính thể tích khí thoát (đktc) Cho hỗn hợp bột Fe và Cu vào bình chứa 200ml dung dịch H 2SO4 loãng ,d thu đợc 4,48 lít H2 (đktc), dung dịch A và chất không tan B Để ôxi hoá các sản phẩm bình ngời ta thêm vào đó 20,2 gam KNO Sau phản ứng xảy thu đợc chất khí không màu hoá nâu ngoài không khí và dung dịch C Để trung hoà lợng axit d dung dịch cần 200 ml dung dÞch NaOH 2M a TÝnh khèi lîng cña c¸c kim lo¹i vµ thÓ tÝch khÝ kh«ng mµu b Tính nồng độ mol dung dịch H2SO4 Cho 76,72 gam hỗn hợp A gồm Fe và Fe3O4 tác dụng với V ml dung dịch HNO3 4M đun nóng thu đợc dung dịch B, 6,272 lÝt hçn hîp khÝ C (®ktc) gåm NO vµ N2O cã tØ khèi víi H2 b»ng 16 , cßn l¹i 7,28 gam chÊt r¾n kh«ng tan Läc, rửa để tách chất rắn đó, thu đợc dung dịch D Hoà tan chất rắn lợng d dung dịch HCl đun nóng thấy tan hết và thu đợc 2,912 lít khí H2 (đktc) a TÝnh % khèi lîng c¸c chÊt A b Khi cô cạn dung dịch D thì thu đợc bao nhiêu gam muối khan c TÝnh V? Hçn hîp A gåm : Fe ,FeO ,Fe 3O4 trén víi theo tØ lÖ vÒ khèi lîng 7:3,6:17,4 Hoµ tan hoµn toµn hçn hîp A b»ng (4) 15 dung dịch HCl thu đợc dung dịch B Lấy 1/2 dung dịch B cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa C.Lấy 1/2 dung dịch B cho khí Cl2 qua đến phản ứng xảy hoàn toàn ,đun nóng thêm NaOH tới d ,thu đợc kết tủa D Kết tủa C và D có khối lợng chênh lệch 1,7 gam Nung D + C không khí thì thu đợc m gam chất rắn E ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng TÝnh khèi lîng c¸c chÊt A vµ tÝnh m? C©u 16 Chuyên đề - Bài toán nhôm và các hợp chất nhôm I-TÝnh chÊt hãa häc cña nh«m vµ c¸c hîp chÊt cña nh«m : 1) Nh«m : (Al) a T¸c dông víi «xi : 4Al + 3O2 ⃗ 2Al2O3 (*) t« « b T¸c dông víi phi kim : 2Al + 3Cl2 ⃗ 2AlCl3 t c T¸c dông víi axit lo·ng : 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 d Tác dụng với dung dịch muối kim loại hoạt động yếu : Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag *Lu ý : Khi cho nh«m t¸c dông víi dung dÞch muèi s¾t (III) Thø tù c¸c ph¶n øng x¶y nh sau : 2Al + 3Fe2(SO4)3 Al2(SO4)3 + 6FeSO4 (1) NÕu Nh«m d th× tiÕp tôc x¶y ph¶n øng : 2Al + 3FeSO4 Al2(SO4)3 + 3Fe (2) e T¸c dông víi dung dÞch kiÒm : 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 NaAlO2 lµ muèi cña axit HAlO2 (aluminic )lµ axit rÊt yÕu nªn bÞ c¸c axit m¹nh h¬n ®Èy khái muèi : NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 (Phản ứng trên dùng để điều chế Al(OH)3 từ muối aluminat) f Tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh (H2SO4 đặc nóng ,HNO3 loãng ,đặc nóng ) *Tác dụng với H2SO4 đặc ,nóng -> Khí không màu, mùi hắc thoát (SO2) 2Al + 6H2SO4 đặc ⃗ Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O t« *T¸c dông víi HNO3 -> Muèi nh«m nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O - Nếu xuất khí không màu thoát ,khí đó có thể là (N2O , N2) PT : 8Al + 30HNO3 lo·ng ⃗ 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O t« - Nếu xuất khí không màu thoát sau đó hoá nâu ngoài không khí ,khí đó là (NO) PT : Al + 4HNO3 đặc ⃗ Al(NO3)3 + NO + 2H2O t« 2NO + O2 2NO2 (nâu đỏ) - Nếu xuất khí nâu đỏ ,khí đó là (NO2) PT : Al + 6HNO3 đặc ⃗ Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O t« - Nếu cho kim loại nhôm tác dụng với HNO3 thu đợc muối,trong đó phải có muối là NH4NO3 PT : 8Al + 30HNO3 lo·ng ⃗ 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O t« =>Lu ý : Nhôm không phản ứng với D2 HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội g Ph¶n øng nhiÖt nh«m : -Kh¸i niÖm: Qu¸ tr×nh dïng kim lo¹i nh«m khö c¸c «xit cña c¸c kim loại hoạt động yếu nhiệt độ cao gọi là phản ứng nhiệt nhôm VD : 2Al + 3CuO ⃗ t « Al2O3 + 3Cu 2Al + Fe2O3 ⃗ t « Al2O3 + 2Fe 2yAl + 3FexOy ⃗ t « yAl2O3 + 3xFe - Điều kiện để có phản ứng : + Kim loại ôxit hoạt động hoá học kém nhôm (Đứng sau nhôm dãy hoạt động hoá học ) + ¤xit t¹o thµnh ph¶i bÒn nhiÖt h¬n c¸c «xit tham gia ⃗ *§iÒu chÕ Nh«m : - §iÖn ph©n muèi Nh«m clorua nãng ch¶y : 2AlCl3 2Al + Cl2 Dpnc« « - §iÖn ph©n nãng ch¶y Nh«m «xit (cã criolit Na3AlF6 ): 2Al2O3 ⃗ 4Al + 3O2 Dpnc 2)Nh«m «xit:(Al2O3) + Lµ mét «xit lìng tÝnh rÊt bÒn : - T¸c dông víi dung dÞch axit -> Muèi vµ níc Al2O3 + 3H2SO4 (l) Al2(SO4)3 + 3H2O - T¸c dông víi dung dÞch kiÒm -> Muèi aluminat vµ níc Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O « + §iÒu chÕ : 2Al(OH)3 ⃗ Al2O3 + 3H2O t 3)Nh«m hi®r«xit: (Al(OH)3) + Lµ hi®r«xit lìng tÝnh d¹ng keo tr¾ng kh«ng tan níc: - T¸c dông víi dung dÞch axit -> Muèi nh«m vµ níc 2Al(OH)3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 6H2O - T¸c dông víi dung dÞch baz¬ m¹nh -> Muèi aluminat vµ níc (5) Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O *Lu ý : Al(OH)3 kh«ng tan dung dÞch baz¬ yÕu nh : NH4OH , Na2CO3, … 4) Muèi cña nh«m: - Ph©n thµnh lo¹i : a- Muèi nh«m thêng : VD : AlCl3 , Al2(SO4)3 , Al(NO3)3 … + C¸c muèi trªn cã thÓ ë d¹ng khan hoÆc muèi ngËm níc + Kh«ng tån t¹i muèi nh«m : Al2(CO3)3 ,Al2(SO3)3 ,Al2(SiO3)3… + C¸c muèi nh«m dÔ bÞ thuû ph©n m«i trêng níc cho dung dÞch cã tÝnh axit yÕu (lµm nh¹t màu quì tím chuyển sang hồng )(PH<7) ,đều có vị chua (phèn chua) -> làm nớc *TÝnh chÊt hãa häc : - T¸c dông víi dung dÞch kiÒm : Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 (1) Khi cßn d kiÒm tiÕp tôc x¶y ph¶n øng : Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (2) - Để thu đợc lợng kết tủa lớn Chỉ có phản ứng (1) xảy - Để thu đợc lợng kết tủa nhỏ Phản ứng (1) và (2) xảy và kiềm d vừa đủ p (2) VÝ dô : + ThÝ nghiÖm 1: §æ rÊt tõ tõ d2 NaOH vµo d2 AlCl3 + ThÝ nghiÖm 2: §æ rÊt tõ tõ d2 AlCl3 vµo d2 NaOH Viết các PTHH xảy và nêu tợng sau đổ hết dung dịch này vào dung dịch => Hiện tợng : - TN1: Xuất kết tủa keo trắng p (1) xảy nhỏ tiếp tục NaOH b¾t ®Çu d th× kÕt tña tan dÇn p (2) x¶y -> dung dÞch cuèi cïng suèt - TN2: Xuất kết tủa keo trắng p (1) xảy sau đó kết tủa tan NaOH d - Muối nhôm tác dụng đợc với dung dịch NH3 : Al2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3(NH4)2 SO4 Al Cl + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl Phản ứng trên dùng để điều chế và tách Al(OH) từ dung dịch muối nhôm (Do NH không cã kh¶ n¨ng hoµ tan Al(OH)3 ) *PhÌn chua (phÌn nh«m kali) : C«ng thøc : K2SO4.Al2(SO4)3 24H2O hoÆc KAl(SO4)2 12H2O Dïng lµm níc ,chÊt c¾n mµu nhuém b - Muối aluminat: VD : NaAlO2 , Ba(AlO2)2 , KAlO2 tan nớc Các muối aluminat có môi trờng bazơ yếu (PH>7) ,đổi màu quì tím -> xanh nhạt ,d phenolphtalein không màu thành đỏ hồng *TÝnh chÊt hãa häc : + T¸c dông víi dung dÞch axit m¹nh : NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl NÕu d axit th× tiÕp tôc x¶y ph¶n øng : Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O *Hiện tợng : nhỏ từ từ D2axit vào D2 muối aluminat đầu tạo kết tủa ,sau đó kết tủa tan Ngợc l¹i nhá tõ tõ D2 muèi aluminat vµo D2 axit t¹o kÕt tña ,l¾c nhÑ èng nghiÖm kÕt tña tan VD1 : Có dung dịch: H2SO4 loãng và NaAlO2 Không đợc dùng thêm hoá chất nào khác hãy tr×nh bµy ph¬ng ph¸p ph©n biÖt dung dÞch trªn *BG : LÊy mét giät dung dÞch nµy nhá vµo dung dÞch ,l¾c nhÑ NÕu thÊy xuÊt hiÖn kÕt tña vµ kh«ng tan th× giät d2 lµ H2SO4,cßn l¹i lµ dung dÞch NaAlO2.NÕu kÕt tña tan th× giät lµ NaAlO 2, lä d2 cßn l¹i H2SO4 VD2 : Có dung dịch: Al2(SO4)3 loãng và NaOH Không đợc dùng thêm hoá chất nào khác hãy tr×nh bµy ph¬ng ph¸p ph©n biÖt dung dÞch trªn *BG : LÊy mét giät dung dÞch nµy nhá vµo dung dÞch ,l¾c nhÑ NÕu thÊy xuÊt hiÖn kÕt tña vµ kh«ng tan th× giät d2 lµ NaOH ,cßn l¹i lµ dung dÞch Al 2(SO4)3.NÕu thÊy xuÊt hiÖn kÕt tña vµ kÕt tña tan th× giät lµ Al2(SO4)3, lä d2 cßn l¹i NaOH + T¸c dông víi dung dÞch axit yÕu nh (H2CO3 ,CH3COOH, ): NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 C¸c axit yÕu kh«ng cã kh¶ n¨ng hoµ tan Al(OH) nªn ngêi ta dïng CO2 sôc vµo dung dÞch muèi aluminat để điều chế Al(OH)3 và dùng để tách các hợp chất nhôm khỏi các hợp chất khác VD3 : Cã hçn hîp gåm : Al2O3 ,Fe2O3 ,SiO2 a/ Trình bày phơng pháp thu đợc Al2O3 nguyên chất b/ Trình bày phơng pháp thu đợc ôxit dạng tinh khiết *Mèi quan hÖ gi÷a muèi nh«m vµ aluminat : Al2(SO4)3 Al(OH)3 NaAlO2 II-Bµi to¸n vµ ph¬ng ph¸p gi¶i: * Lu ý : - §èi víi bµi to¸n cã nh«m hoÆc muèi nh«m t¸c dông víi dung dÞch kiÒm hoÆc axit cÇn n¾m râ kiÒm cho d hay ph¶n øng hÕt , ViÕt PTP¦ theo thø tù nÕu kh«ng râ rµng cÇn biÖn luËn ,… - Sau phản ứng hệ phản ứng cần xác định rõ: Chất còn d , chất hết , sản phẩm tạo thµnh,…víi sè mol lµ bao nhiªu ? Chó ý vËn dông ph¬ng ph¸p b¶o toµn sè mol nguyªn tè nh«m C©u C©u C©u Bµi tËp vËn dông : Cho 34,2 gam muối nhôm sunfat nguyên chất tác dụng hết với 250 ml dung dịch xút thu đợc 7,8 gam kết tủa Hỏi nồng độ mol dung dịch xút có thể bao nhiêu ? Cho hỗn hợp gồm x mol Al và 0,2 mol Al 2O3 tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc dung dịch A Dẫn CO2 d vào A thu đợc kết tủa B Lọc lấy kết tủa B nung tới khối lợng không đổi thu đợc 40,8 gam chất rắn C Giá trị x là : A.0,2 mol B 0,3 mol C 0,4 mol D 0,5 mol Hoà tan 19,5 gam hỗn hợp gồm Na2O và Al2O3 vào nớc thu đợc 500 ml dung dịch A suốt Thêm dung dịch HCl 1M vào dung dịch A đến kết tủa bắt đầu xuất kết tủa cần 100 ml dung dịch HCl a ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng b Tính nồng độ mol các chất dung dịch A (6) C©u C©u C©u C©u C©u C©u C©u 10 C©u 11 C©u 12 C©u 13 C©u 14 C©u 15 C©u 16 C©u 17 C©u 18 C©u 19 C©u 20 C©u X lµ dung dÞch chøa 0,32 mol NaOH Y lµ dung dÞch chøa 0,1 mol AlCl3 + ThÝ nghiÖm 1: §æ rÊt tõ tõ X vµo Y + ThÝ nghiÖm 2: §æ rÊt tõ tõ Y vµo X Viết các PTHH xảy và tính số mol các chất thu đợc sau đổ hết dung dịch này vào dung dịch Hoà tan 8,46 gam hỗn hợp Al và Cu dung dịch HCl d 10% (so với lí thuyết) thu đợc 3,36 lít khí A (đktc) dung dÞch B vµ chÊt r¾n C a TÝnh phÇn tr¨m khèi lîng cña mçi kim lo¹i hçn hîp ®Çu b Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch NaOH 0,5M Tính thể tích dung dịch NaOH cần dùng để sau phản øng cã 3,9 gam kÕt tña Cho m gam Na vào 150 ml dung dịch AlCl 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu đợc V lít khí (đktc) và 9,36 gam kÕt tña ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y TÝnh m ,V ? A lµ dung dÞch Al(NO3)3 cho tõ tõ dung dÞch NaOH 2M vµo 300 ml dung dÞch A a Tính thể tích dung dịch NaOH cần dùng để thu đợc lợng kết tủa là lớn b Tính thể tích dung dịch NaOH để thu đợc dung dịch suốt (có môi trờng bazơ) c Cho từ từ dung dịch NaOH vào A thu đợc lợng kết tủa Lấy kết tủa đó nung nhiệt độ cao đến khối lợng không đổi thu đợc 20,4 gam chất rắn Tính VNaOH? Thực phản ứng nhiệt nhôm với 25 gam hỗn hợp A gồm : Al và Fe 2O3 thu đợc hỗn hợp B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH d đợc 14,8 gam hỗn hợp C,không thấy khí thoát Phần trăm khối lợng Fe2O3 hỗn hợp A A 86,4% B 84,6% C 78,4% D 74,8% Cho 200 ml dung dịch NaOH tác dụng với 500 ml dung dịch AlCl 0,2M thu đợc kết tủa ,nung kết tủa đến khối lợng không đổi thì đợc 1,02 gam chất rắn khan Tính nồng độ mol dung dịch NaOH Cho m gam nhôm phản ứng hết với dung dịch HNO thu đợc 8,96 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và N 2O có tỉ khối h¬i so víi H2 b»ng 16,75 TÝnh m ? Cho m gam hỗn hợp Al và Fe phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO loãng thu đợc 2,24 lít khí NO (đktc) Mặt khác m gam hỗn hợp này phản ứng hoàn toàn với dung dịch HCl thu đợc 2,8 lít khí H2 (đktc) Giá trị m là : A 8,3 gam B 4,15 gam C 4,5 gam D 6,95 gam E gam Hoà tan hoàn toàn m gam bột nhôm vào dung dịch HNO d thu đợc 8,96 lít hỗn hợp khí X(đktc) gồm : NO và N 2O cã tØ lÖ lµ 1:3 m cã gi¸ trÞ lµ : A 24,3 gam B 42,3 gam C 25 ,3gam D 25,7 gam Cho 2,6 gam hỗn hợp X gồm Al , Fe , Cu tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 1,344 lít khí H2(đktc) ,dung dịch B và chất rắn A không tan Hoà tan chất rắn A 300 ml dung dịch HNO 0,4 M(axit d) ,thu đợc 0,56 lít khí NO nhÊt (®ktc) vµ dung dÞch E BiÕt r»ng c¸c ph¶n øng x¶y hoµn toµn a ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng vµ tÝnh % khèi lîng mçi kim lo¹i hçn hîp X b Nếu cho dung dịch E tác dụng với dung dịch NH d thì thu đợc tối đa bao nhiêu gam kết tủa Viết các phơng trình phản ứng xảy Hoà tan 5,37 gam hỗn hợp gồm 0,02 mol AlCl và muối halogenua kim loại M hoá trị II vào nớc ,thu đợc dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch AgNO ,thu đợc 14,35 gam kết tủa Lọc lấy dung dịch ,cho tác dụng với dung dịch NaOH d ,thu đợc kết tủa B Nung B đến khối lợng không đổi thu đợc 1,6 gam chÊt r¾n MÆt kh¸c ,nhóng mét kim lo¹i D ho¸ trÞ II vµo dung dÞch A sau ph¶n øng x¶y hoµn toµn ,khèi lîng kim lo¹i D t¨ng 0,16 gam (gi¶ thiÕt toµn bé lîng kim lo¹i M tho¸t b¸m vµo kim lo¹i D ) a Cho biÕt c«ng thøc cô thÓ cña muèi halogenua cña kim lo¹i M? b D lµ kim lo¹i g× ? c Tính nồng độ mol/l dung dịch AgNO3 Cho 1,572 gam hỗn hợp A dạng bột gồm :Al , Fe , Cu tác dụng hoàn toàn với 40 ml dung dịch CuSO 1M thu đợc dung dÞch B vµ hçn hîp D gåm kim lo¹i Cho NaOH tác dụng từ từ với dung dịch B thu đợc lợng kết tủa lớn Nung kết tủa không khí đến khối lợng không đổi đợc 1,82 gam hỗn hợp ôxit Cho D tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO thì lợng Ag thu đợc lớn khối lợng D là 7,336 gam Tính số gam mối kim loại A Hoà tan 19,5 gam FeCl3 và 27,36 gam Al2(SO4)3 vào 200 ml dung dịch H2SO4 9,8% đợc dung dịch A Sau đó hoà tan tiếp 77,6 gam NaOH nguyên chất vào dung dịch thấy xuất k/ tủa B và đợc dung dịch C Lọc tách kết tủa B a Nung kết tủa đến khối lợng không đổi Tính khối lợng chất rắn thu đợc b Cho thêm nớc vào dung dịch C để đợc khối lợng 400 gam Tính lợng nớc cần thêm và nồng độ phần trăm cña dung dÞch sau thªm níc c Cần thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl 2M vào dung dịch C để thu đợc lợng kết tủa lớn Mét hçn hîp A gåm Al , Al2O3 ,CuO tan hÕt lÝt dung dÞch H 2SO4 0,5M cho dung dÞch B vµ 6,72 lÝt khÝ H (đktc).Để dung dịch thu đợc bắt đầu cho kết tủa với NaOH thì thể tích tối thiểu dung dịch NaOH 0,5M phải thêm vào dung dịch B là 0,4 lít và để kết tủa bắt đầu không thay đổi thì thể tích dung dịch NaOH 0,5M phải dùng là 4,8 lít Dung dịch thu đợc đó là dung dịch C a TÝnh thµnh phÇn phÇn tr¨m khèi lîng c¸c chÊt hçn hîp A b Thêm dung dịch HCl 1M vào dung dịch C Tính thể tích dung dịch HCl 1M phải dùng để : Cã kÕt tña hoµn toµn KÕt tña tan trë l¹i hoµn toµn KÕt tña sau nung cho chÊt r¾n nÆng 10,2 gam Một hỗn hợp A gồm Ba và Al Cho m gam A tác dụng với nớc 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) d thu đợc 20,832 lít khí (Các phản ứng xảy hoàn toàn ,thểtích khÝ ®o ë ®ktc) a TÝnh khèi lîng tõng kim lo¹i m gam A b Cho 50 ml dung dịch HCl vào dung dịch B Sau phản ứng xong thu đợc 0,78 gam kết tủa Xác định nồng độ mol dung dịch HCl Mét hçn hîp X gåm bét Al vµ Fe3O4 Thùc hiÖn ph¶n øng nhiÖt nh«m m«i trêng kh«ng cã kh«ng khÝ Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu đợc chất rắn Y Nếu đem Y tác dụng với dung dịch NaOH có d thấy thoát 6,72 lít khí H2(đktc) Mặt khác lợng Y trên cho tan hết dung dịch HCl thu đợc 26,88 lít khí H2 (đktc) a Viết các phơng trình phản ứng đã xảy b TÝnh khèi lîng mçi chÊt cã hçn hîp X Để m gam nhôm kim loại không khí thời gian thu đợc chất rắn A có khối lợng 2,802 gam Hoà tan hết chất r¾n A b»ng dung dÞch HCl d thÊy tho¸t 3,36 lÝt khÝ a) TÝnh % khèi lîng cña Al vµ Al2O3 A b) TÝnh % nh«m bÞ «xi ho¸ thµnh nh«m «xit c) Nếu hoà tan hoàn toàn chất rắn A HNO3 đặc nóng thì có bao nhiêu lít khí màu nâu thoát ra? Hçn hîp X gåm c¸c kim lo¹i Al ,Fe vµ Ba Chia X thµnh phÇn b»ng (7) 21 C©u 22 C©u 23 + Phần : Cho tác dụng với nớc d thu đợc 0,896 lít khí H2 + Phần : Tác dụng với 50 nl dung dịch NaOH 1M (d) thu đợc 1,568 lít khí H2 + Phần : Tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 2,24 lít khí H2 (các phản ứng xảy hoàn toàn ,thể tích khí đợc đo đktc) TÝnh phÇn tr¨m khèi lîng mçi kim lo¹i X Sau phản ứng phần lọc đợc dung dịch Y Tính t/ tích dung dịch HCl 1M cần thêm vào dung dịch Y để a Thu đợc kết tủa nhiều , b Thu đựơc 1,56 gam kết tủa X lµ kim lo¹i chØ cã ho¸ trÞ n Y lµ kim lo¹i chØ cã ho¸ trÞ m Hỗn hợp X + Y đợc chia thành phần ,mỗi phần nặng 1,95 gam + Phần 1: Đem nung O2 hoàn toàn thu đợc 3,55 gam hỗn hợp ôxit + Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 1,68 lít khí (đktc) + Phần 3: Hoà tan vừa vặn 80 ml dung dịch HNO thu đợc dung dịch A gồm muối Thêm NaOH d vào dung dịch A thu đợc 1,45 gam kết tủa và có khí mùi khai bay lên Xác định X ,Y ,khối lợng kim loại hỗn hợp và nồng độ mol dung dịch HNO3 Trộn 83 gam hỗn hợp Al , Fe 2O3 và CuO tiến hành phản ứng nhiệt nhôm Giả sử lúc đó xảy phản ứng khö «xit thµnh kim lo¹i.Chia hçn hîp sau ph¶n øng thµnh phÇn cã khèi lîng chªnh lÖch 66,4 gam L©ý phÇn có khối lợng lớn hoà tan dung dịch H2SO4 d thu đợc 23,3856 lít khí H2 (đktc) ,dung dịch X và chất rắn Lấy 1/10 dung dịch X cho tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch KMnO4 0,018M ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y Cho biÕt hçn hîp ®Çu sè mol cña CuO gÊp n lÇn sè mol cña Fe 2O3 TÝnh % mçi «xit kim lo¹i bÞ khö ¸p dông víi n = 3/2 (8)