3 3 MUOI al3 TAC DUNG VOI DD KIEM copy

Đề thi thử THPT Quốc Gia 2019 môn Vật Lý trường THPT Chuyên Bắc Ninh lần 1 ► DẠNG 3 BÀI TOÁN MUỐI Al3+ TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM ▪ Bài toán 1 Xác định sản phẩm Phương pháp giải Cho  3 3 bietbiet ?.

► DẠNG 3: BÀI TOÁN MUỐI Al 3+ TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM

▪ Bài toán 1: Xác định sản phẩm

Phương pháp giải

3 biet

biet

?

OHAl Al OH 

Quá trình phản ứng:    

3

3

2 2 3

Al OH OH AlO 2H O 2

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học

Cách 2: Xét tỉ lệ

3 OH Al

n k n





Nếu k3 thì khi đó Al OH  3 OH

n n

3



Nếu 3 k 4 thì khi đó   3

3

Al OH Al OH

n 4n  n 

Cách 3: Ta có thể dùng sơ đồ phản ứng kết hợp với phương pháp bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích

để giải nhanh

Ví dụ: Cho 100 ml dung dịch AlCl3 0,15M vào 250 ml dung dịch NaOH 0,2M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kết tủa Giá trị của x là:

Hướng dẫn giải

3 3

n 0, 015 mol n 0, 015 mol

n 0, 05 mol n 0, 05 mol





3

Al 3OH Al OH 1

0, 015 0, 045 0, 015 mol

Sau phản ứng, OH dư: 0, 05 0, 045 0, 005 mol

Al OH OH AlO 2H O 2

0, 005 0, 005 mol



Sau phản ứng (2):

 3

Al OH

n 0, 015 0, 005 0, 01mol

ket tua

m 0, 01.78 0, 78gam

Cách 2: Xét tỉ lệ

3 OH Al

n 0, 015





Khi đó:   3

3

Al OH Al OH

n 4n  n  4.0, 015 0, 05 0, 01 molm0, 01.780, 78 gam

Cách 3: Ta có sơ đồ:

0,015 mol ?

NaCl 0, 045 mol AlCl NaOH Al OH

NaAlO ? mol





Bảo toàn nguyên tố Cl:

3 NaCl AlCl

n 3n 0, 045 mol Bảo toàn nguyên tố Na:

NaOH NaCl NaAlO NaAlO

n n n n 0, 05 0, 045 0, 005 mol Bảo toàn nguyên tố Al: 3    

2

3 NaAlO 3

Al OH Al OH Al

m 0, 01.78 0, 78 gam





Chọn B

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho từ từ đến hết 100 ml dung dịch NaOH 1,5M vào 50 ml dung dịch AlCl3 1,5M, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải

3 3

n 0, 075 mol n 0, 075 mol





Xét tỉ lệ:

3

OH

Al

n

2 3 n





 

OH

n 0,15

n 0, 05 mol m m 0, 05.78 3,9 gam



Chọn D

Ví dụ 2: Cho 200 ml dung dịch KOH 1,35M vào 50 ml dung dịch AlCl3 1,5M, phản ứng xong thu được

m gam kết tủa Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải

3 3

n 0, 27 mol n 0, 27 mol

n 0, 075 mol n 0, 075 mol





Xét tỉ lệ:

3 OH Al

n

n





n 4n  n  4.0, 075 0, 27 0, 03 mol m m 0, 03.782,34 gam

Chọn D

Ví dụ 3: Cho 100 ml dung dịch gồm KOH 1,4M và NaOH 1M vào 50 ml dung dịch AlCl3 1,4M, phản ứng xong thu được m gam kết tủa Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải

3 3

n 0,14 mol; n 0,1 mol n 0, 24 mol

n 0, 07 mol n 0, 07 mol





Xét tỉ lệ:

3 OH Al

n

n





n 4n  n  4.0, 07 0, 24 0, 04 mol m m 0, 04.783,12 gam

Chọn B

Ví dụ 4: Cho 200 ml dung dịch Al SO2 4 3 1M vào 700 ml dung dịch Ba OH 2 1M, sau khi phản ứng kết thúc, lọc tách lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải

 

 

2 2

n 0, 2 mol n 0, 4 mol; n 0, 6 mol

n 0, 7 mol n 1, 4 mol; n 0, 7 mol

Xét tỉ lệ:

3 OH Al

n

n





Khi đó:   3

3

Al OH Al OH

n 4n  n  4.0, 4 01, 4 0, 2 mol

Lại có: 2

BaSO SO

n n  0, 6 mol

Nung kết tủa gồm Al OH  3 0, 2 mol và  BaSO 0, 6 mol ta được: 4 

  t

2 3 2 3





Chất rắn thu được gồm Al O 0,1 mol và 2 3  BaSO 0, 6 mol 4 

chat ran Al O BaSO

Chọn A

Chú ý: BaSO4 không bị nhiệt phân nên khối lượng không đổi

▪ Bài toán 2: Xác định chất tham gia

Phương pháp giải

Cho - 3+Ket tua  

3 biet

?

biet

Phương trình hóa học:    

 

3

3 3

2 2

Al 3OH Al OH 1

Al 4OH AlO 2H O 2

Ta xét hai trường hợp:

TH1: Kết tủa chưa bị hòa tan, khi đó 3

Al dư, OH hết (chỉ xảy ra phản ứng (1)): nOH min 3nAl OH  3 TH2: Kết tủa bị hòa tan một phần, khi đó cả 3

Al và OH đều hết Xảy ra cả phản ứng (1) và (2):

  3

3

Al OH

OH max Al

n  4n  n

Chú ý: Khi giải bài toán dạng này ngoài việc sử dụng các phản ứng để tính toán ở bên, ta có thể dùng sơ

đồ phản ứng kết hợp với phương pháp bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích để giải nhanh

Ví dụ: Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M vào V lít dung dịch NaOH 0,5M thu được 15,6 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V là:

Hướng dẫn giải

 

3 3

3

Al OH





Lượng NaOH là lớn nhất khi phản ứng thu được kết tủa lớn nhất sau đó kết tủa tan dần Khi đó ta có:

 

1

n 4n n 4.0,3 0, 2 1 mol n n 1 mol V 2

0,5 lít

Chọn D

3

biet

Al + NaOH Al OH ¯

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học (tương tự như kiểu 1)

Cách 2: Sử dụng công thức tính nhanh

Vì sau phản ứng còn kết tủa nên OH phải hết

Nếu nOH  3nAl OH  3 thì kết tủa là cực đại, khi đó: 3  

3

Al OH Al

n  3n

Nếu nOH  3nAl OH  3 kết tủa bị tan một phần, khi đó: 3   3  3

3

Al OH OH

Al OH

4





Cách 3: Sử dụng bảo toàn nguyên tố

Ví dụ: Cho 100 ml dung dịch AlCl3 x mol/lít vào 200 ml dung dịch NaOH 1,6M sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 6,24 gam kết tủa Giá trị của x là:

Hướng dẫn giải

 3

Al OH





Phương trình hóa học:

   

 

3

3

3

3

3

2 2

Al

AlCl

0, 08 0, 24 0, 08 mol

n 0, 08 0, 02 0,1 mol

0,1

0,1







3

3

3

Al OH

AlCl Al

0,1

0,1



2 0,32 mol

a mol 0,08 mol

NaCl AlCl NaOH Al OH

NaAlO





Bảo toàn nguyên tố Cl:

3 NaCl AlCl

Bảo toàn nguyên tố Al: nAlCl 3 nAl OH  3 nNaAlO 2 nNaAlO 2  a 0, 08 mol

Bảo toàn nguyên tố Na:

2 NaOH NaCl NaAlO

0,1

n n n 0,32 3a a 0, 08 a 0,1 mol x 1

0,1

Chọn C

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho 200 ml dung dịch KOH 1M vào 50 ml dung dịch AlCl3 x mol/l, phản ứng xong thu được 3,9 gam kết tủa Giá trị của x là:

Hướng dẫn giải

 3

Al OH

n 0, 2 mol n 0, 2 mol





Ta thấy nOH 3nAl OH  3 nên ta có: 3   3

3

3

3

Al OH

AlCl Al

0, 0625

0, 05



Chọn A

Ví dụ 2: Cho V lít dung dịch NaOH 0,3M vào 200 ml dung dịch Al SO2 4 3 0,2M thu được một kết tủa keo trắng Nung kết tủa này đến khối lượng không đổi thì thu được 1,02 gam chất rắn Giá trị nhỏ nhất của V là:

Hướng dẫn giải

  3

2 4 3

n 0, 04 moln  0, 08 mol

Sau khi nung kết tủa keo trắng: nAl O 2 3 0, 01 molnAl OH  3 0, 02 mol

Lượng NaOH là nhỏ nhất khi kết tủa chưa bị hòa tan Khi đó:

 3

Al OH

OH

0, 06

n 3n 3.0, 02 0, 06 mol V 0, 2 tlí

0,3

       Chọn C

Bài tập tự luyện dạng 3

▪ Bài tập cơ bản

Câu 1: Cho 50 ml dung dịch KOH 1,5M vào dung dịch AlCl3 dư, thu được m gam Al OH Giá trị của  3

m là

Câu 2: Cho từ từ V ml dung dịch NaOH 1M vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 1M và AlCl3 0,5M thì thu được lượng kết tủa lớn nhất Giá trị của V là

Câu 3: Thể tích dung dịch NaOH 0,25M cần cho vào 15 ml dung dịch Al SO2 4 3 0,5M để thu được lượng kết tủa lớn nhất là:

Câu 4: Cho từ từ 0,25 lít dung dịch NaOH 1,04M vào dung dịch chứa 0,04 mol H SO2 4; 0,024 mol 3

FeCl và 0,016 mol Al SO2 4 3 , phản ứng xong thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

Câu 5: Cho 47,4 gam phèn chua vào nước thu được dung dịch X Cho X vào 200 ml dung dịch

 2

Ba OH 1M, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là:

Câu 6: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol H SO2 4 và 0,1 mol Al SO2 4 3 , thu được 7,8 gam kết tủa Giá trị của V lớn nhất là

Câu 7: Cho một mẫu K vào 200 ml dung dịch Al SO2 4 3 nồng độ xM, sau phản ứng thu được kết tủa và 5,6 lít khí (ở đktc) Lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được 5,1 gam chất rắn Giá trị của x là

Câu 8: Cho 300 ml dung dịch NaOH 0,1M phản ứng với 100 ml dung dịch Al SO2 4 3 0,1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được a gam kết tủa Giá trị của a là

Câu 9: Cho 400 ml dung dịch E gồm AlCl3 x mol/l và Al SO2 4 3 y mol/l tác dụng với 612 ml dung dịch NaOH 1M, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 8,424 gam kết tủa Mặt khác, khi cho 400 ml E tác dụng với dung dịch BaCl (dư) thì thu được 33,552 gam kết tủa Tỉ lệ x : y là 2

Câu 10: Cho 500 ml dung dịch Ba OH 0,1 M vào V ml dung dịch  2 Al SO2 4 3 0,1M; sau khi các phản ứng kết thúc thu được 12,045 gam kết tủa Giá trị của V là

Câu 11: X là dung dịch Al SO2 4 3 , Y là dung dịch Ba OH 2 Trộn 200 ml dung dịch X với 300 ml dung dịch Y thu được 8,55 gam kết tủa Trộn 200 ml dung dịch X với 500 ml dung dịch Y thu được 12,045 gam kết tủa Nồng độ của dung dịch X là

▪ Bài tập nâng cao

Câu 12: Hòa tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch loãng chứa 0,2 mol H SO2 4, thu được khí H và 2 dung dịch X Nếu cho 220 ml dung dịch NaOH 2M vào X thì thu được 3a gam kết tủa Mặt khác, nếu cho

240 ml dung dịch NaOH 2M vào X thì thu được a gam kết tủa Giá trị của m và a lần lượt là

A 2,7 và 1,56 B 2,7 và 4,68 C 5,4 và 1,56 D 5,4 và 4,68

Câu 13: Hòa tan hoàn toàn 4,74 gam phèn chua vào nước, thu được dung dịch X Cho V ml dung dịch

 2

Ba OH 0,1M vào X, thu được 4,506 gam kết tủa Giá trị của V gần nhất với

Câu 14: Cho 7,65 gam hỗn hợp gồm Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dung dịch HCl 0,4M và

2 4

H SO 0,6M thu được dung dịch X và khí H Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, thu được 16,5 2 gam kết tủa Mặt khác nếu cho từ từ dung dịch KOH 0,6M và Ba OH 0,5M vào dung dịch X đến khi  2

thu được kết tủa lớn nhất rồi lọc lấy kết tủa nung đến nhiệt độ không đổi thu được m gam chất rắn Giá trị

của m gần nhất với

Câu 15: Cho hỗn hợp X gồm 0,12 mol CuO; 0,1 mol Mg và 0,05 mol Al O tan hoàn toàn trong dung 2 3 dịch chứa đồng thời 0,15 mol H SO2 4 (loãng) và 0,55 mol HCl, thu được dung dịch Y và khí H Nhỏ từ 2

từ dung dịch hỗn hợp Ba OH 0,1M và NaOH 0,6M vào dung dịch Y đến khi thu được khối lượng kết  2

tủa lớn nhất, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam rắn khan Giá trị của m

gần nhất với giá trị nào sau đây?

ĐÁP ÁN

1 – A 2 – D 3 – C 4 – B 5 – D 6 – A 7 – A 8 – D 9 – D 10 – D

11 – A 12 – A 13 – A 14 – A 15 - B

Câu 1: Đáp án A

1 0, 05.1,5

Câu 2: Đáp án D

3 HCl AlCl

n 0,1 mol, n 0, 05 mol

Lượng kết tủa thu được lớn nhất nOH  nH  3nAl 3  0,1 0, 05.3 0, 25 mol

NaOH

0, 25

V 0, 5lít 250 m

Câu 3: Đáp án C

2 4 3

3

n 7,5.10 moln  0, 015 mol

Lượng kết tủa thu được lớn nhất nOH  3nAl 3  3.0, 0150, 045 mol

NaOH

0, 045

0, 25 lít180 ml

Câu 4: Đáp án B

n 0, 26 mol, n  0, 08 mol, n  0, 024 mol, n  0, 032 mol

Phương trình ion:

 

 

 

2

3

3

3

3

2 2 3

0, 024 0, 072 0, 024 mol

0, 032 0, 096 0, 032 mol





Kết tủa gồm: Fe OH  3 0, 024 mol ; Al OH   3 0, 032 0, 012 0, 02 mol

m 0, 024.107 0, 02.78 4,128 gam

Câu 5: Đáp án D

 

 

2 2

KAl SO 12H O Al SO

n 0,1 mol n 0,1 mol; n 0, 2 mol

n 0, 2 mol n 0, 2 mol; n 0, 4 mol

Nhận thấy nOH  4nAl 3   Không có kết tủa Al OH  3

Phương trình hóa học: 2 2

 4

BaSO

m m 0, 2.233 46, 6 gam

Câu 6: Đáp án A

3

n 0,1 mol, n  0, 2 mol, n  0, 2 mol

Lượng NaOH phản ứng là lớn nhất nOH  nH  4nAl 3  n 0, 2 0, 2.4 0,1 0,9 mol  

NaOH

0,9

V 0, 4 lít5

2

Câu 7: Đáp án A

Khí sinh ra là H , chất rắn là 2 Al O 2 3

n 0, 25 mol, n 0, 05 mol

Ta có:

 

2

2 3 3

K OH H

Al O

Al OH

n n 2n 0,5 mol

n 2n 0,1 mol



Nhận thấy nOH 3nAl OH  3  Kết tủa bị hòa tan một phần

 

 

 

3 3

2 4 3

2 4 3

Al OH OH

Al SO Al

M Al SO

0, 075

0, 2





Câu 8: Đáp án D

2 4 3

n 0, 03 mol, n 0, 01 moln  0, 02 mol

Nhận thấy: nOH  3nAl 3   NaOH phản ứng hết, Al3 dư

n

n 0, 01 mol m 0, 01.78 0, 78 gam

3



Câu 9: Đáp án D

Xét phản ứng của E với dung dịch dư:

4 BaSO

nn 0,144 mol Bảo toàn nguyên tố S: 2 4 4 2 4  

Al SO Al SO

Xét phản ứng của E với NaOH:

n 0,108 mol, n 0, 612 mol3n Kết tủa tan một phần

 

3 3

3

Al OH OH

Al

AlCl Al Al SO

0, 084

0, 4







Từ (*) và (**) suy ra: x : y0, 21: 0,127 : 4

Câu 10: Đáp án D

 2

Ba OH

n 0, 05 mol

Gọi số mol của Al SO2 4 3 là a mol

Kết tủa gồm: BaSO 3a mol và 4  Al OH  3

Ta có:  

 

3 3

2 4 3

Al OH Al OH

Al SO

n 4n n 8a 0,1 mol

m 3a.233 8a 0,1 78 12, 045 gam a 0, 015

0, 015

0,1 lít 150 ml



Câu 11: Đáp án A

Gọi nồng độ mol của Al SO2 4 3 , Ba OH 2 lần lượt là a, b M

Xét phản ứng của 200 ml dung dịch X với 300 ml dung dịch Y: nAl SO 2  4 3  0, 2a mol, nBa OH   2 0,3b mol Nhận thấy, với cùng một lượng Al SO2 4 3 phản ứng, ở lần trộn sau nhiều Ba OH 2 hơn thì thu được lượng kết tủa lớn hơn  Ban đầu Ba OH phản ứng hết,  2 Al SO2 4 3 dư

 

 

OH BaSO Al OH

m 0,3b.233 0, 2b.78 8,55 gam b 0,1 mol *





Xét phản ứng của 200 ml dung dịch X với 500 ml dung dịch Y: nAl SO 2  4 3  0, 2a mol, nBa OH   2 0,5b mol Nhận thấy: Lượng Ba OH 2 tăng 0,5b 1, 67

0,3b  lần

Lượng kết tủa tăng 12, 045 1, 41

8,55  lần

Kết tủa Al OH bị hòa tan một phần  3

  3

3

Al OH Al OH

n 4n  n  1, 6a b mol

Lại có:  

BaSO Al SO

n 3n 3.0, 2a 0, 6a mol

m 0, 6a.233 78 1, 6a b 12, 045 gam **

Từ (*) và (**) suy ra: a0, 075

Câu 12: Đáp án A

Khi thêm 240 ml dung dịch NaOH 2M:

Kết tủa bị hòa tan  Dung dịch chứa:   2  

AlO , Na  0, 48 mol ,SO  0, 2 mol Bảo toàn điện tích: 2

AlO SO Na AlO

n  2n  n  n  0, 48 0, 2.2 0, 08 mol Khi thêm 220 ml dung dịch NaOH 2M:

Dung dịch chứa:   2   3

4

Na 0, 44 mol ,SO  0, 2 mol , Al hoặc AlO2 Nhận thấy: nNa  2nSO 2   Dung dịch chứa:   2  

AlO , Na  0, 44 mol ,SO  0, 2 mol Bảo toàn điện tích: 2

AlO SO Na AlO

n  2n  n  n  0, 44 0, 2.2 0, 04 mol Bảo toàn nguyên tố Al ở cả 2 phần:

           

 

Al OH 1 AlO 1 Al OH 2 AlO 2

a

78



Câu 13: Đáp án A

KAl SO 12H O SO Al

n 0, 01 moln  0, 02 mol, n  0, 01 mol

Gọi số mol của Ba OH 2 là a mol

Kết tủa gồm: BaSO4 và Al OH  3

Nhận thấy:

4 BaSO 4,5060, 02.233n a mol

TH1: Kết tủa chưa bị hòa tan

 3 OH

Al OH

n 2a

3 3



Ta có: m 2a.78 a.233 4,506 a 0, 0158 mol

3

3

0,158.2

TH2: Kết tủa bị hòa tan một phần

  3

3

Al OH Al OH

n 4n  n  0, 04 2a mol

Ta có:  

 2

Ba OH

m 0, 04 2a 78 233a 4,506 a 0, 018 mol

0, 018

0,1 lít 180 ml

Câu 14: Đáp án A

2 4

H

n 0, 2 mol n 0,3 mol, n 0,85 mol

n  0, 2 0,3.2 0,8 mol

Khi thêm 0,85 mol NaOH vào dung dịch X:

Dung dịch thu được chứa:     2   3

4

Na 0,85 mol , Cl 0, 2 mol ,SO  0,3 mol , Al  hoặc AlO2 Nhận thấy: nNa  nCl  2nSO 2  X chứa     2  

Na 0,85 mol , Cl 0, 2 mol ,SO  0,3 mol , AlO Bảo toàn điện tích:

2 AlO

n  0,85 0, 2 0,3.2  0, 05 mol Gọi số mol của Mg OH và  2 Al OH lần lượt là x, y mol  3

 

58x 78y 16,5 *

Bảo toàn nguyên tố Al:  

2

Al AlO Al OH X

n n n 0, 05 y mol

m 24x 27 0, 05 y 7, 65 gam **



Từ (*) và (**) suy ra: x0,15; y0,1

H du

n  0,8 0,15.2 0,15.3 0, 05 mol

Khi thêm hỗn hợp KOH và Ba OH vào dung dịch X:  2

TH1: Kết tủa BaSO4 đạt cực đại (0,3 mol)

Ta có: BaSO 4 Ba OH  2 KOH

OH

n n 0,3 mol, n 0,36 mol

n  0,3.2 0,36 0,96 mol

Nhận thấy: nOH  nH  4nAl 3  2nMg 2   Không có kết tủa Al OH  3

Kết tủa:      

 

4 2

Mg OH 0,15 mol , BaSO 0,3 mol

m 0,15.58 0,3.233 78, 6 gam *

TH2: Kết tủa Al OH đạt cực đại (0,15 mol)  3

 3  2

Al OH Mg OH

OH H du

n  n  3n 2n 0, 05 3.0,15 2.0,15 0,8 mol

Mà OH Ba OH  2 KOH Ba OH  2 BaSO 4

0,8

n 2n 2n n 0,5 0, 25 mol n

2.0,5 0, 6

Kết tủa:          

 

4

Mg OH 0,15 mol , Al OH 0,15 mol , BaSO 0, 25 mol

m 0,15.58 0,15.78 0, 25.233 78, 65 gam **

Từ (*) và (**)  Chất rắn: MgO 0,15 mol , Al O 0, 075 mol , BaSO 0, 25 mol   2 3  4 

cr

m 0,15.40 0, 075.102 0, 25.233 71,9 gam

Câu 15: Đáp án B

2 4

H SO HCl

H

n  2nn n 0,15.2 0,55 0,85 mol

Xét phản ứng của X với H:

2 3 CuO Mg Al O

H pu

H du

n 2n 2n 6n 2.0,12 2.0,1 6.0, 05 0, 74 mol

n 0,85 0, 74 0,11 mol





Xét phản ứng của Y với dung dịch Ba OH 2 và NaOH:

Gọi số mol của Ba OH 2, NaOH lần lượt là x, 6x mol