[Al(OH)4] −
Khi đĩ lập hệ (bảo tồn Al và OH −) hoặc áp dụng quy tắc chéo để tính>
• k ≥ 4: Chỉ xảy ra phản ứng (2), tạo [Al(OH)4] – (nếu OH – dư thì k>4) Khi đĩ n[Al(OH)4]− =nAl3+
Ví dụ: Rĩt 100 ml dd NaOH 3,5M vào 100 ml dd AlCl3 1M. Tính khối
lượng kết tủa thu được?
Hướng dẫn : cĩ 3,5 3 = + − Al OH n n
, nên xảy ra cả hai phản ứng. Lập hệ: Tính được n↓ = 0,05 mol, do đĩ m↓= 3,9 gam.
• Bài tốn ngược: Biết a (hoặc b) và c, tìm b (hoặc a)?
- Nếu b = c, phản ứng vừa đủ, chỉ xảy ra phản ứng (1), khi đĩ nOH – = 3 n↓
- Nếu b>c, luơn cĩ hai trường hợp:chỉ xảy ra phản ứng (1) hoặc xảy ra cả (1) và (2). và (2).
Dạng này thường dùng 2 cơng thức tính nhanh:
↓
=
− n
nOH 3 (Dùng khi kết tủa chưa bị hịa tan)
↓
−= + = +
− n n
nOH 4 Al3 (Dùng khi kết tủa đã bị hịa tan một phần)
Chú ý: Nếu bài tốn cĩ mặt axit (H)+ trong dd muối nhơm thì phải cộng
thêm số mol H+ (tham gia phản ứng trung hịa với OH −) vào cơng thức trên. Như vậy, để làm được bài tốn dạng này thì phải xác định được hiên tượng thí nghiệm: Kết tủa chưa tan hay đã tan một phần, từ đĩ áp dụng cơng thức tính nhanh nào.
Ví dụ 1: Cần cho bao nhiêu mol NaOH vào dd chứa 0,4 mol AlCl3 để xuất
hiện 23,4 g kết tủa?
Hướng dẫn: Cĩ n↓< nAl3+ nên cĩ 2 trường hợp:
mol n
nOH− =3 ↓ =0,9
Hoặc nOH− =4nAl3+ −n↓ =1,3mol
Ví dụ 2: Cần cho dd chứa bao nhiêu mol NaOH vào 200 ml dd hỗn hợp
(HCl 1M và AlCl3 2M) để thu được 7,8 g kết tủa?
Hướng dẫn: Cĩ n↓< nAl3+ nên cĩ 2 trường hợp:
mol n n nOH− =3 ↓ + H+ =0,5 Hoặc nOH− =4nAl3+ −n↓ +nH+ =1,7mol Ví dụ 3: Cĩ 2 thí nghiệm:
- TN1: Cho dd chứa a mol NaOH vào dd chứa b mol AlCl3 thu được 15,6 g kết tủa.
- TN 2: Cho dd chứa 2a mol NaOH vào dd chứa b mol AlCl3 thu được 23,4 g kết tủa.
Tính a và b?
Hướng dẫn: Cĩ ở TN 2 số mol NaOH gấp đơi số mol NaOH ở TN1,
nhưng số mol kết tủa lại khơng gấp đơi ở TN1. Do đĩ, ở TN1 kết tủa chưa bị hịa tan, cịn ở TN2 kết tủa đã tan một phần.
Vậy cĩ: Ở TN1: a = 3.0,2 = 0,6 mol
Ở TN2: 2a = 4b – 0,3 Tìm được b = 0,375 mol
Ví dụ 4: Cho 150 ml dd NaOH 2M vào 200 ml dd AlCl3 xM thu được 7,8 g
kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, rồi thêm tiếp 500 ml dd NaOH 1M vào dd Y, thấy xuất hiện thêm cũng 7,8 g kết tủa nữa. Tính x?
Hướng dẫn: Bảo tồn số mol OH− thấy ở TN1 kết tủa chưa tan, cịn ở TN2 kết tủa tan một phần. Để đơn giản ta coi bài tốn dùng tổng 0,8 mol OH−
thu được 0,2 mol Al(OH)3. Bảo tồn tồn số mol OH− thấy kết tủa tan một phần. Vậy: 2 , 0 2 , 0 . 4 4 8 , 0 = 3 − = − = + ↓ − n n x nOH Al , từ đĩ suy ra x = 1,25M.
Vậy nếu bài tốn cĩ nhiều lần thêm OH− liên tiếp thì ta bỏ qua giai đoạn trung gian, ta chỉ tính tổng mol OH− qua các lần thêm vào và rồi so sánh với OH− trong kết tủa thu được ở lần cuối cùng của cả quá trình thí nghiệm để xác định bài tốn rơi vào trường hợp cơng thức tính nhanh nào (kết tủa chưa tan hay đã tan một phần).
Ví dụ 5: X là dd AlCl3; Y là dd KOH 2M. Thêm 300 ml dd Y vào cốc chứa
200 ml dd X, khuấy đều tới pư hồn tồn thấy trong cốc cĩ 15,6g kết tủa. Thêm tiếp vào cốc 200 ml dd Y, khuấy đều đến kết thúc pư thấy trong cốc cĩ 21,84g kết tủa. Tính nồng độ mol/l của dd X?
A. 3,2M B. 0,65M C. 1,15M D. 1,6M
Hướng dẫn: Tổng cĩ 1 mol KOH và x mol Al; sau cùng cĩ n↓ =0,28mol
6, , 1 32 , 0 28 , 0 4 4 1= 3 − = − ⇒ = ⇒ = = + ↓ − Al M OH n n x x C n Đáp án D.
Dạng 5.2: Cho từ từ H+ vào dd chứa [Al(OH)4] - (hay AlO2 -) tạo kết tủa.
[Al(OH)4] − + H+ → Al(OH)3 + H2O Nếu H+ dư: Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
- Khi đĩ tùy theo tỉ lệ số mol H+ / số mol [Al(OH)4]− mà cĩ kết tủa hoặc khơng cĩ kết tủa hoặc vừa cĩ kết tủa vừa cĩ muối tan.
• Bài tốn xuơi: Tương tự dạng bài tốn cho dd kiềm tác dụng với dd muối nhơm: Xét tỉ lệ mol xem xảy ra phản ứng nào rồi tính theo đề và PTHH.
• Bài tốn ngược: Biết mol kết tủa và mol aluminat (hoặc H+), tính H+ (hoặc aluminat).
* Để giải nhanh bài tốn này ta cĩ 2 cơng thức tính nhanh:
↓
=
+ n
nH (Dùng khi kết tủa chưa bị hịa tan)
↓− − = − + n n n AlO H 4 3
2 (Dùng khi kết tủa đã bị hịa tan một phần)
Chú ý: Nếu bài tốn cĩ mặt bazơ (OH−) trong dd muối aluminat thì phải cộng thêm số mol OH− (tham gia phản ứng trung hịa với H+) vào cơng thức trên.
Như vậy, để làm được bài tốn dạng này thì phải xác định được hiên tượng thí nghiệm: Kết tủa chưa tan hay đã tan một phần, từ đĩ áp dụng cơng thức tính nhanh nào.
Ví dụ 1: Cần cho bao nhiêu ml dd HCl 1M vào 200 ml dd Na[Al(OH)4] ( NaAlO2) 2M để xuất hiện 23,4 g kết tủa?
Hướng dẫn: Cĩ ↓ < − 2 AlO n n nên cĩ 2 trường hợp: mol n nH+ = ↓ =0,3 V = 300ml mol n n n AlO H 4 3 0,7 2 = − = − ↓ + V = 700 ml
Ví dụ 2: Cần cho bao nhiêu ml dd HCl 1M vào 400 ml dd hỗn hợp (NaOH
0,5M và NaAlO2 1M) để thu được 7,8 g kết tủa?
Hướng dẫn: Cĩ ↓ < − 2 AlO n n nên cĩ 2 trường hợp: mol n n nH+ = ↓ + OH− =0,3 V = 300ml mol n n n n OH AlO H 4 3 1,5 2 = = − = − − + ↓ V = 1500 ml Ví dụ 3: Cĩ 2 thí nghiệm:
- TN1: Cho dd chứa a mol HCl vào dd chứa b mol Na[Al(OH)4] ( NaAlO2) thu được 15,6 g kết tủa.
- TN 2: Cho dd chứa 2a mol HCl vào dd chứa b mol Na[Al(OH)4] ( NaAlO2) thu được 23,4 g kết tủa.
Hướng dẫn: Cĩ ở TN 2 số mol HCl gấp đơi số mol HCl ở TN1, nhưng số
mol kết tủa lại khơng gấp đơi ở TN1. Do đĩ, ở TN1 kết tủa chưa bị hịa tan, cịn ở TN2 kết tủa đã tan một phần.
Vậy cĩ: Ở TN1: a = 0,2 mol
Ở TN2: 2a = 4b – 3.0,3 Tìm được b = 0,325 mol
B. Các bài tập vận dụng:
Câu 1: Cho từ từ 0,7 mol NaOH vào dd chứa 0,1 mol Al2(SO4)3. Số mol kết tủa thu được?
A. 0,2 B. 0,15 C. 0,1 D. 0,05
Câu 2: Cho V lít dd Ba(OH)2 0,5M vào 200ml dd Al(NO3)3 0,75M thu được 7,8g kết tủa. Giá trị của V là?
A. 0,3 và 0,6 lít B. 0,3 và 0,7 lít C. 0,1 và 0,8 lít D. 0,1 và 0,5 lít
Câu 3: dd A chứa KOH và 0,3 mol K[Al(OH)4]. Cho 1 mol HCl vào dd A thu được 15,6g kết tủa. Số mol KOH trong dd là?
A. 0,8 hoặc 1,2 mol B. 0,8 hoặc 0,4 mol C. 0,6 hoặc 0 mol D. 0,8 hoặc 0,9 mol
Câu 4: Cho 2,7g Al vào 200ml dd NaOH 1,5M thu được dd A. Thêm từ từ 100ml dd HNO3 vào dd A thu được 5,46g kết tủa. Nồng độ của HNO3 là?
A. 2,5 và 3,9M B. 2,7 và 3,6M C. 2,7 và 3,5M D. 2,7 và 3,9M
Câu 5: Cho 200ml dd AlCl31,5M tác dụng với V lít dd NaOH 0,5M; lượng kết tủa thu được là 15,6g. Giá trị lớn nhất của V là?
A. 1,2 B.1,8 C. 2,4 D. 2
Câu 6: Cho 150ml dd KOH 1,2M tác dụng với 100ml dd AlCl3 nồng độ x mol/l, thu được dd Y và 4,68g kết tủa. Loại bỏ kết tủa, thêm tiếp 175ml dd KOH 1,2M vào Y, thu được 2,34g kết tủa. Giá trị của x là?
A. 1,2M B. 0,8M C. 0,9M D. 1M
Câu 7: Thêm m gam Kali vào 300ml dd chứa Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dd Al2(SO4)3
0,1M thu được kết tủa Y. Để thu được lượng kết tủa Y lớn nhất thì giá trị của m là?
A. 1,59g B. 1,17g C. 1,71g D. 1,9
Câu 8: Hịa tan hồn tồn 47,4g phèn chua KAl(SO4)2.12H2O vào nước, thu được dd X. Cho tồn bộ X tác dụng với 200ml Ba(OH)2 1M, sau phản ứng thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là?
A. 46,6g B. 54,4g C. 62,2g D. 7,8g
Câu 9: Nhỏ từ từ 0,25 lít dd NaOH 1,04M vào dd gồm 0,024 mol FeCl3; 0,016 mol Al2(SO4)3 và 0,04 mol H2SO4 thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là?
A. 4,128g B. 2,568g C. 1,56g D. 5,064g
Câu 10: Hịa tan hồn tồn m gam ZnSO4 vào nước được dung dịch X. Nếu cho 110 ml dd KOH 2M vào X thì thu được 3a gam kết tủa. Mặt khác, nếu cho 140ml ml dd KOH 2M vào X thì thu được 2a gam kết tủa. Giá trị của m là?
A. 32,2g B. 24,25g C. 17,71g D. 16,1g
Câu 11: Cho 38,795 gam hỗn hợp bột nhơm và nhơm clorua vào lượng vừa đủ dung dịch NaOH thu được dung dịch A (kết tủa vừa tan hết) và 6,72 (lít) H2 (đktc). Thêm 250ml dung dịch HCl vào dung dịch A thu được 21,84 gam kết tủa. Nồng độ dung dịch HCl là:
A.1,12M hay 3,84M B. 2,24M hay 2,48M C. 1,12, hay 2,48M D. 2,24M hay 3,84M
Đáp án tham khảo
Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Đáp án C D B D D A B A A D A
DẠNG 6: PHẢN ỨNG CỦA Mg, Al VỚI DD HNO3, H2SO4 ĐẶC, NĨNG A. Phương pháp giải:
Mg, Al, (Zn) là các kim loại mạnh, khử được N+5 trong HNO3 và S+6
trong H2SO4 xuống các mức oxi hĩa thấp hơn, thấp nhất (N-3, S-2).
- Sản phẩm khử của HNO3: Khí (NO2, N2O, N2, NO); dd NH4NO3. Nếu đề bài khơng cho sản phẩm khử duy nhất thì phải chú ý tình huống cĩ NH4NO3
(đề thi thường hay khai thác yếu tố này). Đơi khi đề cịn cho tình huống tạo khí N2O4 (do 2NO2 đi me hĩa).
- Sản phẩm khử của H2SO4 đặc: S (rắn), khí: SO2, H2S
Đề bài thường yêu cầu tính lượng muối khan khi cơ cạn dd sau phản ứng; Tính thể tích dd HNO3, H2SO4 đặc; Tính sản phẩm khử hoặc lượng chất khử ban đầu; tìm cơng thức sản phẩm khử;...
Phương pháp giải: Áp dụng bảo tồn e, bảo tồn khối lượng, bảo tồn nguyên tố.
Cơng thức tính nhanh :
mmuối = mKL + mgốc NO3 trong muối kim loại + mNH4NO3
mmuối = mKL + mgốc SO4 trong muối kim loại
nNO3 trong muối kim loại = ne trao đổi
nSO4 trong muối kim loại = ½ ne trao đổi
nHNO3 = 2nNO2 + 4nNO + 10nN2O + 12nN2 + 10nNH4NO3
nHNO3 = nN(muối kim loại) + nN(khí) + nN(NH4NO3)