PHƯƠNG PHÁP GIẢI bài TẬPHIĐROXIT LƯỠNG TÍNH

AlOH3 nói riêng và hiđroxit lưỡng tính nói chung chỉ tan trong axit mạnh và bazơ mạnh, không tan trong axit yếu NH4+ hoặc H2CO3 và bazơ yếu NH3, amin, CO32-, do đó : - Khi cho từ từ kiềm

Page | 1

CHUYÊN ĐỀ: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI

TẬPHIĐROXIT LƯỠNG TÍNH

A CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I Khái niệm về hiđroxit lưỡng tính

1 Theo thuyết A-re-ni-ut

Hiđroxit lưỡng tính là hiđroxit khi tan trong nước vừa có thể phân li như axit, vừa có thể phân li như bazơ

2 Theo thuyết Bron-stet

Hiđroxit lưỡng tính là hiđroxit vừa có thể nhận H+, vừa có thể nhường H+

3 Một số hiđroxit lưỡng tính thường gặp

II Các dạng toán thường gặp

1 Dạng 1: Thêm dung dịch bazơ (OH - ) vào dung dịch muối Al 3+ hoặc Zn 2+

a Dung dịch muối Al 3+

Hiện tượng: Đầu tiên có kết tủa trắng Al(OH)3 xuất hiện, sau đó kết tủa tan dần khi OH- dư:

Al(OH)3 + OH-  Al(OH)4- hoặc Al(OH)3 + OH-  AlO2- + 2H2O (2)

Al3+ + 4OH-  Al(OH)4- hoặc Al3+ + 4OH-  AlO2- + 2H2O (3)

OH

Al

n T

Al(OH)3 + OH-  Al(OH)4- hoặc Al(OH)3 + OH-  AlO2- + 2H2O

2 Sử dụng sơ đồ và áp dụng bảo toàn nguyên tố với Al và OH

-Al3+ + OH-  Al(OH)3 + Al(OH)4- hoặc Al3+ + OH-  Al(OH)3 + AlO2- + H2O

- Bảo toàn nguyên tố Al: nAl3

=nAl(OH)3  nAl(OH)4 

- Bảo toàn nhóm OH-: nOH 

=3nAl(OH) 3  4nAl(OH)4

3 Theo công thức tính nhanh:

- Lượng OH- tiêu tốn ít nhất: nOH (min)  3nAl(OH)3

- Lượng OH- tiêu tốn nhiều nhất: nOH (max)  4nAl3  nAl(OH) 3

Chú ý: Nếu cho NaOH vào hỗn hợp gồm (muối Al3+ và axit H+) thì cộng thêm số mol H+ và 2 công thức

trên, tức là:

Page | 5

Zn2+ + 4OH-  Zn(OH)42- hoặc Zn2+ + 4OH-  ZnO22- + 2H2O (6)

OH Zn

n T

Zn(OH)2 + 2OH-  Zn(OH)42-hoặc Zn(OH)2 + 2OH- ZnO22- + 2H2O

2 Sử dụng sơ đồ và áp dụng bảo toàn nguyên tố với Al và OH

-Zn2+ + OH-  Zn(OH)2 + Zn(OH)42- hoặc Zn2+ + OH-  Zn(OH)2 + ZnO22- + H2O

3 Theo công thức tính nhanh:

- Lượng OH- tiêu tốn ít nhất: nOH (min)  2nZn(OH) 2

- Lượng OH- tiêu tốn nhiều nhất: nOH (max)  4nZn2  2nZn(OH) 2

Chú ý: Nếu cho NaOH vào hỗn hợp gồm (muối Zn2+ và axit H+) thì cộng thêm số mol H+ vào 2 công thức

Page | 7

Số mol OH

-(max)đã phản ứng là: y = 4a - 2b (mol)

MỘT SỐ LƯU Ý:

1 Al(OH)3 nói riêng và hiđroxit lưỡng tính nói chung chỉ tan trong axit mạnh và bazơ mạnh, không tan

trong axit yếu (NH4+ hoặc H2CO3) và bazơ yếu (NH3, amin, CO32-), do đó :

- Khi cho từ từ kiềm vào muối Al3+ thì lượng kết tủa tăng dần đến cực đại sau đó sẽ giảm dần và tan hết

nếu kiềm dư

- Khi thay kiềm bằng dung dịch NH3 thì lượng kết tủa tăng dần đến cực đại và không bị hòa tan khi NH3

dư (riêng Zn(OH)2 là hiđroxit lưỡng tính nhưng tan được trong NH3 là do tạo phức tan [Zn(NH3)4](OH)2)

2 Khi cho kiềm tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm H+ và Al3+ thì các phản ứng xảy ra theo thứ tự :

a Dung dịch aluminat Al(OH) 4 - (AlO 2 - ):

Hiện tượng: Đầu tiên có kết tủa keo trắng Al(OH)3 xuất hiện Khi lượng Al(OH)4- hết, lượng H+ dư hòa tan

n T

: Điều kiện có kết tủa

Ứng với mỗi giá trị nAl(OH) 3

+ Lượng H+ tiêu tốn lớn nhất: nH (max)   4nAl(OH) 4   3n 

Chú ý: Nếu cho dung dịch axit (H+) vào hỗn hợp gồm muối Al(OH)4- và bazơ OH- thì cộng thêm mol OH

-vào 2 công thức trên, tức là:

Page | 9

b Dung dịch zincat Zn(OH) 4 2- (ZnO 2 2- )

Hiện tượng: Đầu tiên có kết tủa keo trắng Zn(OH)2 xuất hiện Khi lượng Zn(OH)42- hết, lượng H+ dư hòa

Zn (OH)

: Điều kiện có kết tủa

Ứng với mỗi giá trị nZn (OH) 2

Page | 10

Bảo toàn cation H+:

2

2 max Zn(OH)

H (max) Zn (OH)

Chú ý: Nếu cho dung dịch axit (H+) vào hỗn hợp gồm muối Zn(OH)42- và bazơ OH- thì cộng thêm mol OH

-vào 2 công thức trên, tức là:

H (max) Zn(OH)

+ nOH

MỘT SỐ LƯU Ý:

- Khi cho từ axit H+ vào dung dịch muối aluminat (hoặc muối zincat) thì lượng kết tủa tăng dần đến cực

đại, sau đó sẽ tan một phần hay hoàn toàn tùy thuộc vào lượng H+ dư

- Khi thay axit bằng muối NH4+ hay sục khí CO2 dư thì lượng kết tủa tăng dần đến cực đại và không bị hòa

tan Sục khí CO2 dư sẽ tạo muối HCO3- chứ không phải muối CO32-

Khi cho axit H+ tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm OH- và Al(OH)4- thì các phản ứng xảy ra theo thứ tự:

OH- + H+  H2O

Al(OH)4-+ H+  Al(OH)3 + H2O

Al(OH)3 + 3H+  Al3+ + 3H2O

- Các công thức tính nhanh chỉ áp dụng giới hạn cho một số bài, cần nắm vững được bản chất, thứ tự phản

ứng để có thể giải tất cả các bài tập về Al(OH)3 một cách linh hoạt

Page | 11

B BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1 Trộn dung dịch chứa a mol AlCl 3 với dung dịch chứa b mol NaOH Để thu được kết tủa thì cần có tỉ

lệ:

A a:b < 1:4 B a:b = 1:4 C a:b  1:3 D a:b > 1:4

Phân tích, hướng dẫn giải:

Al(OH)3 Al(OH)4- hoặc AlO2-

Page | 12

Từ sơ đồ: Để thu được kết tủa thì 3

OH Al

n

4 n





 => b:a < 4  a:b >1:4 Vậy đáp án là D

Bài 2 Cho 200 ml dung dịch AlCl 3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M thu được 15,6 gam kết

tủa Giá trị lớn nhất của V là:

- Cách 1: Giải thông thường theo phương trình ion:

V(max) (số mol NaOH lớn nhất) xảy ra trường hợp 2: Kết tủa Al(OH)3 đã bị hòa tan 1 phần còn lại 15,6g kết

Vậy V(max) =

1 2(l) 0,5 

=> Đáp án C

- Cách 2: Sử dụng sơ đồ và bảo toàn nguyên tố Al, bảo toàn nhóm OH - :

Page | 13

V(max) (số mol NaOH lớn nhất) xảy ra trường hợp 2: Kết tủa Al(OH)3 đã bị hòa tan 1 phần còn lại 15,6g kết

tủa

Sơ đồ: Al3+ + OH-  Al(OH)3 + Al(OH)4-

+ Theo bảo toàn nguyên tố Al:

Page | 14

Từ đồ thị: Lượng OH- tiêu tốn nhiều nhất: y = 4a – b = 4.0,3 – 0,2 = 1 mol

Vậy V(max) =

1 2(l) 0,5 

=> Đáp án C

Bài 3 Cho a mol AlCl 3 vào 1 lít dung dịch NaOH có nồng độ c (mol/l) được 0,05 mol kết tủa, thêm tiếp 1

lít dung dịch NaOH trên thì thu được 0,06 mol kết tủa Giá trị của a và c lần lượt là:

A 0,15 và 0,06 B 0,09 và 0,18 C 0,09 và 0,15 D 0,06 và 0,15

Phân tích, hướng dẫn giải:

- Cách 1: Giải thông thường theo phương trình ion:

+ Khi thêm tiếp NaOH thu được thêm kết tủa => trước khi thêm Al3+ còn dư, NaOH ban đầu hết:

Al3+ + 3OH-  Al(OH)3

c mol c/3 mol

=> c/3 = 0,05 => c = 0,15 M + Khi thêm tiếp 1 lít NaOH cM mà lượng kết tủa thu được chỉ tăng 0,01 mol <0,05 mol => kết tủa đã bị

Page | 15

- Cách 2: Sử dụng sơ đồ và bảo toàn nguyên tố Al, bảo toàn nhóm OH - :

+ Khi thêm tiếp NaOH thu được thêm kết tủa => trước khi thêm Al3+ còn dư, NaOH ban đầu hết:

- Cách 4: Sử dụng đồ thị:

Số mol Al(OH)3

a

b

Page | 16

x=c 3a y=2c 4a

+ Số mol OH- đã phản ứng tạo ra b = 0,05 mol kết tủa là: x = 3b  c = 3.0,05 = 0,15

+ Khi thêm NaOH, tổng số mol NaOH đã phản ứng tạo ra b’ = 0,06 mol kết tủa là y = 4a – b’

=> 2c = 2.0,15 = 4a – 0,06 => a = 0,09

Vậy đáp án C

Bài 4 X là dung dịch AlCl 3 , Y là dung dịch NaOH 2M Cho 150 ml dung dịch Y vào cốc chứa 100 ml dung

dịch X , khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 7,8 gam kết tủa Thêm tiếp vào cốc 100 ml

dung dịch Y khuấy đều đến khi kết thúc phản ứng thấy trong cốc có 10,92 gam kết tủa Nồng độ mol của

Gọi a là số mol AlCl3 ban đầu

- Cách 1: Giải thông thường theo phương trình ion:

Al3+ + 3OH-  Al(OH)3

a 3a a

Cách 2: Sử dụng sơ đồ và bảo toàn nguyên tố Al, bảo toàn nhóm OH - :

Theo bảo toàn nguyên tố Al:

Bài 5 (ĐH 2009A) Hoà tan hết m gam ZnSO4 vào nước được dung dịch X Cho 110 ml dung dịch KOH

2M vào X, thu được a gam kết tủa Mặt khác, nếu cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thì cũng thu được

a gam kết tủa Giá trị của m là

A 20,125 B 22,540 C 12,375 D 17,710

Phân tích, hướng dẫn giải:

Ta có: nKOH(1) = 0,22 mol; nKOH(2) = 0,28 mol

Trong cả 2 trường hợp đều thu được a gam kết tủa => trường hợp 1 còn dư Zn2+, trường hợp 2 kết tủa

Zn(OH)2 bị hòa tan 1 phần

Gọi số mol ban đầu của Zn2+ là x

- Cách 1: Giải thông thường theo phương trình ion:

Page | 19

+ Trường hợp 1: Zn2+ dư, OH- phản ứng hết

Zn2+ + 2OH-  Zn(OH)2

0,22 mol 0,11 mol + Trường hợp 2: Zn2+ phản ứng hết, kết tủa tan 1 phần:

Bảo toàn nguyên tố Zn: nZn2

Page | 21

Bài 6 (ĐH 2010A) Hoà tan hoàn toàn m gam ZnSO4 vào nước được dung dịch X Nếu cho 110 ml dung

dịch KOH 2M vào X thì thu được 3a gam kết tủa Mặt khác, nếu cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thì

thu được 2a gam kết tủa Giá trị của m là

A 17,71 B 16,10 C 32,20 D 24,15

Phân tích, hướng dẫn giải:

- TN1: nKOH = 0,22 mol => 3a gam kết tủa

- TN2: nKOH(2) = 0,28 mol => 2a gam kết tủa

=> Khi thêm 0,28 – 0,22 = 0,06 mol KOH thì số mol kết tủa giảm 3a – 2a =a gam

=> nZn(OH)2 bị hòa tan = 0,06/2 = 0,03

=> nZn(OH)2 trong TN1 = 0,03.3 = 0,09 < 0,22/2 => Ở TN1 OH- dư, Zn2+ phản ứng hết

Gọi số mol ban đầu của Zn2+ là x

- Cách 1: Giải thông thường theo phương trình ion:

Trong TN1: Zn2+ phản ứng hết, kết tủa tan 1 phần:

Bài 7 Thêm HCl vào dung dịch chứa 0,1 mol NaOH và 0,1 mol NaAlO 2 (hay Na[Al(OH) 4 ]) Khi kết tủa

thu được là 0,08 mol thì số mol HCl đã dùng là bao nhiêu ?

A 0,18 hoặc 0,26 B 0,18 C 0,26 D 0,14 hoặc 0,24

Phân tích và hướng dẫn giải:

- Cách 1: Giải thông thường theo phương trình ion:

Các phản ứng có thể xảy ra theo thứ tự sau:

(1)

Ứng với 1 giá trị kết tủa sẽ có hai trường hợp:

+ TH1: 0,8 mol kết tủa là giá trị cực đại, tức là H+ thiếu, phản ứng (3) chưa xảy ra

0,1 mol 0,1 mol

Theo bảo toàn nguyên tố Al:

Bài 8 Một dung dịch X chứa NaOH và 0,3 mol NaAlO 2 (hay Na[Al(OH) 4 ]) Cho 1 mol HCl vào X thu được

15,6 gam kết tủa Số mol NaOH trong dung dịch X là:

A 0,2 hoặc 0,8 B 0,4 hoặc 0,8 C 0,2 hoặc 0,4 D 0,2 hoặc 0,6

Phân tích và hướng dẫn giải:

- Cách 1: Giải thông thường theo phương trình ion:

Ta có: nAl(OH) 3

= 0,2 mol

Các phản ứng có thể xảy ra theo thứ tự sau:

Page | 26

Ứng với 1 giá trị kết tủa sẽ có hai trường hợp:

+ Trường hợp 1: 0,2 mol kết tủa là giá trị cực đại, tức là H+ thiếu, phản ứng (3) chưa xảy ra

Theo bảo toàn nguyên tố Al:

Page | 29

C BÀI TẬP RÈN LUYỆN

1) Một cốc thuỷ tinh chứa 200ml dung dịch AlCl3 0,2M Cho từ từ vào cốc V ml dung dịch NaOH 0,5M

Tính khối lượng kết tủa nhỏ nhất khi V biến thiên trong đoạn 200mlV280ml

2) Hoà tan hoàn toàn 8,2 gam hỗn hợp Na2O, Al2O3 vào nước thu được dung dịch A chỉ chứa một chất tan

duy nhất Tính thể tích CO2 (đktc) cần để phản ứng hết với dung dịch A

A 1,12 lít B 2,24 lít C 4,48 lít D 3,36 lít

3) Thêm 150ml dung dịch NaOH 2M vào một cốc đựng 100ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l, sau khi

phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 0,1 mol chất kết tủa Thêm tiếp 100ml dung dịch NaOH 2M vào cốc,

sau khi phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 0,14 mol chất kết tủa Tính x

4) Cho m gam hỗn hợp B gồm CuO, Na2O, Al2O3 hoà tan hết vào nước thu được 400ml dung dịch D chỉ

chứa một chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M và chất rắn G chỉ gồm một chất Lọc tách G, cho luồng khí

H2 dư qua G nung nóng thu được chất rắn F Hoà tan hết F trong dung dịch HNO3 thu được 0,448 lít (đktc)

hỗn hợp khí gồm NO2 và NO có tỉ khối so với oxi bằng 1,0625 Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Tính

m

5) Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với dung dịch NaOH 0,5M thu được một kết tủa keo, đem sấy

khô cân được 7,8 gam Thể tích dung dịch NaOH 0,5M lớn nhất dùng là bao nhiêu?

A 0,6 lít B 1,9 lít C 1,4 lít D 0,8 lít

6) Thêm NaOH vào dung dịch chứa 0,01 mol HCl và 0,01 mol AlCl3 Lượng kết tủa thu được lớn nhất và

nhỏ nhất ứng với số mol NaOH lần lượt là:

A 0,04 mol và 0,05 mol B 0,03 mol và 0,04 mol

C 0,01 mol và 0,02 mol D 0,02 mol và 0,03 mol

7) Hoà tan 0,54 gam Al trong 0,5 lít dung dịch H2SO4 0,1M được dung dịch A Thêm V lít dung dịch NaOH

0,1M cho đến khi kết tủa tan trở lại một phần Nung kết tủa đến khối lượng không đổi ta được chất rắn nặng

0,51 gam Giá trị của V là

A.1,2 lít B.1,1 lít C 1,5 lít D 0,8 lít

8) Cho m gam Kali vào 250ml dung dịch A chứa AlCl3 nồng độ x mol/l, sau khi phản ứng kết thúc thu được

5,6 lít khí (đktc) và một lượng kết tủa Tách kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 5,1 gam chất

rắn Tính x

Page | 30

9) Cho dung dịch chứa 0,015 mol FeCl2 và 0,02 mol ZnCl2 tác dụng với V ml dung dịch NaOH 1M, sau

khi phản ứng xảy ra hoàn toàn tách lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 1,605

gam chất rắn Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng chất rắn trên là:

10) Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na2O, Al2O3 vào nước được dung dịch trong suốt A Thêm dần dần

dung dịch HCl 1M vào dung dịch A nhận thấy khi bắt đầu thấy xuất hiện kết tủa thì thể tích dung dịch HCl

1M đã cho vào là 100ml còn khi cho vào 200ml hoặc 600ml dung dịch HCl 1M thì đều thu được a gam kết

tủa Tính a và m

A.a=7,8g; m=19,5g B.a=15,6g; m=19,5g C.a=7,8g; m=39g D.a=15,6g;

m=27,7g

11) Cho 200ml dung dịch KOH vào 200ml dung dịch AlCl3 1M thu được 7,8 gam kết tủa Nồng độ mol

của dung dịch KOH đã dùng là:

12) Cho m gam Na vào 50ml dung dịch AlCl31M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,56 gam

kết tủa và dung dịch X Thổi khí CO2 vào dung dịch X thấy xuất hiện kết tủa Tính m

13) Thêm 240ml dung dịch NaOH 1M vào một cốc thuỷ tinh đựng 100ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l,

khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 0,08 mol chất kết tủa Thêm tiếp 100ml dung dịch

NaOH 1M vào cốc, khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 0,06 mol chất kết tủa Tính x

14) Trong một cốc thuỷ tinh đựng dung dịch ZnSO4 Thêm vào cốc 200ml dung dịch KOH nồng độ x mol/l

thì thu được 4,95 gam kết tủa Tách kết tủa, nhỏ dung dịch HCl vào nước lọc thì thấy xuất hiện kết tủa trở

lại, tiếp tục cho HCl vào đến khi kết tủa tan hết rồi cho dung dịch BaCl2 dư vào thì thu được 46,6 gam kết

16) Dung dịch A chứa m gam KOH và 40,2 gam K[Al(OH)4] Cho 500 ml dung dịch HCl 2M vào dung

dịch A thu được 15,6 gam kết tủa Giá trị của m là?

Page | 31

17) Cho 3,42 gam Al2(SO4)3 tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH, sau phản ứng thu được 0,78 gam kết

tủa Nồng độ mol/l nhỏ nhất của dung dịch NaOH đã dùng là?

18) Cho V lít dung dịch NaOH vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến phản ứng xảy

ra hoàn toàn thu được 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là:

19) Cho 120 ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH thu được 7,8 gam kết tủa Nồng

độ mol/l lớn nhất của NaOH là?

20) Một cốc thuỷ tinh chứa 200ml dung dịch AlCl3 0,2M Cho từ từ vào cốc V ml dung dịch NaOH 0,5M

Tính khối lượng kết tủa lớn nhất khi V biến thiên trong đoạn 250mlV320ml

21) Hoà tan hoàn toàn 19,5 gam hỗn hợp Na2O, Al2O3 vào nước được 500ml dung dịch trong suốt A Thêm

dần dần dung dịch HCl 1M vào dung dịch A đến khi bắt đầu thấy xuất hiện kết tủa thì dừng lại nhận thấy

thể tích dung dịch HCl 1M đã cho vào là 100ml Tính nồng độ mol của các chất tan trong dung dịch A

A [Na[Al(OH)4]]=0,2M; [NaOH]=0,4M B [Na[Al(OH)4]]=0,2M;

23) Cho V lít dung dịch NaOH 0,4M vào dung dịch có chứa 58,14 gam Al2(SO4)3 thu được 23,4 gam kết

tủa Giá trị lớn nhất của V là?

A 2,68 lít B 6,25 lít C 2,65 lít D 2,25 lít

24) Rót V ml dung dịch NaOH 2M vào cốc đựng 300 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,25M thu được một kết tủa

Lọc kết tủa rồi nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn V có giá trị lớn nhất là?

25) Cho 100 ml dung dịch Al2(SO4)30,1M Số ml dung dịch NaOH 0,1M lớn nhất cần thêm vào dung dịch

trên để chất rắn có được sau khi nung kết tủa có khối lượng 0,51 gam là bao nhiêu?