Hướng dẫn bài tập nhôm và hợp chất, trắc nghiệm hóa học lớp 12 2022

BÀI TẬP VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT

1. Bài tập về nhôm

Bản chất phản ứng của kim loại nhôm với các chất (phi kim; dung dịch kiềm, axit, muối; phản ứng nhiệt nhôm…) là phản ứng oxi hóa – khử.

Phương pháp giải các bài tập dạng này chủ yếu là sử dụng định luật bảo toàn electron. Ngoài ra có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, phương pháp đường chéo và tính toán theo phương trình phản ứng.

Lưu ý: Trong phản ứng của kim loại Mg, Al, Zn với dung dịch HNO3 loãng thì ngoài những sản phẩm khử là khí N2, N2O, NO thì trong dung dịch còn có thể có một sản phẩm khử khác là muối NH4NO3. Để tính toán chính xác kết quả của bài toán ta phải kiểm tra xem phản ứng có tạo ra NH4NO3 hay không và số mol NH4NO3 đã tạo ra là bao nhiêu rồi sau đó áp dụng định luật bảo toàn electron để tìm ra kết quả .

Dạng 1: Nhôm tác dụng với phi kim

– Al thể hiện tính khử khi tác dụng với phi kim Al → Al3+ + 3e

– Phi kim thể hiện tính oxi hóa: Xn+ + ne → Xn-

Ví dụ 1: Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam. Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là

A. 57 ml. B. 50 ml. C. 75 ml. D. 90 ml.

Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng : X + O2 → X2On → XCln

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: khối lượng X + khối lượng O2 = khối lượng Y

⇒ khối lượng O2 = 3,33 – 2,13 = 1,2 gam

⇒ số mol O2 = 1,2 /32 = 0,375 mol

Quá trình khử: O2 + 4e → 2O2- (1)

mol: 0,375 → 0,075

Phản ứng Y với HCl: O2- + 2H+ → H2O (2)

mol: 0,075 → 0,15

Phương trình điện li HCl → H+ + Cl- (3)

mol: 0,015 ← 0,015

Vậy thể tích HCl cần dùng = 0,15/2 = 0,075 lít = 75 ml ⇒ Đáp án C.

Dạng 2: Nhôm tác dụng với dung dịch axit

* Al thể hiện tính khử khi tác dụng với axit

Al → Al3+ + 3e

* Với HCl, H2SO4 loãng

2H+ + 2e → H2

* Với H2SO4 đặc nóng hoặc HNO3: SO42- → S, SO2; NO3- → NH4+, NO, N2O, N2..

Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn m gam Al trong dung dịch HNO3 loãng thu được 1,12 lít hỗn hợp X gồm 3 khí NO, N2O, N2 có tỉ lệ số mol là: 1 : 2 : 2. Giá trị của m là

A. 5,4 gam. B. 3,51 gam. C. 2,7 gam. D. 8,1 gam.

Mytranshop.com khuyên bạn nên xem: Mẹ bầu đi massage có ảnh hưởng đến thai nhi không? 2022 | Mytranshop.com

Hướng dẫn giải

Theo giả thiết ta có số mol hỗn hợp khí = 1,12/22,4 = 0,05 mol

Mặt khác, tỉ lệ mol của 3 khí NO, N2O, N2 là 1 : 2 : 2 nên suy ra số mol tương ứng là 0,01; 0,02 và 0,02.

Các quá trình oxi hóa – khử

Al → Al+3 + 3e

mol: x 3x

NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O

mol: 0,03 0,01

2NO3- + 10H++ 8e → N2O + 5H2O

mol: 0,16 0,02

2NO3- + 12H+ + 10e → N2 + 6H2O

mol: 0,2 0,02

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 0,03 + 0,16 + 0,20 ⇒ x = 0,13 mol

⇒ khối lượng Al = 0,13.27 = 3,51 gam ⇒ Đáp án B.

Dạng 3: Nhôm tác dụng với dung dịch kiềm

Phản ứng của Al với dung dịch kiềm

2Al + 2H2O + 2OH- → 2AlO2- + 3H2 (1)

Ví dụ 3:Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1: 2 vào nước (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 (đktc) và chất rắn không tan. Khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng là

A. 5,04 gam. B. 10,8 gam. C. 2,7 gam. D. 5,4 gam.

Hướng dẫn giải

Gọi x là số mol Na trong hỗn hợp ⇒ số mol Al trong hỗn hợp là 2x

2Na + 2H2O → 2Na+ + 2OH- + H2

mol: x x x/2

2Al + 2H2O + 2OH- → 2AlO2- + 3H2

mol: x x 3x/2

Sau phản ứng Al dư là x mol

Ta có: x/2 + 3x/2 = 0,4 ⇒ x = 0,2

Khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng là: 27.02 = 5,4 gam.

⇒ Đáp án D

Dạng 4: Phản ứng nhiệt nhôm

Ví dụ 4: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (đktc). Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của m là

Mytranshop.com khuyên bạn nên xem: 4 mẫu nhà ống 2 tầng 3 phòng ngủ 5x17 đẹp miễn chê - 2022 | Mytranshop.com

A. 48,3. B. 45,6. C. 36,7. D. 57,0.

Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng: m gam hỗn hợp Al và Fe3O4 → hỗn hợp X rắn

X + dung dịch NaOH dư → (dung dịch Y + rắn Z + 3,36 lít H2)

Y + CO2 → 39 gam kết tủa

Số mol H2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol

8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3 (1)

mol: x (3/8)x x/2

Hỗn hợp sau phản ứng nhiệt nhôm tác dụng được với dung dịch NaOH nên Al dư, Fe3O4 phản ứng hết

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (2)

mol: x/2 x

2Al (dư) + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (3)

mol: 0,1 0,1 0,15

Dung dịch Y có (0,1 + x) mol NaAlO2 do đó sục CO2 vào dung dịch Y thì NaAlO2 → Al(OH)3↓ (4)

Kết tủa là Al(OH)3 = 39/78 = 0,5 mol

Theo (4) ⇒ số mol NaAlO2 (trong dung dịch Y) = số mol Al( OH)3 = 0,5 mol

⇒ 0,1 + x = 0,5 ⇒ x = 0,4 mol

⇒ sô mol Fe3O4 = (3/8)x = 0,15 mol

Vậy m = (0,4 + 0,1).27 + 0,15.232 = 48,3 gam.⇒ Đáp án A.

2. Bài tập về hợp chất của nhôm

Dạng 1: Dung dịch muối nhôm phản ứng với dung dịch kiềm

* Nếu cho từ từ dung dịch kiềm mạnh vào dung dịch muối nhôm nhận thấy lúc đầu có kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần dung dịch trở nên trong suốt do có phản ứng sau:

Al3+ + 3 OH- → Al(OH)3↓ (1)

Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O (2)

– Nếu cho từ từ đến dư dung dịch muối nhôm vào dung dịch kiềm hoặc đổ dung dịch kiềm dư vào dung dịch muối nhôm thì không thấy có hiện tượng gì.

– Nếu nAl3+ > nAl(OH)3 thì phải xét 2 trường hợp:

Trường hợp 1: Lượng OH- không đủ để làm kết tủa hết lượng ion Al3+.

Al3+ + 3 OH- → Al(OH)3↓

Vậy nOH- = 3n↓

Trường hợp 2: Lượng OH- làm kết tủa hết lượng ion Al3+ sau đó 1 phần kết tủa bị hòa tan do OH dư

⇒ xảy ra 2 phản ứng, theo thứ tự phản ứng (1) ⇒ (2)

Al3+ + 3 OH- → Al(OH)3 ↓ ( 1)

Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O (2)

Từ (1) và (2) ⇒ nOH- = 4nAl3+ – n↓ phản ứng với một phần Al(OH)3

Ví dụ 1: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa như trên là

A. 0,45 lít. B. 0,9 lít. C. 0,6 lít. D. 0,42 lít.

Mytranshop.com khuyên bạn nên xem: Phòng tập gym và võ thuật MMA 2022 | Mytranshop.com

Hướng dẫn giải

Phương trình ion thu gọn

Al3+ + 3OH- → Al(OH)3

0,2 0,6 0,2

H+ + OH- → H2O

0,2 0,2

Số mol kết tủa thu được là 0,1 mol, nên ta có phản ứng hoà tan một phần kết tủa

Al(OH)3 + OH- → AlO2 – + 2H2O

0,1 0,1

Số mol NaOH = số mol OH- = 0,9 mol

Thể tích NaOH lớn nhất để thu được lượng kết tủa như trên là:

VNaOH = 0,9/2 = 0,45 lít

⇒ Đáp án A

Ví dụ 2: Cho 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 khối lượng K cần tham gia phản ứng là

A. 0,78 gam. B. 1,17 gam. C. 1,56 gam. D. 4,68 gam.

Hướng dẫn giải

K + H2O → KOH + H2

0,03 0,03

Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH-

0,03 0,06

NaOH → Na+ + OH-

0,03 0,03

Al2 (SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42-

0,02 0,04 0,06

Để thu được lượng kết tủa là lớn nhất thì lượng OH- trong dung dịch X phải làm kết tủa hết ion Al3+ theo phương trình.

Al3+ + 3OH- → Al(OH)3

0,04 0,12

⇒ số mol OH- trong KOH = 0,03 mol

Khối lượng K cần dùng là: 39. 0,03 = 1,17 gam.

⇒ Đáp án B

Dạng 2: Tính chất của oxit nhôm

Nhôm oxit có tính lưỡng tính, tan trong kiềm và axit mạnh

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

Ví dụ 3: Cho 8,63 gam hỗn hợp X gồm Na, K, Ba và Al2O3 (trong đó oxi chiếm 19,47% về khối lượng) tan hết vào nước thu được dung dịch Y và 1,344 lít khí H2 (đktc). Cho 320 ml dung dịch HCl 0,75M vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 2,73. B. 5,46. C. 1,04. D. 2,34.

Hướng dẫn giải

mO = 8,63.19,47% = 1,68 gam ⇒ nO = 0,105 mol ⇒ = 0,035 mol

$displaystyle 8,63,gam,Xleft{ begin{array}{l}Na,,,K\Ba\A{{l}_{2}}{{O}_{3}},(0,035)end{array} right.xrightarrow{+{{H}_{2}}O}Yleft{ begin{array}{l}N{{a}^{+}},,{{K}^{+}}\B{{a}^{2+}}\AlO_{2}^{-},(0,07)\O{{H}^{-}}end{array} right.+{{H}_{2}},(0,06)$

Bảo toàn e có $displaystyle {{n}_{Na}}+{{n}_{K}}+2{{n}_{Ba}}=2{{n}_{{{H}_{2}}}}$

Bảo toàn điện tích có $displaystyle {{n}_{Na}}+{{n}_{K}}+2{{n}_{Ba}}={{n}_{AlO_{2}^{-}}}+text{ }{{n}_{O{{H}^{-}}}}$

$Rightarrow ,{{n}_{AlO_{2}^{-}}}+{{n}_{O{{H}^{-}}}}=2{{n}_{{{H}_{2}}}}Rightarrow {{n}_{O{{H}^{-}}}}=0,05,mol$

$displaystyle Yleft{ begin{array}{l}N{{a}^{+}},,{{K}^{+}}\B{{a}^{2+}}\AlO_{2}^{-},(0,07)\O{{H}^{-}},(0,05)end{array} right.xrightarrow{+HCl,,(0,24)}downarrow Al{{(OH)}_{3}}(0,03)$

Các phản ứng: OH- + H+ → H2O

AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3

Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + H2O

Sau phản ứng thu được 0,03 mol Al(OH)3 kết tủa

Hướng dẫn bài tập nhôm và hợp chất, trắc nghiệm hóa học lớp 12 2022 | Mytranshop.com

BÀI TẬP VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT

1. Bài tập về nhôm

Dạng 1: Nhôm tác dụng với phi kim

Dạng 2: Nhôm tác dụng với dung dịch axit

Dạng 3: Nhôm tác dụng với dung dịch kiềm

2. Bài tập về hợp chất của nhôm

Dạng 1: Dung dịch muối nhôm phản ứng với dung dịch kiềm

Dạng 2: Tính chất của oxit nhôm

Leave a Comment Cancel reply