Nhom va cac bai toan ve nhomtu luan

dung dịch NaOH có nồng độ a mol/lít, ta được một kết tủa; đem sấy khô và nung đến khối lượng không đổi được 5,1g chất rắn.. Lấy sản phẩm thu được hòa tan vào nước rồi cho tác dụng vớ[r]

-*Al và các bài toán về Lương Văn Huy

A Bản chất của phản ứng

Về nguyên tắc , Al tác dụng mãnh liệt với theo phương trình :

Tuy nhiên, thực tế các vật bằng Al không tan được trong vì ở bề mặt các vật này có 1 lớp oxit mỏng bao bọc ngăn cản sự tiếp xúc của với Al

Khi nhúng các vật bằng Al vào dung dịch kiềm như có các quá trình sau :

Trước hết :

Kiềm hoà tan lớp oxit trên bề mặt

Sau đó :

+Al phản ứng mãnh liệt với

+Kiềm hoà tan

Quá trình (2) và (3) xảy ra liên tục và đan xen nhau

Kết quả :

Vật làm bằng Al tan dần Quá trình tan đó đc mô tả bằng phương trình tổng sau :

**Khi đề bài cho hỗn hợp 2 kim loại A, B tác dụng với mà tan hoàn toàn

sẽ xảy ra 2 TH

TH1 : A, B đều phản ứng đc với

VD :

TH2 : A tan trong nước , B tan trong kiềm do A tạo ra :

VD :

B.Bài toán nhiệt nhôm

I

a Phương trình tổng quát

b Điều kiện phản ứng

Phản ứng chỉ xảy ra khi là oxit kim loại đứng sau Al nhiệt độ nóng chảy của oxit phải nhỏ hơn của nhôm oxit

Fe O2 3  2Al Al O2 3  2Fe

c Đặc điểm phản ứng

+Do trong quá trình phản ứng trạng thái của các chất ban đầu cũng như sản phẩm đều ở trạng thái rắn nên dù hoàn toàn hay không tổng khối lượng chất rắn phản ứng bằng tổng khối lượng chất rắn sau phản ứng

+Tùy theo điều kiện phản ứng nhiệt nhôm có thể xảy ra hoàn toàn hoặc không hoàn toàn (ta có thể chia các TH có thể xảy ra )

+Các oxit có thể khác nhau nhưng trong phản ứng luôn có Al và điều kiện nhiệt độ Nên được gọi là phản ứng nhiệt Al

d Ứng dụng của phản ứng

Do trong phản ứng chuyển về kim loại nên phản ứng nhiệt nhôm được dùng để điều chế những kim loại đứng sau Al (phản ứng nhiệt luyện )

e Các kĩ năng giải bài tập phản ứng nhiệt nhôm

Ví dụ minh họa hiểu rõ bản chất (có thể hơi dài dòng nhưng đây là bản chất của quá trình )

VD: Nung 10,8 g bột Al với 16 g (trong điều kiện không có không khí ) , nếu thì khối lượng là bao nhiêu ?

Bg:

Ta có :

Khi cho Al tác dụng với có thể xảy ra 3 phản ứng sau :

Về mặt thực tế cả 3 phản ứng trên xảy ra đồng thời nhưng để thuận lợi cho tính toán , 1 cách gần đúng ta coi tốc độ phản ứng (1) và (2) rất nhỏ xo với (3) nghĩa

là 1 cách gần đúng ta coi chỉ có phản ứng

Theo bài cho thì phản ứng chỉ có 80% nghĩa là cả 2 chất ban đầu không phản ứng hết

Do đó : để tính theo chất nào ( ) ta phải tìm chất hết bằng cách :

Giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn

Theo số mol bài cho dễ thấy hết , nên sản phẩm tính theo

Khối lượng của thu đc :

Mà H=80% , nên khối lượng thực tế thu đc là :

C KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI BAZƠ VÀ BÀI TOÁN

LƯỠNG TÍNH:

Cần chú ý đến 2 kim loại sau: Al, Zn Phương trình phản ứng khi tác dụng với bazơ:

Al + NaOH + H 2 O → NaAlO2 + 32 H2 

Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2 

- Oxit của 2 kim loại này đóng vai trò là oxit acid và tác dụng với bazơ như sau:

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O

- Hidroxit(bazơ) của 2 kim loại này đóng vai trò là acid và tác dụng với bazơ như sau:

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O

- Kết tủa Al(OH)3 tan trong dung dịch kiềm mạnh và acid nhưng không tan trong dung dịch kiềm yếu như dung dịch NH3 Kết tủa Zn(OH)2 tan lại trong dung dịch NH3 do tạo phức chất tan Ví dụ: Al2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4

- Do đó khi cho muối của một kim loại có hidroxit lưỡng tính tác dụng với dung dịch kiềm, lượng kết tủa sẽ được tạo thành theo 2 hướng:

+ Lượng kiềm dùng thiếu hoặc vừa đủ nên chỉ có một phần muối đã phản ứng Nghĩa là có sự tạo kết tủa Al(OH)3, HOẶC Zn(OH)2 nhưng kết tủa không bị tan lại

+ Lượng kiềm dùng dư nên muối đã phản ứng hết để tạo kết tủa tối đa sau đó kiềm hòa tan một phần hoặc hòan toàn kết tủa

 Thường sẽ có 2 đáp số về lượng kiềm cần dùng.

a Khi có anion MO 2 (4-n)- với n là hóa trị của M: Ví dụ: AlO2-, ZnO22-…

Các phản ứng sẽ xảy ra theo đúng thứ tự xác định:

Thứ nhất: OH - + H + → H 2 O

- Nếu OH- dư, hoặc khi chưa xác định được OH- có dư hay không sau phản ứng tạo MO2(4-n)- thì ta gỉa sử có dư

Thứ hai: MO 2 (4-n)- + (4-n)H + + (n-2)H 2 O → M(OH) n 

- Nếu H+ dư sau phản ứng thứ hai thì có phản ứng tiếp theo, khi chưa xác định được H+ có dư hay không sau phản ứng tạo M(OH)n thì ta giả sử có dư

Thứ ba: M(OH) n + nH + → M n+ + nH 2 O

b Khi có cation M n+: Ví dụ: Al3+, Zn2+…

- Nếu đơn giản thì đề cho sẵn ion Mn+; phức tạp hơn thì cho thực hiện phản ứng tạo Mn+ trước bằng cách cho hợp chất chứa kim loại M hoặc đơn chất

M tác dụng với H+, rồi lấy dung dịch thu được cho tác dụng với OH- Phản ứng có thể xảy ra theo thứ tự xác định :

Thứ nhất: H + + OH - → H 2 O (nếu có H +

- Khi chưa xác định được H+ có dư hay không sau phản ứng thì ta gỉa sử có dư

Thứ hai: M n+ + nOH - → M(OH) n 

- Nếu OH- dư sau phản ứng thứ hai, hoặc khi chưa xác định chính xác lượng

OH- sau phản ứng thứ hai thì ta giả sử có dư

Thứ ba: M(OH) n + (4-n)OH - → MO 2 (4-n)- + 2H 2 O

- Nếu đề cho H+ (hoặc OH- dư thì không bao giờ thu được kết tủa M(OH)n vì lượng M(OH)n ở phản ứng thứ hai luôn bị hòa tan hết ở phản ứng thứ ba, khi

đó kết tủa cực tiểu; còn khi H+ hoặc (OH-) hết sau phản ứng thứ hai thì phản

ứng thứ ba sẽ không xảy ra kết tủa không bị hòa tan và kết tủa đạt gía trị

cực đại.

D Phương pháp giải bài tập về nhôm

Với các bài toán hóa học về nhôm , hợp chất của nhôm cũng như các bài toán hỗn hợp Ngoài việc sử dụng các phương pháp như bào toàn khối lượng , bảo toàn electron , tăng - giảm khối lượng v v Ngoài ra còn có một số dạng bài tập đặc trưng riêng của nhôm đó là :

1 Muối tác dụng với dung dịch kiềm tạo kết tủa

Khi cho một lượng dung dịch chứa vào dung dịch thu được kết tủa Nếu sẽ có hai trường hợp phù hợp xảy ra Khi đó bài toán sẽ có hai giá trị gần đúng

Trường hợp 1 : Lượng thiếu , chỉ đủ để tạo kết tủa theo phản ứng

Lượng được tính theo kết tủa , khi đó giá trị là giá trị nhỏ nhất

Trường hợp 2 : Lượng đủ để xảy ra hai phản ứng :

Trong đó , phản ứng hoàn toàn , phản ứng xảy ra 1 phần Lượng

được tính theo cả và , khi đó giá trị là giá trị lớn nhất

2 Dung dịch tác dụng với dung dịch tạo kết tủa

Khi cho từ từ dung dịch chứa vào dung dịch chứa thu được kết tủa Nếu sẽ có hai trường hợp phù hợp xảy ra Khi

đó bài toán sẽ có hai giá trị gần đúng

Trường hợp 1: Lượng thiếu , chỉ đủ để tạo kết tủa theo phản ứng

Lượng được tính theo kết tủa , khi đó giá trị là giá trị nhỏ nhất

Trường hợp 2 : Lượng đủ , để tạo kết tủa theo phản ứng

Trong đó , phản ứng hoàn toàn , phản ứng xảy ra 1 phần Lượng

được tính theo cả và , khi đó giá trị là giá trị lớn nhất

3 Hỗn hợp kim loại kiềm gồm kim loại kiềm (kiềm thổ ) , nhôm tác dụng với nước

Khi đó , kim loại kiềm hoặc kiềm thổ tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm , sau đó dung dịch kiềm hòa tan nhôm

Ví dụ : Một hỗn hợp gồm được chia làm hai phần bằng nhau

-Phần 1 : Đem hòa tan trong nước dư thu được V1 lít khí (đktc)

-Phần 2 : Hòa tan trong dung dịch dư thu được V2 lít khí (đktc)

Khi đó : Ở phần 1 có các phản ứng

Ở phần 2 có các phản ứng

Nếu khi đó , ở phần 1 nhôm chưa tan hét , lượng được tính theo thoát ra Phần 2 , cả và đều tan hết , lượng được tính theo cả

Một vài chú ý Oxit nhôm có độ cứng chỉ sau kim cương Nói Al thụ động trong axit nitric và axit sunphuric(đặc nguội) có nghĩa là thanh Al khi cho

Al vào trong 2 axit trên Al không có PƯ lấy thanh Al sau khi đã cho vào 2 axit mang bỏ vào các dd axit khác cũng không có phản ứng gì nũa.Đấy là

do Al đã tạo lớp màng oxit(ở chương trinh THPT không đề cấp đến chỉ xét ở bậc học cao hơn).Màng oxit này rất bền và không tác dụng với tất cả các axit khác.

D: Các bài tập áp dụng

a Phần tự luận

Câu 1:

Cho V lít dung dịch vào dung dịch chứa 0,15 mol thu được 9,86 gam kết tủa Tính V

Câu 2 :

Hỗn hợp X gồm và Cho m gam X vào lượng dư nước thì thoát ra 1 lít khí Nếu cũng cho m gam X vào dung dịch dư thì được 1,75 lít khí .Tính thành phần phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp X (biết các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn )

Câu 3 :

Chia m gam hỗn hợp A gồm thành 2 phần bằng nhau:

-Phần 1: Tan trong nước dư thu được 1,344 lít khí (đktc) và dung dịch B -Phần 2: Tan trong dung dịch dư được 10,416 lít khí (đktc)

a/ Tính khối lượng kim loại trong hỗn hợp ban đầu

b/ Cho 50ml dung dịch vào B Sau phản ứng thu được 7,8 gam kết tủa .Tính nồng độ mol của dung dịch

b Phần trắc nghiệm

Câu 1 :

Hỗn hợp tecmit là hỗn hỗn hợp dùng để làm đường ray xe lửa Thành phần của hỗn hợp tecmit là:

Câu 2 :

Nguyên liệu chủ yếu được dùng để sản xuất trong công nghiệp là

A đất sét B quặng boxit

C mica D cao lanh

Câu 3 :

Trong các chất sau đây, chất nào không có tính chất lưỡng tính

Câu 4 :

Trộn 5,4 gam bột với 17,4 gam bột rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử thành Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch loãng thì thu được 5,376 lít khí (đktc) Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là

A 12,5% B 60%

C 20% D 80%

Câu 5 :

Khoáng chất trong thiên nhiên của nhôm là : Nefelin, boxit, corundum Công thức của các khoáng chất này lần lượt là:

Câu 6 :

Điều nào sau đây là đúng khi nói về sản xuất Al bằng phương pháp điện phân nóng chảy:

A Không dùng do bị thăng hoa khi nung nóng.

B Thêm Cryolit để hạ nhiệt độ nóng chảy của và tăng tính dẫn điện của hỗn hợp

C Khi điện phân nóng chảy, điện cực graphit tác dụng với nên phải thường xuyên bổ sung điện cực

D Cả 3 điều trên.

Câu 7 :

Trong công nghiệp, người ta điều chế bằng cách nào dưới đây?

A điện phân hỗn hợp nóng chảy của và criolit

B điện phân nóng chảy

C dùng chất khử như … để khử

D dùng kim loại mạnh khử ra khỏi dung dịch muối

Câu 8 :

Nhôm kim loại nguyên chất không tan trong nước là do

A Trên bề mặt nhôm có lớp oxit rất mỏng nhưng bền vững bảo vệ

B Al tác dụng với nước tạo ra không tan trên bề mặt, ngăn cản phản ứng

C Nhôm không có khả năng phản ứng với nước

D Al tác dụng với nước tạo ra không tan trên bề mặt, ngăn cản phản ứng

Câu 9 :

Khi cho từ từ khí đến dư vào dung dịch

A không có hiện tượng gì xảy ra

B xuất hiện kết tủa keo trắng

C xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa bị hoà tan một phần

D lúc đầu xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó kết tủa tan hết

Câu 10 :

Trộn dung dịch chứa a mol và dung dịch chứa b mol Để thu đc kết tủa cần có tỉ lệ:

A a:b=1:4 B a:b<1:4

C a:b=1:5 D a:b>1:4

Câu 11:

Cho dãy các chất sau:

Số chất có tính lưỡng tính là:

A 3 B 4

C 5 D 6

Câu 12 :

dung dịch muối trong nước có

A pH = 7

B pH < 7

C pH > 7

D pH < 7 hoặc pH > 7 tuỳ vào lượng muối có trong dung dịch

-*kiến tha lâu có ngày mỏi

cẳng* -Một vài dạng toán làm thêm.

Câu 1: Cho 3,42gam Al2(SO4)3 tác dụng với 25 ml dung dịch NaOH tạo ra được 0,78 gam kết tủa Nồng độ mol của NaOH đã dùng là?

(Na=23;Al=27;S=32;O=16)

Câu 2: Cho 150 ml dung dịch NaOH 7M tác dụng với 100 ml dung dịch

Al2(SO4)3 1M Xác định nồng độ mol/l NaOH trong dung dịch sau phản ứng (Na=23;Al=27;S=32;O=16)

Câu 3: Trong một cốc đựng 200ml dung dịch AlCl3 2M Rót vào cốc Vml dung dịch NaOH có nồng độ a mol/lít, ta được một kết tủa; đem sấy khô và nung đến khối lượng không đổi được 5,1g chất rắn Nếu V= 200ml thì a có giá trị nào?(Na=23;Al=27;Cl=35,5;O=16;H=1)

1,5M hay 7,5M

Câu 4: Hoà tan a(g) hỗn hợp bột Mg- Al bằng dung dịch HCl thu được

17,92 lit khí H2 (đktc) Cùng lượng hỗn hợp trên hoà tan trong dung dịch NaOH dư thu được 13,44 lít khí H2 ( đkc) a có giá trị là: (Mg=24;Al=27;H=1;Cl=35,5;Na=23)

D 15,6

Câu 5: Cho a mol AlCl3 vào 200g dung dịch NaOH 4% thu được 3,9g kết tủa Giá trị của a là: (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1)

D 0,125

Câu 6: Cho 200ml dung dịch H2SO4 0,5M vào một dung dịch có chứa a mol NaAlO2 được 7,8g kết tủa Giá trị của a là: (Na=23;Al=27;S=32;O=16)

D 0,125

Câu 7: Cho 18,6 gam hỗn hợp gồm Zn và Fe tác dụng vừa đủ với 7,84 lít

Cl2(đktc) Lấy sản phẩm thu được hòa tan vào nước rồi cho tác dụng với dung dịch NaOH 1M Thể tích NaOH cần dùng để lượng kết tủa thu được là lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt là?(Zn=65;Fe=56;Na=23;O=16;H=1)

A 0,7 lít và 1,1 lít B 0,1 lít và 0,5 lít C 0,2 lít và 0,5

D 0,1 lít và 1,1

Câu 8: Có một dung dịch chứa 16,8g NaOH tác dụng với dung dịch có hòa

tan 8 gam Fe2(SO4)3 Sau đó lại thêm vào 13,68gam Al2(SO4)3 Từ các phản ứng ta thu được dung dịch A có thể tích 500ml và kết tủa Nồng độ mol các chất trong dung dịch A là? (Al=27;Fe=56;Na=23;O=16;H=1)

A [Na2SO4=0,12M], [NaAlO2=0,12M] B [NaOH=0,12M], [NaAlO2=0,36M]

C [NaOH=0,6M], [NaAlO2=0,12M] D [Na 2 SO 4 =0,36M], [NaAlO 2 =0,12M]

Câu 9: Hòa tan 21 gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 bằng HCl được dung dịch

A và 13,44 lít H2(đktc) Thể tích dung dịch (lít) NaOH 0,5M cần cho vào dung dịch A để thu được 31,2 gam kết tủa là?

(Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1)

hoặc 2

Câu 10: Hòa tan 3,9 gam Al(OH)3 bằng 50ml NaOH 3M được dung dịch A Thể tích dung dịch(lít) HCl 2M cần cho vào dung dịch A để xuất hiện trở lại 1,56 gam kết tủa là? (Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1)

0,02 hoặc 0,24

Câu 11: 200 ml gồm MgCl2 0,3M; AlCl3 0,45 M; HCl 0,55M tác dụng hoàn toàn với V(lít) gồm NaOH 0,02M và Ba(OH)2 0,01M Gía trị của V(lít) để được kết tủa lớn nhất và lượng kết tủa nhỏ nhất là?

(Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1;Mg=24;Ba=137)

A 1,25lít và 1,475lít B 1,25lít và 14,75lít

C 12,5lít và 14,75lít D 12,5lít và 1,475lít

Câu 12: Cho m gam hỗn hợp X gồm Na2O và Al2O3 tác dụng với H2O cho phản ứng hoàn toàn thu được 200 ml dung dịch A chỉ chứa một chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M Thổi khí CO2 dư vào dung dịch A được a gam kết tủa Gía trị của m và a là? (Al=27;Na=23;O=16;H=1)

A 8,2g và 78g B 8,2g và 7,8g C 82g và 7,8g D 82g và 78g

Câu 13: Rót 150 ml dung dịch NaOH 7M vào 50 ml dung dịch Al2(SO4)3 Tìm khối lượng chất dư sau thí nghiệm: (Al=27;Na=23;O=16;H=1;S=32)

Câu 14: Cho 8 gam Fe2(SO4)3 vào bình chứa 1 lít dung dịch NaOH a M, khuấy kĩ để phản ứng xảy ra hoàn toàn; tiếp tục thêm vào bình 13,68g

Al2(SO4)3 Cuối cùng thu được 1,56 gam kết tủa keo trắng Tính giá trị nồng

độ a? (Al=27;Fe=56;Na=23;O=16;H=1;S=32)

Câu 15: Hòa tan 5,34gam nhôm clorua vào nước cho đủ 200ml dung dịch

Thêm tiếp dung dịch NaOH 0,4M vào dung dịch trên, phản ứng xong thu được 1,56 gam kết tủa Nồng độ mol dung dịch HNO3 là?

(Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1)

Câu 16: Cho 200Ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam Gía trị lớn nhất của V là? (H=1;O=16;Al=27)

(Câu 7 ĐTTS Đại học khối B năm 2007)

Câu 17: Thêm m gam Kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M thu được dung dịch X Cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung

dịch Al2(SO4)3 0,1M thu được kết tủa Y Để thu được lượng kết tủa Y lớn nhất thì gía trị của m là?(H=1;O=16;Na=23;Al=27;S=32;K=39;Ba=137)

(Câu 21 ĐTTS Cao đẳng khối A năm 2007)

Câu 18: Hỗn hợp X gồm Na và Al Cho m gam X vào một lượng dư nước

thì thóat ra V lít khí Nếu cũng cho m gam X vào dung dịch NaOH(dư) thì được 1,75V lít khí Thành phần % theo khối lượng của Na trong X là (biết các thể tích khí đo trong cùng điều kiện; Na=23;Al=27)

(Câu 21 ĐTTS Đại học khối B năm 2007)

Câu 19: Cho dung dịch NaOH 0,3M vào 200 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M thu được một kết tủa trắng keo Nung kết tủa này đến khối lượng lượng không đổi thì được 1,02g rắn Thể tích dung dịch NaOH là bao nhiêu?

(Al=27;Na=23;S=32;O=16;H=1)

A 0,2lít và 1 lít B 0,2lít và 2 lít

C 0,3 lít và 4 lít D 0,4 lít và 1 lít

Câu 20: Khi cho 130 ml AlCl3 0,1M tác dụng với 20 ml dung dịch NaOH, thì thu được 0,936gam kết tủa Nồng độ mol/l của NaOH là?

(Al=27;Na=23;Cl=35,5;O=16;H=1)

2,1M

Câu 21: Trộn 10,8 gam bột nhôm với 34,8g bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiẹt nhôm thu được hỗn hợp A hòa tan hết A bằng HCl thu được 10,752 lít H2(đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng là?

A 80% và 1,08lít B 20% và 10,8lít

Câu 22: nung hỗn hợp A gồm Al, Fe2O3 được hỗn hợp B (hiệu suất 100%) Hòa tan hết B bằng HCl dư được 2,24 lít khí (đktc), cũng lượng B này nếu cho phản ứng với dung dịch NaOH dư thấy còn 8,8g rắn C Khối lượng các chất trong A là?

A m Al =2,7g, mFe 2 O 3 =1,12g B mAl=5,4g,

mFe2O3=1,12g

C mAl=2,7g, mFe2O3=11,2g D mAl=5,4g,

mFe2O3=11,2g

Câu 23: Hỗn hợp A gồm 0,56g Fe và 16g Fe2O3 m (mol) Al rồi nung ở nhiệt

độ cao không có không khí được hỗn hợp D Nếu cho D tan trong H2SO4 loãng được v(lít) khí nhưng nếu cho D tác dụng với NaOH dư thì thu được 0,25V lít khí Gía trị của m là?