I. NỘI DUNG LÝ THUYẾT
Các bài toán hóa học về nhôm, hợp chất của nhôm cũng như các bài toán hỗn hợp thì ngoài việc sử dụng các phương pháp như bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng thì còn một số dạng bài tập về muối nhôm với dung dịch kiềm và axit có cách giải riêng:
1. Muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm tạo kết tủa
Khi cho một lượng dung dịch bazơ OH- vào dung dịch chứa Al3+ thu được kết tủa Al(OH)3. Nếu thấy \({{\text{n}}_{{\text{Al(OH)}}{}_{\text{3}}}}{\text{ < }}{{\text{n}}_{{\text{A}}{{\text{l}}^{{\text{3 + }}}}}}\) thì sẽ có 2 trường hợp xảy ra ứng với 2 giá trị về lượng OH-:
Trường hợp 1: Lượng OH- thiếu, chỉ đủ tạo kết tủa theo phản ứng:
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
3b ← b(mol)
Lượng OH- được tính theo kết tủa OH-, khi đó giá trị OH- là min
Trường hợp 2: Lượng OH- đủ để xảy ra 2 phản ứng:
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1)
Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O (2)
Trong đó phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn còn phản ứng (2) chỉ xảy ra một phần. Lượng OH- được tính cho cả hai phản ứng khi đó có giá trị OH- là max
Chú ý: Các em có thể viết phương trình rồi dựa vào đó để tính toán. Tuy nhiên vì đây là bài toán quen thuộc nên chúng ta có thể làm nhanh thế này:
Rót từ từ dung dịch kiềm đến dư vào dung dịch chứa a mol muối Al3+. Sau phản ứng thu được b mol kết tủa.
Nếu b < a thì : Số mol OH- phản ứng là
x1 = 3b
x2 = 4a – b
2. Muối aluminat AlO2- tác dụng với dung dịch H+ tạo kết tủa
Rót từ từ dung dịch H+ đến dư vào dung dịch chứa a mol muối AlO2-. Sau phản ứng thu được b mol kết tủa Al(OH)3. Nếu b < a thì Số mol H+ đã phản ứng được tính cho 2 trường hợp là:
Trường hợp 1: Lượng H+ thiếu, chỉ đủ để tạo kết tủa theo phản ứng:
AlO2- + H+ + H2O → AlOH)3
Lượng H+ được tính theo kết tủa Al(OH)3, khi đó giá trị của H+ là giá trị min
Trường hợp 2: Lượng H+ đủ để xảy ra hai phản ứng:
AlO2- + H+ + H2O → AlOH)3
Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
Trong đó phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn, phản ứng (2) xảy ra một phần. Lượng H+ được tính theo cả (1) và (2) khi đó có giá trị là max
Chú ý: Các em có thể viết phương trình rồi dựa vào đó để tính toán. Tuy nhiên vì đây là bài toán quen thuộc nên chúng ta có thể làm nhanh thế này:
Rót từ từ dung dịch H+ đến dư vào dung dịch chứa a mol muối AlO2-. Sau phản ứng thu được b mol kết tủa Al(OH)3.
Nếu b < a thì Số mol H+ đã phản ứng được tính cho 2 trường hợp là
x1= b
x2 = 4a - 3b
II. BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Cho 4,005g AlCl3 vào 100ml dung dịch NaOH 0,1M. Sau khi phản ứng xong thu được bao nhiêu gam kết tủa ?
A. 1,56g
B. 2,34g
C. 2,6g
D. 1,65g
Hướng dẫn giải
\(\begin{gathered}
{{\text{n}}_{{\text{AlC}}{{\text{l}}_{\text{3}}}}}{\text{ = 0,03 (mol)}} \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{NaOH}}}}{\text{ = 0,1 (mol)}} \hfill \\
\end{gathered} \)
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl
0,03 → 0,09 0,03(mol)
Số mol NaOH dư là 0,01 (mol) nên xảy ra phản ứng hòa tan Al(OH)3
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
0,01 ← 0,01
Số mol Al(OH)3 còn lại = 0,03 – 0,01 = 0,02 (mol)
→ Đáp án A
Bài 2: Cho từ từ dung dịch NaOH 1M vào dung dịch có chứa 26,7g AlCl3 cho đến khi thu được 11,7g kết tủa thì dừng lại. Thể tích dung dịch NaOH đã dùng là:
A. 0,45lit hoặc 0,6 lit
B. 0,6 lit hoặc 0,65 lit
C. 0,65 lit hoặc 0,75 lit
D. 0,45 lit hoặc 0,65 lit
Hướng dẫn giải
\(\begin{gathered}
{{\text{n}}_{{\text{AlC}}{{\text{l}}_{\text{3}}}}}{\text{ = }}\frac{{{\text{26,7}}}}{{{\text{133,5}}}}{\text{ = 0,2 (mol)}} \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{Al(OH)}}_{\text{3}}^{}}}{\text{ = }}\frac{{{\text{11,7}}}}{{{\text{78}}}}{\text{ = 0,15 (mol)}} \hfill \\
\end{gathered} \)
Nhận xét: \({{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}}}{\text{ < }}{{\text{n}}_{{\text{AlC}}{{\text{l}}_{\text{3}}}}}{\text{ }}\) → Có hai trường hợp:
Trường hợp 1: Chỉ xảy ra 1 phản ứng :
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl
0,45(mol) ← 0,15 (mol)
VNaOH = \(\frac{{{\text{0,45}}}}{{\text{1}}} = 0,45(lit)\)
Trường hợp 2: Xảy ra 2 phản ứng
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl
0,2 0,6 0,2
sau đó kết tủa bị hòa tan một phần = 0,2 – 0,15 = 0,05 (mol)
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O
0,05 0,05(mol)
Tổng số mol NaOH = 0,6 + 0,05 = 0,65 (mol)
VNaOH = \(\frac{{{\text{0,65}}}}{{\text{1}}} = 0,65(lit)\)
→ Đáp án D
Hoặc nhẩm thế này: nNaOH = 3b = 3.0,15 = 0,45 (mol)
nNaOH = 4a – b = 4.0,2 – 0,15 = 0,65 (mol)
Bài 3: Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lit dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam. Giá trị lớn nhất của V là:
A. 1,8 B. 2,4 C. 2 D. 1,2
Hướng dẫn giải
\(\begin{gathered}
{{\text{n}}_{{\text{AlC}}{{\text{l}}_{\text{3}}}}}{\text{ = 0,2}}{\text{.1,5 = 0,3 (mol)}} \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{Al(OH)}}_{\text{3}}^{}}}{\text{ = }}\frac{{{\text{15,6}}}}{{{\text{78}}}}{\text{ = 0,2 (mol)}} \hfill \\
\end{gathered} \)
Nhận xét: \({{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}}}{\text{ < }}{{\text{n}}_{{\text{AlC}}{{\text{l}}_{\text{3}}}}}{\text{ }}\) → Có hai trường hợp nhưng ta chỉ xét trường hợp max mà thôi (do yêu cầu bài toán):
Xảy ra 2 phản ứng
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl
0,3 0,9 0,3
sau đó kết tủa bị hòa tan một phần = 0,3 – 0,2 = 0,1 (mol)
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O
0,1 0,1(mol)
Tổng số mol NaOH = 0,9 + 0,1 = 1 (mol)
VNaOH = \(\frac{{\text{1}}}{{{\text{0,2}}}} = 2(lit)\) → Đáp án C
Nhẩm: nNaOH max = 4.0,3 – 0,2 = 1 (mol)
Bài 4: Cho 3,42 g Al2(SO4)3 tác dụng với với 25ml dung dịch NaOH, sản phẩm là 0,78g kết tủa. Nồng độ mol/l của dung dịch NaOH đã dùng là:
A. 1,2M; 2,8M
B. 1,9M; 2,8M
C. 1,2M; 2M
D. 1,5M; 3M
Hướng dẫn giải
\(\begin{gathered}
{{\text{n}}_{{\text{A}}{{\text{l}}^{{\text{3 + }}}}}}{\text{ = 2}}{{\text{n}}_{{\text{A}}{{\text{l}}_{\text{2}}}{{{\text{(S}}{{\text{O}}_{\text{4}}}{\text{)}}}_{\text{3}}}}}{\text{ = 2}}{\text{.}}\frac{{{\text{3,42}}}}{{{\text{342}}}} = 0,02(mol) \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}{\text{ }}}}{\text{ = }}\frac{{{\text{0,78}}}}{{{\text{78}}}} = 0,01(mol) \hfill \\
\end{gathered} \)
Nhận xét: \({{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}}}{\text{ < }}{{\text{n}}_{{\text{AlC}}{{\text{l}}_{\text{3}}}}}{\text{ }}\) → Có hai trường hợp:
Trường hợp 1: Chỉ xảy ra 1 phản ứng :
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
0,03(mol) ← 0,01 (mol)
nNaOH = nOH- = 0,03 (mol)
CM NaOH = \(\frac{{{\text{0,03}}}}{{{\text{0,025}}}} = 1,2M\)
Trường hợp 2: Xảy ra 2 phản ứng
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
0,02 → 0,06(mol) ← 0,02 (mol)
Sau đó kết tủa bị hòa tan một phần = 0,2 – 0,15 = 0,05 (mol)
Al(OH)3 + OH- → AlO2 - + H2O
0,01 0,01(mol)
Tổng số mol NaOH = 0,06 + 0,01 = 0,07 (mol)
CM NaOH = \(\frac{{{\text{0,07}}}}{{{\text{0,025}}}} = 2,8M\)
→ Đáp án A
Bài 5: Cho từ từ V lit dung dịch HCl 0,5M vào 200 ml dung dịch NaAlO2 1M thu được 11,7g kết tủa. Giá trị của V là:
A. 0,3 hoặc 0,4
B. 0,4 hoặc 0,7
C. 0,3 hoặc 0,7
D. 0,7
Hướng dẫn giải
\(\begin{gathered}
{{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}{\text{ }}}}{\text{ = }}\frac{{{\text{11,7}}}}{{{\text{78}}}} = 0,15(mol) \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{Al}}{{\text{O}}_{\text{2}}}^{\text{ - }}}}{\text{ = 0,2}}{\text{.1 = 0,2 (mol)}} \hfill \\
\end{gathered} \)
\({{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}}}{\text{ < }}{{\text{n}}_{{\text{Al}}{{\text{O}}_{\text{2}}}^{\text{ - }}}}{\text{ }}\) → 2 trường hợp
Trường hợp 1: Lượng H+ thiếu, chỉ đủ để tạo kết tủa theo phản ứng:
AlO2- + H+ + H2O → AlOH)3
0,15 ← 0,15(mol)
→ VHCl = \(\frac{{{\text{0,15}}}}{{{\text{0,5}}}} = 0,3(lit)\)
Trường hợp 2: Lượng H+ đủ để xảy ra hai phản ứng:
AlO2- + H+ + H2O → AlOH)3
0,2 → 0,2 → 0,2
Sau đó kết tủa tan một phần = 0,2 – 0,15 = 0,05 (mol)
Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
0,05 → 0,15 (mol)
Tổng số mol H+ (HCl) = 0,2 + 0,15 = 0,35 (mol)
→ VHCl = \(\frac{{{\text{0,35}}}}{{{\text{0,5}}}} = 0,7(lit)\)
→ Đáp án C
Ta nhẩm nhanh:
x1= 0,15 (mol)
x2 = 4.0,2 – 3.0,15 = 0,35 (mol)
Bài 6: Cho 100ml dung dịch AlCl3 2M tác dụng vời dung dịch KOH 1M
a/ Thể tích dung dịch KOH tối thiểu phải dùng để không có kết tủa:
A. 0,2lit
B. 0,6lit
C. 0,8 lit
D. 1lit
b/ Cho dung dịch sau phản ứng trên tác dụng với dung dịch HCl 2M ta thu được 3,9g kết tủa. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:
A. 0,025lit
B. 0,325lit
C. 0,1lit
D. 0,025lit hoặc 0,325lit
Hướng dẫn giải
a/ Để không thu kết tủa thì:
AlCl3 + 4NaOH → NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
0,2 (mol) → 0,8 (mol) → 0,2 (mol)
→ VNaOH min = 0,8 (lit) → Đáp C
b/ Ta có :
\(\begin{gathered}
{{\text{n}}_{{\text{Al}}{{\text{O}}_{\text{2}}}^{\text{ - }}}}{\text{ = 0,2 (mol)}} \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}}}{\text{ = }}\frac{{{\text{3,9}}}}{{{\text{78}}}} = 0,05(mol) \hfill \\
\end{gathered} \)
\({{\text{n}}_{{\text{Al(OH}}{{\text{)}}_{\text{3}}}}}{\text{ < }}{{\text{n}}_{{\text{Al}}{{\text{O}}_{\text{2}}}^{\text{ - }}}}{\text{ }}\) → 2 trường hợp:
nHCl = 0,05 (mol) → VHCl = 0,025 (lit)
nHCl = 4.0,2 – 3.0,05 = 0,65 (mol) → VHCl = 0,325 (lit)
→ Đáp án D
III. LUYỆN TẬP
Bài 1: Trộn dung dịch chứa a mol AlCl3 với dung dịch chứa b mol NaOH. Để thu được kết tủa thì cần có tỉ lệ
A. a : b = 1 : 4.
B. a : b < 1 : 4.
C. a : b = 1 : 5.
D. a : b > 1 : 4.
Bài 2: Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M lượng kết tủa thu được là 15,6 gam. Giá trị lớn nhất của V là
A. 1,2.
B. 1,8.
C. 2,4.
D. 2.
Bài 3: Al2O3 phản ứng được với cả hai dung dịch nào sau đây?
A. Na2SO4, KOH.
B. NaOH, HCl.
C. KCl, NaNO3.
D. NaCl, H2SO4.
Bài 4: Cho các hợp chất hay quặng sau: criolit, đất sét, mica, boxit, phèn chua. Có bao nhiêu trường hợp chứa hợp chất của nhôm?
A. 5.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Bài 5: Cho các chất sau: Al, Al2O3, AlCl3, Al(OH)3. Số chất thể hiện tính chất lưỡng tính là
A. 4.
B. 3.
C. 2.
D. 1.
Bài 6: Chất nào sau đây không thể vừa phản ứng với dung dịch NaOH và vừa phản ứng với dung dịch HCl?
A. Al2(SO4)3.
B. Al2O3.
C. Al(OH)3.
D. NaHCO3.
Bài 7: Cho sơ đồ phản ứng: Al2(SO4)3 → X → Y → Al.
Trong sơ đồ trên, mỗi mũi tên là một phản ứng, các chất X, Y lần lượt là những chất nào sau đây?
A. Al2O3 và Al(OH)3.
B. Al(OH)3 và Al2O3.
C. Al(OH)3 và NaAlO2.
D. NaAlO2 và Al(OH)3.
Bài 8: Thực hiện các thí nghiệm sau:
(a) Cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch Ca(OH)2.
(b) Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch AlCl3.
(c) Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch AlCl3.
(d) Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2.
(e) Cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2.
Số thí nghiệm có kết tủa trắng sau khi phản ứng kết thúc là
A. 3.
B. 2.
C. 4.
D. 1.
Bài 9: Cho 100ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với 200ml dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được làm khô và nung đến khối lượng không đổi được chất rắn cân nặng 2,55 gam. Nồng độ của dung dịch NaOH ban đầu là
A. 1,25M.
B. 1,50M.
C. 1,75M.
D. 1,00M.
Bài 10: Cho các chất rắn đựng trong các lọ mất nhãn BaO, MgO, Al2O3. Chỉ dùng một hóa chất nào sau đây có thể nhận biết được 3 chất trên?
A. H2O.
B. HCl.
C. H2SO4.
D. Fe(OH)2.
Bài 11: Cho V lít dung dịch NaOH 0,4M tác dụng với dung dịch Al2(SO4)3 có chứa 58,14g chất tan thu được 23,4g kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là
A. 2,65l.
B. 2,24l .
C. 1,12l.
D. 3,2 l.
Bài 12: Cho 150 cm3 dung dịch NaOH 7M tác dụng với 100cm3 dung dịch Al2(SO4)3 1M. Nồng độ mol của NaOH trong dung dịch sau phản ứng là
A. 0,8M.
B. 1,2M.
C. 1M.
D. 0,75M.
Bài 13: Cho từ từ 0,7 mol NaOH vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3. Số mol kết tủa thu được là
A. 0,2.
B. 0,15.
C. 0,1.
D. 0,05.
Bài 14: Trộn 100 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M với 100 ml dung dịch HCl xM thu được dung dịch Y. Cho 10,96 gam Ba vào dung dịch Y, thu được 14,76 gam kết tủa. Giá trị của x là
A. 0,30.
B. 0,15.
C. 0,10.
D. 0,70.
Bài 15: Nhỏ vài giọt dung dịch natri cacbonat vào dung dịch nhôm clorua. Hiện tượng thu được là:
A. Xuất hiện kết tủa trắng.
B. Sủi bọt khí.
C. Không hiện tượng.
D. Xuất hiện kết tủa trắng và sủi bọt khí.
Trên đây là phần trích dẫn nội dung Bài tập phản ứng giữa muối nhôm với dung dịch kiềm và axit môn Hóa học 12 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.
Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!
Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tài liệu cùng chuyên mục tại đây:
