sách về Al, Fe, Cu, Cr

Liên hệ giữa khối lợng chất rắn trớc phản ứng và khối lợng chất rắn sau phản ứng: Trong quá trình nhiệt nhôm, các chất trớc phản ứng và sau phản ứng đều là các chất rắn các kimloại và ox

Chơng XII: Nhôm và hợp chất

Phần A tóm tắt lý thuyết

I nhôm

Nhôm là kim loại hoạt động khá mạnh, tác dụng đợc với nhiều đơn chất và hợp chất

1 Tác dụng với phi kim

Khi đốt nóng, nhôm tác dụng với nhiều phi kim nh oxi, lu huỳnh, halogen

4Al + 3O2 t 0 2Al2O3

2Al + 3S t 0 Al2S3

2Al + 3Cl2 t 0 2AlCl3

2 Tác dụng với axit

a Dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng giải phóng hidro:

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3 H2 

2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 

b Dung dịch H2SO4 đặc, nóng:

2Al + 6H2SO4 (đặc) t 0 Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Chú ý: Al không tan trong dung dịch H2SO4 đặc nguội!

10Al + 36HNO3  10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O

8Al + 30HNO3  8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

Chú ý: Al không tan trong dung dịch HNO3 đặc nguội!

3 Tác dụng với nớc

2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2

Phản ứng này chỉ xảy ra trên bề mặt của thanh Al do Al(OH)3 tạo thành không tan đã ngăn cảnphản ứng Thực tế coi Al không tác dụng với nớc!

4 Tác dụng với dung dịch kiềm

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 

2Al + Ba(OH)2 + 2H2O  Ba(AlO2)2 + 3H2

Bản chất của quá trình Al tan trong dung dịch bazơ kiềm là:

2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

5 Tác dụng với dung dịch muối

2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu

Al + 3AgNO3  Al(NO3)3 + 3Ag

6 Tác dụng với oxit kim loại (phản ứng nhiệt nhôm):

Phản ứng nhiệt nhôm chỉ sử dụng khi khử các oxit của kim loại trung bình và yếu nh : oxit sắt,(FeO, Fe2O3, Fe3O4) oxit đồng, oxit chì

Không sử dụng phơng pháp này để khử các oxit kim loại mạnh nh: ZnO, MgO

c Liên hệ giữa khối lợng chất rắn trớc phản ứng và khối lợng chất rắn sau phản ứng:

Trong quá trình nhiệt nhôm, các chất trớc phản ứng và sau phản ứng đều là các chất rắn (các kimloại và oxit kim loại) Nh vậy:

Khối lợng chất rắn trớc phản ứng = Khối lợng chất rắn sau phản ứng

d Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm

Giả sử tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp bột gồm Al = x mol và Fe2O3 = y mol theo phơngtrình (*)

Trờng hợp 1: Phản ứng diễn ra hoàn toàn ( H = 100%), khi đó có 2 khả năng:

- Nếu Al d: chất rắn A sau phản ứng gồm Al = x-2y, Al2O3 = y và Fe = 2y Khi cho A tác dụng vớidung dịch kiềm sẽ có khí hidro bay ra

- Nếu Al hết: chất rắn A sau phản ứng gồm Fe2O3 = y- 0,5x, Al2O3 = 0,5x và Fe= 2x Khi cho A tácdụng với dung dịch kiềm không có khí hidro bay ra

Trờng hợp 2: Phản ứng diễn ra không hoàn toàn (H < 100%), khi đó đặt số mol phản ứng theo mộtbiến mới Chất rắn sau phản ứng gồm 4 chất: Al, Fe2O3, Al2O3 và Fe

e Bài toán chia chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm thành hai phần khác nhau

Xét quá trình nhiệt nhôm diễn ra theo phản ứng (*) Giả sử phản ứng diễn ra hoàn toàn, Al d , chấtrắn sau phản ứng đợc chia thành 2 phần có khối lợng khác nhau

- Gọi số mol các chất trong phần 1 là Al = a, Al2O3 = b và Fe = 2b

- Gọi số mol các chất trong phần 2 là Al = ka, Al2O3 = kb và Fe = 2kb

Chú ý:

- Không gọi số mol cho các chất trớc khi tham gia phản ứng nhiệt nhôm

- Tỉ lệ số mol của các chất sản phẩm = tỉ lệ các hệ số trong phơng trình phản ứng

II nhôm oxit

1 Tính chất vật lý: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nớc

2 Tính chất hoá học: (Tính chất lỡng tính)

Tác dụng với dung dịch axit:

- Cho Al tác dụng với oxi

- Nhiệt phân Al(OH)3 : 2Al(OH)3 t 0 Al2O3 + 3H2O

III nhôm hidroxit

1 Tính chất vật lý: Là chất kết tủa keo màu trắng, không tan trong nớc

2 Tính chất hoá học: (Tính chất lỡng tính)

Tác dụng với dung dịch axit:

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O

Tác dụng với dung dịch bazơ  muối aluminat:

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

2Al(OH)3 + Ba(OH)2  Ba(AlO2)2 + 4H2O

Chú ý: Al(OH)3 không tan đợc trong các dung dịch bazơ yếu nh NH3, Na2CO3

3 Điều chế

a Từ dung dịch muối Al3+ nh AlCl3, Al(NO3)3, Al2(SO4)3:

- Tác dụng với dung dịch bazơ yếu (dung dịch NH3, dung dịch Na2CO3 ):

AlCl3 + 3NH3 + 3H2O  Al(OH)3  + 3NH4Cl

Al(OH)3 tạo thành không tan khi cho NH3 d.

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2

- Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh (dung dịch NaOH, Ba(OH)2 ):

AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3  + 3NaCl

Al(OH)3 tạo thành tan dần khi cho kiềm d:

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

Tổng quát:

AlCl3 + 4NaOH  NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O

b Từ dung dịch muối aluminat (NaAlO2 , Ba(AlO2)2 ):

- Tác dụng với dung dịch axit yếu (khí CO2, dung dịch NH4Cl, dung dịch AlCl3 ):

NaAlO2 + CO 2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3

(Al(OH)3 tạo thành không tan khi sục khí CO2 d)

NaAlO2 + NH4Cl + H2O  Al(OH)3 + NaCl + NH3

3NaAlO2 + AlCl3 + 3H2O  4Al(OH)3  + 3NaCl

- Tác dụng với dung dịch axit mạnh (dung dịch HCl ):

NaAlO2 + HCl + H2O  Al(OH)3 + NaCl

Al(OH)3 tạo thành tan dần khi cho axit d:

[Al(H2O)]3+ + H2O [Al(OH)]2+ + H3O+

Một số muối nhôm ít tan là: AlF3 , AlPO4

Muối nhôm sunfat có khả năng tạo phèn Công thức của phèn chua là K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O

V Sản xuất nhôm

Nguyên liệu để sản xuất nhôm là quặng boxit Al2O3.nH2O Quặng boxit thờng lẫn các tạp chất là

Fe2O3 và SiO2 Ngời ta làm sạch nguyên liệu theo trình tự sau:

Quặng boxit đợc nghiền nhỏ rồi đợc nấu trong dung dịch xút đặc ở khoảng 180oC Loại bỏ đợc tạpchất không tan là Fe2O3, đợc dung dịch hỗn hợp hai muối là natri aluminat và natri silicat:

Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O

SiO2 + 2NaOH  Na2SiO3 + H2O

Sục CO2 vào dung dịch, Al(OH)3 tách ra:

NaAlO2 + CO 2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3

Lọc và nung kết tủa Al(OH)3 ở nhiệt độ cao (> 900oC ta đợc Al2O3 khan

Điện phân nóng chảy Al2O3 với criolit (3NaF.AlF3 hay Na3AlF6) trong bình điện phân với hai điệncực bằng than chì, thu đợc nhôm:

Đề bài

446 Nêu hiện tợng và viết các phơng trình phản ứng trong các trờng hợp sau:

a Nhỏ dần dần dung dịch KOH vào dung dịch Al2(SO4)3

b Nhỏ dần dần dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaOH

c Cho Na kim loại vào dung dịch AlCl3

447 Nhôm tan đợc dễ dàng trong dung dịch kiềm mạnh (ví dụ dung dịch NaOH) giải phóng hidro.

Có thể nói nhôm là kim loại lỡng tính hay không? Tại sao? Kiềm giữ vai trò gì trong phản ứng này?Viết các phơng trình phản ứng xảy ra

448 (Trích đề thi ĐH và CĐ khối B - 2004)

Cho hỗn hợp A gồm Al2O3, MgO, Fe3O4, CuO Cho khí CO d đi qua A nung nóng đợc chất rắn B.Hoà tan B vào dung dịch NaOH d, đợc dung dịch C và chất rắn D Cho dung dịch HCl d vào dungdịch C Hoà tan chất rắn D vào dung dịch HNO3 loãng (phản ứng tạo khí NO) Viết các phơng trìnhphản ứng

449 Cho hỗn hợp A gồm 4,6 gam Na và 8,1 gam Al Tính số mol khí H2 thu đợc khi:

1 Cho A vào một lợng H2O d

2 Cho A vào một lợng dung dịch NaOH d

450 Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm Al và Na bằng dung dịch NaOH d, thu đợc 8,96 lít khí H2

(đktc) và dung dịch A Sục khí CO2 vào A tới khi lợng kết tủa không thay đổi nữa thu đợc 15,6 gamkết tủa

Viết phơng trình phản ứng và tính m

451 Hỗn hợp bột A gồm Ba và Al.

Cho m gam A vào một lợng nớc d thu đợc 0,25 mol khí H2

Cho m gam A vào dung dịch NaOH d thu đợc 0,4 mol khí H2

Viết các phơng trình phản ứng xảy ra và tính m

452 Bình A chứa 300 mL dung dịch AlCl3 1M

Cho 500 mL dung dịch NaOH vào bình A thu đợc 15,6 gam kết tủa Tính nồng độ mol/L của dungdịch NaOH đã dùng

453 Hoà tan hết 0,81 gam bột nhôm vào 550 mL dung dịch HCl 0,2M thu đợc dung dịch A Tính

thể tích dung dịch NaOH 0,5 M cần thêm vào dung dịch A để:

a Thu đợc lợng kết tủa lớn nhất

b Thu đợc 0,78 gam kết tủa

454 Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 250 mL dung dịch X chứa axit HCl 1M và axit

H2SO4 0,5M đợc dung dịch B và 4,368 lít khí H2 ở đktc

1 Hãy chứng minh rằng trong dung dịch B vẫn còn d axit

2 Tính khối lợng của các kim loại trong hỗn hợp A

3 Tính thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M cần để trung hoà hết lợngaxit d trong dung dịch B

455 Cho 5,2 gam hỗn hợp A gồm Al, Fe, Cu tác dụng với 20 mL dung dịch NaOH 6M, thu đợc

2,688 lít khí ở đktc, sau đó thêm tiếp 400 mL dung dịch axit HCl 1M và đun nóng đến khi khí H2

ngừng thoát ra Lọc tách hỗn hợp chất rắn B

Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng thu đợc dung dịch C và 0,672 lít khí NO (đo ở đktc) Cho C tác dụng với dung dịch NaOH d tạo kết tủa D Nung D ở nhiệt độ cao đến khối lợng không

đổi thu đợc chất rắn E Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn

1 Tính khối lợng các kim loại trong A

2 Tính khối lợng chất rắn E

456 Cho m gam hỗn hợp A gồm Al, Mg, Cu Hoà tan m gam A trong dung dịch NaOH d, thu đợc

3,36 lít khí H2 ở đktc và phần không tan B Hoà tan hết B trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc

2,24 lít khí SO2 ở đktc và dung dịch C Cho C phản ứng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa D.Nung kết tủa D tới khối lợng không đổi, thu đợc chất rắn E Cho E phản ứng với một lợng khí H2 d

đun nóng thu đợc 5,44 gam chất rắn F Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Tính khối lợng của các chất trong A và F

457 Hoà tan hoàn toàn 2,16 gam kim loại M trong 500 mL dung dịch HNO3 0,6M thu đợc dungdịch A (không chứa muối NH4NO3) và 604,8 mL hỗn hợp khí N2 và N2O ở đktc Tỉ khối hơi củahỗn hợp khí này so với H2 là 18,445

Mặt khác, hoà tan hoàn toàn 7,038 gam Na kim loại vào 400 mL dung dịch HCl x mol/L thu đợckhí H2 và dung dịch E

Trộn dung dịch A với dung dịch E thu đợc 2,34 gam kết tủa

1 Xác định kim loại M

2 Xác định nồng độ mol/L của dung dịch HCl đã dùng

458 Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với 84,15 gam hỗn hợp bột Al và Fe2O3 Chia hỗn hợp chất rắnthu đợc sau phản ứng thành 2 phần

Phần một có khối lợng 28,05 gam cho tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 0,175 mol H2

Phần hai cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 0,15 mol H2

1 Tính khối lợng các chất trong hỗn hợp đầu

2 Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm

459 Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với Fe2O3 trong điều kiện không có không khí Chia hỗn hợpsau phản ứng đã trộn đều thành 2 phần

Phần một có khối lợng 67 gam cho tác dụng với lợng d dung dịch NaOH thấy có 16,8 lít H2 bay ra

Hoà tan phần 2 bằng một lợng d dung dịch HCl thấy có 84 lít H2 bay ra

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở đktc.

1 Viết phơng trình phản ứng xảy ra

2 Tính khối lợng Fe thu đợc trong quá trình nhiệt nhôm

460 Hoà tan hoàn toàn một lợng oxit FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc 4,48 lít khí

SO2 ở đktc, phần dung dịch chứa 240 gam một loại muối sắt duy nhất

1 Xác định công thức của oxit sắt

2 Trộn 5,4 gam bột Al và 23,2 gam bột oxit sắt ở trên rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm, giả sử chỉxảy ra phản ứng khử trực tiếp FexOy thành Fe Hoà tan hết hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằngdung dịch H2SO4 20% ( d = 1,4 g/mL) thì thu đợc 5,376 lít khí H2 ở đktc

a Tính hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm

b Tính thể tích tối thiểu dung dịch H2SO4 20% đã dùng

461 Một hỗn hợp A gồm bột Al và Fe3O4 Đun nóng hỗn hợp cho phản ứng hoàn toàn trong môitrờng không có không khí thu đợc hỗn hợp B Cho B phản ứng với dung dịch NaOH d sinh ra 6,72lít khí H2 Còn khi cho B tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 26,88 lít khí H2

1 Viết các phơng trình phản ứng xảy ra

2 Tính số gam từng chất trong hỗn hợp A và B

3 Tính thể tích dung dịch HNO3 10% (d = 1,2 g/mL) để hoà tan vừa hết hỗn hợp A (Biết khí duynhất thoát ra là NO)

Các khí đo ở đktc

462 (Trích đề thi ĐH và CĐ khối B - 2002)

Cho hỗn hợp A có khối lợng m gam gồm bột Al và sắt oxit FexOy Tiến hành phản ứng nhiệt nhômtrong điều kiện không có không khí, thu đợc hỗn hợp B Nghiền nhỏ, trộn đều B rồi chia thành haiphần Phần một có khối lợng 14,49 gam đợc hoà tan hết trong dung dịch HNO3 đun nóng, thu đợcdung dịch C và 3,696 lít khí NO duy nhất ở đktc Cho phần hai tác dụng với l ợng d dung dịchNaOH đun nóng thấy giải phóng 0,336 lít khí H2 ở đktc và còn lại 2,52 gam chất rắn Các phản ứngxảy ra hoàn toàn

1 Viết các phơng trình phản ứng xảy ra

2 Xác định công thức của sắt oxit và tính m

463 Hoà tan 13,9 gam một hỗn hợp A gồm Mg, Al, Cu bằng V mL dung dịch HNO3 5M (vừa đủ),giải phóng ra 20,16 lít khí NO2 duy nhất ở đktc và dung dịch B Thêm dung dịch NaOH d vào dungdịch B, lấy kết tủa nung ở nhiệt độ cao tới khối lợng không đổi thu đợc chất rắn D, dẫn luồng khí H2

d đi qua D đun nóng thu đợc 14,40 gam chất rắn E

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

1 Viết các phơng trình phản ứng xảy ra

2 Tính % theo khối lợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A

3 Tính V

464 Một hỗn hợp A gồm Ba và Al.

Cho m gam A tác dụng với H2O 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)2 d thu đợc 20,832 lít khí

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí đều đo ở đktc

1 Tính khối lợng của từng kim loại trong m gam A

2 Cho 50 mL dung dịch HCl vào dung dịch B Sau khi phản ứng xong, thu đợc 0,78 gam kết tủa.Xác định nồng độ mol/L của dung dịch HCl

465 Hỗn hợp bột E gồm 3 kim loại là K, Al, Fe đợc chia thành 3 phần bằng nhau:

Phần 1: Cho tác dụng với H2O lấy d tạo ra 4,48 lít khí

Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch KOH d tạo ra 7,84 lít khí

Phần 3: Hoà tan hết trong 0,5 lít dung dịch H2SO4 1,2M tạo ra 10,08 lít khí và dung dịch A

1 Tính số gam mỗi kim loại trong hỗn hợp E

2 Cho dung dịch A tác dụng với 240 gam dung dịch NaOH 20% thu đợc kết tủa, lọc rửa kết tủa rồinung trong không khí tới khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn Tính m

lời giải

446 a Ban đầu xuất hiện ngay kết tủa keo trắng Al(OH)3:

AlCl3 + 3KOH  Al(OH)3  + 3KCl

Sau một thời gian, kết tủa Al(OH)3 tạo thành tan dần khi cho kiềm d:

Al(OH)3 + KOH  KAlO2 + 2H2O

b Ban đầu xuất hiện kết tủa keo trắng Al(OH)3 và kết tủa tan ngay:

AlCl3 + 4NaOH  NaAlO2 + 3NaCl

Sau một thời gian, lại xuất hiện kết tủa Al(OH)3 khi cho AlCl3 d:

3NaAlO2 + AlCl3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 3NaCl

c Natri tác dụng mạnh với nớc tạo thành NaOH và giải phóng hidro:

2Na + 2H2O  2NaOH + H2

Đồng thời xuất hiện kết tủa Al(OH)3 màu trắng:

AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl

Sau đó nếu cho d Na sẽ tạo ra thêm NaOH để hoà tan kết tủa tạo ra:

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

447 Nếu thanh nhôm đợc phủ lớp oxit bảo vệ thì ban đầu nó sẽ bị phá huỷ trong dung dịch NaOH:

Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O

Sau khi không còn lớp oxit bảo vệ, nhôm phản ứng trực tiếp với nớc, phản ứng diễn ra trên bề mặtAl:

2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2 

Trong dung dịch NaOH, lớp Al(OH)3 tạo thành trên bề mặt nhôm lại bị hoà tan:

Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

Sau đó thanh Al không còn lớp hidroxit bảo vệ lại tiếp tục phản ứng với nớc và quá trình cứ thế lặplại làm thanh Al tan dần

Nh vậy không thể nói rằng nhôm là kim loại lỡng tính vì nó không phản ứng trực tiếp với kiềm, chỉhợp chất của nhôm mới thể hiện tính chất lỡng tính

448 Cho A + khí CO d, nung nóng: CO khử Fe3O4, CuO thành kim loại:

Fe3O4 + 4CO  3Fe + 4CO2

NaAlO2 + HCl + H2O  Al(OH)3 + NaCl

Cho D + dung dịch HNO3 loãng:

MgO + 2HNO3  Mg(NO3)2 + H2O

Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

449 Số mol Na = 0,2 mol; số mol nhôm = 0,3 mol.

1 Cho A tác dụng với nớc d: Na tan hết, Al tan một phần theo các phơng trình sau:

(mol): 0,2 0,2 0,1

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 (2)

(mol): 0,2 0,2 0,2 0,3

Từ (1), (2)  số mol hidro thu đợc là 0,4 mol

2 Cho A tác dụng với dung dịch NaOH d: Na và Al đều tan hết:

2Na + 2H2O  2NaOH + H2 (3)

(mol): 0,2 0,2 0,1

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 (4)

(mol): 0,3 0,3 0,3 0,45

Từ (3), (4)  số mol hidro thu đợc là 0,55 mol

450 Gọi số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu Na = x mol; Al = y mol.

Vậy: m = 23x + 27y = 23.0,2 + 27.0,2 = 10 (gam)

451 Gọi số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu: Ba = x; Al = y.

- Khi cho m gam A tác dụng với nớc d: Ba tan hết, Al tan một phần theo các phản ứng:

452 Gọi nồng độ dung dịch NaOH đã dùng là C mol/L.

Số mol kết tủa Al(OH)3 cần điều chế =

78

6,15

= 0,2 (mol)

- Trờng hợp 1: Lợng NaOH vừa đủ để tạo ra 15,6 gam kết tủa

AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl

(mol): 0,2 0,6 0,2

Vậy nồng độ dung dịch NaOH là: C =

5,0

2,0

Vậy nồng độ dung dịch NaOH là: C =

5,0

1,09,

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2

mol: 0,03 0,09 0,03 0,045

Dung dịch A thu đợc gồm: AlCl3 = 0,03 mol ; HCl = 0,11 - 0,09 = 0,02 (mol)

a Thu lợng kết tủa lớn nhất

09,002,

= 0,22 (lít)

b Thu đợc 0,78 gam kết tủa

Số mol Al(OH)3 cần điều chế = 0,01 mol

01,002,

02,009,002,

368,4

= 0,195 (mol)

Từ (3), (4)  x + 1,5y = 0,195 hay 2x + 3y = 0,39 (mol) (5)

Số mol H+ phản ứng = 2x + 3y = 0,39 (mol)  số mol H+ d = 0,5 - 0,39 = 0,11 (mol)

= 0,12 (mol)

Cho A + dung dịch NaOH:

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 (1)

(mol): 0,08 0,08 0,08 0,12

Số mol NaOH d = 0,02.6 - 0,08 = 0,04 (mol) Nh vậy Al tan hết  x = 0,08 (2)

Khi thêm tiếp 400 mL dung dịch axit HCl 1M và đun nóng, xảy ra các phản ứng sau:

Sau đó lợng axit HCl còn lại = 0,4 – (0,04 + 0,08 + 0,24) = 0,04 (mol) tiếp tục phản ứng với Fe

Do thu đợc hỗn hợp chất rắn B nên Fe còn d, axit HCl hết:

Số mol khí NO = 0,03 mol Từ (3), (4)  y - 0,02 +

3

2

z = 0,03 3y + 2z = 0,15 (9)Dung dịch C gồm: Fe(NO3)3 = y – 0,02; Cu(NO3)2 = z; HNO3 d

Fe(NO3)3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + 3NaNO3 (11)

Cu(NO3)2 + 2NaOH  Cu(OH)2 + 2NaNO3 (12)

Kết tủa D gồm: Fe(OH)3 = (y – 0,02) mol; Cu(OH)2 = z mol Nung D:

Chất rắn E gồm Fe2O3 = 0,5(y – 0,02) mol; CuO = z mol.

Theo bài: mA = 5,2 gam  27x + 56y + 64z = 5,2 (15)

Từ (2), (9) và (15)  x = 0,08 ; y = 0,044 mol; z = 0,009 mol

1 Khối lợng mỗi kim loại trong A: mAl = 2,16 gam; mFe = 2,464 gam; mCu = 0,576 gam

2 Khối lợng chất rắn E: mE = 160.0,5(0,044 – 0,02) + 80.0,009 = 2,64 (gam)

456 Gọi số mol mỗi kim loại: Al = x; Mg = y và Cu = z.

Cho A + dung dịch NaOH d, Al tan hết theo phơng trình:

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 (1)(mol): x x x 1,5x

Số mol khí H2 = 0,15 mol Từ (1)  1,5x = 0,15  x = 0,1 (mol)

Phần không tan B gồm: Mg = y và Cu = z Cho B + dung dịch H2SO4 đặc nóng:

Mg + 2H2SO4  MgSO4 + SO2 + 2H2O (2)(mol): y y y

Cu + 2H2SO4  CuSO4 + SO2 + 2H2O (3)(mol): z z z

Số mol khí SO2 = 0,1 mol Từ (2), (3)  y + z = 0,1 (4)Dung dịch C gồm: MgSO4 = y; CuSO4 = z và H2SO4 d Cho C + dung dịch NaOH d:

H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O

MgSO4 + 2NaOH  Mg(OH)2 + Na 2SO4 (5)CuSO4 + 2NaOH  Cu(OH)2 + Na 2SO4 (6)Kết tủa D gồm: Mg(OH)2 = y và Cu(OH)2 = z Nung kết tủa D:

457 Gọi hoá trị kim loại M là n và số mol ban đầu là x.

Gọi số mol mỗi khí: N2 = a mol; N2O = b mol

Theo bài ra ta có: a + b =

4,22

6048,0

= 0,027 và

027,0.2

Ta có: M(

n

0,12

+n

0,12) = 2,16  M = 9n Ta lập bảng sau:

M 9 (loại) 18 (loại) 27 (nhận)

Vậy M là Al

Dung dịch A gồm: Al(NO3)3 = 0,08 mol; HNO3 = 0,3 (0,144 + 0,15) = 0,006 (mol)

Cho Na + 400 mL dung dịch HCl x mol/L:

(mol): 0,4x 0,4x

2Na + 2H2O  2NaOH + H2 (4)

(mol): (0,306 - 0,4x) (0,306 - 0,4x)

Dung dịch E gồm: NaOH = 0,306 – 0,4x; NaCl = 0,306 mol

Khi trộn dung dịch A với dung dịch E, để thu đợc 0,03 mol kết tủa Al(OH)3, xảy ra hai trờng hợp:

- Gọi số mol các chất trong phần 1 là Al = a, Fe2O3 = b, Al2O3 = c và Fe = 2c

- Gọi số mol các chất trong phần 2 là Al = 2a, Fe2O3 = 2b, Al2O3 = 2c và Fe = 4c

Mặt khác, 27a + 160b + 102c + 112c = 28,05 gam c = 0,05 mol

1 m (Al) = 27(a + 2c).3 = 12,15 (gam) ; m (Fe2O3) = 160(b + c).3 = 72 (gam)

2 Khi Al phản ứng hết (0,45 mol) thì hiệu suất = 100%

Thực tế Al phản ứng 3a = 0,15 mol nên hiệu suất là 33,33%

459 Phản ứng nhiệt nhôm:

2Al + Fe2O3  t0 Al2O3 + 2Fe (*)Vì H = 100%, chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm + dung dịch NaOH tạo ra khí hidro nên trong phảnứng (*) nhôm còn d và Fe2O3 phản ứng hết

- Gọi số mol các chất trong phần 1 là Al = a, Al2O3 = b và Fe = 2b

Ta có: 27a + 214b = 67 và 1,5a = 0,75

- Số mol các chất trong phần 2 là Al = ka, Al2O3 = kb và Fe = 2kb

Số mol H2 = 3,75 mol  1,5ka + 2kb = 3,75

2 Số mol Al = 0,2 mol; Fe3O4 = 0,1 mol

8Al + 3Fe3O4  t0 4Al2O3 + 9Fe

(mol): 8c 3c 4c 9c

Chất rắn sau phản ứng gồm Al = 0,2 - 8c; Fe3O4 = 0,1 3c; Al2O3 = 4c và Fe = 9c

Số mol H2 = 0,24 mol  1,5(0,2 – 8c + 9c = 0,24  c = 0,02 mol

Khi nhôm phản ứng hết (0,2 mol) thì hiệu suất là 100%

Thực tế nhôm phản ứng 0,16 mol nên hiệu suất là 80%

461 Gọi số mol ban đầu Al = a mol; Fe3O4 = 3b mol Do B tác dụng với dung dịch NaOH giảiphóng hidro nên sau phản ứng nhiệt nhôm thì nhôm còn d Do hiệu suất là 100% nên oxit sắt từ đã

bị khử hết thành Fe

8Al + 3Fe3O4 t 0 4Al2O3 + 9Fe

(mol): 8b 3b 4b 9b

Chất rắn B gồm: Al2O3 = 4b mol; Fe = 9b mol; Al = a – 8b

Khi cho B tác dụng với dung dịch NaOH, chỉ có Al và Al2O3 phản ứng Số mol H2 = 0,3 mol 

- Số mol các chất trong phần 2 là Al = ka, Al2O3 = kyb và Fe = 3kxb

Số mol H2 = 0,015 mol  1,5ka = 0,015  ka = 0,01

Al + 6HNO3  Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

(mol): b 6b 3b

Cu + 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

(mol): c 4c 2c

Số mol NO2 = 0,9 mol nên 2a + 3b + 2c = 0,9

Dung dịch B gồm Mg(NO3)2 = a; Al(NO3)3 = b và Cu(NO3)2 = c

Chất rắn D là MgO = a và CuO = c Chất rắn E gồm MgO = a mol và Cu = c mol

Ta có: 40a + 64c = 14,4 Từ đây ta tìm đợc a = 0,2 mol; b = 0,1 mol ; c = 0,1 mol

2 % mMg = 34,53%; % mAl = 19,42%; % mCu = 46,05%

3 Số mol HNO3 đã dùng = 4a + 6b + 4c = 1,8 (mol) Vậy: V =

5

8,1 = 0,36 (lít)

464 Gọi số mol trong m, gam A: Ba = a mol; Al = b mol

Cho A + nớc: Ba tác dụng với nớctạo thành Ba(OH)2, sau đó Ba(OH)2 tác dụng hết với nhôm Sốmol khí H2 thu đợc là (a + 3a = 4a  a = 0,015

Cho A + dung dịch Ba(OH)2: Ba tác dụng hết trong nớc, Al tác dụng hết với dung dịch Ba(OH)2 Sốmol khí H2 thu đợc là (2a + 3b Vậy b = 0,3 mol

1 Khối lợng mỗi kim loại: m (Ba = 2,055 gam; m (Al) = 8,1 gam

2 Dung dịch C gồm Ba(AlO2)2 = 0,015 mol

Trờng hợp 1: HCl tác dụng vừa đủ với Ba(AlO2)2 để tạo ra 0,005 mol Al(OH)3

CM (HCl) = 0,005/ 0,05 = 0,1M

Trờng hợp 2: HCl tác dụng với Ba(AlO2)2 để tạo ra 0,03 mol kết tủa Al(OH)3, sau đó hoà tan 0,025mol kết tủa CM (HCl) = 0,105/ 0,05 = 2,1M

465 Gọi số mol trong mỗi phần: K = a mol; Al = b mol và Fe = c mol

Phần 1+ nớc: K tác dụng với nớctạo thành KOH, sau đó KOH tác dụng hết với nhôm Số mol khí H2

thu đợc là 0,2 mol nên: 0,5a + 1,5a = 0,2  a = 0,1 (mol)

Phần 2 + dung dịch KOH: K tác dụng hết trong nớc, Al tác dụng hết với dung dịch KOH Số molkhí H2 thu đợc là 0,35 mol nên: 0,5a + 1,5b = 0,35  b = 0,2 (mol)

Phần 3 + dung dịch H2SO4 loãng: cả 3 kim loại đều phản ứng hết Số mol khí H2 thu đợc là 0,45 molnên: 0,5a + 1,5b + c = 0,45  c = 0,1 mol

1 Khối lợng mỗi kim loại: m (K) = 3,9 gam; m (Al) = 5,4 gam; m (Fe) = 5,6 gam

2 Dung dịch A gồm: K2SO4 = 0,05 mol; Al2(SO4)3 = 0,1 mol; FeSO4 = 0,1 mol và H2SO4 = 0,6 –(0,05 + 0,3 + 0,1) = 0,15 (mol)

Số mol NaOH = 1,2 mol

Phần C Bài tập tự giải

466 Hoàn thành các phơng trình phản ứng theo sơ đồ sau:

Al Al2O3  Ba(AlO2)2

  

AlCl3 KAlO2 Al(OH)3

467 Hãy giải thích vì sao:

1 Xô nhôm bị phá huỷ khi đựng vôi tôi

2 Khi hoà tan Al bằng dung dịch HCl, nếu thêm một vài giọt muối CuSO4 vào thì quá trình hoà tanxảy ra nhanh hơn, khí thoát ra mạnh hơn

Đáp số: 1 Vôi tôi là Ca(OH)2, là một bazơ kiềm nên hoà tan lớp oxit trên bề mặt nhôm, làmcho Al bị ăn mòn

2 Do sự hình thành pin điện Al – Cu làm nhôm bị ăn mòn nhanh hơn

468 1 Hãy cho biết sự giống và khác nhau khi cho từ từ đến d:

a Dung dịch NH3 vào dung dịch AlCl3

b Dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3

2 Hãy cho biết sự giống và khác nhau khi cho từ từ đến d:

a Khí CO2 vào dung dịch muối NaAlO2

b Dung dịch HCl loãng vào dung dịch NaAlO2

Viết các phơng trình phản ứng xảy ra

Đáp số: 1 a Xuất hiện kết tủa trắng và kết tủa không bị hoà tan khi cho NH3 d

b Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng và kết tủa này tan dần khi cho NaOH d

2 a Xuất hiện kết tủa trắng và kết tủa không bị hoà tan khi sục CO2 d

b Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng và kết tủa này tan dần khi cho HCl d

469 1 Có 3 chất sau: Mg, Al và Al2O3 Hãy chọn một thuốc thử có thể nhận biết đợc mỗi chất Viếtcác phơng trình phản ứng

2 Chỉ dùng những chất ban đầu là NaCl, H2O và Al, làm thế nào để điều chế đợc các chất sau:AlCl3, Al(OH)3, NaAlO2 Viết các phơng trình phản ứng

Đáp số: 1 Dùng dung dịch NaOH

2 Điện phân dung dịch NaCl thu đợc NaOH, khí Cl2 và khí H2

470 1 Hãy trình bày nguyên tắc sản xuất nhôm và cho biết các quá trình hoá học xảy ra ở các điện

cực Dựa vào quá trình này, hãy viết phơng trình điện phân nóng chảy Al2O3

2 Một hợp chất quan trong của nhôm trong tự nhiên là criolit Viết công thức của criolit và cho biếthợp chất này đợc sử dụng trong quá trình sản xuất nhôm với mục đích gì?

3 Có một mẫu quặng boxit có lẫn tạp chất là Fe2O3 và SiO2 Làm thế nào có thể điều chế đợc nhômnguyên chất Viết các phơng trình phản ứng hoá học đã dùng

Đáp số: 1 Nguyên tắc: dùng dòng điện khử ion Al3+ trong oxit thành Al

2 Criolit có công thức Na3AlF6 hay AlF3.3NaF, đợc dùng để làm giảm nhiệt độ nóng chảycủa Al2O3

3 Đun nóng quặng với NaOH đặc để lọc tách Fe2O3 và SiO2 (dới dạng muối silicat) Sục CO2

vào dung dịch thu đợc, Al(OH)3 tách ra Lọc và nung kết tủa Al(OH)3 ở nhiệt độ cao thu đợc Al2O3

khan Điện phân nóng chảy Al2O3 với criolit trong bình điện phân với hai điện cực bằng than chì,thu đợc nhôm

571 Hoà tan hết 5,4 gam bột nhôm vào 320 mL dung dịch NaOH 1M thu đợc dung dịch A Tính

thể tích dung dịch HCl 0,5 M cần thêm vào dung dịch A để:

a Thu đợc lợng kết tủa lớn nhất.

b Thu đợc 7,8 gam kết tủa

Đáp số: Dung dịch A gồm NaAlO2 = 0,2 mol; NaOH = 0,12 mol

a Trớc hết HCl trung hoà NaOH, sau đó phản ứng vừa đủ với dung dịch natri aluminat tạo kếttủa Al(OH)3 VHCl = 0,64 lít

b Trờng hợp 1: HCl trung hoà NaOH, sau đó phản ứng với dung dịch natri aluminat để tạothành 0,1 mol kết tủa Al(OH)3 VHCl = 0,44 lít

Trờng hợp 2: HCl trung hoà NaOH, sau đó phản ứng với dung dịch natri aluminat để tạothành 0,2 mol kết tủa Al(OH)3 rồi hoà tan 0,1 mol kết tủa VHCl = 1,24 lít

472 Cho 7,7 gam hỗn hợp bột Na và Al vào 500 mL dung dịch NaOH 0,5M (d), sau khi phản ứng

kết thúc thu đợc dung dịch A và 7,84 lít khí hidro (đktc)

1 Tính khối lợng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu

2 Tính thể tích dung dịch HCl 1M cần thêm vào dung dịch A để:

a Thu đợc lợng kết tủa lớn nhất

b Thu đợc 7,8 gam kết tủa

Đáp số: Gọi số mol ban đầu Na = a mol; Al = b mol Dung dịch A gồm NaAlO2 = b mol,NaOH = (0,25 + a – b) mol

a = 0,1 mol và b = 0,2 mol m (Na) = 2,3 gam; m (Al) = 5,4 gam

2 Làm tơng tự bài 471

a VHCl = 0,35 lít

b Trờng hợp 1: VHCl = 0,25 lít; Trờng hợp 2: VHCl = 0,65 lít

473 Có 3,23 gam hỗn hợp bột Al, Fe, Cu chia thành 2 phần bằng nhau:

Phần 1 cho vào 60 gam dung dịch HCl 7,3% (d) thu đợc dung dịch A, chất rắn B và 1,008 lít khí H2

ở đktc Lấy chất rắn B cho vào dung dịch HNO3 đặc d thu đợc 0,896 lít khí NO2 ở đktc

Phần 2 cho vào 100 mL dung dịch NaOH 0,15M thu đợc V lít khí H2 (đo ở 27,3oC và 745 mmHg)

1 Tính khối lợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp

2 Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch A và tính V

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Đáp số: Gọi số mol mỗi phần: Al = a mol; Fe = b mol và Cu = c mol

27a + 56b + 64c = 3,23 Phần 1 + dung dịch HCl, Al và Fe tan hết, chất rắn B không tan là

Cu Số mol H2 = 0,045 mol  1,5a + b = 0,045

Số mol NO2 = 0,04 mol  c = 0,02 Từ đây tìm đợc a = 0,01 mol; b = 0,03 mol

Phần 2 + dung dịch NaOH, chỉ có Al phản ứng

2 Dung dịch A gồm: AlCl3 = 0,01 mol; FeCl2 = 0,03 mol và HCl d = 0,03 mol

Khối lợng dung dịch A = 60 + m (Al) + m (Fe) – m (H2) = 61,86 gam Từ đây tính đợc nồng

Đáp số: 1 Trớc hết Al tác dụng với AgNO3, sau đó mới phản ứng với Pb(NO3)2 Chất rắn thu

đợc là Ag = 0,022 mol; Pb = 0,018 mol và Al d = 0,034/ 3 mol

Dung dịch C gồm: Al(NO3)3 = 0,058/3 mol

2 Trờng hợp 1: NaOH vừa đủ để tạo ra 0,012 mol kết tủa Al(OH)3

CM (NaOH) = 0,036/ 0,02 = 1,8M

Trờng hợp 2: NaOH chuyển hết Al(NO3)3 thành kết tủa, sau đó hoà tan để còn 0,012 molAl(OH)3

475 Hoà tan 2,16 gam hỗn hợp 3 kim loại Na, Al, Fe vào một lợng nớc d, thu đợc 0,448 lít khí ở

đktc và một lợng chất rắn Tách lợng chất rắn này cho tác dụng hết với 60 mL dung dịch CuSO4 1Mthu đợc 3,2 gam Cu kim loại và dung dịch A Cho dung dịch NaOH vào A để thu đ ợc lợng kết tủalớn nhất Nung kết tủa thu đợc trong không khí đến khối lợng không đổi đợc chất rắn B

1 Xác định khối lợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu

2 Tính khối lợng của chất rắn B

Đáp số: Gọi số mol ban đầu: Na = a mol; Al = b mol và Fe = c mol

23a + 27b + 56c = 2,16 Cho A + nớc d: Na tan hết, Al tan một phần trong NaOH Số mol H2

= 0,02 nên (0,5a + 1,5a) = 0,02 hay a = 0,01 mol Chất rắn thu đợc là Al d = (b – a) mol và Fe = cmol Dung dịch A gồm Al2(SO4)3 = 0,5(b - a); FeSO4 = c và CuSO4 d = 0,06 - 0,05 = 0,01 mol Tacó: 3(b –a) + 2c = 0,1

Vậy b = 0,03 mol; c = 0,02 mol

1 m (Na) = 0,23 gam; m (Al) = 0,81 gam; m (Fe) = 1,12 gam

2 B gồm Al2O3 = 0,01 mol; Fe2O3 = 0,01 mol; CuO = 0,01 mol m (B) = 3,42 gam

476 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp bột A (gồm Al, CuO, Fe3O4) bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu

đợc 21,84 lít khí X

Mặt khác, trộn đều m gam hỗn hợp A rồi thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn, thu đợc hỗnhợp chất rắn B Cho hết lợng B tác dụng với dung dịch NaOH d, thu đợc 3,36 lít khí Y Khi phảnứng kết thúc, cho tiếp dung dịch HCl đến d thu đợc dung dịch C, m1 gam chất rắn và thu thêm đợc10,08 lít khí Y Thổi khí Cl2 vào dung dịch C rồi cho dung dịch NaOH vào tới d, thu đợc kết tủa D

Đem nung kết tủa D trong chân không tới khối lợng không đổi, thu đợc 34,8 gam hỗn hợp rắn E

1 Viết các phơng trình phản ứng đã xảy ra

2 Tính số gam m, m1 và khối lợng mỗi chất trong E

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí đo ở đktc

Đáp số: Gọi số mol ban đầu: Al = x; CuO = y và Fe3O4 = z

SO2 = 0,975 mol nên 3x + z = 1,95 B gồm: Cu = y; Fe = 3z và Al = x -

3

2

y - 3

8z

Số mol H2 = 0,15 nên x-

3

2

y - 3

8

z = 0,1 Số mol Y = 0,45 nên z = 0,15 (mol)

Vậy x = 0,6 mol; y = 0,15 mol

Thổi clo vào C thu đợc dung dịch gồm: FeCl3 = t; FeCl2 = 0,45 – t và HCl d

D gồm Fe2O3 = 0,5t và FeO = 0,45 – t Từ đây tìm đợc t = 0,3 (mol)

2 m = 63 gam; m1 = 9,6 gam

Khối lợng các chất trong E: m (Fe2O3) = 24 gam; m (FeO) = 10,8 gam

477 Cho A là hỗn hợp chứa Al và FexOy

Sau phản ứng nhiệt nhôm mẫu A thu đợc 92,35 gam chất rắn C Hoà tan C bằng dung dịch NaOH

d thấy có 8,4 lít khí bay ra và còn lại một phần không tan D Hoà tan 1/4 lợng chất D bằng H2SO4

đặc nóng thấy tiêu tốn 60 gam axit H2SO4 98% (giả sử chỉ tạo thành một loại muối sắt (III))

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

1 Tính khối lợng các chất trong hỗn hợp C

1 m (Fe) = 44,8 gam; m (Al2O3) = 40,8 gam; m (Al) = 6,75 gam.

3 Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4

478 Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và sắt oxit FexOy thu đợc hỗn hợpchất rắn B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lítkhí H2

Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C đến khi thu đợc lợng kết tủa lớn nhất rồi lọc lấy kết tủa,nung tới khối lợng không đổi thu đợc 5,1 gam chất rắn

Phần không tan D cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng, sau phản ứng chỉ thu đợc dung dịch

E chứa một muối sắt duy nhất và 2,688 lít khí SO2

Biết các khí đều đo ở đktc, các phản ứng xảy ra hoàn toàn

3 Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4.Trờng hợp 2 Muối sắt duy nhất là FeSO4 do phản ứng:

3 Vậy công thức oxit sắt là Fe2O3

479 (Trích Đề thi ĐH và CĐ khối B- 2003)

Hỗn hợp X gồm các kim loại Al, Fe, Ba Chia X thành 3 phần bằng nhau:

Phần 1 tác dụng với H2O (d), thu đợc 0,896 lít khí H2

Phần 2 tác dụng với 50 mL dung dịch NaOH 1M (d), thu đợc 1,568 lít khí H2

Phần 3 tác dụng với dung dịch HCl (d), thu đợc 2,24 lít khí H2

Các phản ứng diễn ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn

1 Tính phần trăm khối lợng mỗi kim loại trong hỗn hợp X

2 Sau phản ứng ở phần 2, lọc đợc dung dịch Y Tính thể tích dung dịch HCl 1M cần thêm vào dungdịch Y để:

a Thu đợc lợng kết tủa lớn nhất

b Thu đợc 1,56 gam kết tủa

b Cho M tan trong dung dịch HNO3 rất loãng d, thu đợc dung dịch A và không có khí thoát

ra Cho A tác dụng với dung dịch KOH đặc thu đợc kết tủa B, dung dịch C và khí D Cho từ từ dungdịch HCl loãng vào C thấy tạo thành kết tủa B, sau đó bị hoà tan

Đáp số: a M = 27 (Al).

b Sản phẩm tạo thành là Al(NO3)3, NH4NO3 và H2O B là Al(OH)3 Khí D là NH3 Dung dịch

C là KAlO2

481 Hỗn hợp A gồm: Fe3O4, Al, Al2O3, Fe

Cho A tan trong dung dịch NaOH d, thu đợc chất rắn B , dung dịch C và khí D

Cho khí D d tác dụng với A nung nóng đợc chất rắn A1 Dung dịch C cho tác dụng với dung dịch

H2SO4 loãng d đợc dung dịch C1

Chất rắn A1 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng (vừa đủ) thu đợc dung dịch E và khí F Cho Etác dụng với bột Fe d đợc dung dịch H

Viết các phơng trình phản ứng xảy ra

Đáp số: Chất rắn B gồm Fe và Fe3O4 Dung dịch C là NaAlO2 và NaOH Khí D là H2 A1 là

Al, Al2O3 và Fe Dung dịch C1 là Al2(SO4)3, Na2SO4 và H2SO4 d

Dung dịch E gồm Al2(SO4)3 và Fe2(SO4)3 Dung dịch H là Al2(SO4)3 và FeSO4

482 Cho 4,32 gam nhôm tác dụng vừa đủ với 400 gam dung dịch HNO3 thu đợc 0,672 lít khí X(đktc) và một dung dịch Y Cho Y tác dụng với NaOH d thu đợc 0,672 lít khí Z (đktc)

1 Xác định công thức phân tử của X

2 Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HNO3 đã dùng

Đáp số: Số mol Al = 0,16 mol Khí X là NxOy = 0,03 mol Dung dịch Y chứa muối Al(NO3)3

và NH4NO3 Khí Y là NH3 = 0,03 mol

Từ hai phơng trình phản ứng:

3

1[0,03.8 + (5x – 2y).0,03] = 0,16 hay 5x – 2y = 8

1 x = 2, y = 1 thoả mãn Khí X là N2O

2 C% (HNO3) = 8,98%

483 Cho hỗn hợp A gam gồm kim loại R ( hoá trị I ) và kim loại M (hoá trị II ) Hoà tan 3 gam A

bằng dung dịch chứa HNO3 và H2SO4 thu đợc 2,94 gam hỗn hợp B (gồm khí NO2 và khí D ) có thểtích là 1,344 lít (đktc)

1 D là khí gì?

2 Tính khối lợng muối khan thu đợc

3 Nếu tỉ lệ khí NO2 và khí D thay đổi thì khối lợng muối khan thu đợc thay đổi trong khoảng nào?

Đáp số: 1 Số mol khí B = 0,06 mol vậy M = B 02,,0694= 49 Nhận thấy: NO2 < 49 < D vậy

D là SO2 Số mol NO2 = 0,05 mol; SO2 = 0,01 mol

3 Số mol electron R và M nhờng đi = 0,05.1 + 0,01.2 = 0,07 mol

- Nếu chỉ tạo NO2: số mol NO2 = 0,07 mol Tổng khối lợng muối = 6,22 gam

- Nếu chỉ tạo SO2: số mol NO2 = 0,035 mol Tổng khối lợng muối = 5,24 gam

Vậy: 5,24 gam < khối lợng muối khan < 6,22 gam

484 Chia hỗn hợp 2 kim loại M (hoá trị 2) và R (hoá trị 3) thành 3 phần bằng nhau.

Phần 1: Tan hoàn toàn trong 1 lít dung dịch HCl 2M thu đợc dung dịch A và 17,92 lít khí H2 ở đktc Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 13,44 lít khí H2 (đktc) và còn lại

13

4 phầnkhối lợng kim loại M không tan

Oxit hoá hoàn toàn phần 3 thu đợc 28,4g hỗn hợp hai oxit

Xác định các kim loại và tính % khối lợng trong hỗn hợp

Đáp số: Gọi số mol trong mỗi phần: M = a; R = b.

a Xác định các kim loại

b Xác định nồng độ mol/L của dung dịch HCl đã dùng

Đáp số:1 Dung dịch A gồm Al(NO3)3 = 0,06 mol và HNO3 = 0,04 mol

Gọi công thức chung của hai kim loại kiềm là M Các phản ứng xảy ra:

2M + 2HCl  2MCl + H2 và 2M + 2H2O  2MOH + H2

M =

0,25

7,35

= 29,4 Vậy hai kim loại kiềm là Na và K

2 Dung dịch B gồm: MCl = x mol; MOH = (0,25 - x) mol

1 Tác dụng với phi kim:

- Tác dụng với oxi:

2 Tác dụng với axit

- Tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng Muối sắt(II) + H2:

Chú ý: Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc nguội!

- Dung dịch HNO3: Fe tác dụng với dung dịch HNO3 tạo thành Fe(NO3)3, nớc và các sản phẩm ứngvới số oxi hoá thấp hơn của nitơ (NH4NO3 ; N2 ; N2O ; NO ; NO2)

Ví dụ:

Fe + 6HNO3 (đặc)  Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Nếu Fe d:

Fe + 2Fe(NO3)3  3Fe(NO3)2

Chú ý: Fe không tan trong dung dịch HNO3 đặc nguội!

3 Tác dụng với hơi nớc

3Fe + 4H2O  5700C Fe3O4 + 4H2

Fe + H2O 5700C FeO + H2

4 Tác dụng với dung dịch muối

Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu

Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag

II Hợp chất sắt(II):

Hợp chất Fe(II) khi tác dụng với chất oxi hoá sẽ bị oxi hoá thành hợp chất Fe(III)

1 Sắt(II) oxit: FeO

a Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu đen, không tan trong nớc

b Tính chất hoá học:

- Tính chất của oxit bazơ:

FeO + H2SO4 (loãng)  FeSO4 + H2O

- Tính khử: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh nh dung dịch HNO3, dung dịch H2SO4

đặc…

2FeO + 4H2SO4 (đặc)  Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O

3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

- Tính oxi hoá: thể hiện khi nung nóng với các chất khử nh C, CO, H2, Al:

FeO + H2 t 0 Fe + H2O

c Điều chế:

- Nhiệt phân các hợp chất không bền của Fe(II) trong điều kiện không có không khí:

Fe(OH)2 t 0 FeO + H2O hoặc FeCO3  t0 FeO + CO2

2 Sắt(II) hidroxit: Fe(OH)2

a Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu lục nhạt, không tan trong nớc

b Tính chất hoá học:

- Tính chất bazơ: Fe(OH)2 + 2HCl  FeCl2 + 2H2O

- Tính khử: ở nhiệt độ thờng Fe(OH)2 bị oxi hoá nhanh chóng trong không khí ẩm thành Fe(OH)3

a Muối tan: FeCl2, FeSO4, Fe(NO3)2:

- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi):

FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2 + Na2SO4

- Tính khử mạnh: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh nh khí Cl2, dung dịch HNO3, dungdịch H2SO4 đặc, dung dịch KMnO4 trong môi trờng H2SO4 loãng…

Mg + FeSO4  MgSO4 + Fe

b Muối không tan

- Muối FeCO3:

Phản ứng nhiệt phân: FeCO3  t0 FeO + CO2

Nếu nung trong không khí: 4FeO + O2  t0 2Fe2O3

Phản ứng trao đổi: FeCO3 + 2HCl  FeCl2 + CO2 + H2O

Tính khử: FeCO3 + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O

2FeCO3 + 4H2SO4 (đặc)  Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O

- Muối FeS:

Phản ứng trao đổi: FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S

Tính khử: FeS + 6HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + 3NO + 2H2O

c Muối FeS2:

- Tính khử: 4FeS2 + 11O2  t0 2Fe2O3 + 8SO2

FeS2 + 18HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + 15NO2 + 7H2O

III Hợp chất sắt(III)

- Nhiệt phân Fe(OH)3: 2Fe(OH)3  t0 Fe2O3 + 3H2O

2 Sắt(III) hidroxit: Fe(OH)3

a Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất kết tủa màu nâu đỏ, không tan trong nớc

a Muối tan: FeCl3, Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3:

- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi):

FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + 3NaCl

- Tính oxi hoá (Thể hiện khi tác dụng với chất khử nh Cu, Fe…):

Fe + 2Fe(NO3)3  3Fe(NO3)2

Cu + 2Fe(NO3)3  2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2

- Khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn:

Mg + 2FeCl3  MgCl2+ 2FeCl2

Mg + FeCl2  MgCl2+ Fe

b Muối không tan: FePO4…

IV oxit sắt từ : Fe3O4 (FeO.Fe2O3)

1 Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu, không tan trong nớc

2 Tính chất hoá học:

- Tính bazơ: Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Fe3O4 + 4H2SO4 (loãng)  FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O

- Tính khử: 2Fe3O4 + 10H2SO4 (đặc)  3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O

Fe3O4 + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O

- Tính oxi hoá (tác dụng với các chất khử thông thờng nh C, CO, H2, Al):

Fe3O4 + 4CO t 0 3Fe + 4CO2

V Sản xuất gang

1 Nguyên liệu

- Quặng hematit, chứa Fe2O3 - Quặng manhetit, chứa Fe3O4

- Quặng xiđerit, chứa FeCO3 - Quặng prit, chứa FeS2

2 Nguyên tắc sản xuất gang

Khử oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao (phơng pháp nhiệt luyện)

Trong lò cao, sắt có số oxi hoá cao bị khử dần dần đến sắt có số oxi hoá thấp theo sơ đồ:

Fe2O3  Fe3O4  FeO  Fe

3 Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình sản xuất gang

- Phản ứng tạo chất khử CO:

C + O2  CO2 và CO2 + C  2CO

- CO khử sắt trong oxit:

Phần trên thân lò có nhiệt độ khoảng 400oC: 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2

Phần giữa thân lò có nhiệt độ khoảng 500 - 600oC: Fe3O4 + CO  3FeO + CO2

Phần dới thân lò có nhiệt độ khoảng 700 - 800oC: FeO + CO  Fe + CO2

Phần B Bài tập có lời giải

đề bài

486 Từ lu huỳnh, bột sắt, muối ăn, oxi và nớc, hãy viết các phơng trình phản ứng để điều chế:

- Các muối sắt: FeS, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCl3

- Các muối natri: Na2S, Na2SO3, Na2SO4

(Đợc dùng thêm các điều kiện và xúc tác cần thiết)

487 Khi hoà tan hết 14 gam kim loại M hoá trị II trong axit sunfuric loãng thì tạo thành 5,6 lít khí

H2 (đktc) và dung dịch A

1 Tìm kim loại M

2 Khi cô cạn dung dịch A thì muối sunfat kết tinh cùng với nớc để tạo thành 69,5 gam muối ngậmnớc dạng MSO4.nH2O Xác định n

488 Cho 25,9 gam hỗn hợp gồm bột S và một kim loại M (hoá trị II) vào bình kín không có không

khí, đốt nóng bình cho đến khi phản ứng hoàn toàn thu đợc chất rắn A Biết A tan hoàn toàn trong

dung dịch HCl d thu đợc 6,72 lít khí B (đktc) Tỉ khối của B so với hiđro là

3

35

1 Xác định thành phần % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp B

2 Xác định tên kim loại M

489 Hỗn hợp B gồm Fe và Fe3O4 đợc chia thành hai phần bằng nhau

Phần 1: Tác dụng vừa đủ với 90 ml dung dịch H2SO4 1M (loãng)

Phần 2: Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, d, thu đợc 560 ml khí SO2 (đktc)

Viết các phơng trình phản ứng và tính khối lợng các chất trong B

490 Có 5,56 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hoá trị n) Chia A làm hai phần bằng nhau:

Phần 1: Hoà tan hết trong dung dịch HCl đợc 1,568 lít khí H2 (đktc)

Phần 2: Hoà tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc 2,016 lít khí SO2 (đktc)

Xác định kim loại M và thành phần % theo khối lợng của mỗi kim loại trong A

491 Hoà tan hoàn toàn một lợng hỗn hợp A gồm FeCO3 và Fe3O4 trong 98 gam dung dịch H2SO4

Tính khối lợng mỗi chất trong A và nồng độ phần trăm của dung dịch H2SO4 đã dùng

492 Cho các cặp oxy hoá khử sau: Fe2+/Fe , Cu2+/Cu , Fe3+/Fe2+

Từ trái sang phải theo dãy trên, tính oxi hoá tăng dần theo thứ tự: Fe2+, Cu2+, Fe3+; Tính khử giảmdần theo thứ tự: Fe, Cu, Fe2+ Hỏi:

1 Fe có khả năng tan đợc trong dung dịch FeCl3 và trong dung dịch CuCl2 không

2 Cu có khả năng tan trong dung dịch FeCl3 và dung dịch FeCl2 không

493 Hoà tan hoàn toàn một lợng oxít FexOy bằng một lợng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc 4,48lít khí SO2 ở đktc, phần dung dịch thu đợc chứa 240 gam một loại muối sắt duy nhất

Xác định công thức của oxít sắt

494 Đốt nóng 4,16 gam hỗn hợp A gồm MgO, FeO, Fe rồi cho một luồng khí CO d đi qua, sau khi

phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc 3,84 gam hỗn hợp chất rắn B

Mặt khác, nếu cho 4,16 gam hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với dung dịch CuSO4 thì thu đợc 4,32gam hỗn hợp chất rắn D Hoà tan hoàn toàn 4,16 gam hỗn hợp A bằng một lợng vừa đủ dung dịchHCl 7,3% (d = 1,05 g/ml) thì thu đợc dung dịch E và khí H2

1 Tính thể tích dung dịch HCl 7,3% và thể tích H2 ở đktc.

2 Tính nồng độ % các chất trong dung dịch E

495 M là hỗn hợp: Fe, FeO, Fe2O3

1.Cho dòng khí H2 d đi qua 4,72 gam hỗn hợp M nung nóng thu đợc 3,92 gam Fe

Mặt khác, cho 4,72 gam hỗn hợp M vào lợng d dung dịch CuSO4 thu đợc 4,96 gam chất rắn Tính lợng mỗi chất trong hỗn hợp M

2 Cần bao nhiêu ml dung dịch HCl 7,3% (d = 1,05 g/ml) để hoà tan vừa đủ 4,72 gam hỗn hợp M,dung dịch thu đợc lúc này gọi là dung dịch D

3 Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch AgNO3 d Tính khối lợng chất rắn thu đợc

496 Hỗn hợp A có khối lợng 8,14 gam gồm CuO, Al2O3 và một oxit sắt FexOy Cho H2 d qua A đunnóng, sau khi phản ứng thu đợc 1,44 gam H2O Hoà tan hoàn toàn A cần dùng 170 ml dung dịch

H2SO4 loãng 1M, thu đợc dung dịch B

Cho B tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc lấy kết tủa, đem nung trong không khí tới khối lợngkhông đổi, thu đợc 5,2 gam chất rắn

Xác định công thức của oxit sắt và tính khối lợng của mỗi oxit trong hỗn hợp A

497 (Trích đề thi ĐH và CĐ khối A- 2002)

Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3 loãng, đun nóng vàkhuấy đều Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc 2,24 lít khí NO duy nhất ở đktc, dung dịch Y

và còn lại 1,46 gam kim loại

1 Viết các phơng trình phản ứng xảy ra

2 Tính nồng độ mol/l của dung dịch HNO3

3 Tính khối lợng muối trong dung dịch Y

498 Để khử hoàn toàn 8 gam oxit của một kim loại cần dùng 3,36 lít H2 Hoà tan hết lợng kim loạithu đợc vào dung dịch HCl thấy thoát ra 2,24 lít khí H2

Xác định công thức của oxit Biết các khí đo ở đktc

499 (Trích đề thi ĐH và CĐ khối A- 2003)

Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại Dẫn toàn bộ khísinh ra vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 d, thấy tạo thành 7 gam kết tủa Nếu lấy lợng kim loạisinh ra hoà tan hết vào dung dịch HCl d thì thu đợc 1,176 lít khí H2 (đktc)

1 Xác định công thức oxit kim loại

2 Cho 4,06 gam oxit kim loại trên tác dụng hoàn toàn với 500ml dung dịch H2SO4 đặc, nóng (d)

đ-ợc dung dịch X và có khí SO2 bay ra

Hãy xác định nồng độ mol/lít của muối trong dung dịch X

Coi thể tích của dung dịch không thay đổi trong suốt quá trình phản ứng

500 (Trích đề thi ĐH và CĐ khối A- 2004)

Hỗn hợp A gồm FeCO3 và FeS2 A tác dụng với dung dịch HNO3 63% (khối lợng riêng 1,44g/mL)theo các phản ứng sau:

FeCO3 + HNO3  Muối X + NO2 + CO2 + H2O (1)

FeS2 + HNO3  Muối X + NO2 + H2SO4 + H2O (2)

đợc hỗn hợp khí B và dung dịch C Tỉ khối của B so với oxi bằng 1,425 Để phản ứng vừa nết vớicác chất trong dung dịch C cần dùng 540 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M Lọc lấy kết tủa, đem nung

đến khối lợng không đổi, đợc 7,568 gam chất rắn (BaSO4 coi nh không bị nhiệt phân) Các phảnứng diễn ra hoàn toàn

1 X là muối gì? Hoàn thành các phơng trình phản ứng (1) và (2)

2 Tính khối lợng mỗi chất trong hỗn hợp A

3 Xác định thể tích dung dịch HNO3 đã dùng

(Giả thiết HNO3 không bị bay hơi trong quá trình phản ứng)

501 1 Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hoá trị n không đổi) trong

dung dịch HCl d, thu đợc 1,008 lít khí đktc và dung dịch chứa 4,575g muối khan Tính m