Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm MỤC LỤC Trang PHẦN A: PHÂN DẠNG BÀI TẬP 2 I/ Chuỗi phản ứng 2 II/ Nhận biết 4 III/ Nước cứng 8 IV/ Khí CO 2 và SO 2 tác dụng với dung dịch bazo 11 V/ Xác định tên kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 15 VI/ Lưỡng tính nhôm 18 VII/ Nhiệt nhôm 24 PHẦN B: BÀI TẬP TỰ LUYỆN 28 Chuỗi phản ứng và nhận biết 28 Nước cứng 29 Khí CO 2 và SO 2 tác dụng với dung dịch bazo 30 Xác định tên kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 32 Lưỡng tính nhôm 34 Nhiệt nhôm 47 PHẦN C: ĐỀ KIỂM TRA CHƯƠNG KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ NHÔM. 49 Trang 1 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm PHẦN A: PHÂN DẠNG BÀI TẬP I /CHUỖI PHẢN ỨNG: 1/Viết phương trình phản ứng cho chuỗi biến hóa. Ví dụ: Hoàn thành chuỗi biến hóa sau: CaO → Ca(OH) 2 → CaCl 2 → CaCO 3 CaCO 3 CO 2 → Ba(HCO 3 ) 2 → K 2 CO 3 Bài giải: CaCO 3 to CaO + CO 2 ↑ CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 + 2HCl → CaCl 2 + 2H 2 O CaCl 2 + Na 2 CO 3 → 2NaCl + CaCO 3 ↓ 2CO 2 + Ba(OH) 2 → Ba(HCO 3 ) 2 Ba(HCO 3 ) 2 + 2KOH → K 2 CO 3 + BaCO 3 ↓ + 2H 2 O K 2 CO 3 + BaCl 2 → 2KCl + BaCO 3 ↓ Trang 2 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 2/Tìm công thức phân tử và viết phương trình phản ứng cho chuỗi biến hóa.  Phương pháp: Dựa vào các chất đã biết trong chuỗi. • Dựa vào dữ kiện bài toán cho. • Dựa vào mối quan hệ giữa các loại chất đã học để suy luận ra chất cần tìm. • Hoàn thành chuỗi phản ứng, viết phương trình phản ứng và cân bằng. Ví dụ: Hoàn thành sơ đồ biến hóa sau: KClO 3 → A + B A + MnO 2 + H 2 SO 4 → C + D+ E + F A → G + C G + H 2 O → L + M C + L → KClO 3 + A + P Bài giải: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 ↑ KCl + MnO 2 + 2H 2 SO 4 → Cl 2 ↑ + K 2 SO 4 + MnSO 4 + 2H 2 O 2KCl → 2K + Cl 2 ↑ 2K + 2H 2 O → 2KOH + H 2 ↑ 3Cl 2 + 6KOH → KClO 3 + 5KCl + 3H 2 O  Sai lầm của học sinh : Học sinh hay quên điều kiện phản ứng, quên cân bằng phản ứng và không nhớ các phương trình phản ứng thể hiện tính chất của các chất. Trang 3 t O đpnc t o t o đpnc t o Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm II/ NHẬN BIẾT:  Phương pháp: • Muốn nhận biết hay phân biệt các chất ta phải dựa vào phản ứng đặc trưng nào có tạo ra hiện tượng: kết tủa, đổi màu, cho chất có mùi hoặc khí sủi bọt. hoặc có thể sử dụng một số tính chất vật lý nếu đề bài cho phép như nóng chảy khác nhau, hòa tan… • Chọn thuốc thử thích hợp, cho vào các ống nghiệm ghi nhận hiện tượng đã nhận ra chất nào. • Viết phản ứng minh họa.  Điều cần biết: ION Thuốc thử Hiện tượng Phương trình Na + Đốt cháy trên ngọn lửa không màu Cho ngọn lửa màu vàng K + Đốt cháy trên ngọn lửa không màu. Cho ngọn lửa màu tím Ca 2+ Đố cháy trên ngọn lửa không màu Cho ngọn lửa màu đỏ gạch CO 3 2- ↓ trắng CaCl 2 + Na 2 CO 3 → 2NaCl + CaCO 3 ↓ Ba 2+ Đốt cháy trên ngọn lửa không màu. Cho ngọn lử màu xanh lá mạ. SO 4 2- trong H 2 SO 4 loãng. ↓ trắng không tan trong axit. BaCl 2 + Na 2 SO 4 → 2NaCl + BaSO 4 ↓ CrO 4 2- ↓ vàng BaCl 2 + Na 2 CrO 4 → 2NaCl + BaCrO 4 ↓ Cr 2 O 7 2- ↓ vàng BaCl 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 O →2NaCl + 2HCl + BaCrO 4 ↓ Mg 2+ OH - ↓ trắng MgCl 2 + 2NaOH → 2NaCl + Mg(OH) 2 ↓ Al 3+ OH - Tạo kết tủa keo tráng tan trong dung dịch kiềm dư. AlCl 3 + 3NaOH → 3NaCl + Al(OH) 3 ↓ Al(OH) 3 ↓ + NaOH → Na[Al(OH) 4 ] NH 3 Tạo kết tủa keo trắng AlCl 3 +3NH 3 + 3H 2 O → 3NH 4 Cl + Al(OH) 3 ↓ Trang 4 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm không tan trong NH 3 dư. 1/ Nhận biết với thuốc thử tự chọn. Ví dụ: Các dung dich sau: Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 , NaHCO 3 và NaHSO 3 Bài giải: Lấy mỗi lọ một ít ra làm mẫu thử. Sau đó cho dung dịch BaCl 2 lần lượt vào các mẫu: - Mẫu nào cho kết tủa trắng là Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 (1) Na 2 CO 3 + BaCl 2 → 2NaCl + BaCO 3 ↓ trắng Na 2 SO 3 + BaCl 2 → 2NaCl + BaSO 3 ↓ trắng - Mẫu không có hiên tượng gì là NaHCO 3 , NaHSO 3 (2) Cho HCl vào các mẫu của nhóm (1) rồi dẫn sản phẩm khí lội qua dung dịch nước brom: - Mẫu làm mất màu dung dịch nước brom là Na 2 SO 3 Na 2 SO 3 + 2HCl → 2NaCl + SO 2 ↑ + H 2 O SO 2 + Br 2 nâu đỏ + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr - Mẫu còn lại là Na 2 CO 3 . Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 ↑ + H 2 O Cho HCl vào các mẫu của nhóm (2) rồi dẫn sản phẩm khí lội qua dung dịch nước brom: - Mẫu làm mất màu dung dịch nước brom là NaHSO 3 . Trang 5 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm NaHSO 3 + HCl → NaCl + SO 2 ↑ + H 2 O SO 2 + Br 2 nâu đỏ + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr - Mẫu còn lại là NaHCO 3 . 2/ Nhận biết các chất chỉ dùng một thuốc thử: Ví dụ: Nhận biết các muối sau: NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 SO 4 , NaNO 3 , MgCl 2 , FeCl 2 , FeCl 3 , Al(NO 3 ) 3. Bài giải: Cho Ba(OH) 2 vào các ống nghiệm chứa các chất thử đã cho: - Ống nào có khí mùi khai là chứa NH 4 Cl. 2NH 4 Cl + Ba(OH) 2 → BaCl 2 + 2NH 3 ↑ mùi khai + 2H 2 O - Ống nào vừa có khí mùi khai vừa có kết tủa là chứa (NH 4 ) 2 SO 4 . (NH 4 ) 2 SO 4 + Ba(OH) 2 → BaSO 4 ↓ trắng + 2NH 3 ↑ mùi khai + 2H 2 O - Ống nào không phản ứng là NaNO 3 . - Ống chỉ có kết tủa trắng là chứa MgCl 2 . MgCl 2 + Ba(OH) 2 → BaCl 2 + Mg(OH) 2 ↓ trắng - Ống cho kết tủa màu xanh nhạt hóa nâu ngoài không khí là FeCl 2 . FeCl 2 + Ba(OH) 2 → BaCl 2 + Fe(OH) 2 ↓ xanh nhạt 4Fe(OH) 2 + O 2 + H 2 O → 4Fe(OH) 3 ↓ nâu - Ống cho kết tủa màu nâu là chứa FeCl 3 . Trang 6 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 2FeCl 3 + 3Ba(OH) 2 → 3BaCl 2 + 2Fe(OH) 3 ↓ nâu - Ống cho kết tủa keo trắng là Al(NO 3 ) 2. 2Al(NO 3 ) 3 + 3Ba(OH) 2 → 3BaCl 2 + 2Al(OH) 3 ↓ keo trắng 3/ Nhận biết các chất không dùng thuốc thử:  Phương pháp: Làm câu hỏi nhận biết mà không được dùng thuốc thử khác ngoài những chất đã cho theo quy tắc sau: • Đánh số mỗi ống nghiệm. • Dung chính những chất trên phản ứng với nhau cho những hiện tượng khác nhau. Từ hiện tượng khác nhau ấy suy ra chất cần phân biệt. • Dựa vào giả thuyết đầu bài cho hoặc tính đặc trưng của một chất trong nhóm suy ra chất ấy, dùng chất vừa tìm được suy ra chất còn lại. • Có thể lập bảng để so sánh hiện tượng rút ra kết luận. viết phản ứng chứng minh. Ví dụ: Nhận biết các dung dịch sau: NaHCO 3 , Na 2 CO 3 , BaCl 2 , Na 3 PO 4 , H 2 SO 4 . Bài giải: Ghi số thứ tự trên các ống nghiệm 1, 2, 3, 4, 5 rồi cho 5 chất cần phân biệt vào 5 lọ tương ứng. Sau đó lấy chất một ống cho vào 4 ống còn lại, cứ thế cho đến hết. Ta có kết quả cho bởi bảng sau: NaHCO 3 Na 2 CO 3 BaCl 2 Na 3 PO 4 H 2 SO 4 NaHCO 3 CO 2 ↑ Na 2 CO 3 BaCO 3 ↓ CO 2 ↑ BaCl 2 BaCO 3 ↓ Ba 3 (PO 3 ) 2 ↓ BaSO 4 ↓ Na 3 PO 4 Ba 3 (PO 4 ) 2 ↓ H 2 SO 4 CO 2 ↑ CO 2 ↑ BaSO 4 ↓ Kết quả 1 khí sủi bọt Kết tủa và Sủi bọt Ba kết tủa Một kết tủa 1 kết tủa và 2 sủi bọt Lấy một mẫu thử cho vào 4 mẫu thử còn lại, nếu có: • Một ống nghiệm sủi bọt là NaHCO 3 . • Nếu có một ống sủi bọt và một ống kết tủa là Na 2 CO 3 . • Nếu có 3 ống nghiệm kết tủa là BaCl 2 . • Nếu có một ống kết tủa là Na 3 PO 4 . • Nếu có 2 ống sủi bọt và một ống kết tủa là H 2 SO 4 . H 2 SO 4 + 2NaHCO 3 → Na 2 SO 4 + 2CO 2 ↑ + 2H 2 O BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2NaCl Trang 7 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 3BaCl 2 + 2Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4 ) 2 ↓ + 6NaCl BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl  Sai lầm của học sinh: • Học sinh chưa xác định được thuốc thử phù hợp. • Học sinh chưa xác định hiện tượng đặc trưng để phân biệt các chất như: màu kết tủa, mùi khí, màu của dung dịch,… • Học sinh chưa biết vận dụng những chất đã nhận ra rồi làm thuốc thử. • Học sinh chưa biết sử dụng H2O để phân biệt các chất rắn (khả năng hòa tan). III/ NƯỚC CỨNG:  Phương pháp: Để giải quyết các bài toán về nước cứng ta sử dụng định luật bảo toàn điện tích: ∑ điệntích dương= ∑ điệntíchâm 1/ Xác định cứng của dung dịch nước: Ví dụ: Trong một cốc nước có chứa 0,01 mol Na + ; 0,02 mol Ca 2+ ; 0,01 mol Mg 2+ ; 0,05 mol HCO 3 - và 0,02 mol Cl - . Đun sôi nước đến phản ứng hoàn toàn thì tính cứng của nước thay đổi như thế nào? Bài giải: Trước khi đun nóng, dung dịch có chứa muối hdrocacabonat (HCO 3 - ) và muối clorua của hai ion Ca 2+ và Mg 2+ . Nên nước có tính cứng toàn phần. Khi đun nóng: 2HCO 3 - → CO 3 2- + CO 2 ↑ + H 2 O 0,05 0,025 (mol) Gọi M 2+ là cách viết tổng quát cho hai ion Ca 2+ và Mg 2+ : n M 2+ = 0,03 (mol) M 2+ + CO 3 2- → MCO 3 ↓ Ban đầu 0,03 0,025 (mol) Phản ứng 0,025 0,025 0,025 (mol) Sau phản ứng 0,005 0 0,025 (mol) Một lượng ion Ca 2+ và Mg 2+ đã được kết tủa với ion CO 3 2- . Trong dung dịch lúc này chứa: 0,01 mol Na+, 0,02 mol Cl-, và một lượng ion Ca 2+ và Mg 2+ . Nên nước có tính cứng vĩnh cửu. Trang 8 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 2/ Cách làm mềm nước cứng:  Phương pháp : Làm kết tủa hết ion Ca 2+ và Mg 2+ có trong nước. Ví dụ: a)Trong một cốc nước chứa a mol Ca 2+ , b mol Mg 2+ , c mol Cl - và d mol HCO 3 - . Lập biểu thức liên hệ giữa a, b, c, d. b) Nếu chỉ dùng nước vôi trong nồng độ p mol/l để làm giảm độ cứng của nước trong cốc, thì người ta thấy khi cho V lít nước vôi trong vào, nồng độ cứng trong bình là bé nhất, biết c= 0. Lập hệ thức liên hệ giữa a, b và p. Bài giải: Vì dung dịch trung hòa về điện nên: ∑điện tích âm = ∑điện tích dương Do đó ta có : 2ª + 2b = c + d Các phương trình phản ứng: Ca(OH) 2 → Ca 2+ +2OH - Mg 2+ +2OH - → Mg(OH) 2 HCO 3 - +OH - → CO 3 2- + H 2 O Ca 2+ + CO 3 2- → CaCO 3 Để cho nồng độ các ion Ca 2+ và Mg 2+ bé nhất thì lượng OH - phải đủ cho phản ứng (1) và (2) tức là: Số mol OH- = 2b + d =4b +2b =V.p.2 V = 2b+d 2p = 2b+a p (lít) Trang 9 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm  Sai lầm của học sinh : Khi làm mềm nước cứng, học sinh cứ mặc định rằng khi làm kết tủa được CaCO 3 , MgCO 3 thì kết luận nước đó đã mềm nhưng thực tế để xét nước cứng hay mềm là dựa vào sự tồn tại của 2 ion Ca 2+ và Mg 2+ trong dung dịch. IV/ KHÍ CACBONIC CO 2 VÀ KHÍ SUNFURIC SO 2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DICH BAZO:  Phương pháp: Xét phản ứng đặc trưng giữa NaOH với CO 2 : - Sản phẩm là muối trung hòa: 2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O (dạng ion: 2OH - + CO 2 → CO 3 2 - + H 2 O ) (1) - Sản phẩm là muối axit: NaOH + CO 2 → NaHCO 3 (dạng ion: OH - + CO 2 → HCO 3 - ) (2) Cho rằng phản ứng (2) xảy ra trước phản rứng (1) xảy ra sau: • Nếu n CO 2 ≥ n OH - thì sản phẩm chỉ có muối axit và n HCO 3 - = n OH - , từ số mol HCO 3 - ta suy ra số mol của muối. • Nếu n OH - ≥ 2n CO 2 thì sản phẩm chỉ có muối trung hòa và n CO 3 2 - = n CO 2 , từ số mol của CO 3 2- ta suy ra số mol của muối. Trang 10 [...]... Khi cho kim loại kiềm tác dụng với dung dịch muối tan của kim loại yếu thì không phải giải phóng kim loại yếu hơn dạng nguyên tử Nếu bài toán yêu cầu tìm tên kim loại A, B kế tiếp nhau trong cùng một phân nhóm chính thì tìm khối lượng nguyên tử trung bình của hai kim loại rồi dùng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học suy ra A, B 1/Xác định tên của một kim loại: Trang 14 Bài tập hóa học Kim loại... thu được a/ Xác định kim loại kiềm R biết rằng tỷ lệ khối lượng nguyên tử của R và Kali trong hỗn hợp lớn hơn 1 4 b/ Tính Z khối lượng từng kim loại kim loại trong hỗn hợp 2/ Nung 5,05 nitrát kim loại kiềm cho đến khi nitrat bị nhiệt phân hết Khối lượng chất rắn thu được giảm 15,84% so với khối lượng muối ban đầu Xác định kim loại đó 3/ Điện phân nóng chảy 33,3 gam muối clorua của kim loại thuộc nhóm... khí ở điều kiện chuẩn xác định tên kim loại M? 4/ Điện phân muối clorua của một kim loại kiềm ta thu được 0,896 lit khí ở điều kiện tiêu chuẩn ở anot và thu được 3,12 gam kim loại ở catot Xác định kim loại đó? 5/ Điện phân dung dịch muối sunfat của một kim loaị hóa trị II với cường độ dòng điện là 3A Sau 1930 giây thấy khối lượng ở catot tăng là 1,92 gam Xác định tên kim loại? 6/ Hòa tan 3,06 gam chất... 0,2M, thu được 1,97 gam kết tủa Xác định kim loại M? 7/ Cho 10,5 gam hỗn hợp Al và kim loại kiềm M tác dụng với H 2O tạo thành dung dịch A và 5,6 lít khí (đkc) Cho HCl tác dụng với dung dịch A ta thu được lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tuả sấy khô đến khi thu được 7,8 gam Xác định kim loại M Trang 33 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 8/ Cho 2 gam kim loại nhóm IIA tác dụng với dung dịch... thổ, nhôm 8/ Cho 2 gam kim loại nhóm IIA tác dụng với dung dịch HCl ta thu được 5,55 gam muối clorua Xác định tên kim loại? II/ Xác định tên hỗn hợp kim loại: 1/ Cho 3,25 gam hỗn hợp X gồm một kim loại kiềm M và một kim loại M’ hóa trị II tan hoàn toàn vào nước tạo dung dịch D và 110,81 ml khí tho t ra đo ở 27,3oC và 1 atm Chia dung dịch D làm 2 phần bằng nhau: - Phần 1đem cô cạn thu được 2,03 gam chất... kết tủa B a) Tìm khối lượng nguyên tử của M và M’ Tính số gam mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu b) Tính khối tượng kết tủa B 2/ Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm 2 kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm II A (phân nhóm chính nhóm II) tác dụng hết với dung dịch HCl (dư) tho t ra 0,672 lít khí H2 (đkc) Xác định 2 kim loại đó? 3/ Hỗn hợp A gồm 2 kim loại kiềm ở 2 chu kỳ liên tiếp nhau Hòa tan 0,37 gam hỗn hợp... axit còn dư trong dung dịch Y, cần thêm tiếp dung dịch NaOH có chứa 0,01 mol NaOH Xác định 2 kim loại kiềm trên 4/ Hai kim loại A và B đều có hóa trị II Hòa tan hết 0,89 gam hỗn hợp 2 kim loại này trong dung dịch HCl Sau phản ứng thu được 448 ml khí H2 (đkc) Xác định 2 kim loại 5/ Cho m gam hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kỳ lien tiếp tác dụng với 180 ml dung dịch Al2(SO4)3 1M thu được 15,6... = 0,35 (mol) Trang 20 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm CM HCl= 0,35 M  Sai lầm của học sinh: Học sinh quên tính chất lưỡng tính của Al(OH)3 là tan trong kiềm và axit dư nên thay vì kết quả bài toán có hai giá trị thỏa mãn thì học sinh chỉ ra một giá trị 3/ Hỗn hợp kim loại gồm kim loại kiềm (kiềm thổ), nhôm tác dụng với nước:  Phương pháp: Khi đó kim loại kiềm hoặc kiềm thổ tác dụng với... còn lại thu thêm 5 gam kết tủa nữa Tìm V ? Trang 32 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 15/ Khử 1,6 gam Fe2O3 bằng CO dư Hỗn hợp khí sau phản ứng cho qua nước vôi trong dư thu được 3 gam kết tủa Tính % Fe2O3 bị khử và V CO đã dùng Dạng: Xác định tên kim loại I/ Xác định tên một kim loại: 1/ Cho 5.05 gam hỗn hợp Kali và kim loại kiềm R tác dụng hết với H 2O Sau phản ứng cần dùng hết 200ml... tan vừa đủ 9,6 gam hỗn hợp gồm một kim loại R thuộc nhóm IIA và oxit tương ứng của nó cần vừa đủ 400ml dung dịch HCl 1M Xác định kim loại R và tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu Bài giải: 9,6 gam xmol {ROymol R 400ml HCl 1M đủ Xác định R? ddX d Gọi công thức oxit của kim loại R là RO : x(mol) và R: y(mol) Khối lượng nguyên tử của kim loại R là M Ta có: (M +16).x + . HOẶC NHÔM:  Phương pháp: Khi cho kim loại kiềm tác dụng với dung dịch muối tan của kim loại yếu thì không phải giải phóng kim loại yếu hơn dạng nguyên tử 1/Xác định tên của một kim loại: Trang 14 Bài tập hóa học Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm Ví dụ: Để hòa tan vừa đủ 9,6 gam hỗn hợp gồm một kim loại R thuộc nhóm