Đề làm tốt dạng bài này cần nắm vững các tính chất vật lý, hóa học và phương pháp điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm và các hợp chất của chúng. - Mạng tinh thể: nhôm có cấu tạo kiểu[r]
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA
NHÔM MÔN HÓA 12
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Dạng 1: Lý thuyết về kim loại nhôm
Đề làm tốt dạng bài này cần nắm vững các tính chất vật lý, hóa học và phương pháp điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm và các hợp chất của chúng
- Nhôm có số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3
- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1, hay [Ne] 3s23p1
- Mạng tinh thể: nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện
- Nhôm là kim loại nhẹ, màu trắng bạc
- Nhôm rất dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt
Tính khử mạnh: Al → Al3+ + 3e
2 Dạng 2: Nhôm và hợp chất của nhôm tác dụng với dung dịch kiềm
Al + NaOH + 3H2O → Na[(Al(OH)4] + 3/2 H2↑
Phương trình ion thu gọn:
Al + OH- + 3H2O → [(Al(OH)4]- + 3/2 H2↑
Với chương trình cơ bản có thể viết:
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2↑
3 Dạng 3: Bài tập về phản ứng nhiệt nhôm
Dựa vào phản ứng:
2yAl + 3MxOy → yAl2O3 + 3xM
M là các kim loại có tính khử trung bình và yếu
2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe
- Các trường hợp có thể xảy ra:
+ Hiệu suất phản ứng H = 100% (phản ứng xảy ra hoàn toàn) Nếu cho sản phẩm tác dụng với dung dịch kiềm có H2 thoát ra, thì sản phẩm có Al dư, Fe và Al2O3
+ Hiệu suất H < 100% ( phản ứng xảy ra không hoàn toàn) Khi đó sản phẩm có Al dư, Al2O3, FexOy dư,
Fe
B VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Nhôm thể hiện tính chất nào sau đây ?
1) Nhôm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện
2) Là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng
3) Nhôm dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, tốt hơn các kim loại Fe và Cu
4) Nhôm là kim loại nhẹ, nóng chảy ở nhiệt độ 660oC
5) Nhôm là nguyên tố s
A 1, 2, 4, 5
B 1, 2, 4
C 1, 3, 4, 5
Trang 2D 1, 2, 3, 4
Hướng dẫn giải
(3) Nhôm dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, tốt hơn các kim loại Fe và Cu
→ Sai do tính dẫn điện của Cu tốt hơn Al
Đáp án B
Ví dụ 2: Tính chất nào sau đây của nhôm là đúng ?
A Nhôm tác dụng với các axit ở tất cả mọi điều kiện
B Nhôm tan được trong dung dịch NH3
C Nhôm bị thụ động hóa với HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội
D Nhôm là kim loại lưỡng tính
Hướng dẫn giải
Lưu ý: nhôm bị thụ động với HNO3 đặc nguội, và H2SO4 đặc nguội
Đáp án C
Ví dụ 3: Cho từ từ 350 ml dung dịch NaOH 1M vào 100 ml dung dịch AlCl3 x mol/l, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,9 gam kết tủa.Giá trị của x là
Hướng dẫn giải
nNaOH = VNaOH×CM = 0,35×1 = 0,35 (mol) ;
nAlCl3 = 0,1x (mol)
nAl(OH)3 = 3,9 : 78 = 0,05 (mol)
Ta thấy: nAl(OH)3 < 3nNaOH → xảy ra trường hợp tạo kết tủa cực đại, sau đó kết tủa tan 1 phần
Khi cho từ từ dd NaOH vào dd AlCl3 xảy ra phản ứng theo thứ tự sau:
3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3↓ + 3NaCl (1)
0,3x ← 0,1x → 0,1x (mol)
NaOH + Al(OH)3↓ → NaAlO2 + 2H2O (2)
(0,1x – 0,05) ← (0,1x – 0,05) (mol)
Theo PTHH (1): nAl(OH)3 cực đại = nAlCl3 = 0,1x (mol)
→ nAl(OH)3 bị hòa tan = nAl(OH)3 cực đại – nAl(OH)3 còn lại = 0,1x – 0,05 (mol)
Ta có: ∑ nNaOH(1)+(2) = 0,3x + (0,1x – 0,05)
→ 0,4x - 0,05 = 0,35
→ 0,4x = 0,4 → x = 1 (M)
* Ta cũng có thể áp dụng công thức tính nhanh
4 * nAlCl3 - nNaOH = n Al(OH)3
4 * 0,1x - nNaOH = n Al(OH)3
→ 4* 0,1 x = 0,05 + 0,35 → x = 1M
Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 Hòa tan hoàn toàn 1,83 gam X trong 50 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu được V lít H2 (đktc) Giá trị của V là
Hướng dẫn giải
nNaOH = 0,05 mol
Đặt nAl = x và nAl2O3 = y (mol)
Trang 3+) mhh X = 27x + 102y = 1,83 (1)
+) Hỗn hợp X tác dụng với NaOH:
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 1,5 H2
x → x → 1,5x
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
y → 2y
→ nNaOH = x + 2y = 0,05 (2)
Giải hệ (1) (2) được x = 0,03 và y = 0,01
⟹ VH2 = 22,4.1,5x = 1,008 lít
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Al có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 3 thực hiện phản ứng nhiệt nhôm X (không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp gồm
Hướng dẫn giải
3Fe3O4 + 8Al → 9Fe + 4Al2O3
Ban đầu: 1 3
Ta thấy: 1/3 < 3/8 nên Fe3O4 phản ứng hết, Al còn dư
Vậy sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp gồm Fe, Al2O3 và Al dư
Ví dụ 6: Khi cho 20,7 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc dư, sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng 8 gam Để khử hoàn toàn 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm phải dùng 10,8 gam Al Thành phần phần trăm theo khối lượng của Al2O3 trong hỗn hợp X là
Hướng dẫn giải
Cr2O3 và Al2O3 tan trong dung dịch NaOH đặc dư → chất rắn còn lại là Fe2O3 có khối lượng 8 gam
→ nFe2O3 = 0,05 mol
Gọi nCr2O3 = 2x mol
Khử 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm (lượng các chất lấy gấp đôi ban đầu)
2Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2Cr
4x ← 2x
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
0,2 ← 0,1
→ nAl cần dùng = 4x + 0,2 = 0,4 → x = 0,05
→ mAl2O3 = 20,7 - 8 - 0,05.152 = 5,1 gam
→ %mAl2O3 = [(5,1:20,7) : 100%] = 24,64%
C LUYỆN TẬP
Câu 1: Cho các quặng sau: pirit, thạch cao, mica, apatit, criolit, boxit, dolomit Số quặng chứa nhôm là:
A.2
B 3
C.4
D 5
Câu 2: Cho một lá nhôm vào ống nghiệm chứa dung dịch Hg(NO3)2, thấy có một lớp thủy ngân bám trên
bề mặt nhôm Hiện tượng tiếp theo quan sát được là:
Trang 4A khí hiđro thoát ra mạnh
B khí hiđro thoát ra sau đó dừng lại ngay
C lá nhôm bốc cháy
D lá nhôm tan ngay trong thủy ngân và không có phản ứng
Câu 3: Cho sơ đồ phản ứng : Al → X→Al2O3→Al
X có thể là
A AlCl3
B NaAlO2
C Al(NO3)3
D Al2(SO4)3
Câu 4: Phát biểu nào sau đây là sai ?
A Dung dịch AlCl3 và Al2(SO3)3 làm quỳ tím hóa hồng
B Al(OH)3, Al2O3, Al đều là các chất lưỡng, tính,
C Nhôm là kim loai nhẹ và có khả năng dẫn điện Iot
D Từ Al2O3 có thế điều chế được Al
Câu 5: Hiện tượng nào xảy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 ?
A Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện
B Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức, sau đó kết tủa tan dần
C Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện, rồi tan dần
D Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức và không tan,
Câu 6: Thực hiện các thí nghiệm sau :
(a) Cho từ từ NaOH đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3,
(b) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NaOH,
(c) Cho từ từ NH3 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3,
(d) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NH3
(e) Cho từ từ HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2
(f) Cho từ từ NaAlO2 đến dư vào dung dịch HCl
(g) Cho từ từ Al2(SO4)3 đến dư vào dung dịch NaAlO2
Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm xuất hiện kết tủa là
A 2
B 3
C 5
D, 7
Câu 7: Cho 3,82 gam hợp kim Ba, Al vào nước dư chỉ thu được dung dịch chưa duy nhất một muối Khối
lượng Ba là:
A 3.425 gam
B 1,644 gam
C 1,370 gam,
D 2,740 gam
Trang 5Câu 8: Điện phân a mol Al2O3 nóng cháy với điện cực bằng than chi Hiệu suất điện phản là h% Sau điện, tại anot thoát ra V lit khí (đktc) gồm khí ( O2 và CO, trong đó phần trăm CO2 là b% về thể tích Biểu thức liên hệ giữa a b, V và h là:
Câu 9: Cho m gam hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kì liên tiếp tác dụng với 180 ml dung dịch
Al2(SO4)3 1M thu được 15,6 gam kết tủa; khí H2 và dung dịch A Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng với 240 gam dung dịch HCI 18,25% thu được dung dịch B và H2 Cô cạn dung dịch B thu được 83,704 gam chất rắn khan Biết rằng m < 45 gam Phần trăm khối lượng của kim loại kiềm có nguyên tử khối nhỏ hơn trong X là:
A 48,57%
B 37,10%
C 16,43%
D 28,22%
Câu 10: Hỗn hợp bột X gồm Al và Fe2O3 Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng hết với dung dịch NaOH loãng thu được 5,376 lít H2 (đktc) Nếu nung nóng m gam hỗn hợp X để thực hiện hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm, thu được chắt rắn y Cho Y phản ứng vừa du với V mi dung dịch hỗn hợp HCl 1M và
H2SO4 0,5M tạo 4,4352 lít H2 (đklc) Giá trị cua V là :
A, 300 ml
B 450 ml
C 360 ml
D 600 ml
ĐÁP ÁN
Trang 6Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
I.Luyện Thi Online
dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên
khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
II.Khoá Học Nâng Cao và HSG
THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG
cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III.Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu
tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí